antriebstechnik 10/2016

19174 

10 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

www.antriebstechnik.de 

Oktober 2016 

Wälz- und Gleitlager 

Wie Hochleistungswälzlager in 

Regelventilen ihre Vorteile ausspielen 

Elektromotoren 

Motorenbauteile optimieren 

Akustik von Martin-Hörnern 

Sensorik und Messtechnik 

Der schmalste Absolutdrehgeber 

mit Multiturnfunktion 

Special: Motek 2016 

Welche Trends und Highlights 

erwarten uns in Stuttgart?

SEW-EURODRIVE–Driving the world 

Die Welt bewegt sich. 

Mit Antriebslösungen 

von SEW-EURODRIVE. 

Innovative Antriebstechnologie von SEW-EURODRIVE ist auf der ganzen Welt gefragt. Dabei sind 

die Anwendungsmöglichkeiten ebenso vielfältig wie unser Leistungsspektrum. Ob Sie Auto fahren, ein Paket 

geliefert bekommen, eine Flasche Wasser trinken oder am Flughafen Ihren Koffer vom Band nehmen: Sie werden 

überrascht sein, in wie vielen Produktionsprozessen und an wie vielen Orten überall Dinge unseres täglichen Lebens 

mit Antriebskonzepten von SEW-EURODRIVE realisiert werden. Das Bedürfnis nach höchster Qualität, zeitgemäßer 

Energieeffizienz und niedrigem TCO kennt eben keine Grenzen. Genau wie unsere Antriebslösungen. 

www.sew-eurodrive.de

EDITORIAL 

Gute Laune im 

Maschinenbau 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

die Stimmung im Maschinenbau scheint derzeit sehr gut zu sein. 

Das stellte die internationale Ausstellung für Metallbearbeitung AMB 

eindrucksvoll unter Beweis. So kamen in diesem Jahr knapp 90 000 

Besucher nach Stuttgart, um sich über die neuesten Entwicklungen 

in Sachen Werkzeugmaschinen zu informieren. Der VDMA erwartet 

daher ein gutes Nachmessegeschäft. Und auch das Resümee von 

Dr. Wilfried Schäfer, Geschäftsführer des Verbands Deutscher 

Werkzeugmaschinen VDM, fällt positiv aus: „Eine hohe Besucherqualität 

in Bezug auf Entscheidungskompetenz und Investitionsfreudigkeit 

sowie die durchweg positive Stimmung bei Ausstellern und 

Besuchern setzen den von uns erwarteten Impuls für eine weiter 

positive Entwicklung in der zweiten Jahreshälfte.“ Und der positive 

Trend ist erkennbar: Im zweiten Quartal 2016 stieg der Auftragseingang 

der deutschen Werkzeugmaschinenindustrie im Vergleich 

zum Vorjahreszeitraum um 16 %. Die Inlandsbestellungen lagen mit 

19 % im Plus, die Auslandsnachfrage stieg um 14 %. Alles in allem 

befindet sich die Auftragsentwicklung also auf einem guten Weg. 

Unsere Redaktion konnte sich aber nicht nur in Deutschland von 

der hohen Qualität und der guten Nachfrage bei Maschinen für die 

Metallbearbeitung überzeugen, sondern auch auf der IMTS in 

Chicago, die parallel mit den Messen MDA und Industrial Automation 

North America stattfand. Dem Ruf der mehr als 2000 

Aussteller – davon über 200 aus Deutschland – folgten knapp 

120 000 Besucher an den sechs Messetagen. „Die Stimmung ist gut 

und die Anfragen auf der Messe schon sehr konkret“, war 

immer wieder zu hören. 

Schon in ein paar Tagen geht es weiter – dann steht 

mit der Motek in Stuttgart das nächste Highlight auf 

dem Messekalender. Wir sind gespannt, ob 

der positive Trend auch in der Montage- und 

Handhabungstechnik zu erkennen ist. 

Gespannt dürfen aber auch Sie sein, 

denn in dieser umfangreichen Ausgabe 

Ihrer antriebstechnik finden Sie schon 

jetzt zahlreiche Highlights rund um die 

Motek (ab Seite 76). – Für gute Laune 

ist also auch auf den nächsten Seiten 

gesorgt! 

Antrieb 

ist 

ChArAktersAChe 

Motek 

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eurobLeCh 

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haben einen ganz 

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Dirk Schaar 

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INHALT 

42 

54 

90 

Optimales Fahrvergnügen: Gesteigertes 

Realitätsempfinden im Fahrzeugsimulator 

dank Servomotoren und Linearantrieb 

Bereit für Industrie 4.0: Wie lässt sich mit 

intelligenten Verbindungen die Produktion 

von morgen steuern? 

Einfach loslegen: So lassen sich Roboter 

noch leichter und ohne Roboterkenntnisse 

direkt in die SPS integrieren 

EDITORIAL 

3 Gute Laune im Maschinenbau 

FVA-AKTUELL 

6 Aktuelles von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

MAGAZIN 

5-15 Märkte, Unternehmen, Personalien und Veranstaltungen 

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

16 TITEL Wie Hochleistungswälzlager in Regelventilen ihre 

Vorteile ausspielen 

20 Kompakte Lagersystemlösung für Laserschweißanlagen 

22 Warum Magnetlager für Großmaschinen bereits 

ausgereifte Technik sind 

19-25 Produkt-Highlights 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

30 Wechsel zur Servotechnik ermöglicht mehr Performance 

für Füllmaschinen 

34 Einsatz moderner Entwicklungsmethoden für eine 

Offshore-Windgetriebeplattform 

38 Vorteile einer effizienten Entwicklung durch modulare 

Bauweise am Beispiel eines Fahrtreppengetriebes 


ELEKTROMOTOREN 

42 Servomotoren und Linearantrieb im Fahrzeugsimulator 

sorgen für gesteigertes Realitätsempfinden 

46 Maßgefertigte Motorenbauteile für die neue Generation 

von Martin-Hörnern 


STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

50 Assistenzsysteme, selbstoptimierende Maschinen und 

virtuelle Inbetriebnahme 

52 Fertig bestückte Energieketten beschleunigen Produktion 

von Drehmaschinen 

54 Mit intelligenten Verbindungen die Produktion von 

morgen steuern 

56 Produkt-Highlights 

SENSORIK UND MESSTECHNIK 

58 Entwickelt für die Antriebstechnik: Der schmalste 

Absolutdrehgeber mit Multiturnfunktion 

62 Drehgeber erreicht kürzere Taktzeiten in Kernschießmaschine 

66 5 teuerste Einspar-Ideen für die Instandhaltung von 

Maschinen 


KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

68 Optimale Lösung bei der Auslegung einer 

Zahnrad-Mikrogeometrie 


SPECIAL MOTEK 2016 

76 Linearführungsbaukasten bahnt den Weg für 

neue Designkonzepte 

78 Roboter mit präzisionsgeschliffener Linearführungsschiene 

erkennt reifen Spargel 

80 So lässt sich der Aktionsradius für Industrieroboter mit 

Linearachsen erweitern 

82 Gewindespezialist hat die Steilgewindespindel optimiert 

und industrialisiert 

84 Bürstenlose Motoren und Planetengetriebe sichern 

erfolgreiche Experimente im All 

86 Kleinstantriebe treiben die Prothetik voran 

90 Neue Schnittstellen zur Robotersteuerung per SPS – 

programmieren ohne Vorkenntnisse 

92 Steckverbinder und Verkabelung für die intelligente Produktion 


FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

100 Zykloiden höherer Stufe − Alternative für formschlüssige 

Welle-Nabe-Verbindungen 

106 Effizienzorientierte Optimierung der Baustruktur von 

MMDS-Sammelgetrieben 

RUBRIKEN 

96 Inserentenverzeichnis 

98 Impressum 

114 Vorschau auf Heft 11/2016 

4 antriebstechnik 10/2016

€ 

MAGAZIN 

Produktionsrekord mit 

Werkzeugmaschinen 

Für 2016 zeigt sich die deutsche Werkzeugmaschinenindustrie 

vorsichtig optimistisch. „Wir erwartet für 2016 einen moderaten 

Zuwachs von 1 %“, sagt Dr. Heinz-Jürgen Prokop, Vorsitzender des 

VDW (Verein Deutscher 

Werkzeugmaschinenfabriken), 

anlässlich der 

Jahrespressekonferenz. 

Grundlage 

für diese Einschätzung 

sind die Investitionen 

der 

wichtigen Abnehmerbranchen, 

der 

Verbrauch sowie 

schließlich der 

Auftragseingang der deutschen Hersteller. Für die Investitionen 

erwartete Oxford Economics, Prognosepartner des VDW, im 

Herbst des vergangenen Jahres einen weltweiten Anstieg von 4 %. 

Zugpferde sind traditionell die Automobilindustrie gefolgt von 

Elektro-/Elektronikindustrie, der Herstellung von Metallerzeugnissen 

und vom Maschinenbau. Der Verbrauch soll um 4,2 % 

anziehen. Der Auftragseingang der deutschen Hersteller, Indikator 

für die mittelfristige Geschäftstätigkeit, ist 2015 moderat um 1 % 

auf 14,9 Mrd. EUR gestiegen. Damit pendeln sich Produktion und 

Auftragseingang auf etwa gleichem Niveau ein. 

www.vdw.de 

Weiss erweitert Service-Angebot 

Der Automationsspezialist Weiss baut sein Dienstleistungsspektrum 

aus. Zum klassischen Mechatronik-Know-how kommen 

neue Kompetenzfelder wie Service-Know-how, Branchen- und 

Prozess-Wissen bis hin zu Kenntnissen im Supply-Chain- 

Management für kundenspezifische 

Logistik-Prozesse. 

„Künftig 

wollen wir nicht nur 

technisch, sondern 

auch wirtschaftlich 

die passgenaue Lösung 

bieten“, erklärt 

der Geschäftsführende 

Gesellschafter 

Uwe Weiss. „Denn es 

ist nicht immer das 

Optimum gefragt, 

sondern das wirtschaftlich 

Sinnvolle.“ 

Das Unternehmen präsentiert sich zudem mit einem erneuerten 

Markenauftritt, der den erweiterten Inhalt in Szene setzen soll. 

Auf die Verschmelzung verschiedener Kompetenzbereiche setzte 

das Unternehmen mit dem Schwerpunkt Rundschalttische 

bereits zuvor mit einer eigenentwickelten Application Software. 

Das Steuerungs- und Inbetriebnahmeprogramm soll den Bedienkomfort 

von Komponenten vereinfachen. 

www.weiss-gmbh.de 

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9 M12-Steckverbindung 

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FVA AKTUELL 

Weiterentwicklung von 

Magnetabscheidern 

Bei schnell rotierendem Gehäuse 

betriebssicher abdichten 

In den zwei Forschungsstellen Kaiserslautern und Karlsruhe 

wurden zwei unterschiedliche Magnetabscheiderkonzepte in 

Form von Demonstratoren auf ihre Praxistauglichkeit getestet. 

In Kaiserslautern kam ein Offen-Kanal-Magnetabscheider 

(OKMS), in Karlsruhe ein Hochgradienten-Magnetseparator 

(HGMS) zum Einsatz. 

Zunächst standen Tests zur praxistauglichen Eignung sowie 

die Erarbeitung von Optimierungsmöglichkeiten der Magnetabscheider 

im Vordergrund. Hierzu zählen die Untersuchung 

des Beladungsverhaltens der Magnetabscheider, der Einfluss 

von Vibrationen, Druckstößen und Viskositätsänderungen auf 

das Abscheideergebnis sowie auf bereits abgeschiedene Partikeln. 

Zudem wurde die Kombination aus Magnetabscheider 

und Tiefenfilter sowie der Einfluss des Magnetfeldes auf das 

Öl untersucht. Alle Ergebnisse wurden in der Konstruktion der 

Demonstratoren berücksichtigt. 

Forschungsvorhaben Um zu testen, ob auch nicht-magnetisierbare 

Partikeln mit den Separatoren 

FVA 593 II, 

IGF-Nr. 465 ZN 

abtrennbar sind, fanden an beiden 

Forschungsstellen Untersuchungen 

mit Partikelgemischen, die sich sowohl aus magnetisierbaren 

als auch nicht-magnetisierbaren Partikeln zusammensetzten, 

statt. Es konnte gezeigt werden, dass Heterokoagulationsprozesse 

in beiden Magnetabscheiderbauformen erfolgen. 

Die Konstruktion der neuen Demonstratoren fand unter Berücksichtigung 

der vorherigen Ergebnisse statt. In Kaiserslautern 

wurde ein Demonstrator in Lamellenform gebaut, bei dem sich 

der Fluidstrom in 40 parallel verlaufende Kanäle aufteilt. Jeder 

Kanal wird durch ein Lochblech und ein Leitblech gebildet. Die 

Loch-und Leitbleche sind als Paket angeordnet, so dass sie als 

eine Einheit aus dem Gehäuse entnommen werden können. Die 

Permanentmagneten sind außerhalb des Prozessraumes auf 

dem Gehäuse positioniert. Der Magnetabscheider in Karlsruhe 

ist in Form eines Leitungsfilters in Kombination mit einem 

Halbach-Magneten gebaut. Der Magnetfilter setzt sich aus 

mehreren plissierten magnetisierbaren Drahtgeweben zusammen 

und kann in einem Standard-Leitungsfiltergehäuse eingesetzt 

werden. Das Magnetfeld wird durch einen Halbach-Magneten 

erzeugt, der sich aus mehreren Permanentmagneten zusammensetzt. 

Die Magnetfeldstärke des Halbach-Magneten gleicht 

im Inneren der eines Elektromagneten. Mit Hilfe einer pneumatischen 

Hebevorrichtung kann der Magnetfilter einfach in und 

aus dem Magnetfeld gefahren werden. 

Abschließend wurden beide Demonstratoren mit Teststoffsystemen 

sowie realen Partikelsystemen getestet. Es konnte 

mit beiden Abscheiderbauarten gezeigt werden, dass eine 

Reduzierung der Partikelzahlen und damit der Einsatz von 

Magnetabscheidern in der Ölpflege möglich ist. 

Das IGF-Vorhaben 465 ZN der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms 

zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) 

vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund 

eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 

Autoren: E. Förster, H. Nirschl, Karlsruher Institut für Technologie 

(KIT), Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik 

(MVM) und A. Vetter, T. Dillenburger, S.Ripperger, Technische 

Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik 

(MVT) 

Kontakt: Dirk Arnold (FVA) Tel.: 069/6603-1632 

Im FVA Forschungsvorhaben 684 – „Rotierende Gehäuse“ wurde 

der Einfluss der Zentrifugalkraft auf das RWDR-Dichtsystem 

systematisch untersucht. In der Regel werden RWDR in ein nicht 

rotierendes Gehäuse montiert, während die abzudichtenden, aus 

dem Gehäuse austretenden Maschinenteile eine Drehbewegung 

ausführen. Abgesehen von diesem Standardfall existieren aber 

auch Anwendungen, bei denen das Gehäuse selbst rotiert. Dies 

ist z. B. bei Radnaben, Überlagerungsgetrieben oder Zentrifugen 

der Fall. Mit dem Gehäuse rotiert auch 

der Dichtring und es wirkt eine radial 

nach außen gerichtete Fliehkraft auf das 

Dichtsystem. 

Die wirkende Fliehkraft kann zu einer 

Aufweitung der Dichtlippe führen, was bei komplettem Kontaktverlust 

zwischen Dichtung und Gegenlauffläche Leckage oder 

Kontamination des abzudichtenden Raumes verursachen kann. 

In diesem Forschungsvorhaben wurden verschiedene RWDR- 

Bauformen unterschiedlicher Baugröße hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens 

in der Anwendung „rotierendes Gehäuse“ analysiert 

und die Wissenslücken fliehkraftbeanspruchter Dichtsysteme 

für die Eignung der einzelnen Bauformen für diesen Anwendungsfall 

systematisch aufgearbeitet. Im Fokus standen 

hierbei die Entwicklung der Radialkraft in Abhängigkeit von der 

Drehzahl und die Ermittlung der kritischen Abhebedrehzahlen 

bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Des Weiteren wurden 

in der Praxis häufig eingesetzte Anpassungen der Dichtringe 

hinterfragt und in die Untersuchungen mit einbezogen. 

Es zeigte sich, dass ausgehend von standardisierten statischen 

Radialkraftmessungen die kritischen Drehzahlen durch einen 

analytischen Berechnungsansatz abgeschätzt werden können. 

Die Differenzierung zwischen den Radialkraftanteilen der 

Schraubenzugfeder und des Elastomers ermöglicht fortan eine 

verbesserte Auswahl der Dichtringe, da die Drehzahlen zur Kompensation 

der Radialkräfte getrennt voneinander betrachtet werden 

können. Der entscheidende Parameter für die Abschätzung 

der kritischen Drehzahlen ist die Dichtlippengeometrie bzw. die 

Länge der Dichtlippenmembran, weil eine ausgeprägte Membran 

das Abheben der Dichtlippe begünstigt. Es zeigte sich, dass die 

Dichtungsperipherie und die dadurch bedingte Ölverteilung im 

rotierenden Gehäuse einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss 

auf die kritischen Drehzahlen rotierender Dichtungen haben. 

Das IGF-Vorhaben 17297 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms 

zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) 

vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund 

eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 

Autoren: IMKT – Leibniz Uni Hannover Institut für Maschinenkonstruktion 

und Tribologie, Hannover, Dipl.-Ing. Veith Pelzer 

Kontakt: Peter Exner (FVA) Tel 069/6603-1610 

Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik e. V. 

Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt 

Tel.: 069 / 6603-1515 

E-Mail: info@fva-net.de 

Internet: www.fva-net.de 

Forschungsvorhaben 

FVA 684 I 

IGF-Nr. 17297 N 


MAGAZIN 

Antriebstechnik-Roth erweitert 

Kompetenz und Prüffeld 

MSR-Spezialmesse Rhein-Ruhr 

in Bochum 

Die Meorga veranstaltet am 9. November 2016 im Ruhrcongress 

Bochum eine regionale Spezialmesse für Mess-, Steuerungs- und 

Regeltechnik, Prozessleitsysteme und Automatisierungstechnik. 

165 Fachfirmen zeigen von 08:00 bis 16:00 Uhr Geräte und Systeme, 

Engineering- und Serviceleistungen sowie neue Trends im Bereich 

Antriebstechnik-Roth verfügt seit August 2016 über einen leistungsstarken 

Prüfstand mit drei elektrischen Maschinen zu je 265 kW. 

Herausfordernde Kundenprojekte haben die permanente Investition 

und Erweiterung vorangetrieben. So werden in dem Unternehmen 

simultan zur Konstruktion und Berechnung einfacher, lastschaltbarer 

und leistungsverzweigter Getriebe auch gesamte Antriebssysteme 

mit mehreren Getriebeneuentwicklungen realisiert. Durch 

eigene Drehmomentsmessungen im Feld und dynamische Dauerlast-Prüfabläufe 

wird die ganzheitliche Entwicklung umgesetzt. Der 

Musterbau und die Versuchshalle wurden für die Anforderungen 

des neuen Prüfstandes weiter ausgebaut. Mit dem Um- und Ausbau 

wurden die Geschäftsräume auf fast 600 m² erweitert. 

www.roth-system.de 

der Automatisierung. 36 begleitende Fachvorträge informieren den 

Besucher umfassend. Die Messe wendet sich an Fachleute und Entscheidungsträger, 

die in ihren Unternehmen für die Optimierung 

der Geschäfts- und Produktionsprozesse entlang der gesamten 

Wertschöpfungskette verantwortlich sind. Der Eintritt zur Messe 

und die Teilnahme an den Fachvorträgen sind für die Besucher 

kostenlos und sollen ihnen Informationen und interessante 

Gespräche ohne Hektik oder Zeitdruck ermöglichen. 

www.meorga.de 

Mehr als Antriebstechnik. 

Trends, Technologien und Wissen rund um Antriebstechnik. 

Nicht verpassen: www.drive.tech

MAGAZIN 

Veranstaltungs-Tipps 

ein Service von antriebstechnik.de 

Thema Termin Ort Veranstalter/Anmeldung 

Vibrationen und Geräusche von elektrischen Antrieben 25. - 26.10.2016 München Haus der Technik 

CE-Konformitätsverfahren 25. - 26.10.2016 Zürich 

Technische Akademie 

Esslingen e.V. 

Kongress/ 

Tagung 

Seminar 

Workshop 

Messe 

Sonstiges 

n 

n 

Grundlagen Kegelräder und deren Berechnung in der 

FVA-Workbench 4.0 Next Generation 

26. - 27.10.2016 München FVA 

n 

Wälzlagerschäden 09. - 10.11.2016 München FVA 

Zahnradschäden und deren Einflussgrößen 15. - 16.11.2016 München FVA 

Sicher abdichten mit O-Ringen 17.11.2016 Pinneberg O-Ring Akademie 

CE-Kennzeichnung 28. - 29.11.2016 Ostfildern 



Projektmanagement im Maschinen- und Anlagenbau 28. - 30.11.2016 Ostfildern 



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Ob Kongress, Tagung, Seminar oder Messe – was sonst noch los ist in der Welt der Antriebstechnik, finden Sie in unserem 

Terminkalender auf www.antriebstechnik.de – Hier finden Sie auch die Direktkontakte zu unseren Veranstaltungs-Tipps. 

SMC und Brammer beschließen 

Premium-Partnerschaft 

Mehr Produktionseffizienz sowie reduzierte 

Beschaffungs-, Bestands- und Lagerhaltungskosten 

erwarten SMC und Brammer von einer Anfang 

kommenden Jahres startenden erweiterten Partnerschaft. 

Der Hersteller pneumatischer und elektrischer 

Automatisierungstechnik und der Händler 

im MRO-Bereich versprechen sich dadurch auch 

für den Kunden einen Mehrwert: Er soll so schneller zum individuellen 

Produkt kommen, für das er auch einen Rund-um-die-Uhr-Service 

erhalte, berichtet Michael Strommer (Bild), Distributionsleiter bei 

SMC. Beide Partner wollten zudem ihre technische Kompetenz und 

die Verfügbarkeit von Produkten verbessern – besonders in Hinblick 

auf Einsparpotenziale für den Kunden – z. B. bei der Anlageneffizienz 

– und Produktoptimierungen in Richtung Industrie 4.0. Die 

beiden Unternehmen arbeiten bereits seit zwölf Jahren zusammen. 

www.smc.de 

Kollmorgen stärkt weiter den Süden 

Nach erfolgreichem Umzug hat Kollmorgen in 

Baden-Württemberg ein neues Vertriebs- und 

Servicezentrum eröffnet. Der Spezialist für Servoantriebstechnik 

und Motion Control erweitert 

damit seine Präsenz als Systemlieferant und Engineeringpartner 

in Süddeutschland – einer Region, 

in der der Maschinenbau seit jeher stark vertreten 

ist. Thomas Sautter (Bild), Sales Manager Germany von Kollmorgen, 

freut sich darüber, dass „wir nach dem Umzug von Hechingen jetzt 

mit dem neuen Standort in Balingen näher an unseren Kunden 

sind.“ Das neue Vertriebs- und Schulungszentrum bietet zudem 

mehr Platz für die weitere Entwicklung des Unternehmens. Hierzu 

zählen größere Konferenzräume genauso wie ein Kundenschulungsbereich 

für die gesamte Kollmorgen Automation Suite (KAS). 

www.kollmorgen.com 

Gemeinschaftsforschung bei 

Elektromobilität geplant 

Die elektrische Zukunft der Antriebstechnik war das Thema des 

8. E-Motive Expertenforums „Wissen, was uns morgen antreibt.“ 

Rund 200 Fachleute aus Industrie und Wissenschaft, aus 

Maschinen- und Anlagenbau, Elektrotechnik, Zuliefer- und 

Automobilindustrie kamen dafür im September nach Schweinfurt. 

Veranstalter sind die Forschungsvereinigungen Antriebstechnik 

(FVA) und Verbrennungskraftmaschinen (FVV) sowie 

das VDMA Forum Elektromobilität E-Motive. Im Eröffnungsvortrag 

sagte Bernd 

Vahlensieck (Bild), 

Leiter Vorentwicklung 

Antriebe bei 

ZF Friedrichshafen: 

„Interdisziplinärer 

Dialog, Zusammenarbeit 

und Vernetzung 

[...] sind die 

Grundlagen für den 

Erfolg in einem 

Wettbewerbsumfeld, 

dass gerade im Bereich 

der Elektromobilität 

durch 

neue internationale Player geprägt ist.“ Keynotes trugen u. a. 

Alexander Gehring zu „Elektromotoren für Hybridantriebe – 

Erfahrungen aus den ersten Serienprojekten“ (ZF Friedrichshafen); 

Frank Anton (Siemens) zum Thema „Elektrische Antriebe 

für Flugzeuge“; Markus Hackmann (P3-Group) über „Batteriepreisentwicklung 

und -marktkurven bis 2025 als Game Changer 

für die Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen auf Basis TCO“ 

und Andreas Wendt (Toyota Motorsport) zum Thema „Kontaktlose 

Energieübertragung“ vor. Die FVA informierte über ihr 

Konzept der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF), das 

sie seit fast 50 Jahren organisiert, und mit dem sie jetzt auch die 

elektrische Antriebstechnik voranbringen will. 

www.e-motive.net 


MAGAZIN 

Marke Sommer-automatic wird abgelöst 

Die Marke Sommer-automatic für Greifer-, Handhabungsund 

Roboterkomponenten der Zimmer Group wird aufgegeben. 

Die Produkte werden jedoch weiterhin unter der Dachmarke 

des Unternehmens weitergeführt. Diese Veränderung sei Teil 

einer Reihe von strategischen Entscheidungen und internen 

Umstrukturierungen, teilte das Unternehmen mit. Der Übergang 

zu der Dachmarke stehe auch für den Übergang zu 

Industrie 4.0: Früher rein mechanische Komponenten werden 

nun mit Sensoren und Steuerungen ausgestattet, pneumatische 

Antriebe durch elektrische ersetzt, und reine Mechaniklösungen durch Mechatronik-Komponenten abgelöst. Die dabei anfallenden 

Daten werden über Bussysteme an die zentralen Steuerungen übertragen. Die Datenauswertung eröffne neue Möglichkeiten der 

Produktionssteuerung, heißt es dem Unternehmen zufolge. 

www.zimmer-group.de 

Auszeichnung für 

Forschung und 

Entwicklung 

Das Unternehmen ebm-papst erhält 

zum zweiten Mal das Gütesiegel 

„Innovativ durch Forschung“ 

für seine Forschungs- und Entwicklungsarbeit 

vom Stifterverband 

EK 

DIE KUPPLUNG. EINFACH 

UNSCHLAGBAR 2–25.000 NM. 

für die Deutsche Wissenschaft. 

Seit 2014 zeichnet der Verband 

Unternehmen im Bereich Forschung 

und Entwicklung mit diesem 

Gütesiegel aus und honoriert 

damit deren Bemühungen als Innovationstreiber. 

„Es freut uns, 

dass wir diese Auszeichnung nun 

zum zweiten Mal erhalten. Auch in 

diesem Jahr sehen wir das Gütesiegel 

als Ansporn, uns im neuen 

Geschäftsjahr noch stärker in der 

Forschung und Entwicklung zu 

engagieren und durch Innovationen 

unsere Technologieführerschaft 

weiter auszubauen“, betont 

Dr. Bruno Lindl, Gruppengeschäftsführer 

für Forschung und 

Entwicklung der ebm-papst Gruppe. 

Das Unternehmen investiert 

jedes Jahr Millionenbeträge in Forschung 

und Entwicklung. Darüber 

hinaus kooperiert es mit zahlreichen 

Universitäten und Forschungseinrichtungen. 

www.ebmpapst.com 

Halle 3 Stand-Nr. A 320 

Nürnberg, 22.-24.11.2016

MAGAZIN 

Hydraulik für die Jupiter-Mission 

Die Jupiter-Sonde Juno ist am 4. Juli 2016 in die Umlaufbahn des 

Planeten eingetreten. Nach einer fünfjährigen Reise und einem 

beschleunigten Swing-by wurde die Nasa-Sonde mit 265 500 km/h 

zum schnellsten jemals von Menschen geschaffenen Objekt. 

Nun hat Juno damit begonnen, den Planeten zu umkreisen, um 

u. a. herauszufinden, was seine extremen Magnetfelder antreibt 

und wie sich der Gasriese bei der Entstehung des Sonnensystems 

entwickelt hat. Eine ununterbrochene Kommunikation 

mit der Raumsonde wird durch die Bodenstationen des Deep 

Space Network gewährleistet. Drei 70 m-Parabolantennen auf 

der Erde empfangen Daten sowie Bilder und senden Steuerbefehle 

an Juno. Die Feinpositionierung dieser Antennen 

ermöglichen Hochleistungs-Hydraulikmotoren von Bosch Rexroth. 

Durch sie können die Antennen die hohen Datenübertragungsraten 

erreichen, die für die Unterstützung Junos nötig 

ist, während die Sonde den Jupiter in über 1 Mrd. km Entfernung 

umkreist. 

Foto: NASA / JPL-Caltech 

www.boschrexroth.com 

Antriebstechnik von Yaskawa über Vipa 

Vipa ist ab sofort auch Ansprechpartner für Vertrieb und Service für 

die Antriebstechnik von Yaskawa. Zum Produktspektrum gehören 

Frequenzumrichter, Servoantriebe, Maschinensteuerungen, Lineartechnik 

und spezielle Antriebslösungen. Das Angebot an Frequenzumrichtern 

umfasst Standard- und applikationsspezifische Geräte. 

Einen Schwerpunkt bilden spezielle Lösungen für mehr Energieeffizienz, 

z. B. das IE4+-Antriebspaket. Im Bereich AC-Servoantriebe 

stellen die Sigma 5- und Sigma 7-Serie mit Rotations- und Linearmotoren 

das Hauptproduktspektrum dar. Zu den applikationsspezifischen 

Lösungen in der Antriebstechnik gehören u. a. Liftmotoren, 

Antriebspakete für Aufzüge und Engineering-Tools für 

Drives and Motion. Vipa bietet damit Komplettlösungen an, die 

neben SPS-Steuerungslösungen auch die Antriebstechnik für fast 

alle Industrieanforderungen abdecken. Dazu bietet das Unternehmen 

auch Beratung, Logistik, Support und Hotline an. 

www.vipa.de 

Elring Klinger und STW vereinbaren 

Kooperation 

Elring Klinger und Sensor-Technik Wiedemann haben eine Zusammenarbeit 

bei der Entwicklung und Produktion von Lithium- 

Ionen-Batteriemodulen und -systemen vereinbart. Die Kooperation 

der beiden Unternehmen wurde von Armin Diez, Leiter des 

Geschäftsbereichs Batterietechnologie und Elektromobilität bei 

Elring Klinger und STW-Geschäftsführerin Sonja Wiedemann 

unterzeichnet. Sie hat die Bündelung von Kompetenzen als Ziel. 

Hierzu zählen eine automatisierte Fertigung, Signal- und 

Hochvoltkontaktiertechnik, Präzisionsmesstechnik 

für Spannungen, Temperaturen und Ströme. 

Anwendung finden die Produkte in stationären 

Speichern, Flurförderzeugen, elektrifizierten 

Straßen- und Nutzfahrzeugen sowie mobilen 

Arbeitsmaschinen. 

www.sensor-technik.de 

E I N L A D U N G 

Mittwoch, 9. Nov. 2016 

8:00 bis 16:00 Uhr 

RuhrCongress Bochum 

Stadionring 20 

44791 Bochum 

Messtechnik Steuerungstechnik Regeltechnik Prozessleitsysteme Automatisierung 

Führende Fachfirmen der Branche präsentieren ihre Geräte und Systeme und zeigen neue Trends im 

Bereich der Automatisierung auf. Die Messe wendet sich an Fachleute und Entscheidungsträger die in ihren 

Unternehmen für die Automatisierung verantwortlich sind. 

Der Eintritt zur Messe und die Teilnahme an den Fachvorträgen ist für die Besucher kostenlos. 

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Tel. 06838 / 8960035 

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10 antriebstechnik 10/2016

Sieb & Meyer verpflichtet neue Vertreter 

für Bayern und Baden-Württemberg 

Seit Juni sind in Bayern und Baden-Württemberg zwei neue Vertreter 

für Sieb & Meyer tätig, die die Kunden im Bereich der Antriebs- und 

Automatisierungstechnik unterstützen. Mit dem Ingenieurbüro 

M. Gast Industrievertretungen 

für Baden-Württemberg 

und der Steger 

Electronic Industrievertretung 

für Bayern 

konnten zwei kompetente 

Partner gewonnen 

werden. Beide Vertretungen 

betreuen als 

lokale Ansprechpartner 

bestehende und zukünftige 

Kunden im Bereich der Antriebselektronik. „Die Nähe zu unseren 

Kunden ist uns wichtig“, betont Torsten Blankenburg, Vorstand 

Technik von Sieb & Meyer. „Ein Vertreter aus der Region kann 

schnell reagieren, wenn ein Kunde kurzfristig einen Beratungstermin 

wünscht. Zudem lassen sich vor Ort auch gleich die individuellen 

Gegebenheiten beim Kunden berücksichtigen.“ Mit den 

neuen Vertretern deckt das Unternehmen zwei Bundesländer ab, in 

denen besonders viele Hersteller von Werkzeug- und Sondermaschinen 

ihren Standort haben. 

www.sieb-meyer.de 

Ziehl-Abegg wächst im 

ersten Halbjahr zweistellig 

„Der Umsatz ist im ersten Halbjahr des Jahres 2016 um 10 % 

gewachsen“, verkündet Peter Fenkl, der Vorstandsvorsitzende von 

Ziehl-Abegg. Die Freude ist beim Ventilatoren- und Motorenhersteller 

dennoch verhalten. Denn politische und wirtschaftliche 

Unsicherheiten sind in allen Märkten zu spüren. „Daher setzen wir 

umso mehr auf neue Produkte und verstärken den Kontakt zum 

Kunden“, sagt Fenkl. Als Beispiel nennt der Vorstandschef die Gründung 

einer Vertriebsgesellschaft im Mittleren Osten. Auch in 

Deutschland hat das Unternehmen um 10 % wachsen können. 

Allerdings haben die Auslandsgesellschaften in umliegenden Ländern 

zum Teil doppelt so hohe Umsatz zuwächse erzielen können. 

Auch der Mittlere Osten gewinnt für das Unternehmen immer mehr 

an Bedeutung, daher ist es seit diesem Frühjahr in Dubai (VAE) mit 

einer Verkaufsgesellschaft vertreten. Die Steigerung des Umsatz im 

ersten Halbjahr 2016 auf 239 Mio. EUR (Vj: 218) ging einher mit 

einem Aufstocken des Personals: Zur Jahresmitte arbeiten 

3 500 Menschen im Unternehmen. 

www.ziehl-abegg.com

25 Jahre Fertigung von Getriebekomponenten 

Die Fertigungstechnik Nord, Tochter der Nord Drivesystems Group, hat im Juni ihr 

25-jähriges Bestehen in Gadebusch (Mecklenburg-Vorpommern) gefeiert. Werksleiter 

Steffen Timm (Bild l.) und die geschäftsführende Gesellschafterin von Nord 

Drivesystems, Jutta Humbert (4. v. l.), 

begrüßten zur Feier (v. l.) Ulrich Howest, 

Bürgermeister von Gadebusch, Christian 

Frenzel, Staatssekretär und Chef der 

Staatskanzlei Mecklenburg-Vorpommern, 

Nico Fickinger, Nordmetall-Verband, 

und Kerstin Weiss, Landrätin 

Nordwestmecklenburg. In dem Werk 

werden Blockgehäuse, Wellen, Zahnräder 

und Schnecken für Nord-Getriebebaureihen 

gefertigt, u. a. auch für Industriegetriebe 

mit Drehmomenten über 250 000 Nm. Die Komponenten werden im schleswigholsteinischen 

Bargteheide oder in einem der Montagewerke weltweit montiert. Der 

Standort Gadebusch umfasst heute fünf Hallen mit 13 700 m² Produktionsfläche. Der 

Betrieb, der seit 1995 ausbildet, beschäftigt aktuell 190 Mitarbeiter. 

www.nord.com 

Optibelt erwartet weiteres Umsatzwachstum 

Die Arntz Optibelt Gruppe hat 2015 ihren 

Umsatz auf 230 Mio. EUR gesteigert. Für 

das laufende Geschäftsjahr erwartet der 

Hersteller von Hochleistungs-Antriebsriemen 

einen weiteren Zuwachs. Nach 

den ersten sieben Monaten dieses Jahres 

lag der Umsatz mit 151,2 Mio. EUR rund 

8 % über dem Vorjahreszeitraum, berichtet 

die Geschäftsführung. Anfang des Jahres 

hatte die Gruppe ihre Tochter Desch 

Power Transmission Center, Anbieter 

von Standard-Antriebselementen, in ein Joint Venture mit Desch Antriebstechnik 

umgewandelt, um dessen Stellung in Europa auszubauen. Nach einer Erweiterung 

der Produktion in Rumänien läuft derzeit der Ausbau der Material Handling- 

Fertigungsgebäude in Rinteln, der bis Anfang 2017 abgeschlossen sein soll. Dann will 

das Unternehmen auch seine Test- und Prüfmöglichkeiten erweitern. Eine Sensorisierung, 

Motorisierung und Vernetzung sowie ein modularer Prüfstandsaufbau 

erlaubten es, Tests individuellen Applikationen anzupassen. 

www.optibelt.com 

Innovationspreis für Wiedemann 

Der Spezialist für Verdichtungstechnik 

Bomag hat seinen Lieferanten Sensor- 

Technik Wiedemann mit einem Innovationspreis 

ausgezeichnet – neben der 

Prämierung als A-Lieferant des Jahres. 

Der Innovationspreis wurde für die 

gemeinsame Entwicklung des Economizer 

verliehen, einer Anzeigeeinheit für Verdichtungsverhältnisse, 

die Sensordaten 

mit speziellen Algorithmen verknüpft 

und bewertet. Dazu unterstützt Wiedemann 

das Datenmanagement und die Konnektivität mit innovativen On-board- 

Modulen und Cloud-Dienstleistungen. Wiedemann beliefert Bomag seit mehr als 

20 Jahren mit Steuerungen, E/A-Modulen, Sensoren, Bedien- und Anzeigeelementen. 

www.sensor-technik.de 

12 antriebstechnik 10/2016 

Rotor Clip.indd 1 31.08.2016 06:46:55

MAGAZIN 

Wälzlager-Kompetenz 

schulen 

Findling hat die Termine für seine 

herstellerunabhängigen Wälzlager-Schulungen 

für 2016 herausgegeben. 

Das Angebot ist in 

vier Module aufgeteilt: Modul 1 

ist für Personen ohne Vorkenntnisse, 

im Modul 2 werden die 

Grundlagen vertieft, in Modul 3 

geht es um Teambuilding, und 

Modul 4 richtet sich an Personen, 

die in ihren Unternehmen eine 

Expertenrolle übernehmen. Die 

Anwendungsingenieure des Unternehmens 

setzen in den Seminaren 

den Fokus auf praxisnahe 

Problemlösungen und die Umsetzung 

des gelernten Wissens. 

Die ersten beiden Module sind 

auch für kaufmännische Mitarbeiter 

geeignet. Die Teilnehmer 

lernen z. B., technische Ursachen 

für Preisunterschiede von Anbietern 

zu verstehen, Angebote vergleichbar 

zu machen und eine 

Spezifikation zu erstellen. Die 

Termine: Modul 1: 6. Juni; Modul 

2: 7. Juni, Modul 3: 5. Juli, Modul 

4: 19. September. Die Schulungen 

können direkt bei den 

Teilnehmern stattfinden. Individuelle 

Termine auf Anfrage. Infos unter: 

www.findling.com/akademie 

www.findling.com 

Bürokonzept soll 

Innovationen fördern 

Die Schaeffler Gruppe investiert 

4 Mio. EUR in den Neubau eines 

Engineering- und Verwaltungsgebäudes 

für die Lineartechnik in 

Homburg/Saar. Der Grundstein 

wurde im Dezember 2015 gelegt. 

Der Einzug in das neue Gebäude 

soll im Sommer 2016 stattfinden. 

Für das Gebäude ist ein Bürokonzept 

mit dem Namen „Office 

Excellence“ vorgesehen, das 

Innovationen fördern und die 

Zusammenarbeit mit den globalen 

Produktionsstandorten vereinfachen 

soll. Dafür sollen u. a. 

ein „prozessorientiertes“ Bürolayout, 

der verstärkte Einsatz 

neuer Medien sowie die Einbeziehung 

der Aspekte Gesundheit 

und Wohlbefinden der Mitarbeiter 

sorgen. 

