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Michael Koch GmbH

Fabrikle managed DC-Energie

| Autor/ Redakteur: Chris Liebermann* / Ines Stotz

Auf eine 100-jährige Geschichte kann die Michael Koch GmbH noch nicht zurückblicken. Doch was vor 21 Jahren im badischen Örtchen Ubstadt-Weiher begann, ist heute eine Marke in der elektrischen Antriebstechnik.

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Um das damalige „Fabrikle“ der Michael Koch GmbH herum gruppiert: Produkt-Pressefotos aus dem Jahr 1999.
Um das damalige „Fabrikle“ der Michael Koch GmbH herum gruppiert: Produkt-Pressefotos aus dem Jahr 1999.
(Bild: Michael Koch)

Was in der ersten Pressemeldung im Jahr 1997 beschrieben wurde, gilt auch heute noch: „Sichere, kompakte und speziell für den Umrichterbetrieb entwickelte Widerstände in kurzer Lieferzeit mit absoluter Liefertreue und zu wettbewerbsfähigem Preis anzubieten, ist der Antrieb des Unternehmens. Kundenspezifische Anpassungen in der Kennzeichnung und Montagetechnik sind selbstverständlich.“ Allerdings wurde das Leistungsspektrum des Unternehmens seither deutlich ausgeweitet.

Begonnen hat alles mit der Idee, Bremswiderstände sicherer und gleichzeitig kompakter zu machen. Es sollten die Folgeschäden möglichst ausgeschlossen werden, die durch überlastete Widerstände entstehen können: Kurzschlüsse, Feuer, Körperschlüsse und sogar Explosionen brachten Mensch und Maschinen immer wieder in Gefahr. Ein sich selbst schützender Widerstand, der gleichzeitig die Anforderungen kurzer und harter Energieimpulse erfüllen musste, war die Aufgabe. Als erste innovative Idee wurde er auf der Grundlage der PTC-Technologie realisiert. Der passende Halbleiter in Material und Geometrie wurde entwickelt, der Bremsenergie im Spannungsbereich bis 1.100 V DC aufnehmen konnte. Bei zu viel Energie oder zu häufiger Belastung erreicht er seine Sprungtemperatur, die seinen Widerstandswert extrem in die Höhe treibt. Somit schützt sich der PTC-Bremswiderstand selbst vor Überlastung.

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Erfindung sicherer Bremswiderstand

Die Ursprungsidee von Koch wird auch heute noch gerne als Bauteil ausgewählt. Der eingeschränkte Leistungsbereich prädestiniert den PTC-Bremswiderstand als integratives Bauteil in kleinen Drive Controllern oder Servoreglern, wo er als Brems- bzw. Ballastwiderstand eingesetzt wird. In größeren Einheiten wirkt er häufig als sicherer Ladewiderstand. Mittlerweile reicht das Produktspektrum über vier Leistungen und einen weiten Spannungsbereich. Für viele Leistungselektroniker war und ist jedoch ein solches Bauteil mit dynamischem Widerstandswert über die Temperatur trotz des immensen Sicherheitsvorteils nicht immer die erste Wahl. Sehr häufig wird ein Bremswiderstand mit festem Widerstandswert über die Temperatur nachgefragt.

Die Aufgabe lautete deshalb früh, wie die sicherheitstechnischen Vorteile des PTC-Bremswiderstands auf drahtbasierte Widerstände zu übertragen sind. Das gelang ebenfalls in 1997 mit den Urtypen BWD250 und BWD500, Synonyme für sichere Bremswiderstände in Aluminiumgehäuse mit Dauerleistungen von 100 bzw. 200 W. Die zu jener Zeit einzigartig sichere und kompakte Konstruktion dieser Bremswiderstände machte sie zum Vorbild für viele Nachahmer.

Auch die heutigen Produkte dieser Bremswiderstandsfamilie von Koch beweisen ihre besonderen Qualitäten in Sachen Sicherheit. Die wissenschaftlich hergeleitete Dimensionierung führt im Überlastfall zu einem Ausstiegsverhalten, das im Vergleich vorbildlich ist. Das Zusammenspiel von hochwertigen Materialien, detailorientierter Konstruktion und qualitätsbewusster Produktion hat Ende der 90er Jahre eine neue Produktgattung der Bremswiderstände in Aluminiumgehäuse mitbegründet, die heute in der Branche fast eine Selbstverständlichkeit ist. Dennoch ist auf Details zu achten, wodurch sich einzelne Bremswiderstände im Betrieb teils deutlich unterscheiden.

