Innovation 2008 by AZ Fachverlage AG

Innovation MegaLink Precision | Technica

Juni 2008

Die Schweiz benötigt einen Werk- und Denkplatz Wege zu radikaler Innovation Alinghi – EPFL als Ideenbrutstätte

Werkzeugmaschinen Machines-outils

Ihr nächstes Bearbeitungszentrum Kompromisslos in Sachen Leistung und Speziﬁkationen Gebaut in den MAZAK Cyber Factories

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Editorial

Geleitwort von Bundesrat Leuenberger

Die 2000-Watt-Gesellschaft W enn in unserem Land über den Energieverbrauch diskutiert wird, geschieht dies meist im Zusammenhang mit dem Klimawandel. Wir produzieren heute durch die Verbrennung fossiler Energieträger viel mehr Treibhausgase, als unser Klima verträgt. Wenn wir einen wirkungsvollen und nachhaltigen Klimaschutz betreiben wollen, kommen wir nicht darum herum, den Energieverbrauch um rund zwei Drittel zu senken. Dies hat der Bundesrat schon 2002 erkannt. In seiner «Strategie Nachhaltige Entwicklung 2002» skizzierte er das Szenario der «2000-Watt-Gesellschaft» als Zielvorstellung für die Energie- und Klimapolitik. Wenn wir «klimaneutral» leben wollen, kann jeder Schweizer und jede Schweizerin 500 Watt aus fossilen und 1500 Watt aus erneuerbaren Energieträgern verbrauchen. So betrüge der Ausstoss an Treibhausgasen, vor allem an CO2, noch eine Tonne pro Kopf – heute sind es etwa 5 Tonnen. Das tönt utopisch, vor allem aber nach schmerzhaftem Verzicht. Ich bin jedoch überzeugt, dass wir dieses Ziel in einigen Jahrzehnten erreichen können, ohne dass unsere Lebensqualität im Geringsten darunter leidet. Im Gegenteil: Durch eine konsequente Steigerung der Energieeffizienz und die Förderung der erneuerbaren Energien schonen wir die Umwelt und damit unsere Lebensgrundlagen, ohne auf Komfort verzichten zu müssen. Der Bundesrat hat vor Kurzem zwei Aktionspläne mit einer ganzen Reihe von Massnahmen verabschiedet, welche auf diesen beiden Ebenen spürbare Verbesserungen bringen werden.

Vorschriften und Anreize Bei der Steigerung der Energieeffizienz setzen wir vor allem auf neue Technologien, von denen viele bereits auf dem Markt sind. Ich denke etwa an das Minergie-P-Haus, das noch 10 Prozent der Energie eines konventionellen Gebäudes verbraucht, oder die Sparlampe, die nur einen Fünftel des Stroms einer Glühlampe beansprucht. Die Forschung und Entwicklung an Universitäten und in Unternehmen werden diese Technologien in den nächsten Jahren weiter verfeinern. Die Politik muss die Rahmenbedingungen dafür schaffen, dass diese Innovationen nicht in den Schubladen der Entwickler oder in den Regalen der Händler verstauben. Dazu gehören zum Beispiel gesetzlich festgelegte Minimalstandards, Zulassungsbeschränkungen für ineffiziente Systeme und Anreizsysteme für die effizienten. Alles Instrumente, die der Bundesrat mit seinen Aktionsplänen stärkt und mit denen er den Verbrauch fossiler Brennstoffe bis 2020 um 20 Prozent senken will. Bei der Förderung der erneuerbaren Energien stehen Wasserkraft, Biomasse und Holz, Umgebungswärme und die Solarenergie im Vordergrund. Die Aktionspläne sehen zum Beispiel finanzielle Anreize für den Ersatz von Elektro-, Öl- und Gasheizungen durch Wärmepumpen und für die Installation von Sonnenkollektoren für die Warmwasseraufbereitung vor. Die Nutzung der Abwärme aus erneuerbaren Energien soll durch eine Einspeisevergütung attraktiver werden, die Wasserkraft wollen wir durch Gesetzesanpassungen einfacher und effizienter gestalten. Daneben setzen wir aber auch auf Lenkungsabgaben und eine Stärkung der Forschung und Ausbildung. All dies soll den Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Stromverbrauch bis 2020 um 50 Prozent steigern.

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Innovation

In dieser Ausgabe

Themen

«Die Schweiz benötigt einen Werk- und Denkplatz» Swissmem-Präsident Johann N. Schneider-Ammann erläutert im Interview, welche Rahmenbedingungen die Innovationskraft der Schweizer Unternehmen günstig beeinflussen.

Forschung und Industrie gemeinsam innovativer

28 Das SATW-Transferkolleg 2008 widmet sich in diesem Jahr der industriellen Photonik. Fachleute aus Wissenschaft und Industrie sind aufgefordert, innovative Produktideen zu entwickeln. Die besten erhalten Unterstützung bei der Weiterentwicklung.

Grafisches Systemdesign als Innovationstreiber Mit der grafischen Programmierplattform LabView können Robotikexperten ihre Ideen für anspruchsvolle Entwürfe vom Design bis hin zur Implementierung umsetzen. Sie müssen sich nicht mit Low-Level-Details der Implementierung aufhalten.

1 Geleitwort von Bundesrat Leuenberger 3 Inhaltsverzeichnis 5 Editorial: Geld und Geist 6 Kurzmeldungen Interview mit Johann N. Schneider-Ammann 12 16 Wege zur radikalen Innovation 21 Alingi – EPFL als Ideenbrutstätte 28 Gemeinsam innovativer 30 «Für Sirio wählen sie eins...» 31 Lagerbewirtschaftung verbessern 32 Webbrowser steuert Embedded Linux 33 Anwendungen schnell nachbilden 34 Tells Apfelschuss 36 Welten verbinden Grafisches Systemdesign fördert Innovation 40 43 Enorm: 100-fach schnelleres Design Hoher Lebensstandard trotz weniger Energie 47 52 Die Zapfsäule auf dem Hausdach 57 Energieführungen innovativ eingesetzt 61 Recycling als besserer Bergbau Netzwerk «intelligenter» Abwassersysteme 67 72 Ökostrom aus Trinkwasser 76 Werkzeugschnittstelle bringt Erfolg Gewindherstellung: mehr Prozesssicherheit 80 85 Software-Revolution in der Schleiftechnik 93 Neue Erodier-Technologie Der grösste Gegenschlaghammer der Welt 99 102 Sicherheit und Produktivität steigern 104 Millibarregler dosieren Inertgas sicher

Highlights und Produkte Kamera schützt und misst beim Abkanten 106 107 Produktmeldungen ab Seite Der Flachmann unter den Industrierechnern 108

Zum Titelbild

Innovation Juni 2008

Die Schweiz benötigt einen Werk- und Denkplatz Wege zu radikaler Innovation Alinghi – EPFL als Ideenbrutstätte

Gigabit-Ethernet für die IT-Welt und die Fabrikautomatisierung Das Ethernet mit seinen unterschiedlichen Übertragungsraten dringt aus dem Büro zunehmend in den letzten Winkel eines Werkes. Viele Anwender planen heute die direkte Anbindung an die IT-Welt etwa für Datenbankanbindungen und die Übertragung von grossen Datenmengen. Die Kommunikationsprozessoren CP 343-1 Advanced und CP 443-1 Advanced von Siemens verbin-

den die Büroumgebung nahtlos mit der Fabrik und sorgen so für die vertikale und horizontale Durchgängigkeit im Unternehmen. Lesen Sie dazu den Artikel auf Seite 36. Siemens Schweiz AG Automation and Drives 8047 Zürich 0848 822 844 Automation.ch@siemens.com www.siemens.ch/automation

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Editorial

Geld und Geist Mit Rationalisierung kann man ein Unternehmen über die Runden bringen. Für die nachhaltige Zukunftssicherung braucht es Innovationen. Innovation ist ein zentrales Element der Unternehmensstrategie und gleichzeitig ein nebulöses Schlagwort aus dem Vokabular des Produktmarketings. Was bedeutet es eigentlich? Gemäss Wikipedia Folgendes:

«Zu unterscheiden ist zwischen Invention und Innovation. Inventionen umfassen neue Ideen bis einschliesslich Prototypenbau bzw. konkreter Konzeptentwicklung in der vormarktlichen Phase. Innovationen ergeben sich aus deren Umsetzung bzw. Verwertung.» Diese Definition erweckt den Eindruck, dass die Invention das zentrale erfolgsrelevante Element sei. Die Innovation sei dann «nur noch» die Umsetzung, d. h. eigentlich reine Knochenarbeit. Aber man kann diese Wertung auch umkehren und etwas überspitzt sagen: Der Inventor verhungert mit dem «Grossen Erfinderpreis» in der Tasche, während der Innovator das grosse Geld macht, indem er als Tellerwäscher sein Abwaschwasser anschliessend teuer als Haarwuchsmittel verkauft. Ein wesentliches Element einer Innovation ist die Identifikation zukunftsweisender Technologien. Obige Definition erwähnt als Elemente der Innovation nicht nur die technische Umsetzung der Invention, sondern ebenso die «Verwertung» sprich Vermarktung. Letzteres wiederum setzt einen möglichst klaren Blick in die künftigen Marktbedürfnisse voraus. Erst dann kann eine Innovation erfolgreich sein. Ein «Innovationskünstler» der besonderen Art ist meiner Meinung nach Nicolas G. Hayek. Er hat bekanntlich weder die Uhr im Allgemeinen noch die Plastikuhr im Speziellen erfunden. Seine Innovation bestand vielmehr darin, mit der Swatch ein Produkt entwickeln zu lassen, das so kostengünstig zu produziert ist, dass es als Mode-Accessoie vermarktet werden kann. Seine jüngste Vision, die Entwicklung lokal erzeugter CO2-belastungsfreier Antriebsenergie für das Auto, ist ein weiteres Beispiel dafür. Welches sind die zukunftsweisenden Technologien, welche das CO2-Problem lösen, ohne die individuelle Mobilität einzuschränken? So muss seine Fragestellung gelautet haben. Seine Belenos Clean Power AG hat diese – allesamt vorhandenen – Technologien entlang des ganzen Energiestrangs identifiziert und treibt diese Technologien nun mit den besten verfügbaren Partnern zur Marktreife (siehe Bericht auf Seite 52)

Martin Gysi,

Innovation

Kurzmeldungen

Kongressmesse für Automotive Software und Electronics kommt in Fahrt

Die driveIT – internationale Kongressmesse für Automotive Software und Electronics – findet vom 4. bis 6. November 2008 in Stuttgart statt.

Mit der driveIT erhalten die wichtigsten Triebfedern für Innovationen in der Automobilbranche – Software und Elektronik – eine eigene Entwicklungs Kommunikationsund Beschaffungsplattform. Unterstützt wird der neue internationale Messekongress unter anderem von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Leohold, Leiter der Konzernforschung der Volkswagen AG, und Dr.-Ing. Rainer Kallenbach, Executive Vice President Automotive Electronics, Robert Bosch GmbH. Anerkannte Marktführer zählen bereits zu den Messeausstellern. Die internationale Kongressmesse für Automotive Software und Electronics findet erstmals vom 4. bis 6. November 2008 in der Messe Stuttgart statt. Ziel der

driveIT ist es auch, sowohl im Rahmen des Kongresses als auch im Messeumfeld einen Beitrag dazu zu leisten, dass neue Entwicklungsnetzwerke und Allianzen in Gang gesetzt und bestehende vertieft werden. Im Rahmen der Kongressmesse wird der driveIT Award verliehen. Diese Auszeichnung erhalten ausstellende Unternehmen für beispielhafte Innovationen. Die Jury setzt sich aus Fachleuten für Automotive Software und Elektronik zusammen. Prämiert werden Produkte und Leistungen in den Kategorien «Funktion/Software», Sensorik/Aktorik», «Vernetzung» und «Tools». H & K Messe GmbH & CO. KG www.hundkmesse.de, www.drive-it-expo.de

Dahinter stecken kluge Köpfe

Die Innovation im Blick: Die Erfinderinnen und Erfinder aus der ganzen Endress+Hauser Gruppe feierten im Sichtwerk im süddeutschen Eimeldingen das «Innovatorentreffen 2008».

Mehr als 200 Erfinderinnen und Erfinder aus der ganzen Endress+Hauser-Gruppe sind zum «Innovatorentreffen 2008» im süddeutschen Eimeldingen nahe Basel zusammengekommen. Sie feierten den neuen Höchststand von 182 Patentanmeldungen im Jahr 2007 – und applaudierten den Gewinnern der «Patent Rights Incentive Awards», mit denen jedes Jahr die wirtschaftlich besonders bedeutenden Patente gewürdigt werden. «Unser ‹Patent Rights Incentive Program› zeigt immer wieder aufs Neue seine Wirkung», freute sich Dieter Schaudel, im Vorstand der Firmengruppe für Technologie, Technik und Informatik zuständig. «Seit der Einführung unseres Förderprogramms vor acht Jahren hat sich die Zahl der jährlichen Patentanmeldungen der Endress+Hauser-Gruppe mehr als verdreifacht.» Mit den Innovatorentreffen und dem «Patent Rights Incentive Pro-

Innovation

gram» zeigt Endress+Hauser seinen Erfinderinnen und Erfindern, wie wichtig sie für das Unternehmen sind. Im Tagungszentrum Sichtwerk präsentierten die klugen Köpfe der Firmengruppe ihre Erfindungen, tauschten Wissen und Erfahrungen aus und warfen einen Blick in eine Zukunft voller neuer Ideen. Als einer der Höhepunkte der Veranstaltung überreichten Klaus Endress und Dieter Schaudel die «Patent Rights Incentive Awards» für die wirtschaftlich wichtigsten, in 2007 erteilten Patente. Die Preise sind mit jeweils 10000 Euro dotiert. Seit der Gründung vor rund zehn Jahren hat Endress+Hauser 1100 Erfindungen neu zum Patent angemeldet. Heute hält das Unternehmen mehr als 3900 lebende Patente und Patenanmeldungen. Endress+Hauser AG, www.endress.com

Geniale Ideen von SKF

In einer typischen Fertigungsstrasse der Automobilindustrie setzen ca. 300 Roboter ca. 1.2 Milliarden Schweisspunkte pro Jahr. Das ist eine Menge Schweissarbeit, die sehr viel Energie verbraucht. Durch den Einsatz elektromechanischer Hubzylinder von SKF in den Schweissrobotern anstelle konventioneller Pneumatik lassen sich mehr als 90 Prozent Energie einsparen. Das sind 13.5 Millionen Kilowattstunden pro Jahr. Dies entspricht in etwa dem Jahresenergieverbrauch von mehr als 1400 typischen Einfamilienhäusern in Schweden. Mit unserer fachlichen Kompetenz, Erfahrung und Kreativität können Industrieunternehmen ihre Leistungskraft noch erheblich steigern. Suchen Sie intelligente Lösungen zur Einsparung von Energie? Dann fordern Sie unsere Spezialisten heraus!

The Power of Knowledge Engineering

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Innovation

Kurzmeldungen

Leichter und platzsparender Wasserstoffspeicher BMW hat zusammen mit zahlreichen Partnern einen neuartigen Tank aus Verbundwerkstoff für Flüssigwasserstoff entwickelt. Mit seiner innovativen Bauweise konnte das Gewicht des gesamten Tanksystems auf ein Drittel gegenüber gewöhnlichen, zylinderförmigen Stahltanks reduziert werden. Die anpassungsfähige Form ermöglicht hohe Flexibilität und bedeutende Energieeinsparungen. Zudem sind die Nebensysteme in der Tankschale integriert, wodurch der Tank weniger Platz im Fahrzeug benötigt und die Wartung erheblich erleichtert wird. Der Innentank ist modular aufgebaut und somit fertigungsfreundlicher als bisherige Wasserstofftanks. Dazu Prof. Dr.-Ing. Raymond Freymann, Geschäftsführer der BMW Group Forschung und Technik: «Mit dem vorgestellten Demonstrationsmodell des neuen Freiformtanks ist ein wichtiger Schritt in die Wasserstoffzukunft gelungen. Befüllt mit zehn Kilogramm Wasserstoff, könnte er

Der Flüssigwasserstofftank aus Verbundwerkstoff ist nur ein Drittel so schwer wie ein gewöhnlicher, zylinderförmiger Stahltank.

in einem zukünftigen Fahrzeug eine Reichweite von deutlich über 500 Kilometer ermöglichen.» BMW Group, www.bmwgroup.com

Nominierungen für internationalen Laser-Innovationspreis Alle zwei Jahre zeichnet die Berthold Leibinger Stiftung herausragende Innovationen in der angewandten Lasertechnologie mit dem internationalen Berthold Leibinger Innovationspreis aus. Jetzt stehen die Nominierungen für das Jahr 2008 fest. Acht Arbeiten wurden aus insgesamt 33 Bewerbungen und Vorschlägen aus neun Ländern Europas, Asiens und den USA ausgewählt. Die Themen der in 2008 eingereichten Arbeiten umfassen Photonik in der Kommunikationstechnik und Datenspeicherung, Lasermesstechnik und medizinische Laseranwendungen, bildgebende Verfahren, Terahertz- und Ultrakurzpuls-Lasertechnologie sowie industrielle Laserfertigungstechnik. Die Nominierten beeindrucken mit

ihrer individuellen Leistung und der Fähigkeit-Laseranwendungen oder Strahlquellen zu entwickeln und zum Nutzen von Menschen, der Gesellschaft und der Industrie als Produkt verfügbar zu machen. Teil der Nominierung sind eine Urkunde und eine Skulptur. Die Nominierten präsentieren auf Einladung ihre Innovationen auf der Jury-Sitzung in Ditzingen. Die Jury entscheidet dann über die Vergabe der drei mit insgesamt 35000 Euro dotierten Preise des Berthold Leibinger Innovationspreises. Höhepunkt des Wettbewerbes ist die feierliche Ehrung der Preisträger an der Preisverleihung am 15. September 2008. Berthold Leibinger Stiftung, www.leibinger-stiftung.de

Papierelektronik ermöglicht Pressemappe im Scheckkartenformat

Auf herkömmliches Papier werden Funktionsschichten aus elektronisch aktiven Kunststoffen aufgedruckt, sodass digitale Datenspeicher entstehen.

Auf der Printed Electronics Europe in Dresden präsentierte printed systems die kleinste Pressemappe der Welt: Pa-

Innovation

pierkarten mit eingedrucktem Datenträger führen unter Verwendung des beiliegenden Plug-and-play-Lesegeräts direkt zu den gewünschten Informationen im Internet. So muss weniger Informationsmaterial über die Messe getragen werden und die Informationen können bequem gefunden werden. Ausserdem kann dieselbe Karte zu einem späteren Zeitpunkt wiederverwendet werden, um aktualisierte Informationen abzurufen. Die intelligenten Papiererzeugnisse verbinden die Vorteile gewöhnlichen Papiers wie Flexibilität, Biegsamkeit sowie einfache und umweltschonende Entsorgung mit elektronischen Funktionalitäten. Auf herkömmliches Papier werden in spezialisierten Hochgeschwindigkeitsverfahren Funktionsschichten aus elektronisch aktiven Kunststoffen so aufgedruckt, dass dabei digitale Datenspeicher entstehen. Die gedruckten Schichten sind genauso dünn wie herkömmliche Druckfarbe. Zusätzlich kann das Papier mit beliebigen Farben und Motiven bedruckt werden. printed systems, www.printed-systems.de

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Innovationsmanagement

«Die Schweiz benötigt einen Werk- und Denkplatz» Innovationen können nicht mit Geld erzwungen werden. Für Johann N. Schneider-Ammann, Unternehmer, Nationalrat und Präsident von Swissmem, sind politische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen, die Firmenkultur sowie gut ausgebildete Ingenieure entscheidende Faktoren für einen erfolgreichen Werk- und Denkplatz Schweiz.

Zahlreiche Schweizer Firmen nehmen international eine führende Rolle ein. Sind Schweizer Unternehmen innovativer als die Mitbewerber? Johann N. Schneider-Ammann: Schweizer Unternehmen sind sicher innovativ. Die Industrie hat eine konjunkturell und strukturell schwierige Phase hinter sich. In dieser Zeit musste jede

«Wir brauchen eine offene Geisteshaltung und ein offenes Land.» Schweizer Firma Hausaufgaben machen, wie neue Produkte finden, neue Prozesse definieren, die Produktivität steigern und In-

Zur Person Der 56-jährige Johann N. SchneiderAmmann ist Präsident und operativer Chef der Ammann-Gruppe in Langenthal, die weltweit 3200 Mitarbeitende beschäftigt. Schneider-Ammann präsidiert den Branchenverband der Schweizer Maschinen-, Elektro- und Metall-Industrie Swissmem und ist Vizepräsident von economiesuisse. Als FDP-Vertreter gehört er seit 1999 dem Nationalrat an.

Innovation

novation treiben. Der Druck auf uns war vielleicht ein klein wenig grösser als auf andere, die in grösseren Märkten zu Hause sind. Zudem hat der Franken in dieser Zeit verrückt gespielt, was den Export noch schwieriger gemacht hat. Weil wir mehr unter Druck waren als unsere internationalen Konkurrenten, haben wir etwas mehr Hausaufgaben gemacht und stehen dadurch im Moment ein wenig besser da. Sie sagen im Moment – ändert sich dies demnächst ? dran und unternehmen alle Anstrengungen, um nicht zurückzu-

fallen. Aber es ist immer ein Auf und Ab. Eine Firma ist innovationsmässig im Hoch und die Kunden kommen zurück, dafür ist eine andere in einem Gegenzyklus. Wir sind vor allem innovativ, weil wir viel investieren. Investieren heisst in erster Linie Leute ausbilden, fordern und fördern.

Fachkräftemangel. Wie kann diesem begegnet werden?

tag zum Beispiel versucht die Swissmem junge Leute zu erreichen. Rund 200 Studenten beziehungsweise Schulabgängern wird an diesem Tag gezeigt, wer die Industrie ist. Die jungen Leute sollen sich überlegen, ob sie

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Innovationsmanagement

nicht in diesem Bereich eine berufliche Perspektive haben könnten. Zumindest an den zwei für uns wesentlichen Instituten der ETH Zürich wachsen in den letzten paar Jahren die Studentenzahlen. Wir haben die Phase hinter uns, wo alles, was die Banken machen, gut ist und alles, was die Industrie macht, nicht gut ist. Welchen Beitrag leisten die ETH und die Fachhochschulen zur Innovationsfreudigkeit und zum Erfolg der Schweizer Industrie? Sie bilden die Leute auf einem hohen Niveau aus. Das ist für uns das Wesentliche. Wir sagen ihnen ständig: Lasst euch ja nicht allzu fest von dem Bologna-System, also den Bachelor- und Masterstudiengängen, internationalisieren. Die Ausbildung an der ETH ist besser als im Ausland und dies muss aufrechterhalten werden. Zudem treiben sie Grundlagenund angewandte Forschung. Wir drängen stark darauf, dass man Forschungsprojekte zwischen Firmen und Hochschulen kombinieren kann. Wenn man in den letzten Jahren an der ETH fragte, was wichtig sei, dann hiess es immer: Nano- und Biotechnologie. Irgendwann kam dann Elektronik, Informatik und Mechanik. Dagegen haben wir uns aufgelehnt und gesagt: der Standort Schweiz benötigt seine technischen Hochschulen, damit hier Ingenieure ausgebildet werden. Wenn sie an einem anderen Ort ausgebildet werden, sind sie nachher an einem anderen Ort werktätig und der Werkplatz verlagert sich so automatisch – still und unerkannt. Die ETH hat in den letzten zwei, drei Jahren in meinen Augen einen Umdenkprozess mitgemacht und erkennt jetzt wieder besser, dass sie unsere Industrie ganz gezielt mittragen muss. Wie stark ist die Konkurrenz von Ingenieuren aus Asien?

Innovation

In China schliessen jedes Jahr etwa eine Million Hochschulingenieure ihr Studium an den Universitäten und technischen Hochschulen ab. Alleine in Schhanghai sind es jedes Jahr 45000 – hier in der Schweiz 2653 Ingenieure. Die Far-East-Guys sind blitzgescheit, gut ausgebildet und enorm tüchtig. Und dies heisst wiederum, dass die betriebswirtschaftlichen und volkswirtschaftlichen Innovationsimpulse und die Innovationskraft an einem anderen Ort als in der Schweiz stattfinden. Umso wichtiger ist es, dass unsere Hochschulabgänger noch besser ausgebildet werden, noch feiner auf Innovation sensibilisiert sind und das Zusammenspiel zwischen Hochschule und Firmen noch besser wird, damit wir den Nachteil, den wir von der Masse her haben, kompensieren können. Wie stark beeinflusst die Klimapolitik die Innovation und den Erfolg der Schweizer Industrie? Die grüne Politik zwingt einen, technisch höhere Ansprüche zu respektieren. Mit anderen Worten versetzt die grüne Politik meine Ingenieure in Bewegung. Und so gesehen sind Umweltthemen innovationstreibend. Wir

wissen, dass es Klimaveränderungen gibt und dass wir einen Beitrag leisten müssen, damit die Veränderungen nicht negativer ausfallen, als es unbedingt nötig ist. Die Swissmem-Industrie hält die Kyoto-CO2-Vorgaben um 40 Prozent besser ein, als was von uns erwartet wird. Ökologie ist nur ein Aspekt unter vielen, aber jedes Unternehmen überlegt sich, ob es damit einen Vorteil gegenüber der Konkurrenz erreichen kann. Wenn dies jede Firma macht, geht es natürlich vorwärts.

«Wir drängen darauf, dass man Forschungsprojekte zwischen Firmen und Hochschulen kombinieren kann.» Welche weiteren Faktoren helfen, Innovationen zu fördern? Ganz entscheidend ist, dass man ein Commitment abgibt zur Innovation. Die meisten Leute denken bei Innovation an ein neues Produkt oder neue Leistungsdaten. Für mich ist Innovation auch etwas, das mit dem Umgang zwischen Menschen zu tun hat, Kommunikationsinnovation. Auch die Firmenkultur ist einem Innovationsprozess ausgesetzt. Es sind Soft-Factors wie die An-

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Innovationsmanagement

nerkennung, die die Leute für eine gute oder verrückte Idee erhalten, die Innovationen fördern. Ich glaube, Innovation kann nicht über materielle Anreize erzwungen werden. Die Auslagerung von Arbeitsplätzen ins Ausland ist ein Dauerthema. Wird die Schweiz vom Werk- zum Denkplatz? Denkplatz ist die Schweiz sowieso, Werkplatz muss sie bleiben. Wir haben im Jahr 2004 in der Swissmem eine Umfrage durchgeführt. Wir haben damals festgestellt, dass 40 Prozent der Firmen schon ausgelagert haben.

«Innovation kann nicht über materielle Anreize erzwungen werden.» Gründe dafür waren einerseits, um möglichst nah an den neuen, aufgehenden Märkten zu sein, andererseits, um die Kosten zu senken. 40 weitere Prozent der befragten Unternehmen antworteten, dass sie dies auch tun werden. Zudem haben wir nach den Nachteilen einer Auslagerung gefragt. Die Liste der Nachteile war gross – nur spricht darüber niemand. Dazu gehören viele Soft-Factors, wie zum Beispiel Kultur- und Kommunikationsfragen, Verschiebungskosten, Füh-

Innovation

rungsfragen, aber auch Flugzeugspesen, die anfallen, weil man für Meetings reisen muss. Es gibt sehr viele nicht quantifizierbare Punkte, die zählen. In der Zwischenzeit stellen wir fest, dass die 40 Prozent der Firmen, die auslagern wollten, nicht gingen oder nur in einem sehr viel kleineren Ausmass. Und wir stellen fest, dass wegen den erwähnten Nachteilen einzelne schon wieder zurückgekommen sind. In der Zwischenzeit hat sich in den Ostländern zudem das Kostenniveau geändert. In der Umgebung von Prag oder Warschau sind die Kosten heute vergleichbar hoch wie hier. Die Euphorie ist verflogen und es wird nicht mehr primär verlagert wegen der Kosten, sondern weil man in den Märkten tätig sein will. Die Auslagerung hat wie erwähnt viele negative Aspekte. Welche Chancen bietet China? Die Chancen sind die grossen Abnehmermärkte, die man erschliessen kann, die fast schon unlimitierten Personalressourcen, mit anderen Kulturen umgehen zu müssen oder zu dürfen und auf diesem Weg zu lernen und dadurch ein Moment zu erzeugen, das die etablierten Unternehmen herausfordert.

Die Wertschöpfung wird dabei vor allem im Ausland erzielt. Entstehen dadurch auch Chancen für den Schweizer Markt? Johann Schneider-Ammann: Ja. Im Gruppenkonzept der Ammann-Gruppe steht Ammann Schweiz, mit dem Werkplatz Schweiz, mit dem F&E-Platz Schweiz immer im Zentrum. Wir sammeln in der Schweiz alle Marketing-Erkenntnisse der Welt, werten sie hier aus und setzen sie um. Ammann beschäftigt heute 3200 Leute. 2000 arbeiten ausserhalb der Schweiz. Diese 2000 sind massgeblichst daran beteiligt, dass wir den Standort Schweiz aufrechterhalten können. Aus den Auslandaktivitäten kommt jeden Tag jede Menge Impulse zurück. Hätten wir sie nicht, würde es uns in der Schweiz nicht mehr geben. Welche politischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen benötigen wir in der Schweiz, damit wir weiterhin wirtschaftlich erfolgreich sein können? Was wir benötigen, sind liberale Rahmenbedingungen. Was für uns wahnsinnig wichtig ist, ist der gleichwertige, freie Marktzugang. Konkret die bilateralen Verträge. Hätten wir diese Verträge nicht, wären die technischen Handelshemmnisse nicht beseitigt, würde das internationalen Beschaffungswesen fehlen und die Möglichkeit der Personenfreizügigkeit. Wir brauchen eine offene Geisteshaltung und ein offenes Land. Das was wir nicht brauchen, sind ständig mehr Gesetze, ständig mehr Vorschriften, ständig mehr staatliche Einflussnahme. Ich kämpfe mit aller Kraft dagegen, dass der Unternehmerspielraum limitiert wird. Der Unternehmerspielraum muss so gross wie nur irgendwie möglich sein. Dann benötigt es aber eine Unternehmerschaft, die damit korrekt umgeht. [pm]

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Innovationsmanagement

Wege zu radikaler Innovation Radikale Innovationen dienen als Rettungsanker in einem stark dynamisierten Industriewandel. Zahlreiche empirische Studien belegen, dass Innovation zu überproportionalem Wachstum und höheren Margen führt. Doch wie sieht es im globalen Wettbewerb aus?

nter den Top 10 der weltweit innovativsten Unternehmen 2006 rangiert gerade ein europäisches Unternehmen – Nokia (Platz 8). Kurz dahinter kommen BMW und IKEA, ansonsten dominieren US-amerikanische Unternehmen die Innovationshitliste

der BCG (The Boston Consulting Group). Hier ist eine starke Aufholjagd erforderlich. Analysiert man die Situation genau, so stellt man ein weitverbreitetes «iPod-Syndrom» fest: Die deutsche Fraunhofer-Gesellschaft ist stolz über die Einnahmen im

Innovation ist nicht planbar, aber mit den richtigen Prozessen kann ihr auf die Sprünge geholfen werden.

zweistelligen Millionenbetrag für die MP3-Technologie – alleine von Microsoft hatte die Fraunhofer-Gesellschaft 16 Millionen Euro Lizenzeinnahmen, aber der Milliardenmarkt der MP3-Player wurde verpasst. Statt das gesamte Eco-System zu analysieren, blieb man bei der Technologie stehen. Geschichte wiederholt sich – die LCD-Entwicklung in den 70erJahren erfolgte von den Schweizer Unternehmen BBC und Hoffmann-La Roche. Die Patente wurden günstig verkauft, die Kommerzialisierung des Milliardenmarktes erfolgte in Asien.

