Sich neu erfinden und trotzdem treu bleiben

Antriebstechnik

Motoren – Mit dem BG 95 dPro hat Dunkermotoren nicht nur die 1000-Watt-Schallmauer durchbrochen und eine radikal neue Elektronik- und Softwareplattform auf den Markt gebracht. Gleichzeitig ist sich das Unternehmen treu geblieben und hat dafür Sorge getragen, dass der BG 95 auch ein »echter Dunkermotor« ist.

07. März 2017

Was ist ein echter Dunkermotor? Wenn man die Kunden befragt, kommen Aussagen wie: »der hält einfach was aus«, »der läuft vom ersten Tag an ohne jegliche Probleme«, »da kann man alles kombinieren: Motor mit oder ohne Steuerungselektronik, Getriebe, Bremse …« oder »der läuft so ruhig; ein Kollege wollte mal einen Dunkermotor nach dem ersten Anschließen zurückschicken, weil er nicht gesehen und gehört hat, dass sich die Welle bereits dreht«.

Wie bei vielen anderen Marken sind offensichtlich auch mit »Dunkermotoren« feste Eigenschaften verknüpft. Sich treu bleiben heißt damit ganz klar: neue Produkte müssen ohne Kompromiss diesen Erwartungen der Kunden entsprechen. Bei der Produktentwicklung eines neuen Motors bedeutet dies: Er muss robust sein, es müssen passende Getriebe, integrierte Steuerungselektroniken, Geber oder Bremsen dazu konfiguriert werden können, bei Lebensdauer und Laufruhe gelten sehr hohe Maßstäbe.

Wie kann man dieser traditionellen Erwartungshaltung gerecht werden und gleichzeitig etwas völlig Neues entwickeln? Diese Frage lässt sich am besten beantworten, indem ein Einblick in die Entwicklung eines Motors mit integrierter Elektronik gewährt wird. Dies wird im Folgenden am Beispiel des BG 95 dPro von Dunkermotoren beschrieben, der jetzt auf den Markt kommt.

Forderungen – Erwartungen

Gleich zu Beginn des Projektes standen den traditionellen Erwartungen neue Forderungen gegenüber: Im Lastenheft mussten beide Seiten berücksichtigt werden. Für den BG 95 dPro forderte es auf der einen Seite einen Motor mit dauerhaft 1.100 beziehungsweise kurzzeitig 2.800 Watt Abgabeleistung bei einer vorgegebenen Größe von 95 Millimetern. Außerdem sollte der Motor eine vollständig integrierte Motor-Elektronik haben, die Bus-fähig, frei programmierbar und energieeffizient ist und welche den Motor inhärent gegen Überhitzung, Überspannung, mechanische Überlast und Entmagnetisierung schützt. Das riesige Anwendungsportfolio erforderte dazu Versorgungsspannungen von 24 bis 60 Volt.

Diese Anforderungen konnte bisher noch kein Produkt auf dem Markt erfüllen. Gleichzeitig mussten die hochentwickelte Elektronik und der Motor mit sehr hoher Leitungsdichte so geschützt sein, dass sie die von den Kunden erwarteten Eigenschaften an Robustheit erfüllten. Robustheit bedeutet nicht nur, dass Mechanik und Elektronik Schock- und Stoßbelastungen über den üblichen Industrie- und Bahn-Normen erfüllen, sondern dass das Gehäuse auch gegen Eindringen von Schmutz und Flüssigkeiten mindestens nach Schutzart IP 65 geschützt ist.

Außerdem muss der Motor Korrosion widerstehen und Temperaturschwankungen, wie sie in den extremsten Regionen der Welt vorkommen, über die gesamte Lebensdauer standhalten.

Im Lastenheft wurden ebenso die Forderungen nach den Funktionalitäten definiert. Der Kunde erwartet, dass ein Dunkermotor selbstständig die Drehzahl regeln, positionieren und Ablaufprogramme – ähnlich wie mit einer SPS üblich – abrufen kann. Dazu muss er in unterschiedlichen Bussystemen kommunizieren und einfach in Betrieb genommen werden können. Da dies hauptsächlich Software-Forderungen sind, klingt dies zunächst nach »Copy und Paste«, also die existierende Software auf einen neuen Motor übertragen. In diesem Falle forderte das Lastenheft aber, dass Elektronik und Software auf dPro-Basis entwickelt werden müssen.

Völlig neue Plattform

Hinter dPro steckt eine in jahrelanger Arbeit völlig neu entwickelte Elektronik- und Softwareplattform. Diese entstand, um Soft- und Hardware-Insellösungen zu vereinheitlichen und um für zukünftige Anforderungen gerüstet zu sein. dPro umfasst zum einen motornahe Features wie Vektorcontrol für maximalen Wirkungsgrad oder ausgeklügelten Software-Algorithmen für den Schutz des Motors und der Elektronik. Daneben enthält es eine modulare, auf den Motor abgestimmte Elektronik, die bereits für CAN, RS 485 und Ethernet-basierte Kommunikation, Funktionale Sicherheit oder Synchronlauf von Achsen vorbereitet ist.

