Premiere bei der PROWIN A+W Automationstechnik GmbH

Jedes Jahr bildet die PROWIN A+W Automationstechnik GmbH mehrere Duale Student:innen aus, die ihre akademische Laufbahn mit einer Bachelorarbeit beenden. Die Betreuung einer Masterarbeit war für das Unternehmen allerdings eine Premiere.
Die beiden Maschinenbau-Studenten Lucas Kronawitter und Robert Zitzelsberger starteten ihre berufliche Karriere während des Studiums bei PROWIN A+W. Beide absolvierten bereits Ihre Bachelorarbeit im Unternehmen und standen nun kurz vor dem Abschluss zum Master of Engineering. Letzte Hürde: Die Masterarbeit.

Von Anfang an wurden die Studenten von Ihren Mentoren betreut und so entwickelten sie ein geeignetes Thema. Dieses war so umfangreich und komplex, dass sich beide Arbeiten mit der Umsetzung beschäftigten:

Entwicklung einer Sicherheitskupplung

Davon hat man in der Branche bereits gehört –  wenn es um maschinensicherheitstechnische Applikationen geht.
Derartige, bereits am Markt erhältliche Sicherheitskupplungen begrenzen das Antriebsdrehmoment oft über Sollbruchstellen, Rutsch- oder Rastmechanismen. Da es sich um direkt im Kontakt stehende, drehende Komponenten handelt, sind Blockade, Festfressen oder ähnliche ungewollte Abschaltverhalten im Fehlerfall nicht vollständig ausgeschlossen. Somit sind solche Kupplungen sicherheitstechnisch zwar für Maschinen-Applikationen bestens geeignet, aber nicht für den Personenschutz zugelassen und verfügen somit über keine CE-Zertifizierung.

Die Industrie 4.0 verändert den Markt

Mensch und Maschine arbeiten miteinander vernetzt – ja sogar Seite an Seite. Das stellt das Thema Arbeitssicherheit vor ganz neue Herausforderungen. Maschinenapplikationen müssen nicht nur fehlerfrei funktionieren, sondern auch personensicher sein.

CE-Zertifizierung für Personenschutzanwendungen

Ziel dieses Projekts ist es, eine eigens für den Einsatz in handbedienten Maschinen- und Anlagenbereichen konzipierte, magnetische Sicherheitskupplung für Personenschutzanwendungen zu entwickeln. Gleichzeitig soll die Grundlagen zur CE-Zertifizierung und Vermarktung als firmeneigenes Serienprodukt der Firma PROWIN A+W Automationstechnik GmbH geschaffen werdenv.

How it works

In vielen Montageanlagen von PROWIN A+W finden Schnittstellen zwischen manueller Handarbeit durch Bedienpersonal und vollautomatisierten, maschinellen Prozessen Anwendung. Diese Schnittstellen finden sich in Anlagen oft in Form von Handarbeitsplätzen, Sichtprüfplätzen oder Handbeladestationen wieder.

In vielen Fällen werden diese Anlagenteile z.B. als Rundtakttisch ausgeführt, durch deren Drehbarkeit Bauteile etwa zur Sichtprüfung oder für Handmontageschritte aus der Anlage herausgeschwenkt werden können. Aber auch bei anderen Applikationen, wie Schwenkantrieben von Werkstückträgern oder motorisiert unterstützten Handhabungsgeräten ohne rotatorischem, sondern linearem Endantrieb kommen sich Menschen als Bedienpersonal und Maschinen als Unterstützung sehr nahe.

Da es sich hierbei um für Personen zugängliche, bewegliche Maschinen- oder Anlagenteile handelt, ist es wichtig, dass diese eine Eigensicherheit aufweisen. Gefährdungen oder Verletzungen, die aus Unachtsamkeit, Fehlfunktion oder ungewollten Bewegungen bei der Bedienung entstehen können müssen vermieden werden.

Diese Eigensicherheit kann als maximal zulässige Kraft- oder Energieeinwirkung auf den Menschen an der Gefahrenstelle des Anlagenteils umgesetzt werden. Da der Großteil aller mechanischen Rotations- oder Linearendantriebe einen Elektromotor als Antrieb verwendet, kann die maximal zulässige Kraft- oder Energie am Endantrieb bereits direkt am Antriebsmotor durch Begrenzung des Antriebsdrehmoments bzw. der Antriebsdrehzahl eingeschränkt werden.

Im Rahmen des Master-Projekts wurde eine Sicherheitskupplung mit magnetischer Drehmomentübertragung, vom Funktionsprinzip aus der Chemieindustrie stammend als ein mögliches Serienprodukt CE-Zertifizierung entwickelt, das durch ein Baukastenprinzip auf einen geforderten Anwendungsfall flexibel angewendet werden kann. Die Besonderheit an solch einer magnetischen Sicherheitskupplung ist, dass die Drehmomentübertragung zwischen Eingangs- und Ausgangswelle mechanisch völlig voneinander getrennt erfolgt und somit Bruch oder Bauteilversagen einer Kupplungshälfte nicht zu einer ungewollten Blockade oder permanenten Verbindung des Antriebs führen.

„Irgendwann soll die Kupplung dann in Serie gehen und in PROWIN A+W Montageanlagen sowie in Montageanlagen von anderen Herstellern eingesetzt werden und so industrielle Antriebe wieder ein Stück sicherer machen“

Siegfried Anetseder,
Geschäftsführer PROWIN A+W Automationstechnik GmbH

1,0 – eine Glanzleistung

Das umfangreiche und komplexe Projekt wurde auf zwei separate Masterarbeiten aufgeteilt und verhilft somit zwei Absolventen gleichzeitig zum Master-Abschluss – und das mit Bravour. Beide Arbeiten wurden mit 1,0 ausgezeichnet und setzen gleichzeitig einen Meilenstein für weitere interessante Projekte bei PROWIN A+W.

Als nächstes arbeitet der angehende Wirtschaftsingenieur Johannes Knollmüller an einem Serienprüfstand für die Kupplung sowie an einer Optimierung der Wärmeentwicklung am Gehäuse.