In einer weiteren Pressemitteilung aus der Anfangszeit von Koch heißt es: „Die Technik und Sicherheit der Widerstände läßt es auch ohne weitere Bedenken zu, die Widerstände fast unbegrenzt in Reihe oder parallel zu schalten. So können auch Applikationen abgedeckt werden, bei denen höhere Bremsenergien auftreten.“ Koch nennt die Produkte aus dieser Kombinatorik, die mittlerweile über Hunderttausend Möglichkeiten umfasst, denn auch Kombinationen.

Auf der Basis von einigen mechanischen Grundbausteinen hat Koch ein Produktspektrum aufgebaut, das in Bezug auf Dauerleistung, Ohmwerte und mechanischer Dimensionen viele konstruktive Freiheiten ermöglicht, vor allem aber in sehr kurzen Lieferzeiten verfügbar ist. Darüber hinaus sind aber auch Individuallösungen machbar.

Konzept von Beginn an: aktive Energiemanagementlösung

Schon im ursprünglichen Businessplan von Koch ist nachzulesen, dass neben den sicheren Bremswiderständen eine Möglichkeit entwickelt werden soll, die generatorische Energie nicht in Wärme umzuwandeln, sondern sie zwischen zu speichern und so dem Antriebssystem zu erhalten. Als die finanziellen Hausforderungen dafür dann endlich überschaubar und tragbar waren, wurde das Konzept konsequent angegangen.

Für Koch waren dabei die beiden wichtigsten Eigenschaften eine netzunabhängige und eine komplett herstellerneutrale Funktion. Die Geräte sollten also in Verbindung mit jedem Umrichtertyp auf dem Markt funktionieren. Im Jahr 2011 konnte mit dem Dynamischen Energiespeicher DES 2.0 das erste Seriengerät auf den Markt gebracht werden. Die Erhöhung der Energieeffizienz von elektrischen Antrieben stand im Vordergrund und sorgte für großes Interesse.

Heute wird eine Vielzahl von hilfreichen und kostensparenden Eigenschaften durch Elektronikgeräte von Koch erfüllt. Es geht nicht mehr nur um die Zwischenspeicherung von Bremsenergie, sondern um weit mehr energiebasierte Vorteile. Der Einsatz von Energiespeicherlösungen als absolut unterbrechungsfreie Stromversorgung eines Antriebs, die je nach gewählter Speicherart kurzfristig zu einem sicheren Stillstand der Maschine führt oder auch einen längeren netzunabhängigen Betrieb gewährleistet. Der Schutz der Maschine vor Havarien oder vor stundenlangen Unterbrechungen durch Verschmutzung zahlt sich schnell aus. Manchmal wird bei Koch gescherzt, man sei mit der Funktion der Dynamischen Energieversorgung DEV in den Versicherungsmarkt eingestiegen.

Die Kombination aus Pufferung und Versorgung hat Koch auch im Programm. Diese sorgt dafür, dass der Antrieb bei kurzen Spannungsschwankungen aus dem Netz nicht aus dem Tritt, im Fall von Spannungseinbrüchen oder Netzausfällen zu einem geplanten und gesicherten Stillstand kommt. Die Verlängerung der Lebensdauer der Antriebselektronik bewirkt die beruhigende Wirkung der Koch-Geräte auf den Spannungsverlauf im Gleichstromzwischenkreis der Drive Controller. Und die Reduktion von Leistungsspitzen aus dem Netz ist für die Produktfamilie um den Dynamischen Speicher-Manager DSM 4.0 eine willkommene Disziplin. Das schafft er als skalierbare Einheit auch bei Leistungen über 100 kW und Energien im Bereich von mehreren Megawattsekunden. Seine Eigenschaften als aktiver Energiemanager sind auch als Energieausgleichseinheit in größeren Gleichstromnetzen gefragt.

Innovative Meilensteine pflastern den Weg

Die elektrotechnik AUTOMATISIERUNG feiert ihren 100. Geburtstag. Auf dem Weg dahin konnte sie über viele Highlights der elektrotechnischen Ingenieurskunst berichten. Einige Beiträge, selbst mehrere Titelgeschichten handeln auch von den Produkten und technischen Lösungen von Koch. In den gut 20 Jahren seines Bestehens hat das Unternehmen deutliche Akzente in der Peripherie von Drive Controllern gesetzt. Sichere Bremswiderstände kleiner und mittlerer Leistung aus dem „Fabrikle“ sind in großer Stückzahl und unterschiedlichsten Ausführungen auf der ganzen Welt im Einsatz. Die aktiven Energie-Managementlösungen, die bei der Nutzung von Drive Controllern vielfältige Vorteile bringen, sind weitere aktuelle Treiber der Entwicklung des Unternehmens. Der Slogan „Managing DC Energy“ bei Michael Koch verspricht noch weitere Meilensteine. Man darf gespannt sein.

* Chris Liebermann, Werbekoch

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