Der dPro bildet sämtliche bisherigen und vom Kunden erwarteten Funktionen ab, wurde aber gleichzeitig von Grund auf neu und zukunftssicher entwickelt, unter Berücksichtigung der aktuellen Entwicklungen im Bereich der Softwarearchitektur und der Hardware.

Mit dPro bekommt der BG 95 auch erstmals eine Identität. Gleichgültig, welche Entwicklungen sich im Bereich Internet of Things beziehungsweise Industrie 4.0 noch ergeben werden, mit einer eigenen Identität wird der Motor in Netzwerken sichtbar und identifizierbar, kann Daten über den Zustand der Applikation liefern und von anderen vernetzten Teilnehmern Daten einholen. Der Motor als zentrale Komponente eines Antriebes kennt die individuellen Daten nicht nur des Motors an sich, sondern auch der angebauten Komponenten und kann diese kommunizieren. So lassen sich die Antriebe in Predictive Maintenance oder andere Scada- oder Cloud-basierte Systeme einbinden.

Damit hat das Lastenheft des BG 95 dPro den Motor mit integrierter Elektronik und die Funktionalitäten definiert. Jetzt fehlen nur die passenden Anbauten. Kunden von Dunkermotoren können erwarten, dass Getriebe, unterschiedliche Geber und Bremsen dazu konfiguriert werden können.

Um dieser Erwartung Rechnung zu tragen und um damit auch das modulare System weiterzuentwickeln, wurden diese Komponenten im eigenen Haus mit dazu entwickelt beziehungsweise qualifiziert. Durch die gleichzeitige Entwicklung der Komponenten mit dem Motor zusammen und der räumlichen Nähe der Motor-, Getriebe und Software-Entwickler wurde auch sichergestellt, dass alle Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind.

Dies gilt auch für die Inbetriebnahme-Software, die Dunkermotoren komplett neu entwickelt hat, dabei aber dennoch getreu der Erwartungen hinsichtlich Bedienbarkeit und Funktionsumfang. Dazu gehören etwa umfangreiche Tuning-Funktionen, Oszilloskop, Bus-Überwachung und Skript-Eingabe zur Programmierung von Bewegungsabläufen.

Nach der Definition wurde das BG 95 Lastenheft an die Entwicklungsabteilung übergeben. Nachdem das Lastenheft in jeder Entstehungsphase mit der Entwicklungsabteilung abgestimmt und kritische Details vorentwickelt wurden, war die Produktentwicklung nur noch ein Umsetzen der definierten Features.

Betriebsmittel selbst gebaut

Hand in Hand mit der Produktentwicklung erfolgte auch die Entwicklung der Betriebsmittel. Da Dunkermotoren die Fertigungslose ab Stückzahl 1 bis mehrere Hundert anbietet, müssen die Betriebsmittel entsprechend hochflexibel sein. Solche Maschinen sind natürlich nicht von der Stange erhältlich. Dunkermotoren entwickelt und baut diese selbst und hat damit auch alle Prozessschritte jederzeit unter Kontrolle.

Für das Entwicklungsteam, das Produktmanagement und den Betriebsmittelbau wurde es jetzt nochmals spannend. Stimmen alle Berechnungen? Spielen Software und Hardware einwandfrei zusammen? Können Elektronik und Motor auch in der Praxis dreifach überlastet werden? Ist es ein echter Dunkermotor geworden?

Um dies zu klären, wurden BG 95 dPro Motoren aller denkbaren Ausführungen auf den originalen Betriebsmitteln aufgebaut, geprüft, gemessen, geschüttelt, mit Wasser besprüht und in Dauerläufen so lange an den Grenzen betrieben, bis klar war: Hier ist ein echter Dunkermotor entstanden. Das Unternehmen aus dem Schwarzwald ist sich treu geblieben und liefert, was Kunden erwarten. Gleichzeitig ist ein Produkt entstanden, das auf dem Markt einzigartig sein soll und mit neuester, zukunftssicherer Technologie ausgestattet ist.

Auch die vielen Kunden, die Prototypen schon vorab erhalten hatten, haben nach eigener Bekundung bekommen, was sie erwartet hatten: Einen robusten Dunkermotor mit 1100 Watt Abgabeleistung, passenden Getrieben, Bremsen und vollständig integrierter Elektronik mit Bus-Interface. Und wieder waren Stimmen zu hören wie »der hält einfach was aus« oder »der läuft vom ersten Tag an ohne Probleme«. mk

Erschienen in Ausgabe: 02/2017