Auf Deutschland-Tour: Igus-Hausmesse kommt vorbei 

Mit einem Messestand geht Igus auf Tour und besucht 

interessierte Unternehmen. Auf den Interessenten zugeschnitten 

zeigt der Motion-Plastics-Spezialist seine 

Polymer-Lagertechnik und Energiekettensysteme. Mitarbeiter 

beraten zu Anwendungsmöglichkeiten. Auf der 

Hannover Messe hatte das Unternehmen 138 neue Produkte 

vorgestellt, z. B. die kugelvorgespannte drylin- 

Rastführung für stufenweise Arretierung und die kompakte 

Prismenführung. Neben neuen Werkstoffen wie 

Iglidur HSD370 für die Heißdampfsterilisation ist auch 

Neues für den 3D-Druck sowie Smart Plastics für die 

vorausschauende Wartung an Bord. Kostenlose Buchung 

unter: www.igus.de/hausmesse. 

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der Maschinensicherheit nach DIN EN ISO 13849-1. 

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MAGAZIN 

Produktion von Lenze in Polen 

feiert Jubiläum 

Seit 20 Jahren lässt die Lenze-Gruppe, Spezialist für Antriebs- und 

Automatisierungstechnik, im polnischen Tarnów mechanische 

Komponenten für Getriebe produzieren und Getriebemotoren 

montieren. Das Jubiläum feierten die Unternehmerfamilie und 

der Vorstand Anfang September vor Ort mit Geschäftspartnern 

und den 160 Mitarbeitern des Werks. Die Produktion in Tarnów 

startete 1996 auf einer Fläche von 1 000 m 2 , die bis heute auf 

7 000 m 2 angewachsen ist. Der Standort wurde im Laufe der Jahre 

schon mit mehreren Auszeichnungen bedacht, z. B. mit dem „Forbes 

Diamanten 2016“, dem Titel „Investor des Jahres 2014“ oder 

der Auszeichnung „Business Gazelle“ in den Jahren 2013 und 

2015. Die Unternehmensgruppe ist in Polen außerdem seit über 

20 Jahren mit einer eigenen Vertriebsgesellschaft vertreten. Weltweit 

hat der Hersteller elf Produktionsstandorte, darunter in 

Deutschland, Italien, Frankreich, China, USA und Indien. 

www.lenze.com 

Italienische Tochter gestartet 

Die italienische Tochter von Ringspann hat den Betrieb aufgenommen. 

Ringspann Italia in Lainate bei Mailand ist die zwölfte Auslandsniederlassung 

des Herstellers von Antriebskomponenten, 

Präzisions-Spannzeugen und Fernbetätigungen. Allein in den vergangenen 

Jahren waren fünf Auslandstöchter in China, Benelux, 

Indien, Schweden und 

zuletzt Südafrika dazugekommen. 

Von Mailand 

aus werde man 

vor allem Maschinenund 

Anlagenbauer sowie 

Getriebehersteller 

in Norditalien mit dem 

kompletten Sortiment 

beliefern, berichtete 

Geschäftsführer Fabian 

Maurer. Zudem sei die räumliche Nähe von Vorteil, weil Kundenfirmen 

immer häufiger das Know-how des Anbieters schon in 

frühen Phasen ihrer Produktentwicklung mit einbeziehen wollen, 

erklärte Antonio Trondoli, Geschäftsführer von Ringspann Italia. 

Das Unternehmen strebt außerdem eine weitere Internationalisierung 

an. „Aktuell lassen wir unseren Blick in weitere Entfernungen 

schweifen“, so der Firmenchef. 

www.ringspann.de 

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HF, Plastomagnete, Magnetgummi, NdFeB, Sm/Co 

Magnethaftsystemen 

Magnetverschlüssen 

Flach- und Stabgreifern 

Sonderkonstruktionen 

Management reorganisiert 

Der SKF-Konzern hat sein Management reorganisiert. Die neue 

Struktur trat nach ihrer Bekanntgabe am 24. Februar in Kraft. Sie 

teilt das Management in vier Bereiche auf: „Industrial Sales Americas“ 

unter Leitung von John Schmidt, „Industrial Sales Europe and 

MEA“ unter Leitung von Erik Nelander, „Industrial Sales Asia“ unter 

Leitung von Patrick Tong und „Automotive and Aerospace“ unter 

Leitung von Stephane Le Mounier. Die Funktionen „Business and 

Product Development“ unter Leitung von Victoria van Camp und 

„Bearing Operations“ unter Leitung von Luc Graux wurden in das 

Messetermin: 

Hannover Messe 

25.04. -29.04.2016 

Halle 14 Stand L29 

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Gruppen-Management aufgenommen. Außerdem zum Management 

gehören President und CEO Alrik Danielson sowie die Senior 

Vice Presidents Christian Johansson, Kent Viitanen, Bernd Stephan 

und Carina Bergfelt. Das Berichtswesen der Gruppe bleibt für das 

erste Quartal 2016 unverändert. Im Bericht für das zweite Quartal 

werden die Segmente der Gruppe jedoch in Automobil- und Industriekunden 

unterteilt. 

www.skf.de 


Welter.indd 1 09.03.2016 08:01:17

„Verzahntechnik“ 

in Neuauflage 

erschienen 

Der Expert Verlag stellt seine 

Neuauflage des Werkes 

„Verzahntechnik“ vor. Für 

die Herstellung und Prüfung 

von Verzahnungen an 

Stirnrädern oder Kegelrädern 

gibt es eine Vielzahl 

spezieller Verfahren und 

Maschinen, die – abhängig 

von der geforderten Verzahnungsqualität 

– alleine 

oder als Kombination mehrerer 

Verfahren miteinander 

angewandt werden. Im 

vorliegenden Band werden 

– ausgehend von der 

Neues Logo für Jenaer 

Antriebstechnik 

Nach 25 Jahren hat die Jenaer Antriebstechnik ihr Outfit 

überarbeitet. Neben einem modernisierten Logo ist das 

gesamte Corporate Design erneuert worden. Das neue 

Aussehen solle „die Weiterentwicklung zum Anbieter 

von maßgeschneiderten Antriebssystemen“ sichtbar 

machen, wie Gesellschafter Martin Fischer (Bild l.) und 

Geschäftsführer Stephan Preuß mitteilten. Im Zuge der 

Neuausrichtung wird das Unternehmen außerdem im 

kommenden Jahr das Werk am Standort Jena um eine 

Technologie- und Produktionshalle erweitern. 

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Im Fall des Falles 

ROBA ® -topstop ® 

Sicher fixieren 

statt improvisieren 

MAGAZIN 

Wir stellen aus: 

MOTEK Stuttgart 

Halle 6/Stand 6325 

Grundlage der Verzahnungstheorie 

– alle heute 

praktizierten Verfahren beschrieben. 

Zusätzlich wird 

die Messtechnik für Verzahnungen 

dargestellt. Das 

Werk richtet sich an Studierende 

des Maschinenbaus, 

die ein Begleitbuch zu entsprechenden 

Vorlesungen 

suchen, an Verfahrens- und 

Fertigungsplaner, die Entscheidungshilfen 

suchen, 

an Verzahnfachleute, die 

breitere Informationen 

brauchen, sowie an Lehrkräfte 

im Maschinenbau. 

Der Autor Dr.-Ing. Klaus 

Felten war viele Jahre in 

leitender Position in der 

Verzahnmaschinenindustrie 

tätig. Er ist Lehrbeauftragter 

für das Fach Verzahntechnik 

am Institut für Produktionstechnik 

(wbk) an 

der Technischen Universität 

Karlsruhe. 

„Wir haben als Hersteller von Präzisionsbearbeitungsmaschinen 

hohe Ansprüche an Qualität, Zuverlässigkeit 

und Sicherheit. Deshalb vertrauen wir seit 25 Jahren auf 

ROBA-stop ® Sicherheitsbremsen von mayr ® Antriebstechnik.“ 

Klaus Bauer, Leiter Konstruktion und Entwicklung 

Werkzeugmaschinenfabrik, WALDRICH COBURG GmbH 

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WÄLZ- UND GLEITLAGER I TITEL 

Bauteile mit zentraler Bedeutung 

Wie Hochleistungswälzlager in Regelventilen ihre Vorteile ausspielen 

Klaus Findling 

In Regelventilen mit elektrischem 

Stellantrieb setzt die Regeltechnik 

Kornwestheim GmbH Rillenkugellager 

von Findling ein. Die für 

Hochgeschwindigkeitsanwendungen 

konzipierte 

Lagertechnik war aufgrund der 

ausgezeichneten Dichtwirkung 

und schnelleren Verfügbarkeit 

gegenüber dem bisherigen 

Lieferanten das Mittel der Wahl 

für diese vergleichweise 

gemächliche Aufgabe. 

In zahlreichen Anwendungen ist die Drosselung, Mischung oder 

Verteilung flüssiger, gas- oder dampfförmiger Medien erforderlich. 

Hierfür entwickelt und konstruiert die Regeltechnik Kornwestheim 

GmbH (RTK) u. a. Regelventile mit elektrischem Stellantrieb in 

vier Baureihen. Das fünf Kilometer nördlich von Stuttgart ansässige 

Unternehmen hat sich auf die Herstellung und den Vertrieb dieser 

Produkte für wärme- und kältetechnische Anlagen spezialisiert. 

Elementarteilchen der Regeltechnik 

Ob in Durchgangs- oder in Dreiwegeform – in den Regelventilen 

lagern je zwei Rillenkugellager vom Typ 6005 die Antriebsspindel, 

die über Zahnräder die Drehmomente überträgt. Für die Funktionalität 

der Baugruppe hat die Lagertechnik eine zentrale Bedeutung. 

Denn bei deren Versagen kann der Antrieb die Hauptaufgabe – die 

Regelung des Ventils – nicht mehr erfüllen. Wie in vielen anderen 

Anwendungen auch, sind die Wälzlager mit einem Querschnitt von 

Klaus Findling ist Geschäftsführer der Findling Wälzlager GmbH, Karlsruhe 

12 mm und einem Außendurchmesser von 47 mm vergleichsweise 

kleine und simple Bauteile, aber dennoch wesentlich. Neben den 

entsprechenden Vorgaben zu Drehzahlen und Kraftaufnahme – die 

Lager müssen relativ hohe Axialkräfte übertragen können (bis zum 

zulässigen Maximum, was in etwa der Hälfte der statisch radialen 

Höchstbelastung entspricht) – ist der zuverlässige, einwandfreie 

Betrieb in einem Temperaturbereich von - 20 bis + 80 °C gefordert. 

Diesen deckt die neue Lagertechnik von Findling nicht nur ab, sondern 

geht darüber hinaus: Sie ist mit einem Hochleistungsfett für 

Betriebstemperaturen von - 50 °C bis + 150 °C geschmiert, das sich 

durch ein hervorragendes Anlaufverhalten auszeichnet. Da die 

Umgebungs- und Betriebstemperaturen die Konsistenz des 

Schmierstoffs beeinflussen und sich dieser bei höheren Gradzahlen 

zunehmend verflüssigen kann, hat Findling bei der Entwicklung 

der Xspeed-Lager unterschiedliche Dichtungsvarianten auf Praxistauglichkeit 

getestet. Dies war vor allem im Hinblick auf die hohen 

Drehzahlen in den eigentlichen Zielanwendungen, für die Xspeed 

konzipiert wurde, und die damit verbundenen Fliehkräfte wichtig. 

Denn in Hochgeschwindigkeitsapplikationen darf der Schmierstoff 

nicht herausgeschleudert werden. Die darauf ausgerichtete Lageraustattung 

mit der besonders leistungsfähigen Dichtungsvariante 

2RSDD (beidseitig in Nut geführte, axial anliegende schleifende 

Gummidichtung) hat auch in den RTK-Ventilen überzeugt. „Die 


Besuchen 

Sie uns! 

Halle 12 

Stand B16 

01 In Regelventilen mit elektrischem Stellantrieb setzt 

RTK Xspeed-Rillenkugellager von Findling ein 

Endkunden legen immer mehr Wert auf Sauberkeit. Deshalb sind 

auch die Anforderungen an die Lagerdichtungen gestiegen, die 

Fett- oder Ölabscheidungen verhindern“, hebt Entwicklungsleiter 

Robert Pichl aus der Abteilung Forschung und Entwicklung bei 

RTK den Vorteil der ausgezeichneten Dichtwirkung hervor. 

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Vorteile, die sich rechnen 

Für die Substituierung der bislang eingesetzten Rillenkugellager 

war darüber hinaus die Verfügbarkeit der Xspeed-Produkte ausschlaggebend, 

die Findling ab Lager liefert. Kurze Lieferzeiten 

waren einer der Gründe für die Entwicklung der ABEG „extreme 

series“, zu denen auch die Xspeed-Reihe gehört. Denn bis dato 

waren langlebige Hochleistungslager oft nur als Sonderlösungen 

verfügbar, die mit entsprechenden Lieferfristen einhergingen. 

Eine Alternative stellten teilweise Premium-Produkte dar, allerdings 

< Automation Panel | Panel PC | 

Automation PC 

< Multitouch | Singletouch 

< Widescreen | 4:3 

< Hochformat | Querformat 

< Tragarm | Einbau | Edelstahl 

< Beliebig kombinierbar 

< Smart Display Link 3 | 100m 

< Intel Core i3 | i5 | i7 

< Intel Atom Bay Trail 

02 Die Anwender der Regelventile haben hohe 

Anforderungen an die Lagerdichtungen

WÄLZ- UND GLEITLAGER I TITEL 

04 Lange Lebensdauer bei hohen Drehzahlen 

03 Neben Xspeed sind 

weitere Reihen in den ABEG 

„extreme series“ erhältlich 

ebenfalls verhältnismäßig teuer. Auch dieser Faktor fand in den ABEG 

„extreme series“ Berücksichtigung, mit denen nun eine Marktlücke 

geschlossen werden konnte: leistungsfähig und langlebig, aber 

gleichzeitig kurzfristig lieferbar und wirtschaftlich. 

Für dieses ganzheitlich überzeugende Angebot hat Findling 

bewährte Lagertechnik optimiert und die Lebensdauer durch die 

anwendungsgerechte Auswahl der dafür relevanten Ausstattungskomponenten 

Befettung und Dichtungen signifikant erhöht. Die 

Auswirkungen dieser Konstruktionselemente wurden auf dem 

eigens entwickelten Leistungsprüfstand untersucht und analysiert. 

Unterschiedliche Spezialbefettungen und Dichtungsvarianten aus 

dem ABEG-Portfolio wurden getestet, um so besonders leistungsfähige 

Kombinationen für die Praxis zu ermitteln. 

Top-Performance bei Spitzentempo 

So erfordern Hochgeschwindigkeitsanwendungen die Einhaltung 

geringster Toleranzen, Mindermengenschmierung, geringes 

Reibmoment und hochreine Wälzlagerfette zur Geräuschreduktion. 

Hier beeinträchtigen erhöhte Wärmeentwicklung durch Reibung 

der Dichtungen sowie Rundlaufungenauigkeiten die Lebensdauer. 

Hohe Belastungen vermindern den zuverlässigen Aufbau des 

Schmierfilms. Er kann sogar vollständig abreißen, die Folge ist 

metallischer Kontakt zwischen Kugel und Laufbahn und damit der 

Beginn eines Wälzlagerschadens. Darüber hinaus ist Energieeffizienz 

ein immer wichtigeres Thema. 

Es wurde besonders darauf geachtet, dass die Lagerluft durch 

Einengung der Toleranz an die hohen Geschwindigkeiten angepasst 

ist. Die Restlagerluft nach dem Einbau lässt sich somit in der 

Konstruktion besser ermitteln und einstellen. Aus den hohen 

Geschwindigkeiten resultiert für jedes Lager ein individuelles 

Geräuschverhalten. Um verbesserte Laufeigenschaften bei höherer 

Geschwindigkeit zu erreichen, müssen höhere Ansprüche an die 

Oberflächengüte gestellt werden. Die Lagerluft und die Toleranzen 

sind mit P6 genauer als der Standard mit P0 und die Dichtung reibungsärmer, 

wodurch eine geringere Eigenerwärmung des Lagers 

entsteht. Die Befettung muss für höhere Dauertemperaturen ausgelegt 

und hochrein bzw. geräuscharm sein; dem entspricht das zuvor 

genannte Hochleistungsfett. Für Lager mit C3-Lagerluft wird ein 

hochreines Hochtemperaturfett bis 180 °C verwendet; es hat noch 

bei 177 °C eine Lebensdauer nach ASTM D 3336 von über 750 h. 

Die Kombination mit der 2RSDD-Dichtung hat sich in den Vergleichstests 

als besonders leistungsfähig erwiesen. So konnte die 

Eigenerwärmung um 10 °C gegenüber der RS-Standarddichtung 

reduziert werden, was unmittelbaren lebensdauerverlängernden 

Einfluss hat. Optional bietet Findling eine noch reibungsärmere 

(2RW) und eine berührungslose Variante (LLB) an. Die Tests auf 

dem Leistungsprüfstand zeigten ferner, dass die für hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten 

optimierten Produkte bei der Geräuschprüfung 

eine deutlich geringere Schwingbeschleunigung haben als 

die Referenzklasse Premium. Sie erreichen auch eine deutlich reduzierte 

Temperatur. Insgesamt verdreifachte sich die tatsächliche 

Lebensdauer gegenüber den Referenzwerten einer nominellen 

Lebensdauerberechnung für Premiumlager. 

Die fantastischen Vier 

Neben Xspeed sind drei weitere Reihen in den ABEG „extreme series“ 

erhältlich, die unterschiedliche Anforderungen im Hinblick auf die 

Betriebsbedingungen abdecken: Xforce, Xtemp und Xclean. Bei 

Lagern in Xforce-Ausführung handelt es sich um Lösungen für 

Hochlastapplikationen, in denen hohe Tragzahlen gefordert sind. 

Die Xtemp-Serie ist für Temperaturstabilität bei übermäßiger Hitze 

oder Kälte konzipiert. Die Xclean-Serie bietet robuste Lagertechnik 

für Washdown-Anwendungen ebenso wie Spezialausführungen für 

Reinraumapplikationen. Allen Serien gemein sind die überdurchschnittliche 

Lebensdauer der Produkte im Extremeinsatz, die 

schnelle Verfügbarkeit und günstige Bezugskonditionen. 



Softwarebasierte Auswahl von Wälz- und Gleitlagern 

Die Auswahl- und Berechnungssoftware ABEG-Quickfinder 

steht Kunden von Findling Wälzlager in zwei Versionen zur 

Verfügung: Das kostenlose Einsteiger-Tool ABEG-Quickfinder 

basic funktioniert wie eine Datenbankabfrage über alle 

Bauformen und ABEG-Produktlinien hinweg. Wälzlager, 

die den konstruktionsseitig definierten, technischen 

Anforderungen entsprechen, lassen sich über Filterkriterien 

herstellerunabhängig finden. Einen Schritt weiter geht der 

ABEG-Quickfinder professional: Die CAE-Software dient 

der Berechnung und Auslegung von Wälzlagern nach 

ISO 281 sowie anderen gängigen Maschinenelementen, z. B. 

Wellen, Stirnrädern, Planetenstufen, Federn und Passungen. 

Für die Berechnung von anwendungsspezifischer Lagertechnik, 

bei der keine Standardlösung möglich ist, kommt die Software Mesys zum Einsatz. Sie berechnet 

die Lebensdauer eines Lagers aufgrund der Lastverteilung auf die einzelnen Wälzkörper und berücksichtigt 

daher nicht nur eine äußere Kraft, sondern auch eine Belastung durch Kippmomente sowie 

den Einfluss des Lagerspiels bzw. des Schmierstoffes. 

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Kegelrollenlager für kombinierte Belastungen 

Kegelrollenlager in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen Nenndruckwinkeln bietet 

Hecht an. Sie können im Maschinen-, Fahrzeug- und Getriebebau, aber auch in Windkraftanlagen, 

Arbeitswalzen oder Radsatzlagern verbaut werden. Die zur Aufnahme kombinierter, zugleich radial 

und axial wirkender Belastungen geeigneten Lager sind in ein- oder mehrreihiger Bauform erhältlich. 

Neben Standardmodellen mit Druckwinkeln von 10 bis 20 ° können für die Aufnahme sehr hoher Axialkräfte 

auch Spezialanfertigungen geordert werden, deren Druckwinkel bis 30 ° reicht. Im werkseigenen 

Zentrallager sind laut Hersteller durchgehend 30 000 Artikel vorrätig. Jeder Wareneingang 

durchläuft ein ISO-zertifiziertes Qualitätsmanagement, das die 

Produkte auf Härtegrad, Abmessung, Befettung und Dichtigkeit prüft. Das 

Komplettprogramm einschließlich der Eigenmarken HKW und HKC eignet 

sich besonders für mittlere Stückzahlen im preissensiblen Segment. 

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Ausführung -impact- 

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(z.B. für dynamisch beanspruchte 

Arbeitstische) 

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Dünnringlager für stabile und genaue Fliegenrollen 

Dünnringlager zeichnen sich durch ihre besonders schlanke Bauform bei großen Durchmessern aus. 

Aufgrund dieser Eigenschaften kommen die Lager der Baureihe Ultra-Slim von Rodriguez in Fliegenrollen 

zum Fliegenfischen der Marke Highland des niederländischen Herstellers L.H. Design zum 

Einsatz. Bei den Modellen handelt es sich um Flyreels: 

Fliegenrollen, die mit passenden Fliegenruten kombiniert 

werden. Die darin verbauten Dünnringlager gewährleisten, 

dass sich die Rollenspule mit großer Genauigkeit im 

Rahmen drehen kann. In der Fliegenrolle ist der Bauraum 

begrenzt – daher ist die schlanke Bauform nötig. Der große 

Durchmesser sichert wiederum die Stabilität der Konstruktion. 

Weil die Fliegenrollen auch in Salzwasser zum Einsatz 

kommen, entschied sich L.H. Design für Dünnringlager aus 

korrosionsfreiem Edelstahl. Die Labyrinth-Konstruktion in 

Kombination mit einem Sonderfett gewährleisten zudem 

den Schutz der Lager vor Schmutz und Sand. In den Fliegenrollen werden Dünnringlager des Typs X 

verbaut. Diese sogenannten Vierpunktlager erlauben dank ihrer einzigartigen internen Geometrie 

Aufnahmen radialer Lasten, axialer Lasten in beide Richtungen sowie Momentenlasten einzeln oder 

in jeder Kombination. Die Einzigartigkeit der Lager besteht laut Hersteller darin, dass der sehr dünne 

Querschnitt signifikante Platz- und Gewichtsersparnisse ermöglicht. Entsprechend kommen die 

Dünnringlager auch in Anwendungen wie der Raumfahrt, der Halbleiterindustrie und der Medizintechnik 

zum Einsatz. Die Lager haben bei Durchmessern von 35 bis 200 mm einen besonders kleinen 

Querschnitt von 2,5 bis 3 mm. 

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VERBINDUNGS- 

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Motek – 10.-13. Oktober 2016 

Halle 4 | Stand 4430 / 4430-1

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Kompakte Lagersystemlösung für Laserschweißanlagen 

Julia Schneiders 

Die K.H. Arnold Maschinenfabrik 

ist auf die Entwicklung und die 

Produktion von Lasersystemen 

spezialisiert. In einer neuen 

2-Stationen-Anlage setzt sie in 

der Spanntechnik auf eine eigens 

entwickelte Lagersystemlösung des 

Antriebsspezialisten Rodriguez. 

D 

ie Anforderungen an die Prozessketten 

der Automobilindustrie sind hoch: Um 

dem Konkurrenzdruck Stand zu halten, 

sind bei größtmöglicher Produktdiversität 

schnelle und kosteneffiziente Abläufe aller 

Fertigungsvorgänge gefragt. Daneben 

sollen hochwertige Arbeitsergebnisse erzielt 

werden. Aufgrund der hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit 

und der schlanken 

Schweißnähte mit großem Tiefe-Breite- 

Verhältnis hat sich Laserschweißen in 

diesem Industriezweig etabliert. Für das 

Verbinden von Bauteilen im PKW-Antriebs- 

Julia Schneiders ist Mitarbeiterin im Bereich 

Marketing & Sales Precision Bearings bei 

Rodriguez, Eschweiler 

strang, konkret von Getrieberädern in 

Schalt- oder Automatikgetrieben, hat die 

K.H. Arnold Maschinenfabrik die bisherige 

2-Stationen-Laserschweißanlage kontinuierlich 

verbessert. Die Doppelschweißzelle 

eignet sich für rotationssymetrische Bauteile 

und ist flexibel einsetzbar für Festkörperund 

CO 2 

-Laser. Sie verknüpft außerdem 

vollautomatisch die Zusatzprozesse wie das 

Verpressen und Erwärmen der Bauteile mit 

dem eigentlichen Laserschweißvorgang. 

Die Bauteile lassen sich durch selbstständig 

öffnende pneumatische Hubtüren von 

Hand oder automatisch beladen. Um die 

Bauteile in der Schweißzelle prozesssicher 

zu fixieren, benutzt das Ravensburger 

Unternehmen eine speziell für rotationssymetrische 

Geometrien entwickelte Spanntechnik, 

mit der die Werkstücke beim 

Schweißen über NC-Achsen gegen ein 

mitdrehendes Gegenlager angepresst werden. 

Hierfür entwickelte der Antriebsspezialist 

Rodriguez aus Eschweiler eine neue, 

modulare Lagersystemlösung, die anwendungstechnisch 

und wirtschaftlich weitreichende 

Vorteile bietet. 

Noch kompakter 

„Eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit 

unserer Laserschweißanlagen, die in 

der Regel im 3-Schicht-Betrieb arbeiten, sind 

unabdingbar“, erläutert René Köhler, Fertigungs- 

und Einkaufsleiter bei K.H. Arnold. 

„Gleichzeitig benötigen wir eine sehr gute 

Präzision der Spannvorrichtungen bzw. 

Lagerungen, um qualitativ hochwertige 

Bauteile zu erzeugen.“ Mit der neuen 2-Stationen-Anlage 

verfolgte der Laserspezialist 

aus Oberschwaben den Anspruch, Kosteneffizienz 

und Kompaktheit bei höchster 

Präzision weiter zu verbessern. Eine besondere 

Herausforderung stellte in diesem 

01 Die speziell für rotationssymmetrische 

Geometrien entwickelte Spanntechnik in der 

Laserschweißzelle lagert auf einer eigens 

dafür entwickelten Lagerlösung 



Dünnringlager für jede Anwendung 

Mehr als 250 Dünnringlagertypen aus Wälz- oder Edelstahl bietet der Antriebsspezialist 

aus Eschweiler für die unterschiedlichsten Anwendungen an. Neben Hybridund 

metrischen Dünnringlagern umfasst das Sortiment auch die kompakten 

Reali-Slim- und die Ultra-Slim-Dünnringlager mit besonders kleinem Querschnitt. Bei 

einer großen Zahl von Applikationen kann ein Vierpunkt-Reali-Slim-Dünnringlager 

sogar zwei Lager ersetzen. Das erlaubt eine kompaktere Bauweise und vereinfacht 

die Montage. Sämtliche Dünnringlager sind wahlweise als Rillenkugellager, Vierpunktlager 

oder Schrägkugellager lieferbar. Edelstahlausführungen sind auf Wunsch 

auch mit Kugelkäfigen aus Polyamid, PEEK oder Edelstahl verfügbar. 

Zusammenhang das Gegenlager zum Werkstück 

dar, denn aufgrund der Kompaktheit 

der gesamten Anlagen stand auch für dieses 

Bauteil nur ein sehr kleiner Einbauraum zur 

Verfügung. 

Eine enge, geschäftliche Beziehung verbindet 

K.H. Arnold mit dem Antriebsspezialisten 

Rodriguez aus Eschweiler, Anbieter 

von Dünnringlagern mit einer langjährigen 

Erfahrung in der Erstellung applikationsspezifischer 

Sonderlösungen. Bereits in 

anderen Projekten hatten dessen kleine, 

leichtgewichtigen und kompakten Lager 

überzeugt. „Für die neue Anlage haben wir 

daher Rodriguez als Know-how-Träger ins 

Boot geholt“, so René Köhler. Dabei sollte 

die zu entwickelnde Lösung nicht nur platzsparend 

sein, sondern für eine einfache 

Montage und problemlose Inbetriebnahme 

mit nur einer Schnittstelle auskommen 

sowie eine hohe Systemgenauigkeit erreichen. 

„Insbesondere was den Plan- und 

den Rundlauf angeht, werden von der Automobilindustrie 

mittlerweile Genauigkeiten 

von hundertstel Millimetern gefragt“, führt 

der Fertigungsleiter von K.H. Arnold aus. 

Klein, kleiner, integriert 

Ulrich Schroth, Geschäftsbereichsleiter bei 

Rodriguez, sieht in der Lösungskompetenz 

eine besondere Stärke seines Unternehmens. 

Bei allen Anwendungen, in denen 

Standardlager an ihre Grenzen stoßen, 

entwickelt und produziert der Antriebsspezialist 

maßgeschneiderte Lösungen. Basis 

ist das umfassende Produktportfolio aus 

über 250 Dünnringlagertypen aus Wälzoder 

Edelstahl. Die Durchmesser reichen 

von 25 bis 1 066 mm. „Grundlage der neuen 

Lagersystemlösung ist ein Kaydon Reali- 

Slim-Präzisions-Dünnringlager, das wegen 

seiner Kompaktheit und des kleinen Querschnitts 

für kleine Einbauräume prädestiniert 

ist.“ Allein in dem kompakten und 

leichten Wälzlager sahen die Ingenieure 

indes noch keine ausreichende Lösung für 

die an sie gestellten Anforderungen. 

Bei der Entwicklung der neuen Lagerkonstruktion 

beschritt Rodriguez daher neue 

Wege, integrierte gleich fünf Umbauteile, 

z. B. eine vor Funkenflug schützende 

Schleuderscheibe, in das System und konnte 

so die Anzahl der Schnittstellen auf die 

gewünschte eine beschränken. „Die Vorteile 

liegen auf der Hand“, meint Ulrich Schroth. 

Neben einer vereinfachten Montage der 

integrierten Baugruppe erhöht sich die 

Genauigkeit gegenüber der Verwendung 

einzelner mechanischer Komponenten 

deutlich. Die Fehlertoleranz verbessert 

sich, die Wiederholgenauigkeit nimmt zu. 

Die Genauigkeit von Plan- und Rundlauf ist 

mit weniger als 25 μm als sehr hoch einzustufen 

und hat den Kundenwunsch bei 

Weitem übertroffen. 

Dauerhaft präzise und 

wartungsfreundlich 

Die Realisation als integrierte Modullösung 

zeigt sich auch im Wartungsfall überlegen. 

Zwar schätzt Rodriguez die Lebensdauer 

der neuen Einheit auf über 80 000 Stunden 

bei 30 U/min, sollte jedoch ein Austausch 

notwendig sein, kann die komplette Einheit 

ohne langwierigen Montageaufwand und 

ohne lange Stillstandzeiten der Anlage 

ersetzt werden. Für eine hohe Verfügbarkeit 

des neuen Lagersystems sorgt außerdem 

der Einsatz einer Labyrinthdichtung, die 

das Lagerinnere vor Verunreinigungen 

schützt und einen präzisen Lauf dauerhaft 

gewährleistet. Auf eine schleifende und 

damit verschleißanfällige Dichtung konnte 

verzichtet werden. 

Am Ende steht für Ulrich Schroth aber 

noch ein weiterer, wirtschaftlicher Vorteil 

der integrierten Baugruppe: „Gegenüber 

einer Lösung aus verschiedenen Einzel- 

02 Die Lagerlösung auf Basis eines 

Kaydon Präzisions-Drünnringlagers ist 

platzsparend und einfach zu montieren 

03 Rodriguez bietet mehr als 250 

verschiedene Dünnringlager 

komponenten, deren Abstimmung und 

Montage ist die neue Einheit deutlich preisgünstiger. 

Sie stellt im wahrsten Sinne des 

Wortes eine echte Mehrwertlösung dar.“ 

Und René Köhler von K.H. Arnold fügt hinzu: 

„Die entsprechende Eigenkonstruktion 

des Lagers mit Innen- und Außenring und 

weiteren Komponenten wäre für uns deutlich 

komplexer und kostenintensiver gewesen. 

Mit der realisierten Lösung hat uns 

Rodriguez bei der Entwicklung und Konstruktion 

spürbar entlastet. Am Ende waren 

wir nur noch für die Endmontage des 

Moduls auf der entsprechenden Lagerplatte 

der Schweißanlage verantwortlich.“ Die enge 

Kooperation mit Lieferanten entspringt 

dem Leitgedanken von K.H. Arnold, sich 

ständig weiterzuentwickeln und neue Wege 

im Sondermaschinenbau zu gehen und hat 

auch im Fall der neuen 2-Stationen-Laserschweißanlage 

zum erfolgreichen Ergebnis 

geführt. 


antriebstechnik 10/2016 21


Raus aus der Nische 

Warum Magnetlager für Großmaschinen bereits ausgereifte Technik sind 

Bert-Uwe Köhler, Joachim Denk, 

Gijs van Maanen 

Siemens hat auf der Hannover 

Messe seine Magnetlagertechnik 

für Großmaschinen vorgestellt. 

Dabei kann man beachtliche 

Leistungsdaten vorweisen: 

In den vorgestellten Referenzanwendungen 

haben die Lager 

Rotoren von bis zu 9,5 t getragen 

und können Drehzahlen bis 

17 200 min -1 erreichen. Und 

damit soll das Ende noch lange 

nicht erreicht sein. 

D 

ie Siemens Magnetlagertechnik basiert 

auf industrieller Sinamics S120 Regelungs- 

und Umrichtertechnik, die seit Jahren 

im Bereich Werkzeugmaschinen und für 

Großmaschinenumrichter eingesetzt wird. 

Dementsprechend leistungsstark und robust 

ist die eingesetzte Leistungselektronik, die 

die Rotoren zum Schweben bringt. Ergänzt 

wird das Magnetlagersystem durch Fanglager, 

die als Schutzsystem den Rotor im 

unwahrscheinlichen Falle eines Lagerver- 

sagens tragen und auf Basis von Kugellagertechnik 

realisiert wurden. Bei den Fanglagern, 

die für den 9,5 t-Rotor entwickelt 

wurden, handelt es sich um die jemals 

größten, auf Basis von Kugellagertechnik, 

gebauten Lager dieser Art. 

Ausgereifte Technik 

Die Technologie, Rotoren magnetisch zu 

lagern, ist eigentlich gar nicht so neu. 

Bereits seit über 30 Jahren gibt es 

Magnetlager anwendungen nicht nur in der 

Forschung und Wissenschaft, sondern 

auch im industriellen Bereich. Neu an der 

Siemens-Technik ist, dass nun industrielle 

Regelungs- und Umrichterkomponenten 

eingesetzt werden und die Magnetlagertechnologie 

damit einen großen Schritt 

weg von einer Nischenanwendung hin zu 

einer etablierten 

und im 

Dr.-Ing. Bert-Uwe Köhler ist Entwicklungsingenieur 

bei der Siemens AG in Berlin, 

Dr.-Ing. Joachim Denk ist Leiter der Magnetlagerentwicklung 

bei der Siemens AG in Berlin, 

Gijs van Maanen ist Projektmanager Öl & Gas 

bei der Siemens AG in Den Haag 

01 Magnetlager-Demonstrator 

auf der Hannover Messe 


Rotek.indd 1 22.10.2015 14:19:01 


großen Maßstab eingesetzten Technik geht. 

Immerhin werden eben diese Elektronik 

Baugruppen mehrere hunderttausend Mal 

im Jahr verkauft und sind dementsprechend 

ausgereift und verfügbar. Auch die 

Bedienung und Diagnose bleibt nun nicht 

mehr wenigen Spezialisten überlassen, 

sondern kann von einer Vielzahl von Automatisierungsingenieuren 

und -technikern 

übernommen werden, die bereits in anderen 

Anwendungen mit den Regelungs- und 

Steuerungskomponenten von Siemens 

gearbeitet haben. 

Robuste Technik 

Das Prinzip der magnetischen Lagerung ist 

relativ einfach: Eine Anordnung von Elektromagneten 

erzeugt ein Magnetfeld, das den 

Rotor in der Schwebe hält. Die Elektromagneten 

sind in jeweils zwei Achsen gegenüberliegend 

angeordnet, um den Rotor aktiv 

immer in die richtige Richtung, also zur 

Lagermitte hin, ziehen zu können. Dazu 

wird die Rotorposition mit einem Abstandssensor 

mehrere tausend Mal pro Sekunde 

erfasst. Ein digitaler Regler berechnet daraus 

die notwendigen Ströme für die Elektromagneten, 

die dann mit Hilfe der Leistungsverstärker 

erzeugt und in die Spulen der Elektromagneten 

eingespeist werden. Ein großes 

Plus sind die großen Ströme, die mit den 

Siemens-Leistungsverstärkern erzeugt werden 

können. Damit können die für die 

schweren Rotoren notwendigen Magnetfelder 

auch bei großen Luftspalten zwischen 

Rotor und Stator erzeugt werden. Diese 

großen Luftspalte helfen bei der Montage, 

vereinfachen die Kühlung und führen insgesamt 

zu einer robusten Technik. Immerhin 

werden die Motoren bei Siemens für eine 

Laufzeit von 30 Jahren ausgelegt. 

Weniger Baugruppen 

Mit Hilfe von Standard-Technik zu 

höchster Zuverlässigkeit 

Für den Einsatz ihrer Standard-Technik 

haben sich die Siemens-Ingenieure etwas 

Besonderes einfallen lassen. Die beiden 

Elektromagnete in einer Magnetlagerachse 

werden in der Regel in einem bestimmten 

Arbeitspunkt betrieben, der über einen Vormagnetisierungs-Gleichstrom 

durch beide 

Magnete eingestellt wird. Dadurch stellt 

sich zunächst ein Gleichmagnetfeld an 

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rungs-Gleichstrom als auch den Reglerstrom 

auf die drei Phasen des Umrichters abbilden. 

Auf diese Weise werden beide Magnetlagerspulen 

einer Achse mit einem einzelnen dreiphasigen 

Umrichter betrieben. Die Anzahl 

der genutzten Baugruppen reduziert sich so 

auf ein Minimum. Damit verbunden sind geringere 

Ausfallwahrscheinlichkeiten und eine 

längere Lebensdauer des Gesamtsystems. 

Die Bedienung der Magnetlagertechnik ist 

einfach. Der Schaltschrank, in dem die Leistungsverstärker 

und digitalen Regelungsbaugruppen 

montiert sind, enthält gleichzeitig 

ein komfortables Bedien-Paneel. 

Neben der Anzeige der wichtigen Magnetlagerbetriebsdaten 

gibt es in übersichtlicher 

Anordnung Funktionstasten, mit denen der 

Benutzer zwischen verschiedenen Anzeigen 

wechseln und die Magnetlager an- und ausschalten 

kann. Da die Konfiguration der 

Bedienoberfläche einfach und flexibel ist, 

können anwendungsspezifische Anpassungen 

kurzfristig und problemlos vorgenommen 

werden. 

Keine Kleinigkeit 

02 Schaltschrank der Simotics AMB-Technology und Sinamics Standard- 

Antriebskomponenten im Inneren 

03 Horizontale Lagerung des Rotors mit vier Achsen 

beiden Magneten ein. Für eine Kraftwirkung 

auf den Rotor wird der Strom in dem einen 

Elektromagneten vergrößert und in dem 

anderen geschwächt – gerade so, dass der 

Rotor in der Mitte des Lagers schwebt. 

Normalerweise werden dazu zwei zweiphasige 

Umrichter benötigt. Die Siemens-Leistungsverstärker, 

von Haus aus eigentlich 

dreiphasige Motorenumrichter der Sinamics 

S120-Reihe, werden mit der Anwendung 

der Clarke-Park-Transformation so parametriert, 

dass sie sowohl den Vormagnetisie- 

Eine besonders wichtige Komponente in 

Magnetlageranwendungen sind die Fanglager 

zum Schutz der Anlage im unwahrscheinlichen 

Falle eines Lagerversagens, 

z. B. bei Ausfall der Energieversorgung trotz 

unterbrechungsfreier Stromversorgung 

oder durch einen Hardwaredefekt. Die 

Fanglager sind dafür ausgelegt, auch mehrfache 

Abstürze des Rotors in das Lager auszuhalten 

– bei Rotorgewichten bis 9,5 t und 

hohen Drehzahlen nicht unbedingt eine 

Kleinigkeit. Siemens hat deshalb die Kugelfanglager 

zusammen mit der Firma Schaeffler 

entwickelt, strengen Tests unterzogen und 

schließlich für den Markt freigegeben. 

Seit 2,5 Jahren sind die Magnetlager nun 

im industriellen Einsatz – u. a. für die Gasförderung 

im holländischen Gasfeld in der 

Nähe von Groningen. Aus Kundensicht 

zeigten sich vor allem 

n der einfache und robuste Aufbau der 

Simotics Active Magnetic Bearing-Technology, 

n die Vormontage und Qualitätssicherung 

in der Fabrik und die minimalen Inbetriebsetzungszeiten 

auf der Kundenanlage, 

n die hohe Zuverlässigkeit, die sich auch in 

den 2,5 Jahren Betrieb gezeigt hat, 

n die nachgewiesene Qualität aller Komponenten, 

n das offene System und die problemlose 

Einbindung in das überlagerte Anlagen- 

Control-System, so dass alle prozess- und 

magnetlagerspezifischen Daten für die 

Betreiber nutzbar sind 

n und die Nutzung der Betriebsdaten für eine 

Condition Monitoring basierte Anlagenwartung. 

