Innovationsgenerator auf Hochtouren - Prozessebene - Beckhoff
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Prozessebene
Innovationsgenerator
auf Hochtouren
Auf der SPS IPC Drives gibt es vom Automatisierungsunternehmen
Beckhoff wieder ein Feuerwerk an Innovationen, die vom Motion-Bereich
über die Steuerungstechnik bis zu Ethercat reichen. openautomation hat
sich im traditionellen Jahresgespräch im Vorfeld der Messe bei Geschäfts-
führer Hans Beckhoff über die Neuheiten informiert.
Ronald Heinze
Hans Beckhoff ist Geschäftsführender Inhaber der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG in Verl
Die neue VDMA-Studie „Führung ger aus dem Maschinen- und An Als „Querdenker“ der Automati-
und Innovation in Zeiten der Digita- lagenbau die Fachmesse SPS IPC sierungsbranche hat das Verler
lisierung“ empfiehlt den Unterneh- Drives besuchen, sollten sie es Unternehmen von je her auf Innova-
men aus dem Maschinen- und nicht versäumen, den Messestand tionen gesetzt: PC-Control, Indus
Anlagenbau, „ihre Fähigkeit zu radi- des Unternehmens Beckhoff Auto- trial-Ethernet-basierte Kommunika
kaler Innovation“ zu stärken. Benö- mation zu besuchen. Denn hier tion und lineare Transportsysteme
tigt wird demnach der „Zugang zu können sie viele Ideen und Plattfor- wie XTS mögen heute vielleicht
neuen Perspektiven, Ideen und Ar- men für „radikale Innovationen“ selbstverständlich sein. Aber als
beitsweisen“. Nun, wenn die Mana- live in Augenschein nehmen. Beckhoff mit diesen Technologien
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jeweils auf den Markt kam, gab es
noch viel Kopfschütteln unter den
Experten.
Mittlerweile kennt die Branche al-
lerdings den „Innovationsgenera-
tor“ Beckhoff. Die Technologien der
offenen Automatisierungssysteme
auf der Grundlage PC-basierter
Steuerungstechnik haben sich auf
dem Markt durchgesetzt. „Wir nen-
nen die SPS IPC Drives ja immer
die ‚Olympiade der Automatisie-
rungstechnik‘ und wie jedes Jahr
freuen wir uns darauf, mit unseren
Produkten in Nürnberg an den
Start zu gehen“, freut sich der Un-
ternehmer. „Auch 2018 gibt es bei
Beckhoff wieder viele spannende
Produktneuheiten – im Kleinen wie
im Großen. Wir unterscheiden evo- H. Beckhoff: „Wir erwarten ein gutes Wachstum und wollen einen Weltumsatz
lutionäre und revolutionäre Ent- in 2018 von mehr als 900 Mio. € erreichen“
wicklungen und wir meinen, dass
wir dieses Jahr zwei revolutionäre
Produkte vorstellen.“ Die permanent drehende Innova- ded-PC stellt das Unternehmen mit
tionsspirale wird begleitet von einer der Baureihe CX52xx eine neue
Erfolg durch Innovationen klaren Expansionsstrategie. „Wir in- Leistungsklasse vor. „Basierend auf
Deutlich wird, dass wirtschaftlicher vestieren in den Ausbau unseres der Intel-Apollo-Lake-Technologie
Erfolg und Innovationsfreude un- Vertriebs“, schließt der Unterneh- wird nicht nur die Ausführungszeit
trennbar miteinander verbunden menschef an. „Hier ist das Ziel, je- von Steuerungsprogrammen kürzer,
sind: „2018 ist ein weiteres gutes des Jahr um 10 % zu wachsen.“ In es wird auch insbesondere die Gra-
Wirtschaftsjahr für uns“, betont der vielen Ländern wurde daher die be- fik-Performance angehoben“, er-
Geschäftsführer. „Wir erwarten ein stehende Vertriebsorganisation gänzt er.