Wie viel Innovation ist nötigt? Nicht jedes KMU benötigt radikale Innovation. Aber auch ein Schraubenhersteller kann radikal innovieren – nicht immer nur beim Produkt, sondern auch beim Prozess und beim Leistungsbündel für den Kunden, wie die Firma Würth gezeigt hat. An der Platintagung der Gesellschaft für Marketing wurde diese Thematik mit CEOs von Schweizer Unternehmen diskutiert: Die meisten waren sich einig: Innovation gehört auf die oberste Priorität – und: Produktinnovationen alleine reichen dabei nicht aus; Prozesse und Geschäftsmodelle müssen auch ständig hinterfragt und erneuert werden.

Innovation

Innovationsmanagement

Die Forschung am Institut für Technolgiemanagement der Universität St. Gallen hat zu einem dreistufigen Prozess der Konzeptentwicklung von aussen geführt: Abstraktion, Analogiesuche und Evaluation.

Kundenbedürfnisse identifizieren

Enorme Hebeleffekte können erzielt werden mit effektiveren Innovationsprozessen, bei denen das Rad nicht ständig neu erfunden wird.

Wie innovieren?

Innovationen entwickelt und die eigene Forschung und Entwicklung entlastet werden. Aus der Spielindustrie wurden für das interne Steuerungsinstrument bereits vorhandene Lösungen genutzt und so langwierige Ideenfindungs- und Entwicklungsprozesse vermieden. Apples iPod basierte komplett auf bekannten Technologien, versehen mit einem intelligenten User Interface und einem interessanten Eco-System. Zudem kann dadurch über Lernen über Branchengrenzen hinweg die Unsicherheit einer neuen Technologie reduziert werden. Ein Blick auf bereits vorhandene Lösungen ist daher eine sinnvolle Tätigkeit innerhalb der eigenen Innovationsaktivitäten. Doch wie lassen sich bereits vorhandene Lösungen systematisch identifizieren?

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Hier gilt es anzusetzen: Enorme Hebeleffekte können erzielt werden mit effektiveren Innovationsprozessen, bei denen das Rad nicht ständig neu erfunden wird. 80% aller Innovationen sind Rekombinationen aus bestehendem Wissen. Besonders in Zeiten des intensiven globalen Wettbewerbsdrucks müssen Unternehmen nach intelligenteren Innovationswegen suchen. Ein solcher Weg ist, sich von anderen Industrien inspirieren zu lassen und dort bereits etablierte Lösungen für den eigenen Anwendungskontext nutzbar zu machen. Die Übertragung von Technologien, Lösungsprinzipien, aber auch ganzen Geschäftsmodellen haben ein grosses Potenzial. BMW zeigt mit seinem i-Drive, wie diese sogenannten Cross-Industry-

Viele Unternehmen operieren seit Jahrzehnten sehr erfolgreich in einem Produkt- oder Dienstleistungssegment. Hieraus kann aber auch mit der Zeit ein Problem entstehen, da diese Unternehmen oft das bestehende Produkt nur weiter verbessern und so neue Trends und technologische Entwicklungen versäumen. Ein Schweizer MaschinenbauCEO hat es griffig zusammengefasst: «Der heutige Erfolg ist der grösste Feind für Innovation von morgen.» Um langfristig erfolgreich zu bleiben, müssen sich Innovationen konsequent am Kundennutzen orientieren. Kurzfristige Verkaufshypes sind nicht nachhaltig und münden zwangsläufig in Innovationsflops. Obwohl im Trend liegend und auf jeder Cebit-Messe hochgepriesen, schafften es die Tablet-PCs bis heute nur auf einen Marktanteil von 1,3%. In schmerzlicher Erinnerung liegen noch die UMTS-Lizenzen, welche vor allem in Deutschland astronomische 100 Millionen Euro erreicht haben; jedoch haben die Killerapplikationen gefehlt.

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Unternehmen müssen sich daher die Frage stellen: Welchen Zweck erfüllt eigentlich unser Produkt? Was ist der Effekt, den der Kunde durch unser Produkt erzielen will? Damit rückt der Kundenwert ins Zentrum – der wahrgenommene Kundenwert, welcher nicht immer mit den technisch optimalen Spezifikationen übereinstimmen muss. Der dreistufige Cross-Industry-Innovation-Prozess erhöht die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Innovation stark.

Fünf Fragen führen zum Ziel Eine einfache Methodik, um die wahren Kundenbedürfnisse herauszufinden, ist die «5 x WarumFragetechnik», bei der durch wiederholtes Fragen nach dem «Warum» sukzessive ein verbessertes Bild der Kundenbedürfnisse erstellt wird. Insbesondere besteht die Chance, zu den echten latenten Kundenbedürfnissen vorzudringen. Vordergründige Argumentationen des Kunden können so durchdrungen werden. Je weiter man vom Produkt oder von der ursprünglichen Fragestellung abstrahiert, desto grösser wird der Raum für neue und alternative Lösungsmöglichkeiten und das Potenzial für Cross-Industry-Innovation steigt. Hier ist jedoch wichtig zu entscheiden, wie weit dieser Lösungsraum geöffnet werden soll, damit die Suche nach neuen Lösungen nicht zu komplex wird. Ein geeigneter Abstraktionsgrad für solche industrieübergreifende Lernprozesse ist dann erreicht, wenn eigene Kompetenzen und eigenes Wissen nicht mehr zur Beantwortung der nächsten «Warum»-Frage ausrei-

chen. Hier ist der Punkt, ab dem eingetretene Technologiepfade und etablierte Denkmuster verlassen und alternative Lösungsprinzipien gesucht werden. Eine ausgefeiltere, bewährte Methode ist die Suchfeldanalyse, bei der systematisch neue Märkte und Technologien thematisiert und analysiert werden. Wichtig ist hierbei, dass über den reinen intuitiven Workshop-Charakter hinausgegangen werden muss. Brainstorming und Szenariotechniken sind nur ein Anfang und Input für die Analyse zukünftiger Chancen und Risiken des Geschäftsfeldes.

Etablierte Lösungsprinzipien suchen Im neu eröffneten Lösungsraum beginnt nun die Suche nach alternativen Technologien und Lösungsprinzipien zur Entwicklung von radikalen Innovationen. Diese Suche erfordert eine kreative Leistung vom Team, da alternative Lösungsprinzipien oft nicht unmittelbar einsichtig sind, sondern nur teilweise Ähnlichkeit

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mit dem ursprünglichen Problem haben. Wichtig ist das Denken über den eigenen Tellerrand. Daher muss oft eine Analogie zwischen Ausgangsproblem und Lösungsprinzip hergestellt werden. Aus diesem Grund sollte das Team möglichst heterogen sein und aus Mitgliedern bestehen, die unterschiedliche Branchenkenntnissen mitbringen, um die Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreiche Analogieleistung zu Lösungen aus anderen Industrien zu erhöhen. Zusätzlich bieten sich Workshops mit branchenfremden Experten an, die die bestehende Fragestellung aus anderer Perspektive betrachten und damit den Lösungsraum beträchtlich erweitern können.

Lösungsprinzipien evaluieren Sind alternative Lösungsprinzipien identifiziert, müssen über diese oftmals erst weitere Informationen gesammelt und eigene Kompetenzen aufgebaut werden, da – je nach Abstraktionsgrad – oftmals noch zu geringes Verständnis für Funktion und Wirkung herrscht. Ein wichtiger Punkt hierbei ist die Rückführung des analogen Lösungsprinzips auf das ursprüngliche Problem. Es muss überprüft werden, ob das gefundene Prinzip auf das Ursprungsproblem übertragbar ist beziehungsweise inwiefern es gegebenenfalls angepasst werden muss. Im Weiteren muss auch bewertet werden, ob und

Innovationsmanagement

wie sich die neue Technologie in die eigene Produktstruktur integrieren lässt und mit welchem Aufwand und Risiko dies behaftet ist.

Dem Zufall auf die Sprünge helfen Viele erfolgreiche Beispiele wie Starbucks, Nike-Shox-Schuhe, der iPod oder Ryanair zeigen, wie etablierte Technologien oder Geschäftsmodelle aus anderen Industrien in den eigenen Anwendungskontext übertragen wurden und heute erfolgreich funktionieren. Die Herausforderung eines erfolgreichen Cross-Industry-Innovation-Prozesses liegt auf zwei Ebenen: 1. Forschung und Entwicklung, Technologie und Innovation: Die Mitarbeiter müssen sich von der bestehenden Situation loslösen und Erfahrung über

Bord werfen können. Dies erfordert vor allem einen neuen Mindset der Offenheit gegenüber Ideen von aussen. 2. Topmanagement: Outside-inDenken impliziert nicht den Abbau von Forschung und Entwicklung; vielmehr ist ein Umbau erforderlich. Im Gegensatz zum traditionellen Outsourcing werden beim Cross-Industry-Innovationsprozess weiterhin interne Innovationsteams benötigt. Die Kompetenz verlagert sich jedoch vom rein technologischen Bereich zu mehr System- und Partnering-Kompetenz. So hat zum Beispiel Corporate R&D von Schindler heute eine Kernkompetenz aufgebaut, welche die Innovationskraft deutlich verstärkt hat und grosse Durchbrüche in der Aufzugstechnologie vorangetrieben hat.

Radikale Innovation ist nicht planbar wie ein Produktionsprozess. Auf der anderen Seite gibt es nach unserer Erfahrung zahlreiche Methoden und Prozesse, welche die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Innovation stark erhöhen können. Dieses empirisch belegte Faktum beschreibt der CTO von Endress & Hauser so: «Innovation ist Zufall, aber dem Zufall kann auf die Sprünge geholfen werden.» [pm]

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Das siegreiche Boot im 31. America’s Cup, die SUI64, vom Alinghi-Team mit Chefdesigner Rolf Vrolijk entworfen und in der Werft der Décision SA gebaut. Das Innovative daran ist im Vergleich zu anderen Yachten, dass es aus zwei längs geschnittenen Rumpfteilen in der Mitte von Bug bis Heck zusammengeklebt ist. Daraus resultiert eine starke, steife Yacht, zusätzlich verstärkt durch die einzigartige Struktur, welche den aussergewöhnlichen Kräften von Mast und Kiel standhielt. (Bild: Decision SA)

Alinghi – EPFL als Ideenbrutstätte Gleich zweimal – 2003 und 2007 – holte die Alinghi-Crew die «Auld Mug», die weltweit älteste Sporttrophäe in die Schweiz. Ermöglicht hat diesen Sieg im America’s Cup, einer der grössten sportlichen Herausforderungen überhaupt, unter anderem die interdisziplinäre Teamarbeit zwischen Forschenden der EPFL und KMUs, die in HightechNischen Spitzenleistungen erbringen.

erbundwerkstoffe sind seit Jahren ein Forschungsschwerpunkt von Materialwissenschaftlern rund um den Globus. Was jedoch Véronique Michaud im Laboratory of Polymer and Composite Technology (LTC) der EPFL zu-

Autorin Elsbeth Heinzelmann Journalistin Technik und Wissenschaft, Bern

sammen mit dem Advanced Photonics Laboratory (APL) von René Salathé an Smart Composites austüftelt, gehört international zur Spitzenklasse.

Hightech «made in Switzerland» Die EPFL-Wissenschaftler entwickeln Sandwichstrukturen und Polymer-Verbundstoffe, betten darin Glasfasern ein, die mit sogenannten Bragg-Gittern versehen sind. Diese reflektieren Licht einer bestimmten Wellenlänge, lassen jedoch alle übrigen Wellenlängen beinahe ungedämpft

durch. Das Licht wird reflektiert durch eine periodische Brechungsindexstruktur im Lichtleiter. Wird die Faser thermomechanisch gedehnt, bewirkt dies lineare Veränderungen der Gitterkonstante, womit sich das gefilterte Spektralband verschiebt. Sache der Crew von Professor René Salathé war es, auf ihrer UVLaseranlage die Bragg-Gitter in den Faserkern «einzuschreiben» und eine Vielzahl dieser Messstellen entlang der Sensorfaser zu verteilen. Solche faseroptischen Sensoren können verschiedene Parameter simultan und parallel erfassen, messen hervorragend und sind unempfindlich gegenüber extremen Umweltbelastungen. Doch Werkstoffingenieurin Michaud möchte in Zukunft noch einen Schritt weiter gehen. Sie entwickelt Polymere mit Metallfäden aus Formgedächtnislegierungen. Diese dehnbaren FLGMetallfäden verhindern im Fall von Überbelastung ein Auseinan-

Innovation

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Bragg-Gitter reflektieren Licht einer bestimmten Wellenlänge, lassen die übrigen fast ungedämpft durch. Das Licht wird durch eine periodische Brechungsindexstruktur im Lichtleiter reflektiert. (Bild APL/EPFL)

derbrechen des Materials und arbeiten sozusagen Hand in Hand mit den Glasfasern. Denn melden diese einen Defekt und den Ort des Geschehens, fliesst Strom durch die FLG-Drähte. Aufgrund der Erwärmung ziehen sie sich auf ihre ursprüngliche Länge zusammen und fügen so die Bruchstücke wieder aneinander. «Solch intelligente, sich selbst reparierende Verbundwerkstoffe sind ideale Verbündete, wo Bauteile besonders Reibung und Ver-

Funktionsschema des faseroptischen Sensorsystems, eingebettet in den zu überwachenden Bootsstrukturen. Die Glasfasern sind mit sogenannten Bragg-Gittern versehen, die als Messstellen entlang der Sensorfaser funktionieren. (Bild: APL/EPFL)

schleiss ausgesetzt sind und Wartung sowie Reparaturprobleme aufwerfen», kommentiert Véronique Michaud. «Beispiele dafür sind die Raumfahrt sowie der Flugzeug- und Schiffsbau.»

Beste Köpfe – eng vernetzt Es ist diese Art Spitzentechnologie, welche die Alinghi-Equipe im 32. America’s Cup in Valencia brauchte, um mit einem schnellen, wendigen Boot ihren Titel erfolgreich zu verteidigen. Die EPFL-

Forschenden haben dazu beigetragen, dass Ernesto Bertarelli und sein Team den Silberpokal «Auld Mug» am 3. Juli 2007 erneut in die Schweiz holen konnten. In transdisziplinären Projekten spannten acht Laboratorien zusammen, um als externes Forschungsteam für Alinghi die Technologiebasis zum Erfolg zu legen. Schützenhilfe für die praktische Umsetzung leisteten in Hightech-Nischen aktive KMUs. Mit Unterstützung der KTI,

Retrospektive auf Glanzleistungen Ende Februar 2008 lud die KTI, die Förderagentur für Innovation, zum Alinghi-Event nach Bern, wo EPFL-Forscher und Industriepartner die Resultate ihrer Kooperationen zeigten. Bundesrätin Doris Leuthard nutzte die Gelegenheit, um auf Technologie und Innovation als Wachstumsfaktoren für die Zukunft hinzuweisen. Gesamthaft investieren wir an die 2,9% des BIP in Forschung und Entwicklung, woran der Bund lediglich rund 0,6% des BIP leistet. Andere Länder wie Schweden, Finnland und Japan engagieren sich stärker. Während wir in den letzten Jahren um ungefähr 3,4% pro Jahr im Bereich Investition wuchsen, verzeichneten Österreich 9%, Finnland 8,7%. «Wenn wir so weiterfahren, verlieren wir nicht nur den Anschluss, wir fallen massiv zurück – mit allen Folgen für den Werk- und Arbeitsplatz Schweiz», so Doris Leuthard. Noch zählt die Schweiz zu den innovativsten Ländern. Damit dies auch so bleibt, müssen Bildung und Forschung mehr Mittel zufliessen. Der gesamte BFI-Kredit (Bildung, Forschung, Innovation) soll von 2008 bis 2011 um 130 auf 532 Mio. CHF aufgestockt werden. Für ein taugliches Bildungs- und Berufsbildungssystem sind die Inhalte der Ausbildung laufend dem technischen Erkenntnisstand anzupassen, ohne das Basiswissen zu vernachlässigen. Die Grundlagenforschung braucht genügend finanzielle Mittel, die Innovationsprozesse benötigen eine grössere Dynamik. «Viele Ideen bleiben stecken, weil es zu wenig Risikokapital gibt oder es schlicht zu lange dauert, bis man von der Idee hin zu einem Entwicklungsprozess und zu einer Realisierung kommt», bringt es Doris Leuthard auf den Punkt. Wohl konnte sich das Alinghi-Team am 3. Juli 2007 in Valencia durchsetzen, doch die Neuseeländer waren ihm – mit nur 1 Sekunde Abstand – dicht auf den Fersen. Die Spitze wird breiter, der Wettbewerb um Forschungs- und Innovationsstandorte härter. Um die Schweiz international in der höchsten Liga zu positionieren, braucht es mehr als Schweizer Präzision. Gefragt sind (Quer-)Denker, Entwickler und Tüftler, die gemeinsam Innovation kreieren, wie uns das Teamwork Alinghi – EPFL – KMUs beispielhaft zeigt.

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Der von Fischer Connectors für Alinghi entwickelte Stecker zum Schutz einer Multifaserverbindung, realisiert mit einem sogenannten MPO-Stecker (Multi fibre Push-On). (Bild: Fischer Connectors)

der Förderagentur für Innovation, engagierten sie sich in Projekten unter der Federführung von Professor Jan-Anders Månson, Vizepräsident für Innovation und Technologietransfer. Unter Mitwirkung von EPFL-Experten für Komposite, Faseroptik, Mathematik und Modellierung sowie audiovisuelle Kommunika-

tion entstanden neue Techniken für das Design, Voraussagen für Bau und Leistung, die strukturelle Überwachung und die Analyse der nächsten Generation von Hochleistungs-Yachtsegel. Im einen Fall ging es darum, das Strömungsverhalten von Luft und Wasser in Bezug auf verschiedene Bereiche des Schiffs mathematisch zu beschreiben. Dabei galt es experimentelles und mathematisches Modellieren des Wassers und des aero-dynamischen Umfelds zu kombinieren. Die Forscher stellten die MeshGenerierung geometrisch dar und simulierten strömungstechnisch wesentliche Bootsteile wie Segel, Mast und Rumpf. Sie verglichen diese Simulation mit den Resultaten des Windkanals, kalibrierten so die CFD-Berechnung (Computational Fluid Dynamics). Dies erlaubte dem Design Team von Alinghi, die Geometrie von Segel, Rumpf und Mastquerschnitt zu optimieren. Das nötige Wissen lieferte die Equipe von Professor Alfio Quarteroni am Chair of Modelling and Scientific Computing (CMCS).

Professor René Salathé (links) und Dr. Hans Limberger, Projektleiter der FBG-Glasfasersensoren. Der optische Aufbau erlaubt erstmals die mechanischen Spannungen im Kern einer Glasfaser mit optischer Tomografie zweidimensional darzustellen und zu vermessen. Die Messtechnik ist für die Perfektionierung der FBG-Sensoren von grosser Bedeutung. (Bild: APL/EPFL)

Innovation

KMU – dynamische Partner mit Köpfchen Mit von der Partie war die Voiles Phi SA in Meyrin. Das KMU ist Franchise-Nehmer von North Sails, weltweit Nummer 1 in der Herstellung von Segeln. Gemeinsam mit dem Computer Vision Laboratory (CVLAB) entwickelte das Team ein System von 3D-Bildern und Analysen, um Formen und Belastungen des Spinnakers – ein grosses, gewölbtes Yachtvorsegel – zu messen. «Mit Videobasierter Umrissrekonstruktion gelang es uns, unberechenbare Aspekte wie Segelbewegungen oder die Elastizität mathematisch zu erfassen und leistungsstärkere Segel zu entwerfen», kommentiert Pierre-Yves Jorand, Chef der Voiles Phi und passionierter Segler. «Dank den KTI-Projekten hatten wir Zugang zu erstklassigen Forschungslabors, was wir aus eigener Tasche nicht hätten finanzieren können.» Heute verfügt das KMU über grosses Know-how für textile Projekte und ist international ein Begriff. Knacknüsse boten auch die Komposite-Strukturen selbst. Unter Leitung von Professor Jan-Anders Månson untersuchten die Forscher, welche Prepregs – duroplastische Kunststoffe mit Endlosfasern – sich für eine Verarbeitung unter limitierten Druckbedingungen eignen, um eine möglichst geringe Porosität zu erzielen. Zudem galt es, eine Verbindungstechnologie zwischen den metallischen Bauteilen und der Komposite-Struktur zu realisieren. Das praktische Wissen brachte die Decision SA ein. Seit 20 Jahren arbeitet dieses KMU mit der EPFL zusammen, entwickelt Verbundstoffe aus Karbon-, Glas- und Aramidfasern für raffinierte Strukturen in Schiffsbau, Industrie, Bau und Sport. Es stellte für Alinghi die Karbonrümpfe der Boote her. «Als KMU sind wir auf Forschung angewiesen, wollen wir international konkurrenzfähig sein», so Bertrand Cardis,

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Véronique Michaud, Labor für Komposit- und Polymer-Technologie, koordinierte die Werkstoffforschung für Alinghi. Ihre Gruppe integrierte Glasfasern mit optischen Sensoren in die Verbundstoffe. Verformt sich ein Bauteil, misst der nächstliegende Sensor die Art des Defekts und meldet ihn an die Benutzerschnittstelle. (Bild: Alain Herzog, EPFL)

Direktor der Decision SA. Mit der EPFL kann er Spitzenforschung nutzen und damit die Grenzen des heute Machbaren zurückstossen. «Die KTI-Unterstützung der Alinghi-Projekte gab uns die Chance, durch ‹learning by doing› Know-how weiterzuentwickeln, dieses in der Praxis umzusetzen und Arbeitsplätze in der Schweiz zu schaffen.» Decision SA beteiligte sich an der Entwicklung

Der Alinghi-Bootsbauer: EPFL-Ingenieur Bertrand Cardis, Chef der Decision SA, hat sich auf die Konstruktion mit Kompositmaterialien spezialisiert. Schon zweimal baute er Boote, welche die Welt umsegelten, und ist auch involviert ins solarbetriebene Flugzeug Solar Impulse, mit welchem Bertrand Piccard die Erde umrunden will. (Bild: Decision SA)

der Komponenten mit integrierten Sensoren, in die ebenso die Carbo-Link GmbH involviert war. Das Spin-off der Empa ist spezialisiert auf kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), die für extrem belastbare SegelmastSpannsysteme der Alinghi-Boote zum Einsatz kamen. «Die beigezogenen KMUs reagierten erstaunlich rasch auf unsere Sonderwünsche», erinnert sich Professor Salathé. «Für die strukturelle Überwachung brauchten wir eine Glasfaser-Steckverbindung, die schock- und korrosionsresistent, dabei leicht und kompakt war. Die Fischer Connectors SA realisierte in nur zwei Monaten einen versiegelten Stecker in Spezialgehäuse, der genau den Anforderungen entsprach.»

Praxisnahe Forschung – begeisterte Studenten Im Gegensatz zu üblichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten hiess es bei den Arbeiten für Alinghi Tempo geben. «Wir Wissenschaftler mussten vor Ort abklären, wie wir unser Knowhow einbringen konnten, wo die Leute am Limit sind», erklärt JanAnders Månson. «Es zählte nicht die wissenschaftlich anspruchvollste Lösung; sie musste praktikabel sein und Alinghi dem Sieg näherbringen.» Erarbeitete Forschungsresultate wurden sofort in Valencia auf ihre Anwendbarkeit getestet. «Dadurch lernten

26 Innovation

die Mitarbeitenden, unter Randbedingungen zu arbeiten, welche sie später auch in der Industrie antreffen, nämlich unter Zeitdruck pragmatische Lösungen finden, ohne Überperfektion zu betreiben, und im Team funktionieren», kommentiert René Salathé. Die fast tägliche Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis übte eine gewaltige Faszination aus. «Die Studierenden waren stets voll motiviert, in Alinghi-Projekten mitzuarbeiten. Ich hatte nie Mühe, sehr gute Leute zu finden.» Interview zum Artikel auf der gegenüberliegenden Seite.

Infos Prof. René-Paul Salathé EPFL/STI/LOA 1015 Lausanne 021 693 33 38 rene.salathe@epfl.ch Prof. J.-A. Månson EPFL-IMX-LTC 1015 Lausanne 021 693 42 85 Voiles PHI SA 1217 Meyrin 022 782 32 22 info@ch.northsails.com Decision SA 1809 Fenil sur Corsier 021 923 07 30 info@decision.ch Fischer Connectors SA 1143 Apples 021 800 95 95 www.fischerconnectors.ch mail@fischerconnectors.ch

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Kompetenzaufbau oder Sport-Sponsoring? G espräch mit Dr. Ingrid Kissling-Näf, Leiterin der Förderagentur für Innovation KTI. Die KTI unterstützte Projekte der EPFL mit KMUs für die AlinghiCrew, trug damit wesentlich zu technischen Pionierleistungen bei. Mausert sich die KTI zum «Sponsor» für sportliche Hightech-Abenteuer? Dr. Ingrid Kissling-Näf:Die Alinghi-Projekte zielten darauf ab, die technischen Grenzen zu durchstossen, bauten damit hochkarätige Kompetenz in den EPFL-Instituten und den teilnehmenden KMUs auf. Doch leicht fiel der KTI die Zustimmung zu den Fördergesuchen nicht. Wenn Forschungsziele zu stark auf den Wettkampf fokussiert sind und sich nicht nachhaltig im Markt umsetzen lassen, kann und darf die KTI diese nicht unterstützen. Als jedoch die KTI-Experten nach Seit Herbst 2007 leitet Dr. Ingrid Kissling-Näf die KTI, die Förderagentur für Innovation, und gehört der Geschäftsleitung des BBT, des Bundesamts für Berufsbildung und Technologie, im Rang einer Vizedirektorin an. (Bild: BBT)

kritischen Diskussionen genügend wirtschaftliches Potenzial eruierten, beschloss die KTI, die drei Projekte mit je 600 000 CHF zu fördern. Wie das Ergebnis zeigt, war es eine sinnvolle Investition. Die Fördergelder fliessen nicht ins Portemonnaie der KMUs, wie in anderen europäischen Ländern? Die Fördergelder gehen ausschliesslich an öffentliche Forschungsinstitute. Der Wirtschaftspartner übernimmt in der Regel mindestens die Hälfte der Projektkosten. Dieses Engagement erhöht die Chance einer Marktumsetzung. Im Jahr 2007 flossen knapp 90 Mio. CHF in KTI-Kooperationen. Beeinflusst die KTI die Wahl der Projektthemen, beispielsweise wenn sich Markttrends abzeichnen? Nein, die KTI-Förderung steht allen wissenschaftlichen Disziplinen offen. Die Projektpartner treffen ihre Wahl selbst. Voraussetzung ist, dass die Entwicklung unserem Credo Science to market entspricht. Das heisst: lässt sich damit ein wettbewerbsfähiges Produkt oder eine innovative Dienstleistung schaffen und Geld verdienen. Zu den KTI-Kunden gehören sowohl Grosskonzerne wie auch KMUs – ein bewusster Mix? Von den Kooperationen mit erstklassigen Forschungsstätten profitieren in erster Linie KMUs, die sich eine eigene Forschungsabteilung nicht leisten können. Sie machen 99,7% aller Unternehmen in der Schweiz aus, sind oft in Nischenmärkten sehr erfolgreich. Für sie wirkt sich die Brückenfunktion der KTI zwischen Wis-

senschaft und Markt sehr positiv aus und hilft, Forschungsresultate dem Markt rasch zuzuführen. Die KTI fördert ebenso Projekte mit Grossunternehmen. Diese nutzen oft das Angebot der Discovery projects, Projekte mit hohem Innovationspotenzial, die eine beachtliche Wertschöpfung versprechen, wo jedoch erste Forschungsschritte nötig sind, um das Investitionsrisiko einschätzen zu können. Nutzniesser unserer Erfahrungen mit diesen «Grosskunden» sind wiederum die KMUs. Die KTI-Projekte bilden übrigens ein beachtliches Reservoir an klugen Köpfen. Indem die KTI jährlich die Saläre von rund 1000 jungen Forschenden finanziert, fördert sie die praxisorientierte Ausbildung des Forschungsnachwuchses für die Wirtschaft. Laut «Europäischem Innovationsanzeiger» gehört die Schweiz zu den führenden Ländern in Innovation, doch fehlt es uns im europäischen Vergleich an Dynamik. Was plant die KTI, um diesen Prozess anzukurbeln? Die KTI möchte den Kreis der Gesuchsteller erweitern, sich stärker im Dienstleistungssektor engagieren, der 70% der Wertschöpfung erzielt. Das Coaching von Jungfirmen ist erfolgreich, weshalb wir dieses verstärken, wie auch unsere Bildungsangebote mit Venturelab (www.venturelab.ch). Intensiver wollen wir internationale Programme verfolgen und Verbünde suchen sowie den Gesuchstellerkreis erweitern. Wir möchten zudem für das Thema der Innovation breiter sensibilisieren und starten 2008 mit einer Innovationskonferenz und Aktivitäten im Bereich der Nachwuchsförderung. Im Brennpunkt unserer Tätigkeit bleibt die Innovation. Sie muss unser Handeln bestimmen, in den Köpfen verankert sein, vermehrt Diskussionen auslösen. [mg] Informationen: www.kti-cti.ch

Innovation

Forschung

Forschung und Industrie gemeinsam innovativer SATW-Porträt Das SATW Transferkolleg 2008 ist lanciert. Es widmet sich in diesem Jahr der indus-

Die Schweizerische Akademie der Technischen Wissenschaften (SATW) ist ein Netzwerk von Persönlichkeiten, die sich seit 1981 dafür einsetzen, die Technik zum Wohl der Gesellschaft zu fördern und das Verständnis der Gesellschaft für die Technik zu stärken. Sie ist politisch unabhängig und nicht kommerziell orientiert. Die SATW vereinigt Personen, Institutionen und Fachgesellschaften in der Schweiz, die in den technischen Wissenschaften und in deren Anwendung und Förderung tätig sind. Zurzeit hat sie 240 Einzelmitglieder und 60 Mitgliedsgesellschaften.

triellen Photonik. Fachleute aus Wissenschaft und Industrie werden von der Schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften (SATW) dazu aufgefordert, innovative Produktideen zu entwickeln. Die besten Ideen erhalten Unterstützung bei der Weiterentwicklung.

um fünften Mal startet die SATW einen Ideenfindungsprozess für Fachleute aus Wissenschaft und Industrie. Das sogenannte SATW Transferkolleg fördert den Wissensaustausch zwischen Hochschule und Wirtschaft und macht Forschungserkenntnisse, die ein Marktpotenzial haben, in einer frühen Phase sichtbar. In diesem Jahr steht das Transferkolleg unter dem Thema «Industrial Photonics».

