Die vier Synchronantriebe der Baureihe HBI sind Drehstromsysteme mit integrierter Regelelektronik für 24/48 Volt DC. (Bild: Engel)

Angesichts der Komplexität der Anforderungen holten sich die Witte-Entwicklungsingenieure zwei externe Spezialisten mit ins Boot. Während sie auf dem Gebiet der Elektro- und Steuerungstechnik das Know-how des Lüneburger Unternehmens GEM abriefen, wandten sie sich für die antriebstechnischen Fragestellungen an Engel Elektroantriebe mit Firmensitz in Walluf bei Wiesbaden.

Hohe Drehmomente präzise abrufbar

Engel zählt zu den führenden mittelständischen Entwicklern und Herstellern von Komponenten und Systemen der elektrischen Antriebstechnik für industrielle Anwendungen. Dabei konzentrierte sich das Interesse des Konstruktionsteams von Witte von Beginn vor allem auf die Baureihe HBI. Denn die hier zusammengefassten vier Synchronantriebe sind leistungsstarke Drehstromsysteme mit integrierter Regelelektronik für 24/48 Volt DC, die eine Kleinspannungslösung für dezentrale Ein- und Mehrachsen-Anwendungen zum Fördern, Transportieren und Positionieren sind. „Zu den Vorteilen unserer HBIs gehört eine hochauflösende Winkelerfassung mit linearem Hallsensor-System, was diese Komplettsysteme zu einer hochdynamischen und sehr präzise regelbaren Antriebslösung mit gleichmäßiger Drehmomententwicklung macht“, betont Thomas Preußer, geschäftsführender Gesellschafter von Engel. Hinzu kommt: Diese integrierten Antriebe mit ihrem kompakten Design eignen sich gut für Konstruktionen, die nur wenig Platz lassen für den Einbau von Motoren. Ein Aspekt, der gerade für die Integration in das Fahrwerk der nur etwa 300 Millimeter flachen Sandwichplatten von Bedeutung war.

Wer sich die Sandwichplatte von unten anschaut, erkennt, wie sich die HBI-Motoren aufgrund ihres kompakten Designs in die Konstruktion des Antriebsaggregats einfügen. (Bild: Engel/Witte)

Allein angesichts der 4,5 Tonnen Eigengewicht der neuen Schwerlast-Sandwichplatten erschienen den Konstrukteuren von Witte insbesondere die HBI-Antriebe der oberen Leistungsklassen passend für die Aufgabe der Mobilisierung. Die Entscheidung fiel schließlich auf eines der Flaggschiffe dieser Baureihe: Den HBI3790 in der 48-Volt-Ausführung. Bei Drehzahlen von bis zu 4000 Umdrehungen pro Minute erreicht das System Drehmomente von 3,1 Newtonmeter und stellt bis zu 485 Watt bereit. Das Fahrwerk der tonnenschweren Sandwichplatten ist eine recht komplexe Angelegenheit, bei der sich mehrere – voneinander unabhängige – Antriebs- und Lenkrollen die Arbeit teilen. Für das Vorankommen sorgen zwei Duplex-Antriebe, in denen jeweils zwei HBI-Motoren über Zahnriemen zwei Schwerlastrollen antreiben, während acht Lenkrollen-Module, bestehend aus 360-Grad-Drehelementen mit jeweils drei Schwerlast-Doppelrollen, die hohe Beweglichkeit der SWPL sicherstellen. Am Zielort angekommen, werden Fahrwerk und Duplex-Antriebe ins Innere der Platte eingefahren und die SWPL wird auf ihren Stellfüßen abgesetzt. Die Energieversorgung der Antriebe erfolgt über leistungsstarke Akkus, die immer dann geladen werden, wenn die Sandwichplatte steht – also meist während des Messvorgangs.

Kommunikation über CAN-Bus

Manövriert und navigiert wird die Sandwichplatte durch das präzise Zusammenspiel der vier HBI-Rollenantriebe und acht Lenkrollen-Einheiten. Wie das geschieht, ist Sache der Steuerung, die mit der integrierten Regelelektronik der HBI-Antriebe direkt über CANopenkommuniziert. Für die Programmierung und Bedienung der Steuerung hat die Sandwichplatte an der hinteren Stirnseite – hier steht oder läuft der Anwender –ein vierfarbiges, schwenkbares Touch-Screen-Panel und ein Tastenfeld. Hier befindet sich auch ein Monitor, der sein Bewegtbild von einer in die vordere Stirnseite eingebauten Kamera bezieht. In der Praxis fernsteuert der Anwender die SWPL inklusive ihres Aufbaus über eine handliche Konsole. Die verwindungsfreie Konstruktion und die statische Stabilität der SWPL gewährleisten ihrerseits, dass alle Werkstücke und Vorrichtungen sicher ihre Fixierung halten und die folgenden Bearbeitungsschritte – etwa die 3D-Vermessung – mit maximaler Präzision durchgeführt werden können. Und damit den wertvollen Aufbauten auf dem Transportweg auch wirklich nichts passieren kann, überwachen sechs Safety Laser Scanner mit fahrrichtungsabhängigen Warn- und Schutzfeldern permanent alle Bewegungen der Sandwichplatte. Sechs Not-Aus-Schalter gehören außerdem zum Sicherheitskonzept der SWPL.

Mit ihrer Performance und ihrem kompakten Design leisten die integrierten Antriebsysteme der Baureihe HBI von Engel ihren Beitrag für die Effizienz und Prozesssicherheit der neuen mobilen Sandwichplatte von Witte. Dabei ist es vor allem ihre technologische Symbiose aus präziser Regelbarkeit, hoher Verfahrgenauigkeit und dynamisch abrufbarer Kraft, mit der die Synchronantriebe diesem außergewöhnlichen Schwerlast-Spannsystem eine präzise umsetzbare Mobilität verleihen. as