Aufgrund dieser Erfahrungen ist die Magnetlagertechnik 

inzwischen vom Betreiber des 

Gasfeldes NAM/Shell allgemein für den 

weltweiten Einsatz in Motoren und Kompressoren 

freigegeben. 

www.siemens.de 


Hochgenauigkeits-Zylinderrollenlager für 

Werkzeugmaschinen 

Die einreihigen SKF-Hochgenauigkeits-Zylinderrollenlager sind mit 

einem außenringgeführten Fensterkäfig aus kohlefaserverstärktem 

Polyetheretherketon (PEEK) versehen. Zusammen mit dem optimierten 

Käfig sorgt die geringere Anzahl an Rollen dafür, dass die Lager höhere 

Drehzahlen aufnehmen, weniger Reibung aufweisen und dadurch 

auch niedrigere Betriebstemperaturen erreichen. Konzipiert ist die 

Reihe für Anwendungen mit Wellendurchmessern von 40 bis 80 mm. 

Die zweireihigen Zylinderrollenlager bieten ein vorteilhaftes Verhältnis zwischen Tragfähigkeit, 

Steifigkeit und Drehzahl. Diese Reihe zeichnet sich durch ein höheres Drehvermögen in herkömmlichen 

riemengetriebenen CNC-Drehspindeln bei hoher Steifigkeit aus. Die Lager haben drei feste 

Borde am Innenring und einen bordlosen Außenring. Aufgrund der optimierten inneren Geometrie 

und des rollengeführten Kammkäfigs aus glasfaserverstärktem PEEK können die Lager höhere 

Drehzahlen aufnehmen und minimieren die erzeugte Reibungswärme. Verfügbar ist die Reihe für 

Wellendurchmesser von 25 bis 130 mm. 

www.skf.com 

Wälzlager wirkungsvoll vor Elektroerosion schützen 

Unerwünschter Stromdurchgang und spontane elektrische Entladung können gravierende 

Schäden an den Wälzlagern in elektrischen Antriebsmotoren verursachen. Für die Schmierung 

dieser Anwendungen hat Klüber Lubrication das elektrisch leitfähige Klüberlectric BQ 72-72 

entwickelt. Durch ein neues Schmierstoffkonzept und die Beigabe gelöster chemischer Additive 

ist es unter Berücksichtigung der geforderten Laufruhe gelungen, die Leitfähigkeit zu erhöhen und 

spezifische elektrische Widerstandswerte mit Halbleitercharakteristik zu 

erzielen. Die neuen Schmierstoffzusätze tragen nicht nur zur verbesserten 

elektrischen Leitfähigkeit bei, sondern sie schützen auch vor Verschleiß 

und verlängern somit die Lagerlebensdauer. Ein entsprechender Nachweis 

dazu erfolgte über positive Ergebnisse aus Prüfstandsversuchen sowie 

über anschließende tribologische Bauteiluntersuchungen sowie 

Gebrauchtschmierstoffanalysen. 

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Lagerausfälle durch 

Werkstoffprüfung 

vorbeugen 

C+M.indd 1 14.01.2016 14:06:17 

Die richtigen Wälzlager zu finden, 

kann oft schwierig sein. Obwohl 

sich dies immer präziser 

bestimmen lässt, fällt hin und 

wieder ein Lager vorzeitig aus. 

Die Ingenieure von Laeppché 

können hier helfen und die 

Ausfallursachen stufenweise 

analysieren. Zunächst stellen sie 

sicher, dass beim komplexen 

Lagereinbau keine Fehler unterlaufen 

sind – eine häufige Ursache 

für Fehlläufe und Ausfälle. Dann 

werden Dichtungen und Schmierstoffe 

geprüft. Können diese 

Faktoren ausgeschlossen werden, 

wird das Lager mit einem Lichtoder 

Rasterelektronenmikroskop 

Geteilte Zylinderrollenlager für hohe Belastungen 

NSK stellt eine optimierte Version der geteilten Zylinderrollenlager vor, die in Führungsrollen zum 

Einsatz kommen. Die geteilte Bauweise bietet den Vorteil, dass die Lager bei ungeteilten Führungsrollen 

eingesetzt werden können. Sie sind u. a. mit einer neuen Labyrinthdichtung ausgestattet, 

deren Dichtwirkung unabhängig von der Ausdehnung bzw. Kontraktion 

des Lagerwerkstoffs ist, die durch Temperaturveränderungen bedingt sind. 

Zudem erlaubt die Dichtung die Verwendung von bis zu 30 % breiteren 

Zylinderrollen, die entsprechend höhere Kräfte aufnehmen können. 

Deshalb sind die neuen Lager für höhere Lasten geeignet, sodass kleinere 

Führungsrollen verwendet werden können. Die Lager eignen sich im 

Vergleich zur Vorgängerversion für Öl-Luft-Schmierung und sind für 

Wellendurchmesser von 100 bis 190 mm lieferbar. 

www.nsk.com 

untersucht. So lassen sich neben 

Abnutzungserscheinungen oder 

Verfärbungen auch kleinste 

Ausbrüche aus der Oberfläche 

erkennen. Die Schliffbildanalyse 

gewährt Einsicht in die Materialstruktur 

oder Oxideinschlüsse. 

Ist die Ursache dennoch nicht 

eindeutig, wird eine werkstoffkundliche 

Untersuchung 

gemacht. Mit einer Spektralanalyse 

kann die Reinheit des 

verwendeten Wälzlagerstahls 

exakt ermittelt werden. 

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KUPPLUNGEN UND BREMSEN 

Innovation schafft Wachstum 

Federdruckbremse mit Energiesparmodul für die Intralogistik-Branche 

Das anhaltend stark 

wachsende Geschäft zwischen 

Endverbrauchern und 

Internet-Service-Dienstleistern hat 

große Logistikzentren mit einer 

kaum vorstellbaren Zahl an 

Paketsendungen entstehen lassen. 

Immer kürzere Lieferzeiten 

benötigen Logistikkonzepte, in 

denen eine effiziente Fördertechnik 

ein wichtiger Bestandteil ist. 

Lesen Sie mehr. 

Natürlich tummeln sich gerade dort wo 

Wachstum ist auch viele Hersteller, die 

auf technisch immer anspruchsvollerem 

Niveau um Marktanteile kämpfen. Kendrion 

(Aerzen) liefert seit vielen Jahren Kupplungs- 

und Bremsenlösungen für angetriebene 

Rollenbahnen in diesen Bereich der 

Intralogistik. Durch die Anfrage eines weltweit 

agierenden Herstellers moderner 

Fördertechnik ist ein grundlegend neues 

Konzept einer Federdruckbremse für angetriebene 

Motorrollen entstanden. 

Kundenspezifische Lösung 

Für eine angetriebene Förderrolle mit 

innenliegendem Motor suchte der Hersteller 

eine Haltebremse mit Notstoppfunktion. 

Dabei kam den geforderten Notstoppeigen- 

schaften eine zentrale Bedeutung zu. Die 

Bremsleistung der Rollen muss im Falle 

eines Spannungsausfalls die maximal zulässigen 

Traglasten innerhalb kürzester Bremswege 

bis in den Stillstand abbremsen können. 

Vor diesem Hintergrund waren im Lastenheft 

des Anwenders hohe Bremsenergien 

bei gleichzeitig hohen Bremsmomenten 

gefordert. „Die Herausforderung bei der 

Erfüllung der Kundenvorgaben lag hier in 

der Bauraumbegrenzung“ so Dominik Volz, 

der als Projektleiter aus der Konstruktion in 

Aerzen das Projekt betreut hat. Der für die 

Bremse zur Verfügung stehende Außendurchmesser 

liegt bei weniger als 50 mm. Im 

Ergebnis entstand eine neue und hochleistungsfähige 

Federdruckbremse, die den 

Anforderungen im Einsatz gerecht wird. 

Zwischen dem Anwender und Kendrion 

(Aerzen) wurde nach der Entwicklung ein 

Liefervertrag über mehrere Jahre geschlossen. 

Mehr als eine Bremse 

Ein Aspekt für den Zuschlag des Projektes 

lag in der Tatsache begründet, dass die 

Business Unit Industrial Drive Systems von 

Kendrion in der Lage war, im Lieferumfang 

an den Anwender mehr als nur die Bremse 

anbieten zu können. Heute wird neben der 

Bremse ein Mitnehmer zur Anbindung an 

die Förderrolle sowie ein elektronisches 

Ansteuerungsmodul geliefert. Zentraler 

Bestandteil dieses Ansteuerungsmoduls ist 

ein bei Kendrion (Villingen) entwickeltes 

Energiesparmodul, welches über das Prinzip 

der Puls-Weiten-Modulation den Energieverbrauch 

der Bremse im bestromten 

Zustand um 50 % absenkt. Da die Bremse 

zum überwiegenden Teil in der Anwendung 

offen – also im bestromten Zustand – 

betrieben wird, kann der Anwender Energieeinsparungen 

realisieren. 

„Ohne die Zusammenarbeit zwischen 

Villingen und Aerzen hätten wir dieses 

Projekt nicht zu Kendrion geholt. Die jeweiligen 

Stärken an den beiden Standorten 

sind hier in optimaler Weise kombiniert 

worden“, so Gregor Langer, Geschäftsführer 

Kendrion (Aerzen). „Die neue Bremse passt 

in das strategische Gesamtkonzept des 

Bremsenherstellers, denn Kendrion Industrial 

Drive Systems will in Zukunft gerade im 

Bereich der Federdruckbremsen wachsen.“ 

Fotos: Aufmacher istockphoto; 

Kendrion (Aerzen) GmbH 

www.kendrion-ids.com 

Dr. Langer ist Geschäftsführer der 

Kendrion (Aerzen) GmbH

Verschleißfreie und vielfältige 

Strömungskupplung 

Bei der Strömungskupplung Fludex von Currax sind 

die Kupplungsteile der An- und Abtriebsseite 

mechanisch nicht miteinander verbunden und 

somit verschleißfrei. Sie begrenzt das Anfahrund 

Maximaldrehmoment im Antriebsstrang 

und dient als Anlaufhilfe für den Motor, als 

Überlastschutz im Störfall und zur Drehschwingungs-Trennung. 

Die Kupplungen sind in vier Baureihen sowie in 

verschiedenen Ausführungen bis zu einer Leistung von 2 500 kW 

erhältlich. Die Drehmomentübertragung erfolgt über eine in der 

Kupplung rotierende Flüssigkeitsfüllung, die über radial angeordnete 

Schaufeln geführt wird. Eingesetzt werden können die 

Kupplungen z. B. für Fördereinrichtungen über und unter Tage, 

Brecher oder Schaufelbagger sowie in Mischern und Pumpen. 

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ERFAHRUNG 

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Kleine Antriebsstränge 

passgenau verkuppeln 

Für immer kleiner konzipierte Antriebsstränge in der Steuerungsund 

Regelungstechnik bietet Enemac diverse Miniaturkupplungen 

an. Zum Ausgleich von Radialversatz oder der Axialverschiebung 

zweier Achsen eignet sich die Miniatur-Kreuzschieberkupplung 

EWOHC. Sie kann bspw. für Tachos, NC-Achsen, Schrittmotoren, 

Roboter antriebe, Lineareinheiten oder Handhabungseinrichtungen 

eingesetzt werden. Stehen Schwingungsdämpfung, Vibrationsdämpfung 

oder elektrische Isolierung im Vordergrund, bietet sich 

die Miniaturelastomerkupplung EWJTC an. Die Miniaturmetallbalgkupplungen 

EWA und EWB haben hohe Torsionssteifen und 

können große Versätze ausgleichen. Durch die Ganzmetallausführung 

können sie in einem Temperaturspektrum von -100 bis 

+300 °C angewendet werden. Bei normalem Betrieb und 

ordnungsgemäßem Einbau sind die Miniaturkupplungen dem 

Hersteller zufolge wartungsfrei und sehr langlebig. 

www.enemac.de 

Hohe Klemmkräfte im 

kompakten Format 

Ringspann hat sein Angebot an 

kompakten und leichten Elektro- 

Scheibenbremsen mit Klemmkräften 

bis 24 kN erweitert. Sie 

eignen sich als Halte- oder 

Not-Stopp-Systeme oder energieeffiziente 

Verzögerungslösung. 

Während der Haltephase kommen sie mit einer geringen Leistungsaufnahme 

aus, bei den kleinen Größen sind es z. B. 10 W. Die Bremszangen 

können als aktive oder passive Bremskonzepte genutzt 

werden, da sie in federbetätigter/elektromagnetisch gelüfteter 

Ausführung und als elektromagnetisch betätigte/federgelüftete 

Variante erhältlich sind. Mit Blick auf Industrie 4.0-Anwendungen 

lassen sich zudem alle sensortechnischen Überwachungsfunktionen 

in übergeordnete Sicherheits- und Steuerungssysteme integrieren. 

www.ringspann.de 

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Altra Group. Twiflex hat ein großes Angebot an 

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Pitch-Bremsen mehr in den Fokus. 

Dafür bietet Mayr Antriebstechnik 

Ansteuermodule zur sensorlosen 

Zustandsüberwachung und Bremsmomentregelung 

an. Hierzu zählt z. B. das Modul 

Roba-brake-checker. Es erkennt den Schaltzustand des 

Aktors und Verschleiß der Bremsbeläge. Damit werden sicherheitskritische 

Zustände vor ihrem Eintritt detektiert. Das Modul 

Roba-torqcontrol teilt diese Eigenschaften und kann darüber 

hinaus die Höhe des Bremsmoments im Betrieb verändern. 

Zusätzlich gibt es nun auch einen Näherungsinitiator zur 

Zustandsüberwachung der Roba-stop-M CCV Bremsen, der für 

Anwendungen bis - 40 °C zugelassen ist. Ein neuer Reibbelag, 

mit dem die Bremsen höhere Bremsmomente erreichen, sorgt 

darüber hinaus für eine höhere Leistungsdichte der Windkraftbremsen. 

So kann z. B. auch eine kleinere Bremsengröße gewählt 

werden für den Anbau an sehr kompakte Motoren oder bei der 

Montage in der Rotornabe. 

www.mayr.com 

Metallbalgkupplung für alle Getriebe mit Antriebsflansch 

www.jakobantriebstechnik.de 

Mit der neuen kompakten KGE Metallbalgkupplung wurde von Jakob Antriebstechnik eine maßgeschneiderte 

Lösung für alle Getriebe mit Antriebsflansch entwickelt. Diese Systemeinheit weist eine sehr kurze Bauweise 

bei max. Ausnutzung der Steifigkeit des Getriebes auf. Hiermit werden dem Anwender sowohl eine kompakte 

Maschinenbauweise als auch sehr kurze Positionierzeiten ermöglicht. Neben der Baureihe KGE bietet das 

Unternehmen für alle aktuellen Getriebebaureihen abgestimmte Kupplungslösungen – von Metallbalgkupplungen 

sowie Flanschkupplungen bis hin zu torsionssteifen Sicherheitskupplungen. Mittels eines modernen 

Mikro-Plasma-Schweißverfahrens werden sichere und dauerhafte Verbindungen zwischen Metallbälgen und 

Edelstahl- bzw. Stahlnaben mit reproduzierbarer Qualität erstellt. Die Schweißverbindung erfüllt höchste 

Anforderungen, vor allem hinsichtlich absoluter Spielfreiheit, hoher Rundlaufgenauigkeit und max. Torsionssteife. 

kundenspezifische Lösungen, 

schnell, flexibel , fachgerecht 

Mehr Effizienz und 

Wettbewerbsvorteile 

für Ihre Produkte. 

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Überlastkupplungen mit 

neuen Eigenschaften 

Das Unternehmen KBK hat drei neue Varianten seiner Überlastkupplungen 

ins Sortiment aufgenommen. Die bestehenden 

Modelle wurden zudem in mehreren Punkten weiterentwickelt. 

Die Überlastkupplungen mit Metallbälgen sind jetzt auch in axial 

steckbarer Ausführung erhältlich. Das Stecksystem im Aluminium- 

Leichtbau vereinfacht die Montage und ermöglicht große 

Bohrungsdurchmesser. Dazu kommt eine neue Bauform in 

Halbschalenausführung. Auch hier liegt der Schwerpunkt auf der 

einfachen Montage. Der Monteur kann die Kupplung, die mit 

Metallbalg oder 

Elastomer-Zahnkranz 

ausgestattet ist, erst 

sauber ausrichten, 

einbauen und dann den 

Endschalter justieren. 

Die dritte Neuheit betrifft 

den Rastmechanismus: 

Waren die bisherigen 

Versionen C und D 

synchron an einem oder 

mehreren Punkten rastend, gibt es jetzt auch eine freischaltende 

Überlastkupplung der Version F für hohe Drehzahlen, die nicht 

selbstständig wieder einrastet und deshalb weniger verschleißanfällig 

ist. Sie eignet sich z. B. für Prüfstände und hat die 

gleichen Maße und Leistungsdaten wie die bisherigen Modelle. 

Lediglich der Schaltring hat einen etwas größeren Außendurchmesser. 

Die Überlastkupplung muss manuell wieder eingerastet 

werden, ist aber sehr fein justierbar und kann durch ihre geringe 

Einrastkraft werkzeugfrei wieder eingerastet werden. 

www.kbk-antriebstechnik.de 

Das Original 

Steilgewindespindeln 

• Gleitspindeltriebe 

• gerollte Präzision 

• beliebige Steigungen 

• geräuscharm 

• preiswert 

Kupplung für die drehelastische 

Verbindung von Wellen 

Die elastischen Kupplungen 

von Mädler sind vielseitig 

einsetzbar für die drehelastische 

Verbindung von 

Wellen und nehmen Stöße 

auf, die von ungleichmäßig 

arbeitenden Kraftmaschinen 

ausgehen. Die Kupplungen 

gleichen Winkel-, Radialund 

Axialversatz aus, der 

durch Fertigungs- oder 

Montagetoleranzen verursacht wurde. Mit der neuen elastischen 

Kupplung RNG stellt das Unternehmen eine Kupplung aus 

Grauguss vor. Die bearbeiteten Mitnehmerklauen ermöglichen 

eine hohe Standzeit des Zahnkranzes. Darüber hinaus weist die 

Kupplung eine glatte, brünierte Oberfläche auf, die auch die 

Lebensdauer des elastomeren Zahnkranzes positiv beeinflusst. 

Die Ersatz-Zahnkränze aus Polyurethan sind durch ihre Standard- 

Bauform weltweit schnell verfügbar. Wahlweise sind sie in drei 

Shore-Härtegraden 92 °A, 98 °A und 64 °D auf Vorrat lieferbar. 

Alternativ gibt es die Grauguss-Kupplung auch als Typ RNT für 

Taper-Spannbuchsen. Außerdem umfasst der Produktbereich 

elastische Kupplungen aus Aluminium und Edelstahl sowie 

spielfreie Typen mit Klemmnaben. 

www.maedler.de 

DE-Stuttgart 

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Gewindetriebe für jeden Bedarf 

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Eichenberger Gewinde AG 

5736 Burg 

Schweiz 

T: +41 62 765 10 10 

www.gewinde.ch 

wir bewegen. weltweit 

Ein Unternehmen der Festo Gruppe

(Ver)packende 

Innovationen 

Wechsel zur Servotechnik ermöglicht mehr 

Performance für Füllmaschinen 

Josef Tintrop 

Die Füllmaschinen von SIG Combibloc sind 

durchgängig ausgerüstet mit Servogetrieben von 

Wittenstein Alpha. Sie entsprechen höchsten 

Ansprüchen an Präzision, Durchsatzleistung, 

Verfügbarkeit und Langlebigkeit. Im engen 

technologischen Austausch haben beide 

Unternehmen (ver)packende Innovationen und 

Effizienzsteigerungen für die Maschinen auf den 

Weg gebracht – auch wenn die erste 

Getriebeanwendung zunächst nicht nach 

Fortschritt aussah ... 

Josef Tintrop ist Vertriebsleiter 

im technischen Büro West der 

Wittenstein alpha GmbH in Dinslaken 

Im Jahr 1997 – also vor fast 20 Jahren – begann die erfolgreiche 

Zusammenarbeit zwischen der SIG Combibloc Systems GmbH in 

Linnich und der Wittenstein AG, die sich seitdem von einer Lieferantenbeziehung 

zu einer wechselseitigen Technologie- und Innovationspartnerschaft 

entwickelt hat. „Technik querdenken, ungewöhnliches 

ausprobieren, neue Grenzen ausloten ist seit jeher das Credo unserer 

Entwickler und Ingenieure“, erklärt Bernd von Birgelen, Head of 

Competence Pool Handling & Transfer bei SIG Combibloc Systems. 

„Beim erstmaligen Einsatz eines Wittenstein-Getriebes in einer 

Abfüllmaschine der Baureihe Combibloc CFA 310 wurde dieses 

nicht zur Übersetzung, sondern praktisch andersherum zur Untersetzung 

einer Bewegung benötigt. Eine etwas ungewöhnliche 

Aufgabe für die Anwendung eines Getriebes, aber erfolgreich und 

mit Kosteneinsparungen in der Füllmaschine verbunden. In einem 

späteren Anwendungsfall wurden erstmals Servogetriebe eingesetzt 

und so eine Erhöhung der Bahngeschwindigkeit von vorher 

2 500 auf dann 3 000 Packungen pro Stunde im Mittelformat ermöglicht. 

Die erste Hürde war somit gefallen.“ 

Führender Systemanbieter 

Das Unternehmen SIG Combibloc ist einer der weltweit führenden 

Hersteller von aseptischen Kartonverpackungen und Füllmaschinen 

für Getränke und Lebensmittel. „Als Systemanbieter liefern wir 

sowohl die bereits bedruckten Verbund-Packstoffe als auch die 

entsprechenden Maschinen für das aseptische Abfüllen und Verpacken 

von Getränken und flüssigen Lebensmitteln“, sagt Stefan Mergel, 

Head of Downstream and Procurement Engineering Equipment 

Supply Chain Management & Procurement bei SIG Combibloc 

Systems. „Mit Packungswerken und Niederlassungen auf der ganzen 

Welt können wir schnell und gezielt auf Kundenbedürfnisse 

eingehen.“ SIG Combibloc erzielte im Jahr 2015 einen Umsatz von 

1,72 Mrd. Euro. Seit März 2015 gehört das Unternehmen zur kanadischen 

Private Equity Gesellschaft Onex Corporation und somit zu 

den größten Anbietern für Verpackungslösungen weltweit. 

Die Füllmaschinen werden in drei Produktfamilien eingeteilt: im 

Kleinformat für Volumina bis 0,5 l, im Mittelformat bis 1 l Füllmenge 

sowie im Großformat bis 2 l. „In der Grundkonstruktion bestehen 

die Maschinen immer aus vier Modulen“, führt Bernd von Birgelen 

aus. „Im Dornradteil werden Verpackungszuschnitte, sogenannte 

Sleeves, aufgefaltet, auf Dorne geschoben und dabei erhitzt. Im 

gleichen Prozess wird der Verpackungsboden zuerst gefaltet und 

dann durch die Bodenpresse verschlossen. Im folgenden Kettenteil 

werden mit Druckluft Staubpartikel aus der oben offenen Verpackung 

ausgeblasen und die vorgeprägten Rillungen und Faltkanten im 

Kartonmaterial als Vorbereitung für das Siegeln gebrochen und 

vorgefaltet. In der Aseptikzone wird die Verpackung mit Wasserstoffperoxid 

(H 2 

O 2 

) sterilisiert, getrocknet, mit dem Produkt befüllt 

und per Ultraschall-Schweißverfahren verschlossen. Danach werden 

die befüllten und verschlossenen Primärverpackungen durch ein 

Handlingsmodul auf eine Fördereinrichtung übergeben, die sie 

abtransportiert.“ Die Falt-, Füll- und Verschließprozesse laufen in 

Höchstgeschwindigkeit ab. So weist z. B. eine 6-bahnige Combibloc 

CFA 124 eine Maschinenleistung von 24 000 Verpackungen pro 



01 SIC Combibloc erprobt 

aktuell eine intelligente 

Motor-Getriebe-Kombination 

mit integrierter Sensorik 

zum hochdynamischen 

Anfahren von Winkellagen 

auf Linearachsen 

Stunde auf. „Auf ein Jahr hochgerechnet 

sind das 16 Mio. Maschinentakte pro Bahn. 

Mindestens 10 Jahre, also 160 Mio. Taktschübe, 

müssen die Maschinen schon leisten 

können“, so Bernd von Birgelen. Dass 

solche Leistungen und Verfügbarkeiten 

heute möglich sind, hat zwei Hauptgründe: 

zum einen der nahezu durchgängige Einsatz 

von Servotechnik und zum zweiten leistungsstarke 

Getriebe und Aktuatoren, die 

diese Anforderungen zuverlässig erfüllen. 

Leistungssteigerungen 

durch Servogetriebe 

Weg von Pneumatik, weg vom Abgreifen und 

Umsetzen von Bewegungen der Königswelle, 

Einbau von Getrieben und Aktuatoren als 

fertige Bauteile anstelle von Sonderkonstruktionen, 

Entkoppelung mechanischer 

Funktionen und Synchronisation von Servogetrieben 

und Motor-Getriebe-Einheiten 

über die Maschinensteuerung – mit dem 

schrittweisen Technologiewechsel zur Servotechnik 

konnte SIG Combibloc immer 

wieder deutliche Leistungssteigerungen der 

Maschinen erzielen. „Mit jeder Maschinengeneration 

haben wir mehr auf deren servogerechte 

Konstruktion geachtet“, blickt 

Jürgen Blümel vom Competence Pool Forming 

& Sealing bei der SIG Combibloc 

Systems zurück. „War die Combibloc 310 im 

Jahr 1997 noch in keinster Weise auf Servotechnik 

ausgelegt, so haben wir nur wenige 

Jahre später mit der Combibloc 124 zum 

ersten Mal eine Maschine durchgängig servogerecht 

konstruiert.“ Ob im Dornradteil, in 

dem eine Welle aufgefaltete Sleeves auf 

Dorne schiebt oder im Kettenteil, in dem 

ein Servogetriebe den Hub der Faltleiste 

ausführt – viele bislang mechanisch gekoppelte 

Bewegungen werden dank der Servoaktuatoren 

von Wittenstein schneller und 

präziser ausgeführt. In der Ultraschallstation, 

in der der Amboss und die Ultraschall- 

Sonotroden über Koppelgelenke verfahren 

werden, hat die Servotechnik die Pneumatik 

verdrängt, weil der Transport der Packungen 

und das Verschweißen nicht mehr nur 

sequentiell, sondern simultan und damit 

deutlich schneller durchgeführt werden 

können. Darüber hinaus lassen sich bestimmte 

Kinematiken nicht durch mechanisch 

gekoppelte Achsen abbilden, sondern 

überhaupt erst mit Hilfe der Servotechnik 

lösen – z. B. die komplexen Faltvorgänge im 

Dornradteil, die für die Formgebung und 

das Aufbringen des Drehverschlusses an 

Combidome-Verpackungen erforderlich sind. 

„Aktuell verbauen wir je nach Funktion, Leistungsanforderung 

und Bauraum verschiedene 

High End-Winkelgetriebe wie HG +, 

TK + und V-Drive + sowie High End-Planetengetriebe 

TP + und SP + von Wittenstein 

Alpha, fast alle in korrosionsbeständiger Ausführung“, 

fasst Bernd von Birgelen zusammen. 

„Und es ist kein Zufall, dass wir ausschließlich 

Getriebetechnik dieses Herstellers 

einsetzen. Die Produkte sind innovativ 

und extrem leistungsfähig, sie verbessern die 

Flexibilität und Durchsatzleistung unserer 

Maschinen und gewährleisten höchste 

Verarbeitungsqualität im dynamischen 

Dauerbetrieb. Außerdem lässt die Betreuung 

Effizienz bestellen: 

CONTI®V ADVANCE 

ab Lager verfügbar 

Einfach effizient: Der neue ummantelte 

Schmalkeilriemen CONTI®V Advance ist ab 

sofort auch als Lagerware verfügbar. Seine 

Vorteile: Zugstrang aus verstärktem Polyester, 

faserverstärkte Mischung und doppelte Gewebeummantelung. 

Das sorgt für mehr Effizienz in 

industriellen Hochleistungsanwendungen. Seine 

Leistung ist um bis zu 40 Prozent höher als die 

von Standardkeilriemen. Die bessere Längenstabilität 

sorgt außerdem für einen geringeren 

Wartungsaufwand – das hilft, Betriebskosten zu 

senken und die Produktivität zu steigern. 

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Power Transmission Group


02 In der Ultraschallstation hat die 

Servotechnik die Pneumatik verdrängt 

durch Vertrieb und Service keine Wünsche 

offen und unsere Ideen stoßen bei den Entwicklern 

immer auf offene Ohren. Es ist ein 

Miteinander auf Augenhöhe“ 

Vom Komponentenlieferant 

zum Kompetenzpartner 

Für SIG Combibloc hat sich die Servotechnik 

von Wittenstein als „enabling technology“ 

erwiesen, die heute für die Spitzenleistungen 

der Maschinen mit verantwortlich sind. 

„Das war nur möglich, weil sich unsere 

Zusammenarbeit vom reinen Lieferanten- 

Kunden-Status hin zu einer wechselseitigen 

Innovations- und Kompetenzpartnerschaft 

entwickelt hat“, sagt Bernd von Birgelen. 

„So haben wir z. B. gemeinsam die Themen 

Korrosionsbeständigkeit und jetzt Hygiene 

Design von Servogetrieben und Servoaktuatoren 

vorangebracht. Wittenstein konnte 

hier auf unser Know-how in Bezug auf die 

Anforderungen von Lebensmittelanlagen 

mit Steril- und Nassbereichen zurückgreifen. 

Wir profitieren dadurch, dass wir von Wittenstein 

entsprechend ausgelegte Komponenten 

erhalten, die unsere strengen Standards 

erfüllen und die Verfügbarkeit, die Wirtschaftlichkeit 

wie auch die Wertigkeit unserer 

03 Mit dem Wechsel zu Servogetrieben 

werden Leistungssteigerungen der 

Maschinen erzielt 

04 Josef Tintrop im Gespräch mit Christian 

Turobin (Mitte) und Christoph Bremer (links) 

Maschinen deutlich verbessern.“ Umgekehrt 

kann SIG Combibloc die Kompetenz 

von Wittenstein nutzen, z. B. wenn es darum 

geht, die getriebetechnischen Auswirkungen 

einer völlig neuen Dornradauslegung zu 

beurteilen. „Oder um unerklärliche Effekte, 

z. B. unruhige, schwingende Bewegung von 

Förderketten, zu analysieren“, ergänzt Jürgen 

Blümel. „Hierzu haben wir von Wittenstein 

in einem konkreten Fall an einer Mittelformatmaschine 

kurzfristig ein Messgetriebe 

erhalten, dessen integrierter Sensor Querkräfte 

und Drehmomente erfasst. Die Auswertung 

der Messergebnisse zeigte uns 

zum einen, dass wir das Kettengetriebe 

richtig dimensioniert hatten, es also nicht 

überlastet war. Zum anderen konnten wir 

als Problemlösung erkennen, zunächst die 

Getriebeanbindung an die Gestellwand der 

Maschine anzupassen. Ergänzend war es 

uns dann möglich, die Kettenbewegung 

bzw. die Eigenfrequenz der Kette formatspezifisch 

so zu optimieren, dass neben den 

Schwingungen auch die Schwappbewegungen 

der Medien in den noch offenen Verpackungen 

verringert werden.“ Eine weitere, 

gemeinsam realisierte Verbesserung betrifft 

den Einsatz eines Getriebes der Baureihe 

TK + 110 im Dornrad der Combidome- 

Maschine. Hier war es möglich, mit Hilfe 

der Auslegungssoftware Cymex einen 

erweiterten Auslegungsraum zu identifizieren 

und das Getriebe entsprechend der auftretenden 

Kräfte so auszulegen, dass eine 

Leistungserhöhung von mehr als 60 % 

erreicht werden konnte. Apropos Auslegungssoftware: 

Wittenstein Alpha hat mit 

Cymex 5 ein völlig neues, multifunktionales 

Tool für die Auslegung von Antriebssträngen 

entwickelt. Diese Software bietet u. a. eine 

Schnittstelle, um reale Daten eines Reglers 

auszulesen. Die damit verbundene Möglichkeit, 

Antriebsstränge zu bewerten und 

zu optimieren, führt zu maßgeblich verkürzten 

Erprobungszeiten. Die Baugröße 

des Reglers bzw. des Motors und das verwendete 

Getriebe können häufig optimiert 

werden. Der hiermit verbundene verbesserte 

Wirkungsgrad kann zu deutlichen Energieeinsparungen 

und kosteneffizienteren 

Maschinen beitragen. SIG Combibloc war 

einer der Lead-Anwender, deren Input in 

das Programm eingeflossen ist und die 

Cymex 5 vor der Markteinführung intensiv 

getestet haben: „Die Software ist ein Quantensprung“, 

bestätigt Blümel als einer der 

Pilotnutzer. 

Intensive Partnerschaft 

Es gibt zahlreiche weitere Beispiele, die die 

Qualität der Zusammenarbeit von SIG 

Combibloc und Wittenstein belegen. „Hinzu 

kommt, dass die Key Account-Betreuung 

nicht nur aus technologischer, sondern 

auch aus kaufmännischer Sicht optimal ist“, 

sagt Stefan Mergel. „Die aktuelle Zusammenarbeit 

ist zu einer intensiven Partnerschaft 

geworden, die weit über den Status eines 

Preferred Supplier hinausgeht.“ Mittlerweile 

sind nicht mehr alleine Getriebe Gegenstand 

der Zusammenarbeit, sondern auch 

komplette Motor-Getriebe-Einheiten wie 

z. B. die kompakten Servoaktuatoren der 

Baureihe TPM + Power in der New-Food- 

Maschinenserie. 

Heute hat sich die Servotechnik in Maschinen 

von SIG Combibloc fest etabliert. 

Sie ist wesentlich wirtschaftlicher, flexibler 

und eleganter als mechanische Lösungen 

zum Abgreifen rotativer Bewegungen. Im 

Gegensatz zu Pneumatik lässt sich die 

platzsparende und leistungsdichte Servoaktuatorik 

sehr präzise und wiederholgenau 

steuern. Servogetriebe und Servoaktuatoren 

sind einbaufertige Lösungen mit wesentlich 

besser planbarer Beschaffung und Verfügbarkeit. 

Bei der Inbetriebnahme erlauben 


Hochwertige 

Materialien, 

modernste 

Technologien 

und optimale 

Arbeitsprozesse 

sind die Basis 

unserer Arbeit. 

Sensibilität 

und Erfahrung 

das Geheimnis 

unseres Erfolgs. 

05 Aktuell werden die Servoaktuatoren 

TPM+ Power und TPM+ Dynamic an einem 

Teststand erprobt 

06 Winkelgetriebe auf dem Ventilknoten 

einer Combibloc 612 

Food-Verpackungsmaschine 

07 Das Galaxie- 

Getriebe überzeugt am 

Antrieb einer neuen 

Verpackungsmaschine 

durch eine extreme 

Leistungsdichte 

sie es, die Taktung und das Timingverhalten 

direkt über das HMI-Panel der Maschine zu 

optimieren. Vor allem aber erschließt die 

Servotechnik neue Leistungspotenziale 

wenn es darum geht, z. B. im Dornbereich 

schneller und flexibler zu formen oder im 

Aseptikbereich effizienter zu füllen und zu 

verschließen. 

Für künftige 

Maschinengenerationen 

Folgerichtig erproben beide Unternehmen 

schon heute mögliche Antriebskonzepte 

für künftige Maschinengenerationen. „Voruntersuchungen 

laufen z. B. mit einer intelligenten, 

hochdynamische Motor-Getriebe- 

Kombination mit integrierter Sensorik, mit 

der Winkellagen auf Linearachsen dynamisch 

angefahren und Endlagen 

flexibel eingestellt werden 

sollen“, berichtet Bernd von 

Birgelen. In einer anderen 

Machbarkeitsstudie wird ein 

Galaxie-Getriebe für den Antrieb 

einer neuen Verpackungsmaschine 

getestet. „Wir benötigen 

hier eine extreme Leistungsdichte, 

08 Die Baureihe TK+ bietet 

zahlreiche Vorteile für die 

Füllmaschinen 

d. h. platzsparende Bauform kombiniert mit 

hohem Drehmoment und völliger Spielfreiheit“, 

sagt Christoph Bremer vom Competence 

Pool Handling & Transfer bei SIG 

Combibloc Systems. Bauraum einsparen, 

aber auch die Möglichkeit, Werkzeugachsen 

über ein Maschinenterminal einstellen zu 

können sind die Anforderungen der neuen 

Combismile-Generation. „An einem Teststand 

erproben wir aktuell einen Servoaktuator 

TPM +“, erläutert Christian Turobin 

aus dem Competence Pool PLC & Process 

Control bei SIG Combibloc Systems. „Die 

Motor-Getriebe-Einheit soll ein Schrittgetriebe 

ersetzen und hat den Vorteil, dass wir 

sie bereits vor Aufbau des Teststandes in der 

Steuerung simulieren konnten. Das spart 

ebenso Zeit wie die Tatsache, dass 

wir die Funktion per Software 

optimieren können – ohne 

Bearbeitungszeit für ein zu 

änderndes mechanisches 

Bauteil.“ 

SIG Combibloc hat sich 

zum Ziel gesetzt, für seine 

Kunden mehr zu sein als nur 

Lieferant einer erstklassigen 

Technik. Die Zusammenarbeit mit 

Wittenstein zeigt, dass das Unternehmen 

diese Philosophie mit Erfolg 

auch im Umgang mit seinen 

eigenen Partnern praktiziert. 

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TANDLER Zahnrad- und 

Getriebefabrik GmbH & Co. KG 

Kornstraße 297- 301 

D-28201 Bremen 

Fon: + 49 421 53 63 - 6 

Fax: + 49 421 53 63 - 801 

www.tandler.de 

Video 

Wir sind TANDLER

Bewährtes für Giganten 

Einsatz moderner Entwicklungsmethoden für eine Offshore-Windgetriebeplattform 

Dirk Strasser 

Die witterungsbedingte 

Zugänglichkeit von Offshore- 

Anlagen und die geringe 

Verfügbarkeit von Spezialkränen 

führen im Schadensfall zu 

Reparaturkosten in Millionenhöhe. 

Anlagenbetreiber fordern einen 

abgesicherten Business Case, 

Anlagenbauer spezifizieren 

zunehmend Zuverlässigkeiten für 

die Hauptkomponenten. Die 

Zuverlässigkeit ist demzufolge in 

den vergangenen Jahren in den 

Fokus der Entwicklung von 

Windgetrieben gerückt. 

Dr. Dirk Strasser ist Leiter Produktentwicklung 

Windkraftgetriebe bei der ZF Industrieantriebe 

GmbH in Witten 

Der global tätige Lieferant für Windgetriebe 

ZF Windpower hat für die größten Offshore-Windturbinen 

eine Getriebeplattform 

entwickelt. Mit der Akquisition von Hansen 

Transmissions in 2011 und dem Windgeschäft 

von Bosch Rexroth in 2015 ist die 

Business Unit, die zur Division Industriegetriebe 

innerhalb der ZF-Gruppe gehört, ein 

Technologieführer mit mehr als 70 Jahren 

gemeinsamer Erfahrung im Windgeschäft 

und Lieferant für Getriebe der Leistungsklassen 

von 0,8 bis 8 MW. 

Die weltweit größten Offshore-Turbinen 

haben eine Leistung von ca. 8 MW, was für 

das Getriebe ein Antriebsmoment in der 

Größenordnung von 8 000 kNm bedeutet. 

ZF setzt für die Anwendung ein bewährtes 

Differentialgetriebe ein, bei dem die Leistung 

in der Hauptstufe auf zwei Planetenstufen 

aufgeteilt und mit einer weiteren 

Planetenstufe wieder zusammengeführt 

wird. Das Getriebe wiegt ca. 72 t und ist 

aus logistischen Gründen auf einen Außendurchmesser 

von ca. 3 m konstruiert. 

Bei dieser Leistungsklasse 

ergeben sich Komponentengrößen, 

die im Zusammenhang 

mit den für die 

Windbranche typischen 

Serien-Stückzahlen für 

die gesamte Zulieferkette 

eine Herausforderung 

darstellen. 

Die Auslegung der Komponenten erfolgte 

für mehr als 20 Jahre Betriebsdauer. Die 

Validierung ist aus technischen und wirtschaftlichen 

Gesichtspunkten nur begrenzt 

möglich. Folglich muss die Zuverlässigkeit 

der Getriebe bereits in der frühen Entwicklungsphase 

mit Hilfe geeigneter Entwicklungsmethoden 

abgesichert werden. 