Ideen mit Marktpotenzial prämiert Beim Transferkolleg arbeiten im Idealfall ein Hochschulforscher

und ein Produktentwickler aus der Industrie zusammen. Sie generieren gemeinsam eine Idee für ein neues, marktfähiges Produkt und reichen diese bis zum 31. Juli 2008 bei der SATW ein. Bei Bedarf unterstützt die SATW das Finden eines geeigneten Partners. Akzeptierte Projektideen erhalten einen Unterstützungsbeitrag von 16000 Schweizer Franken. Mit diesem Beitrag können die Projektpartner die Machbarkeit ihrer Idee testen. Im November 2008 nehmen die Projektpartner an einem zweitägigen Workshop teil. Sie evaluieren dabei die Zukunftschancen ihrer

Jahr und Thema 2004 2005 2006 2007

Innovation

Nanotechnologie für Life Sciences Nanostrukturierte Oberflächen Angewandte Lasertechnologie Industrielle Biotechnologie

Projektidee unter der Leitung ausgewiesener Innovationsspezialisten und erarbeiten geeignete Massnahmen für die Weiterführung. Informationen zur Projekteingabe und zum Ablauf des SATW Transferkollegs 2008 finden Interessierte auf der Website der SATW (www.satw.ch).

Unterstützung aus Politik, Wissenschaft und Wirtschaft Das SATW Transferkolleg erhält breite Unterstützung. Die Förderagentur für Innovation des Bundes (KTI) beteiligt sich mit einem wesentlichen finanziellen Bei-

Anzahl Projekte eingegangen/angenommen 25/13 26/14 15/11 26/16

Teilnehmer Workshop 50 44 40 60

Forschung

trag. Fachlich geführt wird das Transferkolleg von Dr. Hans-Rudolf Zeller (Präsident), Prof. Oreste Ghisalba (Novartis Pharma AG), Dr. Karl Knop (CSEM), Prof. Hans Melchior (ETH Zürich) und Prof. Klaus Ragaller (ehemals ABB). Die Projektleitung liegt dieses Jahr bei Dr. Christoph Harder (Swisslasernet).

ABB macht Dampf in der Energiespar-Technologie.

Zukunftstechnologie Photonik Die Elektronik hat in den letzten 50 Jahren unsere Lebensweise revolutioniert. Die sogenannte Photonik steht erst am Anfang der kommerziellen Entwicklung. Sie bezeichnet die Nutzung der Elektronen und der Photonen zusammen. Diese gemeinsame Nutzung ist schwieriger zu beherrschen. Zum Fortschritt der Photonik haben künstlich hergestellte Materialien (Nano- und Biotechnologie), die die Elektronen und die Photonen miteinander stark verbinden oder auch stark voneinander isolieren, wesentlich beigetragen. Photonik hat die Lebensqualität bereits verbessert, am sichtbarsten durch elektro-optische InternetVerbindungen, Solarzellen und Beleuchtungsdioden. Viele mögliche Anwendungen in der Medizin, Informationsübertragung und Energiegewinnung gibt es noch zu entdecken und zu nutzen. [mg]

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Höhere Effizienz im Umgang mit Ressourcen bei gleichzeitiger Produktivitätssteigerung – ABB ist in der Schweiz auf diesem Weg mit weltweit führenden energiesparenden Lösungen dabei. Erfahren Sie mehr über ABB und ihre Energie- und Automatisierungs-Technologien unter www.abb.ch

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«Für Sirio wählen sie eins…» Wer kennt sie nicht, die berühmte Ansage: «Für Deutsch

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wählen Sie eins, für Englisch wählen Sie zwei»? Dieser Ansagetext kann mittels eines Sirio-Servers, welcher analog oder digital an eine Telefonzentrale angeschlossen wird, programmiert werden. Der Sirio-Server unterstützt die namhaftesten Hersteller von Telefonanlagen.

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EHT Werkzeugmaschinen GmbH Emmendinger Str. 21 D-79331 Teningen eMail: info@eht.de Internet: www.eht.de Kooperationspartner TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH+Co.KG

ie bestehende Technologie, welche von NewPhone GmbH bislang verwendet wurde, erlaubte mit der bisherigen Applikation VoiceDesigner nur lokalen Zugriff auf die Datenbank des Servers. Hinzu kam, dass die Projekte vom Design her nur in einer Baumstruktur programmiert werden konnten. Diese Struktur ist bei grossen und komplexen Projekten sehr unübersichtlich. Diese Erschwernisse bewogen die NewPhone GmbH dazu, im Rahmen einer Semesterarbeit ihr Glück mit vier Studenten der ABB Technikerschule in Baden zu versuchen.

Autoren Nik Huber, Marco Marcoionni, Alfonso Tedeschi, Patrick Tognella, Fachbereich Informatik der ABB Technikerschule Baden

gänge der Module werden anhand von Linien miteinander verbunden und stellen in der Grafik die Verbindungen dar. Somit entsteht auch bei grösseren Projekten eine überschaubare Ansicht mit einem klaren Design.

Aus VoiceDesigner wird sirioDesigner

sirioDesigner geht online

Die Entwicklung einer neuen übersichtlichen Darstellung lag nun in den Händen der vier Studenten. Die Zeit war knapp und der Wissensstand musste demzufolge in kürzester Zeit ausgebaut werden. Der Gruppe standen somit sechs intensive und lehrreiche Monate neben der täglichen Arbeit und dem Studium bevor. Der Aufbau des neuen sirioDesigners beinhaltete, dass die Darstellung der Module mit einfachen Rechtecken erfolgt. Die Positionierung der Module in der Zeichnungsoberfläche ist individuell wählbar. Die Ein- und Aus-

Die Konfiguration der Applikation IVR (Interactive Voice Response – Interaktives Sprachsystem für die Telefonie) war bislang nur lokal auf dem Server möglich. Dies zwang den Administrator für jede noch so kleine Änderung an die Konsole des Servers. Ein Fernzugriff musste her, um dem Administrator den Aufwand zu verringern. Die vier Studenten stellten sich dieser Herausforderung, und dem sirioDesigner wurde der Weg ins Web geebnet. Neu läuft sirioDesigner sowohl lokal wie auch über ein Webinterface. [mg]

Forschung

In diesem Lager wird es nie mehr zu Verwechslungen kommen.

Mobile Datenerfassung verbessert Lagerbewirtschaftung Der Wareneingang der ABB Turbo Systems AG in Baden nimmt Ware entgegen, prüft diese und lagert sie anschliessend ein. Um diesen Prozess möglichst einfach zu gestalten werden die Waren mit Informationen wie Grösse, Gewicht und Menge der einzelnen Teile, angeschrieben. Damit die Daten der eingehenden Waren auch elektronisch erfasst werden können, sind die Ta’s (Transportaufträge) mit einem Strichcode gekennzeichnet.

or der Einlagerung werden die Daten anhand eines Strichcodelesegerätes im System erfasst, und einem Lagerplatz zugewiesen. Da bis anhin keine mobilen Datenerfassungsgeräte vorhanden waren, mussten die Ta’s von den Waren entfernt werden, damit sie mit einem stationären Gerät erfasst werden konnten. Zudem wurde ein Einlagerungsbeleg erstellt, der anschliessend wieder an den Waren befestigt wurde. Zwei Studenten der ABB Technikerschule setzten sich zum Ziel diese Prozesse zu verbessern und ein neues Datenerfassungssystem einzuführen.

sen und die Ware, im vom System angegebenen Fach einzulagern.

Rollende Inventur Bei der Entnahme der Ware aus einem Lagerfach werden die Daten wieder eingelesen. Auf dem Datenerfassungsgerät werden die gespeicherten Informationen sichtbar und es kann direkt vor Ort kontrolliert werden, ob die erfasste Ware mit den Werten übereinstimmt. Dem Projektteam ist es durch den Einsatz moderner Technik und dem Überarbeiten der Prozesse gelungen, die Kosten der Fehleinlagerungen und Inventuren erheblich zu senken. [mg]

Keine Einlagerungsfehler Um die Verwechslungsgefahr und die daraus entstandenen Einlagerungsfehler zu vermeiden, hat man sich entschlossen, die Ta’s nicht mehr von den Waren zu entfernen und mobile Datenerfassungsgeräte einzusetzen. Der Mitarbeiter hat nun die Möglichkeit bequem, effizient und fehlerfrei die Daten zu erfas-

Autoren Christian Andreatta und Uwe Bartram, Fachbereich Betriebstechnik der ABB Technikerschule Baden.

Innovation

Forschung

Webbrowser steuert Embedded Linux Dank eines Web-Interfaces wird die Messdatenerfassung von Streifendetektoren am Paul Scherrer Institut (PSI) erleichtert. Das Mythen Control System 6 (MCS 6) glänzt aufgrund der sehr einfachen Bedienung und lässt somit sein stationäres Dasein hinter sich. An einem anderen Ort installiert, ist es innert kürzester Zeit und ohne Konfigurationsaufwand wieder einsatzbereit.

SI, Villigen: An der Strahllinie für Materialwissenschaften der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS) kann die Kristallstruktur neuartiger Materialien untersucht werden. Die pulverförmigen Proben werden mit einem fokussierten Röntgenstrahl beschossen, wobei mehrere Detektoren die durch die Probe abgelenkte Strahlung erfassen. Drei Studenten der ABB Technikerschule haben sich zum Ziel gesetzt, ein Erfassungssystem zu entwickeln, das via Web-Browser angesprochen werden kann.

Portabel aufgrund einfacher Installation Die Aufnahme von Röntgenspektren als Datenpakete wird dank

Das Web-Interface des Mythen Control System 6 wird dank Embedded Linux Chip browserunabhängig.

einer bedienerfreundlichen Weboberfläche portabel. Einmal ans LAN angeschlossen, kann das Kontrollsystem MCS 6 via Browser angesprochen werden. In der Bedienoberfläche können sämtliche Parameter sowie der Speicherort im Netz angegeben werden. Ein Klick auf den StartButton und das Auslesen von Hunderttausenden von Messwerten pro Sekunde beginnt. Je nach Anforderung lässt sich das System mit zusätzlichen RAM-Bausteinen erweitern. Die Datenübertragung per Ethernet stellt den Flaschenhals dar. Da die Geschwindigkeit der anfallenden Messdaten grösser als die Kapazität der Übertragungsstrecke ist, muss ein Zwischenspeicher her. Ein erhöhter Datendurchsatz wird erreicht, indem das optionale RAM als Buffer dient. Es kann somit nach der effektiven Spektrumserfassung in die endgültige Datei auf dem Netz ausgelagert werden. [mg]

Autoren Marco Federli, Hans Nikles, Raphael Schümperli, Fachbereich Informationstechnik der ABB Technikerschule Baden

Anwendungen sekundenschnell nachgebildet

Verschiedene Motorstartsysteme vergleichen und die komplette Überwachung praxisnah miterleben.

Niederspannungsprodukte für Motorenansteuerungen vernetzt präsentieren und damit neue Marktsegmente eröffnen. Diese Idee setzt die ABB Normelec AG in Zürich um und realisiert eine Demo- und Prüfanlage für ihre Komponenten. Eine Projektgruppe der ABB Technikerschule übernahm die Entwicklung und Projektierung bis zur Inbetriebnahme.

as Produkt wird nicht als Einzelkomponente betrachtet, sondern seine Funktionen werden im ganzen System integriert und als gesamte Lösung präsentiert. Das wird möglich mit einer neuen Demo- und Prüfanlage, welche die wichtigsten Motorenanlaufarten, Motorschutzkonzepte und Überwachungsrelais im Einsatz zeigt. Somit können kundenspezifische Anforderungen, wie z. B. Pumpenbetrieb, an drei Motoren mit einer Leistung zwischen 1,5 und 15 kW nachgebildet werden. Für eine variable Belastung sorgt ein Bremsmotor, angesteuert mittels eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters. Da auch ein Betrieb der Antriebsmotoren im Überlastbereich möglich ist, kann der Kunde praxisnah die Funktion des Motorschutzes nachvollziehen. Eine bewusste Simulation diverser Fehlerfälle, wie Phasenausfall oder

Die Autoren: Daniele Schürch, Roger Urech, Patrick Wegmann, Thomas Wittich, Fachbereich Energietechnik der ABB Technikerschule Baden

Unterspannung, lässt das Vorführen von Überwachungsrelais im realen Umfeld zu. Das Projektteam übernahm die Projektierung der Anlage vom Pflichtenheft bis zur Inbetriebnahme. Dafür unterteilten sie die Anlage in einen Demo- und Prüfpfad. Der Demopfad dient der Präsentation einzelner Komponenten in einer Motorenansteuerung. Der Prüfpfad ermöglicht das Austesten von spezifischen Applikationen, um mit dem Kunden gemeinsam die optimale Lösung zu definieren.

Hin zur automatisierten Bedienung Als Kopf der Anlage fungiert eine SPS der Baureihe AC500 der ABB. Sie übernimmt alle Schaltfunktionen und kommuniziert via Profibus mit den Geräten Sanftanlasser, Frequenzumformer sowie Motorcontroller. Die einfache und fehlerlose Bedienung der Anlage ermöglicht ein 10-Zoll Touchscreen-Display. Eine gewünschte Funktion wird bequem am Bildschirm angewählt. Dies verlangt geringe Bedienerkenntnisse, da die komplette Schalttätigkeit zuverlässig durch die Steuerung ausgeführt wird. Ein genau definierter Ablauf im Programm führt zu erhöhter Personensicherheit und verhindert gefährliche Fehlschaltungen. [mg]

Innovation

JetWeb® — Efficient Automation Solutions.

Forschung

Ein System und eine Sprache für die ganze Automatisierung JetWeb: Steuerungssysteme mit integrierter Antriebstechnik und durchgängigem Ethernet. ®

Forschung

Tells Apfelschuss Mit der Präzision von Tells Apfelschuss führt eine neuartige Bandzentrierung das Stanzband zielgenau in und durch das Werkzeug. Einem Studententeam der ABB Technikerschuleist es im Rahmen ihrer Semesterarbeit gelungen, eine Vorrichtung zur optimalen Einführung des Stanzbandes in das Stanzwerkzeug zu entwickeln.

E ine der wichtigsten Voraussetzungen für die Qualität der Endprodukte ist die exakte und achsgenaue Einführung des Stanzbandes in das dafür vorgesehene Stanzwerkzeug. Drei Studenten setzten sich zum Ziel, diesen Einführprozess zu optimieren. Auftraggeber war die im Grob- und Feinstanzsektor tätige Firma Güntensperger AG in Bubikon ZH, Hersteller von Präzisionswerkzeugen für den Stanzwerkzeugbau.

Warum eine Bandzentriereinheit?

JetWeb reduziert den Zeitaufwand für die Programmierung und die Inbetriebnahme Ihrer Maschinen: Mit dem Programmiertool JetSym und nur einer Programmiersprache realisieren Sie alle Funktionen für das Steuern, Antreiben und Vernetzen. Durchgängiges Ethernet vereinfacht die Modularisierung Ihrer Anlagen und ermöglicht eine direkte und umfassende Kommunikation mit der Office-EDV. E-Mail- und SMS-Versand direkt aus der Steuerung informieren Sie rechtzeitig und vermeiden Stillstandszeiten. JetWeb — Efficient Automation Solutions.

Während des Einführens eines Blechstreifens in ein Werkzeug können durch geringe Abweichungen aus der Optimalspur verschiedene Fehler innerhalb des Stanzprozesses auftreten. Mit dem Einsatz dieser Bandzentriereinheit soll primär die Qualität während der Produktion markant verbessert werden. Die wichtigsten Ziele dieses neuen Produktes sind Ausschusspro-

Autoren Ivan Skender, René Signer, Damian Widmer Fachgruppe Konstruktionstechnik der ABB Technikerschule Baden

Jetter (Schweiz) AG · Münchwiler Str. 19 · CH-9554 Tägerschen Telefon 0 71 /918 79 50 · FaxInnovation 0 71 / 918 79 69 · sales@jetterag.ch

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Das Stanzband im Zentrum des Geschehens.

duktionen und Prozessunterbrüche zu vermeiden sowie Abnutzungserscheinungen am Werkzeug und Massschwankungen zu minimieren. Im Weiteren sprechen für eine Bandzentrierung die Tatsachen, dass damit Rohmaterial (bei Stanzbändern), aber auch Werkzeugmaterialien eingespart werden können. All diese und noch weitere Verbesserungen wirken sich schlussendlich direkt auf die Kosten aus. Bis zum heutigen Zeitpunkt war auf dem Markt noch kein Produkt erhältlich, welches diese hohen Anforderungen erfüllt. Ein stufenlos einstellbarer Kreuzmechanismus ermöglicht das Abdecken verschiedener Bandbreiten. Die verschiedenen Banddicken werden mit einem gefederten Verstellmechanismus eingestellt. Um die Reibungsproblematik zu minimieren, läuft das Band seitlich jeweils auf einem Kugellager. In der Höhe wird es oben und unten auf Kugeln geführt. Die Vorrichtung ist einfach koppel- und einstellbar für verschiedene Werkzeuge. [mg]

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Innovation

Industrial-IT

Das Ethernet mit seinen unterschiedlichen Übertragungsraten dringt aus dem Büro zunehmend auch in den letzten Winkel eines Werkes. So ist es verständlich, dass sich IT-Leiter und Werkleiter über dasselbe Netz unterhalten wollen. Aber verstehen sie sich auch?

Die S7-Advanced Kommunikationsprozessoren von Siemens verbinden die Feldebene mit dem Büroumfeld nahtlos.

Welten verbinden O hne

Ethernet geht im Büroumfeld nichts mehr. Aus diesem Bereich kommen die Innovationen, die für die Industrie übernommen werden. Das A und O ist dabei die Zuverlässigkeit. Siemens hat gezeigt, dass Ethernet auch in der Automatisierung erfolgreich eingesetzt werden kann: Dafür stehen Industrial Ethernet und Profinet, aber auch Industrial WLAN. Kern bleibt dabei immer das «Original» – nur so lässt sich die Durchgängigkeit in der Informationstechnik sicherstellen. Aus der Durchgängigkeit und der weiteren Verbreitung von Ethernet als Feldbus folgt zwangsläufig, dass sich ein IT-Leiter (CIO) mit dem Werkleiter (COO) über das Netz «unterhält.» Dennoch verstehen sich die

mierbare Steuerungen (SPS). Diese Einheiten sind heute zum Teil noch nicht Gigabit-fähig. Für sie ist Fast Ethernet wie bei Profinet die erste Wahl.

Durchgängig vernetzen ?

Unterschiedliche Anforderungen Gigabit-Ethernet beispielsweise steht beim IT-Leiter für eine schnelle Übertragung grosser Datenmengen im Netzwerk und für eine höhere Bandbreite, die Engpässe beseitigt. Produktionsnahe Kommunikation erfordert auch eine schnelle Übertragung, doch sind hier oft kleine Datenmengen im Spiel, etwa beim Not-Aus-Signal oder bei der taktsynchronen Regelung von 100 Achsen im Netzwerk. Der Werkleiter hat in seiner Produktion normalerweise auch keine grossen Server wie der IT-Leiter, sondern viele kleine Remote I/O-Stationen, Antriebe, Personalcomputer und speicherprogram-

gen beide Welten – und damit den IT-Leiter und den Werkleiter – zusammen. Sie binden die SPS auf der einen Seite an die ITWelt mit Gigabit und Standard Ethernet an, auf der anderen Seite an die Feldebene mit Fast Ethernet und Profinet. Indem die Kommunikationsprozessoren CP 343-1 Advanced und CP 443-1 Advanced nach oben Gigabit und nach unten Profinet «sprechen», sorgen sie für die vertikale und horizontale Durchgängigkeit in einem Unternehmen. Viele Anwender planen heute die direkte Anbindung an die IT-Welt etwa für Datenbankanbindungen und um grosse Datenmengen zu übertragen. Wenn man nach den Gründen fragt, kommt

Infos Mit Gigabit-Ethernet lassen sich auch grosse Datenmengen schnell übertragen.

8047 Zürich 0848 822 844 Automation.ch@ siemens.com www.siemens.ch/ automation

Innovation

Enterprise Level

1000 Mbit/s Ethernet Control Level

Scalance X408-2

Scalance X408-2 WinCC-Server mit CP 1623

Scalance X408-2 IPKamera

1000 Mbit/s

Scalance X308-2

Industrial Ethernet (elektrisch)

1000 Mbit/s Scalance X308-2 1000 Mbit/s

Industrial Ethernet (optisch)

Simatic S7-400 mit CP 443-1 Advanced

1000 Mbit/s 1000 MbitIs Simatic S7-300 mit CP 343-1 Advanced

Field Level

Profinet

IPC mit Gigabit-Interface und CP 1616

100 Mbit/s

Industrial Ethernet

ET 200S

S7-300 mit CP 343-1 Lean

ET 200pro

Antriebe

ET 200S

Ethernet nimmt einen immer wichtigeren Stellenwert ein, vom Gigabit-Ethernet in der IT-Welt bis zu Profinet in der Fabrik.

sehr häufig die Antwort: «Für die überlagerten PCs, welche die Produktion früher an die IT anbanden, lieferte die IT-Abteilung immer wieder neue Security-Patches. Bei meiner Simatic musste ich dagegen nichts mehr einspielen. Die Anlage lief einfach weiter.» Zudem handelt ein Werkleiter sehr verantwortungsvoll, wenn er mögliche Security- Probleme durch den Einsatz von SPSTechnik deutlich reduziert und so die Produktivität sicherstellt.

Basis für das gesamte Netzwerk Ein weitsichtiger Werkleiter wird eine neue Netzwerkinfrastruktur schon heute auf Basis von Gigabit-Ethernet planen, denn auch die Geräte in der Feldebene werden mittelfristig diesen Standard unterstützen. Mit einer GigabitEthernet-Infrastruktur setzt man auf eine ausgereifte Technik, auch wenn noch nicht jedes Endgerät einen Gigabit-Ethernet-Anschluss hat oder diese Datenmengen verarbeiten kann. Das Netz lässt sich so heute schon für andere Dienste und Endgeräte nutzen, zum Beispiel für Visionsysteme in der Produktion. Mit der

grossen Zahl installierter Ethernet- und Fast-Ethernet-Knoten ist Gigabit voll kompatibel. Eine Gigabit-Infrastruktur ist deshalb eine sehr gute Wahl, um Latenzprobleme bei gleichzeitiger Sprach-, Video- und Datenübertragung zu vermeiden. Diese Dienste werden immer wichtiger werden. Angesichts des zunehmenden Einsatzes von Ethernet ist es sinnvoll, dass IT-Leiter und Werkleiter gemeinsam die Kommunikationsinfrastruktur planen und jeder seine spezifischen Anforderungen und Verantwortungen auch umsetzen kann.

Direkter Draht zwischen Fabrik und IT Die S7-Advanced Kommunikationsprozessoren CP 343-1 Advanced für die Simatic S7-300 und Sinumerik 840D powerline sowie CP 443-1 Advanced für die Simatic S7-400 nutzen die Vorteile von Industrial Ethernet. Sie ermöglichen es, zwischen der Feldebene und der IT-Welt ohne zwischengeschaltete IPC-Ebenen zu kommunizieren und sorgen damit für eine flache Kommunikationsstruktur mit geringerem Projektierungsaufwand. [pm]

Nachplappern ist einfach...

Industrial-IT

Grafisches Systemdesign als Innovationstreiber Entwickler wie etwa die Studenten des Robotics & Mechanisms Laboratory (RoMeLa) der Virginia Tech sind die Vorreiter einer neuartigen Herangehensweise an die Robotik mittels des grafischen Systemdesigns. Mit der grafischen Programmierplattform LabView können Robotikexperten ihre Ideen für anspruchsvolle Entwürfe vom Design über die Prototypenerstellung bis hin zur Implementierung umsetzen.

Der Autor: Anu Saha ist Academic Product Manager. Er studierte Elektrotechnik und technische Informatik an der University of Tennessee.

Dabei können sie sich auf die Lösung technischer Probleme konzentrieren und müssen sich nicht mit Low-Level-Details der Implementierung aufhalten.

S eit im Jahr 1961 der erste industrielle Roboterarm bei General Motors in Betrieb genommen wurde, ist laut einer Studie der

International Federation of Robotics die Anzahl der Roboter weltweit auf geschätzte 4,5 Mio. angewachsen.

Roboter sind heutzutage allgegenwärtig: als kommerzielle Roboter, die im täglichen Leben zum Einsatz kommen, z. B. der Staubsauger iRobot Roomba oder Lego Mindstorms NXT genauso

Das grafische Systemdesign von LabView macht Kinder zu Erfindern. Ein Robo-Bagger realisiert mit Lego Mindstorm NXT und daneben ein realer Robo-Bagger für den Unterwassereinsatz.

wie für anspruchsvolle Anwendungen, etwa bei telerobotischen Behandlungen in der Medizin, mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) als Industrieroboter oder als autonome Fahrzeuge. Wettbewerbe wie etwa von der Google X Prize Foundation, der Organisation First (For Inspiration and Recognition of Science and Technology), RoboCup und Darpa (Defense Advanced Research Projects) fördern Innovationen im Bereich der Robotik.

40 Innovation

Industrial-IT

Ein Beispiel für innovative Robotikforschung ist der zweibeinige humanoide Roboter, den Studenten der Virginia Tech entwickelt haben. Dieser Roboter ist der erste US-amerikanische Beitrag zum RoboCup in der Kategorie humanoide Roboter. Der RoboCup ist ein internationales Roboter-Fussballturnier zur Förderung der Forschung in den Bereichen Robotik, künstliche Intelligenz u. ä.

Beschleunigung der Innovation in der Robotik Der zweibeinige humanoide Roboter, genannt Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence (DARwIn), wurde ursprünglich an der Virginia Tech von Studenten des Robotics & Mechanisms Laboratory (RoMeLa) unter Leitung von Professor Dennis Hong zur Untersuchung menschlicher Bewegungsabläufe für die Erforschung und Entwicklung von Prothesen entwickelt. Mit Hilfe der grafischen Systemdesign-Plattform NI LabView erreichte DARwIn volle Beweglichkeit und imitierte menschliche Bewegungen so genau, dass man ihn für die Teilnahme am RoboCup-Fussballturnier anpasste. Bisher haben Teams von Maschinenbauern, Elektrotechnikern und Programmierern mit den für das jeweilige Gebiet erforderlichen traditionellen Werkzeugen weitgehend separat an der Entwicklung von Robotern gearbeitet. LabView und NI-Hardware bieten dagegen eine durchgängige und vielseitige Plattform, welche die Roboterentwicklung gewissermassen «demokratisiert», indem sie eine Reihe von Standardwerkzeugen bietet, die alle Robotikingenieure nutzen können. Mit LabView konnten die Studenten des RoMeLa die dynamische Fortbewegung auf zwei Beinen analysieren und ein Steuersystem für den Roboter entwickeln. Als der Prototyp wie gewünscht funktionierte, implementierten

sie den Steueralgorithmus auf einen PC/104-Single-Board-Computer mit dem LabView Real-Time Module. Anwender können einen anspruchsvollen Roboter integrieren, ohne zwangsläufig Computerfachmann oder Programmierer zu sein. So hat beispielsweise ein Student mit wenig LabViewund Bildverarbeitungserfahrung in nur ein paar Stunden einen Algorithmus entwickelt, der dem Roboter befiehlt, einem roten Ball zu folgen. Dabei kamen eine IEEE-1394-Kamera und das NI-Vision-Development-Module zum Einsatz. Mit LabView und NIHardware können Anwender mit derselben leistungsstarken grafischen Programmiersprache komplexe Algorithmen schnell entwerfen und Prototypen davon erstellen, um ihr Design auf einen PC, FPGA (Field-Programmable Gate Array), Mikrocontroller oder ein Echtzeitsystem zu übertragen und es an beliebige Sensoren oder Aktoren anzubinden. Fachexperten sind damit auf einmal nicht mehr nur Maschinenbauer, sondern auch Robotik-Designer.

Reale Herausforderungen mit einer Standardrobotikplattform lösen Bei den meisten Robotiksystemen müssen Entwicklungen in vier verschiedenen Bereichen vorgenommen werden: Sensorik und Antrieb, Steuerung, Regelung und Simulation, Programmierung von Embedded-Controllern sowie Netzwerkkommunikation. Ein Beispiel dafür ist der ferngesteuerte Unterwasserbagger Spider, der von Nexans, einem weltweit führenden Hersteller von Kabelsystemen für die Ölund Gasförderung, gebaut wurde. Nexans entwickelte den Spider, der von einem Schiff aus ferngesteuert wird, um den Meeresboden der Nordsee für den Bau einer Pipeline vorzubereiten, mit deren Hilfe Erdgas unter rauen

LabView bietet ein einheitliches, vielseitiges Werkzeug für die Entwicklung anspruchsvoller Roboter.

Bedingungen gefördert wird. Damit Störungen durch schwere See vermieden werden, entwarf Nexans ein anspruchsvolles System zum Ausgleich von Schwankungen, um die Spannung der Kabel, die den Bagger mit dem Schiff verbinden, dynamisch steuern zu können. Drei mit LabView FPGA programmierte Embedded-Echtzeitsysteme, basierend auf NI CompactRIO, gleichen Schwankungen aus, bedienen die Winde, steuern die Leistung und kommunizieren ausserdem mit der LabView-basierten Haupt-HMI (Human Machine Interface). Regelalgorithmen in LabView erfassen Daten von Bewegungssensoren und reagieren entsprechend, indem sie die Spannung der Kabel korrigieren. Diese reale Roboteranwendung zeigt die Vielseitigkeit der grafischen Systemdesign-Plattform LabView, die von Steuer- und Regeldesign über 3D-Darstellung, Embedded-Steuerung und -Regelung bis hin zur Datenerfassung und Kommunikation reicht.

