Inhaltsverzeichnis
1. Vorsichtige Weiterentwicklung der Sicherheitskomponente Bremse
2. Verdrängt die Rückspeisung mit E-Motoren die Bremse?
3. Die Aufgabe von Energiesparbremsen
4. Die Permanentmagnetbremse Combiperm P2 im Detail
5. Realisierung kundenspezifischer Bremsen
6. KEB Automation und der Markt
7. KEB Automation und die Lieferkette
Vorsichtige Weiterentwicklung der Sicherheitskomponente Bremse
KEM Konstruktion|Automation: Lassen Sie uns das Thema Bremsen näher unter die Lupe nehmen. Kann es bei Bremsen, zumindest mit Blick auf den mechanischen Teil, noch Innovationen geben – oder handelt es sich inzwischen um ‚ausentwickelte‘ Komponenten?
Matthias Kreinjobst (KEB Automation): Unsere Branche ist sehr traditionell aufgestellt und gerade bei Bremsen reden wir über Sicherheitskomponenten. Daher gibt es gegenüber Veränderungen eine gewisse Zurückhaltung beziehungsweise Vorsicht. Das macht Innovationen nicht unmöglich, aber gerade, weil es sich bei Bremsen um relativ ausentwickelte Produkte handelt, sind diese Innovationssprünge eher selten. Das heißt, vorwiegend sehen wir eine kontinuierliche Weiterentwicklung und Verbesserung von Produkten am Markt. KEB hat in den letzten zwei Jahren zwei neue Produkte vorgestellt: die Combiperm P2, eine neue Permanentmagnetbremsen-Generation, und die Combistop S1, eine neue Federkraftbremse. Bei diesen beiden Produkten sprechen wir von innovativen Funktionen, die wir neu entwickelt haben. Der Begriff Innovation wird zwar etwas inflationär benutzt, bei diesen beiden Bremsen trifft er aber zu, weil wir sagen, es ist ein wirklicher Entwicklungsschritt, den wir gemacht haben. Eine Frage, die uns stark umtreibt, ist, wie stärken wir weiterhin Innovation? Wie bauen wir unser Innovationsmanagement aus? Diesbezüglich beschäftigt uns gerade in der Vorausentwicklung die Frage, worauf richtet man den Blick, für die nächsten Trends und wo platziert man die neue Technologieentwicklung.
Bild: KEB Automation
KEM Konstruktion|Automation: Wie sieht das auf der digitalen Seite aus – welche Rolle spielen Condition Monitoring und Predictive Maintenance?
Kreinjobst: Das Thema hat zwei Aspekte. Wir haben die bekannte mechanische Seite, mit einem mechanischen Mikroschalter für die Zustandsüberwachung. Und der Mikroschalter meldet, wann die Verschleißgrenze erreicht ist. Eine neuere, digitale Art von Predictive Maintenance ist, dass wir in Systemlösungen denken, also in Programmen. Und in diesem Sinne versuchen wir, neue Lösungen für Predictive Maintenance beziehungsweise Condition Monitoring in die Systemlösung aus Bremse mit Motor und Frequenzumrichter zu integrieren. Das heißt, der Frequenzumrichter oder die Steuerung erhalten die Möglichkeit den Bremsenzustand auszulesen, zum Beispiel über das Schaltverhalten und über die Stromkurven. Das ist es, was wir auf der digitalen Seite umsetzen werden.
Verdrängt die Rückspeisung mit E-Motoren die Bremse?
KEM Konstruktion|Automation: Verlieren Bremsen an Bedeutung, wenn mehr und mehr Bremsenergie zurückgewonnen werden soll und damit der E-Motor als Bremse dient? Ist das Thema aus Ihrer Sicht von Bedeutung und woran arbeiten Sie hier?