gutes Wachstum und wollen einen ausgebaut – durch neue Niederlas- Der Markt für Kleinsteuerungen
Weltumsatz von mehr als 900 Mio. € sungen, aber auch durch personel- ist – weltweit gesehen – viele Hun-
erreichen.“ le Verstärkung in den bestehenden derttausend Stück groß. Dabei
„Das stetige Wachstum des Un- Niederlassungen. „Unsere Nieder- sind die sogenannten Logikrelais
ternehmens geht natürlich einher lassung in Taiwan hat das opera noch nicht eingerechnet. Die Steue
mit einem Ausbau der Kapazitäten tive Geschäft aufgenommen und rungstechnik von Beckhoff ist ska-
aller Abteilungen des Unterneh- Beckhoff Mexiko wurde gegründet“, lierbar – vom leistungsfähigen In-
mens“, fährt H. Beckhoff fort. Auch ergänzt H. Beckhoff. dustrie-PC bis zur Mini-SPS – und
die Mitarbeiterzahl wächst und be- lässt sich optimal der Anwendung
trägt mittlerweile weit über 4 000. Interessante Neuheiten anpassen. „Im Bereich der High-
H. Beckhoff: „Wir brauchen neue Auf der Messe SPS IPC Drives End-SPS sind wir perfekt aufgestellt,
Gebäude und haben in diesem Jahr werden alle Produktbereiche von
in der mittleren Leistungsklasse
zum Beispiel im Bereich der Produk- Beckhoff mit interessanten Neuig- sehr gut“, so der Geschäftsführer.
tion unsere Flächen um 40 000 m2 keiten aufwarten. „Im Bereich In- Eine wirkliche Kleinsteuerung mit
durch Neubauten und Zukauf erwei- dustrie-PC stellen wir mit dem Twincat 3 gab es bisher allerdings
tert. Diese Flächen werden nun C6032 ein weiteres Modell unserer noch nicht. Das wird sich zur SPS
sukzessive in Betrieb genommen.“ Ultra-Kompaktbaureihe C60xx vor“, IPC Drives nun ändern. „Im Bereich
Besonders hervorzuheben ist der berichtet H. Beckhoff. „Wir denken, der Kleinsteuerung steht aus unse-
11 000 m2 große Neubau im Be- dass diese Baureihe gute Chancen rer Sicht eine große Ankündigung
reich EMS. „Hierdurch verdoppeln hat, den olympischen Wettbewerb an“, freut er sich. „Mit der Bau-
sich unsere Kapazitäten der primä- im Bereich Kompaktheit und Leis- reihe CX7000 stellen wir eine sehr
ren Fertigung“, schließt er an. tungsfähigkeit zu gewinnen. Die leistungsfähige und gleichzeitig sehr
„Pro Jahr investieren wir darüber Baureihe haben wir vor zwei Jahren preiswerte CPU vor.“ In der Preis
hinaus aktuell 65 Mio. € in For-
vorgestellt und sie wurde von vielen kategorie unter 200 € haben diese
schung und Entwicklung sowie etwa Anwendern sofort als neue Stan- Steuerungen schon digitale und
5 Mio. € in die Ausbildung unseres dardbauform akzeptiert und einge- analoge IO mit an Bord und lassen
Nachwuchses.“ setzt.“ Auch im Bereich der Embed- sich über die bewährten Beckhoff-
www.openautomation.de 31
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Im Bereich Industrie-PC wird mit dem C6032 ein weiteres Modell der Ultra-Kompaktbaureihe C60xx vorgestellt
IO-Systeme Busklemmen und Ether Kommunikation in einem Kabel, mengeschaltet werden, Adressein-
cat-Klemmen beliebig erweitern. stellen wir unsere größte Stecker- stellungen werden hierfür nicht be-
„Die Programmierung erfolgt aus baugröße B 40 vor“, fährt er fort. nötigt.“
der Twincat-3-Engineering-Umge- „Diese erlaubt es, sowohl Ethercat Diese Eigenschaften haben die
bung. Damit steht die äußerst kom- als auch einen Dreiphasenwechsel- Automatisierungswelt überzeugt
fortable und leistungsfähige Twin- strom von 72 A in einem Kabel zu und Ethercat zu einem weltweiten
cat-3-Welt der großen Steuerungen übertragen.“ Standard und Erfolg gemacht.