Die Kinder von heute sind die Erfinder von morgen Das grafische Systemdesign ist nicht nur für aktive Robotikdesigner wegbereitend. Die Ingenieure von morgen – heute ca. acht Jahre alt – begeistern sich für Wis-

Innovation

Industrial-IT

Studenten der Virginia Tech nutzten das grafische Systemdesign zur schnellen und erfolgreichen Implementierung des Designs von DARwIn.

senschaft, Technologie und Mathematik und können das einfach benutzbare grafische Systemdesign jetzt schon ausprobieren. Lego Mindstorms NXT demonstriert, wie die Robotik das innovative Denken anregt. Mithilfe des LabView-basierten grafischen Programmierwerkzeugs von Lego Mindstorms entwickeln tausende Kinder schon relativ anspruchsvolle Roboterdesigns. Sie implementieren parallele Programmierung auf dem Embedded-ARM7-Mikrocontroller in NXT, der mit Sensoren und Aktoren kommuniziert. Sie sind ge-

Innovation

wissermassen die jüngsten Experten und Erfinder im Bereich der Robotik – die neuen Edisons. Das grafische Systemdesign spielt eine zentrale Rolle bei immer neuen und schneller aufeinander folgenden Innovationen im Roboterdesign. Komplizierte traditionelle Werkzeuge können Fortschritten in der Robotik sogar im Weg stehen. LabView bietet eine umfassende und skalierbare Plattform, welche die Design-, Prototypenerstellungs- und Implementierungsphase umspannt, sodass sich Anwender voll und ganz auf den Roboter

konzentrieren können und nicht von Details bei der Implementierung entmutigt werden. Sie können mit derselben leistungsstarken Plattform Mikrocontroller genauso wie FPGAs programmieren, Signale von praktisch jedem Sensor und Aktor empfangen und an diesen senden, dynamische Steuersysteme entwerfen und simulieren sowie eine Oberfläche zu Fernüberwachung und -steuerung des Roboters implementieren. NI LabView für das grafische Systemdesign fördert den Einfallsreichtum beim Roboterdesign, denn es bietet eine Plattform für alle Roboterdesigner. [mg]

Infos National Instruments Switzerland Corp. 5408 Ennetbaden 056 200 51 51 ni.switzerland@ni.com www.ni.com

Industrial-IT

Enorm: 100-fach schnelleres Design Siemens PLM Software, ein Geschäftsbereich von Siemens Industry Automation und weltweit tätiger Anbieter von Software und Services für das Product Lifecycle Management (PLM), hat einen neuen Durchbruch für die digitale Produktentwicklung angekündigt. Mit Synchronous führt Siemens PLM Software eine neue Technologie ein, die eine historienunabhängige und feature-basierte Modellierung ermöglicht. Das Resultat: eine bis zu 100-fach schnellere CAD-Modellierung.

E ine Vorstellung der zum Patent angemeldeten Synchronouos-Technologie, welche die Vorteile von Parametrik (Constraint Driven) mit Direct Modeling kombiniert und die in künftige Versionen von NX und Solid Edge integriert wird, fand während der Hannover Messe statt.

Das digitale Modell – Dreh- und Angelpunkt «Siemens hat das immense Potenzial der Synchronous-Technologie in der Unternehmensbewertungsphase vor der Übernahme von UGS erkannt», erklärt An-

ton Huber, CEO der SiemensSparte Industry Automation: «Das digitale Modell ist der Drehund Angelpunkt unserer Vision, Produkt- und Produktionslebenszyklen zu vereinen. Deshalb engagieren wir uns darin, diesen Durchbruch in der CAD-Technologie zu beschleunigen. Das digitale Modell beeinflusst jede Phase eines PLM-Prozesses und ist ein Schlüsselsegment, um Informationen schneller zur Verfügung stellen zu können. Die neue Technologie wird die Art und Weise verändern, wie Fertigungsunternehmen ihre Produkte ent-

wickeln, und ermöglicht es ihnen zudem, Innovationen zu beschleunigen – und so ihre Geschäftsergebnisse sofort positiv zu beeinflussen.» Jack Beeckman, PLM-Manager bei der Liebert Corp., stimmt zu: «Die neue Synchronous-Technologie ist zweifelsohne ein wirklicher Paradigmenwechsel. Sie leitet eine neue Epoche in der Modellierung ein und gibt Ingenieuren mehr Zeit für ihre wirklichen Aufgaben. Synchronous wird den CAD-Einsatz neu definieren. Noch wichtiger ist: Konstrukteure werden sich wieder mehr Gedanken darüber machen, was sie modellieren, anstatt darüber, wie sie es modellieren.»

Vier Schlüsselbereiche Bei der Synchronous-Technologie handelt es sich um eine neue Lösung für die Modellierung, die geometrische Eigenschaften und Konstruktionsregeln durch einen völlig neuen Interferenz-Lösungs-Algorithmus synchronisiert. Sie beschleunigt Innovationen in vier Schlüsselbereichen.

Die Möglichkeiten, aktuelle geometrische Bedingungen zu erkennen und Abhängigkeiten in Echtzeit aufzuspüren, erlauben es der Technologie, Modelländerungen durchzuführen, ohne die komplette Konstruktionshistorie vom Änderungszeitpunkt aus nachvollziehen zu müssen.

Innovation

Infos

Industrial-IT

Die Technologie erfasst Ideen ebenso schnell, wie sie Anwendern in den Sinn kommen. Dies führt zu einer bis zu 100-fach schnelleren Modellierung.

1. Schnelle Ideensammlung

2. Schnelle Konstruktionsänderungen

Die Technologie erfasst Ideen ebenso schnell, wie sie Anwendern in den Sinn kommen. Dies führt zu einer bis zu 100-fach schnelleren Modellierung. Konstrukteure haben mit der neuen Technologie mehr Zeit für Innovationen, weil sie dieselbe Effizienz wie parametrische Modeling-Verfahren bietet, aber ohne die rechenintensiven Operationen zur Lösung vordefinierter Abhängigkeiten. Die Technologie definiert optional festgelegte Masse, Parameter und Konstruktionsregeln während der Erstellung oder Änderung, vermeidet aber den Aufwand bisheriger Methoden.

Die Technologie ermöglicht automatisierte Umsetzungen geplanter oder nicht vorhergesehener Konstruktionsänderungen innerhalb von Sekunden – im Vergleich zu Stunden mit bisher gebräuchlichen Methoden. Dies ist möglich mit Hilfe unvergleichbar einfacher Änderungsfunktionen, unabhängig von der Quelle des Modells und mit oder ohne Verfügbarkeit eines Historienbaums.

3. Verbesserte Multi-CAD-Nutzung Die Technologie ermöglicht die direkte Verwendung von CADDaten aus beliebigen Quellen oh-

Verfügbar in den nächsten Software-Versionen

Die Technologie wurde gemeinsam vom NX-Team von Siemens PLM Software und den Solid-Edge-Organisationen entwickelt. Siemens PLM Software wird die SynchronousTechnologie in den nächsten Versionen von Solid Edge und NX als proprietäre Applikations-Layer implementieren. Diese basieren auf D-Cubed und Parasolid-Software. Die Produkte wurden erstmals am 21. Mai auf der jährlichen Siemens PLM Software Analyst und Mediakonferenz in Boston vorgestellt.

44 Innovation

ne Nach- oder Neumodellierung. Anwender agieren so mit einem schnellen, flexiblen System sehr effizient auch in einer MultiCAD-Umgebung. Dieses System ermöglicht die Modifikation anderer CAD-Daten sogar schneller, als dies im originalen System möglich wäre – unabhängig von der Konstruktionsmethode. Eine Technik mit der Bezeichnung «Suggestive Selection» beeinflusst die Funktion verschiedener Konstruktionselemente, ohne sich um Features oder Restriktionen von Definitionen kümmern zu müssen. Dies erhöht die Wiederverwendbarkeit und verbessert die Zusammenarbeit mit Kunden und Partnern.

4. Vereinfachte Bedienung Die Technologie bietet eine neue Art der Anwenderinteraktion, die CAD neu definiert und 3D so anwenderfreundlich wie 2D macht. Das Interaktionsparadigma verbindet die bislang unabhängig voneinander operierenden 2Dund 3D-Umgebungen. Dabei wird die Stärke eines ausgereiften 3D-Modellierers mit der Einfachheit von 2D verbunden. Die neue Inferenz-Technologie verhindert automatisch die üblichen Einschränkungen und bietet dem Anwender – basierend auf der Cursor-Position – die dafür jeweils logischen Eingabebefehle an. Dies vereinfacht das Erlernen der CAD-Systeme – auch für Gelegenheitsanwender und erleichtert den Einsatz beispielsweise auch direkt in der Fertigung.

Optimum aus Parametrik und Nicht-Parametrik «Obwohl es in den vergangenen Jahren bedeutende Fortschritte auf dem Gebiet der 3D-Konstruktionstechnologie gab, waren Konstrukteure nicht in der Lage, vorhandene Features ohne eine auf dem Historienbaum basierende Neuberechnung zu nutzen», sagt Chuck Grindstaff, Executive Vice President of Products

Industrial-IT

bei Siemens PLM Software. «Beim traditionellen parametrischen Modellieren werden Regeln seriell zur Geometrie angewandt. So lassen sich geplante Änderungen automatisieren – bei unvorhergesehenen Konstruktionsänderungen funktioniert dies jedoch nicht. Historienunabhängiges Modellieren konzentriert sich auf Geometrie auf eine unabhängige Art und Weise – allerdings auf Kosten von Intelligenz und Intention. Beim direkten Editieren dagegen ist kein Verständnis einer komplexen Versionshistorie nötig, allerdings werden auch keine Features adressiert. Unsere neue Synchronoustechnologie enthält das Beste aus parametrischen und nicht parametrischen Methoden, wodurch Änderungen sehr effizient umgesetzt werden

können. Mit Unterstützung durch die richtigen Techniken in der richtigen Umgebung lässt sich ein dimensionsorientiertes Modellieren voll ausreizen. Das führt zu hohen Produktivitätsgewinnen gegenüber traditionellen Methoden.»

Abhängigkeiten in Echtzeit aufzuspüren «Die Synchronous-Technologie durchbricht die Barriere, die die Architektur eines historienbasierten Modeling-Systems mit sich bringt», sagt Dr. Ken Versprille, PLM Research Director von CPDA. «Die Möglichkeiten aktuelle geometrische Bedingungen zu erkennen und Abhängigkeiten in Echtzeit aufzuspüren, erlauben es der Technologie, Modelländerungen durchzuführen,

ohne die komplette Konstruktionshistorie vom Änderungszeitpunkt aus nachvollziehen zu müssen. Abhängig von der Komplexität und der Frage, wie weit zurück in der Historie eine Änderung vorgenommen wird, sehen die Anwender erhebliche Performance-Gewinne. Eine mehr als hundertfache Geschwindigkeitsverbesserung ist so durchaus möglich.» [mb]

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Optoelektronik

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Strom kann andere Energieträger effizient ersetzen, darum ist gerade dessen CO2-freie Produktion der Schlüssel zu einer wirkungsvollen CO2-Reduktion.

Hoher Lebensstandard trotz weniger Energie Der westliche Lebensstandard hängt stark von der Energieversorgung

zungen und Transporte. Folge des steigenden Energieverbrauchs ab: Wohlstand braucht Energie. Kehrseite der Medaille sind Umweltpro- waren immer wieder Umweltprobleme: Früher standen Smog und bleme und der Klimawandel. Dabei machen sich Entwicklungsländer saurer Regen im Fokus der Debatgerade daran, die Entwicklung des Westens nachzuvollziehen. Gefragt te, heute Feinstaub und Klimawandel. In den letzten Jahren ist sind Alternativen mit geringerer Energieintensität. der Energieverbrauch pro Kopf zwar kaum mehr gestiegen, der Stromverbrauch wächst aber son der Schweiz wurden 1960 braucht heute im Mittel fast gar stärker als das BIP. durchschnittlich 2000 Watt pro 42000 kWh jährlich, das entKopf verbraucht. Der Wohlstand spricht fast 5000 Liter Benzin be- Blick über die Grenze hat sich seither, gemessen am ziehungsweise einer Dauerleis- Eine ausreichende EnergieversorBruttoinlandsprodukt (BIP), ver- tung von etwa 4800 Watt. Und gung ist Voraussetzung für hohen vierfacht. Die Zahl der Motorfahr- das ohne Graue Energie (siehe Wohlstand. Das zeigt der internazeuge nahm von damals 860000 Kasten), die noch einmal fast 80% tionale Vergleich. Ob ein Land auf circa 5 Millionen zu. Fast pa- des heimischen Verbrauchs aus- beim Index für menschliche Entrallel zum BIP stieg der Primär- macht. Gut zwei Drittel der Ener- wicklung (Human Development energieverbrauch. Jeder Schwei- gie stammen aus fossilen Quellen Index, HDI) der UNO gut abzer und jede Schweizerin ver- – Erdöl und Erdgas, meist für Hei- schneidet, hängt vom Energiever-

Innovation

Energie

Human Development Index Der Human Development Index (HDI) ist ein länderspezifisches Mass für den Stand der menschlichen Entwicklung auf einer Skala von 0 bis 1. Er wird alljährlich von den UNO erhoben. In die Berechnung fliessen die Lebenserwartung, der Bildungsstandard sowie die Kaufkraft der Einwohner eines Landes ein.

Je früher Energiesparmassnahmen ergriffen werden, desto einfacher und günstiger sind diese realisierbar.

brauch pro Kopf ab. Dabei ist der Schweizer Pro-Kopf-Verbrauch gegenüber anderen hoch entwickelten Ländern wie Finnland, Belgien oder den USA eher gering. Als unteres Limit für ein Leben in gewissem Wohlstand wird der heutige weltweite Durchschnitt von 2000 Watt pro Kopf und Jahr angesehen. Beispiele wie Russland oder Saudi-Arabien zeigen aber auch, dass reichlich Energie nicht automatisch eine wohlhabende oder hoch entwickelte Gesellschaft bedeutet.

Schweiz Hong Kong Portugal

0.9

Irland Slowenien

Auch wenn die Schweiz einen erfolgreichen Weg hinter sich hat, wird zunehmend klar, dass wir nicht in jeder Beziehung als Modell für heutige Schwellen- und Entwicklungsländer dienen dürfen. Unsere Energieversorgung ist mit der hohen Abhängigkeit von fossilen Ressourcen und den damit verbundenen CO2-Emissionen kein ideales Beispiel für eine nachhaltige Entwicklung. Der vierte IPCC- (Intergovernmental

Norwegen

Finnland Kanada Luxemburg Belgien USA Singapur Kuwait

Island

Uruguay Estland

0.8

Oman Peru

Russland Ukraine

0.7

HDI

China

Trinidad & Tobago Saudi-Arabien

Usbekistan

Quelle: Energiespiegel Nr. 18, PSI

1.0

Problematische Entwicklung

Südafrika

0.6

Indien

7.1 Mio.

Bevölkerung

7.5 Mio. 5.4 Mio. 77‘000 CHF1990

BIP (real1990) pro Kopf

50‘900 CHF1990 17‘700 CHF1990 163 GJ

Primärenergie pro Kopf & Jahr (ohne graue Energie)

2005

122 GJ

1960

119 GJ 55 GJ

0.5

11‘000 kWh

Elektrizität pro Kopf & Jahr

Nigeria

7‘640 kWh 2‘960 kWh

0.4 Äthiopien

2'000

9‘500 km

PW-Fahrleistung pro Kopf & Jahr

0.3 4'000

6'000

8'000

10'000

12'000

14'000

16'000

7‘240 km 1‘670 km

18'000

Gesamtenergieverbrauch pro Kopf im Jahr 2004 [Watt/Person]

Human Development Index und Energieverbrauch für verschiedene Länder (UNDP 2006).

48 Innovation

2050

151 GJ 60 GJ

Endenergie pro Kopf & Jahr

Pakistan

Quelle: Energiespiegel Nr. 18, PSI

Panel on Climate Change, Weltklimarat)Bericht zeigt deutlich, dass der grosse fossile Energieverbrauch den globalen Klimawandel stark beeinflusst. Um die Erwärmung der Erdatmosphäre in erträglichen Grenzen zu halten, müssen die globalen CO2Emissionen bis 2050 um bis zu 50% abnehmen. Angesichts des wirtschaftlichen Aufholbedarfs vieler Entwicklungs- und Schwellenländer bedeutet das für die wohlhabenden Staaten noch stärkere Reduktionen (60–80%). Die direkten Schweizer Pro-KopfEmissionen liegen heute bei rund 6 t CO2 pro Jahr. Dazu kommt noch deutlich mehr als die Hälfte davon an grauem CO2. Ein langfristiges globales Ziel von 1 t CO2 pro Kopf und Jahr – das entspricht den Auswirkungen eines Flugs in die Türkei (Zürich–Anta-

Wachstum in der Schweiz von 1960 bis 2005 und Prognose für das Basisszenarion, im Jahr 2050 (BFE 2006).

Energie

Glossar Primärenergie: Energie, die ursprünglich in den genutzten Energieträgern (zum Beispiel Erdgas, Rohöl) enthalten ist. Endenergie: Energie, die nach Verlusten bei Umwandlung und Transport dem Verbraucher zur Verfügung steht (z. B. Holzpellets, Strom, Benzin). Nutzenergie: Energie, die der Verbraucher effektiv nutzt (zum Beispiel Raumwärme, Licht). Graue Energie und Emissionen: Diese Energie beziehungsweise Emissionen sind in importierten Gütern und Dienstleistungen enthalten beziehungsweise werden davon verursacht und tauchen in den Schweizer Inlandsstatistiken nicht auf.

lya und zurück) – können wir mit unserem heutigen Verbrauchsmuster keinesfalls erreichen. Das heisst zwar nicht, dass wir in Zukunft bei Dunkelheit frieren sollen. Wir müssen aber die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen stark reduzieren und unsere Energieversorgung so umgestalten, dass bei geringerem Verbrauch zumindest der heutige Wohlstand erhalten bleibt.

Effizienz steigern Eine reine Effizienzstrategie, die ausschliesslich den Primärener-

gieverbrauch verringert, führt nicht zum Ziel. Mit weniger Energie auszukommen, ist zwar wichtig, damit alleine sinken aber die CO2-Emissionen nicht ausreichend. 2000 Watt pro Person zu erreichen (entsprechend einem Energiebedarf von 17 520 kWh pro Jahr), braucht länger als bis 2050. Mit einem jährlichen Flug von Zürich nach Los Angeles und zurück wäre dieses Limit schon zur Hälfte erreicht. Mit den technologischen Mitteln, die uns Mitte des Jahrhunderts voraussichtlich zur Verfügung stehen wer-

den, könnte unser Primärenergiebedarf bestenfalls auf 3500 Watt gedrückt werden (ohne Graue Energie).

Weniger CO2 als Gebot der Stunde Macht es Sinn, auf maximale Reduktion des Energieverbrauchs zu setzen? Dies allein würde den Erdöl- und Erdgasverbrauch nicht genügend reduzieren, die CO2-Emissionen blieben zu hoch. Wir können die CO2-Emissionen auch erheblich senken, ohne den Energieverbrauch aus reinem Selbstzweck so stark zurückzuschrauben. Die CO2-Reduktion sollte sogar das vorrangige Ziel sein. Diese Zielsetzung hat zur Folge, dass bei etwas mehr Primärenergieverbrauch geringere Zusatzkosten anfallen, die Schweizer Luft sauberer wird und die Abhängigkeit von fossilen Energieimporten abnimmt. Aus klimapolitischen Gründen sollten die Schweizer CO2-Emissionen bis 2050 um mindestens 50% sinken. Das entspricht – vorausgesetzt, die Schweiz erreicht 2010 das Kyoto-Ziel – einer Absenkung von fast 15% pro Dekade zwischen 2010 und 2050. Dieser ehrgeizige Weg ist nur bei äusserster Anstrengung im Bereich des Mögli-

Innovation

Primärenergie im Jahr 2050 [Leistung in kW/Person]

Energie

Neue Erneuerbare Wasserkraft Kernenergie Erdgas

5.5 5.0 4.5

Erdöl Kohle

4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5

CO2-Reduktion 0% 5% 10%15% pro Dekade 2010 bis 2050

0% 5% 10%15%

3.5 kW

4.0 kW

4.5 kW

4.8 kW

5.2 kW

4.9 kW

Kein Limit

4.0 kW

0.0

4.0 kW

0.5

0% 5% 10%15%

Quelle: Energiespiegel Nr. 18, PSI

1.0

Primärenergiebedarf im Jahr 2050: Szenarien ohne Limit, mit 4 kW und 3,5 kW pro Kopf; vorgegebene CO2-Reduktion pro Dekade zwischen 2010 und 2050 jeweils 0%, 5%, 10% und 15%.

chen, auch weil damit erhebliche Investitionen verbunden sind.

Ein steiniger Weg Was bedeutet das aber für uns konkret in den kommenden Jahrzehnten? Die grossen Brocken beim Energieverbrauch und den CO2-Emissionen sind heute Bau und Betrieb von Gebäuden, der

Verkehr und Konsumgüter aus der Industrie und Dienstleistungsbranche. Im Gebäudebereich sind Spar- und Effizienzmassnahmen angesagt. Verschärfte Standards für Neubauten und Sanierungen können bewirken, dass der Energieeinsatz in diesem Sektor bis 2050 um gut 60% abnimmt. Der geringere

Anteile der verschiedenen Wirtschaftssektoren am Endenergiebedarf und an den Treibhausgasemissionen der Schweiz im Jahr 2004 (BAFU 2006).

Haushalte

Industrie

Dienstleistungen

Verkehr

Landwirtschaft

Wärmebedarf könnte dann überwiegend durch Wärmepumpen gedeckt werden, Erdöl und Erdgas würden nur noch wenig benötigt. Schwieriger wird es im Transportsektor: Wenn der Verkehr weiter zunimmt, können mit technischen Lösungen Energieverbrauch und CO2-Emissionen bis 2050 nur um rund ein Drittel sinken. Im Industrie- und Konsumgüterbereich müssten konsequent die effizientesten Verfahren und Geräte eingesetzt werden. Weniger Gesamtenergieverbrauch und vor allem niedrigere CO2-Emissionen bedeuten aber auch, dass der Strom im Energiesystem an Bedeutung gewinnen und der Bedarf zunehmen wird. Auch wenn die aktuelle Studie nur mögliche Entwicklungen aufzeigt und nichts darüber aussagt, welche Anreize wir brauchen, um die heutigen Verhaltensmuster über Bord zu werfen: Klar ist, dass die Umgestaltung unseres Energiesystems schwierig wird und dieser angestrebte Wandel nicht von selbst passiert. Es braucht zielgerichtete und langfristige Massnahmen von Seiten der Politik, um die Menschen dazu zu bewegen, eine neue Richtung einzuschlagen. Und je früher der nötige Wandel eingeleitet wird, desto einfacher und günstiger werden wir die Ziele erreichen können. [pm]

Andere

100%

80%

Infos

70% 60% 50% Quelle: Energiespiegel Nr. 18, PSI

Prozentueller Anteil Schweiz

90%

40% 30% 20% 10% 0%

Endenergieverbrauch

50 Innovation

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Energie

Die Zapfsäule auf dem Hausdach Entwicklungsschub für die Brennstoffzelle: von Hayeks Belenos Clean Power AG das Geld und vom Paul Scherrer Institut PSI das Know-how. So lautete vor ein paar Wochen das Credo der Medienberichte über ein Jointventure «Schweizer Brennstoffzelle» zwischen diesen beiden Organisationen. Doch dieser Ansatz greift zu kurz und würde kaum Nicolas Hayeks visionärem Geist entsprechen. Die «Schweizer Brennstoffzelle» ist lediglich ein (millionenschweres) Glied in einer Kette innovativer Ansätze, die letztendlich zu CO2-freier Mo-

Nicolas G. Hayek (links) und PSI-Direktor Martin Jermann mit dem Brennstoffzellen-Prototyp, der nun zur Serientauglichkeit weiter entwickelt werden soll.

bilität führen können.

as Innovative an Hayeks Vision liegt darin, dass sie nicht allein die Entwicklung einer Komponente zum Ziel hat, sondern den ganzen Energiestrang von der Quelle bis zum Fahrzeugmotor auf eine neue Basis stellt. Das Schaffen einer lokal emissionsfreien Energiekette, lautet dabei die Vision. Vom technischen Prinzip her sind alle Komponenten längst erfunden, sie müssen

Autor Martin Gysi, Chefredaktor Technica

Innovation

«nur» noch aufeinander abgestimmt und zur Serientauglichkeit entwickelt werden. Im Fall der Brennstoffzelle fällt diese Rolle dem PSI in Villigen zu. Daneben forciert Belenos über Kooperationen mit weiteren Partnern die Entwicklung der übrigen Elemente des Energiestrangs. So hat Hayeks Firma mit dem Freiburger Stromkonzern «Groupe E» und weiteren Partnern ein Unternehmen gegründet, das die Wasserstoff-Stromerzeugungssysteme entwickeln und vermarkten soll. Auch für das Auto selbst – voraussichtlich ein «Batterie-Brennstoffzellen-Hybrid» – kooperiert Belenos mit «einigen Herstellern» (Zitat Hayek).

Eine Energiekette, die hält Bestechend an Hayeks innovativer Vision ist weiter der Umstand, dass es in seiner Energiekette von der Sonne zum Automotor kaum ein «schwächstes Glied» geben kann. Damit ist gemeint: Wenn sich die Technik oder der Markt bei einer Komponente anders als geplant entwickeln sollte, spielt dies für den gesamten Strang eine untergeordnete Rolle. Die Energie kann statt vom Privathausdach auch aus der Kompostbiogasanlage, aus der Windmühle oder vom Tankstellendach stammen – sie sollte nur CO2-neutral und lokal erzeugt werden. Oder: Sollte bei den Batterien überraschend der

grosse Entwicklungssprung beim Leistungsgewicht erfolgen, würde dies vielleicht die Brennstoffzelle verdrängen, es ändert sich aber recht wenig am Gesamtkonzept. «Bei der Diskussion um eine Reduktion des CO2-Ausstosses denkt man in der Schweiz oft zunächst einmal nur an Einsparungsmöglichkeiten beim Stromverbrauch. Tatsache ist jedoch, dass schweizerischer Strom schon heute weitgehend CO2-frei produziert wird, da er auf Wasserkraft und Kernkraft beruht und nicht auf fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl oder Gas. Das grösste Reduktionspotenzial der CO2-Emissionen in der Schweiz liegt hingegen im Wärmeverbrauch bei Gebäuden und im Individualverkehr; dort müssen wir mit technologischen Innovationen und Massnahmen Veränderungen erzielen», erläuterte Martin Jermann, Direktor a. i. des Paul Scherrer Instituts, bei der Begrüssung der Teilnehmenden an der Medienkonferenz zur Jointventure-Vetragsunterzeichnung vom 30. Mai am PSI in Würenlingen.

Saubere Energie als Vision Ein nachhaltiger, sauberer Energieverbrauch und eine individuelle Mobilität mit sauberer, CO2-freier Energie, das ist die Vision der Belenos Clean Power AG. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen Anstrengungen unternommen werden, die die ganze Kette von der nachhaltigen Primärenergie – der Sonne – über die saubere Energie für Haushalte, Fabriken u. ä. bis zum effizienten, emissionsfreien Autoantrieb umfassen. Die Sonnenenergie wird über Photovoltaikzellen in Strom umgewandelt. Dieser deckt einerseits direkt den lokalen Strombedarf. Mit dem übrig bleibenden Strom wird für die Mobilität zum Beispiel Wasser mittels Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff getrennt, die ebenfalls

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lokal in Tanks gespeichert werden. Die beiden Gase können vom Auto der Zukunft sehr schnell getankt werden. Im Brennstoffzellenstapel des Autos reagieren Wasserstoff und Sauerstoff und verbinden sich über eine Membran zu Wasser. Bei diesem Vorgang wird Energie in Form von Elektrizität frei. Diese treibt über einen elektrischen Antrieb das Fahrzeug an. Als «Abfallprodukt» fällt lediglich Wasserdampf an. Das Szenarium sieht dabei vor, dass bereits mit einem 8x8 m grossen, hocheffizienten Solarpanel auf dem Hausdach auch in unseren Breitengraden genügend Energie produziert werden kann, um mit einem Auto 13 000 km pro Jahr fahren zu können. Das Konzept sieht dabei vor, dass der Strom aus den Solarzellen dazu eingesetzt werden kann, um in einem rund kühlschrankgrossen Elektrolysegerät Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Mit den beiden Gasen wird dann das Fahrzeug betankt. Im Auto wandeln die Brennstoffzellen die beiden Gase wieder in Wasser um, wobei die elektrische Energie entsteht, um die Elektromotoren anzutreiben.

Ziel: Sauberes Auto ohne «Öko-Malus-Preis» Das Paul Scherrer Institut (PSI) und die Belenos Clean Power AG arbeiten im Jointventure «Schweizer Brennstoffzelle» zusammen. Das Ziel der Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen ist die Realisierung eines lokal emissionsfreien Antriebsstranges für einen leichten Personenwagen für mindestens 4 Personen. Der Antrieb des Fahrzeugs soll die gleiche Lebensdauer wie das Auto selbst haben. Auch die Fahrleistung und der Gesamtpreis (Fahrzeugkauf plus Betriebskosten) sollen mit einem Personenwagen der Kompaktklasse konkurrieren können. Andere Entwicklungen der Belenos

Serientauglichkeit noch nicht gegeben Die Aufgabe der Forscher ist indessen noch immer nicht gelöst. Sowohl die Kosten als auch die Lebensdauer der Brennstoffzelle weisen noch viel Optimierungspotenzial auf. «Eine Optimierung ist nötig, um die Lebensdauer der Brennstoffzelle und ihren Preis für den Konsumenten stark zu verbessern, damit sie vergleichbar sind mit Lebensdauer und Kosten eines normalen Autos oder Kompaktautos. Das heisst, das ganze System muss noch viel preiswerter und effizienter werden und dies in einem überschaubaren Zeitrahmen, das ist das Ziel der Kooperation zwischen Belenos und Paul Scherrer Institut», konstatierte Chairman von Beleno, Nicolas Hayek. Das Paul Scherrer Institut bietet mit seinen Grossforschungsanlagen und seinem technischen Know-how eine weltweit einzigartige Kombination verschiedener Messverfahren an einem einzigen Ort an, mit denen die Funktionsweise der Brennstoffzellen im Detail analysiert und somit verbessert werden kann. So kann mit der Neutronenradiografie an der Spallations-Neutronenquelle (SINQ) der Wassergehalt quantitativ im Betrieb bestimmt werden. Dies ist eine wichtige Grös-

se, um die lokalen Betriebsbedingungen und die Lebensdauer zu optimieren. Mit Strahllinien der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS) können die Materialbeschaffenheit und die Funktionsweise im Mikrobereich der Membran-Elektroden-Einheit untersucht werden. Aufgrund der Messergebnisse können die Reaktionsabläufe besser verstanden werden. Mit solchen Erkenntnissen kann das BrennstoffzellenDesign wesentlich verbessert und die Entwicklung wieder einen Schritt weiter gebracht werden.