Kreinjobst: Wir beobachten das Thema Rückspeisung von Bremsenergie am Markt und sind dort im Bereich der industriellen Antriebselektronik aktiv. Für beispielsweise E-Auto liefern wir hingegen keine Bremsen. In den Branchenapplikationen, in denen wir hier typischerweise unterwegs sind, wird eine Bremse als Sicherheitsbremse eingesetzt. Früher war eine Bremse eine sogenannte Arbeitsbremse, die den Motor heruntergebremst hat und damit regelmäßig eine gewisse Bremsenergie erzeugt hat. Bei Industriebremsen geht der Trend schon lange hin zu Haltebremsen mit Notstopp-Funktion. Und was früher Bremsen übernommen haben – das Verzögern des Motors beziehungsweise der Masse – übernimmt heutzutage eher der Frequenzumrichter. Der Umrichter fährt den Motor auf Drehzahl null und dann fällt die Bremse ein und ist nur noch eine Haltbremse. Durch den Trend, Bremsenergie zurückzugewinnen, verlieren unsere Bremsen in den Anwendungsbereichen nicht an Bedeutung. Ein Beispiel, das zeigt, warum uns das Thema Energie-Rückspeisung im Geschäftsbereich Bremsen und Kupplungen nicht betrifft, sind unsere beiden neuen Produkte. Sowohl die Combiperm P2, die Permanentmagnetbremse, als auch die Federkraftbremse Combistop S1 sind Haltebremsen mit Notstopp-Funktion. Typischerweise übernimmt der Frequenzumrichter, dass der Motor runtergeregelt wird, aber es gibt einige Fälle – etwa wenn ein Notstopp notwendig wird – da muss die Bremse für diesen Notstopp einfallen. Und genau das machen die Permanentmagnetbremse Combiperm P2 und High-Performance Haltebremse Combistop S1.
Die Aufgabe von Energiesparbremsen
KEM Konstruktion|Automation: Welche Rolle spielen dabei die Energiesparbremsen, die Sie im Angebot haben? Dabei handelt es sich um bistabile Bremsen. Was muss man sich darunter vorstellen und wo werden solche Bremsen eingesetzt?
Kreinjobst: Wir sehen beim Thema Energieeffizienz zwei Aspekte. Einmal konzipieren wir unsere Bremsen – auch die beiden erwähnten Neuentwicklungen – so, dass sie mit einer konstanten Bestromung einen sehr geringen Stromverbrauch haben. Zum anderen sind viele Bereiche, in denen wir unsere Bremsen einsetzen, temperatursensibel. Das heißt, wir wollen beispielsweise in einem Servomotor durch die Bestromung der Bremsen einen möglichst geringen Energieeintrag erzielen. Der zweite Aspekt ist, den Stromverbrauch auf eine andere Art und Weise zu reduzieren, zum Beispiel die bistabile Lösung. Diese zielt darauf ab, den Zustand der Bremse gezielt zu verändern, um Strom zu sparen. Man hat zwei verschiedene Punkte, einen mit dem man die Bremse ansteuert und einen mit dem man sie in den Zustand Halten versetzt. Da haben wir die Möglichkeit, das mit den bistabilen Bremsen zu tun. Auf der anderen Seite kann man das mit einer Haltestromabsenkung machen, also wir steuern zur Bestromung der Bremse einen Punkt an und gehen dann durch Haltestromabsenkung auf einen geringeren Punkt der Spannung, um den Stromverbrauch zu reduzieren, der aber ausreicht, um die Bremse zu halten. Das ist auch ein sehr effektiver Weg, energieeffizient zu arbeiten. Eingesetzt werden solche Energiesparbremsen in Applikationen, bei denen es auf Energieeffizienz ankommt, zum Beispiel im Bereich der selbstfahrenden Fahrzeuge oder generell in Fahrzeugen, in denen man einen isolierten Energiebetrieb hat.
Die Permanentmagnetbremse Combiperm P2 im Detail
Bild: KEB Automation
KEM Konstruktion|Automation: Zu Ihren Neuheiten gehört die Permanentmagnetbremse Combiperm P2. Können Sie deren Leistungsdaten beleuchten und erklären, welche Vorteile diese Bremse gegenüber dem Vorgänger, aber auch Wettbewerbsmodellen, hat?