nun auch für Kleinsteuerungen zur „Über 5 000 Unternehmen sind bis
Verfügung.“ Grundlage der Klein- 15 Jahre Ethercat heute der Ethercat Technology
steuerungsfamilie ist ein leistungs- Ethercat befindet sich in einem Ju- Group beigetreten“, weiß der Diplom-
fähiger 32-bit-ARM-Prozessor. „Für biläumsjahr. „Im Jahr 2003 haben Physiker. „In vielen Ländern ist
Performance ist also gesorgt; un- wir Ethercat auf der Hannover Mes- Ethercat zu einem der meist ge-
sere CX7000-Controller-Familie ist se vorgestellt“, erinnert sich der nutzten Automatisierungsstandards
ein kleines Leistungswunder“, so Unternehmer. „Damals hat es die geworden.“ Bei allen technischen
H. Beckhoff weiter. Die neue Bau- Automatisierungsspezialisten über- Vorzügen hat sich Ethercat zudem
reihe wird in Zukunft sukzessive rascht und begeistert. Wir haben auch als ungemein stabil erwiesen.
weiter ausgebaut. Ethercat speziell für die Automati- „Die Protokolldefinition und die Um-
Eine der Hauptproduktkategorien sierungstechnik, insbesondere für setzung ist vor 15 Jahren so per-
von Beckhoff ist der IO-Bereich. schnelle Automatisierungsaufgaben fekt gelungen, dass seither keine
„Auch hier gibt es dieses Jahr wie- mit einem hohen Motion-Anteil spe- Änderungen am Ethercat-Protokoll
der vielfältige Neuerungen“, fährt zifiziert und entwickelt. Gleichzeitig notwendig wurden. Diese hohe Sta-
der Unternehmensinhaber fort. „So wurde das System auf einfachste bilität und die Leistungsfähigkeit
werden zum Beispiel die Ethercat- Handhabbarkeit hin optimiert.“ Ein von Ethercat ist die Basis für die
Klemmen um eine 4-Kanal-Relais- normaler Ethernet-RJ45-Port am Nutzung in den Produktreihen vieler
klemme erweitert, die Energie- Rechner reichte nun aus, um auch Automatisierungshersteller.“
messklemmen enthalten zusätz - komplexe Maschinen mit umfang- „Nun ist es Zeit für einen nächs-
liche Messbereiche für Strom und reichen Prozessabbildern sicher ten Schritt“, fährt H. Beckhoff fort.
Spannung. Um größere Entfernun- und schnell mit der CPU zu verbin- Zur Nürnberger Messe hebt Beck-
gen auch kupferbasiert überbrücken den. hoff das Performance-Level von
zu können, stellen wir Buskoppler „Eine spezielle Kommunikations- Ethercat kräftig an und stellt Ether-
mit ‚Extended-Distance‘-Eigenschaf- karte für den Protokoll-Stack, wie cat G und Ethercat G10 vor. Ether-
ten vor.“ Bis zu 300 m können so sie zu der Zeit durchaus üblich war, cat G nutzt die 1-Gbit/s-Übertra -
mit Kupferkabel überbrückt wer- war plötzlich nicht mehr notwen- gungsrate des Standard-Ethernets
den. Dies sind Entfernungen, die dig“, betont H. Beckhoff. „Viele Teil- und Ethercat G10 gar die 10-Gbit/s-
unter anderem in der Prozessindus- nehmer mit kleinen und großen Da- Übertragungsrate. Gegenüber der
trie gebraucht werden. „Für unsere tenmengen von 2 bit bis 64 kB jetzt vom Standard-Ethercat benutz-
Ethercat-P-Technologie, also die können in einer Linienstruktur auf ten Übertragungsrate von 100 Mbit/s
Übertragung von Leistung und einfachste Art und Weise zusam- kann so die Übertragungsrate um
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sentlich mehr Datendurchsatz, wo- weiter. „Mit dem Koppler EK1400
bei die Steigerungsrate hier auch kann z. B. ein ‚Branch‘ von 1 Gbit/s
von den Durchlaufverzögerungszei- auf 100 Mbit/s realisiert werden.