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Clean Power AG sind ebenfalls geplant. Das Paul Scherrer Institut konnte schon im Jahr 2002 mit einem umgerüsteten Volkswagen, dem VW Bora HY.Power, nachweisen, dass ein Brennstoffzellenantrieb auch in der Praxis funktionier, und erweckte damit am Genfer Autosalon nachhaltiges Interesse. Im Jahre 2004 wurde das Nachfolge-Modell HY-Light, diesmal in Zusammenarbeit mit Michelin, am «Challenge Bibendum» dem weltweit grössten Wettbewerb für zukunftsweisende Antriebssysteme in Schanghai vorgestellt.

Man weiss, wo die «Gegner» stehen Wie am Rande der erwähnten Medienkonferenz am PSI zu vernehmen war, sind die Analysemöglichkeiten für Brennstoffzellen am PSI derartig einzigartig, dass praktisch sämtliche der weltweit zahlreich und aktiv operierenden Entwicklungsteams mit ihren Zellen immer wieder am PSI auftauchen. Deshalb hat man in Würenlingen eine ziemliche einmalige Übersicht über den globalen Entwicklungsstand bei den Brennstoffzellen. Auf der Basis dieser Vergleiche ist Direktor Martin Jermann denn auch überzeugt, dass der von Nicolas Hayek genannte Zeithorizont von gut zwei Jahren bis zur Serientauglichkeit der Technologie realistisch ist. Offen ist nur noch, wer das Rennen gewinnt. [mg]

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Energie

Energieführungen innovativ eingesetzt Anlässlich der Hannover Messe präsentierte der Bereich Energiekettensysteme bei Igus die Ergebnisse des europaweiten Innovationswettbewerbs «Vector Award», einer Initiative für mutige und spektakuläre Energieführungs-Anwendungen mit Energieketten oder auf der Basis von Induktion/Wireless als jüngere Technologien. Über 80 Einsender nahmen an dem Wettbewerb teil, von Finnland bis Frankreich, von Rumänien bis Grossbritannien, von der Schweiz bis nach Spanien. Erfreulich aus Schweizer Sicht: Der erste Preis, der «Goldene Vector», ging an die deutsche Tochtergesellschaft der Güdel AG in Langenthal.

er «Vector Award» ist eine Gemeinschaftsinitiative von Igus zusammen mit dem Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen, dem TÜV Rheinland, Ge-

schäftsbereich Produktsicherheit und -qualität, und dem Fachverband Automation im Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI). Der Energie-

Erstmals wurde in der Industrieautomation eine Energiekette – das Igus-System E4/4 – im Kurvenbereich eingesetzt, bei einem 45 m langen Verfahrweg. Für diese mutige Anwendung gewann Dipl.-Ing. Markus Domeier von der Güdel GmbH, Osterburken, den «Goldenen Vector».

führungswettbewerb steht unter der Schirmherrschaft des Bereichs Industrial Automation der Hannover Messe.

Gold: Rasante Kurvenfahrt mit Energiekette E4/4 Den «Goldenen Vector» und ein Preisgeld von 5000 EUR hat Dipl.Ing. Markus Domeier von der Güdel GmbH in Osterburken gewonnen. Das Unternehmen hat, kundenspezifisch zum automatischen Beschicken von Lkw-Kurbelwellen, ein kurvengängiges Portal- und Transfersystem konstruiert, das Fabrikationsabläufe optimiert. Das Multicarrier-System mit mehreren Laufwagen erreicht im Vergleich zu herkömmlichen Linearverkettungen eine wesentlich höhere Anlagenverfügbarkeit. Zum ersten Mal wurde dabei in der Industrieautomation eine Energiekette im Kurvenbereich eingesetzt bei sehr langem Verfahrweg. Das IgusSystem E4/4 überbrückt sowohl den 45 m langen Verfahrweg als auch die darin befindliche 90°-Kurve. Markus Domeier: «Die Kunststoff-Energiekette E4/4 ist sehr stark in langen sowie bei freitragenden, auf der Seite liegenden Anwendungen.» In diesem Fall wurde das System auf der Seite liegend eingesetzt, um die rasante Kurvenfahrt realisieren zu können.

Silber: E6 störfrei im Hochleistungssport Den «Silbernen Vector» verlieh die Jury an Daniel Pfleger von Rail & Tracking Systems GmbH, Winnweiler. Das Unternehmen

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Energie

Kunststoff-Energiekette E6 zum Einsatz. Die Energieführung ist schnell und dabei besonders leise und vibrationsarm, wie aktuelle Tests von RWTH Aachen und TÜV Rheinland belegen. Im Igus-Testlabor wurde die E6 bereits mit 37 dB(A) freitragend bei 1 m/s getestet.

Bronze: Robuste E4/4 in schottischem Gezeitenkraftwerk

Der «Silberne Vector» geht an Daniel Pfleger von Rail & Tracking Systems GmbH, Winnweiler. Bei Geschwindigkeiten von 14 m/s, blitzschnellen Beschleunigungen und Temperaturen von oft 45 °C setzt das Unternehmen die leise Igus-Energiekette E6 ein zur HD-TV-Übertragung bei Events.

stellt Anlagen her zur HD-TVÜbertragung u. a. bei Leichtathletik-Wettkämpfen, Bühnenshows und Konzerten. Dazu müssen die Übertragungswagen mit den Kameras mit Glasfaserkabeln verbunden werden. Bei Geschwin-

digkeiten von bis 14 m/s, blitzschnellen Beschleunigungen und Temperaturen von oft 45 °C aufgrund direkter Sonneinstrahlung darf es zu keiner Betriebsstörung kommen. Unter diesen schwierigen Bedingungen kommt die

Fett- und rostfreie Energiekette E4/4 über und unter Wasser im Gezeitenkraftwerk vor den schottischen Orkney-Inseln. Dafür verlieh die Jury den «Bronzenen Vector» an Mike Galbraith von der Firma Fountain Design Limited in Bishop Auckland, England.

Der «Bronzene Vector» ging an Mike Galbraith von der Firma Fountain Design Limited in Bishop Auckland, England. Deren Gezeitenturbine erzeugt vor den schottischen Orkney-Inseln Strom durch das zu- und abfliessende Wasser bei Ebbe und Flut. Die Turbine hat einen Durchmesser von 6 Metern. Unter aggressiven Umgebungsbedingungen schützt dabei eine Energiekette 4040 aus der E4/4-Serie die ChainflexMotor- und Steuerleitungen bei den Hub- und Senkbewegungen der Turbine. Der Verfahrweg beträgt ca. 20 Meter in vertikaler Richtung, über und unter Wasser. Die fett- und rostfreie KunststoffEnergiekette ist sehr wartungsarm auf offener See. Eine Metallkette, so Mike Galbraith, hätte der Kombination aus Technoklima und mechanischen Erfordernissen nicht genügt. [mg]

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60 Innovation

Anstatt Metalle zu immer höheren Preisen auf dem Weltmarkt einzukaufen, können sie auch mit einem ausgeklügelten RecyclingVerfahren lokal aus Elektroschrott gewonnen werden.

Recycling als besserer Bergbau Aus gutem Grunde stehen die natürlichen Ressourcen derzeit im Zentrum der politischen und öffentlichen Diskussion: Rohstoffe werden knapper, womit die Preisschraube kräftig angezogen wird. Doch in gebrauchten Geräten schlummern vertvolle Feinmetalle. Mittels Recycling-Verfahren kann ein grosser Teil davon zurückgewonnen werden.

ie Zahlen beeindrucken: Aus einer Million Mobiltelefone lassen sich 250 kg Silber, 24 kg Gold, 9 kg Palladium und 9000 kg Kupfer gewinnen, und zwar als reines Feinmetall. Wer sich an die immer wieder aufflammenden Kämpfe um Rohstoffe erinnert, die auch zur Verschärfung und Finanzierung von blutigen Konflikten führen (als beispielgebende Stichwörter seien erwähnt: Diamanten, Coltan/Tantal, Kobalt, Gold), reagiert erfreut, wenn Dr. Christian Hagelüken sagt: «Alles was

zumindest Spuren von Edelmetallen aufweist, können wir recyceln.» Er ist für Business Development & Marketing bei Umicore Precious Metals Refining zuständig und führt weiter aus: «Das Bewusstsein um den Wert von natürlichen Ressourcen steigt, was sich auch in der höheren Nachfrage nach recycelten Metallen niederschlägt.» Immerhin: Umicore erzielt durch Recycling Feinmetalle in der gleichen Reinheit (grösser 99%), wie sie Primärmetalle aus dem Bergbau aufweisen.

Aufwändiges Recycling, das sich lohnt Der Recycling-Kreislauf beginnt bei jedem Einzelnen von uns: Angetrieben vom wachsenden Umweltbewusstsein und von der Pflicht der Hersteller, alte Elektround Elektronikgeräte umweltverträglich zu entsorgen, wandern Altgeräte an spezielle Sammelstellen, wo sie sortiert und vorbehandelt werden. Beispielsweise wird ein PC demontiert, werden die Leiterplatten händisch aussortiert und wird der Rest schliesslich geschreddert, um

Innovation

Umwelttechnik

durch mechanische Sortierverfahren weitere Rohstoffe zurückzugewinnen. Containerweise erhält Umicore, als Dienstleister für das Recycling von Edel- und Sondermetallen, bestückte Leiterplatten, ICs oder Kontaktmaterialien ebenso wie Autoabgas- und Chemiekatalysatoren sowie edelmetallhaltige Rückstände aus der Glas-, Foto-, Schmuck- und Dentalindustrie. Aber auch komplette Geräte wie Mobiltelefone oder MP3-Player werden verarbeitet. Sinnvoller Nebeneffekt: Nachdem die Mobiltelefone von ihren Akkus befreit wurden, dienen die Kunststoffteile als Energielieferant für den Schmelzprozess im Hochofen, wodurch sich Koks und Schweröl einsparen lassen. Ein Handy oder eine Leiterplatte bringen damit ausreichend Energie mit, um die komplette Prozesskette zur Rückgewinnung der enthaltenen Metalle abzudecken.

Spurenelemente effektiv zurückgewinnen Der Inhalt der eingehenden Container wird homogenisiert, das heisst, der Elektronikschrott wird zerkleinert, um dann die dabei

Dis-

E-scrap Collection mantling

Preprocessing

Materials recovery

Recycled metals/ elements

1.000 Tonnen pro Tag Fe Zn Ir Hg HC Rh Pt Ni SiO 2 Te Se As Ru Pb AgCo Au Cu S Bi Sn Pd Sb C Cd In Al2O3

sauberes Abgas

Schwefel säure

Metall- & Energie Rückgewinnung

Deponie (< 3% v. Input)

Basis & Sondermetalle

Edelmetalle

Schlacke

Pb, Cu, Ni, Sb, Sn, Bi, Se, In, Te, As

Ag, Au, , Pt, Pd, Rh, Ir, ,Ru

(Einsatz als Baustoff)

Pd Se Ir Ru

Rh Te

Sb Bi Sn

Aus Elektroschrott lässt sich ein grosser Teil der darin enthaltenen, wertvollen Metalle zurückgewinnen. (Bild: Umicore Precious Metals Refining)

entstehende repräsentative Mischung exakt auf Edelmetalle zu analysieren. Das ist insofern wichtig, weil daraufhin in einem sehr komplexen Verfahren die Verhüttung beginnt, um schliesslich reine Metalle zu erzielen. Bei 1200°C beginnt die Schmelze der nach bestimmten Rezepturen vermischten Materialien. Auf diese Weise wandern täglich zwischen 900 und 1000 t in den Hochofen. Dabei handelt es sich

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62 Innovation

geklärtes Abwasser

Umicore Prozess

um spezielle Hochöfen, die sehr effektiv die Spurenelemente abtrennen. Ausserdem müssen die Anlagen die bei der Verhüttung von Leiterplatten entstehenden Dioxine sehr gut zerstören und Emissionen von Schwermetallen und anderen Schadstoffen vermeiden können, weshalb Dr. Hagelüken anmerkt: «Weltweit gibt es nur fünf sogenannte integrierte Metallhütten, die mit den hohen Anforderungen bei der Verhüttung von Elektronikschrott umgehen können.» Drei davon stehen in Europa, eine in Nordamerika und eine weitere in Japan. Umicores Werk im belgischen Hoboken bei Antwerpen ist konsequent für die Verarbeitung von Recyclingmaterialien ausgelegt: Basierend auf einer komplexen Kupfer-/Blei-/Nickel-Metallurgie, wurde diese Anlage zum weltweit modernsten Endverarbeiter von edelmetallhaltigen Fraktionen entwickelt, mit dem sich optimierte Metallausbeuten bei erhöhter Produktivität und minimierter Umweltbeanspruchung erzielen lassen. Die Durchlaufzeiten sind indes beachtlich: So dauert es drei Monate, um Silber und Gold zu gewinnen. Vier Monate sind bei Platin und Palladium und mindestens sechs Monate für exotische Metalle wie

Umwelttechnik

Recycling-Wahrnehmung schüren

Hand aufs Herz: Wie hoch ist tatsächlich die Bereitwilligkeit, Ihr altes Handy, Ihren MP3-Player oder Ihr Tamagotchi ordentlich zu entsorgen? Eine Studie will herausgefunden haben, dass die Geräte umso weniger stören, je kleiner und feiner sie sind – die Hemmschwelle für die schnelle Entsorgung über die Tonne ist demzufolge sehr niedrig. Das Umweltgewissen schlage höher, je grösser die Geräte seien, heisst es da. Für Dr. Christian Hagelüken ist es deshalb extrem wichtig, mehr Elektro(nik)-Altgeräte zu sammeln und sie konsequent in moderne Recycling-Verfahren einzusteuern, ehe altgediente Kleinode «über den Müllweg verloren gehen oder in Schubladen verstauben», mahnt er, der zudem weiss, dass Kleingeräte genauso wie Computer, Monitore oder Unterhaltungselektronik in grossen Mengen in Entwicklungsund Schwellenländer wandern: «Bei nicht mehr funktionsfähigen Geräten ist dieser Export illegal, doch leider findet das in der Realität täglich statt. Selbst der Export von funktionsfähigen Altgeräten in Länder ohne ausreichende Recycling-Infrastruktur ist unter Ressourcen- und Umweltgesichtspunkten problematisch.»

Rhodium, Ruthen oder Iridium einzurechnen. Dafür ist die Effizienz hoch: Insgesamt lassen sich zum Beispiel aus einer bestückten Leiterplatte 17 verschiedene Metalle, darunter neben den Edelmetallen auch Kupfer, Blei, Zinn, Wismut oder Antimon mit einer Gesamtausbeute von gut 95 Prozent zurückgewinnen. «Eine weitere Optimierung der Recyclingkette kann vor allem an

Dr. Christian Hagelüken, Business Development & Marketing von Umicore Precious Metals Refining.

der Schnittstelle zwischen mechanischer Aufbereitung und integrierter Verhüttung erreicht werden», betont der RecyclingExperte. Dadurch würde die Gesamtausbeute an (Edel-)Metallen deutlich verbessert, ist er überzeugt.

Wertvolle Preziosen «And the winner is» – dieser kurze Ausspruch sorgt nicht nur für einen ausgesprochen hohen Adrenalinkick, sondern zaubert den Preisträgern das schönste Strahlen ins Gesicht. Die Rede ist von der alljährlichen Oscar-Verleihung. Doch kaum ein Besitzer dieser höchsten schauspielerischen Auszeichnung weiss, dass sein Oscar auch ein RecyclingProdukt sein kann. Da sich Edelmetalle beliebig oft ohne Quali-

«Die Ressourcendimension unserer Konsumgüter ist lange Zeit unterschätzt worden. Für einige Edel- und Sondermetalle ist die Nachfrage in den letzten Jahren explosionsartig angestiegen. Das effektive Recycling dieser Metalle spielt eine Schlüsselrolle für eine nachhaltige Versorgung.»

tätseinbussen recyceln lassen, ist es nicht verwunderlich, dass man sie problemlos in den Produktionskreislauf rückführen kann: «Tatsächlich ist Sekundärmetall chemisch-physikalisch von Primärmetall nicht zu unterscheiden», verspricht der RecyclingExperte und fügt hinzu: «Die Reinheit für beide Quellen wird bestimmt durch die Anforderungen des Nachfragemarktes.» Doch nicht nur auf das Recyceln von Metallen aus Elektronikschrott konzentriert sich das Unternehmen: Umicore ist zudem Europas grösster Recycler von Autokatalysatoren und führend beim Recycling von Li-Ionen-, LiPolymer- und Nickel-Metallhydrid-Batterien. Darüber hinaus ist das Unternehmen auch ein Hersteller von Produkten für die Umwelttechnologie: Beispielsweise stammt einer von vier aller weltweit verkauften Autoabgaskatalysatoren von Umicore. Das Unternehmen steuert – auch gespeist aus dem Recycling – Materialien für rund 30 Prozent aller wiederaufladbaren Batterien für Mobiltelefone und Laptops weltweit bei. Zudem kommen 60 Prozent der Halbleitersubstrate für Satellitensolarzellen der letzten zwei Jahre von Umicore. Insgesamt kann der Geschäftsbereich Umicore Precious Metals Recycling 17 Edelmetalle und Nichtedelmetalle aus seinen Recyclingprozessen in Belgien gewinnen. Weitere Anlagen weltweit sind auf das Recycling von Kobalt, Germanium oder Zink spezialisiert. Oder anders ausgedrückt: Von den 300000 t Einsatzmaterial, die Umicore 2006 in seiner Antwerpener Metallhütte verarbeitet hat, konnte der Dienstleister einen Wert von 2 Milliarden Dollar bei Edelmetallen und 300 Millionen Dollar für Nichtedelmetalle zurückgewinnen: 1100 t Silber, 32 t Gold, insgesamt 70000 t Kupfer, Blei und Nickel sowie 30 t Platin und Palladium, was etwa 7 Prozent der Weltberg-

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Umwelttechnik

bauproduktion dieser Metalle ausmacht.

beiden

Alternative zu RoHS? ÂŤWir denken zu viel in RoHS und weniger in RohstoffenÂť, moniert Dr. HagelĂźken. Die Richtlinie zur BeschrĂ¤nkung der Verwendung bestimmter gefĂ¤hrlicher Stoffe in Elektro- und ElektronikgerĂ¤ten lĂ¤sst durch die diversen Ausnahmeregelungen viel Spielraum. Zudem gibt es keine einheitliche Umsetzung der Richtlinie â&#x20AC;&#x201C; weder in Europa noch in Asien. ÂŤWenn wir uns stattdessen darauf konzentrieren wĂźrden, weitestgehend zu recyceln, wĂ¤ren wir viel besser beratenÂť, bekrĂ¤ftigt er seinen Standpunkt. Als Beispiel fĂźhrt er die Automobilelektronik an: SteuerungsgerĂ¤te

und feinste elektrische und elektronische Komponenten sind Ăźber die gesamte Karosserie verteilt. ÂŤDoch diese Komponenten werden derzeit kaum recycelt, und das ist sehr schade.Âť Nachdem sich der Elektronikanteil in Automobilen laut Strategy Analytics bis 2012 auf durchschnittlich mehr als 340 Dollar pro Fahrzeug belaufen soll, ÂŤliegt da grosses Recycling-Potenzial brachÂť. Ein weiterer Aspekt kommt hinzu: ÂŤDie PrimĂ¤rrohstoffgewinnung ist bei einigen Metallen auf sehr wenige LĂ¤nder beschrĂ¤nkt. Beispielsweise sind dies bei den Platingruppenmetallen vor allem Russland und SĂźdafrika. Wirtschaftliche oder politische Entwicklungen in diesen LĂ¤ndern kĂśnnen dann schnell zu Versor-

gungsengpĂ¤ssen und drastischen PreisausschlĂ¤gen fĂźhrenÂť, argumentiert Dr. HagelĂźken. Das Recycling der wertvollen Rohstoffe wie Platin, Palladium und Rhodium sei auch aus Ăśkologischer Sicht sehr vorteilhaft. Der Grund: Bei der Gewinnung der PrimĂ¤rrohstoffe werden so viele SĂ¤urebilder und Treibhausgase ausgestossen, dass die Umwelt mit einem Faktor von 10 bis 100 stĂ¤rker belastet wird. Deshalb merkt er an: ÂŤWeiterhin wird durch die konsequente RĂźckgewinnung der wertvollen SekundĂ¤rmetalle potenziellen zukĂźnftigen AbhĂ¤ngigkeiten und Verknappungen vorgebeugt. Eine Steigerung der europĂ¤ischen Recyclingproduktion wirkt sich zudem langfristig preisdĂ¤mpfend aus.Âť [pm]

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Netzwerk «intelligenter» Abwassersysteme Ingenieure der Tessiner Fachhochschule ICIMSI entwickeln zusammen mit Abwasserspezialisten von KWI, EAWAG und Lonza Visp ein Abwasserreinigungssystem, das effizienter und wirtschaftlicher arbeitet als bestehende Anlagen. Dieses auf dem Flotationsprozess basierende «Super Cell»-Verfahren bietet auch Potenzial für aufstrebende Industrienationen, welche besonders mit Umweltproblemen kämpfen.

die fünf Millionen Menschen sterben jedes Jahr an den Folgen mangelnder Hygiene, da sie keinen Zugang zu sauberem Wasser haben. Wir Schweizer dagegen geniessen das fragwürdige Privileg, Trinkwasser sogar zur Toilettenspülung zu verwenden.

Kleine Bläschen «liften» Schlammpartikel Für reines Wasser sorgen in der Schweiz – trotz zunehmender Verschmutzung durch Konsumgesellschaft und Industrie – die in den letzten 30 Jahren erstellten und laufend erneuerten Kläranlagen. Doch die Installationen wurden oft ursprünglich für kleinere Abwasserbelastungen als die heutigen ausgelegt und beruhen auf dem konventionellen Sedimentationsverfahren. Dieses verfolgt das Prinzip, dass die Steiggeschwindigkeit des Wassers im Sedimentationsbecken geringer ist als die Sinkgeschwin-

digkeit der Feststoffe, womit sich der Schlamm auf dem Beckenboden absetzt. Hier wird er gesammelt und ausgepumpt. Da die Becken eine grosse Oberfläche aufweisen, um das gereinigte Abwasser vom langsam absetzbaren, biologischen Schlamm zu trennen, brauchen sie viel Platz. Zudem bietet die Sedimentation kaum Möglichkeiten, den Trennprozess direkt zu beeinflussen.

Ein Weg, die Prozessstufen zu reduzieren, führt über die Druckentspannungsflotation (Dissolved Air Flotation = DAF). Dabei übersättigt man die zu trennende Suspension mit Druckluft, sodass bei der Entspannung der Suspension Bläschen von 20 bis 40 μm Durchmesser entstehen. Diese lagern sich an die Schlammpartikel an und tragen sie an die Oberfläche, wo sie abgeschöpft werden. Solche Anlagen sind wesentlich kleiner zu dimensionieren als Sedimentationsbecken und damit sehr platzsparend. Dieses DAF-Verfahren setzte die Lonza Visp im Jahr 2000 – mit Hilfe der Firma KWI (Krofta Water International) – in der Regional-ARA Visp ein, um die Ablaufbedingungen zu verbessern. Das weltweit tätige Life-Sciences-Unternehmen führt den Betrieb im

Die auf Druckentspannungsflotation basierende «Supercell» der Krofta Water International (KWI) ist seit dem Jahr 2000 erfolgreich in Betrieb in der Regional-ARA Visp. Das kreisrunde Becken von nur 40 cm Tiefe und einem Volumen von 56 m3 reinigt das Abwasser in lediglich 4 Minuten. (Bild: Lonza)

Die Autorin: Elsbeth Heinzelmann, Journalistin Technik und Wissenschaft, Bern

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Umwelttechnik

Auftrag des Zweckverbandes ARA, der acht Anliegergemeinden umfasst. Der Erfolg verblüffte selbst Experten: Die installierte «Super Cell» der KWI – ein kreisrundes Becken von nur 40 cm Tiefe und einem Volumen von 56 m3 – reinigt das Abwasser in nur 4 Minuten.

Verknüpfung der besten Köpfe Die KWI mit Sitz in Lugano gehört zu den Pionieren der DAF-Technologie, ist Weltmarktführer in der Aufbereitung industrieller Abwässer und ältester Hersteller von DAF-Anlagen. Sie hat rund um den Erdball an die 3000 Systeme installiert, die jährlich Tausende von Millionen Kubikmeter Wasser behandeln. Um langfristig in dieser Top-Liga spielen zu können, möchte KWI-Chef Dr. Urs Arnold die DAF-Anlagen mit neuestem Hightech ausrüsten. Unter der Federführung von Professor Claudio Boër, Direktor des CIM Institute for Sustainable Innovation (ICIMSI) in Manno, entstand ein KTI-Projekt, dessen Forschungsaufwand die Förderagentur für Innovation massiv unterstützt. Vision ist ein HydroNet, ein Netzwerk kleiner, lokalisierter Abwasserreinigungsanlagen, die miteinander verknüpft sind. Ins Boot

zogen die Projektpartner die Lonza AG Visp als erfahrener Anwender der DAF-Technologie sowie die EAWAG in Dübendorf. In einem ersten Schritt gilt es, intelligente Steuer- und Regeltechnik einzubeziehen. Mit einer ICT (Information and Communica- tion Technology) basierten Diagnose und Überwachung will die Equipe eine bestmögliche Kalib-rierung erreichen und damit rund um die Uhr die Kontrolle von Grösse und Qualität der Bläschen in Bezug zum behandelten Abwasser erzielen. «Auf dieser Grundlage können wir den Prozess nachhaltig verbessern», versichert Renzo Longhi, wissenschaftlicher Mitarbeiter am ICIMSI und Projektleiter. «Dies betrifft einerseits die Qualität, indem wir eine bessere Klärung erreichen, zusätzliche Filter eliminieren und den Anteil nötiger Chemikalien senken, anderseits die Quantität, beispielsweise durch Reduktion der Prozesszeit oder Optimierung des Energieaufwandes.»

Vom mechanischen zum selbst optimierenden System Vorgesehen ist ein Fernmanagement der Einheiten in Echtzeit. Dies erlaubt der KWI, einer internationalen Kundschaft vom

Projektpartner EAWAG vergleicht mit der eigenen Versuchhalle in Dübendorf in zwei parallelen Abwassersystemen Flotation und Sedimentation auf Effizienz, Handhabung und Betriebskosten. (Bild EAWAG)

68 Innovation

Schweizer Sitz aus Unterstützung zu bieten, oder aber durch Servicezentren vor Ort. Dank einer kontinuierlichen Datenerfassung und Analyse der angeschlossenen Anlagen kann das KWI-Team Algorithmen und Kalibrierungsparameter laufend verbessern, um schliesslich ein selbst optimierendes System zu erhalten. «Mit einem solchen Produkt hoher Wertschöpfung, das Hightech-Elektronikkomponenten, ICT und Algorithmen integriert, lässt sich die Speichertankkapazität verringern», so Dr. Urs Arnold, Geschäftsführer der KWI. «Senken werden sich damit auch ganz wesentlich die Kosten, sowohl für die Herstellung der Systeme wie für deren Vertrieb.» Damit das angepeilte on-demand-System eine raschere Implementierung und einen effizienten kontinuierlichen Betrieb gewährleistet, müssen die Komponenten modular und konfigurierbar sein, sich flexibel an lokale Bedingungen anpassen lassen. Wichtig ist die Standardisierung, besonders im Hinblick auf globale Märkte. «Wir wollen bis zu 60% aller Komponenten standardisieren, damit wir eine Lieferantenkette mit lokalen Firmen etablieren können», erklärt KWIChef Arnold.

Kompetente Hilfe aus Dübendorf Wissenschaftliche Schützenhilfe erhalten die Projektpartner von Professor Hansruedi Siegrist, Leiter des Forschungsbereichs Ingenieurwissenschaften der EAWAG. Die Forscher der Eidgenössischen Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz errichteten für das Projekt in ihrer Versuchshalle in Dübendorf zwei parallel funktionierende Abwassersysteme, eines mit Flotation, das andere mit Sedimentation, damit sie – basierend auf kommunalem Abwasser – Effizienz, Handhabung und Betriebskosten der beiden

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Der Zweckverband ARA Visp umfasst die acht Anliegergemeinden, die Betriebsführung der Regional-ARA Visp liegt in den Händen der Lonza AG. Die Betriebskosten werden durch die erfassten Abwassermengen – gemäss Messungen bei den jeweiligen Regenklärbecken – aufgeteilt. (Bild Lonza)

Prozesse vergleichen können. Ihr Beitrag ist es, die Machbarkeit und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens unter die Lupe zu nehmen, in Kombination mit dem Belebtschlammverfahren. «Noch wurde die Flotation weltweit im kommunalen Bereich als Ersatz der Sedimentation kaum untersucht. In der Praxis wird sie lediglich als Vor- oder Nachbehandlungsschritt oder zur Entwässerung von Schlamm eingesetzt», kommentiert der Titularprofessor am Institut für Hydromechanik und Wasserwirtschaft. Die EAWAG-Wissenschaftler erforschen im KTI-Projekt, inwiefern sich die Struktur und die Zusammensetzung der Biozönose (Gemeinschaft von verschiedenen Organismen in einem begrenzten Lebensraum) gegenüber der Belebung mit Sedimentation verändern. In weiteren Arbeiten geht es ihnen darum, den Energieverbrauch und die Nährstoffelimination – Denitrifikation – zu vergleichen, das Verfahren zu dimensionieren und durch Verfahrensführung sowie den geschickten Einsatz von Chemikalien die Anlage zu optimieren.