Kreinjobst: Bei den Permanentmagnetbremsen haben wir einige wesentliche Einflussfaktoren. Dazu gehört ein hoher Kostendruck, zudem haben wir sehr hohe Anforderungen an den Platzbedarf. Diese Bremsen müssen also sehr kompakt sein und auf der anderen Seite müssen sie sehr leistungsstark sein – also eine sehr hohe Leistungsdichte haben. Ein dritter Einflussfaktor ist: Permanentmagnetbremsen sollen wenig Strom verbrauchen – also auch hier wieder der Punkt Energieeffizienz – und auch wenig Erwärmung in den Servomotor eintragen. An diesen Faktoren hat KEB bei der Entwicklung der Combiperm P2 konsequent gearbeitet und erreicht gegenüber dem Vorgängermodell eine Leistungssteigerung um bis zu 25 % bei gleichem Bauraum. Und das bringt uns aktuell auch einen Vorsprung gegenüber dem Wettbewerb weltweit. Das heißt, hinsichtlich der Leistungsdichte sind wir mit der Combiperm P2 am Markt führend. Bei dieser Bremse handelt es sich um eine sehr kompakte und leistungsfähige Permanentmagnetbremse mit reibschlüssiger, verdrehspielfreier Wirkung. Zudem kann sie, aufgrund ihres Aufbaus, bis -40°C eingesetzt werden. Im bestromten Zustand wird das Magnetfeld des Dauermagneten aufgehoben und das angeschlossene Bauteil kann restmomentfrei drehen. Im Falle eines Notstopps oder des Abschaltens des Stroms fällt die Sicherheitsbremse ein, bremst und hält den Antrieb sicher in Position. Der Drehmomentbereich der High-Performance-Bremse liegt bei 0,8 Nm bis 75 Nm. Durch die Optimierung des Magnetflusses, konnten wir einen signifikanten Sprung der Leistungsdichte erreichen. Diese Entwicklung ist patentiert und ein Alleinstellungsmerkmal. Aufgrund des hohen Entwicklungsaufwands und weil das Ganze im Produkt und im Prozess kompliziert umzusetzen war, würde ich in diesem Fall von Innovation sprechen. Denn wir denken den Gesamtaufbau der Permanentmagnetbremse neu.
KEM Konstruktion|Automation: Für welche Anwendungsbereiche ist die Combiperm P2 geeignet und warum?
Kreinjobst: Der Einsatz in Servomotoren ist eines der wichtigsten Applikationsfelder. Bei Servomotoren kommt es auf Schnelligkeit, Zuverlässigkeit und Flexibilität an. KEB bietet für diese Anforderungen maßgeschneiderte Lösungen wie die Combiperm P2. Weitere Anwendungsbereiche sind Industrial Trucks und AGVs (Automated Guided Vehicles), Robotik und Automation, Medizintechnik, Intralogistik sowie Elektromobilität. In allen diesen Branchen ist der Grund für den Einsatz der Combiperm P2 die hohe Leistungsdichte, da in diesen Applikationen wenig Bauraum vorhanden und eine hohe Leistung gefordert ist.
Realisierung kundenspezifischer Bremsen
KEM Konstruktion|Automation: Sie bieten auch kundenspezifische Bremsen an. Wie entstehen solche Bremsen?
