modulare Baukasten, Bild: ebm-papst

Der modulare Baukasten von EBM-Papst enthält im Wesentlichen fünf Elemente: Motor, Getriebe, Elektronik, Bremse und Geber. Über 4.000 Antriebsvarianten sind derzeit hinterlegt. Bild: ebm-papst

Überall dort, wo etwas gedreht, geregelt oder positioniert werden muss, finden sich Klein- und Kompaktmotoren. Dass dabei kaum noch Produkte von der Stange kommen, zeigen allein schon die Anwendungsbereiche. „Wir bedienen alle denkbaren Branchen, beginnend von der Medizintechnik, Intralogistik, Access Control, Maschinenbau – darunter fallen zum Beispiel Schranken, Zutrittssysteme, Operationstische oder fahrerlose Transportsysteme – bis hin zur industriellen Automatisierung und der Automobilindustrie“, berichtet Johannes Moosmann, Director Business Unit Industrial Drive Technology bei EBM-Papst. „Unsere Kunden fragen immer mehr nach individuellen, kompakten und leistungsstarken Komplettlösungen. Je kleiner und leistungsfähiger die Motoren werden, desto größer wird auch deren Einsatzbereich.“

„Nachhaltigkeit und Effizienz sind für uns kein reiner Selbstzweck. Denn technisch gesehen kann man noch effizientere Motoren anbieten, aber da geht schnell die Kostenspirale schnell nach oben. Wir bieten unseren Kunden lieber Produkte mit höchster Effizienz zu wirtschaftlichen Preisen.“

Johannes Moosmann, Director Business Unit Industrial Drive Technology bei EBM-Papst

Damit man kundenspezifische Lösungen in geringen Stückzahlen auch wirtschaftlich fertigen kann, entwickelte EBM-Papst einen Antriebsbaukasten mit vorentwickelten und vorqualifizierten Motoren, Elektronikkomponenten und Getrieben. Abgerundet wird der Baukasten durch verschiedene Geber- und Bremsmodule. Mit den Modulen des Baukastens könne man bereits einen Großteil aller Kundenanforderungen abdecken. Aber vor allem sei es möglich, mit individuellen Lösungen ohne hohen Entwicklungsaufwand schnell in Serie zu gehen, so Moosmann. „Auf den geringen Anteil an Anforderungen, die der Baukasten für einzelne Kunden nicht abdeckt, können wir uns dann voll konzentrieren, sind dadurch schneller und müssen nicht jedes Mal das komplette Antriebssystem neu entwickeln“, erläutert Moosmann. Natürlich könnte man auch Kleinstserien additiv fertigen. Doch bisher blieb es meist bei Entwicklungsmustern. Für höhere Stückzahlen ist das Verfahren derzeit nicht wirtschaftlich. Vorstellbar ist für Moosmann allerdings, dass sich das Verfahren bei spezifischen Kundenanforderungen in kleinen Stückzahlen rechnet, beispielsweise wenn ein spezieller Flansch für einen Antrieb benötigt wird.

Anforderungen schnell und wirtschaftlich umsetzen

Modulare Motorbaureihen sind auch bei Maxon Motor ein zentrales Thema. „Es bringt uns die notwendige Flexibilität, um Kundenanforderungen schnell und wirtschaftlich umzusetzen“, betont Dr. Urs Kafader, Leiter der technischen Ausbildung bei Maxon Motor. Das Unternehmen legte mit der Entwicklung seiner Serie ECX Speed besonderen Wert auf hohe Drehzahlen und mit der Motorfamilie EC-i Wert auf hohe Drehmomente. Gegenüber älteren Motorkonzepten konnte gleichzeitig die Robustheit der Motoren durch vermehrten Einsatz von lasergeschweißten Verbindungen erhöht werden. Mit der Gleichteilstrategie und einem breiten Modifikationsspektrum, kombiniert mit diversen Getrieben und Istwert-Gebern sowie verschiedenen Baugruppen zur Leistungs- und/oder Kostenoptimierung, kann so fast jeder Kundenwunsch erfüllt werden. Gerade im Bereich Encoder sind mit dem Easy und dem RIO laut Kafader sehr kompakte und mechanisch extrem robuste, inkrementelle Geber mit programmierbarer Auflösung entstanden. Der optische RIO-Encoder hat eine Auflösung von bis zu 32.000 Impulsen pro Umdrehung. Den Easy-Encoder gibt es auch als Single-Turn Absolutwertgeber.

Kleiner und leistungsfähiger

Ein starker Trend geht inzwischen zur Miniaturisierung von Antrieben. Gerade die kompakten Lösungen sind es, die viele Anwender bevorzugen. Dabei bezieht sich kompakt keinesfalls auf einen kleineren Motor, sondern auf kompakte Lösungen aus Elektronik, Motor und Getriebe. Unterstützt wird die Miniaturisierung durch den Einsatz von modernen Magnetwerkstoffen wie zum Beispiel Legierungen aus Seltenen Erden. Mit Permanentmagneten aus Neodym-Eisen-Bor können Leistungswerte erreicht werden, die bis zu 40 Prozent über den höchsten, bisher bekannten und verwendeten Seltenerdmagneten liegen, schreibt der Hersteller ThyssenKrupp Magnettechnik in einer Pressemitteilung vom Juni 2018. Dadurch werden sowohl neue technische Lösungen als auch eine Reduzierung des Magnetmaterialeinsatzes bei gleicher Leistung des Systems erreicht und nicht zuletzt die Möglichkeit der Miniaturisierung des gesamten Systems. Im Gegensatz zu Magneten aus Samarium-Cobalt sind die Rohstoffe für NdFeB-Magnete aufgrund größerer Verfügbarkeit bedeutend günstiger, da der Anteil von Neodym in Seltenerdmetallerzen um ein Vielfaches höher ist als der von Samarium.

m850 Servo-Synchronmotoren, Bild: Lenze
Mit den neuen m850 Servo-Synchronmotoren hat Lenze sein Portfolio um Motoren mit mittlerer Dynamik im oberen Leistungsbereich erweitert. Die m850-Reihe ist sehr kompakt, einfach zu regeln und zeichnet sich durch optimale Rundlaufeigenschaften aus. Damit sind die Servo-Synchronmotoren besonders für Positionieraufgaben geeignet, wie zum Beispiel in der Robotik, in der Verpackungstechnik oder in der Handhabungstechnik. Bild: Lenze

 „Wir haben unsere Motoren schon vor Jahren optimiert und dadurch die eingesetzte Menge an Neodym und Dysprosium deutlich reduziert“, erklärt Johannes Moosmann. Um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, vergrößert EBM-Papst inzwischen seine Lieferantenbasis. Ganz auf diese Materialien zu verzichten, sei keine Lösung, da man sonst die Produktvorteile in Bezug auf Effizienz und Kompaktheit verlieren würde. Auch andere Hersteller wie Maxon Motor rüsten ihre Motoren mehrheitlich mit Neodym-Eisen-Bor-Magneten aus. Dies gilt insbesondere für die neuen Motor-Serien. „Neuere mehrpolige Rotorkonzepte erlauben es, das Magnetmaterial effizient einzusetzen“, verdeutlicht Urs Kafader.