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lässt. Damit eignet es sich, den Bedarf an Frischwasser für den Abwassertransport zu minimieren, und es erlaubt, Gebrauchtwasser einzusetzen. Der sinnvolle Umgang mit Wasser ist eine der grössten Herausforderungen unseres Zeitalters. Wasser ist unabdingbar, für die Natur, die Beschaffung von Nahrungsmitteln, jegliche industrielle Tätigkeit sowie menschliche Gesundheit und Wohlergehen. Nur mit wissenschaftlicher Forschung und der Integration aller unterschiedlichen Interessen gelingt es uns, langfristige Lösungen für das Management vitaler Ressourcen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung zu erschaffen. HydroNet kann dazu einen wesentlichen Beitrag leisten [mg]

In der Schweiz erprobt – global im Einsatz Die praktische Umsetzung liegt in den Händen der Lonza AG, die als Betreuerin der Regional-ARA Visp seit Jahren auf die DAF-Technologie setzt und mit ihr vertraut ist. «Vorerst ist ein Einsatz in der Schweiz vorgesehen, doch eignet sich das System, Abwasserprobleme in den aufstrebenden Industrienationen wie China und Indien zu lösen», so Claudio Boër, der als Vorsitzender der Initiative IMS (Intelligent Manufacturing Systems) Kontakte auf internationaler Ebene knüpft. Er besuchte im Januar 2008 mit Renzo Longhi die Abwasseranlage in Dongguan an der Mündung zum chinesischen Meer, vermutlich die produktivste Stadt Chinas. «Die Chinesischen Gastgeber sind sehr interessiert an HydroNet», beobachtete Boër. «Es besteht ein echter Wille, die problematische Umweltsituation mit DAF-Technologie in Angriff zu nehmen und dafür mit der Schweiz zu kooperieren.» Positiv zu Buch schlägt, dass das KWISystem modular einsetzbar ist und sich auf vorhandene lokale Bedingungen massschneidern

Informationen: Eawag 8600 Dübendorf 044 823 55 11 info@eawag.ch www.eawag.ch ICIMSI Institute for Applied Computer Sciences and Industrial Manufacturing 6828 Manno 058 666 66 11 icimsi@supsi.ch www.icimsi.ch Bundesamt für Berufsbildung und Technologie BBT Förderagentur für Innovation KTI 3003 Bern info@kti-cti.ch www.kti-cti.ch Lonza ltd. 3930 Visp 027 948 51 11 contact.visp@lonza.com www.lonza.com

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Ökostrom aus Trinkwasser Die Wasserversorgung Richterswil nutzt das Gefälle zwischen zwei Trinkwasserreservoirs, um über eine Gegendruck-Peltonturbine Strom zu produzieren. Möglich gemacht wurde dieses Projekt dank einer innovativen Lösung der Firma Blue-Water-Power, mit Unterstützung der Häny AG und dem neuen Frequenzumformer Sinamics G120 von Siemens.

ie Gemeinde Richterswil bezieht ihr Trinkwasser zu je einem Drittel aus dem Grundwasser, dem Zürichsee und aus Quellen, die den umliegenden Hügeln entspringen. Das Wasser dieser Quellen wird in einen Zwischenbehälter in 771 Metern Höhe geleitet und weiter per Druckleitung dem ersten Reservoir auf 682 Meter zugeführt.

Die Idee Die Idee, die Fallhöhe als Energiequelle für eine ökologische Stromproduktion zu nutzen, schwirrte Werner Gamper, Betriebsleiter der Gas- und Wasserversorgung Richterswil, schon seit einiger Zeit im Kopf herum. Erste Studien zeigten, dass im Markt erhältliche Lösungen zwar seinen Ideen entsprachen, aber einen kostspieligen Gebäudeausbau erforderten. So erfuhr er von der Firma Blue-Water-Power, die auf Lösungen zur Energiegewinnung aus Wasser spezialisiert hat.

Herausfordernde Bedingungen Bei der Häny AG befasst sich Peter Vögeli, Projektleiter Kommunal/Industrie, mit solchen Projek-

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ten. Die Aufgabenstellung aus Richterswil war nicht einfach. Das kompakte Volumen der Turbinen-Generator-Baugruppe erlaubte zwar deren Einbau in den bestehenden Rohrleistungs- und Schieberraum des Reservoirs. Dadurch kam jedoch der Wasserauslauf der Turbine unter den Wasserspiegel der Reservoirs zu liegen, was ein Hochpumpen des Wassers bedingt hätte. Dank der Gegendrucktechnik in der Turbine bleibt das Wasser nun auch

nach der Turbine unter Druck und wird so ohne zusätzliche Hilfsmittel in das Reservoir geleitet. Zusätzlich erschwerend kam hinzu, dass die nutzbare Fallhöhe stark mit der anfallenden Wassermenge variierte, beispielsweise bei Regenfällen/Trockenperioden. Auslöser für die Reibungsverluste des Wassers ist das bestehende Rohrleitungssystem. Bei geringer Wassermenge steht der Turbine eine Höhe von 85 Metern zur Verfügung, bei maximaler Wassermenge hingegen nur noch 50 Meter. Da die Drehzahl bei einer solchen Turbine durch die Fallhöhe gegeben ist, musste ein neuer Lösungsweg gesucht werden. Hierbei kam die Idee der Verwendung eines Frequenzumformers, um die Drehzahl des Generators der jeweiligen Situation anzupassen.

Blick durch das Schauglas auf das stehende Turbinenrad der Pelton-Turbine. Die Turbinenschaufeln wurden von der Firma Häny selbst hergestellt. Die Gegendruck-Peltonturbine ist eine von den wenigen drei in der Schweiz eingesetzten.

Umwelttechnik

Technik in Kürze

Der kompakte Aufbau der Gegendruckturbine mit dem Generator machte die Realisation des ökologischen Projektes möglich, ohne dass Bauarbeiten auszuführen waren.

Die ideale Lösung In enger Zusammenarbeit mit Siemens Schweiz, Automation and Drives (A&D), konnten erste Ideen zur Umsetzung gefunden werden. Die Produkte der neuen Sinamics-Familie sind zusätzlich in der Lage, dem Generator Spannung zuzuführen, sodass sich dieser elektrisch selber bremst und im idealen Drehzahlbereich bleibt. Dadurch wurde eine technisch einfache – aber doch sehr innovative – Lösung möglich, ohne Bauvolumen zu generieren oder ein aufwändiges Regelsystem im Druckwasserzulauf vorzusehen. Zudem konnte der kompakte Frequenzumformer Sinamics G120 im vorhandenen Schaltschrank integriert werden.

Seit der Installation und Inbetriebnahme gibt die Anlage störungsfrei und kontinuierlich Strom an das Netz ab. Die Erfahrungswerte der Anlage werden bei der Häny AG ausgewertet und fliessen in künftige Projekte ein. Peter Vögeli: «Wir verfolgen das Projekt weiter, denn diese Lösung liesse sich bei vielen ähnlichen Anlagen einsetzen.» Ein spezielles Augenmerk kommt dabei der Gesamtsteuerung der Anlage zu: «Etliche Steuerungsaufgaben können nun durch den

Im Vorlaufbehälter (Reservoir) wird das Niveau auf eine konstante Höhe geregelt. Dies geschieht – je nach Niederschlagsmenge – durch Erhöhung oder Verminderung des Zuflusses zur Turbine. Eine in die Turbinensteuerung integrierte Simatic S7-300 übernimmt diese Aufgabe. Zusätzlich wird aus der Zuflussmenge ein Drehzahlkorrekturwert errechnet und an den Frequenzumrichter Sinamics G120 übergeben. So wird gewährleistet, dass die Turbine jeweils im günstigsten Bereich läuft. Bei Pelton-Turbinen ist es notwendig, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Rades etwa der Hälfte der Strahlgeschwindigkeit entspricht, damit die Turbine im optimalen Wirkungsgrad läuft. Bei einer hohen Wassermenge erhöhen sich die Reibungsverluste in der Leitung. Als Folge davon verringert sich die nutzbare Fällhöhe und somit die Stahlgeschwindigkeit.

Frequenzumformer gelöst werden. Dies macht den Einsatz einer kleineren SPS, z. B einer Simatic S7-300, möglich.»

Das Schlüsselelement, dank dem das ökologische Projekt technisch realisierbar war: der rückspeisefähige Frequenzumformer Sinamics von Siemens.

Die richtige Parametrierung Aufgrund der neu ausgearbeiteten Projektsituation konnten die Verantwortlichen auf keine Erfahrungswerte zurückgreifen. Durch die aktive Unterstützung der Fachleute von Siemens wurden alle Fragen zur Festlegung der kritischen Punkte für die Parameter gelöst. Vögeli: «Die Möglichkeit, den Frequenzumformer über den PC parametrisieren zu können, habe ich sehr geschätzt: Die Bedienung war einfach und übersichtlich.»

Innovation

Umwelttechnik

dafür, dass Innovation nicht teuer sein muss. Da der Wasseranfall und die Druckhöhe stark schwanken, ist die voraussichtliche Jahresleistung der Turbine schwer voraussehbar. Man rechnet jedoch mit einer Stromproduktion von ca. 40 000 kWh pro Jahr. [mg]

Infos

Die Simatic S7-300 übernimmt die Steuerung der Anlage. In zukünftigen Anlagen können einige Aufgaben an den Frequenzumformer Sinamics abgetreten werden.

Vollauf zufrieden Als Werner Gamper zu Beginn mit seinem Projekt vor den Gemeinderat trat, war auch die Rentabilität ein Thema. Werner Gamper: «Ich rechnete bei einem Verkaufspreis von 22 Rappen/kWh mit einer Amortisationszeit von

etwa 15 Jahren. Danach stellen wir den Strom kostenlos her.» Die klare Zusage des Gemeinderates bestätigte seine Vision: «Heute produzieren wir ohne Umweltbelastung Strom. Das Ziel ist erreicht.» Einmal mehr ein Beweis

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Werkzeugschnittstelle: Innovation bringt Erfolg Die Werkzeugschnittstelle Coromant Capto ist eine Erfolgsgeschichte sondergleichen. Das 1990 eingeführte System ist heute technologisch noch immer Spitzenreiter. Denn, ein entscheidender Wettbewerbsfaktor für produzierende Unternehmen ist nach wie vor die Optimierung von Fertigungsprozessen im Hinblick auf die Kosten pro Bauteil. Gerade in der Serienfertigung eröffnen sich durch die Reduzierung der Maschinenstillstandszeiten oder eine Verbesserung der Prozesssicherheit oft erhebliche Potenziale zur Kostenersparnis beziehungsweise Effizienzsteigerung. Eine wesentliche Ursache für Unterbrechungen im Produktionsablauf sind Rüst- und Werkzeugwechselzeiten. Ein ideales Mittel, diese Zeiten zu reduzieren, sind modulare Werkzeugsysteme, die einen schnellen und hoch präzisen Werkzeugwechsel ermöglichen.

D as Unternehmen Sandvik Coromant, weltmarktführender Hersteller für zerspanende Präzisionswerkzeuge, entwickelt bereits seit 30 Jahren erfolgreich modulare Werkzeugsysteme für die gesamte Breite der Zerspanungsprozesse. Die erfolgreichste Entwicklung ist das System Coromant Capto, das seit seiner Einführung 1990 kontinuierlich weiterentwickelt und voraussichtlich Mitte 2008 als ISO-Standard übernommen wird.

Vom Spezialzum Universalsystem Am Beginn der Entwicklung modularer Werkzeugsysteme standen Lösungen, die speziell für die Anforderungen der jeweiligen Bearbeitungsverfahren entwickelt wurden. So brachte Sandvik Coromant 1980 das System Block Tool für Drehbearbeitungen und

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Bild 1: Von links nach rechts: Varilock, Coromant Capto, Block-ToolSystem.

das Varilock-System für rotierende Bearbeitungen auf den Markt (Bild 1). Beide Systeme wiesen hervorragende Werte in Bezug auf Wechselgenauigkeit und Stabilität auf. Dennoch zeichnete sich bereits der Bedarf nach ei-

Bild 2: Coromant Capto-Schnittstelle: Merkmale sind Plananlage, der flache Kegel und vor allem der polygonale Querschnitt.

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Anhaltender Erfolg

Mittlerweile bieten fast alle namhaften Werkzeugmaschinenhersteller Coromant Capto als Schnittstellen-Option vorwiegend in Drehzentren und MultiTask-Maschinen an. Darüber hinaus gibt es bis heute weltweit 10 Maschinenhersteller, die Coromant Capto als Spindel in klassischen Bearbeitungszentren integriert haben. Aufgrund der starken Verbreitung von Coromant Capto wurde das System in der ISO zur Standardisierung eingereicht. Entsprechende Normentwürfe sind unter der ISO-Bezeichnung «polygonal taper interface with flange contact surface»; ISO/CD 26623-1 (shanks) und ISO/CD 26623-2 (receivers) veröffentlicht. Auch 18 Jahre nach seiner Einführung hat das modulare Werkzeugsystem Coromant Capto nichts an Attraktivität verloren: Egal ob High Speed Cutting, High Performance Cutting, HochdruckKühlung oder Trockenbearbeitung - Coromant Capto ist den sich ständig verändernden Anforderungen gefolgt und genügt auch heute höchsten Ansprüchen an Stabilität, Präzision und Flexibilität.

nem universell einsetzbaren System ab, da sich ab Mitte der 70erJahre der Schwerpunkt in Richtung Komplettbearbeitung verschob, d. h. Maschinen benötigt wurden, die neben der Drehbearbeitung auch Fräs- und Bohroperationen durchführen konnten. Ein solches System musste somit vor allem eines besitzen: eine

Trennstelle, die für alle Bearbeitungsverfahren geeignet ist. Sandvik Coromant fand auch hier die passende Antwort: das Coromant Capto-System, das 1990 eingeführt wurde. Kennzeichen dieser Trennstelle ist die Plananlage, der flache Kegel 1:20 und vor allem der polygonale Querschnitt (Bild 2).

Bild 3: Sehr schneller und extrem präziser Werkzeugwechsel dank Coromant Capto.

Unübertroffene Stabilität und Präzision Das Polygon ist das Maschinenelement, das im Hinblick auf die Drehmomentübertragung die besten Eigenschaften aufweist. Der Formschluss im Kegel – zusammen mit der Plananlage – ergibt Werte bei Genauigkeit und Stabilität, die unübertroffen sind.

Ein Werkzeugsystem für alle Fälle Die universelle Einsetzbarkeit des Coromant Capto-Systems wurde im Laufe der Jahre weiter ausgebaut. Ein logisch aufgebautes und strukturiertes Werkzeugpro-

2D-Identifizierung ganz einfach aus dem Handgelenk. Wo ein Handscanner zum Einsatz kommt, ist Action angesagt. Da kommt es auf zuverlässige Erkennung und intuitive Handhabung an. Ein ideales Arbeitsumfeld für den MAH 300. Mit Dual-FocusOptik und 1,3 MP Auflösung liest er nicht nur extrem lange Barcodes genauso, wie High Density Codes. Er beherrscht auch die ganze Palette vom traditionellen Barcode über RSS 14, PDF 417 und Data Matrix bis zum Maxicode. Dabei lässt er sich ganz einfach mit Java programmieren, schützt seine Software per Kryptografie und versieht gelesene Daten mit einem Timecode. Ein mobiler 2D-Codeleser komplett mit Tastatur und LCD, der einfach neue Maßstäbe setzt. Pepperl+Fuchs AG · Sägeweg 7 · 2557 Studen Tel. +41 32 374 76 76 · Fax +41 32 374 76 78 · E-Mail: info@ch.pepperl-fuchs.com

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Bild 4: Das CDI (Coromant Disk Interface) ist eine Revolverschnittstelle für Drehzentren.

gramm ermöglicht den Zugriff auf circa 5000 Standardprodukte, die nahezu alle Bereiche des Drehens, Fräsens, Drehfräsens, Bohrens und Aufbohrens abdecken. Vor allem muss ein modulares Werkzeugsystem so ausgelegt sein, dass es an verschiedenste Entwicklungen und Trends adaptiert werden kann. Dazu zählen Entwicklungen, mit denen das Coromant Capto-System an die speziellen Anforde-

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7.5.2008 16:03:41 Uhr

Bild 5: Im Bild Coroplex-Werkzeuge die speziell für Multitask-Maschinen entwickelt wurden.

rungen bestimmter Maschinentypen oder Bearbeitungsverfahren angepasst wurde.

Revolverschittstelle in Drehmaschinen Zur Ausrüstung einer Drehmaschine mit Coromant Capto steht eine Vielzahl von manuellen und automatischen Spanneinheiten zur Verfügung, die auf bestehende Revolver adaptiert werden können (Bild 3). Eine weitere Möglichkeit, die Vorteile des Coromant Capto-Systems effektiv zu nutzen, ist das sogenannte CDI (Coromant Disk Interface – Bild 4), eine Revolverschnittstelle für Drehzentren, aber auch Multitask-Maschinen. Der Revolver kann an jeder Position stationäre und angetriebene Werkzeuge aufnehmen, wodurch seine Bestückung jederzeit an neue Bearbeitungsaufgaben angepasst werden kann. Die konsequente Umsetzung des modularen Ansatzes hört nicht bei der Spanneinheit auf, denn durch eine Vielzahl von Adaptern, Verlängerungen und Werkzeugaufnahmen lässt sich das jeweils optimale Werkzeug konfigurieren.

Mehrere Schneidköpfe Speziell für Multitask-Maschinen ist die Coroplex-Werkzeugfamilie (Bild 5) entwickelt worden. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkzeuge jeweils über mehrere Schneidköpfe beziehungs-

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Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe Insbesondere für die Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe wie Inconel oder anderer Titanund Nickel-basierter Werkstoffe hat sich in den letzten Jahren die Zerspanung mit Unterstützung hoher Kühlmitteldrücke verbreitet. Auch für diesen Bereich hat Sandvik Coromant mit einer Ausführung von Coromant Capto-

Werkzeugen, die speziell für Hochdruckkühlung ausgelegt wurden (Jetbreak – Bild 6), eine Lösung gefunden. Mittels Zuleitung des Kühlmittels durch den Coromant CaptoSchaft und den Werkzeuggrundkörper wird gewährleistet, dass der Kühlmittelstrahl unter den Span gerichtet wird und dort in die Kontaktzone der Spanfläche eindringt. Grösster Vorteil der Hochdruck-Kühlung ist ein sicherer und kontrollierter Spanbruch. Nicht zu vernachlässigen ist ausserdem der positive Einfluss der Hochdruckkühlung auf das Verschleissverhalten und damit auf die Standzeit der Werkzeuge. Mit zunehmendem Kühlmitteldruck ergibt sich ein verzögerter Verschleissfortschritt, der je nach bearbeitetem Material mehr oder weniger stark ausgeprägt ist. In aller Regel kann mit steigendem Kühlmitteldruck mit einer längeren Standzeit der Werkzeuge gerechnet werden. Aus wirtschaftlicher Sicht noch sinnvoller ist es aber, den verringerten Verschleissfortschritt zu nutzen, indem die Schnittdaten bei gleicher Standzeit erhöht werden.

Bild 6: Prinzip des Jetbreak-Hochdruckkühlsystems, das die direkt in die Spanbildung «eingreift».

Diese Strategie führt in den meisten Fällen zu einer wesentlich deutlicheren Kostenreduzierung als die Ausnutzung der längeren Werkzeugstandzeit. [mb]

Infos Sandvik AG 6005 Luzern 041 368 34 34 www.sandvik.com

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weise Schneidplatten verfügen. Von den insgesamt vier Wendeplatten sind zwei für das Drehen und zwei weitere für die Fräsbearbeitung, das Zirkularfräsen oder das Aufbohren ausgelegt. Das Indexieren ersetzt den Wechsel des kompletten Werkzeuges und ermöglicht den unabhängigen Einsatz der verschiedenen Schneidplatten oder -köpfe. So können verschiedene Bearbeitungsschritte mit demselben Werkzeug durchgeführt werden. Durch den Einsatz derartiger Werkzeuge lassen sich die Anzahl der benötigten Plätze im Werkzeugmagazin und die Summe der Werkzeugwechselzeiten deutlich reduzieren.

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Gewindeherstellung: mehr Prozesssicherheit Die Herstellung von Gewinden birgt noch viel Potenzial für Produktivitätssteigerungen, das belegen die neuen Prototyp-Gewindewerkzeuge aus dem Hause Walter. Der Anwender profitiert nicht nur von deutlich höheren Schnittwerten bzw. kürzeren Bearbeitungszeiten, sondern auch von einer höheren Prozesssicherheit. Stark im Kommen sind VHMGewindeschneid- und -Fräswerkzeuge.

as Gewindeschneiden gehört zu den heikelsten Zerspanungsoperationen. Ist ein Gewinde Ausschuss, ist oft auch das komplette Werkstück unbrauchbar. Bei tiefen Grundlochgewinden in langspanenden Werkstoffen ist die Ausschussgefahr am grössten. Der neue Grundloch-Gewindebohrer PARADUR SHORT CHIP soft von Prototyp wirkt dieser Gefahr entgegen. Das Werkzeug aus HSS-E ist ein Novum auf dem

Markt, es kann bis zu einer Gewindetiefe von 3.5 x D universell eingesetzt werden, zeigt aber bei weichen Werkstoffen, die zu langen Spänen neigen, seine eigentlichen Stärken.

Patentierte Anschnittgeometrie Spezielle Spanbrecher-Features garantieren ein Maximum an Prozesssicherheit. «Eine patentierte Anschnittgeometrie und

ein kleiner Drallwinkel unterbinden die Bildung von Wirrspänen», erklärt Dr. Roland Heiler, Produktmanager bei Walter. Die kurz gebrochenen Späne lassen sich per Innenkühlung mit Emulsion leicht aus der Bohrung spülen. Saubere, spanfreie Gewindegänge mit hervorragender Flankenoberfläche sind das Ergebnis. Für optimale Standzeiten ist der Gewindebohrer im Anschnitt TiN-beschichtet. Die Ergebnisse können sich sehen lassen: Während eines Feldversuchs, bei dem Gewinde M10, 25 mm Tiefe, in eine Hinterachse aus ST52-3 gebohrt wurden, schaffte der «Paradur Short Chip soft» eine Standmenge von 900 Gewinden. Ein konventioneller HSS-E-Gewindebohrer brachte es bei gleichen Bedingungen nur auf 300 mit häufigen Unterbrechungen zum Entfernen der langen Wirrspäne.

Mit den neuen VHM-Gewindefräsern von Walter dauert die Herstellung kleiner Gewinde (M2 bis M8) nur noch ein paar Sekunden. Die spezielle Frässtrategie macht es möglich.

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Systemlieferant: Alles aus einer Hand Labordienst und Engineering-Projekte I

Mit dem «Prototex HSC» entstehen Durchgangsgewinde im Eiltempo. Haupteinsatzgebiet ist die Massenfertigung, im vorliegenden Fall das Schneiden von Gewinden M14x1.5 in Radnaben aus C45.

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Etwa 90–95 Prozent der Gewindewerkzeuge werden heute noch aus HSS-E hergestellt. Die hohe Zähigkeit dieses Werkzeugstahls ist insbesondere bei Grundlöchern bzw. beim Reversieren

VHM ist im Kommen

des Gewindebohrers erwünscht. Dennoch ist bereits ein Trend erkennbar, der in Richtung VHM (Vollhartmetall) weist. «Die Verwendbarkeit von VHM beim Gewindeschneiden hängt sowohl von den herstellbaren Substratqualitäten wie auch von den Möglichkeiten der Werkzeugmaschine ab», erklärt der Gewindespezialist, «VHM-Gewindewerkzeuge benötigen hochdynamische und hochgenaue Maschinen, da sonst Bruchgefahr besteht.» Die Vorteile von VHM sind beim Gewinden dieselben wie bei

Te s t e n S i e A n t r i m o n , S i e w e r d e n b e g e i s t e r t s e i n !

Die Schnittgeschwindigkeit lag beim Prototyp-Werkzeug mit 30 m/min ebenfalls um das Dreifache über dem Wert des Kontrahenten. «Bei 25000 Gewinden für den gesamten Auftrag führte «Paradur Short Chip soft» auf eine Zeitersparnis von 53 Stunden», resümiert Roland Heiler.

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Der «Paradur Short Chip soft» wurde für Grundlochgewinde konzipiert. Spezielle Spanbrecher-Features verhindern die Wirrspanbildung.

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Dr. Roland Heiler (re.), Produktmanager bei Walter, für die Gewindewerkzeuge der Marke Prototyp: «VHM-Gewindewerkzeuge benötigen hochdynamische und hochgenaue Maschinen, da sonst Bruchgefahr besteht.»

anderen Operationen: höhere Schnittgeschwindigkeiten, damit deutlich kürzere Bearbeitungszeiten bei gleichzeitig höheren Standzeiten.

Jüngste VHM-Entwicklung Ein VHM-Gewindebohrer aus der jüngsten Prototyp-Entwicklung ist beispielsweise der «Prototex HSC», ebenfalls ein Spezialist für langspanende Werkstoffe, aber für Durchgangsgewinde. Mit erhöhter Nutenzahl, MultilayerTiCN-Beschichtung und optimiertem Schälanschnitt lässt das Werkzeug jeden HSS-E-Konkurrenten weit hinter sich. Zwei Feldversuche belegen dies bereits. Radnaben aus C45 waren unter anderem mit Feingewinden M14x1.5 zu versehen (Gewindetiefe 21 mm, Anzahl Gewinde 100 000). Der «Prototex HSC» brachte es bei einer Schnittgeschwindigkeit von 20 m/min auf eine Standmenge von 10 500 Gewinden, das Vergleichswerkzeug aus HSS-E schaffte bei 15 m/min nur 3000.

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Bei Pleuelstangen aus C70 mit Feingewinde M8x1 (Tiefe 16 mm, Anzahl Gewinde 200 000) kam das VHM-Werkzeug bei einer beachtlichen Schnittgeschwindigkeit von 45 m/min auf eine Standmenge von 3500 Gewinden. Das zum Vergleich herangezogene HSS-E-Werkzeug erreichte bei stark reduzierter Schnittgeschwindigkeit (15 m/min) die etwas geringere Standmenge von 3000. Das Performance-Plus des Prototyp-Gewindebohrers schlug aufgrund der hohen Stückzahlen mit einem enormen Zeitgewinn von 357 Stunden zu Buche. «Der «Prototex HSC» ist ein Werkzeug, das speziell für die Grossserienfertigung mit Blick auf minimale Fertigungskosten konzipiert wurde», betont Roland Heiler.

Standzeit deutlich verlängert

Beim Gewindefräsern von Gewinden ab 2 mm mit VHM für Tiefen bis 3xD lieferte ein direkter Vergleich mit herkömmlichen Gewindebohrern erstaunliche Ergebnisse. Bei einer Werkstückserie aus dem typischen Flugzeugbaumaterial TiAl6V4 mit einer Zugfestigkeit von 1150 N/mm2 waren M2-Gewinde (Tiefe 2xD) zu bohren, das Standzeitende wurde erst bei 900 Gewinden erreicht. Der Vergleichs-Gewindebohrer strich nach 50 Gewinden die Segel. Der Minifräser benötigte bei einer Schnittgeschwindigkeit von 40 m/min nur 8 Sekunden für ein Gewinde. Ein ähnliches Bild ergab ein weiterer Vergleich mit Vergütungsstahl 42CrMoV4, Gewindegrösse ebenfalls M2, Tiefe 2xD. Der Gewindefräser erreichte eine Standmenge von 600 Gewinden, und dies bei einer Schnittgeschwindigkeit von 80 m/min (Bearbeitungszeit für ein Gewinde: 3 Sekunden). Der Gewindebohrer kam immerhin auf 180 Gewinde bei einer Schnittgeschwindigkeit von 12 m/min.

Emulsion statt Schneidöl Bei beiden Bearbeitungen wurde der Fräser mit Emulsion gekühlt, der Gewindebohrer benötigte Schneidöl. «Wir sind heute auf dem Stand», fügt Roland Heiler hinzu, «dass wir mit unseren Werkzeugen auch schwer zu zerspanende Werkzeuge mit konventioneller Emulsion bearbeiten können. Eine Umstellung auf Schneidöl auf der Maschine oder gar ein manuelles Schmieren ist nicht mehr notwendig. Zudem eignen sich unsere neuen Gewindewerkzeuge auch für Minimalmengenschmiersysteme.»

Gewindefräsen ab M2 in wenigen Sekunden Bei kleinen Gewinden M2 bis M8 (M1.6 in Vorbereitung) beschreitet Walter einen technologisch ganz neuen Weg, und zwar mit Gewindefräsern aus VHM für Tiefen bis 3xD. Zu den besonderen Eigenschaften der Minifräser zählen ein kurzer, die Radialkräfte reduzierender Schneidenteil mit hoch positiver Geometrie, eine TiCN-Beschichtung und ein stabiler Schaft. In Sachen Prozesssicherheit übertreffen die Fräser jeden Gewindebohrer bei weitem.

Lehrenhaltige Gewinde fräsen Dafür sorgt neben den Werkzeug-Features auch eine besondere Bearbeitungsstrategie: Gefräst wird nämlich in einer Helixkurve von unten nach oben. «Die optimale Frässtrategie wird An-

wendern der Prototyp-Software TEC/CSS in Form eines NC-Programms kostenlos mitgeliefert», erklärt Roland Heiler, «Grundlochgewinde werden bis zum Bohrungsgrund lehrenhaltig gefräst, das ist nicht selbstverständlich bei sehr kleinen Gewinden.» Die Werkzeuge eignen sich insbesondere auch für zum Klemmen neigende Werkstoffe wie hochlegierte Stähle oder Titanlegierungen. Abhängig von der Gewindegrösse und Werkstoff erfolgen die Bearbeitungen bei Drehzahlen bis zu 20 000/min. [mb]

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6. Swissmem Symposium «Best Production Practice» Der Werk- und Denkplatz Schweiz

Mit kosteneffizienter Produktion zu konkurrenzfähigen Spitzenprodukten Donnerstag, 28. August 2008, Lake Side, Zürich

Themen «Nachhaltig überleben» Peter Dietrich, Direktor Swissmem, Zürich «Konjunkturentwicklung» Peter Meier, USP Consulting, Goldach «Gestaltung von Prozessketten» Prof. Dr. Konrad Wegener, IWF ETH / inspire, Zürich «Best Production Practice» in: - Der Werkzeugmaschinenindustrie Peter Pavlovic, StepTec AG, Luterbach - Der Mikrotechnik Armin Lederer, maxon motor AG, Sachseln - Dem Projektgeschäft Dr. Peter Guggenbach, ABB Schweiz - Der Werkzeugmaschinenindustrie in Japan Dr. Masahiko Mori, President, Mori Seiki Co.Ltd, Nagoya, Japan - Der Automobilindustrie Prof. Dr. Reimund Neugebauer, IWU Chemnitz «Die Rolle der Qualität» Dr. Hans Gut-Waernier, MAN Turbo AG, Zürich Ausführliches Programm und Anmeldung bei Swissmem: www.swissmem.ch/veranstaltungen, E-Mail: symposium@swissmem.ch, Tel. 044 384 48 34, Fax 044 384 48 46

«Die Produktion als Schlüssel zum Erfolg» Dr. Mathias Kammüller, Trumpf GmbH + Co. KG, Ditzingen, Deutschland «Industrie - Klima - Umwelt» Prof. Dr. Andreas Fischlin, ETH, Zürich

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Software-Revolution in der Schleiftechnik Erstaunliche Produktivitätssteigerung und auf Anhieb hohe Qualität soll die neu entwickelte CAM-Schleifprogrammier-Software «Studergrind» bieten. Nach Aussage des Herstellers ist die Software mit dem integrierten Expertenwissen nicht nur einzigartig, sondern dank grafischer Visualisierung auch sehr bedienerfreundlich. Mit «Studergrind» kann das Werkstückprogramm direkt auf der Maschinensteuerung oder auf einem externen Programmierplatz erstellt werden. Eine Schleiftechnologie-Unterstützung hilft zudem beim Finden der Schleifparameter. Ohne vertieftes schleiftechnologisches Know-how des Bedieners können die Programme mit praxisgerechten Prozesswerten extrem schnell erstellt werden.

W as bis anhin nur Schleifern mit vielen Jahren Praxiserfahrung zur Verfügung stand, steht im Zusatzmodul «Studertechnology» mit der SchleiftechnologieUnterstützung als «Expertenwissen» jetzt per Knopfdruck zur Verfügung.

Schnell zur günstigsten Variante

d. h. was das CAM-System «Studergrind» dem Bediener mitteilt, wird grafisch visualisiert. So kehrt das Denken in Bildern wieder in den Arbeitsalltag der Produktionsbetriebe zurück und trägt so auch zur Effizienz- und Qualitätssteigerung bei.

«Studergrind» deckt mit spezialisierten Modulen die unterschiedlichen Kundenbedürfnisse ab. Die Erweiterungsmodule sind: • «Studertechnology»: Schleiftechnologie, Schleifzeiten, Stückkostenberechnung und Simulation. • «Studerdress»: rationelles Profilieren und Umprofilieren von Schleifscheiben in 30%–75% kürzerer Zeit. • «Studercontour»: Schälschleifen, Balligschleifen und Konturlängsschleifen einfach und wirtschaftlich gemacht. • «Studerprofil»: zum Erstellen von beliebigen Schleifscheibenprofilen oder Längskonturen am Werkstück. • «Studerthread»: Diese Gewindesoftware erweitert die Universalrund- zu einer Gewindeschleifmaschine. • «Studerform» und «Studerform HSM» (mit high-speed-machining):

Das Modul «Studertechnology» für Schleiftechnologie, Schleifzeiten, Stückkostenberechnung und Simulation.

Mit «Studergrind» kann der Kunde auch die kostengünstigste Variante für das Schleifen eines Werkstücks finden und schnell und präzise Machbarkeit und Kosten definieren. Als Unterstützung beim Einrichten der Maschine lässt sich die Bestückung mit Schleifscheiben und Abrichtern virtuell darstellen und anschliessend der gesamte Schleifprozess simulieren. Das System bringt den Bediener wieder von der abstrakten, alphanumerischen Denkweise zum intuitiv visuellen Denken zurück,

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Selbst die Studer-Spezialisten zweifelten

Lohnt sich der Einsatz von «StudertechVersuch Spindel 2413.475B nology» bei bereits optimierten Prozesmit Optimierung sen? Diese Fragen haben wir unserer Abteilung Präzisionsschleifen, welche StuderTechnology die Spindeln für die eigenen RundErfahrungswerte schleifmaschinen bearbeitet, gestellt. Oberflächenrauheit Rundheit Selbstverständlich wurde dieser Prozess von unseren Spezialisten schon lange auf Qualität und Zeit optimiert. Sie waren sich sicher, dass weitere Verbesserungen nicht möglich seien. Doch siehe Werkstück Nr. Werkstück Nr. da, mit «Studertechnology» war die Veranschaulichung zum Beispiel 2: Bearbeitung einer Welle mit und ohne Schleifzeit auf Anhieb 6,2% schneller. «Studertechnology», Erläuterungen im Text. Auch die Werte für Oberflächenrauheit und Rundheit waren gleichmässiger. Selbst unsere Spezialisten staunten ob diesem Resultat und mussten «Studertechnology» erstaunliche Fähigkeiten attestieren. 1.6

1.00

1.4

0.90

1.2

µm

1.10

0.80

1.0 0.8

0.70

0.6

0.60

Info Fritz Studer AG 3602 Thun, 033 439 11 11 info@studer.com www.studer.com

Mit obigen Modulen werden nicht nur die Funktionen der Maschine voll ausgeschöpft. Der Schleifprozess wird gegenüber dem konventionellen Programmieren wesentlich beschleunigt, d.h. nicht selten 50% oder mehr. Und dank Modulen wie «Studerthread» kann auf den Einsatz von zusätzlichen Spezialmaschinen verzichtet werden.

vermieden werden und entsprechend früh ist eine Aussage bezüglich Machbarkeit und Maschinengeometrie möglich. Werkstückspindelstock und Reitstock können virtuell verschoben werden, um so die ideale Position für jede Baugruppe zu finden. Durch den eingeblendeten Massstab, der jenem auf der realen Maschine genau entspricht, ist später ein Umsetzen auf die Maschine schnell und einfach möglich.

Veranschaulichung zum Beispiel 1: Bearbeitung eines Flansches mit und ohne «Studertechnology», Erläuterungen im Text.

Versuch 1900.047A

10 Stück (mit Optimierung)

mit Optimierung

StuderTechnology Erfahrungswerte Programmierung

86 Innovation

Ø 24mm

Ø 55mm

Abrichtzeit Dokumentation StuderTechnology

Optimierung

Oberflächenrauheit

Erfahrungswerte

Rundheit

0.35

1.1

1µm Ra 0.30

0.9

0.25

0.7

µm

Im virtuellen Maschinenraum werden als Erstes die gewünschten Schleifscheiben und Abrichtwerkzeuge spezifiziert und positioniert. Anschliessend werden als weitere wichtige Grössen der Werkstoff und dessen Eigen-

Ø 69mm

Schleifzeit

So ist der Prozessablauf

5h 10min

Enorme Prozessbeschleunigung

schaften bezüglich Härte definiert. Dann wird simuliert, d. h. geprüft, ob mit jeder Schleifscheibe die entsprechenden Positionen am Werkstück sowie auch die Positionen der Abrichtwerkzeuge erreicht werden können. Dies wäre ohne grafische Darstellung erst definitiv zu beantworten, wenn der Bediener die Maschine real eingerichtet oder umgerüstet hat. Mit «Studertechnology» können Fehlerkosten

3h 8min

Unrund-Schleifsoftware für die Bearbeitung von industriellen Kurven und Polygonen. • «Studerpunch»: Hochautomatisierte und hochflexible Lösung zum Schleifen von Press- und Stanzstempeln.

0.20

0.5

0.15

0.3

0.10

0.1 1

Werkstück Nr.

C39_IL_DE/07-11

Haben wenige

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Hydraulics

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Pneumatics

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Innovation

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Mittels Innen- und Aussenrundschleifen wird der Werkstückflansch in drei Operationen bearbeitet. Die Oberflächenrauheit muss Ra 0,3, die Rundheit weniger als 1 μm betragen. An drei Sitzen werden beide Werte gemessen. In der Grafik ist ersichtlich, wie die Werte von «Studertechnology» bei Oberflächenrauheit und

88 Innovation

mit Optimierung 66% 40% 26%

fluss hat die Programmierzeit. Bei zunehmender Stückzahl fällt die Optimierungszeit – v. a. beim herkömmlichen Verfahren notwendig – immer weniger ins Gewicht.

Vergleichsbeispiel 2 Nachfolgend wurde als zweites Werkstück eine Welle an drei Sitzen bearbeitet. Die Vorgaben an Oberflächenrauheit und Rundheit waren dieselben wie beim ersten Beispiel. Auch hier lieferte «Studertechnology» für beide Kriterien auf Anhieb Werte innerhalb der Toleranz. Beim herkömmlichen Verfahren war die Rundheit gut, die Oberflächenrauheiten hingegen nicht. Bezüglich Zeiten war es diesmal anders: Für ein Stück war die Totalzeit bei beiden Verfahren gleich, d. h. die schnellere Schleifzeit bei «Studergrind» wurde durch geringere Programmierzeit beim herkömmlichen Verfahren kompensiert. Bei Losgrösse 10 war «Studertechnology» aber 32% schneller, bei 100 Stück

Die Software bringt bessere Schleifergebnisse als die Programmierung mit Erfahrung. Versuch 1900.000A

10 Stück (mit Optimierung)

mit Optimierung

StuderTechnology Erfahrungswerte Programmierung Schleifzeit

2h 58min

Vergleichsbeispiel 1

ohne Optimierung 8% 22% 24%

49min 17s

Die nachfolgenden Vergleichsbeispiele belegen den Unterschied zwischen herkömmlichem Programmieren (Erfahrungswerte) und Programmieren mit «Studertechnology»:

Losgrösse 1 10 100

Abrichtzeit Dokumentation StuderTechnology

Optimierung

Oberflächenrauheit

Erfahrungswerte

Rundheit

0.35

1.1

1µm Ra 0.30

0.9

0.25

0.7

µm

Die Vergleichstests

«Studertechnology» ist schneller Je höher die Stückzahl, umso grösseren Einfluss hat die Schleifzeit und umso geringeren Ein-

Ø 40mm

Geübte Schleifer merken immer wieder an, wie wichtig die Erfahrung ist. Kunden hingegen bestätigen, dass die meisten Schleifer in der Praxis immer mit denselben Standardwerten arbeiten. Das erste Werkstück soll in möglichst guter Qualität bearbeitet werden. Zudem begeben sie sich meistens auf die sichere Seite: d. h. die Vorschübe sind zu langsam und die Ausfunkzeiten zu hoch. Entsprechend viel Zeit benötigt dann das spätere Optimieren. Erfahrung ist unentbehrlich für das Bestimmen der Vorgehensweise bzw. Operationsfolge. Automatisches Berechnen der Prozessdaten dagegen ist wesentlich präziser und wirtschaftlicher – so die Behauptung von Studer.

Schneller und besser Für die Bearbeitung eines Werkstückes war «Studertechnology» bei der reinen Schleifzeit im Zeitvergleich 26% schneller – bei erheblich besserer Qualität – als beim herkömmlichen Verfahren. Die Programmierung mit «Studertechnology» dauerte hingegen etwas länger. Dafür war die Schleifaufgabe durch die Mehreingaben bereits dokumentiert, was bei der anderen Variante nach dem Schleifen der Teile noch nachgeholt werden musste. Unter Verwendung von «Studertechnology» war man dadurch bei Losgrösse 1 immer noch 8%, bei 10 Stück 22% und bei 100 Stück 24% schneller. In einem zweiten Schritt wird nun das langsamere und qualitativ schlechtere Verfahren optimiert: Beim herkömmlichen Verfahren waren eine bessere Oberflächenrauheit sowie die tiefere Schleifzeit von «Studertechnology» zu erreichen. Diese Optimierungsschritte haben über 1 Stunde gedauert. Die Rundheiten beim herkömmlichen Verfahren waren aber immer noch zu gut. Aufgrund der Optimierungszeit war «Studertechnology» bei Stückzahl 1 jetzt gar 66% schneller, bei Losgrösse 10 noch 40% und bei 100 Stück noch 26%. Mit «Studertechnology» hingegen werden die Prozessparameter für jeden Sitz automatisch berechnet, sodass die Werte sowohl qualitativ besser – und damit bereits nahe an einer optimierten Variante – wie auch das Verfahren insgesamt wirtschaftlicher sind. Selbstverständlich erfolgt

bei «Studertechnology» das Dokumentieren automatisch.

Ø 30mm

Sicherer, präziser und schneller

Rundheit näher beieinander und allesamt in der Toleranz liegen. Bei der Bearbeitung mit Erfahrungswerten ist die Rundheit z.T. zu gut – entgegen dem Motto «so gut wie nötig» wurden hier die Ausfunkzeiten zu lang gewählt. Und trotz Erfahrung wurden die Toleranzen nicht immer erreicht.

Ø 55mm

Im nächsten Schritt wird die Operationsfolge mit Hilfe des «Pictogramming» erstellt. Die StuderBildsprache generiert das ISO-Programm automatisch. Auf Knopfdruck werden nun alle Prozessdaten wie Umschaltpunkte, Zustellgeschwindigkeiten, Ausfunkzeiten usw. für jeden Sitz individuell und automatisch berechnet. Nun wird das gesamte Programm simuliert, um eventuelle Programmierfehler aufzudecken.

0.20

0.5

0.15

0.3

0.10

0.1 1

Werkstück Nr.

Innovation

Fertigungstechnik Innovativ

40%. Das anschliessende Optimieren der Qualität hat beim herkömmlichen Programmieren über zwei Stunden gedauert! Da-

mit war «Studertechnology» bei Losgrösse 1 sogar 90% schneller, bei 10 Stück 72% und bei 100 Stück immer noch 25%.

Fazit Losgrösse 1 10 100

ohne Optimierung gleich 32% 40%

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mit Optimierung 90% 72% 25%

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Das herkömmliche Vorgehen mit sogenannter Erfahrung ist tatsächlich ein Probieren nach dem Motto «trial and error» und kein gezieltes Vorgehen. Bis an jedem

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90 Innovation

Sitz die Vorgaben erreicht sind, vergeht einiges an Zeit. Es muss im Programm korrigiert, dann wieder geschliffen und gemessen werden. Dieser Vorgang muss evtl. zwei, drei Male wiederholt werden. Den grössten Nutzen bringen die Softwaremodule bei Einzelfertigung und kleinen bis mittleren Stückzahlen. [mb]

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92 Innovation

Fertigungstechnik Innovativ

Markteintritt einer neuen Erodier-Technologie Das Precise-ECM-Verfahren ist ein neues elektrochemisches Abtragungsverfahren, das enorme Abtragungswerte erzielt. Für spezifische Werkstückgruppen bietet sich hier ein enormes Potenzial. Allerdings: Neue Verfahren verlangen nach neuen Wegen, der Markteintritt des neuen Precise-ECM-Verfahrens ist aufgrund seiner Komplexität nicht gleich einfach wie bei den bekannten spanabhebenden oder thermisch wirkenden Verfahren möglich. Die Rolle des ebenfalls neuen Anwendungszentrums Schweiz in Dietikon ZH und neue Lösungen für Fertigungsaspekte zeigen dies auf.

etrachten wir als Beispiel die Marktentwicklung der Funkenerosion in der Schweiz. Der grundsätzliche Prozess wurde 1943 vom russischen Physiker Lazarenko beschrieben. In der Schweiz kam 1954 die erste Senkerosionsmaschine, 1969 die erste Drahterosionsmaschine auf den Markt. In die CNC-Steuerung integrierte Expertensysteme gibt es seit den 80er-Jahren, womit die Verbreitung auf einer breiteren Basis von Werkzeugbau-Unternehmen erst richtig begann. Also sprechen wir von rund 30 Jahren, die die Funkenerosion benötigte, um sich den Platz im TechnologiePortfolio zu erkämpfen. Viele Anwendungen wurden erst überhaupt möglich mit der Funkenerosion.

Grundlagen bereits 1832 gelegt Die Grundlagen des ECM-Prozesses wurden bereits 1832 gelegt, doch erst rund 100 Jahre später wurde ein funktionstüchtiges elektrochemisches Senkverfahren zum Patent angemeldet. In den 50er-Jahren entwickelte sich das ECM-Verfahren in der Luftund Raumfahrtindustrie zu einer Haupttechnologie. Der Werkzeug- und Komponentenbau hat erst seit Mitte der 90er-Jahre ein

begründetes Interesse an dieser Technologie. Woran liegt das?

Durchbruch dank Anwendungszentrum Ein Expertensystem, das dem Operator Prozess-Know-how liefert, gibt es (noch) nicht und das macht die ganze Geschichte anspruchsvoll. In der heutigen Zeit gibt man einer neuen Technologie keine 30 Jahre bis zum Durchbruch und deshalb müssen neue Wege beschritten werden: Dieser heisst Marktentwicklung durch Anwendungszentren.

Die Rolle des Anwendungszentrums Die Firma Gebr. Bräm AG, Dietikon, wurde 2007 von PEMTec (Hersteller von Precise-ECM-Maschinen) angefragt und entschied sich, die Pionierrolle des ersten Anwendungszentrums zu übernehmen. Martin Bräm, Geschäftsführer Gebr. Bräm AG: «Wir haben schon über fünf Jahre diese Tech-

Im Bild ein ECM-Prozess mit Druck-/Spülkammer.

Autor Martin Bräm, lic. oec. HSG, Geschäftsführer Gebr. Bräm AG 8953 Dietikon

Innovation

Fertigungstechnik Innovativ

Rasierkappen sind Werkstücke, die sich ideal per ECM erodieren lassen.

nologie beobachtet, Seminare und Anwender besucht, doch erst durch den Kontakt mit PEMTec konnten unsere Anforderungen an diese Technologie erfüllt werden. Wir waren uns bewusst, dass wir mit unserem Einstieg in diese Technologie unseren gesamten Forschergeist aktivieren mussten.»

Hohe Anforderungen an Anwendungszentrum Die Anforderungen an ein Anwendungszentrum sind hoch: Jahrelange Erfahrung im Werkzeugbau sowie Erfahrung in artverwandten Verfahren wie z.B. Senkerosion müssen vorhanden sein. Zudem ist eine gute Portion Forschergeist gefragt, wenn Kundenversuche erfolgreich bewältigt werden sollen. Die Rolle eines Anwendungszentrums ist eine dreifache: 1. Die Firma Gebr. Bräm AG akquiriert selber oder über Anfragen an PEMTEC-Lohnaufträge. 2. Anspruchsvolle Kundenversuche werden durchgeführt. Raphael Bausch, Technischer Leiter Gebr. Bräm AG: «Wir mussten vom Start weg vermeiden, unlösbare Anfragen für die ECM-Technologie anzunehmen, so interessant auch immer die Aufgabenstellung gewesen wäre. Nur wenn wir uns auf die richtigen Anfragen konzentrieren, können wir der Technologie zum Durchbruch verhelfen.»

94 Innovation

3.Sind die Kundenversuche erfolgreich verlaufen, so muss sich der Kunde entscheiden, ob er einen Lohnauftrag beim Anwendungszentrum platzieren will oder bei entsprechender Grösse des Auftrages eine eigene Maschine auslasten und beherrschen kann. Hier liefert die Gebr. Bräm AG Hilfestellung bei Design und Herstellung von den notwendigen Aufspannund Spülvorrichtungen.

Strömungstechnische Optimierungen Ein zentraler Punkt der Precise ECM-Technologie liegt darin, den prozessnotwendigen Elektrolyten (Natriumnitrat gelöst in Wasser) strömungstechnisch optimal zu konditionieren.

Handelt es sich bei der Bearbeitung um eine Mehrfach-Aufspannung desselben Werkstücks, so sinkt die Bearbeitungszeit pro Werkstück um Faktoren, doch die Komplexität der Vorrichtungen steigt um Faktoren.

Zwei Faktoren müssen perfekt stimmen Für eine erfolgreiche Precise-ECM Bearbeitung müssen zwei grundsätzliche Faktoren perfekt zusammenspielen: Die Technologieparameter (Arbeitsspalt, Zeitpunkt und Pulsdauer des Stromimpulses, Stromintensität) sowie die Effekte von Elektrode/Spülund Druckkammer (Konditionieren des Elektrolyten). Es liegt nahe, dass das Verfahren nicht für Einzelteile geeignet ist, da der

Neue Wunderwaffe in der Metallbearbeitung In der Ausgabe «technica» 03-08 wurde das elektrochemische Abtragsverfahren ( ECM) näher vorgestellt. Technisch machbare Lösungen und wirtschaftliche Aspekte zeigen auf, dass dieses Verfahren sehr gut für technologisch führende Unternehmen geeignet ist. Der allgemeine Kostendruck zwingt die fertigende Industrie, immer schnellere und genauere Verfahren zu entwickeln. Durch Automation der bekannten Technologien kann wohl die Maschinenkapazität besser ausgenutzt werden, aber Quantensprünge sind hier nicht zu erwarten. Neue Technologien wie das Precise ECM bergen das Potenzial, um Faktoren schnellere Bearbeitungszeiten zu generieren, bei gleichzeitig sehr hohen Form- und Abbildgenauigkeiten bzw. tiefen Oberflächenrauheiten. Die folgenden Anwendungen sollen nicht abschliessend sein, sondern stellen einen Auszug aus bisherigen Aufträgen und Versuchen dar: Medizinaltechnik: Implantate, Instrumente Textilmaschinenindustrie: Düsen Werkzeugbau: Schlagstempel, Schriftstempel, Tablettierstempel, Umformwerkzeuge Antriebstechnik: Kronräder, Stirnverzahnungen Energietechnik: Bipolarplatten für Brennstoffzellen Motorentechnik: Einspritzdüsen Aerospace: Discs, Blades, Bliscs Komponenten: Linearführungen Zudem wurden weitere Anwendungen in Fluid-, Fluidmesstechnik, Mikrosystemtechnik, Mikromechanik, Sensorik sowie Verzahnungen aller Art realisiert. Die Härte des metallischen Materials stellt keine Grenze dar. Hartmetalle und reine Titanwerkstoffe sind noch nicht bearbeitbar. Begrenzender Faktor für die Teilegrösse ist die maximale Aufspannfläche von 450 x 400 mm.

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ECM-erodiert: Werkstücke aus hochhartem Stahl, rechts oben ist die Elektrode zu sehen.

genaue Analyse ebenso aufschlussreich sein können. Zwei Typen von Werkzeugen haben sich als sehr gut geeignet erwiesen für den Prozess: kleine Umformstempel und Schrifstempel. Beide Arten wurden bislang mittels Senkerosion, manuelles Vorpolieren und automatisiertes Fertigpolieren mittels Mikro-Wirbelschleifen hergestellt.

Exzellente Oberflächen

Operator sich an das perfekte Resultat herantasten muss: try and error. Kundenversuche werden sehr genau protokolliert, da der Operator während der Bearbeitung nur auf der grafischen Bildschirmsteuerung den Verlauf der Parameter verfolgen kann. Das effektive Resultat kann aber dann ganz anders aussehen. Sogenannte «Strömungslinien» auf dem Werkstück deuten darauf hin, dass der Elektrolyt doch nicht so geflossen ist, wie der Operator das berechnet hat. Oder es sind «Schatten» auf der bearbeiteten Fläche auszumachen, was auf suboptimale Stromimpulse hindeutet.

Optimale Resulate erzielen Optimale Resultate bedeutet also fast immer einen Weg von Erfolgen, die die Richtung vorgebenen und von Misserfolgen, die durch

Auch diese Spritzgussform wurde mit dem ECM-Verfahren erodiert.

96 Innovation

Mittels Precise ECM erhielt das Anwendungszentrum bereits so hochwertige Oberflächen, dass direkt das automatisierte Fertigpolieren angewandt werden konnte. Durch gleichzeitige Mehrfachbearbeitung der Stempel konnte zudem die durchschnittliche Bearbeitungszeit pro Stempel massiv reduziert werden.

Keine Randzonenveränderung Da das Precise-ECM-Verfahren das einzige Verfahren ist, das keine Randzonenveränderungen am Werkstück generiert, sind auch noch die Standzeiten gegenüber erodierten Stempel, deutlich höher. Die extrem homogene Oberfläche eignet sich auch bestens für Hochleistungsbeschichtungen, was nochmals zu erhöhten Standzeiten führt. Versuche bei Kunden haben gezeigt, dass bis 8-mal höhere Standzeiten erreicht werden können, bei tieferen Fertigungskosten. Es muss jeweils die gesamte Prozesskette der Herstellung betrachtet werden und nicht nur Precise-ECM-isoliert. Eine Reduktion der Gesamtdurchlaufzeit durch ECM ist wohl interessant, doch erst bei einer umfassenden Betrachtungsweise lassen sich die Möglichkeiten dieser Technologie voll ausschöpfen. Es kann also auch durchaus sein, dass das ECM-Verfahren nur als Teilprozess eingesetzt wird, auch wenn sehr tiefe Oberflächenrauheiten erzielt werden können.

Neue Wege Dem Anwendungszentrum Precise ECM kommt bei der Markterschliessung dieser neuen Technologie zentrale Bedeutung zu. Es sollte Precise-ECM nicht als alleinige Bearbeitungstechnologie anbieten, sondern ein gesamtes Technologieportfolio, nur so kann sichergestellt werden, dass ECM für die richtigen und nicht für alle möglichen Anwendungen eingesetzt wird.

Rasante Weiterentwicklung erwartet Die Technologie wird sich in den nächsten Jahren noch rasant weiterentwickeln: Es ist eine Technologie, mit der prinzipiell auch im Submikronbereich gearbeitet werden kann. Neue Bearbeitungsmöglichkeiten von schwierigen Materialien (Hartmetall, Reintitan) kommen dazu, noch hochwertigere Oberflächen können erreicht werden.

Zukunft: integriertes Expertensystem Der Informationsaustausch zwischen Anwendungszentrum und Maschinenhersteller ist für die Weiterentwicklung der Technologie von grosser Bedeutung. Zu hoffen bleibt, dass in nicht zu ferner Zukunft einmal ein in die Maschinensteuerung integriertes Expertensystem den Einstieg in diese spannende Technologie erleichtert. [mb]

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Der grösste Gegenschlaghammer der Welt Müller Weingarten fertigt den grössten Gegenschlaghammer der Welt. Der Kunde wird auf der Anlage vor allem Kurbelwellen und Flansche, beispielsweise für die Nutzfahrzeugbranche, herstellen. In Kombination mit innovativer Steuerungs- und Antriebstechnologie ist es möglich, mit einem Gegenschlaghammer moderne kosteneffiziente Schmiedelinien aufzubauen. Darüber hinaus sorgt die Flexibilität dieses Anlagentyps für hohe Investitionssicherheit.

O b in Containerschiffen, Lokomotiven, Nutzfahrzeugen oder Flugzeugen – bei fast allen Verkehrsträgern der weltweiten Logistiknetzwerke spielen grosse Schmiedeteile eine wichtige Rolle. Dementsprechend steigt die Nachfrage nach grossen Schmie-

Gute Verbindung: hydraulische Kupplung zwischen Ober- und Unterbär.

demaschinen mit hohen Presskräften und Umformenergien. Speziell im Bereich der grossen Schmiedeteile stellt der Gegenschlaghammer eine wirtschaftlich und technisch attraktive Alternative zur Schmiedepresse dar. Das Prinzip des Gegenschlaghammers besteht darin, zwei gegeneinander bewegte Schmiedehämmer – Bären genannt – mit annähernd gleicher Masse aufeinandertreffen zu lassen, wobei diese im Moment der Formgebung die optimale Geschwindigkeit erreichen. Weil die gegenläufige Bewegung der Bären die Stosskräfte nahezu ausgleicht, werden nur noch geringe Kräfte ins Hammerfundament geleitet. Dadurch kann dieses kleiner dimensioniert sein als bei Fallhämmern. Die Vorteile dieses Prinzips: eine hohe Umformgeschwindigkeit und Umformenergie, was eine hohe Präzision bei grossen und komplexen Schmiedeteilen garantiert. Weitere Vorteile sind eine hohe Verfügbarkeit und ein geringer Wartungsaufwand.

Hydraulisch oder pneumatisch? Grundsätzlich sind zwei Bauarten von Gegenschlaghämmern zu unterscheiden. Bei Gegenschlaghämmern mit hydraulischem Antrieb bewegt ein Hydrauliksystem die beiden Bären gegeneinander. Der hydraulische Hammer arbeitet unabhängig von einem Druckluftsystem und ist im Vergleich zum pneumatisch angetriebenen Hammer genauer regelbar. Allerdings ist die maximal mögliche Umformenergie wegen der Belastungsgrenzen des Hydrauliksystems auf 400 kJ begrenzt. Ausserdem beschränken die verfügbaren Hydraulikkomponenten die Baugrösse. Gegenschlaghämmer mit pneumatischem Antrieb wie der grösste Gegenschlaghammer der Welt, der derzeit vom Schuler Konzern gebaut wird, ermöglichen dagegen eine maximale Umformenergie von bis zu 1400 kJ. Dies entspricht etwa der Leistung einer Umformpresse mit einer Presskraft von 54 000 Tonnen. Der Antrieb erfolgt bei beiden Verfahren über den Oberbär. Beim pneumatischen Antrieb bestehen Oberbär und Antriebskolben aus einem Stück, sodass die Druckluft aus dem Steuerungszylinder unmittelbar auf den oberen Hammer wirkt. Das Expansionsprinzip und der Einsatz trockenlaufender Verdichter, bei denen die erwärmte Druckluft nicht rückgekühlt werden muss, verbessern die Wirtschaftlichkeit

Innovation

Fertigungstechnik Innovativ

Der derzeit grösste Gegenschlaghammer der Welt: Computersimulation des Typs DG 140h.

des Hammerbetriebes. Die zur Druckregelung verwendeten, servo-hydraulisch betätigten Ventile zeichnen sich durch eine grosse Betriebssicherheit aus. Eine hydraulische Kupplung überträgt die Bewegung des oberen Hammers auf den Unterbär, sodass beide Hämmer gegenläufige synchrone Bewegungen ausführen. Die

100 Innovation

Kupplung besteht aus zwei am Oberbär angreifenden Kupplungskolben, die beim Schlaghub über eine Ölsäule den am Unterbär angreifenden Kupplungskolben beaufschlagen. Die Kolben sind direkt ohne elastische Zwischenglieder an den Bären angelenkt. Der Kupplungszylinder unter dem Unterbär ist mit einer

hydraulischen Bremse versehen. Diese bremst den Unterbär beim Rückhub ab, bevor er die Endlage erreicht, in der ihn Aufschlagpuffer weich abfangen. Dieser einfache und robuste Aufbau ist wartungsarm und garantiert eine hohe Verfügbarkeit des Hammers. Bei einer Gesamtkostenbetrachtung ergeben sich dadurch Vorteile gegenüber komplexeren Schmiedepressen.

Breites Teilespektrum und hohe Flexibilität Im Gegensatz zu anderen Hammerkonstruktionen kann bei Ober- und Unterbär das grösste Aussenmass der Bäre in Fugenrichtung als Gesenkauflage genutzt werden. Das ermöglicht den Einsatz von sehr langen und überstehenden Gesenken. Dadurch ergeben sich insbesondere

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Die kleinen Brüder des grössten Gegenschlaghammers der Welt: Bäre und Bärführung an einer Anlage vom Typ DG 40h.

bei der Herstellung langer Schmiedestücke – beispielsweise Lkw-Vorderachsen und Kurbelwellen – Vorteile. Durch die günstige Formgebung mit annähernd gleichen Massen ist die erzeugte Prellschlagkraft des Hammers sehr hoch. Grosse Schmiedestücke mit dünnen Wandstärken – z. B. Turbinenschaufeln –, die eine grosse Umformkraft benötigen, lassen sich so wirtschaftlich umformen. Durch exzentrische Anordnung der Kupplungskolben an den Bären wird eine eindeutige Anlage der Bäre am Führungsgestell erreicht. Der Einbau überhoher und schwerer Gesenke ist im Gegensatz zu anderen Hammerausführungen möglich. Die Ständer sind in der Regel als Schweissteil ausgeführt und können als 2-Ständer- oder 4-Ständer-Lösung realisiert werden. Die weit aussen liegenden Führungen der Hammerbäre gewährleisten eine exakte Bewegung der Bäre und damit ein hochwertiges Schmiedeergebnis.