Kreinjobst: Eine gute Bremse ist auf die Kundenbedürfnisse angepasst. Was benötigt man dafür? Im ersten Schritt benötigt man das entsprechende Know-how in der Beratung. Das beutet bei KEB, wir investieren sehr viel Zeit in die Schulung des regionalen und Flächenvertriebs. Im letzten Jahr haben wir ein neues Trainings- und Schulungsprogramm aufgesetzt. Know-how ist also wichtig, denn am Ende geht es darum, die Bedürfnisse des Kunden wirklich zu verstehen. Der zweite Schritt ist die Geschwindigkeit interner Prozesse, denn Projekte sind generell unter Zeitdruck. Häufig ist es der Fall, dass der Kunde beraten wurde, eine Vorstellung des Produkts hat und nun ein Muster zum Testen möchte. Hier kommt es auf die Zeit an, die zwischen der Beratung und dem Muster liegt. Wir haben unsere internen Prozesse und Abläufe stark optimiert, um eine sehr kurze Muster-Lieferzeit bewerkstelligen zu können. Das eine ist die interne Prozessoptimierung, das andere unsere tiefe Fertigungsstruktur. Wo andere Marktteilnehmer auf externe Fertigungskapazitäten zurückgreifen müssen, kann KEB direkt vor Ort in Barntrup fertigen. Das ermöglicht uns eine direkte Kommunikation – auch wenn es um sehr spezielle Dinge geht. Solche spezifischen Anforderungen können wir sehr schnell und auch in einer hohen Qualität umsetzen. Neben dem Know-how in der Beratung und der Fertigungstiefe ist der dritte Punkt die Produktstruktur. Wir machen den Großteil unseres Umsatzes im Bereich Bremsen und Kupplungen mit kundenspezifischen Lösungen – das ist unsere Expertise. Dazu gehört, eine Produktstruktur so zu gestalten, dass wir damit flexibel auf die Kundenbedürfnisse eingehen können. Was wir nicht wollen, ist, jede Bremse komplett neu zu strukturieren, weil das einfach zu hohe Kosten erzeugen würde. Das bedeutet, dass wir bei neuen Produkten wie der Combiperm P2 von vorn herein ein Konzept entwickeln, das auf der einen Seite einen gewissen Standardrahmen bietet, was kosteneffizient ist, auf der anderen Seite eine gewisse Flexibilität bei bestimmten Komponenten mit sich bringt, was es ermöglicht, individuell auf Kundenbedürfnisse einzugehen. Das Schlagwort hier ist Variantenmanagement. Wir haben uns bezogen auf neue Produkte für ein bewusstes Variantenmanagement entschieden. Damit wollen wir dem Gegensatz von geforderter Flexibilität und einem hohen Kostendruck begegnen.
KEM Konstruktion|Automation: Wie gestaltet sich dabei die Zusammenarbeit mit den Kunden? Kommt der Kunde mit seiner applikations-bedingten Herausforderung zu KEB und Sie setzen das dann um oder wie muss man sich den Prozess vorstellen?
Kreinjobst: Kunden kommen auf uns zu und wir beraten sie ausgehend von einem gewissen Standardrahmen, den wir haben, zu einer für ihre Applikation passenden Lösung mit der beschriebenen Produktanpassung. Man muss dazu sagen, dass es in bestimmten Bereichen Anwendungsfälle gibt, bei denen die Standardbremse von der Stange die Anforderungen erfüllt. Doch das ist nicht unsere Zielgruppe. Unser Thema sind kundenspezifische, individuelle und kostenoptimierte Bremsenlösungen.
KEM Konstruktion|Automation: Gibt es den Weg auch andersherum – also dass KEB Automation den Kunden neue Bremslösungen vorschlägt?
Kreinjobst: Das ist genau das, was wir den Kunden mit unseren neuen Produkten anbieten. Es ist unsere Idee und auch unser Anspruch, mit innovativen KEB-Produkten an die Kunden heranzutreten und ihnen neue Möglichkeiten aufzuzeigen. Immer schon mit dem Wissen, das eine neue Entwicklung, zum Beispiel eine neue Motorenbaureihe, nicht einfach vom Himmel fällt, sondern oft Jahre benötigt. Und wir wissen, dass wir mit unseren neuen Bremsen nicht unbedingt der Auslöser für eine neue Produktentwicklung beim Kunden sind, aber wir können Einfluss nehmen. Realistisch ist es, dass man nah am Markt sein muss, um entsprechende Produkte zum richtigen Zeitpunkt zu entwickeln, die für den Kunden und seine Produkte und Applikationen genau zu diesem Zeitpunkt interessant sind.