ten und der gewählten Verbin- Das Branchkonzept mit einer einfa-
dungstopologie abhängt. chen Branchverwaltung ermöglicht
„Ethercat zeichnet sich schon Ethercat-Abzweige und Geschwin-
immer durch Leistung und Einfach- digkeitsumsetzungen und erlaubt
heit aus“, führt H. Beckhoff aus darüber hinaus die Parallelisierung
und ergänzt: „Die Einfachheit be- von Ethercat-Segmenten. Letzteres
halten wir bei und die ohnehin her- ermöglicht zudem eine kräftige Re-
ausragende Leistung von Ethercat duzierung der Signallaufzeiten und
steigern wir noch einmal extrem! damit der Kommunikations- und
Und dieser Leistungssprung wurde Zykluszeiten. „Dieser Koppler und
ohne Protokolländerung erreicht!“ weitere sogenannte Branch-Devices
H. Beckhoff erläutert weiter: sind vorgesehen, um die komplette
„Ethercat G/G10 ist voll kompatibel 100-Mbit/s-Gerätevielfalt nahtlos in
zum gewohnten Ethercat. Alle er- ein 1- oder 10-Gbit/s-Netzwerk ein-
probten Prinzipien, wie ‚processing zubinden.“ Die Zykluszeiten für
Die preiswerte und leistungsfähige on-the-fly‘ oder ‚Distributed Clocks‘, Standard-SPS-Anwendungen wer-
Kleinsteuerung CX7000 basiert auf bleiben erhalten und erlauben zu- den kürzer und komplexe Motion-
Twincat 3 sammen mit der Geschwindigkeits- Applikationen können mit noch
steigerung noch leistungsfähigere mehr Achsen realisiert werden, da-
Steuerungen zu realisieren.“ tenhungrige Geräte lassen direkt in
den Faktor 100 erhöht werden! Die- „Ethercat und Ethercat G/G10 ein Ethercat-System einbinden. „Vi-
se gewaltige Steigerung in der lassen sich miteinander verschal- sion-Kameras oder Messtechnikge-
Übertragungsrate führt auch zu we- ten“, erklärt der Geschäftsführer räte mit hohen Sampleraten produ-
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Als absoluten Messehit stellt Beckhoff den Die 12 cm × 12 cm × 1,5 cm großen „Kacheln“ gleiten knapp
schwebenden Planarmotor vor über Aluplatten und werden mittels der in ihnen integrierten
Dauermagneten auf Abstand gehalten
zieren hohe Datenmengen, die nun Switch-Technologie erlaubt vielen soluten Messehit stellen wir den
auch in bekannter effizienter Ether- ethernetbasierenden Protokollen schwebenden Planarmotor – unseren
cat-Weise mit kurzen Zykluszeiten eine weiter verbesserte Echtzeitfä- ‚fliegenden Teppich‘ vor“, berichtet
eingelesen werden können.“ higkeit. Beckhoff unterstützt daher H. Beckhoff: „Hierbei handelt es
H. Beckhoff freut sich: „Mit die aktuell intensiv diskutierte Eta- sich um einen zweidimensionalen
Ethercat G und G10 erreichen wir blierung von TSN als gemeinsame Linearmotor, der schweben kann –
neue Performance-Level, die unse- Technologiebasis aller Feldbusorga- sozusagen ein ‚fliegender Tep-
ren Kunden helfen, die besten und nisationen. Die Kompatibilität von pich‘.“ Diese mechatronische Lö-
performantesten Maschinen der Ethercat zu TSN zeigt Beckhoff mit sung nutzt ebenfalls – wie auch
Welt zu bauen!“ Er weist aber auch dem Buskoppler EK1000, der es XTS – Mover, die aber schweben.
deutlich darauf hin, dass Ethercat erlaubt, Ethercat-Segmente elegant Diese 12 cm × 12 cm × 1,5 cm
G und G10 nicht das erfolgreiche und einfach an beliebige TSN-Swit- großen „Kacheln“ gleiten knapp
Standard-Ethercat auf Basis von ches anzuschließen. Der Koppler über Aluplatten und werden mittels
100 Mbit/s ablösen soll. Beide unterstützt die Übertragung von der in ihnen integrierten Dauermag-
Leistungsstufen seien als system- Ethercat über ein geswitchtes neten auf Abstand gehalten. Wan-
konforme Ergänzungen nach oben Ethernet-Netzwerk und verbindet dermagnetfelder, die in Planarmo-
zu verstehen. So stellt Beckhoff für TSN (Time Sensitive Networking) dulen erzeugt werden, sorgen für
das Standard-Ethercat auch zwei mit dem breiten IO-Spektrum der eine exakte und hochdynamische
neue Kommunikations-IC vor, die Ethercat-Klemmen. Auf der Steue- Positionierung der Mover. „Ein Mover
sich durch ein schnelleres Daten- rungsebene und darüber können wird bis zu 1,5 kg transportieren.