Moderne Steuerungstechnik Mit der MW-FCS-Steuerung (MW-Forge-Control-System) ist es möglich, die Anlage in allen Betriebsarten wie Einrichten, Andrücken, Handmodus oder Auto-

matikmodus zu fahren. Anwender können komplette Schlagprogramme mit Vorwahl von Anzahl der Schläge, Energie pro Schlag und Pausenzeiten zwischen den Schlägen hinterlegen und werkzeugabhängig speichern. Der Schuler-Konzern bietet pneumatisch angetriebene Gegenschlaghämmer im Bereich von 160 kJ bis 1400 kJ an. Eine dichte Staffelung der verfügbaren Baugrössen gewährleistet, dass Kunden die jeweils optimale Baugrösse wählen können. Dabei ist es auch möglich, auf Basis der Gegenschlagtechnik moderne Gesamtschmiedelinien inklusive Teilautomatisierung umzusetzen. [mg]

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Innovation

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Sicherheitstechnik

Sicherheit und Produktivität gemeinsam steigern Hersteller in allen Branchen müssen immer strenger werdende Sicherheitsrichtlinien erfüllen. Dies verursacht oft zusätzliche Kosten für das Unternehmen, geht doch die Einhaltung von Bestimmungen meist zulasten der Produktivität. Das muss jedoch nicht sein: Rockwell Automation vertritt den Ansatz, dass ein ganzheitliches Herangehen an die Maschinensicherheit sogar zu einer Verbesserung der Produktivität beiträgt. Ein vernünftiges Sicherheitskonzept steigert nicht nur die Sicherheit für das Personal und den Betrieb im Allgemeinen, sondern verbessert zugleich den ROI des Unternehmens.

m die enge Verbindung zwischen Sicherheit und Wirtschaftlichkeit zu verdeutlichen, bietet Rockwell Automation eine umfassende Palette von Dienstleistungen rund um die Maschinensicherheit an. Mit ihnen können Hersteller Risikoanalysen durchführen, Gefahren ermitteln sowie Maschinenschutz-Design und -Leistung optimieren. Gleichzeitig verbessert sich die Produktivität und Sicherheitsüberwachungssysteme werden in die Standardsteuerungssysteme integriert. Tim Hall, Sicherheitsberater bei Rockwell Automation, erläutert: «Viele denken, dass schnelle, wirtschaftliche Produktion und sicheres Arbeiten nicht zusammenpassen. Eine Anhebung der Produktionsziele führt aus dieser Sicht unweigerlich zur Deaktivierung von Sicherheitssystemen –

102 Innovation

das aber wäre ein äusserst riskanter Weg. Rockwell Automation mit seinen Maschinen-Sicherheitsdienstleistungen vertritt hier eine andere Position: Setzt ein Hersteller ein besser durchdachtes Sicherheitskonzept ein, anstatt nur das absolut erforderliche Minimum zur Einhaltung der Bestimmungen zu tun, dann kann er erhebliche Vorteile beim wirtschaftlichen Betrieb erreichen.»

Ziel: Maschinenverfügbarkeit verbessern Für viele Hersteller ist die sogenannte Overall Equipment Efficiency (OEE) heute das entscheidende Kriterium für Produktivität. Das von Rockwell Automation vertretene ganzheitliche Sicherheitskonzept kann dabei helfen, die Auslastung und die Verfügbarkeit von Maschinen zu ver-

bessern. Dazu werden die verschiedenen Maschinenbetriebsarten berücksichtigt, und integrierte Sicherheitssysteme entwickelt, die entscheiden, ob und wann der gesamte Betrieb oder nur diejenigen Maschinenabschnitte angehalten werden, die eine Gefahr darstellen. Zudem ermittelt man die Abschnitte, bei denen man mehr Effizienz in die Maschinensysteme integrieren kann und baut deutlich verbesserte Diagnosefunktionen ein. Die umfassende Palette der Maschinen-Sicherheitsdienstleistungen von Rockwell Automation besteht aus neun Komponenten: Gefährdungsanalysen, Risikoanalysen, Untersuchung von Sicherheitsschaltungen, Sicherheitssysteme und Integrationsdienstleistungen, Maschinenschutzlösungen, Überprüfung von Sicherheitssystemen, Unterstützung für Fertigungssicherheitssysteme sowie Produktschulungen und kundenspezifische Ausbildung.

Gefährdungs- und Risikoanalyse Über eine effiziente Gefährdungsanalyse begutachten Sicherheitsberater von Rockwell Automation die Anlage eines Herstellers und ermitteln dabei Probleme beim Maschinenschutz. In der Folge empfehlen sie Lösungen für den Maschinenschutz, die kompatibel zu aktuellen Sicherheitsstandards und

Sicherheitstechnik

-designs sind und die Anforderungen für Produktion und Wartung erfüllen. Eine gründliche Risikoanalyse führt das Sicherheitsteam eines Herstellers durch den anerkannten Risikoanalyseprozess und liefert Hinweise zu den unterschiedlichsten Techniken der Risikoverringerung. Diese Anregungen umfassen die Umgestaltung von Prozessen, die Beachtung des Maschinenschutzes, Schulung, administrative Anforderungen sowie Ausrüstung zum Schutz der Mitarbeiter.

Untersuchung der Sicherheitsschaltungen Eine Analyse der Sicherheitsschaltungen umfasst die Verifikation des Designs nach den anwendbaren Normen wie beispielsweise EN-954, IEC62061 und EN ISO 13849. Im Rahmen dieser Dienstleistung entstehen eine dokumentierte Übersicht der Sicherheitsschaltungen und eine Bestätigung der Konformität. Sicherheitssystem- und Integrationsdienstleistungen ermöglichen den Aufbau von wirtschaftlichen Sicherheitssystemen, die eng in das normale Steuerungssystem integriert sind. Sie bieten damit eine nahtlose Übertragung von Steuerinformationen und Diagnosedaten im gesamten Unternehmen. Die enge Verknüpfung zwischen den Dienstleistungen rund um die Maschinensicherheit und Dienstleistungen in Bezug auf die Steuerungstechnik ermöglicht es dem Unternehmen, die unterschiedlichsten Kundenanforderungen von einigen wenigen individuellen Komponenten bis zu kompletten, schlüsselfertigen Lösungen zu erfüllen.

Lösungen zum Maschinenschutz Als Teil seiner Angebotspalette für Sicherheitsprodukte untersucht Rockwell Automation die Anforderungen an den Maschinenschutz und entwickelt mass-

geschneiderte Machinenschutzlösungen, die alle mechanischen und steuertechnischen Aspekte des Projekts abdecken. Diese Dienstleistung umfasst ein Gutachten zu den Maschinen sowie die Erstellung eines Validierungsprotokolls als Beleg dafür, dass das Sicherheitssystem installiert ist und korrekt funktioniert. Dies ist ein entscheidender Schritt in jedem Maschinenschutz-Projekt. Das Protokoll lässt sich verwenden, um das System erneut zu bewerten, wenn im Lauf der Lebensdauer des Systems Änderungen oder Reparaturen vorgenommen werden.

Unterstützung für Sicherheitssysteme in der Fertigung Geschulte Support-Ingenieure von Rockwell Automation helfen bei der Fehlersuche an Produktlinien und analysieren Systemprobleme. Ausserdem bieten sie Unterstützung im Umgang mit Sicherheits-SPSen. Sicherheitsberater von Rockwell Automation sind darauf spezialisiert, Schulungen für die Wartung, den Einsatz von Sicherheitskomponenten und für die Programmierung von normalen sowie von Sicherheits-SPSen zu bieten. Schulungskurse für Maschinensicherheit umfassen die unterschiedlichsten Themen rund um die Sicherheitstechnik für Maschinen und den Schaltungsentwurf. Je nach den individuellen Anforderungen eines Herstellers sind sie kundenspezifisch ausgelegt. Die Kurse decken die anwendbaren Sicherheitsnormen für Maschinen, eine Risiko- oder Gefährdungsanalyse und eine Validierung von Sicherheitssystemen ab. «Unsere Dienstleistungen haben beträchtliche Auswirkungen auf die Maschine, ihren Einsatz, ihre Wartung und die Verwaltung aller dieser Funktionen», ergänzt Hall. «Mit ihnen kann man die Sicherheit gewährleisten, gleichzeitig alle nationalen und

Sicherheitssystem- und Integrationsdienstleistungen ermöglichen den Aufbau von wirtschaftlichen Sicherheitssystemen, die eng in das normale Steuerungssystem integriert sind.

internationalen Normen erfüllen (d. h. EN, ISO und IEC-Sicherheitsstandards) und zugleich noch die Wirtschaftlichkeit der Fertigung verbessern.» Ein typisches Beispiel dafür ist ein sicheres Bewegungssteuerungssystem, das die Maschine im Falle eines Problems auf ein sicheres Mass verlangsamt, anstatt sie vollständig anzuhalten. Dies führt zu längeren verfügbaren Betriebszeiten und weniger Materialverlust, als mit einer Voll-Abschaltung verbunden wäre. Ein weiteres Beispiel: Durch eine enge Integration der sicherheitstechnischen Steuerung mit der normalen Systemsteuerung stehen die vom Sicherheitssteuerungssystem erzeugten Diagnoseinformationen unternehmensweit zur Verfügung, sodass sie sich zur Untersuchung von Fehlern verwenden lassen. Gleichzeitig ermöglicht ein zonen orientiertes Sicherheitskonzept, dass jeweils nur der Bereich des Betriebs betroffen ist, in dem die Gefährdung besteht – alle anderen Zonen können weiter produzieren. [mg]

Infos Rockwell Automation (Schweiz) 5001 Aarau 062 889 77 77 marketing.ch@ra.rockwell.com www.rockwellautomation.ch

Innovation

103

Highlight

Mit Millibarreglern Inertgas sicher dosieren ZIMMERLI Niederdruckregler für den Millibarbereich dosieren Schutzund Inertgase zur Isolierung von Prozessen vor Luftsauerstoff. Kombioder getrennte Geräte reduzieren oder erhalten dabei den Druck. Die Regler garantieren die Verfahrenssicherheit, schützen die Umwelt, schonen die Ressourcen und minimieren Emissionen.

L uftsauerstoff würde ohne ein schützendes Inertgas in Prozessen mit Kohlenwasserstoffen eine gefährliche oder permanente Explosionsgefahr darstellen. Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit in anderen Prozessen können zu Oxidationen führen und als Folge das Endprodukt nachteilig beeinflussen.

Prozessgase abschotten ZIMMERLI Niederdruckregler verhindern, dass Prozessgase in unerwünschten Mengen in die At-

mosphäre gelangen. Die Geräte werden unter anderem in der Chemischen-, Pharmazeutischen-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie zur Inertisierung und Überlagerung von Prozessflüssigkeiten mit Schutzgasen eingesetzt.

Konstanter Inertgasdruck Die Prozess- oder Lagerbehälter werden mit zwei ZIMMERLI-Reglern bestückt. Ein Gerät dient als Druckreduzierer (Inertgas-Einspeisung), das zweiten Gerät als

Überströmer. Die Geräte werden so ausgelegt, dass die maximale mögliche Befüllungs- und Entleerungsgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeit sicher beherrscht wird und dabei der gewünschte Inertgasüberdruck stets konstant ist. Es stehen auch Reglerkombinationen für Anwendungen mit Differenzdruck, höherem Betriebsdruck oder für Vakuum zur Verfügung. Inertgasüberdrücke von 20 mbar sind so sicher und zuverlässig realisierbar.

Den Gasverbrauch senken Die Regler sind membrangsteuerte, federbelastete Proportionalregler. Durch das abgestimmte Regelverhalten zwischen Reduzierer- und Überströmer lässt sich der Gasverbrauch um bis zu 90% senken.

Grosser Druckbereich ZIMMERLI Niederdruckregler verhindern, dass Prozessgase unerwünscht in die Atmosphäre gelangen.

Die Druckregelbereiche (Minderdruckbereich) liegen mit hoher Regelgenauigkeit zwischen -220 und +2000 mbar bei maximal 16 bar Vordruck. Die Druckregler zur Überlagerungen und Inertisierung in Lagertanks, Reaktoren, Prozessbehältern, Zentrifugen und Nutschen bieten praktisch unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten. [pm]

Infos ZIMMERLI Messtechnik AG 4125 Riehen 1 061 645 98 00 info@zimmerliag.com www.zimmerliag.com

104 Innovation

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Highlight

Das kamerabasierte Schutz- und Messsystem PSENvip von Pilz überwacht optisch den gesamten Abkantprozess. Anstelle einer Laserlichtquelle werden LEDs eingesetzt, dank denen ein einfaches Anstrahlen des Empfängers entlang des Oberwerkzeugs genügt. Damit reduzieren sich die Zeiten für die Erst- und Folgejustage des Systems deutlich.

Das Schutz- und Messsystem PSENvip von Pilz überwacht Abkantprozesse mit LED-Licht und einer Kamera einfach und zuverlässig.

Kamera schützt und misst beim Abkanten I nstalliert an der Oberwange der Abkantpresse erkennt das kamerabasierte Schutz- und Messsystem PSENvip von Pilz kleinste Fremdkörper im Schutzfeld und ermöglicht produktives Arbeiten bei voller Sicherheit. Es ist unempfindlich gegenüber optischen Einflüssen wie Oberflächenreflexionen, Umspiegelungen, Fremdbzw. Streulichteinfall. Der PSENvip erkennt Objekte bis zwei Millimetern sicher. Eine Reaktionszeit von 3 ms gewährleistet ein schnelles Abschalten im Gefahrenfall. Die Schutzbereiche lassen sich entsprechend den Betriebsarten «Kastenbiegen» oder «Anschlagmodus» anpassen.

LED-Licht mit Vorteilen Bislang basieren mitfahrende Schutzeinrichtungen auf einer Laserlichtquelle. Den annähernd parallelen Laserstrahl gilt es, bei der Inbetriebnahme entlang des Oberwerkzeugs auszurichten. Bei der LED-basierten Lösung von PSENvip genügt ein einfaches Anstrahlen des Empfängers entlang des Oberwerkzeugs. Damit reduzieren sich die Zeiten für die

106 Innovation

Erst- und Folgejustage, zum Beispiel bei einem Werkzeugwechsel, auf ein Minimum. Abgesehen von der einfachen Ausrichtung kann LED-Licht im Gegensatz zu Laserstrahlen den Bediener nicht gefärden. Zudem verfügen LEDs über eine wesentlich längere Lebensdauer als Laser.

Zuverlässig auswerten Der kamerabasierte Empfänger erhöht die Effizienz des Gesamtsystems. Der Pilz eigene Kamerachip enthält spezielle Sicherheitsmechanismen. Er scannt den sicherheitsrelevanten Bereich unter dem Oberwerkzeug grossflächig und schnell ab. Aufgrund des LED-basierten Senders und der Softwaretoleranz im Empfänger ist das Schutz- und Messsystem unempfindlich gegenüber Vibrationen und arbeitet bis zu einer Entfernung von 10 m zwischen Sender und Empfänger. Die Folientastatur und das LCDisplay erlauben eine komfortable Bedienung und Diagnose des Systems. Der Bediener erhält Informationen zum Schutzfeld und Systemmeldungen und hat das

gesamte Justagebild im Blick. Die einfache Fehlersuche und die Toleranz des Systems erleichtern das Handling und garantieren eine hohe Verfügbarkeit.

Komplettlösung PSENvip lässt sich in Verbindung mit programmierbaren Steuerungssystemen PSS oder dem multifunktionalen Sicherheitssystem PNOZmulti einsetzen. Installation und Implementierung ins Gesamtsystem der Abkantpresse sind einfach, schnell und bedienerfreundlich. Die Anschlüsse am Sender- und Empfängergehäuse erfolgen nicht anhand von Klemmen, sondern bequem und schnell über M12-Steckverbinder. [pm]

Infos Pilz Industrieelektronik GmbH 5506 Mägenwil 062 889 79 30 pilz@pilz.ch www.pilz.ch

Produktmeldungen

Lichtwellenleiter für EtherCat-Klemmen Das EtherCatI/O-System von Beckhoff wird mit Lichtwellenleiter (LWL)-Komponenten erweitert. Mit dem EtherCat-Koppler EK1501 sowie der Abzweigklemme EK1521 sind flexible Topologien auch mit Glasfasern möglich. Die Entfernung zwischen zwei LWL-Teilnehmern kann bis zu 2 km betragen. Das EtherCat-Klemmensystem von Beckhoff unterstützt alle Topologievarianten: Linie, Ring, Baum und Stern. Mit Standard-Ethernet-Kabel (100BASE-TX) kann die Entfernung zwischen zwei Stationen bis zu 100 m betragen. Mit den Lichtwellenleiter-Modulen ist eine Vernetzung bis 2 km möglich (100BASE-FX). Der LWLKoppler EK1501 verbindet EtherCat mit einer beliebigen Anzahl von EtherCatKlemmen. Die Anbindung

erfolgt über SC-DuplexBuchsen. Über einen zweiten Port ist optional ein weiteres LWL-Modul anschliessbar, ein zusätzlicher Switch wird nicht benötigt. Innerhalb des Klemmenstranges ermöglicht die EtherCat-Klemme EK1501 mit LWL-Interface die Umsetzung auf die Multimode-Glasfaserphysik. Besonders praktisch für die Anlagenverdrahtung ist die Kombination aus Linie und Abzweigen beziehungsweise Stichleitungen. Beckhoff Automation AG 8200 Schaffhausen 052 633 40 40 info@beckhoff.ch www.beckhoff.ch

Präziser Linear-Aktuator Antrimon erweitert seine Linear-Aktuatoren der DoubleStack-Captive-Serie um den Size11 (28 mm Flansch)-Typ. Die Verlängerung des Motors bei gleichem Flanschdurchmesser bewirkt eine Erhöhung der Leistung gegenüber der Standardversion. Der Aktuator eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Beschleunigung und Kraft auf kleinem Bauraum erfordern. Aufgrund einer Antiverdreh-Mechanik bietet der Schrittmotor basierte Aktuator-Möglichkeiten für Anwendungen, bei denen die Integration einer externen Verdrehsicherung (Drehmomentstütze) schwierig oder sogar unmöglich wäre. Der Aktuator hat einen Hubbereich von 12,7 bis 63,5 mm. Die Rotationsbewegung wird durch eine integrierte Kunststoff-

mutter, kombiniert mit einer präzisionsgerollten Trapezgewindespindel, in eine Linearbewegung umgesetzt. Dies garantiert einen ruhigen, wartungsfreien Betrieb mit bis zu einigen Millionen Zyklen. Der Aktuator ist aufgrund verschiedener Spindelsteigungen mit Auflösungen von 0,0032 bis 0,0508 mm pro Vollschritt lieferbar. Die Kraft ist zur Gewährleistung einer hohen Lebensdauer auf 133 N limitiert.

Antrimon AG 5630 Muri/AG 056 675 40 30 info@antrimon.ch www.antrimon.ch

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Innovation

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Highlight

Der Flachmann unter den Industrierechnern Der kompakte Industrie-PC COMPACT6-1A von Syslogic auf PC/104 Basis ist passiv gekühlt und verfüg über keine rotierenden Teile. Dank einem erhöhten EMV-Schutz und den Betriebstemperaturen von –0 bis +55° C eignet er sich für raue Umgebungen. Der mit 500 MHz getaktete x86-Prozessor unterstütz alle gängigen Betriebssysteme.

Für den Service gerüstet Für Datenspeicher stehen sowohl ein CompactFlash-Sockel als auch eine Stiftleiste für USB Drive-Module zur Verfügung. Beide Speicherlösungen können mechanisch verriegelt werden. Ein HEXDrehschalter ermöglicht es, kundenspezifische Eingriffe vorzukonfigurieren, um zum Beispiel im Servicefall auf einen gewünschten Modus umschalten zu können. Dieser Schalter ist, wie auch das CompactFlash und die Stützbatterie, über einen Servicedeckel zugänglich.

Temperatur überwachen

Der Industrie-PC Compact-SL von Syslogic ist kompakt, robust und passiv gekühlt.

E in Flachmann wird üblicherweise durch die schmale Bauform, die robuste Hülle aus gebürstetem Chromstahl und vor allem durch den hochwertigen Inhalt charakterisiert. Nicht anders beim neuen, 228,6 x 29,5 x 127,1 mm grossen Compact-SLRechner aus dem Hause Syslogic. Der IPC/COMPACT6-1A erlaubt dank geringer Temperaturentwicklung Betriebstemperaturen von 0 bis 55° C. Ein x86-Prozessor mit 500 MHz Taktfrequenz sorgt für genügend Leistung bei niedriger Stromaufnahme, sodass keine aktive Kühlung der Einheit notwendig ist. Die 512 MByte DDR-SDRAM-Bausteine sind direkt auf dem Board gelötet, um den hohen Anforderungen be-

108 Innovation

züglich Schock und Vibration standhalten zu können.

Anschlüsse in Reih und Glied Für die Kommunikation mit anderen Peripherien stehen je zwei Ethernet sowie RS232 und vier USB Anschlüsse zur Verfügung. Alle Schnittstellen, wie auch die nominale Speisung von 24 VDC und der VGA-Anschluss, sind einseitig herausgeführt. Optional kann das Gerät mit zwei isolierten CAN-Schnittstellen bestückt werden. Die zwei RS232-Schnittstellen können bei Bedarf auf RS485-Schnittstellen umgestellt werden. Die Standard-Speisung kann auf Wunsch durch eine isolierte Speisung ersetzt werden.

Der Real Time Clock, Watchdog sowie der Chip zur Temperaturüberwachung können durch den Anwender in die Applikation eingebunden werden. Dank der Standard x86-Architektur sind alle in der Industrie gängigen Betriebssysteme, wie zum Beispiel Windows CE, Windows XPe, Linux und VxWorks, auf dem Rechner lauffähig. Eine erste Serie steht für die Evaluationen zur Verfügung. Grössere Stückzahlen werden im dritten Quartal dieses Jahres verfügbar sein. [pm]

Infos Syslogic Datentechnik AG 5405 Baden-Dättwil 056 200 90 40 info@syslogic.ch www.syslogic.com

Gleitschleifen in neuer Dimension Mit dem Flow-Finisher hat RĂśsler eine Gleitschliffanlage entwickelt, die sich durch hohe Leistung, maxi- Entwickelt wurde der Flow-Finisher fĂźr das male Flexibi- Entgraten, Schleifen, Verrunden, Polieren, Reinigen und Entfetten von kleinen, flĂ¤chigen bis litĂ¤t, mini- hin zu grĂśsseren WerkstĂźcken. Dabei spielen malen Platz- Geometrie und Material kaum eine Rolle. bedarf und einfache Automatisierbar- kleinen und flĂ¤chigen bis hin zu grĂśsseren WerkstĂźkeit auszeichnet. Immer kĂźrzere Produktle- cken jeder Geometrie und benszyklen und zunehmen- aller Materialien eingesetzt de Variantenvielfalt bei werden. steigendem Kostendruck erfordern auch beim Gleitschleifen innovative LĂśsun- RĂśsler Schweiz AG gen. Der Flow-Finisher kann 5054 Kirchleerau fĂźr das Entgraten, Schlei- 062 739 55 00 fen, Verrunden, Polieren, roeslerag@roeslerag.ch Reinigen und Entfetten von www.roeslerag.ch

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Innovation

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Produktmeldungen

Schnelle und deterministische I/O-Klemmen Das EtherCat-Klemmensystem von Beckhoff bietet einen umfangreichen I/O-Baukasten für ein breites Feld von Anwendungen. Das EtherCat-Protokoll bleibt bis in jede einzelne I/O-Klemme erhalten und ermöglicht so einen hohen Datendurchsatz sowie eine Synchronisierung der Distributed-Clocks mit einem Jitter deutlich kleiner 1 Mikrosekunde. Um hohen Performanceanforderungen zu genügen, wurde das System um die XFC-Klemmen, beispielsweise für die Oversamplingoder TimeStamp-Technologie, erweitert. XFC (eXtreme Fast Control Technology) bringt sowohl für High-End- als auch für Standardmaschinen Per-

formance- und Effizienzgewinne. XFC steht für eine Steuerungstechnologie, die sehr schnelle und deterministische Reaktionen ermöglicht. Zu ihrer Umsetzung bedarf es der durchgängigen Unterstützung aller an der Steuerung beteiligten Hard- und Softwarekomponenten: EtherCat als Feldbus, EtherCat-Klemmen als I/O-System, IPCs als Hardwareplattform und TwinCat als überlagerte Software. XFC-EtherCatKlemmen mit Time-Stamp latchen die exakte Systemzeit, zu der Flankenwechsel auftreten. Ebenso kann die Ausgabe von digitalen Werten zu exakt vorher bestimmten Zeiten durchgeführt werden. Klemmen mit

Oversampling ermöglichen eine zeitlich deutlich höher aufgelöste Istwerterfassung oder Sollwertausgabe als die Kommunikationszykluszeit. Fast I/O wird von digitalen EtherCat-Klemmen mit sehr kurzen Eingangsverzögerungen beziehungs-

weise Schaltzeiten kleiner 1 Mikrosekunde unterstützt.

Beckhoff Automation AG 8200 Schaffhausen 052 633 40 40 info@beckhoff.ch www.beckhoff.ch

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110 Innovation

5.6.2008 8:53:18 Uhr

Produktmeldungen

Bewegungen einfach automatisieren Mit IndraMotion for Packaging reduziert Rexroth den Engineeringaufwand bei der Automatisierung von Verpackungsmaschinen. Zudem wird die Systemlösung um eine neue Generation Servoantriebe im unteren Leistungsbereich von 50 W bis 3,5 kW sowie um PC-basierte Steuerungshardware ergänzt. Die implementierte Funktion Rexroth FlexProfile vereinfacht das Engineering von Bewegungsabläufen in Verpackungsmaschinen. Der Anwender kann zu hundert Prozent auf vordefinierte Parameter zurückgreifen und spart sich damit den Aufwand, der mit klassischer Programmierung verbunden ist. Mit FlexProfile können prozessabhängig adaptive Kurvenscheiben realisiert sowie achsübergreifend Bewegungsab-

schnitte verknüpft werden. Damit bleiben bei Parameteränderung die zuvor definierten Abhängigkeiten erhalten und Produkt- oder Formatumstellungen können einfach und schnell realisiert werden. IndraDrive Cs verfügt über umfangreiche Ethernet-basierte Kommunikationsschnittstellen und trägt mit einer multiprotokollfähigen Kommunikations-Hardware den gestiegenen Anforderungen nach Offenheit und Durchgängigkeit Rechnung. Bosch Rexroth Schweiz AG 8863 Buttikon 055 464 61 11 info@boschrexroth.ch www.boschrexroth.ch

Kompakte Anzeige mit Touch Die Gefran GF-Vedo-Anzeige bietet zusammen mit den I/O- Baugruppen der GilogikII SPS vielseitige Anwendungsmöglickeiten. Die Anzeige hat eine Grösse von 3,5 Zoll und eine Auflösung von 320 x 240 Bildpunkten. Die brillanten Farben, hoher Kontrast und Helligkeit sorgen für eine sehr gute Lesbarkeit. Der Touchbildschirm ermöglicht ein intuitives Bedienen. Sechs Funktionstasten unterhalb des Displays erlauben direkten Zugriff auf wichtige Bildschirmseiten. Das Frontrahmenmass von 96 x 96 mm ermöglicht den Einbau in jeden DIN-Ausschnitt. Programmiert wird die SPS mit OPENpcs, IEC 61131-3-konform. Die Visualisierung erfolgt objektorientiert in Java. Auf der Rückseite lassen sich bis zu vier I/O-Karten montieren. Somit können Norm-, Binär- und Temperatursignale, sowie Zählimpulse verarbeitet werden. Alternativ lassen sich die I/O-Bau-

gruppen auch mittels Gateway anschliessen. Somit steht ein 48 mm tiefes HMI zur Verfügung. Das GFVedo eignet sich auch zur Realisierung einer Mehrkanalregelung. Hierfür können Gefran GFX4-Hardwareregler über RS485 angeschlossen werden. Über Webbrowser und Ethernet hat der Bediener Zugriff auf die Visualisierung oder Fernwartung. USB Port und RS485 bieten weitere Möglichkeiten der Kommunikation. Gefran Suisse SA 9245 Oberbüren 071 955 40 20 office@gefran.ch www.gefran.com

Innovation

111

Impressum

Impressum Extra Innovation ist integrierter Bestandteil von MegaLink Precision und technica der jeweiligen Ausgaben 7-08

Verlag AZ Fachverlage AG, Neumattstrasse 1 5001 Aarau, Tel. 058 200 5650 Fax 058 200 5661, www.az-verlag.ch Leitung: Karen Heidl Marketing: Jürg Rykart

Auflage 26100 Exemplare

Redaktion MegaLink Precison, technica, Neumattstrasse 1, 5001 Aarau Martin Gysi, 058 200 5629 martin.gysi@technica-online.ch [mg] Matthias Böhm, 058 200 5630 matthias.boehm@ technica-online.ch [mb] Patrick Müller, 058 200 5659 patrick.mueller@megalink.ch [pm]

Firmen in dieser Ausgabe 3M (Schweiz) AG

maxon motor ag

4. US

ABB Schweiz AG

Muller Machines SA

Antrimon AG

National Instruments

AxNum AG

Norman Data Defense Sys. 100

B&R Industrie-Autom. AG

Novoplast AG

Bachmann Electronic

NTB

Baumer Electric AG

Omni Ray AG

105

Beckhoff Automation AG

Omron Electronics AG

Bosch Rexroth Schweiz AG

PHOENIX CONTACT AG

Boschert GmbH + Co. KG

101

Phoenix Mecano

19 2

Bürkert-Contromatic AG 3. US

Plica AG

105

BVC Vakuumtechnik AG

Ringspann AG

CemeCon AG

Rittal AG

CL-Electronics GmbH

Rösler Schweiz AG

CODEX

Rotronic AG

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CONNEX AG

Saia-Burgess Controls AG

DELO

Sandvik AG

Anzeigen

Dihart AG

SERVAX AG

Willi Dennler, 058 200 5643 Christine Gehrig, 056 631 2220 Thorsten Krüger, 058 200 5632 Peter Spycher, 058 200 5631

EBV

ServiceNet AG

EHT Werkzeugmaschinen

Servotronic AG

SHL AG

Administration

Festo AG

Siemens Product Lifecycle

Verena Müller, 058 200 5642

FHS St. Gallen

SKF (Schweiz)

Produktion/Layout

Fritz Studer AG

Spectra (Schweiz) AG

Ursula Urech, Bernhard Kettner

GE Fanuc CNC Europe S.A.

Suvema AG

Drucktechnische Herstellung

Gebr. Bräm AG

Systronics AG

Vogt-Schild Druck AG, Gutenbergstr. 1 4552 Derendingen, www.vsdruck.ch

Gebrüder Gysi AG

Telion AG

Gefran Suisse SA

The Math Works GmbH

Erscheinung, Abonnement

ID-Systems AG

TORNOS SA

igus Schweiz GmbH

Triag AG

Jakob Keller AG

WAGO Contact SA

Kisling AG

Walter (Schweiz) AG

Komax Systems AG

Wenk AG

KVT AG

Lastech AG

Maagtechnic

MegaLink Precision erscheint 12 x jährlich, Abopreis Fr. 85.– (inkl. 2,4% Mehrwertsteuer) Technica erscheint 12 x jährlich, Abopreis Fr. 95.– (inkl. 2,4% MwSt) Beatrice Gmünder, 058 200 55 70 abo@technica-online.ch www.megalink-precision.ch www.technica-online.ch www.marktspiegel.ch

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Fabrimex Systems

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