KEB Automation und der Markt
KEM Konstruktion|Automation: KEB Automation wurde 1972 mit den Produkten Bremsen und Kupplungen gegründet. Heute bieten Sie als Systemanbieter zudem Produkte unter anderem aus den Bereichen Steuerungstechnik, Antriebstechnik sowie Software-Lösungen an. Welche Produktgruppe ist für KEB die wichtigste beziehungsweise wo erzielen Sie den höchsten Umsatz?
Curt Bauer (KEB Automation): Den höchsten Umsatz erzielen wir mit dem Frequenzumrichter-Programm, die größten Stückzahlen haben wir bei den Bremsen. Anders sieht es in den USA aus, dort halten sich die Umsätze zwischen Frequenzumrichtern sowie Kupplungen/Bremsen die Waage. Wobei es heutzutage nicht mehr die eine wichtige Produktgruppe gibt, sondern es kommt darauf an, dass man ein durchgehendes Produktprogramm anbieten kann. Denn an jeden Frequenzumrichter gehört ein Motor, an den Motor eine Bremse und jeder Frequenzumrichter wird angesteuert. Wir denken, dass das komplette Programm das wichtige ist.
KEM Konstruktion|Automation: Produkte und Anwendungen von KEB Automation kommen in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz. Wo sehen Sie das größte Marktpotenzial für Ihre Lösungen?
Bauer: Wir sind bei Bremsen und Kupplungen sehr stark im Bereich Medizintechnik gewachsen – gerade in den USA. Mit unserer Permanentmagnetbremse Combiperm P1 und auch mit der neuen High-Performance Permanentmagnetbremse Combiperm P2 adressieren wir Servomotorenhersteller. Im Bereich Bremsen und Kupplungen sehen wir im Moment das größte Marktpotenzial also in der Medizintechnik und bei Servomotoren. Was Frequenzumrichter angeht, bedienen wir klare Marktsegmente, denn man kann heutzutage aufgrund der vielen Regularien und Normen nicht mehr alle Bereiche bedienen. Wir sind stark im Bereich der Intralogistik, in Holzbearbeitungs- und Textilmaschinen sowie in der Kunststoffbearbeitung.
KEM Konstruktion|Automation: KEB hat mit 60% einen hohen Exportanteil. Welche Märkte sind für Sie am wichtigsten und welche Auswirkungen haben die aktuellen geopolitischen Entwicklungen auf Ihr Geschäft in diesen Ländern?
Bauer: Ganz wichtige Märkte für KEB Automation sind die USA, aber auch China – mit jeweils länderspezifischen Anforderung an unsere Produkte. Daher haben wir uns dazu entschieden, lokal zu fertigen. So wird eine KEB-Bremse komplett in den USA gefertigt, und wir sind gerade dabei, auch in China eine lokale Fertigung aufzubauen. Dies steigert die Flexibilität bei der Belieferung und reduziert den Transportaufwand.
Bild: KEB Automation
KEB Automation und die Lieferkette
KEM Konstruktion|Automation: Wie stark ist KEB von der derzeitigen Lieferkettenproblematik betroffen?
Bauer: Im Bereich Bremsen und Kupplungen konnten wir im Jahr 2023 weiter fertigen, das Material hatten wir auf Lager. Was den Elektronikbereich angeht, waren wir natürlich genauso betroffen wie jeder Marktbegleiter auch. Das ging von den Mikroprozessoren über Dioden bis hin zu Optokopplern. Wir haben mit der Entwicklung intensiv daran gearbeitet Alternativkomponenten zu qualifizieren und an Broker-Märkten eingekauft – dass alles hat zu einer massiven Erhöhung der Kosten beigetragen. Das heißt, wir waren von dieser Lieferkettenproblematik sehr stark betroffen. Aktuell hat sich die Situation wieder verbessert. Im Bereich der Mikroelektronik haben wir zurzeit kein Problem und hoffen, dass das so bleibt. Denn es hat im letzten Jahr zu erheblichen Störungen im ganzen Produktionsfluss geführt und wir haben nicht die Stückzahlen produziert, die wir produzieren wollten, sondern nur das, was wir konnten.
Mehr Informationen zu den Permanentmagnetbremsen von KEB Automation
Hier finden Sie mehr über:
