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Elektrische Antriebstechnik: Smarte Elektronik im Schwerlasteinsatz

Elektrische Antriebstechnik
Smarte Elektronik im Schwerlasteinsatz

Die elektrischen Abschaltschrauber von Alki Technik werden besonders in rauen Umgebungen eingesetzt. Ein sensorloser Synchronmotor mit integrierter, smarter Elektronik von Wittenstein liefert die geforderte Antriebsleistung.

Die elektrischen Abschaltschrauber des Herstellers von Schwerlast-Schraubwerkzeugen, Alki Technik, kommen in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz: auf Baustellen, in der Montage oder der Produktion. Sie sind laut Herstellerangaben ideal, wenn bei großen Kräften hohe Arbeitsgeschwindigkeiten mit hoher Präzision oder einer Vielzahl von Schraubfällen gefragt sind.
Im Zuge dieser Nachfrage wollte das Ingolstädter Unternehmen sein Produktsortiment um ein Schraubsystem für Drehmomente bis 10 000 Nm erweitern. Dieses sollte neue Betriebsarten für noch komplexere Schraubvorgänge ermöglichen sowie mehr steuerungs- und kommunikationstechnische Intelligenz bieten, um beispielsweise Schraubprozesse besser überwachen und dokumentieren zu können. Zudem sollte eine Bedienerschnittstelle mit Display-und Tastaturansteuerung integriert sein, die mithilfe von Datenlogging, Bluetooth-Übertragung und Messdatenauswertung per Smartphone oder Tablet-PC grundlegende Anforderungen für den Einsatz im Umfeld von Industrie 4.0 erfüllt.
Antriebssystem vereint Elektronik und Motor
„Dafür musste ein neu konzipiertes Antriebssystem her“, erklärt Alexander Kipfelsberger, Geschäftsführer und Eigentümer von Alki Technik. Gemeinsam mit dem Kunden hat Wittenstein Cyber Motor einen sensorlosen Synchronmotor mit integrierter smarter Elektronik entwickelt. Der Motor ist in einem integrations- und servicefreundlichen, zylindrischen Hülsengehäuse untergebracht. Zu den Besonderheiten dieses Antriebssystems zählt, dass es im Stillstand mit dem maximalen Drehmoment sensorlos positionieren kann. „Dadurch ist der Schrauber deutlich bedien- und wartungsfreundlicher geworden“, erklärt Kipfelsberger. „Bei der Neu-Inbetriebnahme ist kein Abgleich des Geber-Offsets mehr erforderlich, denn der Kommutierungswinkel wird jetzt elektronisch ermittelt.“ Durch den Verzicht auf einen Winkellagengeber im Motor, konnten die Entwickler sowohl das Netzteil als auch die Elektronik im Bauraum unterbringen. Die Spannungsversorgung deckt einen Eingangsbereich von 110 bis 230 V (AC) ab. Dadurch können die Schraubsysteme direkt an jeder weltweit üblichen Eingangsspannung betrieben werden und netzbedingte Strom- und Spannungsspitzen, die immer wieder zu Ausfällen führen konnten, werden durch das Netzteil kompensiert.
Die integrierte Elektronik basiert auf der modularen Elektronikplattform von Wittenstein. Im Motor sind langfristig verfügbare Komponenten verbaut, heißt es. Mithilfe aktueller Prozessortechnik kann das System nun von vormals analoger auf eine digitale Regelung umsteigen. Dadurch kann der Anwender seine Abschaltschrauber mit verschiedenen Schutz- und Überwachungsfunktionalitäten ausstatten. Hinzu kommt ein verbessertes Regelverhalten, das eine höhere Wiederholgenauigkeit ermöglicht. „Nun wird es einfacher, flexibler und günstiger, bei Bedarf Synchronschraubfälle zu realisieren, in denen mehrere Schrauber gleichzeitig genau synchron betrieben werden können“, erläutert Kipfelsberger. „Da die Schraubsysteme die jeweiligen Drehmomente und Drehwinkel per Datalogging erfassen und speichern, können wir diese extreme Wiederholgenauigkeit jederzeit dokumentieren“, betont er.
Des Weiteren könne mithilfe des neuen Antriebssystems der individualisierte Leistungsumfang der Schraubsysteme flexibler gestaltet werden: Der Hersteller kann komplexe Schraubvorgänge regelungstechnisch in bis zu sieben Betriebsarten abbilden. „Beim Schrauben wird zunächst ein genaues Drehmoment erzeugt und anschließend um einen vorgegebenen Drehwinkel weitergedreht“, sagt der Geschäftsführer. Jedem Schrauber können individuelle verschiedene Betriebsarten zugewiesen werden. So ist es etwa auch möglich, gemessene Lastdaten der Abschaltschrauber, wie Drehmomente, vor Ort abzufragen, auszuwerten und später an zentraler Stelle nachvollziehbar zu dokumentieren. Durch die integrierte Benutzerschnittstelle mit Display- und Tastaturansteuerung und der Bluetooth-Funktionalität erleichtern sich auch Service- und Instandsetzungsarbeiten: „Unsere weltweiten Händler werden defekte Schraubsysteme künftig nicht mehr in unser Werk schicken müssen, sondern können in den meisten Fällen per Plug-and-play vor Ort reparieren, austauschen und programmieren. Das ist kosteneffizienter, geht schneller und ist somit im Interesse der Anwender“, freut sich Kipfelsberger.
Patrick Rommel, Technischer Vertrieb, Wittenstein Cyber Motor, Igersheim

Der Anwender
Seit 1984 entwickelt und produziert Alki Technik aus Ingolstadt Schraubwerkzeuge für den professionellen Einsatz in verschiedenen Bereichen der Industrie. Unter dem Markennamen Alkitronic führt der Hersteller manuelle, pneumatische, hydraulische und elektrische Schraubsysteme für den Schwerlasteinsatz. Mit den Produkten sowie seinem Service- und Vertriebsnetzwerk ist das familiengeführte Unternehmen weltweit in etwa 40 Ländern präsent.


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