interface, geringeren Energiever- Maschinenbauer so die TSN-Stan- Es lassen sich aber zum Beispiel
brauch, aber auch durch Kompatibi- dards und auf der Feldebene Ether- vier Mover miteinander verbinden,
lität zu den Vorgängern auszeichnen cat mit überlegener Performance sodass sich das zu transportieren-
und die natürlich weltweit allen nutzen. de Gewicht erhöhen kann“, erläu-
Ethercat-Geräteherstellern zur Inte tert der Unternehmenslenker.
gration in ihre Geräte zur Verfügung Schwebende Planarmover – Die Planarmodule sind 24 cm ×
stehen. der „fliegende Teppich“ wird 24 cm große Kacheln, die wie bei
Auch die Echtzeitkommunikation Wirklichkeit! den bekannten Keramikkacheln in
über Standard-Ethernet ist für Mit dem linearen Transportsystem einem Verbund verlegt und mon-
Beckhoff-Automatisierungstechnik XTS (eXtended Transport System) tiert werden können. In ihnen ist
eine interessante Option. Bereits bietet Beckhoff eine Antriebslö- die gesamte Elektronik integriert,
1996 hat Beckhoff mit einem haus- sung, die es in dieser Form zuvor inklusive der Messtechnik und der
eigenen Real-Time-Ethernet-Proto- nicht gegeben hat – weil sie die Ethercat-Kommunikation. „Für die
koll und dem Klemmen-Buskoppler Vorzüge zweier bekannter Antriebs Installation werden nur eine Strom-
BK9000 Steuerungszykluszeiten prinzipien in einem System kombi- versorgung und der Ethercat-
von 1 ms erreicht. Die aktuell in niert. In eine ähnliche Richtung zielt Anschluss benötigt“, erläutert
der Entwicklung befindliche TSN- nun die nächste Innovation: „Als ab- H. Beckhoff. Die Montage geht
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haben sich über Jahrzehnte hinge-
zogen und so ein Jahrzehnt wird es
Drei Fragen an Geschäftsführer Hans Beckhoff
auch mindestens bei der vierten in-
dustriellen Revolution brauchen“,
openautomation: Wie nehmen Kunden Ihre Bildverarbeitungstechnologie an? schließt er an.
Hans Beckhoff: Twincat Vision ist eine hervorragende Technologie, sie Das Unternehmen verfügt laut
macht unseren Kunden und auch unseren eigenen Ingenieuren viel Freu- seinem Geschäftsführer „über ein
de. Die Technik wird im Markt gut angenommen und von unseren existie- gut ausgebautes Produktspektrum
renden Kunden als sinnvolle und einfach zu handhabende Erweiterung der von Soft- und Hardware, das spe
Beckhoff-Technologie gesehen. Zusätzlich erreichen wir damit natürlich ziell auf unsere Anwender im Maschi-
auch neue Kunden. nenbau abgestimmt ist“. Er fährt
fort: „Aktuell befasst sich unsere
openautomation: Investments von etablierten Firmen in Start-ups sind gerade Entwicklungsabteilung u. a. mit der
„en vogue“. Wie sind Sie hier engagiert? Evaluierung von 5G-basierter Kom-
Hans Beckhoff: Nun ist Beckhoff sicherlich als ein technologieorientiertes munikation, da diese schnelle Re-
Unternehmen bekannt und so sind wir stolz darauf, dass wir alle wichtigen aktionszeiten verspricht. Damit
Technologien im eigenen Haus entwickeln. Alle Technologien, die Beckhoff können sich eventuell auch steue-
bekannt und erfolgreich gemacht haben, sind hier im Unternehmen er- rungstechnische Anwendungen rea-
dacht und entwickelt worden. Denken Sie an das Prinzip der PC-basierten lisieren lassen.“
Steuerungstechnik, den Lightbus Ende der 1980er-Jahre, die Busklemme Beckhoff verfolgt schon fast seit
und Twincat Mitte der 1990er-Jahre, Ethercat im Jahr 2003, das XTS-Sys- Unternehmensgründung das Prinzip
tem in 2012. In diesem Jahr gibt es auch wieder einige bahnbrechende der PC-basierten Steuerungstech-
Neuigkeiten. Also, wir bleiben bei dem Prinzip, die Technologie im eigenen nik. „Dies bringt es mit sich, dass
Haus zu erfinden. sowohl die Steuerungs-Runtime als
auch die Engineering-Umgebung
openautomation: Als nächstes Hype-Thema hat sich die Künstliche Intelli- auf dem PC implementiert werden“,
genz angekündigt. Was werden Sie auf diesem Feld bieten? so H. Beckhoff. „Auch jedes mo-
Hans Beckhoff: Wir halten KI für ein wichtiges, spannendes und faszinie- derne 3D-CAD-System läuft auf
rendes Thema, das vermutlich auch gerade für die Automatisierung von dem PC. Wir entwickeln nun eine
großer Bedeutung sein wird. Daher gibt es eine Arbeitsgruppe in unserem Twincat-Simulator-Umgebung, die
Unternehmen, die erfolgreich neuronale Netzwerke trainiert und in unse- eine einfache Kopplung zwischen
ren Produkten zum Einsatz bringt. Darüber hinaus haben wir in Twincat die unserem Programmier- und Run-
Matlab/Simulink-Toolkette in unserer Echtzeit-Umgebung integriert. time-System Twincat und dem CAD-
Matlab/Simulink beinhaltet hervorragende Libraries zum Thema KI, die da- System auf dem gleichen PC vor-
mit performant in Twincat genutzt werden können. sieht. Damit kann die tatsächliche
Maschinenbaukonstruktion mit der
echten Steuerungssoftware getes-
tet werden.“ Er kündigt an: „Wir
sehr schnell und einfach. „Rollen für die Verpackungs- und die Mon- werden noch ein gutes halbes Jahr
müssen nicht platziert werden“, tagetechnik.“ Sie funktionieren bis zum Release der Software be-
schließt er an. „Eine Wartung auf- auch bei hohen Hygieneanforderun- nötigen. Wir denken, dass wir mit
grund von Abrieb entfällt.“ gen perfekt, da sich die Platten mit diesem Konzept unseren Kunden
Die Möglichkeiten sind enorm: Folien überziehen und abwaschen eine fast perfekte Simulationsum-
„Mehrere Mover können im Ver- lassen.“ Auch in der Lagertechnik gebung für den funktionalen Ablauf
bund als Formation fahren. Wenn ermöglicht die Lösung neue Anwen- einer Maschine zur Verfügung stel-
gewünscht, überholen sie sich aber dungen. len können.“
auch gegenseitig“, fährt er fort. Die Es bleibt also sichergestellt, dass
Geschwindigkeiten erreichen be- Die digitale Transformation auch im nächsten Jahr wieder Inno-
achtliche 4 m/s – bei sehr hohen vorantreiben vationen zu erwarten sind. Der Inno-
Beschleunigungen. Gesteuert wird H. Beckhoff ist überzeugt, dass der vationschampion arbeitet bereits
die Lösung – wie gewohnt bei Beck- deutsche Maschinenbau auf dem heute intensiv daran, auch zukünftig
hoff – von Twincat. „Hinter den viel- Weg der digitalen Transformation einen der vorderen Plätze zu bele-
fältigen Möglichkeiten steckt eine gut vorankommt: „Wir kennen kein gen.
hochkomplexe Mathematik“, betont anderes Land, das hier weiter ist.“
H. Beckhoff. Er gibt zu bedenken, dass techno- www.beckhoff.de
„Damit sind zahlreiche Applikatio- logische Revolutionen im Bereich
Halle 7, Stand 406
nen umsetzbar“, so der Unterneh- der Investitionsgüterindustrie auch
mer. „Die Planarmotoren ermög Zeit brauchen. „Die vorangegange-
lichen eine Revolution zum Beispiel nen drei industriellen Revolutionen
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