Konsequente Umsetzung 

Bei der Entwicklung der 8-MW-Getriebeplattform 

wurden konsequent moderne 

Entwicklungswerkzeuge eingesetzt. Im Entwicklungsteam 

wurden bereits in der frühen 

Entwicklungsphase einzelne Funktionsgruppen 

mit Hilfe systematischer Konzeptstudien 

bewertet und ausgewählt. Dabei 

wurde auf eine enge Kooperation zwischen 

Anlagen-, Getriebe- und Komponentenhersteller 

Wert gelegt. 

Das gesamte Getriebe wurde bereits in 

der Entwurfsphase bis auf Bauteilebene mit 

Hilfe der FMEA (Failure Mode 

Effect Analysis) untersucht. 

Dabei wurden mehr als 

01 Differentialgetriebe für 

Windkraftanlagen 



Dichtungen. 

Stanzteile. 

Isolierteile. 

Individuelle und 

wirtschaftliche 

Lösungen 

• Jede Form, jedes Material, 

jede Größe 

02 Lastverteilungsberechnung eines Wälzlagers: links Standardberechnung, 

rechts Berechnung mit Berücksichtigung der Systemumgebung 

03 Prozessvalidierung anhand eines 

Komponententests: Vorspannung 

Planetenlager mit Hilfe eines 

Druckmessringes 

• Vielseitige Technologien 

im Bereich des Stanzens 

und des Wasserstrahlund 

Laserschneidens 

• Hohe Flexibilität durch 

eigenen Werkzeugbau 

• Lösung komplexer 

kundenspezifischer 

Aufgabenstellungen 

1 000 Fehlermoden und Risikominderungsmaßnahmen 

behandelt. Sowohl die Prozess- 

als auch die Design-FMEA wurde 

gemeinsam mit den Lieferanten als auch 

mit dem Anlagenhersteller durchgeführt 

(System-FMEA). Die FMEA wurde durch 

ein Simultaneus Engineering Team bis zum 

Ende der Entwicklung, sprich bis zum 

Abschluss des Feldtests begleitet. Das Team 

aus Entwicklungs- und Fertigungsexperten 

hat in diesem Zuge Maßnahmen zur Risikominderung 

verfolgt. Maßgeblich kamen 

Simulationsmethoden zur Risikoabsicherung 

zum Einsatz. 

Der gesamte Antriebsstrang wurde bezüglich 

der dynamischen und statischen 

Lasten untersucht und alle relevanten Komponenten 

als flexible Körper modelliert. Die 

Interaktion der relevanten Komponenten 

wurde sowohl am Systemmodell als auch 

anhand von Submodellen in der Systemumgebung 

oder separater Modelle untersucht. 

Die Simulationsmodelle konnten so 

gemeinsam mit den Lieferanten und dem 

Anlagenhersteller erstellt und ausgetauscht 

werden. Das Ziel war eine konsistente Datenbasis 

und ein gesicherter Informationsfluss. 

Z. B. wurde die Lastverteilung aller Wälzlager 

unter Berücksichtigung der umgebenden 

Strukturbauteile untersucht. Die Wälzkörperlasten 

unterschieden sich gegenüber 

dem einfachen Simulationsmodell um bis 

zu 50 %. Auch die Lastverteilung auf die 

Wälzkörper wies qualitativ deutliche Unterschiede 

auf. 

Körperschallanregung um 

Faktor 10 reduziert 

Neben den Hauptfunktionselementen wie 

Verzahnungen und Wälzlager wurden gemäß 

den FMEA-Risiken auch Nebenfunktionselemente 

eingehend untersucht. So 

wurde z. B. jede Kerbstelle und jede Flanschverbindung 

mit Hilfe der FEM analysiert. 

Der Fokus lag dabei auf den Strukturverformungen 

und sich daraus ergebender Belastungen 

für die Schrauben und Stifte sowie 

auf Mikrobewegungen in den Flanschflächen 

bzw. Welle-Nabe-Verbindungen. 

Mit Hilfe geeigneter Simulationswerkzeuge 

wurde das Schmiersystem im Getriebe abgebildet 

und so die Ölmengenverteilung 

unter allen Betriebsbedingungen simuliert. 

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04 Getriebezustandsbewertung nach mehrmonatigem Robustheitstest 

auf dem Systemprüfstand 

05 Prinzip der Leistungsverzweigung im Differentialgetriebe 

auf zwei Planetenstufen (oben) und Leistungsdichteerhöhung 

mit vier und fünf Planeten für Leistungen bis 

10 MW (unten) 

Ziel war es die erforderliche Leistung der 

Ölversorgung auf ein Mindestmaß zu reduzieren 

und gleichzeitig die minimal erforderlichen 

Ölmengen an den Verzahnungen 

und Lagern sicherzustellen. 

Nicht zuletzt spielt die richtige Wahl der 

Verzahnungsparameter in Bezug auf das 

Anregungsverhalten eine wichtige Rolle. Im 

Differentialgetriebe werden konsequent Geradverzahnungen 

eingesetzt. Das hat den 

Vorteil, dass keine Axialkräfte auftreten, die 

bei der vorliegenden Getriebegröße erheblich 

wären. Die Axialkräfte würden die Tragstruktur 

erheblich belasten und zu deutlich 

größeren Lagern an den Planetenträgern 

führen. Zudem tritt bei der Geradverzahnung 

kein Kippmoment an den Planeten 

auf, was eine optimale Lastverteilung in den 

Planetenlagern sicherstellt. Die Geradverzahnungen 

erfordern allerdings eine besondere 

Kenntnis zweckmäßiger Auslegungsparameter 

für ein günstiges Anregungsverhalten. 

Mit Hilfe der Mehrkörpersimulation konnte 

gezeigt werden, dass mit einer geeigneten 

Auslegung der Verzahnung die Körperschallanregung 

um Faktor 10 reduziert werden 

kann. Die Messung bestätigt, dass das 

Anregungsverhalten so auf das Niveau eines 

3-MW-Getriebes gebracht wurde. 

Besser als erwartet 

Schließlich wurde die Zuverlässigkeit des 

Produktes mit Hilfe einer umfänglichen 

Validierungsstrategie nachgewiesen. Diese 

beruht im Wesentlichen auf den drei Säulen 

Funktion, Robustheit und Ermüdungslebensdauer. 

Die Validierung umfasst Tests 

auf Komponenten- und Systemprüfständen 

sowie einen Feldtest. Die Validierungsinhalte 

leiten sich aus den höchsten Risikoprioritätszahlen 

der FMEA ab. Mit den 

Funktionstests wurde die grundsätzliche 

Funktion des Systems unter verschieden 

Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise 

die Schmierung oder die Leerlaufparameter 

bei Temperaturen von - 40 °C bis + 50 °C 

nachgewiesen. Mit den Komponententests 

konnten relevante Funktionen des Systems 

oder auch Prozessschritte validiert. Beispielsweise 

wurde die korrekte Aufbringung 

der Vorspannkraft auf die Planetenlager 

validiert werden. 

Auf dem Systemprüfstand wurde gemeinsam 

mit dem Kunden die Robustheit 

des Getriebes validiert. Abgeleitet aus den 

Antriebsstranglasten, konnten geeignete 

Lastkollektive mit Überlastanteilen von bis 

zu 200 % der Nennlast aufgebracht werden. 

Auch externe Lasten wie die Rotorbiegemomente 

wurden in das Getriebe eingeleitet. 

Während des Prüflaufs wurden umfängliche 

Messungen mit einer getriebeinternen 

Sensorik durchgeführt. So wurden die Lagertemperaturen, 

Öldrücke und nicht zuletzt 

die Lastverteilung im Getriebe gemessen. 

Die Messungen bestätigten die Lastverteilung 

sowie die in der Auslegung angenommenen 

Randbedingungen. So konnten 

Breitenlastverteilungen von K Fβ 

≈ 1,20 und 

K γ 

< 1,05 nachgewiesen werden. 

Nach mehrmonatigem Prüflauf auf dem 

Systemprüfstand wurde das Getriebe vollständig 

demontiert und inspiziert. Der Fokus 

lag dabei auf den Wälzkontakten zum 

einen, aber auch auf den in der FMEA als 

kritisch bewerteten Funktionselementen, 

wie z. B. Flansch- oder Welle-/Nabe-Verbindungen. 

Die Tragbilder der Lager- und Verzahnungen 

bestätigten die Auslegung, der 

Gesamtzustand übertraf die Erwartungen 

deutlich. 

Kooperation als Erfolgsfaktor 

Letztlich konnte nach mehrjähriger Entwicklungszeit 

die Systemzuverlässigkeit mit 

Hilfe aufwändiger Simulationen und konsequenter 

methodischer Entwicklung sichergestellt 

werden und im Rahmen der umfänglichen 

Validierung bestätigt werden. Die 

enge Kooperation zwischen Anlagenbauer, 

Getriebehersteller und Unterlieferanten hat 

sich dabei als ein maßgeblicher Erfolgsfaktor 

herausgestellt. Das Produkt ist dank der 

simultanen Prozessentwicklung bereit mit 

stabilen Prozessen in Serie für Offshore- 

Parks in Europa gefertigt zu werden. 

Das Differentialgetriebe erweist sich als 

robustes Getriebekonzept, welches Potential 

für die nächste Generation der Leistungsklasse 

9 bis 10 MW ausweist. Aufgrund des 

Leistungsverzweigungsprinzips auf zwei 

Planetenstufen lassen sich mühelos fünf Planeten 

je Stufe bei gleicher Übersetzung und 

gleichem Bauraum einsetzen. Drehmomentsteigerungen 

auf mehr als 12 000 kNm sind 

bei gleichem Getriebeaußenabmaßen und 

gleichen Komponentengrößen ohne weiteres 

möglich. Dies ist ein bedeutender Vorteil für 

die gesamte Lieferkette im Hinblick auf Fertigungsverfahren 

der Ur- und Umformung 

sowie der mechanischen Bearbeitung, der 

innerbetrieblichen Logistik sowie dem 

Transport. Nicht zuletzt können die Entwicklungs- 

und Validierungskosten durch Beibehaltung 

des validierten Getriebedesigns auf 

ein Mindestmaß reduziert werden. 

www.zf.com 



Präzise Zykloidgetriebe 

für die 

Werkzeugmaschine 

Mit einem Hystereseverlust 

von weniger als 1 arcmin 

arbeiten die Vollwellen- 

Getriebeköpfe der RH-N-Serie 

von Nabtesco sehr genau. Sie 

basieren auf den kompakten 

RV-N-Einbausätzen und sind 

auf den europäischen Markt 

zugeschnitten. Ein integriertes 

Antriebsritzel und ein 

Motorflansch für alle gängigen 

Motortypen stellen eine 

schnelle und einfache Integration 

in die Werkzeugmaschine 

sicher. Die Getriebeköpfe sind 

sowohl mit Wellen- als auch 

mit Gehäuserotation verfügbar. 

Der Werkzeugwechsel lässt 

sich hierbei mit geringem 

Aufwand über den Gehäuseantrieb 

erledigen. Zudem 

ermöglicht dieser Aufbau ein 

geradzahliges Untersetzungsverhältnis, 

was die 

Programmierung 

der 

Steuerung 

erleichtert. 

Die zykloide 

Bauweise der 

Getriebe mit 

zweistufigem Untersetzungsprinzip 

sorgt außerdem für 

einen minimalen Verschleiß – 

ein Vorteil gegenüber 

herkömmlichen Planetengetrieben. 

Dies stellt ein 

geringes Spiel über die 

komplette Lebensdauer von 

teilweise mehreren zehntausend 

Betriebsstunden sicher. 

Da gerade in der Werkzeugmaschinenindustrie 

Standardbauteile 

nicht immer die 

optimale Wahl sind, bietet 

Nabtesco im Rahmen der 

Projektierung stets die 

Möglichkeit des Customizings: 

Der Hersteller passt seine 

Zykloidgetriebe auf Wunsch 

exakt an die Anwenderanforderungen 

an. Bei den 

RH-N-Getrieben kann das 

Unternehmen z. B. Ausführungen 

mit genaueren 

Rundläufen an der Abtriebswelle 

oder eine hochintegrierte, 

auf die Kundenanwendung 

zugeschnittene 

Antriebslösung generieren. 

www.nabtesco.de 

Maßgeschneiderte Antriebstechnik für Roboter 

SPN Schwaben Präzision präsentiert auf der Motek 2016 ein 3-stufiges Präzisions- 

Kegelradgetriebe mit Mediendurchführung für einen führenden Anbieter von 

Robotern und automatischen Applikationssystemen. Die Entwicklung und Serienfertigung 

konzentriert sich auf die letzten drei Achsen. Den Getriebeeingang bilden 

drei Antriebswellen, die bei der Robotermontage mit dem jeweiligen Antriebsmotor 

verbunden werden. Die ersten Getriebestufen bestehen aus geschliffenen und 

spielfrei einstellbaren Stirnradstufen mit hohen Anforderungen an Rundlauf und 

Gleichförmigkeit. Die Kinematik setzt sich aus teilweise hintereinander angeordneten, 

mit speziellen Achswinkeln ausgelegten Kegelrädern zusammen. Besonders 

wichtig ist ein minimales Verdreh-Spiel. Ebenfalls maßgeschneidert für die Anwendung ist 

der Antrieb mit Hohlwelle: Im Zentrum des Getriebes gibt es einen Kanal von 70 cm Länge für den 

Transport aller für die Prozesse notwendigen Medien. Die innere Wandfläche des Kanals ist frei von 

Absätzen oder Kanten, um ein Aufscheuern der Kabel und Schläuche durch Reibung zu verhindern. 

www.spn-hopf.de 

∙ 97,78% Zeitersparnis durch extrem schnelle Montage 

∙ Kein Bohren und Reiben, 100% weniger Späne 

∙ Höchste Montagefreundlichkeit 

Sie haben noch Fragen? Wir beraten Sie gern: Tel. +49 7931 493-10800 

Große Erfindungen 

zeigen sich im Detail. 

INIRA pinning revolutioniert das Verstiften von Zahnstangen. 

Besuchen Sie uns auf der Motek in Stuttgart, vom 10.–13. Oktober 2016, Halle 8, Stand 8121 

WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme 

www.wittenstein-alpha.de/INIRA 

Mehr zu INIRA pinning 

und weiteren innovativen 

Konzepten für die 

effiziente Zahnstangen- 

Montage. 

alpha


Individuell anpassbar 

Vorteile einer effizienten Entwicklung durch modulare Bauweise 

am Beispiel eines Fahrtreppengetriebes 

Oliver Heinlin, Lena Priester, Moritz Astfalk 

Wo Serienprodukte nicht passen, müssen maßgeschneiderte 

Lösungen her. Ein Hersteller von Schneckengetrieben und 

Antriebssystemen zeigt am Beispiel eines neuen 

Fahrtreppengetriebes, wie schlanke Entwicklung durch 

modulare Bauweise und maximale Reduktion entscheidende 

Vorteile für den Kunden und das Unternehmen schafft. 

Die Entwicklung eines Produkts – sei es für die Serie 

oder in kleiner Stückzahl für spezielle Anwendungen 

nach Kundenwunsch – kann oftmals als ein signifikanter 

Kostenfaktor bei Projekten identifiziert werden. 

Während Kosten für Material oder Montagepersonal 

oftmals bis ins kleinste Detail auf Effizienz 

getrimmt werden können, ist eine derartige Aufschlüsselung 

der Kosten, die bereits in der Entwicklung 

bestimmt werden, meist nicht so ohne weiteres 

möglich. Nachhaltige Entwicklungen brauchen 

nun mal ihre Zeit. 

Wir halten also fest: Während die Kosten, 

die in der Entwicklung entstehen, nicht 

wirklich greifbar erscheinen, wäre es 

dennoch sehr vorteilhaft, diese, auch 

mit Fokus auf die nachfolgende Produktion, 

zu identifizieren und nach 

Möglichkeit zu optimieren. Struktur 

verleiht hierbei eine Kombination aus 

maximaler Reduktion und modularem 

Aufbau, die jedem Projekt zugrunde gelegt 

wird. Diese sind auch entscheidend, 

um die Produktionskosten zu senken. 

Modulare Bauweise als 

entscheidendes Kriterium 

Für den Fall, dass keine reine Standardlösung 

in Frage kommt, wird ein Konzept erstellt, welches die 

Kundenanforderungen in ihrer Gesamtheit reduziert 

erfasst. Durch diese präzise und doch simple Erfassung 

dessen, was der Kunde eigentlich benötigt, ist es 

möglich, ihm auch genau das anzubieten, was seinen 

Anforderungen entspricht. Das Verfahren spart nicht 

nur Zeit, sondern auch Geld, und stellt damit einen 

kompetitiven Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahrensweisen 

dar. 

Durch die Reduktion auf die Grundfunktionen wird 

der Basispreis dargestellt. Die maximale Reduktion 

ermöglicht die schnelle und kostengünstige Adaption 

für die entsprechende Anwendung. Für das Cavexcompact 

liegt so bspw. schon ein reduziertes Konzept 

bereit, welches dann für die jeweilige Kundenapplikation 

erweitert werden kann. Die größte Rolle bei der 

Umsetzung der schlanken Entwicklung spielt die modulare 

Bauweise. Die Getriebe setzen sich aus Modulen 

zusammen, weshalb es gegebenenfalls ausreicht, einzelne 

Module anzupassen, was den ganzen Prozess 

noch zusätzlich simplifiziert. Außerdem besteht die 

praktikable Umsetzbarkeit in Ausführungen mit verschiedenen 

Werkstoffen, z. B. Stahl, Edelstahl und 

Oliver Heinlin, Leiter Vertrieb, Lena Priester, Entwicklungsingenieurin; 

beide bei der CAVEX GmbH & Co. KG in 

Ofterdingen; Moritz Astfalk, Werkstudent, International 

Project Engineering, Reutlingen University


Aluminium, in Guss- und Schweißausführung 

(sofern möglich). 

Fahrtreppen getriebe nach 

Kundenanforderung 

Zunächst wurde das passende Grundkonzept 

ausgewählt, in diesem Fall das des 

Cavexcompact. Nun wurde basierend auf 

den gegebenen Größen abstrahiert, maßgeblich 

waren hierbei der gezielte Kraftfluss, 

die Anschlussgeometrie am Motor 

sowie der vorgegebene begrenzte Bauraum. 

Die benötigten Komponenten wurden 

bewertet und dann ins Design integriert, so 

z. B. die Aufnahme für einen Kranhaken 

unmittelbar durch das Gehäuse. Erweitert 

wurde außerdem mit zusätzlichen für die 

Anwendung nötigen Teilen wie der vorgeschriebenen 

Bremse. Derartige Teile, die 

durch Vorschriften oder ähnliches unabdingbar 

sind, müssen natürlich von der 

maximalen Reduktion ausgeschlossen werden. 

Das Gehäuse wird, analog zum Design 

des zugrunde liegenden Cavexcompact, als 

Schweißkonstruktion ausgeführt, was Beschaffungszeit 

und Materialaufwand im 

Vergleich zu einem Gussgehäuse verringert. 

Wir sehen also hier die technischen Vorteile 

des Konzepts: Die Reduktion auf das 

Wesentliche führt zur maximalen Funktionsintegration 

und dadurch zu Effizienz, welche 

auch maßgeblich die Wirtschaftlichkeit der 

Lösung garantiert. Somit wurden durch das 

Konzept sämtliche Anforderungen erfüllt 

und dem Kunden präsentiert. Dieser hat 

nun die Möglichkeit, das Konzept zu evaluieren 

und weiteres Verbesserungspotenzial 

aufzuzeigen. Eine zielgerichtete Kommunikation 

mit dem Kunden in der Entwicklungsphase 

beugt späteren Verzögerungen 

und kostenintensiven Produktanpassungen 

ebenso vor wie Missverständnissen oder 

anderen bösen Überraschungen. 

Den Blick fürs Detail schulen 

Die Verschmelzung von Serien- und anwendungsspezifischer 

Lösung führt hierbei 

zu einer effektiven Win-Win-Situation: Der 

Kunde bekommt eine maßgeschneiderte 

Lösung, die aber nicht so kosten- und zeitintensiv 

ist wie eine komplette Neuentwicklung. 

Trotzdem bleiben die Vorteile ebendieser 

erhalten, nämlich durch fortlaufenden 

Austausch mit dem Kunden, der so sicherstellen 

kann, dass all seine Wünsche ins 

Design einfließen. 

Neben den bereits mehrfach betonten kompetitiven 

Vorteilen bringt all das für den 

Anwender aber noch weitere Vorzüge: 

Durch die konsequente Durchführung dieser 

Abläufe werden die Mitarbeiter quasi nebenbei 

zu abstraktem Denken und konstruktiver 

Problemlösung geschult – wie die Produkte 

entwickeln auch sie sich damit weiter. Es 

werden insbesondere die Kreativität und 

der Blick fürs Detail trainiert. Damit wird 

die wichtige Konzeptionsphase letztendlich 

mit zunehmender Anzahl neuer Projekte 

zum selbstverstärkenden Prozess. Die Ergebnisse 

jeder weiteren Konzeption erweitern 

die interne Datenbank des Unternehmens 

und stellen damit auch eine Wertschöpfung 

bezüglich des Know-hows dar. Außerdem 

wird der gesamte Ablauf mit jedem abgeschlossenen 

Projekt potentiell effizienter, 

da für ähnliche Anforderungen die Abstraktion 

des Grundgetriebes durch Abstraktion 

der verwandten Lösung ersetzt werden 

kann, was den Prozess dann nochmals 

verkürzt. 

Der Entwicklungsprozess und die 

technische Ausführung 

Der Entwicklungsprozess läuft also wie 

folgt ab: Nach Eingang der Anfrage werden 

die technischen Anforderungen aufgestellt, 

die technische Umsetzbarkeit bewertet 

und ein Grundkonzept ausgewählt. Im 

Folgenden werden Komponenten hinzugefügt, 

bis die effizienteste und damit beste 

Lösung gefunden wurde. Danach folgt der 

Evaluationsprozess mit dem Kunden, 

welcher solange durchschritten wird, bis 

das Maximum an Kundenzufriedenheit 

erreicht ist. Mit Start der Produktion und 

Archivierung der Lösung endet dann der 

Entwicklungsprozess. 

Insgesamt führt das hier gezeigte Verfahren 

zu einer deutlichen Optimierung des 

Entwicklungsprozesses. Die Entwicklung 

auf Basis eines Grundkonzepts spart Zeit 

und Geld, wird mit jedem Neuprojekt effizienter 

und führt somit zielgerichtet zu optimalen 

Ergebnissen. Außerdem erlaubt sie 

eine einfache Nachverfolgung des Entwicklungsstamms 

eines Produkts. Das hier 

gezeigte Produkt, ausgehend vom Cavexcompact, 

ist bspw. nur eine Stufe hin zu 

einem wassergekühlten Schwerlastgetriebe. 

Technisch werden alle Komponenten des 

Endprodukts optimal genutzt. 

www.cavex-gmbh.de 

01 Das Fahrtreppengetriebe stellt das 

Grundkonzept für die Entwicklung dar 

02 Das Fahrtreppengetriebe mit 

angebautem Motor 

03 Der Entwicklungsprozesses eines 

Fahrtreppengetriebes setzt sich aus sechs 

Schritten zusammen 



Produktprogramm für maritime 

Anwendungen erweitert 

In zwei Ausführungen mit jeweils vier Drehmomentstufen 

präsentiert Bonfiglioli seine neuen Jack-up-Getriebe für 

Hubanwendungen im maritimen Einsatz. Von 163 000 bis 

1,245 Mio. Nm reicht das Drehmomentenspektrum für die 

Antriebs-Komponenten in Norm- und 

Sonderausführung 

Kundenspezifische Antriebs- und Verzahnungs-Komponenten 

fertigt Nozag entweder auf der Basis von Normteilen oder nach 

individueller Zeichnung an. Das Angebot umfasst Stirnräder, 

Kegelräder, Schnecken, Schneckenräder, Zahnstangen, Trapezgewindespindeln, 

Trapezgewindemuttern, Ketten, Kettenräder, 

Kupplungen, gehärtete und geschliffene Wellen. Produziert 

werden alle Komponenten im eigenen Haus. Die CAD-Daten zu 

den Normteilen werden zum Download bereitgestellt, damit sie in 

Hubanwendung, die Haltekräfte reichen von 263 000 bis 

1,766 Mio. Nm. Die mehrstufigen Planetengetriebe auf der 

Grundlage der Serie 700T können von hydraulischen oder 

elektrischen Motoren angetrieben und auch mit Parallelwelleneinheiten 

kombiniert werden, um auch in begrenzten 

Bauräumen eingebaut werden zu können. Anwendungsspezifische 

Eintriebs- und Abtriebsoptionen runden das 

Angebot ab. 

www.bonfiglioli.de 

neue oder vorhandene Konstruktionen integriert werden können. 

Darüber hinaus bietet der Hersteller technische Unterstützung 

bei der Konstruktion und Auslegung. Ebenfalls im Unternehmen 

selbst werden antriebstechnische Baugruppen oder Teilsysteme 

zu anschlussfertigen Einheiten montiert, inklusive Beschaffungsteilen, 

Zubehör und elektromotorischer Ausrüstung. Die Normteile 

sowie Anwendungshinweise werden im Gesamtkatalog Normteile 

des Anbieters dargestellt. 

www.nozag.ch 

Langlebige Getriebe mit hoher Laufruhe 

Integrierte Servomotoren 50-3000W 

Integrierte Schrittmotoren 0,1-28Nm 

Industrial Ethernet und Feldbus Unterstützung 

Einzigartig durch Modulkonzept 

SPS on Board 

JVL Industri Elektronik A/S 

+49 7121-1377260 

www.jvldrives.de jvldrives@jvl.dk 

Wittenstein alpha stellt 

das erweiterte Portfolio 

an Servo-Schneckengetrieben 

der Produktfamilie 

V-Drive vor. 

Das neue V-Drive Basic 

steht zunächst in zwei 

Baugrößen mit den Grundabtriebsarten 

Hohlwelle 

und Vollwelle sowie 

insgesamt fünf Übersetzungen 

zur Verfügung. Für alle Ausführungen ist das Verdrehspiel 

von 10 bis ≤ 15 arcmin spezifiziert. Das Getriebe ist laufruhig und 

leise: maximal 65 dB(A) bei Volllast und etwa 50 dB(A) bei 

mittleren Drehzahlen. Kompatibel zu V-Drive eco und V-Drive+, 

aber mit erhöhten Drehmomenten und reduziertem Verdrehspiel 

sind die Upgrade-Versionen V-Drive Value und V-Drive Advanced. 

Darüber hinaus sind beide Versionen für eine Lebensdauer von 

über 20 000 Betriebsstunden spezifiziert. Ein neues Prinzip zum 

Verstiften von Zahnstangen erfordert lediglich das mitgelieferte 

zweiteilige Montageset, bestehend aus Montagestift und -hülse, 

das mit Hammer und Innensechskantschlüssel montiert wird. 

Damit ist eine sichere, formschlüssige Fixierung einer Zahnstange 

innerhalb einer Minute möglich. 

www.wittenstein.de


Berechnung des Verschleißes von Kunststoffzahnrädern 

Kisssoft hat als Ergänzung zur VDI Richtlinie 2736 die Berechnung von 

Verschleiß und plastischer Verformung des Schraubrades aus Kunststoff 

nach Pech im Kisssoft-Release 03/2016 implementiert. Diese Richtlinie 

für die Berechnung von Kunststoffzahnrädern wurde eingeführt, 

nachdem in den vergangenen Jahren immer mehr neue Materialien für 

leichtere, leisere, langlebigere und effizientere Getriebe auf den Markt 

kamen. Da in der Richtlinie die Materialdaten für die Lebensdauerberechnung 

nur begrenzt verfügbar sind, verweist Kisssoft auf die 

Beschreibung von Aljaž Pogačnik und Jože Tavčar eines beschleunigten 

Testverfahrens für Kunststoffzahnräder, basierend auf verschiedenen 

Testebenen. Die Abhandlung auf Englisch steht zum Download bereit 

unter: www.kisssoft.ch/english/downloads/pdf/article_kisssoft_ 

vdi_2736_gear_temperature.pdf 

www.kisssoft.ag 

Miniaturgetriebe für 

beengte Bauräume 

Germany | USA | Mexico | China 

Das neue Miniaturgetriebe 

Powergear Miniature von 

Graessner soll ein kleines 

Raumwunder sein und mit 

unerhörter Leistungsstärke 

beeindrucken. Die kleine 

Baugröße von lediglich 27 mm 

Kantenlänge (kleinste Baugröße) 

prädestiniert dieses Getriebe für 

eine Vielzahl von filigranen 

Einsätzen. Es ist, als einziges 

dieser Bauklasse, nicht nur mit 

einem Kunststoff-Gehäuse, 

sondern auch mit einem soliden 

und extrem leichten Aluminium- 

Gehäuse erhältlich. Auch das 

Innenleben birgt höchste 

Materialqualität für eine hohe 

Langlebigkeit, z. B. die einsatzgehärtete 

Kegelrad-Verzahnung. 

Das geringe Zahnspiel und die 

hohe Übertragungsgenauigkeit 

sowie die kraftschlüssige, 

verschleißfreie Welle-Kegelrad- 

Verbindung zeichnen das 

Getriebe aus. Dazu kommt eine 

tragbildoptimierende Montage 

für gleichmäßige Verzahnungsbelastung. 

Die Leistung liegt bei 

7 500 min -1 . Die Drehmomente 

T 2N 

liegen – je nach Baugröße – 

zwischen 3,5 bis 16 Nm. 

Gear Technology. Worldwide. 

Planetary Gears. 

Designed to your needs. 

plg.imsgear.com 

Halle 1 · Stand 161 

www.graessner.de 

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Für das optimale 

Fahrvergnügen 

Servomotoren und Linearantrieb im Fahrzeugsimulator sorgen 

für gesteigertes Realitätsempfinden 

Jörn Jacobs 

Um die Simulation einer Fahrsituation so realitätsnah wie möglich zu 

gestalten, wurde im Rahmen eines Forschungsprojekts ein längsdynamischer 

Fahrzeugsimulator entwickelt. Dieser verfügt über Servomotoren und einen 

Linearantrieb, um eine valide Testumgebung zu gewährleisten, in der 

umweltbedingte Störgrößen weitgehend eliminiert sind. 

I 

n der zeitgemäßen Fahrzeugentwicklung 

spielt nicht nur die Technik eine große 

Rolle, sondern auch das Design. Das betrifft 

neben Karosserie und Interieur ebenfalls 

den Sound (wie klingen Türen/Motorhaube 

beim Öffnen/Schließen) oder auch die 

Parameter des Antriebes, also: Wie wird 

„Beschleunigung“ empfunden? Hintergrund 

sämtlicher Designaufgaben ist, ein 

Fahrzeug auf die anvisierte Zielgruppe 

zuzuschneiden und somit den Verkaufsvorgang 

zu unterstützen. Als Laie vermag man 

kaum zu schätzen, wieviel Aufwand an Zeit 

und Kosten hierfür seitens der Fahrzeughersteller 

aufgewendet wird. 

Jörn Jacobs ist Fachjournalist aus Bad Camberg 

Im Fokus: Antriebsstrang und 

Beschleunigungsempfinden 

Fokussieren wir den Blick auf die Designaufgabe 

„Antriebsstrang und Beschleunigungsempfinden“. 

Als Autofahrer kennen wir alle 

typische Situationen wie stark Gas geben, der 

kurze Moment des Verzögerns und Wiederanziehens 

beim Gangwechsel oder auch 

Gas wegnehmen und wieder beschleunigen. 

Was wir dabei an „Beschleunigung“ wahrnehmen, 

ist definiert durch die Bauteile des 

Antriebsstranges wie Motor, Getriebe, Welle, 

Differential, aber auch durch die (elektronische) 

Parametrierung dieser Komponenten, 

eben das zusätzliche „Design“. Denn 

schließlich „muss“ sich ein sportliches 

Coupé beim Beschleunigen anders anfühlen 

als eine Limousine! Oder es geht z. B. um die 

Steigerung des Komforts unter Beibehaltung 

der empfundenen Dynamik. 

Momentan wird diese Auslegung von 

Experten in realen Fahrsituationen auf 

Fahrzeugen oder Prototypen getestet und 

adaptiert. Drei zentrale Probleme treten 

hierbei auf: Zum Ersten sind reale Testumgebungen 

unterschiedlichsten Störeinflüssen 

ausgesetzt, und seien es nur täglich 

andere Wetterbedingungen. Zum Zweiten 

nimmt der Experte das Fahrzeugverhalten 

im Bereich Antriebsstrang viel sensibler 

wahr als später der „normale“ Fahrzeugkäufer, 

sodass in der Folge häufig zeitintensiv 

an Parametern verändert wird, die für den 

Verkauf wenig relevant sind. Und zum 

Dritten erfordert das Testen an Fahrzeugen 

und Prototypen einen hohen Zeit- und 

Kostenaufwand. 


Valide Testumgebung dank 

längsdynamischem Simulator 

Vor diesem Hintergrund entstand bei 

Prof. Rinderknecht als Forschungsprojekt 

des Instituts für Mechatronische Systeme 

im Maschinenbau IMS der TU Darmstadt 

die Entwicklung eines längsdynamischen 

Fahrzeugsimulators. Unter leitender Mitarbeit 

von Herrn Erler im Rahmen seiner 

Promotion, unterstützt von Mercedes Benz, 

ist das Forschungsziel, die Fahrbarkeit und 

Wahrnehmung des Antriebsstrangs zu 

untersuchen, wobei die Eliminierung oder 

zumindest eine erhebliche Verringerung der 

vorgenannten Probleme im Fokus stehen. 

So lassen sich auf dem Simulator umweltbedingte 

Störgrößen weitgehend eliminieren 

und Situationen so oft wiederholen wie 

erforderlich, eine valide Testumgebung darf 

damit als gegeben gelten. Des Weiteren 

können beliebige Probanden die Tests 

durchführen, sodass statistisch ein typisiertes 

Profil eines Käufers entstehen kann – ob 

z. B. Frau, Mann oder bestimmte Altersgruppen. 

Außerdem hat der am IMS entwickelte 

Simulator den Vorteil, geringere Kosten 

zu verursachen als Real- oder Prototypentests, 

denn er benötigt keine physischen 

Antriebsstrang-Komponenten. Die Charakteristika 

der Bauteile können durch mathematische 

Modelle nachgebildet, mit realen 

Fahrzeug-Messdaten validiert und im Simulator 

verarbeitet werden. 

Kinematischer Drehpunkt 

steigert das Realitätsempfinden 

Doch so „relativ einfach“ wie es in der 

obigen Darstellung klingt, ist die Realisierung 

eines solchen Simulators natürlich 

nicht, vor allem, wenn man keine 200 oder 

500 m lange Strecke hat, auf der der Simulator 

sich bewegen und beschleunigen 

könnte. Was also tun? 

In dynamischen Simulatoren wird die 

nachzubildende Beschleunigung in zwei 

Anteile zerlegt: einen Anteil an echter 

Linearbewegung (translatorisch) und einen 

Anteil an Gravitationseffekten (rotativ). Der 

rotative Anteil wird durch Neigen der Simulatorplattform 

dargestellt, doch darf man 

sich das nicht als einfaches „Kippen“ um 

eine Achse oder ein Scharnier hinter dem 

Sitz vorstellen. Das würde ein Proband in 

den meisten Fällen auch als Kippen wahrnehmen 

und sich damit nicht im Sinne der 

Simulation täuschen lassen. Es ist erwiesenermaßen 

plausibler, den Köper um sein 

vestibuläres System, also das im Innenohr 

befindliche Gleichgewichtsorgan, zu rotieren. 

Ergo ist es notwendig, die Plattform auf 

einer Kreisbahn zu verfahren. Das haben 

die Forscher durch den Einsatz eines weiteren 

Servomotors am hinteren Ende der 

Plattform realisiert, der synchron mit den 

beiden vorderen Motoren und deren Spindelabtrieb 

angesteuert wird. 

Je nach Struktur und Massivität der Beschleunigung/Verzögerung 

wird die Simulator-Plattform 

daher auf ca. 5 m linear 

verfahren und passend dazu auf der Kreisbahn 

geneigt, wobei Winkel von ± 25° bei 

einem Radius von bis zu 1,5 m erreicht werden 

können. Der Drehpunkt der Kreisbahn 

konnte über diesen Aufbau der Plattform 

dann auch auf Brusthöhe des Probanden 

oder sogar etwas höher gelegt werden, was 

dem Realitätsempfinden näherkommt. 

Hexapod-Simulatoren ähnlicher Baugröße 

sind nach Lage der Dinge nicht imstande, 

diesen kinematischen Drehpunkt in der 

benötigten Höhe darzustellen, sodass das 

Empfinden in der Simulation erheblich 

weniger realistisch ist. 

Antriebstechnische 

Umsetzung im Detail 

Beide Beschleunigungsparts, translatorisch 

wie rotativ, werden im Simulator mittels 

Linearantrieb und Servomotoren der Firma 

VUES Servo Motoren realisiert, die auf die 

300 bis 500 kg schwere Simulator-Plattform 

wirken. Die Lineareinheit am Boden für den 

translatorischen Anteil ist ein L35075P-4815 

als Primärteil, der mit Luftkühlung eine 

Dauerkraft von 1 760 N bei einer Verfahrgeschwindigkeit 

von 4,9 m/s (17,64 km/h) 

aufweist und als kurzzeitige Spitzenkraft bis 

4 000 N leisten kann. 

Bei den zwei Servomotoren am vorderen 

Ende der Plattform handelt es sich um 

speziell angepasste Hohlwellen-Servomotoren 

des Typs AF633i-1SSF, die bei Nennspannung 

ein Nenndrehmoment von 7,8 Nm 

bei 3 000 Umdrehungen pro Minute aufweisen 

und 2 450 W je Einheit leisten, maximales 

Drehmoment erreicht kurzzeitig 

40 Nm. Der Verfahrweg über die Spindel 

beträgt 960 mm. 

Bleibt noch der hintere Aktor zur Realisierung 

der Kreisbahn im Zusammenspiel 

mit den vorderen. Hier ist ein MA506i eingesetzt, 

der bei ebenfalls 3 000 Umdrehungen 

eine Dauervorschubkraft von 6 800 N und 

Nenngeschwindigkeit von 250 mm/s einbringt. 

Sein Arbeitshub liegt bei 180 mm, 

die kurzzeitige Spitzenvorschubkraft sogar 

bei 15 000 N. 

Wenn es um fundiertes Know-how, höchste 

flexibilität und eine überdurchschnittliche 

Lieferfähigkeit geht. Dann sind wir für Sie da! 

Dank unseres umfangreichen Lagers sind wir in der 

Lage, unsere Standardbaureihen teils innerhalb weniger 

Stunden zu liefern. 

Unsere Kunden profitieren von ausgereiften Antriebslösungen, 

höchster Produkt- und Prozess-Qualität und 

einem wettbewerbsfähigen Preis-/Leistungsverhältnis. 

AteK Antriebstechnik Willi Glapiak GmbH 

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01 Der längsdynamische Fahrzeugsimulator 

wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes 

entwickelt 

02 Die maximale Beschleunigung wird durch 

die maximale Auslenkung der vorderen 

Aktoren simuliert 

03 Ein realistischeres Beschleunigungsempfinden 

wird erreicht, wenn der Proband 

seine Augen geschlossen hat 

Da zum Zeitpunkt der Erstauslegung noch 

nicht bekannt war, welcher Antrieb als hinterer 

Aktor zum Einsatz kommen würde, die 

Peripherie aber aufgebaut sein sollte, 

bestand kurzzeitig die Frage, wie der Übergang 

vom Antrieb her aussehen könnte. Als 

Neuerung im Jahr 2015 stattete VSM die 

Aktoren jedoch mit ISO-Flansch-Bohrbild 

aus, sodass sich das vermeintliche Problem 

auflöste und unter dem Aspekt Kompatibilität 

vorgearbeitet werden konnte. Angesteuert 

wird der Simulator über ein PC- 

System, dessen Software den Forschern 

größten Spielraum in der Parametrierung 

und Vorgabe der „Fahrsituation“ lässt. Das 

System kommuniziert per LAN/RJ45 und 

Ethercat-Bus in Echtzeit mit den Sensoren, 

Aktoren und Schaltern der Plattform. 

VSM als Partner hatte für Herrn Erler den 

Vorteil, alle Antriebsbausteine aus einer 

Hand erhalten zu können und gleichzeitig 

auf ein Unternehmen zu treffen, dass nicht 

nur die räumliche Nähe besitzt, sondern 

auch die Flexibilität, die Stückzahl 1 und 2 

zu liefern und die Umsetzung aktiv mit 

Ingenieurwissen zu unterstützen. Die sonstigen 

Hardwarekomponenten des Cockpits 

wurden von Mercedes-Benz zur Verfügung 

gestellt, der Simulator kann allerdings auch 

mit anderer Cockpit-Hardware ausgestattet 

werden. 

Die richtige Abstimmung des 

Antriebsstrangs finden 

Um die Einflüsse des Labors auszublenden, 

wird der Proband zusätzlich mit einer 

VR-Brille und Gehörschutz ausgestattet, 

sodass die Simulation der Fahrsituation 

noch näher an der Realität liegt. Wie eingangs 

erwähnt, sollen Probanden keine 

„Automobil-Experten“ sein, sondern „Menschen 

wie du und ich“, und das Empfinden 

bei Beschleunigungen kundtun. 

Auswertungen entstehen aktuell durch 

verbale Befragung in Zusammenarbeit mit 

Psychologen, parallel werden Methoden 

zur Bioparametererfassung wie EKG und 

Hautleitfähigkeit auf ihre Tauglichkeit getestet. 

Zudem erfolgt eine messtechnische 

Aufzeichnung der Geberdaten, Probandeneingaben 

und weiterer relevanter Daten, um 

Versuchsverläufe eindeutig zu reproduzieren 

und Zusammenhänge zwischen Fahrverhalten 

und Bioparametern zu ermitteln. 

Das primäre Ziel ist, statistisch auswert- und 

belastbare Daten zu erhalten, welche Beschleunigungsanteile 

oder auch Vibrationen, 

Drehmomente oder welche Dynamik/ 

welcher Komfort wirklich vom „Durchschnitts-Menschen“ 

wahrgenommen werden, 

um den Autoherstellern zu helfen, 

einfacher die richtige Abstimmung des 

Antriebsstrangs zu finden und damit den 

Kosten- und Zeitaufwand sowie den Ressourceneinsatz 

zu reduzieren. Speziell im 

Bereich Zukunftsentwicklungen tritt das 

noch stärker hervor, denn der Simulator 

kann auch mit projektierten Daten betrieben 

werden, ohne dass z. B. ein Prototyp 

gebaut werden muss oder ein realer 

Antriebsstrang existiert. Hinzu kommt seine 

Flexibilität, denn „der Antrieb“ muss nicht 

zwingend eine Verbrennungskraftmaschine 

sein, es könnte ebenfalls ein Elektro- oder 

Hybridantrieb sein, ebenso könnte der „Antriebsstrang“ 

aus verschiedensten Wellen 

oder Getriebekomponenten zusammengestellt 

werden. 

Über einen längsdynamischen Fahrzeugsimulator 

lässt sich die Designaufgabe für 

das Beschleunigungsempfinden des Antriebsstrangs 

mit dem Blick auf verschiedene 

Technologien und Zielgruppen unter Ausblendung 

von Störgrößen sowohl kostenals 

auch zeitsparender angehen als das 

derzeit mit bestehenden Möglichkeiten und 

Vorgehensweisen der Fall ist – ein weiterer 

Aspekt in der Entwicklung automobiler 

Zukunft. 

Fotos: Aufmacher Fotolia, 01-03 IHW 

www.vues.biz 



Hohlwellenantriebe mit verbesserter 

Performance und Leistungsdichte 

Die kompakten Hohlwellenantriebe der Baureihe Canisdrive von 

Harmonic Drive zeichnen sich durch eine erhebliche Verbesserung 

in der Performance und Leistungsdichte, ein um 30 % höheres 

Drehmoment sowie eine 40 % längere Lebensdauer, aus. Diese 

Baureihe, welche als 

Weiterentwicklung 

der Baureihe CHA 

konzipiert wurde, ist 

in sechs Baugrößen 

sowie in fünf 

Untersetzungen 

zwischen 50 und 160 

bei einem maximalen 

Drehmoment zwischen 23 und 841 Nm erhältlich. Die zentrische 

Hohlwelle des Antriebssystems ermöglicht eine deutliche Vereinfachung 

der Maschinenkonstruktion. Das kippsteife Abtriebslager 

erlaubt die direkte Anbringung hoher Nutzlasten ohne weitere 

Abstützung und ermöglicht so eine einfache und platzsparende 

Konstruktion. Durch den neuen Schmierstoff Flexolub-A1, die 

hohe Schutzart und den Korrosionsschutz ist die Baureihe für 

den Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen geeignet. 

Sie bietet optimale Kombinationsmöglichkeiten aus einem hochdynamischen 

kompakten AC-Hohlwellenmotor, einem Getriebe 

der Cobaltline Technologie und einem leistungsfähigen 

Motorfeedbacksystem. 

www.harmonicdrive.de 

Leistung kompakt integriert 

Das Unternehmen Heidrive hat seine Servomotoren-Baureihe HMP 

um zwei dezentrale Elektroniken erweitert. Für Anwendungen bis 

200 W kommt der HMPi06 zum Einsatz. Der Motor aus der 

60 mm-Baureihe hat einen internen 24/48 V-Regler, der direkt 

im Motorprofil platziert ist. Durch die optimierte thermische 

Anbindung der Leistungsendstufe erreicht er eine hohe Wärmeabfuhr, 

die durch einen 

Lüfter auf 300 W gesteigert 

werden kann. Seine 

Baulänge unterscheidet 

sich zu den Standardmotoren 

der Reihe nur 

um 18 mm. Für 

Anwendungen mit bis 

zu 2,6 Nm eignet sich 

die aufgesetzte 

Elektronik des HMPa08 

im Druckgussgehäuse. 

Für die Positionierung 

wurden die Elektroniken auf den LC1-Geber abgestimmt. Alternativ 

kann der Antrieb sensorlos mit FOC-Regelung betrieben werden. 

Die Antriebe können analog oder über CAN-Bus angesteuert 

werden und bieten durch zahlreiche Ein-/Ausgänge noch zusätzliche 

Erweiterungsmöglichkeiten. Mit Feldschwächbetrieb kann 

die Drehzahl des Antriebes noch gesteigert werden. Alle Teile der 

Einheit sind aufeinander abgestimmt und bieten aufgrund der 

Vorparameterisierung eine problemfreie Inbetriebnahme 

www.heidrive.de 

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Optimale Akustik 

Maßgefertigte Motorenbauteile für die neue Generation von Martin-Hörnern 

Thomas Georg Wurm 

Tatütata! Jedes Kind weiß, dass sich Polizei, Feuerwehr und Notarzt mit 

dieser Tonfolge ihren Weg bahnen. Verantwortlich für die durchdringenden 

Warnsignale sind die sogenannten Martin-Hörner, welche vor gut 

80 Jahren entwickelt wurden und bis heute gefertigt werden. Dabei 

kommen schon seit vielen Jahrzehnten Motorenbauteile eines Viersener 

Unternehmens zum Einsatz. 

Thomas Georg Wurm ist Vertriebs- und 

Marketingleiter der Groschopp AG sowie 

Geschäftsführer der Groschopp 

Vertriebsgesellschaft mbH in Viersen 

Der Grundstein für die Deutsche Signal- 

Instrumentenfabrik Max B. Martin wurde 

1880 gelegt. Gefertigt wurden damals Rufund 

Jagdhörner sowie Kavallerie- und Fanfaren-Trompeten 

für zwei- oder viertönige 

Signale. 1932 entwickelte die Deutsche 

Signal-Instrumentenfabrik zusammen mit 

Feuerwehr- und Polizeidienststellen ein 

Horn, das als Sondersignal für bevorrechtigte 

Wegebenutzer gesetzlich vorgeschrieben 

wurde. Seit dieser Zeit besteht die 

geschützte Wortmarke „Martin-Horn“. Bis 

zum Zweiten Weltkrieg wurden diese Signalhörner 

für Einsatzfahrzeuge ausschließlich 

von der Deutschen Signal-Instrumentenfabrik 

hergestellt. 

Heute produziert Max B. Martin am 

Standort Philippsburg nach wie vor Martin- 

Hörner für Feuerwehr, Rettungs- und Sondereinsatzfahrzeuge. 

Das Sortiment umfasst 

aber auch Nebelhörner für den Schiffsbau 

01 Die neueste Generation von Martin-Hörnern 

ist besonders klein sowie leicht und liefert 

dennoch die notwendige Leistung 



sowie Signalanlagen und 

Pausenwarnsignale, die in Industrieanlagen 

aller Art eingesetzt 

werden. Nicht zuletzt fertigt das Unternehmen 

Signalgeber für CO 2 

-Lösch- und 

Sprinkleranlagen. 

Immer den richtigen Ton treffen 

Bei den Martin-Hörnern hat sich erst vor 

Kurzem ein Entwicklungsschritt vollzogen: 

Das Modell 2297 GM wurde Anfang 2014 

durch den Typ 2298 GM ersetzt. Das neu 

entwickelte Martin-Horn ist 1 kg leichter, 

hat ein um 40 % reduziertes Einbauvolumen 

und verursacht weniger Motorengeräusche. 

Die Leistung hingegen ist gleich geblieben – 

genauso wie der charakteristische Ton. „Für 

ein Martin-Horn typisch sind die vier Membran-Schallbecher 

mit tremolierender Abstimmung 

für einen zusätzlichen Warneffekt. 

Die Töne und deren Folge passen wir länderspezifisch 

an“, erläutert Martin Brender, 

Geschäftsführer von Max B. Martin. „Wir 

liefern unsere Martin-Hörner u. a. nach 

Österreich, Holland, Schweden und Belgien 

sowie in die Schweiz.“ Damit die Warnsignale 

auch wirklich den richtigen Ton treffen, 

werden sie vor Auslieferung im hauseigenen 

Akustiklabor gestimmt – denn die Erzeugung 

der Töne ist ein komplexerer Prozess 

als man denken mag, so Martin Brender: 

„Alles muss passen – von der Luftzufuhr bis 

zur Drehzahl des Motors.“ 

Technisch gesehen besteht ein Martin- 

Horn aus den Schallbechern und einem 

Elektrogebläse. Die Entwicklung und Fertigung 

der Komponenten erfolgt grundsätzlich 

im Unternehmen selbst – bis auf wenige 

Ausnahmen: Schon seit vielen Jahrzehnten 

bezieht Max B. Martin Motorenbauteile von 

Groschopp. „Qualität hat bei uns oberste 

Priorität, deshalb fertigen wir so viel wie 

möglich selbst“, betont Martin Brender. 

„Die Kooperation mit Groschopp ist diesbezüglich 

eine Ausnahme, die sich aber 

schon seit sehr langer Zeit bewährt.“ 

Kundenspezifisch ausgelegte 

Motorenbauteile 

Konkret liefert der Viersener Motoren-Spezialist 

das Polringgehäuse inkl. Stator, ein 

Lagerschild-BS, Kommutatorläufer, Spulen 

sowie die Druckplatte zu. Diese Komponenten 

kommen nicht von der Stange, sondern sind 

kundenspezifische Sonderlösungen. „Das 

ergibt sich schon daraus, dass wir es hier 

mit Niederspannungen von 12 bzw. 24 V zu 

tun haben“, erklärt Joachim Michen, Produktmanager 

bei Groschopp. „Andererseits 

müssen diese Bauteile aufgrund ihres speziellen 

Einsatzbereiches auch eine Reihe 

von Normen und Zulassungen erfüllen.“ 

Die Groschopp-Komponenten kombiniert 

Max B. Martin mit eigenen Bauteilen 

und baut so den Motor der Martin-Hörner. 

Konkret wird auf das Schleudergebläse 

noch eine Kammer aufgesetzt, 

in der sich ein 

Kreisel mit drei 

Kreiselmessern befindet. 

Wenn der 

Motor angeschaltet 

wird, setzt sich das 

System in Bewegung 

und baut einen 

Druck auf. „Dieser 

Druck wird dann über Schläuche an die 

jeweiligen Membranschalter weitergegeben“, 

erläutert Martin Brender. „So funktionieren 

alle Martin-Hörner. Wir sprechen 

hier von einer reinen Tonfolgeanlage, bei 

der verschiedene Töne zu unterschiedlichen 

Zeiten abgegeben werden.“ Gesteuert wird 

diese Tonfolge über eine eigens entwickelte 

Steuereinheit, die im Gebläsedeckel untergebracht 

ist. 

Kleiner und leichter – 

bei gleicher Leistung 

Das Gesamtsystem wurde in enger Abstimmung 

mit Groschopp konzipiert und 

unterliegt einer kontinuierlichen Weiterentwicklung. 

Zuletzt arbeitete man zwei 

Jahre lang zusammen am Elektrogebläse 

für das neue Martin-Horn 2298 GM. „Weil 

das Modell deutlich leichter und kompakter 

ist, mussten wir auch bezüglich der von uns 

gelieferten Komponenten umdenken“, beschreibt 

Joachim Michen die Entwicklung. 

Es galt, trotz der deutlich reduzierten Baugröße 

die gleiche Leistung zu bewahren – 

eine Herausforderung, die die Spezialisten 

gerne annahmen: „Wir optimierten sowohl 

den Blechschnitt als auch die Wicklungsauslegung. 

Letzteres unter Berücksichtigung 

der EMV, sodass Max B. Martin auf möglichst 

wenige Bauteile zurückgreifen muss. 

Zudem entstand in enger Zusammenarbeit 

ein neues Gehäuse inklusive einer 

verbesserten Lüftung.“ Mit diesen Maßnahmen 

ließen sich die Anforderungen 

von Max B. Martin erfüllen. 

„Das Projekt ist ein gutes Beispiel dafür, 

wie sich mit unserer jahrzehntelangen 

Anwendungserfahrung und 

großen Fertigungstiefe auch 

bei sehr besonderen Anwendungen 

das gewünschte Ziel erreichen lässt“, so 

Joachim Michen. Groschopp hat sich auf 

maßgefertigte Systeme spezialisiert und 

bietet seinen Kunden Motoren, Getriebe und 

Regler, die im Normalfall auf den Standardprodukten 

des Unternehmens basieren und 

gemäß der individuellen Spezifikationen 

angepasst werden. Dabei sind der Kreativität 

kaum Grenzen gesetzt – so realisieren die 

Viersener auch ausgefallene Bauformen 

und verwenden besondere Materialien. 

Auch komplett neue Konstruktionen sind 

möglich: Die Entwicklungsabteilung ist 

direkt im Haus angesiedelt und verfügt 

über moderne Tools, einen speziell eingerichteten 

Musterbau und ein eigenes Labor. 

Groschopp liefert alles aus einer Hand, 

sodass eine flexible und effiziente Abwicklung 

der Projekte stets gewährleistet ist. 

Fotos: Aufmacher Fotolia, 01 + 02 Max B. Martin 

GmbH & Co. KG 

www.groschopp.de 

02 Die Martin-Hörner werden 

u. a. in die Schweiz geliefert, 

so auch die Sonderlösung für 

die Schweizer Alpenpost 

03 Die Motorenbauteile 

lassen sich mit Niederspannungen 

von 12 bzw. 

24 Volt betreiben 



Motioncontroller für mehr Anwendungen 

Physik Instrumente (PI) hat für seine Ultraschall-Piezomotoren der 

Piline das Angebot an Motioncontrollern erweitert. Die ein- und 

zweikanaligen Ausführungen können von der Präzisions positionierung 

bis zum Handlingbereich eingesetzt werden. Die PID-Regler 

der Controller sind auf die Piline-Antriebe ausgelegt. Mit dem 

automatischen Umschalten zwischen dynamischen bzw. 

statischen Betrieb wird ein Einschwingverhalten von wenigen 

10 ms erreicht. Hochauflösende Eingänge für inkrementelle 

Encoder sorgen für Auflösungen im Sub-Nanometerbereich. Bei 

der Inbetriebnahme identifizieren sich die Ultraschallantriebe per 

ID-Chip beim Controller, dann werden die passenden Betriebsparameter 

automatisch geladen. Für die Kommunikation mit den 

Motion controllern stehen digitale Schnittstellen wie SPI-, USBund 

teilweise auch Ethernet oder RS-232 zur Verfügung. 

www.pi.de 

Eindeutige Position auch ohne Batterie 

Die Kompaktservomotoren 8LV der Baugrößen 2 und 3 aus dem 

Hause B+R gibt es nun mit optionalem Multiturngeber ohne 

Batterie pufferung. Die Multiturnposition bleibt erhalten, auch 

wenn die Verbindung zwischen Antrieb und Motor getrennt wird. 

Eine Puffer-Batterie im Servoverstärker entfällt bei dieser Option. 

Aufgrund der neuen induktiven digitalen EnDat-2.2-FS-Geber 

stehen zahlreiche Safety-Funktionen zur Verfügung. Der 

Hersteller garantiert für die Geber darüber hinaus sehr hohe 

Regelgenauigkeit und Unempfindlichkeit gegenüber Störungen. 

Die Motoren sind mit 40, 60 und 80 mm Flanschmaß erhältlich 

und decken einen Leistungsbereich von 0,1 bis 1,3 kW ab. In 

kompakter Bauweise können sie in enge Bauräume eingebaut 

werden. Wahlweise stehen die Motoren mit Getriebedirektanbau 

zur Verfügung. 

www.br-automation.com 

Doppelter Schutz für 

höchste Hygiene 

WIR STEHEN AUF ORIGINALE 

Willkommen bei Wacker Neuson, einem weltweit führenden Anbieter von Baugeräten und Kompaktmaschinen. 

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Edelstahl-Trommelmotoren von 

Rulmeca besitzen ab sofort auch 

IP69-Schutz. Damit sind sie gegen 

Schwallwasser sowie vor Dampfstrahlern 

geschützt. Diese 

doppelte Schutzart IP66/69 ist 

vor allem für fördertechnische 

Anlagen in der Lebensmittelindustrie 

wichtig. Die Motoren 

eignen sich so auch für Clean-in- 

Place-Verfahren. Das hygienische 

All-in-One-Design ohne 

Schmutzecken und Toträume 

unterstützt diese Verfahren 

zusätzlich. Beim IPX6-Schutz hat 

starkes Strahlwasser aus drei 

Metern Entfernung mit 100 l/min 

bei einem Druck von 1 bar gegen 

das Gehäuse aus jeder Richtung 

für drei Minuten keine schädliche 

Auswirkungen. IPX9 bietet 

Schutz gegen Hochdruck- oder 

Dampfstrahlreinigung. Damit 

sind Systeme geschützt gegen 

Hochdruckstrahlen aus 

unmittelbarer Nähe mit hoher 

Temperatur. Mit der doppelten 

Schutzart sind die Motoren nicht 

nur hygienisch, sondern auch 

wartungsfrei – außerdem werden 

sie durch die zusätzliche 

Schutzart nicht teurer. 

www.rulmeca.de 

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Kleinster Servoantrieb mit 400 VDC 

Mit nur 115 g liefert der Servoregler Gold Baritone von Elmo 

Motion Control bis zu 1 300 W Nennleistung. Er ist der kleinste 

Antrieb, der mit Versorgungsspannungen bis 400 VDC betrieben 

werden kann. Die Kommunikation erfolgt über EtherCAT-, 

Ethernet, USB, RS 232 

oder CANopen- 

Schnittstellen und 

erlaubt somit einen 

Mehrachsbetrieb. 

Der Regler entspricht 

allen internationalen 

Standards in Bezug 

auf EMV und funktionale 

Sicherheit „Safe 

Torque Off (STO)“. 

Der Gold Baritone 

ergänzt die Nano-Servoregler-Serie Gold Twitter und wurde für 

Anwendungen entwickelt, die höhere Spannungen benötigen. Er 

harmoniert mit jedem Servomotor, kann in Strom-, Geschwindigkeits- 

und allen Modi von Lageregelung betrieben werden, für 

Single-, Dual-Loop- und Gantry-Applikationen. Dabei werden alle 

gängigen Geber-systeme unterstützt. Der Gold Baritone Servo- 

Drive ist für den Einsatz in komplexen Applikationen geeignet, die 

auf kleinstem Raum hohe Regelungsgüte benötigen. 

www.elmomc.com 

Ex-Motoren für Umrichterbetrieb 

zertifiziert 

Für den Netz- und Umrichterbetrieb zugelassen ist die Motorenreihe 

Simotics XP 1MB1 von Siemens nach einer Erweiterung der 

Baumusterprüfbescheinigungen. Die Betriebsdaten der Motoren 

können mit dem Projektierungstool Sizer for Siemens Drives für 

Sinamics-Umrichter ermittelt werden. Am Umrichter ist ein 

Betrieb im Leistungsbereich von 0,09 bis 200 kW möglich. Die 

Motorenreihe ist für den Einsatz in explosiven Gas- und Staubatmosphären 

zertifiziert: nach der europäischen Atex-Richtlinie, 

IECEx (u. a. Australien) und EAC 

(Eurasien). Sie sind vor allem 

für die chemische und 

petrochemische Industrie 

geeignet, finden aber 

auch Einsatz in der 

Öl- und Gasindustrie, 

der holz- und kunststoffverarbeitenden 

Industrie und der 

Landwirtschaft. Die 

Motoren sind verfügbar in den Zündschutzarten Ex nA, Ex tb und 

Ex tc für den Einsatz in den Zonen 2, 21 und 22. In Kombination 

mit Sinamics-Umrichtern bilden sie ein Integrated Drive System. 

www.siemens.com 

Servomotor mit Präzisionsgetriebe für eine höhere Kraftübertragung 

Das Unternehmen Nabtesco präsentiert einen Servomotor im 

Zusammenspiel mit dem bekannten RV-Getriebe. Wurden früher 

in Fräs- oder Schwenkköpfen von Werkzeugmaschinen 

hauptsächlich Schneckengetriebe eingesetzt, galten bis heute 

Direktantriebe als Stand der Technik. Nabtesco kombiniert nun 

einen Flach-Servomotor mit der bewährten Präzisionsgetriebetechnologie 

und bietet damit eine neue Antriebslösung. Durch 

das Zusammenwirken mit dem Reduziergetriebe können höhere 

Kräfte übertragen werden und es kann ein kleinerer Motor zum 

Einsatz kommen. Der Hochpräzisions-Servoantrieb erreicht mit 

denen eines Direktantriebs vergleichbare Leistungsdaten bei einer 

Platzersparnis von bis zu 50 %. Die Kombination aus Servomotor 

und Zykloidgetriebe ermöglicht zudem hohe Drehmomente bei 

exakter Positioniergenauigkeit. Neben dem geringen Installationsaufwand 

bietet der Servoantrieb Wartungsfreiheit, eine hohe 

Leistungsdichte sowie eine großzügig bemessene Hohlwelle. 

www.nabtesco.de


Industrie 4.0 aus Ostwestfalen-Lippe 

Assistenzsysteme, selbstoptimierende Maschinen und virtuelle Inbetriebnahme 

Wolfgang Marquardt 

In Transferprojekten des Spitzenclusters it´s OWL können kleine und mittlere 

Unternehmen neue Technologien nutzen, um ihre Produktion zu optimieren. 

Venjakob hat ein Konzept für selbstkorrigierende Lackieranlagen entwickelt. Steute 

konnte ein Assistenzsystem für die Montage von Fußschaltern einführen und Elha 

Maschinenbau die Inbetriebnahme von Fertigungsanlagen virtualisieren. 

Wolfgang Marquardt ist 

Prokurist bei der OstWestfalen- 

Lippe GmbH in Bielefeld 

Big Data, immer komplexere Maschinen 

und vernetzte Produktion: Die zunehmende 

Digitalisierung stellt insbesondere 

kleine und mittlere Unternehmen (KMU) 

vor Herausforderungen. Konkrete Hilfestellungen 

bietet das Technologie-Netzwerk 

it´s OWL – Intelligente Technische Systeme 

OstWestfalenLippe. 180 Unternehmen und 

Forschungseinrichtungen entwickeln konkrete 

Lösungen für intelligente Produkte 

und Produktionsverfahren. 

In Transferprojekten können KMU in Kooperation 

mit einer Forschungseinrichtung 

neue Technologien nutzen, um konkrete 

Herausforderungen im Kontext Industrie 

4.0 zu lösen. Anwendungsbereiche sind 

z. B. intelligente Regelungsverfahren, intui- 

tive Bedienschnittstellen, die Vernetzung 

von Maschinen oder disziplinübergreifende 

Produktenwicklung (Systems Engineering). 

Die Resonanz und die Rückmeldungen aus 

der Wirtschaft sind sehr gut. 73 Projekte 

wurden bereits erfolgreich umgesetzt, 

57 weitere sind gerade gestartet. 

Assistenzsysteme für die Montage 

Das Unternehmen Steute Schaltgeräte mit 

Sitz in Löhne hat z. B. Technologien der 

Mensch-Maschine-Interaktion eingesetzt, 

um die Fertigung von komplexen Fußschaltern 

zu verbessern. Die Schalter werden in 

der Medizintechnik z. B. bei der Durchführung 

von Augenoperationen eingesetzt. Die 

anspruchsvolle Montage erfolgt in Handarbeit 

und erfordert höchste Präzision. In einem 

Transferprojekt hat Steute in Zusammenarbeit 

mit der Universität Bielefeld ein 

intelligentes und intuitives Assistenzsystem 

entwickelt, das die Arbeitsabläufe über eine 

grafische Benutzerschnittstelle erklärt. 

Über einen Touchscreen wird dem Mitarbeiter 

mithilfe von Bildern und Filmen gezeigt, 

wie die Einzelkomponenten korrekt 

zu montieren sind. Die Tiefe der angezeigten 

Informationen berücksichtigt dabei 

auch den Erfahrungsstand der Mitarbeiter, 

sodass erfahrene Mitarbeiter nicht in ihrer 

Produktivität eingeschränkt werden. 

Durch das Assistenzsystem müssen die 

Mitarbeiter nicht mehr in umfangreichen


01 

03 

02 

01 Über einen Touchscreen wird bei Steute 

angezeigt, wie komplexe Fußschalter korrekt 

montiert werden 

02 Durch Verfahren des maschinellen 

Lernens wird eine vorausschauende Wartung 

bei Lackieranlagen möglich 

03 Durch System Engineering kann die 

virtuelle Inbetriebnahme verdoppelt werden 

Anweisungen blättern, um 

die korrekte Abfolge der Arbeitsschritte 

zu finden. Ablaufstörungen können 

direkt mit Kamerabildern und weiteren Erläuterungen 

an den Fertigungsleiter weitergegeben 

werden. Darüber hinaus kann das 

System auch zur Einarbeitung von Mitarbeitern 

genutzt werden. 

Die mitdenkende Lackieranlage 

Der Lackieranlagenhersteller Venjakob aus 

Rheda-Wiedenbrück hat in einem Transferprojekt 

mit dem Heinz Nixdorf Institut 

der Universität Paderborn untersucht, welche 

Möglichkeiten der Selbstoptimierung 

sich bei Lackieranlagen ergeben. Dabei 

wurde eine typische Anlage betrachtet, die 

u.a. die Prozessschritte Entstaubung, Ionisierung, 

CO 2 

-Schneestrahlen, mehrschichtige 

Lackierung und Trocknung beherrscht. 

In dem Projekt wurden neue Funktionen 

entwickelt, mit denen die Anlage eigenständig 

Veränderungen in einzelnen Prozessparametern 

erkennt und entsprechend „gegensteuert“ 

bzw. nachgeordnete Prozesse 

anpasst. Bei der Reinigung neutralisiert beispielsweise 

ein Ionisierstab geladene 

Staubkörner auf dem Werkstück und ermöglicht 

so deren Beseitigung. Anschließend 

werden die Staubkörner mit Druckluft 

entfernt, dies vervollständigt den Reinigungsprozess. 

Wenn nun die Leistung des 

Ionisierstabs nachlässt und die Wartung 

nicht rechtzeitig erfolgt, wirkt sich das auf 

den gesamten Lackierprozess aus: Es verbleiben 

Staubkörner auf dem Werkstück 

und werden einlackiert. Infolgedessen ist 

das Werkstück unbrauchbar. Um solche 

Störungen zu verhindern, soll maschinelles 

Lernen zur vorausschauenden Wartungsplanung 

eingesetzt werden (Condition Monitoring). 

Virtuelle Inbetriebnahme 

Gerade im Sondermaschinenbau werden 

die Maschinen immer komplexer. Zugleich 

wünschen die Kunden kürzere Liefer- und 

Inbetriebnahmezeiten. ELHA Maschinenbau 

– Hersteller aus von Werkzeugmaschinen 

und Bearbeitungszentren aus Hövelhof 

– und die Fraunhofer Einrichtung Entwurfstechnik 

Mechatronik in Paderborn 

haben sich daher in einem Transferprojekt 

vorgenommen, möglichst viele Schritte der 

Inbetriebnahme zu virtualisieren. Dabei 

sollte auch der Tatsache Rechnung getragen 

werden, dass die Sondermaschinen je 

nach Kundenwunsch mit CNC-Steuerungen 

verschiedener Hersteller ausgestattet 

sind. 

Nach einer Untersuchung unterschiedlicher 

Tools der virtuelle Inbetriebnahme 

(VIBN) wurde „ISG virtuos“ der ISG Industrielle 

Steuerungstechnik GmbH ausgewählt. 

Bei Tests an einer Werkzeug- und 

einer Formenbaumaschine mit unterschiedlichen 

Steuerungsfabrikaten zeigte 

sich, dass alle erforderlichen Funktionslogiken 

programmiert und somit alle realen 

Funktionen abgebildet werden konnten. 

Zudem war es möglich, Systemelemente 

des Systems Engineering in die VIBN zu 

implementieren. 

Im Ergebnis wurde der Anteil der Inbetriebnahme-Aufgaben, 

die virtuell erledigt 

werden können, von 40 auf 80 % verdoppelt. 

Somit verkürzt sich die Zeit für die Inbetriebnahme 

vor Ort deutlich. Außerdem 

können die Konstrukteure bei auftretenden 

Fehlern viel schneller reagieren, weil sich 

die Maschine noch in der Fertigung befindet. 

Elha will nun die VIBN mit allen relevanten 

Steuerungsfabrikaten durchführen 

und auch auf weitere Maschinen- und Anlagentypen 

wie z. B. robotergestützte Automatisierungs- 

und Werkzeugwechselsysteme 

übertragen. 

Unterstützungsangebote für KMU 

Das Veranstaltungsprogramm solutions 

bietet 33 Veranstaltungen zu neuen Technologien 

für Industrie 4.0 (www.solutionsowl.de). 

Im Projekt „Industrie 4.0 für den 

Mittelstand“ werden Schulungen, Quick 

Checks und lernende Netzwerke für KMU 

umgesetzt. Und das Kompetenzzentrum für 

den Mittelstand „Digital in NRW“ unterstützt 

KMU durch praxisnahe Angebote bei 

der Digitalisierung von Produkten, Produktion 

und Prozessen. 

Bilder: Aufmacher Universität Bielefeld, 01 Steute, 

02 Venjakob, 03 Elha 

www.its-owl.de/transfer 



Riesen mit Plattenteller 

Fertig bestückte Energieketten beschleunigen Produktion von Drehmaschinen 

Die Vertikaldrehmaschinen von Toshulin in Tschechien sind wahre Ungetüme. Auf solchen 

Maschinen lassen sich Werkstücke mit mehreren Metern Durchmesser bohren, drehen, 

fräsen oder schleifen. Um diese schneller und kostengünstiger produzieren zu können, 

kommen vorkonfektionierte Energieketten von Lapp zum Einsatz. 

Innovative Vertikaldrehmaschinen kommen 

aus Hulín, einem Ort mit 7 000 Einwohnern 

im Osten Tschechiens, der dem Unternehmen 

Toshulin seinen Namen gab. In 

den Maschinen stecken moderne Technik 

und Kabel der Lapp Gruppe. Seit einigen 

Jahren liefert der Stuttgarter Spezialist aus 

seinem Werk in Tschechien ganze Energieketten 

– fertig mit Kabeln und Steckern 

bestückte Schleppketten – für bewegte 

Anwendungen bei Toshulin. 

Unternehmen mit Tradition 

Toshulin baut Maschinen schon seit 1949, 

ab 1951 konzentrierte sich das Unternehmen 

auf Maschinenteile und Vertikaldrehmaschinen. 

Heute stellt man jedes Jahr 

40 Maschinen her; die meisten gehen ins 

Ausland, u. a. nach Deutschland, Russland, 

China, in die USA und viele weitere Länder. 

Die Durchmesser der Planscheiben – der 

riesigen „Schallplattenteller“, auf dem die 

Teile festgespannt sind – reichen von 800 

bis 6 000 mm bei gleichzeitiger Bearbeitungspräzision 

bis in den Mikrometerbereich. 

Sie tauschen die Werkstücke auf der 

rotierenden Planscheibe und die Werkzeuge, 

die von oben auf das Werkstück abgesenkt 

werden, automatisch aus. Maschinen von 

Toshulin findet man in vielen Branchen, 

etwa in der Luftfahrtindustrie bei den 

Triebwerksherstellern General Electric 

oder Rolls Royce. Siemens produziert damit 

Gasturbinen, SEW Eurodrive Getriebe für 

Windkraftanlagen. 

Toshulin verwendet seit 1993 Kabel von 

Lapp. Der Maschinenbauer war damals 

sogar der erste Kunde der Stuttgarter in 

Tschechien – das belegen die Aufzeichnungen, 

das Unternehmen hat bei Lapp 

Tschechien die Kundennummer 000001. 

Die allerersten verkauften Teile waren 

Dichtungen. Schon bald kamen Kabel und 

Kabeldurchführungen hinzu. 

Engere Zusammenarbeit 

So blieb es 16 Jahre lang, in denen die Aufgaben 

klar verteilt waren: Toshulin bestückte 

seine Energieketten in Eigenregie, Lapp 

lieferte lediglich Kabel und Zubehör dazu. 

Doch das hat Nachteile. Kabel und Schleppkette 

sind oft nicht perfekt aufeinander abgestimmt. 

Es kommt vor, dass die Monteure 

Kabel länger als nötig schneiden, um sicher 

zu gehen, dass beim Einbau der Energiekette 

in die Maschine die Länge ausreicht. Das 

kostet unnötiges Geld und beansprucht das 

zu locker verlegte Kabel zusätzlich, wenn es 

tausendfach hin und her bewegt wird. „Die 

Anforderungen stiegen durch immer höhere 

Bewegungsgeschwindigkeiten und durch


01 Toshulin hat sich auf den Bau von 

Maschinenteilen und Vertikaldrehmaschinen 

spezialisiert 

02 Vojtěch Frkal: „Wenn wir die qualitativ besten 

Produkte im Markt herstellen wollen, müssen wir 

auch bei den Lieferanten mit den Qualitätsführern 

zusammenarbeiten.“ 

03 Lapp liefert die benötigten 

Energieketten Ölflex Connect Chain 

einbaufertig 

strengere Vorgaben an die Widerstandfähigkeit 

gegen Chemikalien. Außerdem benötigten 

wir immer größere Stückzahlen“, 

erinnert sich Vojtěch Frkal, Technischer 

Direktor bei Toshulin. „Es war klar, dass eine 

engere Zusammenarbeit notwendig war.“ 

Frantisek Omasta, der schon 14 Jahre 

lang bei Lapp in Tschechien das Geschäft 

für Kabelführungen entwickelt hatte, war 

mit der Rolle als Lieferant von Kabeln ohnehin 

nicht mehr zufrieden. Viele andere 

Maschinenbauer und Verkabelungsanbieter 

„Die Kette ist für das Kabel 

da, nicht umgekehrt“ 

Frantisek Omasta 

würden erst das mechanische Design der 

Energieketten entwerfen und dann die Kabel 

anpassen, bemängelt Omasta. „Die Kette ist 

aber für das Kabel da, nicht umgekehrt.“ 

Omasta nahm sich vor, dem Kunden nicht 

mehr nur Einzelkomponenten sondern 

Systemlösungen zu liefern. Die Gelegenheit 

kam vor sieben Jahren. „Wir bekamen von 

Toshulin Konstruktionsunterlagen für eine 

Schleppkette, für die wir die Kabel liefern 

sollten“, erinnert sich Omasta, „und darin 

haben wir einen Konstruktionsfehler gefunden.“ 

Die Lapp-Ingenieure machten einen 

Alternativvorschlag, der Platz sparte und 

die Haltbarkeit der Kette erhöhte. Die Techniker 

von Toshulin waren sehr zufrieden, 

denn die vorgeschlagenen Energieketten 

versprachen höhere Leistung und deutliche 

Zeitersparnis. 

Novum Stahlkette 

Seitdem bezieht das Unternehmen die 

Energieketten für die Maschinentypen 

Basic-Turn und Force-Turn von Lapp, darunter 

Ketten sowohl aus Nylon als auch 

aus Stahl, ebenso Hybridkonstruktionen 

aus beiden Materialien. Stahlketten waren 

ein Novum, der frühere Lieferant hatte diese 

nicht im Programm. Doch an Stellen, wo 

viel Hitze entsteht, etwa an heißen Mikrochips, 

ist eine gute Wärmeableitung erforderlich 

und hier haben Stahlketten erkennbare 

Vorteile. „Heute beziehen wir die 

Energieketten einbaufertig von Lapp. Das 

beschleunigt den Produktionsprozess deutlich“, 

erläutert Vojtěch Frkal. 

Systemgeschäft ausbauen 

Das Geschäft mit Kunden, die wie Toshulin 

komplette Systemlösungen bestellen, 

möchte Lapp ausbauen. Unter dem Namen 

Ölflex Connect hat die Lapp Gruppe 

Anfang 2016 alle globalen Aktivitäten der 

Konfektionierung inklusive Beratung für 

die Kunden gebündelt und baut Engineering-, 

Produktions- und Konfektionskapazitäten 

in Amerika, Europa und Asien auf. 

Die Kunden profitieren von individuellen 

Lösungen in hoher Qualität dank des optimalen 

Zusammenspiels aller Komponenten 

sowie Beratung durch Lapp-Ingenieure. Sie 

müssen die fertig bestückten Energieketten 

nur noch an ihre Maschinen montieren und 

die Stecker anschließen. „Der Beschaffungsprozess 

wird einfacher, die komplette 

Kette hat nur eine Teilenummer“, sagt 

Frantisek Omasta. Das Know-how steckt 

in der Auswahl geeigneter Kabel und 

Stecker sowie im perfekten Zusammenspiel 

der Komponenten, weniger in der 

Fertigung der Schleppketten. Die stellt 

auch Lapp nicht selbst her, sondern bezieht 

sie von Brevetti Stendalto. Das 

Unternehmen in Monza, Italien, gilt als 

Erfinder der Schleppkette aus Nylon, hat 

aber auch Stahlketten im Programm. 

Brevetti Stendalto ist führend bei großen 

Schleppketten für den rauen Einsatz u. a. 

in Maschinen, Kranwagen oder Ölbohrplattformen. 

„Niemand kennt Lapp Produkte 

so gut wie wir selbst – das gewährleistet 

optimale Funktionssicherheit des kompletten 

Systems“, erklärt Georg Stawowy, 

Vorstand und CTO der Lapp Holding AG. 

„Und zwar global, mit lokalen Ansprechpartnern 

und lokalem Marktverständnis.“ 

Weltweite Präsenz wichtig 

Vojtěch Frkal hat den Schritt, die Montage 

der Energieketten an Lapp abzugeben, nie 

bereut. Im Gegenteil: „Die Qualität von Lapp 

und Brevetti Stendalto ist unübertroffen. 

Wenn wir die qualitativ besten Produkte im 

Markt herstellen wollen, müssen wir auch 

bei den Lieferanten mit den Qualitätsführern 

zusammenarbeiten.“ Ein weiteres 

Argument für die Wahl der Energieketten 

des deutsch-italienischen Tandems sei die 

weltweite Präsenz beider Partner. Vojtěch 

Frkal: „Das ist besonders für den Service 

wichtig.“ 

www.lappkabel.de 



Industrie 4.0 hält Einzug 

Mit intelligenten Verbindungen die Produktion von morgen steuern 

Mario Heitmann 

Mit zwei neuen IO-Link Devices 

sowie einem neuen IO-Link Master 

verfügt SMC über drei aktuelle 

Produkte, die in die Richtung 

Industrie 4.0 gehen. Beim 

Proportionalregler der ITV-Serie 

stehen dynamische Parametrierung 

und schnelle Anpassungen an 

wechselnde Bedingungen im 

Vordergrund. Lesen Sie mehr. 

Mario Heitmann, Manager Innovation 

Management, SMC Pneumatik GmbH, Egelsbach 

Das SMC-Feldbussystem der Serie EX260 

bietet mit einer integrierten Zykluszählung 

der angesteuerten Ventile optimale 

Voraussetzungen für eine vorausschauende 

Instandhaltung. In die bekannte Kommunikationsplattform 

EX600 wurde ebenfalls ein 

IO-Link Master integriert (V1.1). Alle drei 

Geräte unterstützen eine schnelle Übertragungsgeschwindigkeit 

COM 3 (230.4 kBit/s). 

Aufgerüstet: EX260 Device 

Die Anbindung von Ventilinseln mithilfe 

eines IO-Link steht beim seriellen Übertragungssystem 

EX260 im Vordergrund. Wahlweise 

können mit einer Einheit je nach 

individuellem Bedarf bis zu 16 oder 32 Spulen 

angesteuert werden. Im Vergleich zu einer 

Parallelverdrahtung reduziert das die Zahl 

der erforderlichen Bauteile und den Verdrahtungsaufwand. 

Durch die Übertragungsgeschwindigkeit 

COM3 (230 Kbit/s) 

sind sehr präzise Schaltvorgänge mit hervorragend 

wiederholbarer Schaltzeit möglich, 

die von den verblockbaren SMC Ventilinseln 

SV, VQC, S0700 sowie New SY ausgeführt 

werden. Schnelle Abfüllvorgänge lassen sich 

damit z. B. präzise steuern. Die lange Lebensdauer 

von bis zu 70 Millionen Zyklen (weichdichtender 

Schieber) bzw. 200 Mio. Zyklen 

(Stahlschieber) sorgt für eine hohe Maschinenverfügbarkeit. 

Über einen integrierten 

Zykluszähler ist es zudem möglich, die Wartungsintervalle 

vorausschauend zu planen. 

Typisch für die EX260-Serie ist ihr geringer 

Platzbedarf: Mit einer Baubreite von nur 

28 mm ist auch in beengten Platzverhältnissen 

eine schnelle und einfache Montage 

möglich. Die Feldbussysteme sind staubdicht 

und überstehen zeitweiliges Eintauchen 

in Flüssigkeiten (IP67). Die robuste 

Ausführung erlaubt somit auch eine maschinennahe 

Platzierung und eröffnet zusätzliche 

Freiheiten in der Konstruktion. 

Aufgerüstet: Kommunikationsplattform 

EX600 

SMC hat die Kommunikationsplattform der 

EX600-Serie mit einem IO-Link Master 

(V1.1) erweitert. Aufgrund des modularen 

Aufbaus lassen sich bis zu 4 Master schnell


und einfach in einer EX600-Plattform 

mit einer Profinet-Schnittstelle 

verblocken. Insgesamt sind 

also bis zu 16 IO-Link Devices an 

eine Plattform anschließbar. Das 

Parametrieren eines angeschlossenen 

IO-Link Devices ist bei laufendem 

Betrieb auch aus der 

Ferne möglich, ebenso wie 

eine Ferndiagnose. Ähnlich 

wie beim EX260 ist ein Verblocken 

mit den SMC Ventilserien 

SV, VQC, S0700 sowie 

New SY einfach. Die Schutzart 

entspricht IP67. 

Aufgebohrt: 

Proportionalregler Serie ITV 

Der neue, elektropneumatische Regler der 

Serie ITV wurde ebenfalls mit einer IO-Link 

Proportionalregler mit 

IO-Link aus der Serie ITV 

Schnittstelle ausgestattet 

und bietet bei einem 

Versorgungsdruck von 

1,2 MPa eine stufenlose 

Druckregelung von 0 

bis 1 MPa. Der Regler 

unterstützt als IO-Link 

Device ebenfalls den 

höchsten Übertragungsstandard 

COM3 (230 kBit/s). 

Das Regelverhalten und der 

Ausgangsdruck des neuen ITV- 

Proportionalreglers lassen sich bei 

laufendem Betrieb dynamisch einstellen. 

Damit ist er gerade im Hinblick auf die 

Entwicklungen in Richtung Industrie 4.0, 

wo unter anderem maximale Flexibilität bis 

zur Losgröße 1 gefordert ist, gut gerüstet. 

Trotz seiner geringen Abmessung und des 

minimalen Gewichts von nur 750 Gramm, 

ermöglicht der ITV-Proportionalregler 

Durchflussraten von bis zu 4 000 l/min. Vor 

allem in stark beengtem Umfeld oder in 

dynamischen Anwendungen wie etwa bei 

der Montage auf einem Robotera rm, sind 

die kompakte Abmessung und das niedrige 

Gewicht vorteilhaft. 

Zu den Hauptanwendungen der elektropneumatischen 

Regler, Serie ITV, zählen 

unter anderem: Maschinenbau und Werkzeugmaschinen, 

Steuerung des Anpressdrucks 

bei Druckmaschinen, Anwendungen 

im Bereich Automotive und die Verpackungsindustrie. 

www.smc.de 

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Gehäuseloser Einbauantriebsregler für 

flexible Einsatzmöglichkeiten 

Abgeleitet aus der Inveor Antriebsregler-Plattform erweitert das 

Unternehmen Kostal seine Produktpalette um eine gehäuselose, 

offene Bauform in der IP-Schutzart 00. Für die Maschinenintegration 

wurde bei den neuen Inveor P-Geräten die thermische Senke in 

Form einer Kühlplatte vereinheitlicht. Diese standardisierte Cold-Plate 

ermöglicht die Adaption unterschiedlicher Kühlkonzepte. Synergien 

in der Kundenapplikation werden genutzt, um die Abwärme der 

Leistungselektronik an die Umgebung abzugeben. Hierdurch 

müssen keine zusätzlichen Kühleinrichtungen integriert werden. 

So kann der Inveor P bspw. in ein eigenes Gehäuse, das als Kühlkörper 

fungieren kann, eingebaut werden und eröffnet damit die Möglichkeit 

eines eigenen Brandings. Auch ein Einbau in explosionssichere 

Gehäuse ist denkbar. Ebenso kann das Gerät in Schaltschränke verbaut 

werden und die Kühlfläche der Montageplatten nutzen. Weitere 

Einbauoptionen werden durch gerippte Gehäuseteile oder andere 

Maschinenteile der Applikation ermöglicht, die die erforderliche 

Kühlfunktion erfüllen können. 

www.kostal.com 

Hydraulikregler mit Profinet-Schnittstelle 

Einen universellen Hydraulikregler mit Profinet-Schnittstelle 

bietet W.E.St. mit dem UHC-126-U-PFN an. Das Regelmodul für 

Positions- und Druckregelungen kann einfach und schnell in die 

vorhandene Maschinensteuerung integriert werden. Der Hersteller 

verspricht eine hohe Dynamik und 

Positioniergenauigkeit. Mit Direct 

control lässt sich die Sollposition 

über den Feldbus ändern. Ein Eil-/ 

Schleichgang dient dem 

automatischen Abfahren 

von vordefinierten Profilen. 

Mit der Drift-Kompensation 

ist eine korrekte Nullpunkteinstellung 

möglich, die 

über den Feldbus kontrollierbar ist. 

Über die Feinpositionierung können 

Positionsfehler durch äußere Einflüsse 

kompensiert werden. Zur stabilen sowie 

dynamischen Positionierung verfügt das Gerät über einen P- oder 

PT1-Positionsregler. Zusätzlich lässt sich eine PQ-Druckregelfunktion 

aktivieren, um den Differenzdruck zu bilden. Mit Blick 

auf Industrie 4.0 sind alle Sollwerte und Rückmeldungen im 

Protokoll verfügbar. 

www.w-e-st.de 

Sparsame Druckluft- und 

Durchflussregelventile 

Druckluft- und Durchflussregler 

für mehr Energieeffizienz 

bietet das 

Unternehmen SMC mit den 

Serien ASR und ASQ. Das 

Druckregelventil ASR und 

das Durchflussregelventil 

ASQ in Kombination auf dem 

Zylinder von elektrischen 

Antrieben montiert, können 

den Eigenluftverbrauch um 

40 % senken. Auch die 

Ansprechzeit beim Rückhub lässt sich mit ihnen verkürzen. 

In vertikalen Anwendungen tragen die Ventile dazu bei, die 

Hubbewegung zu 

harmonisieren, und 

verhindern das ruckartige 

Anfahren. In 

Pressanwendungen 

können sie für eine 

schnelle Pressluftzufuhr 

am Hubende sorgen. 

Ventilkörper und Steckanschluss 

sind 360 ° 

schwenkbar, sodass 

eine schnelle und 

einfache Montage 

gewährleistet ist. Der Einsatz lohnt sich vor allem bei 

Zylindern, die einen Durchmesser von mindestens 50 mm 

und einen Hub von mindestens 200 mm bei einem Eingangsdruck 

von mindestens 6 bar aufweisen. Voraus setzung ist, 

dass sich der benötigte Zylinderbetriebsdruck im Arbeitshub 

und Rückhub unterscheiden. 

www.smc.de 

Sicherungsmodul für Motorstarter 

auf Sammelschienen 

Mit dem Sicherungsmodul 

3RM19 erweitert Siemens sein 

Angebot an Zubehör für die 

Motorstarter der Reihe 3RM1. 

Damit können die Motorstarter 

jetzt auch auf Sammelschienen 

einfach montiert 

werden. Darüber hinaus bietet 

das neue Modul größere 

Variabilität bei geringer 

Varianz. Es erweitert den 

Einsatzbereich dieser Motorstarter 

außerdem um die 

Montage auf Tragschienen. 

Die Sicherungen bieten Schutz für den am Motorstarter 

angeschlossenen Motor und die Leitungen. Adapter ermöglichen 

den Einsatz des Sicherungsmoduls mit allen 60 mm-Sammelschienensystemen 

sowie in Kontaktsammelschienensystemen 

und Tragschienen. 

www.siemens.com 


Motorschutzleistungsschalter-Baureihe bietet Schutz 

bei Überlast und Kurzschluss 

WEG hat seine modular konzipierte Motorschutzleistungsschalter-Baureihe um eine Baugröße erweitert. 

Der MPW80 ist für Bemessungsbetriebsströme von 32 bis 80 A ausgelegt und kann Kurzschlussströme 

bis 65 kA/415 V ausschalten. Er schützt Motoren sowohl bei Überlast als auch bei Kurzschluss und 

bietet Phasenausfallempfindlichkeit nach IEC 60947-4-1. Die Motorschutzleistungsschalter der Reihe 

zeichnen sich durch Kompaktheit, Robustheit und Zuverlässigkeit aus, sodass Anwender von maximaler 

Betriebssicherheit selbst unter anspruchsvollsten Bedingungen und platzsparendem Einbau profitieren. 

Aufgrund der Kompatibilität der Motorschutzleistungsschalter 

MPW mit den Schützen der CWB-Reihe 

lassen sich mithilfe von Montage adaptern kompakte 

und leistungsfähige Motorstarterkombinationen 

aufbauen. Direkt am Gerät verfügt der MPW80 über 

die Stellungsanzeigen Ein-, Aus- und Ausgelöst. 

Mit dem entsprechenden Zubehör können 

Anwender auch differenzierte Ausgelöst-Meldungen 

komfortabel in der Ferne empfangen. Zudem bietet 

der Motorschutzleistungsschalter eine Temperaturkompensation 

von -20 bis +60 °C, die über den 

gesamten Bereich eine konstant hohe Auslösegenauigkeit 

ohne Einschränkungen gewährleistet. 

www.weg.net 

Kompaktantrieb mit Safe Torque Off 

Der kompakte Antrieb Acoposmicro Stepper von B+R ist ab 

sofort mit Safe Torque Off verfügbar. Diese Sicherheitsfunktion 

wird sukzessive auf alle Verstärker der Reihe ausgeweitet. 

Zum sicheren Stillsetzen und zur Vermeidung eines unerwarteten 

Anlaufs wurde eine sichere Impulssperre in den Antrieb 

integriert. Je nach externer Beschaltung sind Sicherheitseinstufungen 

bis SIL2/PLd/Kat. 3 erreichbar. Die sichere Impulssperre 

unterbricht die Energiezufuhr zum Antrieb. Da kein 

elektrisches Drehmoment mehr aufgebaut werden kann, 

trudelt der Antrieb aus. Die Anforderungen zur Vermeidung 

eines unerwarteten Anlaufs gemäß EN 1037 sowie die Anforderungen in Bezug auf die Stop-Funktionen 

der Kategorien 0 nach EN 60204-1 sind damit erfüllt, ebenso wie die Anforderungen bezüglich der 

Sicherheitsfunktion STO nach EN 61800-5-2. 

www.br-automation.com 

Antriebsverstärker unterstützt EtherCAT 

Für die Antriebsverstärkerserie SD2S bietet Sieb & Meyer eine 

integrierte EtherCAT-Slave-Feldbusschnittstelle an. Die hohe 

Performance von EtherCAT ermöglicht Steuerungs- und Regelungskonzepte, 

die mit klassischen Feldbussystemen oder auch der noch 

oftmals zum Einsatz kommenden anologen +/-10V-Schnittstelle 

nicht realisierbar waren. Um dem Anwender eine einfache 

Umsetzung auf Basis etablierter Kommunikations- und Geräteprofile 

zu bieten, wurden die CANopen-Profile CiA-301 bzw. CiA-402 

implementiert. Die Antriebsverstärker unterstützen durch eine 

flexible Software den Betrieb von hochdynamischen Servomotoren 

und Hochgeschwindigkeitsmotoren in Asynchron- und Synchrontechnologie. 

Je nach Anwendung kann der Betrieb des SD2S 

geberlos erfolgen, z. B. im Fall von Bearbeitungsspindeln in 

Werkzeugmaschinen. Aber auch ein geberbehafteter Betrieb von bspw. hochdynamischen Schraubspindeln 

in der Automobilindustrie ist möglich. Die leistungsfähige Software Drivemaster2 

unterstützt bei der anwendungsspezifischen Parametrierung und Inbetriebnahme. 

www.sieb-meyer.de

Idealbesetzung in 

engen Verhältnissen 

Entwickelt für die Antriebstechnik: Der schmalste Absolutdrehgeber mit Multiturnfunktion 

Soll ein Antrieb so platzsparend wie möglich sein, ist die hochkompakte 

Drehgeberlösung unbedingt Teil des Pakets. Speziell für die Antriebstechnik 

entwickelt der Sensorikspezialist Kübler einen der schmalsten Absolutgeber mit 

Multiturnfunktion. Und weil sich die Branche rasant entwickelt und neben immer 

kleineren Bauformen höhere Leistung, mehr Dynamik und vor allem 

Energieeffizienz fordert, hat sich das Unternehmen die Optimierung seines 

magnetunempfindlichen Drehgebers auf die Fahnen geschrieben. 

G 

eht es um die Realisierung hochdynamischer 

Kompaktantriebe, so bietet 

der robuste Sendix Absolutgeber F5883 der 

Version Motor-Line die passenden Eigenschaften. 

Die Drehgeber verbinden hohe 

Leistung mit genauer Positionierung und 

kompakter Bauform. Die Größe des optischen, 

magnetunempfindlichen Hohlwellengebers 

wurde auf nur noch 43 mm Tiefe 

reduziert. Im Vergleich zu einem Standard 

Absolutdreh geber mit mechanischem Getriebe 

sind hier 27 mm eingespart worden. 

Kurzum: der Sendix F5883 Motor-Line 

Drehgeber hat demzufolge die identische 

Bautiefe wie ein inkrementaler Drehgeber. 

Der Vorteil für den Antriebshersteller liegt 

auf der Hand. Der Wechsel von Inkremental 

zu Absolut ist schnell und einfach. Antriebe 

mit eingebauten Inkrementalgeber können 

mit dem Sendix F5883 Motor-Line einfach 

ersetzt werden. Hier entstehen keine Entwicklungs-/Redesignkosten 

wie bei Standard 

Absolutdrehgebern. Die Antriebsgröße 

„Die neue Drehgebergeneration kommt durch ihre 

kompakte Baugröße aktuellen Trends der Branche nach“ 

bzw. Lüfterhaube wird nicht mehr vom 

Geber bestimmt. 

Ein Blick in die Zukunft 

der Antriebstechnik 

Ihre Zukunftsperspektiven beurteilen Antriebstechnikhersteller, 

die in Deutschland 

mit rund 8 % Produktionswert der Gesamtbranche 

den stärksten Zweig des Maschinenund 

Anlagenbaus bilden, als durchweg 

chancenreich und von Wachstum geprägt. 

In einer VDMA-Befragung gaben 84 % von 

ihnen dennoch an, dass sie mit dem Vordringen 

neuer preisaggressiver Spieler am 

Markt rechneten. Namentlich die chinesische 

Konkurrenz wird als Preistreiber 

gefürchtet und bei Investitionen ins Kalkül 

gezogen. 

Vor diesem Hintergrund spielen zwei miteinander 

verwobene Aspekte für die Zukunft 

der Branche eine gewichtige Rolle: Höhere 

Effizienz muss bei wirklich relevanten 

Kosteneinsparungen erreicht werden. Durch 

Standardisierung und Modularisierung seiner 



Drehgeber entstehen bei Kübler leistungsoptimierte 

Drehgeberlösungen, die eine besondere 

Breite in den An wen dungsoptionen 

bieten. Der Sendix F5883 Motor-Line ist die 

konsequente Fortführung und Weiterentwicklung 

einer in der Antriebstechnik bewährten 

Sensorikbaureihe. Zur Einsparung 

trägt beim Einsatz an Getriebemotoren 

nicht zuletzt die stabile Hohlwellenausführung 

bei, die sich direkt am Motor montieren 

lässt. Beim Sendix F5883 Motor-Line steht 

eine durchgehende Hohlwelle bis zu 15 mm 

zur Verfügung. Im Vergleich zur Wellenausführung 

kann der F5883 Motor-Line Geber 

auf Kupplungen und weitere Bauteile verzichten. 

Damit spart er zugleich Material 

ein und ver ringert das Verschleißpotenzial. 

Schneller, robuster und letztlich sensorschonender 

lässt sich eine Integration kaum 

bewältigen. 

Hochleistung bei weniger 

Energieverbrauch 

An die zwei Drittel, fast 65 % des gesamten 

industriellen Energieverbrauchs, gehen 

allein auf das Konto von Elektromotoren – 

ein Umstand, der bei der Berechnung der 

Lebensdauerkosten solcher Motoren oft zu 

wenig beachtet wird. Richtig gerechnet 

betragen die Energiekosten an die 96 % der 

über die Lebensdauer entstehenden Kosten 

aus Anschaffung, Instandhaltung und 

Betrieb. Dies zeigt, wie sehr Hersteller von 

Arbeitsmaschinen – sei es mobil oder 

stationär – nicht zuletzt angesichts strengerer 

Normen und steigender Energiekosten 

umdenken müssen. Neben Zuverlässigkeit 

ist heute der Wirkungsgrad ein wichtiges 

Argument für die Wahl des passenden 

Antriebs. Relevante Einsparungen und 

höhere Effizienz lassen sich jedoch nur 

erreichen, wenn man sich die Gesamtanwendung 

kritisch anschaut und eine Kombination 

der besten Technologien für alle 

Teilbereiche anstrebt. Im Hinblick auf das 

ganze Paket muss jedes Teil höchste 

Performance liefern: Das Getriebe, 

die Achsen, die intelligente Elektronik 

und die Sensorik. 

Robust und intelligent auf 

kleinstem Raum 

Das geschützte Kübler Safety-Lock Design 

steht für verblockte, formschlüssige Lager 

mit großen Lagerabständen und einer speziellen 

Montagetechnik. Selbst Montagefehler 

oder große Lasten, die durch 

Temperaturausdehnungen oder 

Dauervibrationen entstehen, halten 

diese speziell konzipierten 

Lager dauerhaft stand und bleiben 

dicht. Auch in Anwendungen 

im Umfeld hoher Temperaturen 

erreichen die Drehgeber sehr 

hohe Drehzahlen. Die Temperaturfestigkeit 

von - 40 bis + 85 °C zieht sich 

durch sämt liche Bauteile: Von Dichtungen 

über Kabel bis hin zu den Steckerverbindungen 

sind alle verbauten Materialien 

speziell auf diese extremen Temperaturbereiche 

ausgelegt und geprüft. 

Die optischen Drehgeber warten mit den 

in der Antriebstechnik gängigen elektrischen 

Schnittstellen auf. Dazu gehören TTL/HTL 

und Sincos ebenso wie absolute Schnittstellen 

von SSI bis hin zu BiSS-C, wodurch 

in jedem Fall eine einfache elektrische Integration 

der Geber gewährleistet ist. Sowohl 

die Ausgänge als auch die Versorgungsspannung 

sind kurzschlussfest ausgeführt. 

Energieeffizienz durch 

höhere Performance 

Durch ihre kompakten Baugrößen bei 

speziell auf die Antriebsdichte zugeschnittener 

Hochleistung offeriert Kübler eine 

neue Dreh gebergeneration, die den aktuellen 

Themen der Branche Rechnung trägt: 

Höhere Performance im interessanten 

01 Der schmalste Multiturn 

Drehgeber mit einer Bautiefe 

von nur 43 mm 

02 Die geringe Bautiefe und die 

durch gehende Hohlwelle eröffnen neue 

Möglichkeiten bei der Dimensionierung des 

Motors und bei der Installation in engen 

Einbauräumen 

Kos tenrahmen, die gleichzeitig einen Beitrag 

zur Energieeffizienz des Antriebs leistet. 

Der hochauflösende Multiturn Drehgeber 

Sendix F5883 Motor-Line erzielt eine Senkung 

der Lebenszykluskosten durch Optimierung 

des Wirkungsgrades des Antriebs. 

Dank der flexiblen, mechanischen sowie 

elektrischen Schnittstellen und nicht zuletzt 

aufgrund ihrer kompakten Bauform können 

die op tischen Absolut-Dreh geber mit 

Multiturnfunktion in nahezu jede industrielle 

Umgebung integriert werden. Dabei ist 

ihre Leistung immer ein Garant für zuverlässige 

Prozesse. 

www.kuebler.com 



Induktive Absolutwert-Erfassung 

in Linearführungen 

Das neue in Linearführungen 

integrierte 

Messsystem IMS-A 

von Rexroth erfasst die 

absolute Position der 

Achse auf +/- 4 µm 

genau. Beim 

Einschalten von 

Maschinen nach 

Spannungsausfällen 

muss die Steuerung 

in vielen Applikationen sofort wissen, auf welcher Position jede 

Achse zu diesem Zeitpunkt steht. Das neue integrierte Messsystem 

des Herstellers erfasst sofort beim Einschalten die absolute Position 

der Achse mit hoher Präzision und meldet sie ohne Referenzfahrt 

an die Steuerung. Dazu benötigt das System keine Pufferbatterien, 

die regelmäßig erneuert werden müssten. Durch das induktive 

Messprinzip arbeitet das Messsystem berührungslos und folglich 

verschleißfrei. Die Maßverkörperung kann durch externe Magnetfelder 

nicht gestört oder zerstört werden. Darüber hinaus ist das 

System unempfindlich gegenüber Vibrationen bis zu 10 G und 

Stößen bis zu 50 G. Sensoren und Auswertelektronik sind in einem 

Gehäuse an der Stirnseite des Führungswagens geschützt platziert. 

Mit dem Gerät erfolgt die Positionserfassung sehr dicht am Tool 

Center Point. 

www.boschrexroth.de 

Kompakter Absolut-Drehgeber 

für den Ex-Bereich 

Ein besonders kompakter explosionsgeschützte Absolut-Drehgeber 

ist der Acuro AX65 aus dem Hause Hengstler mit 70 mm Bautiefe 

und 59 mm Durchmesser. Durch sein Anschlusskonzept mit 

abnehmbarer Anschlusshaube für die flexible Kabeladaptierung 

kann er einfach installiert werden. Mit Atex- und IECEx- 

Zulassungen sowie einem korrosionsbeständigen Gehäuse aus 

Marine-Edelstahl eignet er sich für Offshore-Ölplattformen, 

Bergwerke und Chemieanlagen. Mit einer Stoßfestigkeit von 

200 G, einer Vibrationsfestigkeit von 30 G und Wellenbelastungen 

von 300 N kann er auch für Abfüll-, Misch- und Siloanlagen 

eingesetzt werden. Da er über ein magnetisches Abtastsystem 

verfügt, entfällt das mechanische Getriebe. Das magnetische 

Funktionsprinzip kommt sowohl in der Single-Turn- als auch in 

der neuen elektronischen Multi-Turn- 

Ausführung zum Einsatz. In Tests bestätigt 

wurden exakte Positionsmeldungen auch 

bei -40 °C. Der Drehgeber ist mit SSI- oder 

CANopen-Schnittstelle verfügbar. 

www.hengstler.com 

Weitere Produktmeldungen und 

aktuelle Informationen rund um das Thema 

Antriebstechnik finden Sie auch online unter: 


Neigungssensoren mit hoher Schock- und 

Vibrationsfestigkeit 

Gefran bietet hochgenaue 

Neigungssensoren in den Ausführungen 

Basis Level (GIB), General 

Level (GIG) und Top Level (GIT) 

sowie wahlweise als ein- oder zweiachsige 

Version mit AMP-, 

M12-Stecker- oder Kabelanschluss 

an. Sie verfügen über Analog- und 

Digitalausgänge und weisen dank MEMS-Technologie eine hohe 

Schock- und Vibrationsfestigkeit auf. Zudem sind sie wahlweise mit 

CANopen-Kommunikationsprotokoll sowie in einfacher oder 

redundanter Ausführung erhältlich. Das Gehäuse aus hochfestem 

PBT bietet maximale Stoßfestigkeit und Beständigkeit gegen 

Schmutz, Spritzwasser und Lösungsmittel sowie eine optimale 

Isolierung gegen Temperaturschwankungen. 

www.gefran.de 

Sensoren für unterschiedliche 

Sicherheitsanwendungen 

Das Unternehmen Leuze electronic verfügt über ein umfangreiches 

Portfolio an induktiven Sensoren in verschiedenen Bauformen, 

Gehäusen und Gewindegrößen für die materialunabhängige 

Objekterkennung. Zu den Merkmalen der Sensoren gehören u. a. 

eine große Tastweite sowie eine hohe Schaltpunktstabilität für 

den gesamten Temperaturbereich. Schaltende Lichtschranken 

und -taster der neuen Baureihe SR 46C haben eine bis zu 80 % 

erhöhte Funktionsreserve im Vergleich zu ihren Vorgängermodellen. 

Ihre Schutzart IP67/69K qualifiziert diese Baureihe 

für raue Umgebungsbedingungen und fördertechnische Anlage. 

Der neue messende Distanzsensor ODS 10 mit einer Reichweite 

von 50 bis 8 000 mm und einer Genauigkeit von +/- 30 mm 

erkennt Objekte und misst Abstände mit einem Remissionsgrad 

von 6 bis 90 % und einer Reproduzierbarkeit von bis zu 4 mm. 

Die Sicherheits-Lichtvorhang- Baureihe MLC500 wurde um eine 

vibrationsfeste Variante erweitert. Auf Basis der MLC500- Baureihe 

wurde mit „Smart Process controlled Gating“ (SPG) ein sensorloses 

Muting entwickelt, das den wachsenden Anforderungen an 

Personenschutz und Zugangssicherung gerecht wird. 

www.leuze.com 

Extrem miniaturisierter Vibrationssensor 

Für die Instrumentierung von Modellen und Untersuchungen im 

Windkanal sollten Vibrationssensoren klein und leicht sein und ein 

möglichst großes Ausgangssignal liefern. Das Modell 352C22/NC 

von PCB Synotech wiegt nur 0,5 g und weist eine Empfindlichkeit 

von 10 mV/g bei einem Messbereich 500 g auf. Das niederohmige 

Ausgangssignal des integrierten ICP-Verstärkers sorgt für geringe 

Störanfälligkeit und ermöglicht eine sichere Signalübertragung auch 

bei großen Leitungslängen. Der Frequenzbereich ist mit 0,3 Hz bis 

20 kHz (± 3 dB) spezifiziert. Die Instrumentierung des 

Prüfobjektes wird durch den Miniaturstecker 

erleichtert, ein beschädigtes Kabel lässt sich so 

schnell ersetzen. 

www.synotech.de 


Kompakte Lasersensoren für Weg, 

Abstand und Position 

Die Lasersensoren der Baureihe 

optoNCDT 1320 von Micro-Epsilon 

arbeiten nach dem Triangulations- 

Prinzip und erfassen berührungslos 

Weg, Abstand und Position. Sie 

weisen eine kompakte Bauweise 

und hohe Performance auf. Der 

Controller ist im Gehäuse integriert, 

sodass die Installation einfacher ist. Mit der Auto-Target-Compensation 

(ATC) wird das Abstandssignal stabil ausgeregelt, wodurch 

Farbe und Helligkeit des Messobjektes kaum Einfluss auf die Signalstabilität 

haben. Durch den kleinen und scharf abgebildeten 

Messfleck werden auch kleinste Objekte zuverlässig detektiert. 

Per Multifunktionstaste am Sensor lassen sich die Sensor-Modelle 

mit wenigen Klicks sofort in Betrieb nehmen. 

Richtig gespannt. 

Ab sofort 

im Onlineshop 

erhältlich: 

www.trummeter.com 

www.micro-epsilon.com 

Profisafe-Drehgeber für 

sicherheitskritische Systeme 

Messgerät zum Prüfen 

der Riemenspannung 

enspannung 

Posital erweitert die Absolutwertgeber-Familie Ixarc um Modelle 

für sicherheitskritische Motion-Control-Systeme. Die neuen 

Drehgeber sind redundant ausgelegt und gemäß SIL 2 und PL d 

zertifiziert. Sie verfügen über eine Profinet-Kommunikationsschnittstelle 

und unterstützen das Profisafe-Protokoll. Hierzu gehören 

u. a. priorisiertes Hochfahren, Medienredundanz und Firmware- 

Updates über das Profinet-Kommunikationsnetz. Mit der Ethernet- 

Bridging-Funktion können die Encoder in unterschiedlichste 

Netzwerk-Topologien eingebunden werden. Zentral für die 

Drehgeber ist die magnetische Messtechnik. Die Sensorik der 

magnetischen Drehgeber ist mechanisch robuster und widersteht 

Kondensation und Staub besser als optische Messsysteme. 

Ihr berührungsloses Abtastsystem sorgt über 

lange Zeit für hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit. 

Multiturn-Varianten verfügen über einen 

Messbereich bis 4 096 Umdrehungen bei einer 

Auflösung bis 13 Bit für Echtzeitanwendungen. 

www.posital.de 

Hilger u. Kern GmbH 

www.hilger-kern.com • industrieelektronik@hilger-kern.de 

ern.de 

32 unterschiedliche Maschinenelemente 

für diverse Anwendungen 

in der Transfertechnik. 

Mit pneumatischem oder 

elektrischem Antrieb. 

Damit läuft alles reibungslos: 

Hilger u Kern.indd 1 25.08.2016 16:55:09 

Die neuen Palettenstopper 

von ACE 

Winkelsensoren für die präzise Stellung 

Die analogen Multiturn-Winkel sensoren AL17xxM und AL19xxM 

von Megatron eignen sich als Sollwertgeber, wenn eine präzise 

Winkelmessung mit analogem Ausgangs signal realisiert werden soll. 

Mit Mehrwendel-Drahtpotentiometern werden lineare Verfahrwege 

gemessen, die über einen Spindel- oder Schneckenantrieb in eine 

Drehbewegung umgesetzt werden. In Flugzeugsitzen der First Class 

z. B. geben sie eine exakte Rückmeldung der Achsenpositionen. Das 

22 mm-Gehäuse mit Zentralbefestigung kann mit einem Wellendichtring 

abgedichtet werden. Weitere Optionen sind eine Tandemausführung 

für redundante 

Anschlüsse, unterschiedliche 

Widerstandswerte, Sonderwellengeometrien, 

eine rückseitige Welle 

sowie Kabel- und Steckervarianten. 

www.megatron.de 

Zuverlässige, effiziente 

und günstige Helfer für 

Paletten mit Massen von 

1 kg bis 1.200 kg. 

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Service inklusive! 

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10. - 13. Okt. 

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Stand 5124. 

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S E R V 

I C E 

antriebstechnik 10/2016 61 

ACE.indd 1 12.09.2016 15:08:45

IO-Link statt 

Feldbus 

Drehgeber erreicht kürzere Taktzeiten 

in einer Kernschießmaschine 

Wolfram Stahl 

Als der Gießereimaschinenhersteller 

Laempe Mössner Sinto seine neue Maschinenbaureihe 

plant, entscheidet es sich, diese konsequent mit IO-Link 

zu automatisieren. Einen großen Einfluss auf die 

Taktrate der Maschine hat die Schwenkbewegung des 

Kernkastenträgers, die nun von einem berührungslosem 

IO-Link-Drehgeber erfasst wird. 

Wolfram Stahl ist Vertriebs spezialist 

bei der Hans Turck GmbH & Co. KG in Mülheim an der Ruhr 

„Als ich zum ersten Mal davon gelesen habe, 

dachte ich: bitte nicht noch ein Feldbussystem. 

Heute weiß ich, dass IO-Link kein 

Feldbus ist, sondern das Gegenteil. IO-Link 

ist für uns in vielen Bereichen das Ende der 

Bussysteme, weil es die Kommunikation 

wieder vereinfacht“, sagt Tobias Lipsdorf, 

Steuerungsprogrammierer beim Gießereimaschinenhersteller 

Laempe Mössner Sinto 

GmbH. Spricht der Ingenieur über den 

intelligenten Kommunikationsstandard IO- 

Link, spürt man echte Begeisterung – ebenso 

wie bei seinem Kollegen Andre Klavehn, 

verantwortlich für die Elektroplanung. Gemeinsam 

haben die beiden die E-Planung 

der neuen Maschinengeneration neu aufgesetzt 

und die Maschine durchgängig mit 

IO-Link automatisiert. 

Laempe Mössner Sinto ist Weltmarktführer 

für Kernmachereitechnologien in der 

Gießereiindustrie und einer der wenigen 

Hersteller von Kernschießmaschinen weltweit. 

Die Maschinen produzieren Sandkerne 

für den Metallguss. Wenn z. B. ein Motorblock 

gegossen wird, setzt man diese im 

Inneren der Gussform als Platzhalter für die 

späteren Hohlräume des Motors ein. Die 

Kerne werden aus einem Sand-Binder-Gemisch 

mit hohem Impuls durch Druckluft 

innerhalb von 0,3 bis 0,5 s in eine Form – 

den Kernkasten – „geschossen“. Anschließend 

härtet das Formstoffgemisch im geschlossenen 

Kernkasten durch Prozessgas 

oder Wärme aus und kann entnommen 

werden. Nach dem Gießen verliert der Binder 

seine Festigkeit durch die Temperatureinwirkung 

der eingefüllten Schmelze. Die 

Kerne zerfallen, der Sand kann aus dem 

Gussstück ausfließen und hinterlässt die 

gewünschte Innenkontur. Ein wesentliches 

Ziel der Hersteller sind dabei kurze Taktzeiten. 

Die dem Kernherstellungsprozess 

nachgeschalteten Formanlagen „verschlingen“ 

die Kerne teilweise im 15-Sekunden- 

Takt. 

Vorreiter in anorganischer 

Kernmacherei 

„IO-Link ist für uns in 

vielen Bereichen das 

Ende der Bussysteme..“ 

Tobias Lipsdorf 

Doch nicht nur die Taktzeit ist entscheidend, 

denn Gießereien haben nur eine Zukunft, 

wenn sie umweltverträglich produzieren 

und den gestiegenen Anforderungen 

des Arbeitsschutzes gerecht werden. Die 

weit verbreiteten organischen Bindemittel 

für den Sand verbrennen beim Gießen und 

emittieren dabei schädliche Abgase, die mit 

aufwändiger Filter- und Absaugtechnik beseitigt 

werden müssen. Deshalb hat das Unternehmen 

auf dem Weg zu einer „weißen 

Gießerei“ die Kernfertigung mit anorganischen 

Bindemitteln maßgeblich vorangetrieben. 

Die bessere Umweltverträglichkeit 

geht bei diesen Bindemitteln einher mit 

Vorteilen, aber auch Herausforderungen 

bei der Kernfertigung und den nachgelagerten 

Prozessen. Laempe Mössner Sinto hat 

den Prozess als erster Hersteller von der 

theoretischen Lösung bis zum großindustriell 

einsetzbaren Verfahren weiterentwickelt. 

Die neue Maschinengeneration LHL 

schafft einen dreifachen Innovationssprung. 

Neben der Möglichkeit, anorganische 

Bindersysteme zu nutzen, ist sie mit einem 

energieeffizienten Hydrauliksystem 

ausgestattet, das Energieeinsparungen bis 

zu 60 % erreicht. Mit einer Maschinentaktzeit 

von nur 13,8 s bei der LHL30 setzt die 

Maschinenbaureihe zudem Maßstäbe in 

Produktivität und Effizienz. Maschinen dieser 

Baureihe sind in verschiedenen Größen 

von 30 bis 300 l Schussvolumen lieferbar. 

IO-Link beseitigt viele Nachteile 

Auch automatisierungstechnisch ist sie eine 

absolute Neuerung. „Wir haben an unseren 

Maschinen viele intelligente Bauteile, 

die bisher üblicherweise einen Busanschluss 

hatten. Wir mussten also an ein 

Wegmesssystem die Betriebsspannung und 

zwei Busleitungen einzeln anschließen. Alle 

drei Leitungen wurden auf Schleppketten 

verlegt und waren dementsprechend stark 

beansprucht“, beschreibt Lipsdorf die bisherige 

Verdrahtung. „Wenn Sie da beim 

Profibus keine aufwändigen Diagnosesysteme 

hatten, konnten Sie einen Kabelbruch 

wirklich lange suchen“, ergänzt Elektroplaner 

Klavehn. 

IO-Link beseitigt viele dieser Nachteile: 

Die beiden Busleitungen plus Spannungsversorgung 

werden durch eine Standard- 



WIR SIND DER 

MASSSTAB 

„Wir suchten einen 

Drehgeber, der über einen 

IO-Link-Ausgang verfügt“ 

Andre Klavehn 

Dreidrahtleitung ersetzt, die in den 

Schleppketten der LHL30 geführt wird. 

„Hier können wir aufgrund der Kostenersparnis 

eine sehr hochwertige Leitung einsetzen“, 

sagt Klavehn. Ein Kabelbruch ist somit 

fast auszuschließen. Sollte er doch auftreten, 

ist er dank IO-Link einfach zu diagnostizieren. 

Alle intelligenten, analogen Sensoren 

und Geräte haben jetzt ein IO-Link-Interface 

und werden über IO-Link-Master an 

die Steuerung angebunden, einfache Näherungsschalter 

und digitale Aktoren über IO- 

Link-fähige Verteilerboxen. 16 Schaltsignale 

können so über eine Standard-Dreidrahtleitung 

angebunden werden, was den Verdrahtungsaufwand 

minimiert und zusätzlich 

eine Basisdiagnose der Näherungsschalter 

ermöglicht. Einige Näherungsschalter 

haben die Planer zudem durch 

analoge Wegmesssysteme ersetzt. „Wir haben 

mit der neuen LHL30 alles auf den 

Prüfstand gestellt und dabei nicht mehr nur 

die Endlagen erfasst, sondern die kompletten 

Achsen. So haben wir jetzt sozusagen 

eine Kernschießmaschine für Industrie 4.0“, 

berichtet Andre Klavehn, „auch wenn ich 

diesem Stichwort eigentlich skeptisch gegenüberstehe.“ 

Endlagenerfassung problematisch 

Das Kernkastenoberteil der Kernschießmaschine 

ist aus der Produktionsstellung heraus 

um 90 Grad in eine Wartungsstellung 

schwenkbar. Das kann – je nach Binderverfahren, 

Kernkastengestaltung und Kernkontur 

– mehrmals pro Stunde notwendig 

sein, um den Kasten auf Rückstände zu 

überprüfen und zu reinigen. Die Schwenkbewegung 

wurde bislang mit Endschaltern 

erfasst. Um das Schwenken zu beschleunigen, 

hatte man in anderen Maschinentypen 

zwei weitere Näherungsschalter für die Eilgang/Schleichgang-Umschaltung 

vor dem 

Erreichen der Endlagen montiert. 

Ganz problemlos war diese Lösung nicht, 

wie Lipsdorf beschreibt: „Selbst wenn wir 

nur die Endlagen erfasst haben, war die Suche 

nach einem geeigneten Punkt zur Montage 

der Sensoren schwierig. Wenn wir die 

Stellung exakt erfassen wollen, müssen die 

Initiatoren designbedingt nach außen. Der 

verfügbare Bauraum für die Halter ist aber 

beschränkt. Bei vier Initiatoren wird das 

noch schwieriger, weil die zwei zusätzlichen 

auch irgendwo Platz finden müssen. Außerdem 

ist jeder weitere Sensor im rauhen Betriebsumfeld 

der Gießereimaschine eine 

potenzielle Fehlerquelle.“ 

Drehgeber erfasst 

Kernkasten-Schwenk 

Die Lösung lag im Erfassen der gesamten 

Schwenkbewegung. Wenn die Drehbewegung 

direkt an der Drehachse erfasst wird, 

hat man garantiert eine tragende Stelle zur 

Montage des Encoders. „Dafür suchten wir 

einen Drehgeber, der möglichst robust ist, 

also berührungslos arbeitet und über einen 

IO-Link-Ausgang verfügt. Der Turck-Drehgeber 

QR24 hat alle unsere Anforderungen 

erfüllt und unsere Tests erfolgreich absolviert, 

sodass wir nicht mehr weiter suchen 

mussten“, beschreibt Andre Klavehn die 

schnelle Produktauswahl. 

Turcks Single-Turn-Drehgeber QR24 arbeitet 

mit einem Messprinzip, das auf einer 

innovativen Schwingkreiskopplung basiert 

und keine magnetischen Positionsgeber erfordert. 

Die robusten Sensoren sind dank 

des berührungslosen Funktionsprinzips 

wartungs- sowie verschleißfrei und überzeugen 

durch eine optimale Reproduzierbarkeit, 

Auflösung und Linearität über einen 

großen Temperaturbereich. Die Variante 

QR24-IOL ist zudem der erste berührungslose 

Drehgeber mit IO-Link-Ausgang. 

Bisherige IO-Link-Drehgeber setzten die 

Technologie lediglich zur Parametrierung 

PRÄZISIONSMESSTECHNIK 

REGELN SIE PRÄZISER ALS JE ZUVOR 

Schnelle Phasenstrommessung mit Ausgaberaten 

bis 20 MHz – Auch als Evaluation-Kit verfügbar 

ERHÖHEN SIE IHREN WIRKUNGSGRAD 

Die shuntbasierten Messmodule der IPC-Reihe 

sind dauerhaft bis zu 1.500 Volt galvanisch 

getrennt und können je nach eingesetztem Shunt 

Strombereiche bis 2.500 Ampere mit einer 

Auflösung von 12 – 16 Bit messen. 

Eigenschaften: 

TTL, RS422-Schnittstelle 

RJ45- oder M8-Stecker 

Hohe Spannungsfestigkeit bis 8 kV 

(Testspannung) 

Schutzklasse IP6KX 

Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG 

Eibacher Weg 3–5·35683 Dillenburg 

Telefon 02771 934-0·Fax 02771 23030 

isascale@isabellenhuette.de·www.isabellenhuette.de


01 Im Bild links: Turcks QR24 IO-Link- 

Drehgeber wird direkt an der Drehachse 

montiert und erfasst das Schwenken 

des Kernkastenträgers 

02 Die dimmbare LED-Maschinenleuchte 

WLS-28 aus dem Turck-Portfolio wird auch 

mit Standard-M12-Steckverbindern 

angeschlossen 

03 In den Kernschießmaschinen von 

Laempe Mössner Sinto werden 

unterschiedlichste Sandkerne für 

Metallguss hergestellt 

ein. Wenn IO-Link auch als Daten-Schnittstelle 

genutzt wird, kann der Anwender wie 

in diesem Fall effektiv Kosten sparen. Teure 

geschirmte oder paarig verdrillte Leitungen, 

wie sie für die klassische Analogsignalübertragung 

erforderlich sind, gehören der 

Vergangenheit an. IO-Link arbeitet zuverlässig 

mit kostengünstigen Standard-Dreidrahtleitungen. 

Neben dem Kostenvorteil überzeugt der 

QR24-IOL durch clevere Parametrierungsoptionen. 

So kann der Anwender den Nullpunkt 

frei wählen und muss bei Montage 

und Inbetriebnahme keine Kompromisse 

eingehen. Das Gerät ermöglicht auch eine 

vorausschauende Wartung. Neben den 16 

Bit, die als Positionssignal ausgegeben werden, 

überträgt der Encoder auch 3 Byte Status-Informationen. 

Diese erhöhen den Diagnosedeckungsgrad 

und geben an, ob der 

Positionsgeber richtig erfasst oder im 

Grenzbereich betrieben wird. 

Mit dieser Information ist über die Steuerung 

frühzeitig erkennbar, wenn sich durch 

Schläge oder Stöße Drehgeber oder Positionsgeber 

gelöst haben – und das, bevor es 

zu einem Signalausfall kommt. Direkt am 

Drehgeber zeigen LED diese Information 

ebenfalls an und erleichtern so die Diagnose 

im Feld und die korrekte Montage des 

Positionsgebers. 

Da IO-Link keinen Informationsballast 

übermittelt, kommt das Protokoll auch ohne 

Echtzeit-Fähigkeit rechtzeitig an der 

Steuerung an. Ferner verfügt der Drehgeber 

dank IO-Link Version 1.1 über eine Data- 

Storage-Option. Dabei werden die Parametersätze, 

hier Nullpunkt und Orientierung 

des Signals, im IO-Link-Master hinterlegt 

und bei einem etwaigen Austausch des Geräts 

einfach aufgespielt. 

IO-Link erleichtert Einrichten 

Die Erfassung der Schwenkbewegung über 

die gesamte Strecke ist schon bei der Einrichtung 

der Maschinen von großem Vorteil. 

Die Grad-Angabe des Drehgebers lässt 

Lipsdorf in der Steuerung in Millimeter- 

Angaben des Außenumfangs umrechnen. 

Das hilft beim Einrichten der Maschine, 

wenn die Produktionsstellung von der 

Steuerung aus angefahren werden muss. 

Statt langer Trial-&-Error-Fahrten kann 

man direkt die Wegstrecke steuern. Die 

Verdrahtung der gesamten Maschine war 

denkbar einfach. „Früher saßen die Elektriker 

mit ihrem Werkzeug auf der Maschine, 

kürzten Profibus-Leitungen und passten 

die Schirmung manuell an. Mit IO- 

Link hatten wir nur einen großen Bereitstellungswagen 

mit geraden und 

abgewinkelten M12-Leitungen in unterschiedlichen 

Längen. Das war alles“, so 

Lipsdorf. 

Für den Kunden sind nicht nur die Taktzeiten 

entscheidend, sondern auch der Aufwand 

für Reinigung, Werkzeugwechsel und 

Qualitätssicherungsprozesse. Hierzu muss 

der Kernkasten geschwenkt werden, was 

durch die Drehwegerfassung deutlich 

schneller geht. Ein anderer Vorteil ergibt 

sich bei Grundreinigung, Wartung oder Reparatur: 

Werden dabei Kabel oder Stecker 

gelöst oder beschädigt, kann der Maschinenbediener 

beim Einschalten leicht erkennen, 

ob die Sensorik fehlerfrei funktioniert. 

Durch die automatisch generierte 

Fehlermeldung weiß er sofort, ob ein elektrisches 

oder mechanisches Problem vorliegt 

und kann den richtigen Fachmann informieren. 

Bei der Erfassung des Kernkastenschwenks 

mit Endschaltern war nicht 

immer klar, ob sich der Kernkastenträger 

zwischen den Endlagen befindet, der Stecker 

vom Sensor gelöst wurde, ein Drahtbruch 

vorlag oder der Schalter beschädigt 

wurde. 

Auch finanziell ist die Drehgeberlösung 

nicht teurer. Wenn man vier Näherungsschalter 

mit entsprechenden Leitungen 

und Montage-Aufwand gegen einen Drehgeber 

mit IO-Link rechnet, dreht sich die 

Kostenbilanz zugunsten des Drehgebers. 

Gegenüber Drehgebern mit Bus ist die IO- 

Link-Variante ohnehin günstiger. 

Schnellere Projektierung 

Der Kunde erkennt die Vorteile von IO-Link 

und will die Schnittstelle nun auch in den 

vorgelagerten Mischanlagen und nachgelagerten 

Roboterzellen einsetzen, die Laempe 

ebenfalls produziert. Das klingt nach Arbeit 

für den Steuerungsprogrammierer. 

Doch Tobias Lipsdorf relativiert den Programmieraufwand 

durch IO-Link: „Eigentlich 

geht es heute schneller. Ich muss nicht 

mehr zwei Seiten projektieren, da ich im 

Schaltschrank komplett ohne Zusatzkomponenten 

und Auswertegeräte auskomme. 

Bis auf drei analoge Sensoren, deren Signal 

wir für den IO-Link-Master übersetzen 

müssen, haben wir nur IO-Link-Geräte im 

Einsatz, die direkt auf IO-Link-Master an 

der Steuerung gehen. Einen klassischen E- 

Plan benötige ich nicht mehr. Mit reicht 

heute eine Tabelle, um eine Maschine zu 

programmieren. Ich muss nicht mehr sehen, 

welche Signaltypen in welchem Signalbereich 

angelegt werden, die Spezifikation 

der Geräte reicht aus.“ 

www.turck.com 



Mini-Multiturn-Absolutwertgeber 

bietet hohe Präzision 

Mit einem Durchmesser von 30 mm und einer 

Auflösung bis 36 Bit bringt der magnetische 

Mini-Multiturn-Absolutwertgeber AEM 30 

von PWB encoders drei entscheidende Merkmale 

ins Spiel: kleine Einbaumaße, hohe 

Präzision und widerstandsfähige Konstruktion. 

So erlauben die geringen Abmessungen des 

als Kit-System konfektionierten Gebers den 

Einbau auch unter sehr beengten Raumverhältnissen. 

Vor allem wenn die Einbauposition 

schwer zugänglich ist, erweisen sich Langlebigkeit und Störungsanfälligkeit 

des Gebers als wichtiger Beitrag zu einer hohen Verfügbarkeit 

der betreffenden Anlagen. Das magnetische Messprinzip 

mit berührungsloser Abtastung beugt Alterungsverschleiß vor 

und gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb auch bei starken 

Vibrationen und unter Schockbelastungen. Das System kann 

darüber hinaus sowohl dauerhaft bei wechselnden Temperaturen 

von – 40 bis + 85 °C als auch unter Verschmutzung und Betauung 

betrieben werden. 36 Bit Auflösung/8 Mio. Wellenumdrehungen 

gewährleisten eine hohe Präzision des Miniatursystems. 

www.pwb-encoders.com 

Heavy Duty-Drehgeber mit 

Drehzahlschalter 

Die Heavy Duty-Drehgeber 

HOG 86 von Baumer gibt es 

nun auch in der Ausführung 

HOG 86+FSL mit mechanischem 

Fliehkraftschalter. Sie ist geeignet 

für sicherheitsgerichtete 

Anwendungen, die eine energieautarke 

Überdrehzahlerfassung 

benötigen. Das Modell bietet die Drehzahlerfassung über zwei 

Prinzipien. Während die störfeste optische Abtastung auch in 

widrigen Umgebungen für eine gleichbleibende Qualität der 

inkrementalen Ausgangssignale sorgt, erfasst der energieautarke 

Fliehkraftschalter die Überdrehzahl rein mechanisch und übermittelt 

sie per Schaltausgang. Die Schaltdrehzahl ist frei wählbar. Die 

Hochleistungs-Ausgangstreiber sichern die Signalbereitstellung 

über Leitungslängen bis 550 bzw. 350 m. Dazu kommt eine 

Zubehörbox für die störfeste optische Signalübertragung bis 

1 500 m über Glasfaser. Die Drehgeber-Familie ist durch die 

doppelseitige Lagerung, die robuste Konstruktion und das 

Dichtungskonzept für eine lange Gebrauchsdauer ausgelegt. 

www.baumer.com 

Temperaturmessung für sichere Entwicklung von E-Antrieben 

Die Sensortelemetrie von Manner ist temperaturfest bis 185 °C, elektromagnetisch robust, ölfest und 

kompakt im Aufbau. Die Erfassungseinheit und die Telemetrie-Bausteine messen unter härtesten 

Bedingungen auf 1 °C genau. Es können Thermoelemente oder Pt 100-Temperaturfühler zum Einsatz 

kommen. Sehr kleine Zugangsöffnungen erlauben die Anwendung eines 0,5 mm starken, biegsamen 

Mantelthermoelements. Durch diese Öffnung wird das Thermoelement bis zum gewünschten Messpunkt 

im Inneren des Antriebs geführt und eingeklebt. Die Messsignale werden berührungslos erfasst 

und zur stationären Seite übertragen. Diese Daten können als Analogsignal mit 0 bis ± 10 V oder 

auch als Digitalsignal über das CAN-Interface an das Datenerfassungssystem übergeben werden. 

Miniatur-Telemetriebausteine erlauben die modulare Integration in Rotoren jeglicher Geometrie. 

www.sensortelemetrie.de 

22. - 24. November 2016 

Halle 4 

Stand 4-230 

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Kundenspezifische Frequenzumrichter 

für Hochgeschwindigkeitsanwendungen 

bis 250 kVA 

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teuerste Einspar-Ideen 

für die Instandhaltung 

von Maschinen 

Austauschen statt 

reparieren 

Auf Verschleiß warten 


Immer ein anderer 

Service-Anbieter 


Auf Verschleiß warten 

Regelmäßige Wartungsintervalle einhalten und wenn eine Komponente ausfällt, 

unter hohem Zeitdruck austauschen. Diese Strategie nahm Maschinenstillstandzeiten 

und Eilzuschläge in Kauf, weil es keine Alternative gab. Das gilt nicht mehr. 

Moderne Konzepte setzen Sensorik und Auswertungssoftware ein, um durch 

Veränderungen der Betriebszustände Verschleiß zu erkennen, bevor er zu einem 

Ausfall führt. 

Immer ein anderer Service-Anbieter 

Für die Steuerungstechnik hat Dienstleister A das beste Angebot, für die Hydraulik 

Dienstleister B und für mechanische Fragen bekommt C den Zuschlag. Aber wo 

liegt wirklich das Problem? Schnell wird der schwarze Peter hin- und hergeschoben 

und dann arbeiten verschiedene Dienstleister parallel an der Maschine und 

verursachen erhebliche Kosten. Von Anfang an ein Dienstleister schafft Abhilfe. 

Austauschen statt reparieren 

Unter Zeitdruck sind die einfachen Lösungen oft die beliebtesten, aber selten die 

günstigsten. Komplexe Baugruppen unterliegen einem natürlichen Verschleiß. Im 

Servicefall ist es am einfachsten, eine neue Pumpe zu bestellen und einzubauen. 

Mit ein wenig Vorbereitung können Instandhaltungsabteilungen diese Kosten 

erheblich senken. 

Modernisierungen 

hinauszögern 

Bei den 

Ersatzteilen 

sparen 

Modernisierungen hinauszögern 

Never change a winning team – diesen Ansatz verfolgen manche Unternehmen 

auch bei den elektronischen Bauteilen. Wenn diese nach langer Laufzeit dann 

doch einmal ausfallen, kann es für einfachen Austausch zu spät sein, weil 

Originalteile nicht mehr lieferbar sind. Die Lösung: Elektronische Bauteile 

regelmäßig modernisieren. 

Bei den Ersatzteilen sparen 

Sie wecken den Sparfuchs in uns: Sonderangebote für Ersatzteile, die teilweise nur 

einen Bruchteil dessen kosten, was der Originalhersteller verlangt. Ein paar Klicks 

und schnell sind enorme Summen gespart – scheinbar. Denn diese Billigangebote 

sind oft „Fakes“. Sie ähneln nur äußerlich den Originalteilen, sind aber in Leistung 

und Lebensdauer oft deutlich unterlegen. Vermeintliche Einsparungen gehen 

schnell verloren, weil solche Bauteile viel schneller verschleißen und damit 

häufiger zu Maschinenstillstand führen. 

Quelle: Bosch Rexroth 



Optimale Lösung bei der Auslegung 

einer Zahnrad-Mikrogeometrie 

01 Vorschlag für eine 

optimale Flankenlinienkorrektur 

mit dem Ziel 

einer konstanten 

Last verteilung für eine 

Einstufenbeanspruchung 

Ulrich Kissling 

Die letzte Phase bei der Auslegung eines Zahnrads 

besteht in der Bestimmung der Flankenlinien- und 

Profilkorrekturen. Da die Berechnungsmethode zum 

Nachweis der durch Mikrogeometrie erzielten 

Wirkungen, die Kontaktanalyse unter Last aufwendig 

und die Interpretation der Resultate komplex ist, kann 

der Designingenieur leicht die Übersicht verlieren und 

damit die optimale Lösung verpassen. 

Dr.-Ing. Ulrich Kissling ist Geschäftsführer der 

KISSsoft AG in Bubikon/Schweiz 

B 

ei der Konstruktion einer Verzahnung benötigen wir heute deutlich 

mehr Zeit für die Optimierung der Mikrogeometrie als für 

die Makrogeometrie. Umso erstaunlicher ist, dass in der Fachliteratur 

das Thema Mikrogeometrie sehr knapp behandelt wird. Bei 

Niemann [1] wird z. B. die Thematik Profilverschiebung über fünf 

Seiten besprochen, während den Flankenlinien- und Profilkorrekturen 

gerade einmal drei Seiten gewidmet werden. 

Bei einer gezielten Auslegung der Mikrogeometrie muss schrittweise 

vorgegangen werden, zuerst sollte die Flankenlinien-, dann 

die Profilkorrektur spezifiziert werden. In dieser Arbeit wird beschrieben, 

wie eine Auslegung mit einem 3-Schritt-Verfahren zielgerichtet 

vorgenommen werden kann. 

Zur Bestimmung der optimalen Flankenlinienkorrektur gibt es 

generell nur ein Auslegungskriterium: das Erreichen einer möglichst 

konstanten Linienlast über der Zahnbreite und insbesondere 

das Vermeiden von Kantenträgern (höchste Last am Ende der 

Zahnbreite). Der Verlauf des Klaffens im Zahneingriff entsteht 

durch die elastische Verformung der Wellen, die durch die Betriebskräfte 

verursacht wird, sowie durch die Herstellabweichungen 

(Toleranzen). 

Die Auslegung der Flankenlinienkorrektur erfolgt bevorzugt in 

zwei Schritten. In Schritt 1 bestimmen wir die ideale Flankenlinien- 



02 Lastverteilung mit verschiedenen Werten für die Fertigungsabweichung 

korrektur bei mittlerer Toleranzlage ohne Berücksichtigung von 

Herstellabweichungen (Toleranzen). Ziel ist das Erreichen einer 

konstanten Lastverteilung über der Zahnbreite. Damit wird die 

höchstmögliche Lebensdauer erreicht. Da die Verformung der Wellen 

von der Belastung abhängt, muss festgelegt werden, für welches 

Drehmoment die Korrektur ausgelegt werden soll. Bei komplexen 

Lastkollektiven ist dies keine einfache Sache. Deshalb wird hier 

eine spezielle Technik verwendet, um unter Einbezug des Lastkollektivs 

die maximale Lebensdauer zu erreichen. Die Verwendung 

der sogenannten eindimensionalen Kontaktanalyse [2] (nach 

ISO 6336-1, Anhang E [3]) ist hierzu optimal geeignet. 

Ist die Flankenlinienkorrektur für die mittlere Toleranzlage in 

Schritt 1 ermittelt, werden in Schritt 2 die Fertigungstoleranzen 

durch eine zusätzliche Korrektur ausgeglichen. Toleranzen (Herstellabweichungen) 

bewirken eine zufällige Vergrößerung/Verkleinerung 

des Klaffens über der Zahnbreite. Um Kantenträger in allen 

möglichen Kombinationen von Abweichungen zu vermeiden, ist in 

den meisten Fällen eine zusätzliche, symmetrische Korrektur (Flankenlinien-Breitenballigkeit 

oder -Endrücknahme) die einzig praktikable 

Lösung. Wie gross die Rücknahme (C b 

-Wert) einer solchen 

Korrektur gewählt wird, ist von statistischen Erwägungen und der 

Erfahrung abhängig. 

Wenn die Flankenlinienkorrektur definiert ist, folgt im dritten 

Schritt die Bestimmung der Profilkorrekturen. Nun ist das primär 

zu erreichende Ziel (Auslegungskriterium wie Geräuschemission, 

Lebensdauer etc.) sehr wichtig. Als Berechnungsmethode muss die 

Kontaktanalyse (LTCA) eingesetzt werden, was zeitaufwendig sein 

kann, wenn mehrere Varianten geprüft werden müssen. Speziell zu 

diesem Zweck wurde ein Programm-Modul entwickelt. Es erzeugt 

eine Liste von Varianten, rechnet alle durch und zeigt dann eine 

übersichtliche Darstellung der Resultate. Der Berechnungsablauf 

ist vollautomatisch, da es im Extremfall Stunden dauern kann, 

wenn hunderte Profilkorrektur-Kombinationen mit LTCA durchgerechnet 

werden. Eine typische Anwendung ist die Minimierung der 

Drehwegabweichung, indem Betrag und Länge der Kopfrücknahme 

von Ritzel und Rad unabhängig voneinander systematisch variiert 

werden. 

Da eine Profilkorrektur wiederum einen gewissen Einfluss auf 

die Breitenlastverteilung hat, kann nebst Profilkorrektur auch die 

zuvor bestimmte Flankenlinienkorrektur mitvariiert werden. Die 

Resultate werden sowohl graphisch als in konfigurierbarer tabellarischer 

Form dargestellt. Für interessante einzelne Varianten stehen 

in einem Protokoll auch sämtliche Detailresultate aus der LTCA 

zur Verfügung. 

Die beschriebene Mikrogeometrie-Optimierung kann für Stirnoder 

Kegelradpaare eingesetzt werden. Bei Bedarf kann sie auch in 

Kombination mit einer Analyse der Gehäuseverformung aus einer 

FEM-Berechnung angewendet werden. Bei Planetenstufen erfolgt 

die Optimierung für sämtliche Eingriffe im System inklusive der 

Verformungen des Planetenträgers aus einer integrierten FEM-Berechnung. 

Die Methodik hat sich seit ihrer Einführung vor zwei 

Jahren als sehr erfolgreich erwiesen, z. B. in der Windkraft oder bei 

Schiffsantrieben – Anwendungen, in denen das Definieren der Korrekturen 

wegen der extremen Lastkollektive sehr anspruchsvoll ist. 

Verwendung von Korrekturen 

In dieser Arbeit wird beschrieben, wie man mithilfe eines 3-Schritt- 

Verfahrens auf einfache Weise die optimalen Profil- und Flankenlinienkorrekturen 

für ein bestimmtes Zahnradpaar ermittelt. Die 

Auslegung der Korrekturen ist der letzte Schritt bei der Konstruktion 

eines Zahnrads. Es ist daher sehr wichtig, zu bedenken, dass sich 

eine schlechte Makrogeometrie (Modul, Schrägungswinkel, Profilverschiebung 

usw.) mit keiner noch so guten Mikrogeometrie ausgleichen 

lässt. Die Wahl der bestmöglichen Makrogeometrie [4] ist 

von entscheidender Bedeutung, bevor mit der eigentlichen Auslegung 

von Korrekturen begonnen wird. 

Flankenlinien- und Profilkorrekturen werden in der Industrie seit 

langem vorgenommen. Dennoch ist die Auslegung von Korrekturen 

nach wie vor keine leichte Aufgabe. In der Literatur finden sich 

erstaunlich wenige Informationen zu diesem Thema. Niemann [1] 

gibt nur wenige allgemeine Hinweise im Vergleich zur detaillierten 

Besprechung wesentlich weniger komplexer Problemstellungen 

wie beispielsweise der Auslegung der Profilverschiebung. 

Ein Problem ist, dass sich die Auswirkungen von Korrekturen nur 

mithilfe einer LTCA [5] überprüfen lassen. Die LTCA ist ein komplexes, 

FEM-ähnliches Berechnungsverfahren, das viel Rechenzeit 

erfordert. Hinzu kommt, dass diese Art Software den meisten 

Getriebekonstrukteuren nicht zur Verfügung stand oder dass ihnen 

die Nutzung für ihre Zwecke zu kompliziert war. Aus diesem Grund 

wurden Korrekturen meist mit Hilfe von einfachen Regeln gemacht, 

ohne zu prüfen, ob die angewendete Regel für einen spezifischen 

Fall geeignet war. 

In den vergangenen Jahren ist die Nutzung von LTCA-Software 

einfacher geworden. Für eine Berechnung werden alle Raddaten 

inklusive der Geometrie- und Lastvorgaben der Wellen benötigt. 

Die Eingabe der erforderlichen Daten für ein eigenständiges Programm 

ist daher kompliziert und zeitaufwändig. In einer Systemsoftware 

wie Kisssys [6], in der die gesamte Antriebskette mit Zahnrädern, 

Wellen und Lagern modelliert wird, stehen sämtliche Daten 

für eine LTCA zur Verfügung und die Berechnung wird ohne weitere 

Eingaben durchgeführt. 

Die heutige Nachfrage am Markt nach leichteren, kostengünstigeren 

und stärkeren Getrieben sowie die Verfügbarkeit einfach zu 

nutzender LTCA-Software haben beträchtliche Änderungen in vielen 

Konstruktionsbüros mit sich gebracht. LTCA als Werkzeug für die 

Überprüfung und Verbesserung der Effizienz von Korrekturen findet 

immer größere Verbreitung. 



03 Vorschläge für f Hβ 

/ f ma 

und Werte für die Breitenballigkeit 

nach Gleichung 1 

Leider ist die Interpretation von LTCA-Resultaten nicht einfach. 

Sämtliche an einem Zahnradpaar vorgenommene Korrekturen 

beeinflussen sich gegenseitig, daher ist es schwierig, zu entscheiden, 

welche Korrektur hinzuzufügen oder zu ändern ist. Da die Berechnungszeit 

für eine präzise LTCA nach wie vor im Bereich von 10– 

30 Sekunden liegt, kann sich der Konstruktionsprozess als sehr 

langwierig erweisen. In der Folge wird er möglicherweise abgebrochen, 

bevor die bestmögliche Lösung gefunden wurde. 

Da er dieser Problematik in vielen Konstruktionsprojekten begegnete, 

entwickelte der Autor eine Strategie für die Ermittlung der 

optimalen Kombination von Korrekturen mit einem schnellen, 

praktikablen Verfahren. 

Schritt 1: Auslegung der Flankenlinienkorrekturen 

Im ersten Schritt des Verfahrens zur Korrekturauslegung wird die 

theoretische Flankenlinie bestimmt. Im Gegensatz zu Profilkorrekturen, 

wo viele Ziele erreicht werden können, liegt das Augenmerk 

bei der Flankenlinienkorrektur immer auf einer möglichst gleichmässigen 

Lastverteilung über der Zahnbreite. Hier kann deshalb 

eine einfache, zielführende Technik eingesetzt werden. 

Die Auslegung der Flankenlinienkorrektur in zwei Schritten hat 

sich als gute Strategie erwiesen. In Schritt 1 bestimmen wir die ideale 

Flankenlinienkorrektur bei mittlerer Toleranzlage ohne Berücksichtigung 

von Herstellabweichungen (Toleranzen). Ziel ist das 

Erreichen einer konstanten Lastverteilung über der gesamten 

Zahnbreite. Damit wird die höchstmögliche Lebensdauer erreicht. 

Da die Verformung der Wellen von der Belastung abhängt, muss 

festgelegt werden, für welches Drehmoment die Korrektur ausgelegt 

werden soll. 

Bei einem komplexen Lastkollektiv ist dies keine einfache Sache. 

Deshalb wird eine spezielle Methode empfohlen, um unter Einbezug 

des Lastkollektivs die maximale Lebensdauer zu erreichen. In 

Anhang E von ISO 6336-1 [3], „Analytische Bestimmung der Lastverteilung“ 

wird eine sehr nützliche Methode zum Erzielen eines 

realistischen Werts für die Lastverteilung und den Breitenlastfaktor 

K H β 

beschrieben, die deutlich schneller ist als die klassische 

LTCA. Bei dem Algorithmus handelt es sich im Wesentlichen um 

eine eindimensionale Kontaktanalyse, die gute Angaben zur Lastverteilung 

über der Zahnbreite liefert. Aus den Verformungen von 

Wellen und Lagern wird das Klaffen in der Eingriffsebene bestimmt. 

Mit der Zahneingriffssteifigkeit (z. B. nach ISO 3663-1 [3]) 

ergibt sich daraus die Lastverteilung. An Eingabedaten wird die 

Geometrie beider Wellen (mit Lagern und Belastungen) benötigt 

(wie bei der LTCA). Der Trend in der modernen Zahnradsoftware 

geht zu Systemprogrammen, die in der Lage sind, eine komplette 

Kraftübertragungskette zu berechnen. In diesen Anwendungen 

stehen alle erforderlichen Daten für eine Lastverteilungsanalyse 

zur Verfügung. Die Methode ist daher einfach anzuwenden und 

liefert präzise Angaben zur Linienlastverteilung über der Zahnbreite. 

Diese Informationen sind im Rahmen des Konstruktionsprozesses 

eines Zahnrads von Nutzen, wenn möglichst schnell ein 

nahezu perfekter Vorschlag für die beste Flankenlinienkorrektur 

gefunden werden muss. Selbst bei komplizierten Lastkollektiven 

ist es möglich, die beste Korrektur zu finden und somit die Lebensdauer 

insgesamt erheblich zu steigern [2, 7]. Aus diesem Grund 

eignet sich diese „eindimensionale Kontaktanalyse“ ideal für 

diesen Zweck. 

Bei der Berechnung mit nomineller Belastung (kein Lastkollektiv) 

ist es einfach, eine Auslegungsfunktion bereitzustellen, die eine 

nahezu optimale Flankenlinienkorrektur vorschlägt, die sich aus 

Schrägungswinkelkorrektur und Breitenballigkeit zusammensetzt. 

Eine solche Auslegungsfunktionalität ist in Kisssoft [6] implementiert. 

Für Lastkollektive steht eine weitere Funktionalität zur Verfügung, 

welche die Korrekturen variiert, um die Variante zu finden, 

welche die höchste Gesamtlebensdauer erreicht. Diese Methode ist 

in früheren Veröffentlichungen [2] beschrieben. 

Schritt 2: Berücksichtigung von 

Fertigungstoleranzen 

Ist die Flankenlinienkorrektur für die mittlere Toleranzlage in 

Schritt 1 ermittelt, müssen die Fertigungsabweichungen bzw. Fertigungstoleranzen 

berücksichtigt werden. Bei der Auslegung einer 

Korrektur werden normalerweise hauptsächlich zwei Toleranzen 

verwendet: 

n Flankenlinien-Winkeltoleranz f H β T 

der Zahnräder (beispielsweise 

nach ISO 1328 [7]) 

n Achslagetoleranzen f Σβ 

, f Σδ 

(Parallelität der Wellen, ISO/TR 10064) 

((f Σβ: 

Achsschränkung; f Σδ: 

Achsneigung) 

Fertigungsabweichungen werden durch eine zusätzliche Korrektur 

in Schritt 2 kompensiert. Abweichungen bewirken eine zufällige 

Vergrößerung oder Verkleinerung des Klaffens über der Zahnbreite. 

Um Kantenträger in allen möglichen Kombinationen von Fertigungstoleranzen 

zu vermeiden, ist in den meisten Fällen eine zusätzliche, 

symmetrische Korrektur (Flankenlinien-Breitenballigkeit 

oder -Endrücknahme) die einzig praktikable Lösung. Welche Größe 

für die Rücknahme (C b 

-Wert) einer solchen Korrektur gewählt wird, 

ist von statistischen Erwägungen und der Erfahrung abhängig. 

Steht dieses Wissen nicht zur Verfügung, kann das folgende Verfahren 

angewendet werden: In ISO 6336-1, Anhang B, wird bei 

Zahnrädern mit einer Flankenlinienkorrektur zur Kompensierung 

einer Verformung eine Breitenballigkeit von 

C b 

= f HβT 

f (1) 

Zahnradpaar K H β 

Ohne Gehäuseverformung K H β 

Mit Gehäuseverformung 

HSS (Stufe für hohe Drehzahl) 1,17 1,16 

LSS (Stufe für niedrige Drehzahl) 1,30 1,32 

Breitenlastfaktoren ohne Flankenlinienkorrekturen 



für beide Zahnräder vorgeschlagen. Wird für die Kompensierung 

der Verformungen bereits eine Breitenballigkeit verwendet (Schritt 1), 

muss der tatsächliche Wert der Breitenballigkeit um C b 

entsprechend 

Gleichung 1 erhöht werden. 

Bei Anwendung einer solchen zusätzlichen Korrektur ist die Lastverteilung 

über der Zahnbreite gemäss Schritt 1 natürlich nicht 

mehr gleichmässig. Aus diesem Grund kommt es zu einem Anstieg 

des Breitenlastfaktors K H β 

. Das Ziel besteht in der Vermeidung von 

Kantenträgern in allen möglichen Kombinationen von Abweichungen. 

Das in ISO 6336-1, Anhang E, beschriebene Verfahren ist 

wiederum sehr hilfreich; hier wird empfohlen, Fertigungstoleranzen 

zu berücksichtigen (f Hβ 

für die Flankenlinien-Winkeltoleranz der 

Zahnräder f HβT1 

+f HβT2 

und f ma 

für den Wellenversatz in der Wälzebene). 

K Hβ 

muss fünfmal berechnet werden: Ohne Toleranz, dann mit f Hβ 

& 

+f ma 

, +fH β 

& -f ma 

, -f Hβ 

& +f ma 

, -f Hβ 

& -f ma 

. Der höchste berechnete K Hβ 

- 

Wert wird in den Berechnungen der Tragfähigkeit verwendet. Bei 

allen fünf Kombinationen muss die Linienlastverteilung innerhalb 

des Wälzkreisdurchmessers berechnet und auf Kantenträger überprüft 

werden. 

Der Wellenversatz in der Wälzebene lässt sich aus den Achslagetoleranzen 

f Σβ 

, f Σδ 

berechnen: 

04 Eingriff der 

Zahnradpaare und 

Eingriffslinie gemäß 

Berechnung durch 

LTCA mit Darstellung 

des verlängerten 

Kontakts am Anfang 

und Ende des 

Eingriffs 

f ma 

= f Σβ 

* cos(α wt ) + f Σδ * sin(α wt ) (2) 

In Kisssoft [6] ist diese Aufgabe bei Berechnung des Breitenlastfaktors 

nach Anhang E unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen 

implementiert. Die Toleranzen f Hβ 

und f ma 

können dann eingegeben 

und die Werte für die Breitenballigkeit C b 

festgelegt werden. 

Die Abbildung zeigt einen Vorschlag für die Größtwerte oder 

für realistische Werte (97 % Wahrscheinlichkeit). Normalerweise ist 

es sinnvoller, die statistisch gewichteten Werte zu verwenden. 

Wird die Lastverteilung aller fünf ± f Hβ/ 

f ma 

-Varianten in derselben 

Grafik dargestellt, ist eine Überprüfung auf Kantenträger einfach. 

Wie in Bild 02 zu sehen, ist die Lastverteilung im Fall der statistisch 

gewichteten Toleranzen perfekt. Selbst im unwahrscheinlichen Fall 

maximaler Toleranzen werden Kantenträger vermieden. Die Verwendung 

des Vorschlags in ISO (Gleichung 1) ist in diesem Fall 

eine gute Entscheidung. Für Lastkollektive empfiehlt sich normalerweise 

die Verwendung des Lastkollektivelements mit dem höchsten 

Drehmoment mit anschliessender erneuter Überprüfung des Ergebnisses 

mit dem niedrigsten Drehmoment. 

05 Eingaben für das Werkzeug zur „Korrektur-Auslegung“ in Schritt 3 

Schritt 3: Profilkorrekturen 

Wenn die Flankenlinienkorrektur definiert ist, folgt im dritten 

Schritt die Bestimmung der Profilkorrekturen. Wichtige Eigenschaften 

wie Geräuschentwicklung, Verluste, Micropitting, Fressen und 

Verschleiss lassen sich durch Profilkorrekturen verbessern. Aus 

diesem Grund müssen die Auslegungskriterien definiert werden. 

Anschliessend wird die entsprechende Strategie verfolgt. 

Der Konstrukteur muss ausserdem festlegen, bei welchem Drehmomentwert 

(oder bei welchem Lastkollektivelement, falls ein 

Kollektiv verwendet wird) die Korrektur optimal sein sollte. Dies 

liegt nicht immer auf der Hand. Beim Fressen wäre es das Spitzendrehmoment, 

bei der Geräuschentwicklung ist es jedoch besser, die 

häufigste Fahrsituation zu verwenden. Bei einem Lkw-Getriebe 

besteht beispielsweise das Ziel darin, bei der Autobahnfahrt im 

fünften Gang mit 80 km/h die geringsten Geräuschentwicklungen 

zu erzielen. In diesem Fall wird das entsprechende Drehmoment in 

der Auslegung berücksichtigt. Als Berechnungsmethode muss die 

LTCA eingesetzt werden, was sehr zeitaufwendig sein kann, wenn 

mehrere Varianten geprüft werden müssen. Eigens zu diesem 

Zweck wurde ein spezielles Tool entwickelt. Es erzeugt eine Liste 

von Varianten, rechnet alle durch und zeigt dann eine Zusammenfassung 

der Resultate. 

Da eine Profilkorrektur auch einen gewissen Einfluss auf die 

Breitenlastverteilung hat, kann nebst Profilkorrektur auch die zuvor 

bestimmte Flankenlinienkorrektur leicht mitvariiert werden. Die 

06 Zwei Grafiken mit Resultaten (PPTE und Wirkungsgrad) aus 25 

Korrekturvarianten (Rot: bei 100 % Last; blau: bei 75 % Last) 

Resultate werden sowohl graphisch als auch in tabellarischer Form 

dargestellt. Für interessante einzelne Varianten stehen in einem Protokoll 

auch sämtliche Detailresultate aus der LTCA zur Verfügung. 

Auslegung für geringe Geräuschentwicklung 

Eine geräuscharme Konstruktion ist eines der wichtigsten Kriterien 

beim Auslegungsprozess. Um ein geräuscharmes Verhalten zu 

erzielen, muss die Drehwegabweichung („Peak-to-peak Transmission 

Error“, PPTE) so niedrig wie möglich sein, und ein Eintrittsstoss 

(wegen Durchbiegung befinden sich die Zähne zu früh im Eingriff) 

muss verhindert werden. In Kisssoft wird der Eintrittsstoss im Eingriffsdiagramm 

mit Darstellung der tatsächlichen Eingriffslinie 

visualisiert. Die Drehwegabweichung ist ein direktes Resultat der 

LTCA-Analyse. Leider bedeutet ein niedriger PPTE-Wert nicht automatisch 

eine Verringerung des Eintrittsstosses. Der Eintrittsstoss 

kann indirekt kontrolliert werden, wenn die LTCA auch die tatsächliche 

Profilüberdeckung ε αeff 

dokumentiert. Ist ε αeff 

größer als die 

theoretische Profilüberdeckung ε α 

, so ist die Eingriffslinie verlängert, 

und es kommt zum Eintrittsstoss. Aus diesem Grund sollte bei der 



07 PPTE, maximale Hertz‘sche Pressung, Wirkungsgrad, 

Micropitting-Sicherheit und Zahnbruchsicherheit bei 

Variierung der Parameter Kopfrücknahme und Länge einer 

bogenförmigen Kopfrücknahme 

Beurteilung einer Variante mit niedrigem PPTE auch 

ε αeff 

kontrolliert werden. 

Zur Reduzierung der PPTE hat es sich bewährt, bei 

Geradstirnrädern eine lange Kopfrücknahme und bei 

Schrägstirnrädern eine Höhenballigkeit anzuwenden. 

Als erster Vorschlag für die Kopfrücknahme C a 

kann die 

einfache Regel nach Niemann [1] verwendet werden. 

Der Vorschlag muss zunächst durch eine LTCA-Berechnung 

überprüft und anschliessend nach Abgleich der 

resultierenden PPTE und der Länge der effektiven Eingriffslinie 

leicht angepasst werden. 

Tool zur „Korrektur-Auslegung“ 

Die individuelle Optimierung von Profilkorrekturen ist 

äusserst zeitaufwändig und anspruchsvoll. Und es ist 

nicht leicht, die Resultate einer LTCA zu evaluieren. Das 

Vergleichen der Resultate unterschiedlicher LTCA- 

Berechnungen mit leicht veränderten Korrekturen ist 

noch schwieriger. 

Vor dem Hintergrund dieser Problematik entwickelte 

Kisssoft ein Konzept für ein Werkzeug zur „Korrektur- 

Auslegung“ in Zusammenarbeit mit einem deutschen 

Getriebehersteller. Der Grundgedanke besteht darin, systematisch 

Eigenschaften einer unbegrenzten Anzahl an 

Korrekturen zu variieren. Auch die Möglichkeit der 

Kreuzvariation von Eigenschaften einzelner Korrekturen 

(beispielsweise Kopfrücknahme zu Länge einer Korrektur) 

muss zur Verfügung stehen. Auf diese Weise wird 

eine bestimmte Anzahl an Varianten mit unterschiedlichen 

Korrekturen definiert. Anschliessend wird für jede Variante 

eine vollständige LTCA durchgeführt, und alle relevanten 

Daten werden gespeichert. Dies kann schon eine Weile 

dauern, wenn hunderte Varianten analysiert werden, 

zumindest aber läuft der Prozess vollautomatisch ab. 

Als große Herausforderung stellte sich die Suche nach 

einer Möglichkeit für die Darstellung der Resultate 

heraus. Die Daten werden in einer Tabelle dargestellt 

(mit der Möglichkeit des Exports nach Microsoft Excel). 

Bei so vielen Zahlen in einer Tabelle fällt es allerdings 

schwer, den Überblick zu behalten. Will man PPTE, Verluste 

und die Lebensdauer der Varianten in ein und 

derselben Grafik darstellen, benötigt man im Prinzip 

ein 5D- oder sogar 10D-Diagramm. Da dies ein unlösbares 

Problem darstellt, kommt die parallele Anzeige 

einer unbegrenzten Anzahl an Netzdiagrammen zum 

Einsatz. Im dargestellten Beispiel lassen sich die PPTE 

im Vergleich zu keinen Profilkorrekturen von 6,3 auf 

1,3 µm und die Verluste von 1,1 auf 0,7 % reduzieren. 

Der resultierende Breitenlastfaktor K Hβ 

war bei allen 

Varianten identisch. Aus diesem Grund mussten die 

Flankenlinienkorrekturen nicht verändert werden. 

Werden mehr Varianten mit einer feineren Auflösung 

der Parameter überprüft, eignet sich eine andere grafische 


Darstellung der Resultate besser. Es ist erstaunlich, wie gross der 

Einfluss der Korrekturen auf einige Versagensarten wie Micropitting 

(die Sicherheit reicht von 3,1 bis 1,2), auf PPTE oder auf den 

Wirkungsgrad (die Verluste reichen von 0,62 % bis 1,12 %) ausfallen 

kann. 

Berücksichtigung der Trägersteifigkeit 

Die geschickte Kombination einer FEM-Anwendung (Getriebegehäuse) 

mit einer Software für die Zahnradauslegung ist heute der 

effizienteste Ansatz. In Kisssys ist es möglich, eine Steifigkeitsmatrix 

aus einer handelsüblichen FEM-Anwendung zu importieren. Die 

Auswirkung der Gehäuseverformung durch die Lagerkräfte wird 

damit auf Lager- und Wellenverformung übertragen und beeinflusst 

dadurch die Lastverteilung im Zahnradeingriff. 

Die beschriebene Mikrogeometrie-Optimierung kann für Stirnoder 

Kegelradpaare angewendet werden – bei Bedarf in Kombination 

mit der Gehäuseverformung. Bei Planetenstufen erfolgt die Optimierung 

für sämtliche Eingriffe im System inklusive der Verformungen 

des Planetenträgers aus einer integrierten FEM-Berechnung. 

Anwendung auf ein 2-stufiges Industriegetriebe 

Bei einem typischen 2-stufigen Industriegetriebe mit parallelen 

Wellen werden die Korrekturen mit dem 3-Schritt-Verfahren 

bestimmt. Das Verfahren wird zweimal wiederholt, und zwar mit 

und ohne Berücksichtigung der Gehäusesteifigkeit, um zu sehen, 

wie gross der Gehäuseeinfluss ist. Um den Effekt der Gehäuseverformung 

zu verstärken, wird ein Gehäuse aus Aluminium mit relativ 

dünnen Wänden verwendet und die Antriebswelle einer hohen 

Radialkraft ausgesetzt. 

Zunächst werden die Lastverteilungen auf die beiden Zahnradpaare 

ohne Korrekturen berechnet. Die Breitenlastfaktoren werden 

nach Anhang E in ISO 6336-1 unter Verwendung der Wellenverformungen 

aus der Wellenberechnung (Tabelle) bestimmt. 

Das Gehäuse ist 1 400 mm lang, 400 mm breit und 750 mm hoch. 

Die Wandstärke beträgt moderate 20 mm. Die elastische Verschiebung 

in den Lagerstellen beträgt etwa 0,2 mm; da die Verschiebungen 

in den Lagern derselben Seite bei jeder Welle jedoch ähnlich sind, 

ändert sich das Klaffen im Zahneingriff nur minimal. Wie in der 

Tabelle ersichtlich ist, ändert sich der unter Berücksichtigung der 

Wellenverformung und Gehäuseverformung berechnete Breitenlastfaktor 

K Hβ 

nur leicht im Vergleich zum selben Faktor ohne 

Berücksichtigung der Gehäuseverformung. Dies weist darauf hin, 

dass die Gehäusesteifigkeit einen geringen Einfluss hat. 

Im Kisssys-Modell wird die Gehäusesteifigkeit mithilfe einer aus 

FEM-Software importierten Steifigkeitsmatrix berücksichtigt. Die 

resultierenden Gehäuseverformungen an den Lagerpositionen 

sind in einer Resultate-Tabelle dargestellt. Die Verformungen sind 

den Lagern (typischerweise dem Wälzlager-Aussenring) in der 

Wellenberechnung zugeordnet und in der Zahnrad-Kontaktanalyse 

berücksichtigt. 

Eine Dokumentation und Erörterung aller Schritte dieses Beispiels 

wäre an dieser Stelle zu umfangreich. Sämtliche Details zu diesem 

Beispiel stehen auf Anfrage zur Verfügung. Die wichtigsten gewonnenen 

Resultate in diesem Kontext sind zusammengefasst: 

n Die vom Designingenieur für die Berechnung der optimalen 

Korrekturen für beide Stufen benötigte Zeit betrug 15 Minuten. 

n Die optimalen Flankenlinienkorrekturen gemäss Definition in 

Schritt 1 verändern sich bei Berücksichtigung der Gehäusesteifigkeit 

nur geringfügig (der Wert der Schrägungswinkelkorrektur 

ändert nur um 10 %). 

n Die zusätzlichen Korrekturen in Schritt 2 und die Profilkorrekturen 

in Schritt 3 sind sowohl mit als auch ohne Berücksichtigung der 

Gehäusesteifigkeit identisch. 

n Die in Schritt 2 hinzugefügte Breitenballigkeit zum Ausgleich von 

Fertigungstoleranzen ist wesentlich (fünfmal) größer als die Differenz 

zwischen den Korrekturen von Schritt 1 zum Ausgleich der 

Verformungen im Zahneingriff mit und ohne Berücksichtigung 

der Gehäusesteifigkeit. Aus diesem Grund ist der Einfluss der 

Gehäusesteifigkeit für praxisorientierte Lösungen häufig so klein, 

dass er vernachlässigt werden kann. 

Die Schlussfolgerung, dass die Gehäusesteifigkeit in den meisten 

Getriebeanwendungen einen vernachlässigbaren Einfluss auf die 

Lastverteilung beim Zahneingriff hat, mag überraschen, wenn wir 

bedenken, dass die Verschiebung des Gehäuses in den Lagerstellen 

recht gross ist (etwa 0,2 mm im beschriebenen Beispiel – bei hoher 

äusserer Belastung von Antriebswelle und Aluminiumgehäuse). Bei 

einem vernünftig konstruierten Gehäuse sind die Durchbiegungen 

in den Lagerstellen jedoch in der Regel symmetrisch, ausserdem 

ändert sich die Neigung aller Wellen ähnlich, sodass das Klaffen 

beim Zahneingriff und die Lastverteilung praktisch unverändert 

bleiben. Um zu prüfen, inwieweit diese Feststellung auch bei Kegelstirnrad-, 

Fahrzeug- oder Planetengetrieben zutrifft, wird zurzeit 

eine Studie mit mehreren realen Getrieben durchgeführt. 

Fazit 

Die Optimierung von Flankenlinien- und Profilkorrekturen in einer 

Getriebestufe ist keine leichte Aufgabe. Das 3-Schritt-Verfahren hat 

sich dabei seit seiner Einführung vor zwei Jahren als äusserst erfolgreich 

erwiesen. Die Auslegung der Korrekturen für ein industrielles 

Getriebe zeigt, dass die Gehäuseverformungen bei einem Getriebe 

mit parallel zueinander angeordneten Wellen auch unter Berücksichtigung 

von aussen einwirkenden, grossen Kräften einen vernachlässigbaren 

Einfluss auf die resultierende Lastverteilung im 

Zahneingriff haben. 

Dieses Verfahren kann auch in Anwendungsbereichen wie Windrädern, 

Schiffsantrieben oder Helikoptern genutzt werden, bei 

welchen die Definition der Korrekturen aufgrund des extremen 

Lastkollektivs und wegen starken Gehäuseverformungen eine 

Herausforderung darstellt. 

Literaturverzeichnis: 

08 2-stufiges Industriegetriebe; 

die Gehäusesteifigkeit ist 

in der Auslegung der 

Korrekturen enthalten 

09 Eine mit FEM erstellte Steifigkeitsmatrix ist in einem 

Kisssys-Modell enthalten 

[1] Niemann, „Maschinenelemente“, Band II, Springer Verlag, 1985. 

[2] Kissling, U.; Application and Improvement of Face Load Factor Determination 

based on AGMA 927, AGMA Fall Technical Meeting 2013. 

[3] ISO 6336, Teil 1, „Calculation of load capacity of spur and helical gears“, ISO 

Genf, 2006. 

[4] Bae, I; Kissling, U.; An Advanced Design Concept of Incorporating Transmission 

Error Calculation into a Gear Pair Optimization Procedure; Internationale 

VDI-Konferenz, München, 2010. 

[5] Mahr, B.; Kontaktanalyse; Antriebstechnik 12/2011, 2011. 

[6] KISSsoft/KISSsys; Calculation software for machine design, http://www. 

KISSsoft.AG. 

[7] ISO 1328-1, Cylindrical gears – ISO system of flank tolerance classification, 

Genf, 2013. 



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eAssistant und TBK 2014 geben. Im erweiterten Umfang, z. B. mit 

der Möglichkeit der Zahnkontaktanalyse zur Tragbildsimulation, 

soll das Modul bald auch in der Spezialverzahnungssoftware 

Gear Engineer verfügbar sein. 

www.gwj.de 

Große Auswahl an Ethernet-Leitungen für Bewegung 

Das Unternehmen Igus hat sein Angebot an Ethernet-Leitungen für den Einsatz in Energieketten 

erweitert und bietet nun 27 verschiedene Modelle an. Ausgewählt werden kann zwischen 

Leitungen für lineare oder dreidimensionale Bewegung sowie Übertragungsstandards von CAT5 

bis CAT7. Auch Anwendungen mit besonders hohen Zugkräften lassen sich mit den Leitungen 

realisieren. Die günstige Leitung Chainflex CF888 bietet eine Gebrauchsdauer bis 5 Mio. Hübe. 

Das neueste Modell Chainflex CFROBOT8.052, eine Roboterleitung nach CAT7-Standard, hält 

5 Mio. Torsionsbewegungen stand. Die Leitungen für lineare Bewegung sind mit einer 

abgestimmten Schlaglänge verseilt und mit sechs Mantelwerkstoffen von PVC bis TPE erhältlich. 

Bei Leitungen aus dem CFROBOT-Programm werden die Komponenten im Innern der Leitung 

weich geführt, damit die Leitung „atmen“ kann, wenn die Adern und der Schirm sich auf- und 

zudrehen. Alle haben eine 36-monatige Garantie auf die Haltbarkeit. 

www.igus.de 

Festgefahren in 

alter Technik? 

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Entdecken Sie 

neue Möglichkeiten 

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Spezialschmierstoff für Präzisionsgetriebe 

Zur Schmierung aller Getriebekomponenten hat Klüber Lubrication das synthetische 

Hochleistungsöl Klübersynth GH 6-150 entwickelt. Das Öl wurde nun auch speziell für 

die ständig steigenden Anforderungen und höheren Leistungsdichten moderner Getriebe 

im Bereich der Automatisierung geprüft. Es bietet Zahnrädern und Wälzlagern auch bei 

hohen Spitzenlasten, Vibrationen und Schwingungen zuverlässigen Schutz. Aufgrund 

einer Auswahl hochwertiger Rohstoffe und moderner Additivtechnologien verfügt das 

Hochleistungsöl neben Verschleißschutz auch 

über eine hohe Ermüdungs- und Fresstragfähigkeit. 

Seine Alterungs- und Oxidationsstabilität 

verleiht ihm gegenüber mineralölbasierten 

Produkten eine längere Gebrauchsdauer. Diese 

Merkmale tragen dazu bei, dass die Serviceintervalle 

ausgedehnt und die Wartungskosten 

reduziert werden können. 

www.klueber.com 

Neue Software zur Berechnung von Antrieben 

Eine neue Software für die Auslegung von Zwei- und Mehr-Scheiben-Antrieben bietet 

Contitech mit Conti Professional an. Sie löst die Conti Suite ab. Die Anwendung ist 

webbasiert und kann im Browser aufgerufen werden. Nach der Registrierung kann der 

volle, bisher bekannte Funktionsumfang 

in der neuen Software genutzt werden. 

Sie bildet das gesamte Sortiment inkl. 

Polyurethanriemen und den Antriebsriemen 

Falcon Pd und Silent Sync ab. 

Die Funktionalitäten, die bislang als 

Transmission Designer und Drive Alive 

bekannt waren, sind hier in nur einer 

Applikation zusammengefasst. 

Erweiterte Funktionen wie ein Energieeffizienztool 

und ein Wirtschaftlichkeitsrechner, 

sollen in späteren Versionen folgen. Zudem ist die gewünschte Scheibenanzahl 

nun von zwei bis zwanzig frei wählbar, und berechnete Projekte werden in der Software 

hinterlegt. So können Nutzer jederzeit auf ihre gespeicherten Daten zugreifen. Kostenlose 

Nutzung unter www.conti-professional.de. 

www.contitech.de 

Condition-Monitoring-Service 

für Maschinen und Anlagen 

Das Unternehmen NSK bietet einen Condition- 

Monitoring-Service an: Mit einer speziellen 

Messtechnik werden Schwingung, Temperatur 

und Drehzahl von Maschinenkomponenten 

erfasst und mithilfe einer Software analysiert. 

So lassen sich frühzeitig Unregelmäßigkeiten 

erkennen, bevor es zu Ausfällen kommt. Der 

Condition-Monitoring-Service folgt einem standardisierten Verfahren. Zunächst wird 

die Maschine im Hinblick auf die Eignung für CMS und die Überwachungsziele 

untersucht und ein Testablauf zur Überprüfung des Maschinenzustandes festgelegt. 

Die Messpunkte und die zeitlichen Abstände der Messungen werden definiert. 

Anschließend erfasst ein CMS-Spezialist von NSK die vereinbarten Daten. Im nächsten 

Schritt führt der Experte eine detallierte Analyse dieser Daten durch. Als Ergebnis erhält 

der Maschinenbetreiber einen umfassenden CMS-Report, der neben einer Übersicht 

über den Maschinenzustand auch konkrete Empfehlungen zur Optimierung der 

Maschine bzw. ihrer Wartung enthält. 

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Rund oder eckig? 

Passgenaue Kabelkonfektion in nahezu 

allen erdenklichen Farben und Formen 

und individueller Bedruckung machen die 

Schaltschrankbestückung zum Heimspiel! 

Egal ob Kabel mit ultraschallverschweißten 

Enden, die sich durch exzellente elektrische 

Eigenschaften auszeichnen oder 

vorkonfektionierte Kabel in Montagereihenfolge 

auf einem Papierstreifen: Hier 

ist treffsicher auch für Sie was dabei! 

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MOTEK 2016 I SPECIAL 

Schublade auf – 

Werkstoff raus 

Linearführungsbaukasten bahnt den Weg für neue Designkonzepte 

Mit der Entwicklung neuartiger 

Hochleistungskunststoffe können 

Lineargleitlager heute gegenüber 

Kugelumlaufführungen in immer 

mehr Anwendungen zum Einsatz 

kommen. Um der Kreativität der 

Konstrukteure freien Lauf zu lassen, 

ist aus der Drylin W-Baureihe von 

Igus mit der Zeit durch Umsetzung 

von Kundenwünschen sowie der 

kontinuierlichen Erweiterung des 

Programms ein ganzes 

Baukastensystem entstanden. 

T 

ribologisch optimierte Hochleistungskunststoffe 

erlauben in Drylin Lineargleitlagern 

von Igus den Einsatz komplett 

ohne zusätzliche Schmierung. Als Gleitfolien 

zwischen Schiene und Schlitten sorgen sie 

für einen ruhigen und leichtgängigen Lauf, 

ohne dass sich Schmutzpartikel daran festsetzen 

können. Sie sind extrem sauber, 

widerstandsfähig, korrosionsfrei, leicht und 

kostengünstig. Aus dem Angebot unterschiedlichster 

Schienen- und Gleitfolienkombinationen 

können Konstrukteure ihre 

Lösungen ganz nach den individuellen 

Anforderungen aus den verschiedensten 

Schubladen des Baukastens zusammenstellen. 

Verschiedenste 

Schienenmaterialien 

Das Standardmaterial für Schienen aus 

dem Drylin-Baukasten ist hartanodisiertes 

Aluminium, das die besten Reibwerte in 

Kombination mit Iglidur Werkstoffen als 

Gegenlaufpartner erzielt. Für speziellere 

Anwendungsfälle bietet der Drylin W-Baukasten 

jedoch auch speziellere Werkstoffe 

wie z. B. Edelstahl, der chemikalien- oder 

salzwasserbeständig ist. Auf der Hannover 

Messe 2015 stellte Igus außerdem eine 

Linearführung mit einer Schiene komplett 

aus kohlefaserverstärktem Kunststoff vor. 

„Die Stärken des sogenannten Carbon liegen 

auf der Hand“, berichtet Stefan Niermann, 

Leiter des Geschäftsbereiches Drylin Linearund 

Antriebstechnik bei Igus. „Es ist extrem 

leicht, unmagnetisch und zeichnet sich 

durch eine hohe Steifigkeit aus.“ Für Anwendungen, 

wo diese Eigenschaften gefragt 

sind, beispielsweise in der Flugzeug- oder 

auch der Medizintechnik, bietet Igus somit 

nun die leichteste Linearführung der Welt 

in ihrer Größenordnung an. Sie ist für bis zu 

2 000 mm Hub ausgelegt. Da die komplette 

Schiene aus Carbon besteht, ist die Gewichtsersparnis 

beachtlich. 

Werkstoff für jede Anwendung 

Für unterschiedliche Anwendungsfälle sind 

nicht nur verschiedene Schienenmaterialien, 

sondern auch verschiedene Kunststoffe als 

Gleitfolien nötig. So gibt es im Drylin W-Baukasten 

Schubladen mit fünf verschiedenen 

Iglidur-Werkstoffen. Z. B. den FDA-konformen 

Werkstoff Iglidur A180, den Dauerläufer 

auf Stahl- und Edelstahlwellen Iglidur E7 

oder auch Iglidur X für extreme Temperaturen 

von - 100 bis + 250 °C. Dieser erzielt beste 

Reibwerte auf hartverchromten Stahl und 

erreicht die höchste Lebensdauer auf gehärtetem 

Edelstahl. Sämtliche Werkstoffe sind 

als leicht einzubauende Gleitfolien erhältlich, 

die einfach in die Gehäuselager eingeclipst 

werden können. Eine offene Geometrie 

und eine formschlüssige Axialsicherung 

erleichtern zudem die Montage und sichern 

den festen Halt der Folie im Gehäuse. 

Noch mehr Freiheiten 

Weitere Innovationen, wie z. B. Handklemmungen, 

runden den Baukasten von Drylin W 

ab. Hier kann der Schlitten einfach per Hand 

festgestellt werden. Diese simple Lösung 

lässt sich ebenfalls bei bereits bestehenden 

Systemen nachrüsten. Weitere Besonderheiten 

sind außergewöhnliche Konstruktionen. 

Zu den Produktneuheiten dieses Jahres innerhalb 

der Drylin W-Familie z. B. zählen u. a. 

auch Linearführungen, die kurvenförmige 


01 02 

03 

01 Drylin W Sonderlösung mit individueller 

Rasterung 

02 So unterschiedlich wie der Baukasten 

groß ist, sind die Anwendungen – hier Säge in 

der Holzbearbeitung 

03 Gleitfolien zwischen Schiene und 

Schlitten für ruhigen und leichtgängigen Lauf 

Verfahrwege ermöglichen. Das bahnt den 

Weg für völlig neue Designkonzepte. Die 

gebogenen Führungsschienen bestehen aus 

Aluminium und einer äußerst widerstandsfähigen, 

hartanodischen Beschichtung. Angepasste 

Schlitten realisieren dabei Kurvenfahrten 

ohne Verkanten und Verklemmen. 

Die Fahrerkabine einer Landmaschine ist 

ein gutes Beispiel, wie gebogene Führungsschienen 

bei Verstellungen von Monitoren, 

Sitzen und Armaturen die Flexibilität erhöhen 

können. Innerhalb bestimmter physikalischer 

Grenzen können Anwender ihren 

eigenen Biegeradius wählen und somit 

optimal in das Fahrerhaus einpassen. Das 

Besondere an dem Drylin W-Baukasten ist 

jedoch seit jeher, dass sich stets neue Schubladen 

auftun und neue Lösungen bieten. 

Z. B. ein Komplettsystem mit vorgebohrter 

Rasterung. Diese kann die optimale und 

schnelle Positionierung des Schlittens per 

Hand auf der Schiene ermöglichen. Eine 

Kugelrastung an der Unterseite des Schlittens 

sorgt dabei für die schrittweise Arretierung. 

Der Baukasten wird smart 

Igus geht in diesem Jahr einen weiteren 

Schritt mit dem Drylin W Linearbaukasten 

und zeigt auf der Messe Motek, welche 

Möglichkeiten sich durch die intelligente 

Vernetzung der Produkte ergeben. Diese vernetzten 

„smart plastics“ erweitern die Möglichkeiten 

zu vorausschauender Wartung, 

der so genannten Predictive Maintenance, 

und erhöhen so die Anlagenverfügbarkeit 

des Anwenders. Die intelligente Drylin 

Linearführung überwacht sich permanent 

selbst und warnt rechtzeitig vor Ausfall. Das 

Angebot mit dem Namen Isense besteht aus 

unterschiedlichen Sensoren und Überwachungsmodulen. 

Durch die Vernetzung mit 

dem Igus Communication Modul (Icom) 

erfolgt die direkte Integration in die Infrastruktur 

des Kunden. Isense ist in der Lage, 

die Lebensdauer der eingesetzten Linearführung 

zu überwachen. Durch permanente 

Zustandsmessungen und das Gegenrechnen 

mit den Parametern der Anlage sowie den 

tausenden Versuchsdaten aus dem Testlabor 

lässt sich auch im Realbetrieb das reibungslose 

Funktionieren zuverlässig vorhersagen. 

Werden Messwerte überschritten, melden 

die intelligenten Produkte frühzeitig die 

verbleibende Restlaufzeit, was eine geplante 

Wartung und Austausch ermöglicht. Optional 

lässt sich Isense an das Igus Datacenter 

anbinden und eröffnet dadurch weitere 

digitale Möglichkeiten: individuelle Lebensdauerberechnung 

und Optimierung 

von Geschäftsprozessen. Hierzu gehören 

beispielsweise Wartungsbeauftragung oder 

Ersatzteilbestellung. So werden durch die 

elektronische Intelligenz Wartungskosten 

noch weiter gesenkt und Anlagenverfügbarkeiten 

erhöht. 

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DIE ACHSE. 

Wir bewegen. 

Stuttgart 10.– 13. Oktober 2016 

MOTEK 

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antriebstechnik 10/2016 77 

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Der Erntehelfer 

Roboter mit präzisionsgeschliffener Linearführungsschiene erkennt reifen Spargel 

Alexander Mend 

Warum zählt Spargel eigentlich 

zum teuersten Gemüse Europas? 

Weil die Arbeiter auf dem Feld 

mühevoll jede Stange einzeln 

stechen müssen. Ändern könnte das 

zum Beispiel ein Roboter, den 

Ingenieure am Bremer Centrum für 

Mechatronik (BCM) entwickeln. Er 

arbeitet mit Erntewerkzeugen, die 

auf Präzisionsschienen fahren. 

Lesen Sie mehr dazu. 

Alexander Mend ist Vertriebsleiter bei 

HepcoMotion Deutschland in Feucht 

Alle Jahre wieder erobert ein Lieblingsgemüse 

der Deutschen Töpfe: der Spargel. 

Doch für die Bauern bedeutet die Frühlingszeit 

Stress. Denn sie müssen in kurzer 

Zeit riesige Mengen ernten – 2015 waren es 

laut Statistischen Bundesamts 112 100 t. 

Das Problem: Die Arbeit auf dem Feld ist 

mühsam, Arbeiter müssen jede Stange 

einzeln stechen. Kein Wunder also, dass 

Bauern immer schwieriger Arbeitskräfte 

finden und Spargel zudem wegen der Lohnkosten 

nur teuer anbieten können. 

Entsprechend groß ist der Wunsch nach 

Automatisierung, die bei der Kultivierung 

des Spargels längst stattfindet. Zwar gibt 

es zahlreiche Ansätze, doch keine Maschine 

konnte Menschen beim Ernten bislang das 

Wasser reichen. Das Projekt „Green asparagus 

harvesting robotic system (Garotics)“ 

hat diesen Ruf gehört. Es entwickelt einen 

Ernteroboter für grünen Spargel. Mit 

an Bord sind das Bremer Centrum für 

Mechatronik (BCM), der Verpackungsmaschinenhersteller 

Strauss aus Buxtehude 

und der britische Landwirtschaftsbetrieb 

C. Wright & Son. 

Roboter erkennt 

erntereifen Spargel 

Die Basis des Ernteroboters bildet ein Fahrgestell 

mit vier Rädern und Vorderradantrieb. 

Mittig zwischen die Vorderräder ist ein 

Kamerasystem installiert, das die grünen 

Spargelstangen während der Vorbeifahrt 

filmt. Anders als weißer Spargel wachsen 

sie über der Erde. Eine Bildverarbeitungssoftware 

unterscheidet dann erntereife 

Stangen von solchen, die noch zum Wachsen 

in der Erde bleiben müssen. „Es würde 

keinen Sinn machen, eine Art Rasenmäher 

zu bauen, der alles abmäht, da die Stangen 

unterschiedlich schnell wachsen“, erklärt 

Sebastian Allers, Konstrukteur bei Strauss. 

„Eine der Herausforderungen war es daher, 

eine Bildverarbeitung zu implementieren, 

die verschiedene Wachstumsstadien differenzieren 

kann.“ 

Eine Software leitet die Koordinaten der 

reifen Exemplare anschließend an den Werkzeugkopf 

weiter, der unter einer gehärteten 

und präzisionsgeschliffenen Linearführungsschiene 

aus Edelstahl von Hepco Motion 

montiert ist – das britische Unternehmen mit 

einer Niederlassung im bayrischen Feucht 

hat sich seit 1969 auf die Entwicklung von 

Linearführungssystemen und Automatisierungskomponenten 

spezialisiert. Auf einem 

zahnriemenbetriebenen Laufwagen kann 

der Werkzeugkopf über die volle Fahrzeugbreite 

von Seite zu Seite fahren. Ähnlich wie 

die Patronen in einem Drucker. 

Den Antrieb übernimmt ein Wechselstrom- 

Getriebemotor mit Schneckengetriebe, der an 


SPECIAL I MOTEK 2016 

02 

01 

01 Der Ernteroboter für grünen Spargel ist in der Lage 

24 Stunden auf dem Feld zu arbeiten 

02 Zwei Werkzeugköpfe bewegen sich gleichzeitig auf zwei 

hintereinander positionierten Schienen unabhängig voneinander 

03 Die Führungssysteme halten den rauen Umgebungsbedingungen 

stand. Das V-Führungs-Prinzip wirkt selbstreinigend 

03 

der Seite der Linearführungsschiene sitzt. 

„Die Motoren des DLS-Systems können eine 

Leistung von bis zu 1,1 kW haben, die 

Getriebe eine Untersetzung von 5:1 bis 

75:1“, erklärt Mark Völkers, Gebietsleiter 

Außendienst Norddeutschland bei Hepco 

Motion. „Das lässt Antriebskräfte bis 

1 225 Newton und Geschwindigkeiten von 

bis zu zwei Metern pro Sekunde zu, mit 

speziellen Motoren kann man sogar über 

fünf Meter pro Sekunde erreichen.“ 

Der Ernteroboter arbeitete mit zwei 

Werkzeugköpfen gleichzeitig, die sich auf 

zwei hintereinander positionierten Schienen 

unabhängig voneinander bewegen 

können. Das soll einen höheren Durchsatz 

ermöglichen. 

Schwenkbewegung mit nur 

einem Antrieb 

Sobald der Werkzeugkopf positioniert ist, 

schwenkt er einen Greifarm von hinten 

nach unten. Für diese Bewegung haben die 

Ingenieure ein weiteres System von Hepco 

Motion eingesetzt: das PRT2. Es handelt 

sich dabei um ein Spektrum an Ringen und 

Ringsegmenten aus Edelstahl. Sie lassen 

sich mit geraden Führungsschienen zu 

einer Vielfalt offener und geschlossener 

Schienenstrecken zusammensetzen. Beim 

Spargelroboter sind an beiden Innenseiten 

des Werkzeugkopfs 90-Grad-Bögen mit 

angeschlossenen geraden Stücken montiert. 

Der Greifarm ist auf einen Laufwagen mit 

V-Nut-Zapfenlagern geschraubt, die zentrisch 

und exzentrisch angeordnet sind. Diese 

Rollen greifen von oben und unten in die 

induktionsgehärtete V-Laufbahn des Ringsegments. 

Die Bewegung kommt zustande, indem 

ein Zahnriemen den Laufwagen samt Greifarm 

über die 25 mm breite Schiene zieht 

und damit eine Schwenkbewegung erzeugt. 

Der Motor ist an der Außenseite des Werkzeugkopfes 

montiert. „Das Besondere ist, 

dass wir aufgrund des Schienensystems eine 

lineare Bewegung und eine Rotation des 

Greifarms mit nur einem platzsparenden 

Antrieb realisieren konnten. Die Rollenführung 

macht es zudem möglich, dass sich 

der Greifarm relativ schnell senken lässt 

und durch die Kombination aus linearer 

Bewegung und Rotation beim Absenken ein 

geringer Abstand zwischen zwei Stangen 

Spargel ausreicht.“, sagt Lasse Langstädtler, 

wissenschaftlicher Mitarbeiter des Bremer 

Instituts für Strukturmechanik und Produktionsanlagen 

(bime) im Fachbereich Produktionstechnik 

der Universität Bremen. 

Bei einer langsameren Bewegung, die 

entsprechend früher starten müsste, könne 

es hingegen sein, dass der Greifarm einen 

vorangehenden Spargel beschädigt, der 

noch zum Reifen in der Erde bleiben soll. 

Und sobald der Greifarm abgesenkt ist, wird 

ein über einen Pneumatikzylinder angetriebenes 

Abscheren und gleichzeitiges Greifen 

des Spargels ausgelöst, während sich der 

Roboter kontinuierlich mit 0,5 m pro 

Sekunde vorwärtsbewegt. Der komplette 

Werkzeugkopf fährt dann an die Seite und 

legt den Spargel auf einem Förderband ab. 

Da es auf den Spargelfeldern heiß und 

kalt, staubig und nass zugehen kann, haben 

sich die Ingenieure noch aus einem weiteren 

Grund für Hepco Motion entschieden: Die 

Führungssysteme halten den rauen Umgebungsbedingungen 

stand. „Das V-Führungs-Prinzip 

ist quasi selbstreinigend“, 

sagt Völkers. „Während der Fahrt des Laufwagens 

drücken die Lager den Schmutz von 

der Schiene. Zudem entfällt anders als bei 

Kugelumlaufsystemen die Schmierung und 

alle Komponenten sind korrosionsbeständig. 

Der Spargel kann somit niemals auf Rost 

treffen. Das ist eine der Grundvoraussetzungen, 

die es im Lebensmittelbereich zu 

erfüllen gilt.“ 

Auf dem Spargelfeld getestet 

Bislang existiert ein Prototyp der Spargelerntemaschine, 

den die Ingenieure mit 

ihrem Projektpartner aus England, 

C. Wright & Son, unter realen Bedingungen 

testen. „Wir wollen bei diesen Feldtests 

unter anderem herausfinden, wie lange die 

Akkus die Maschine mit Energie versorgen 

können“, sagt Strauss. Eine der Herausforderungen 

sei auch die Geschwindigkeit der 

Erntewerkzeuge. „Bislang sind sie nicht 

schneller als menschliche Erntehelfer.“ 

Dafür könnten sie aber bei ausreichender 

Energiezufuhr später ohne Probleme 

24 Stunden auf dem Feld arbeiten. Das 

könnte die Ernte in Zukunft wirtschaftlicher 

und den Spargel günstiger machen. 

Traditionell geht die Spargelzeit übrigens 

bis zum Johannistag am 24. Juni. Dann 

endet das Spargelstechen, um die Äcker zu 

schonen. 

www.hepcomotion.com 



Auf Achse 7 

So lässt sich der Aktionsradius für Industrieroboter mit Linearachsen erweitern 

Klaus Hermes 

Mit einer siebten Achse aus Linearführungen lassen sich Roboter deutlich 

erweitern. Damit können unter anderem Schweißroboter mit einem Hub 

von 10 Metern und mehr verfahren werden. Lesen Sie, wie das in der Praxis 

aussieht und wo die weiteren Vorteile liegen. 

Klaus Hermes ist Marketingleiter 

bei Rollon GmbH in Düsseldorf 

Beim Prinzip der siebten Achse bewegt sich der komplette 

Roboter auf einer bodennahen Linearachse. Verfahren werden 

können kleine bis mittlere Roboter mit einer Nutzlast bis zu 

ca. 300 kg. Zum Aufbau der Linearachse kommen vorwiegend 

Tecline-Rail-Profile von Rollon zum Einsatz. Diese prismatischen 

Laufrollen- oder Profilschienenführungen mit Zahnstangenantrieb 

garantieren hohe Dynamiken und haben eine hohe Belastbarkeit. 

Ihre Hauptanwendungsgebiete sind Robotik, Maschinenverkettungen, 

Palettierung, und Logistik. So kann ein sechsachsiger 

Knickarm-Roboter z. B. auf der Linearachse parallel zu einer 

Produktionsstraße mitlaufen und dabei Manipulationen vornehmen. 

Durch das geringe Eigengewicht des Tecline-Rail-Systems 

treten vergleichsweise geringe Deckenlasten auf, so dass die 

Lösung mit der siebten Achse auch bei unterkellerten Fertigungshallen 

eine Option ist. 

Mit dem Roboter durch die Halle 

Einzelne Linearachsen können bis zu 12 m mit Profilen an einem 

Stück ausgeführt werden. Für größere Reichweiten lassen sich 

mehrere Träger stoßbearbeitet verbinden. Rollon kann dem 

Anwender aufgrund seines großen Produktportfolios unterschiedliche, 

maßgeschneiderte Lösungsansätze anbieten. 

In einer aktuellen Anwendung realisierte der Lineartechnik- 

Spezialist mit einer siebten Achse die lineare Positionierung des 

Roboters in einer Schweißzelle. Als Roboter kommt ein Kuka 

KR 16 arc HW (Hollow Wrist) zum Einsatz. Der Roboter hat ein 

Gewicht von 245 kg und erreicht eine Nutzlast von 16 kg. Die maximale 

Reichweite des Sechsachs-Roboters von 1 636 mm wird durch 

die siebte Achse um einen Hub von 6 m erweitert. Dadurch wird 

sein Arbeitsbereich sehr wirtschaftlich vergrößert. Auf der Achse 


01 

SOLUTIONS 

TO KEEP YOUR 

INDUSTRY 

MOVING 

01 Klaus Hermes, Marketingleiter bei Rollon, 

demonstriert die Dimensionen eines 

Tecline-Rail-Systems für schwere Lasten 

02 Mit einer Linearachse kann der Aktionsradius 

kleiner bis mittlerer Roboter gut erweitert werden 

02 

wird der Roboter in dieser Anwendung mit einer 

Geschwindigkeit von 1 m/s und einer Beschleunigung 

von 1 m/s 2 verfahren. Maximal sind Verfahrgeschwindigkeiten 

bis zu 3 m/s möglich. Auch der 

Einsatz mehrerer Roboter auf einer Achse ist 

möglich. Diese können dann z. B. gemeinsam an 

einem Werkstück arbeiten. 

Handhabung oder Bearbeitung 

Bei der Konzeption des Achssystems muss klar 

zwischen Be- und Entladefunktionen und aktiver 

Werkstückbearbeitung, z. B. durch Bohren oder 

Fräsen, unterschieden werden, um die Genauigkeits- 

und Steifigkeitsanforderungen genau prüfen 

und berücksichtigen zu können. Für den Einsatz 

unter rauen Umgebungsbedingungen können 

auch prismatische Linearführungen eingesetzt 

werden, die ohne Schmiersystem betrieben 

werden können. 

Für den Aufbau der siebten Achse griff Rollon 

auf ein Tecline-Rail-System mit zwei parallelen 

Statyca-Portalprofilen (170 x 120 mm) und einer 

schrägverzahnten, gehärteten und geschliffenen 

Präzisionszahnstange zurück. Die in den Profilen 

integrierten Nuten können dabei als einfache 

Montagemöglichkeit für externe Komponenten 

genutzt werden, seien es mechanische Bauteile 

oder elektrische wie Sensoren. Hinzu kamen 

Profilschienenführungen mit Kugelkette in Baugröße 

30, die als vormontierte Systemlösung mit 

Bodenplatten und Nivellierschrauben für die 

einfache Vor-Ort-Montage und Höhenjustage 

geliefert wurden. Der Kunde braucht so ein mit 

Energiekette und Getriebe geliefertes Achssystem 

dann nur noch mit dem Getriebeflansch an seinen 

Motor anzuschließen. Die maximale Wiederholgenauigkeit 

des Systems beträgt ± 0,05 mm. 

Die Anwendungserfahrung zählt 

Die Rollon-Ingenieure konnten für die Entwicklung 

der neuen Lösung mit einer siebten Achse voll 

auf ihre Anwendungserfahrung in der Lineartechnik 

setzen. Der Auftraggeber hatte sich aber auch 

wegen des überzeugenden Baukastenprinzips auf 

Basis von Aluminiumträgerelementen mit optimiertem 

Querschnitt und hohen Widerstandselementen 

für das Düsseldorfer Unternehmen 

entschieden. Das gesamte Konzept der siebten 

Achse bietet höhere Flexibilität als eine Roboter- 

OEM-Lösung und ist bei Robotern bis etwa 1 500 kg 

Gesamtgewicht (Nutzlast + Eigengewicht) eine wirtschaftliche 

Alternative zur Stahlbauweise. Auch die 

Auslegung des Getriebes und des Servomotors 

gehört mit zur Rollon-Serviceleistung. 

www.rollon.de 

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Vorwärts mit Innovationskraft 

Gewindespezialist hat die Steilgewindespindel optimiert und industrialisiert 

Ursula Schädeli 

Überall dort, wo eine Drehbewegung in eine schnelle Längsbewegung 

umgesetzt werden muss, sind steile Gleitgewindetriebe im Einsatz: 

Zum Beispiel in Dosier- und Analysegeräten, in Drehantrieben, in 

Schwenkmotoren oder in Türschließanlagen. Das Original einer solchen 

steilen Gleitgewindespindel fand ihren Ursprung in den späten 

80er Jahren im schweizerischen Burg. Lesen Sie mehr. 

Bei Antriebssystemen achten Anwender heute vermehrt auf wirtschaftliche, 

energiesparende Gesamtlösungen mit niedrigen 

Betriebskosten und die Maschinenhersteller erwarten einen Technikvorsprung, 

der ihre Position im Wettbewerb stärkt. Deshalb nehmen die 

Anforderungen an automatisierte Bewegungsabläufe ungebremst zu. 

Diese Notwendigkeit zur Lösung praktischer Aufgaben belebt und 

fordert die Mechanik. Eichenberger Gewinde aus Burg in der Schweiz 

hat sich der Gewindetechnik verschrieben und rollt seit fünf Jahrzehnten 

kundenspezifische Bewegungsspindeln. 

Der erste kaltverformte Steilgewinde-Gleittrieb 

Die Erfolgsgeschichte des europaweit ersten kaltverformten Steilgewinde- 

Gleittriebes mit dem Steigungsverhältnis 10 x 50 mm begann Ende der 

80er Jahre. Eine schweizerische Industriegesellschaft suchte eine 

genaue und zuverlässige Antriebslösung für ein neuartiges Messsystem. 

Das Zentrum dieser modernen Prüfanlage bildete der servohydraulische 

Linearverstärker. Die darin integrierte Automatisierungsfunktion, bzw. 

die Positionier- oder Vorschubaufgaben, sollte ein gefräster, exakt 

arbeitender Gewindegleittrieb managen. Die Fertigung war jedoch 

kostenintensiv. Aus diesem Grund suchte der Anwender nach einer 

höchst genauen und zuverlässigen Gleitgewindespindel, die im kostengünstigen 

Gewinderollverfahren hergestellt werden konnte. Beim 

Gewinderollen werden die Längsfasern des Materials, anders als beim 

Fräsen oder Drehen, nicht zerschnitten, sondern umgelenkt. Es entsteht 

eine komprimierte, glatt rollierte, äußerst belastbare Oberfläche. 

Ursula Schädeli ist Marketingfachkraft der 

Eichenberger Gewinde AG in Burg (CH) 



01 02 

03 04 

01 Steilgewindespindel mit 

Kunststoffmutter 

02 Kernkompetenz Gewinderollen: 

Das Durchlaufverfahren 

03 Kernkompetenz Gewinderollen: 

Das Einstechverfahren 

04 Werkzeugschleifmaschine für 

Gewindespindeln im Einsatz 

Folglich setzte sich die Industriegesellschaft 

mit Eichenberger Gewinde in Verbindung. 

Der Wunsch: Eine Gleitgewindespindel mit 

dem Durchmesser 10 mm und 5-facher Steigung. 

Trotz der Bekanntheit kaltumgeformter 

Gleitspindeln stellte eine solche hoch gerollte 

Steigung eine Herausforderung dar. Denn die 

Werkzeugbeschaffung zeigte sich damals begrenzt 

und es existierten noch keine CNCgesteuerten 

Maschinen, die diesen Anforderungen 

gerecht werden konnten. So galt es, 

gleich zwei Schwierigkeiten zu meistern: Zum 

einen das Gewinderollwerkzeug für die steile 

Spindel herzustellen, zum anderen das passende 

Werkzeug für die Mutter zu konzipieren. 

Steilgewindespindel „Speedy“ 

Im Verlauf der Jahre haben die Entwickler 

bei Eichenberger intensiv an der Technologie 

der Kaltumformung gefeilt. Es entstanden 

verschiedene Spindel-Typen in unterschiedlichsten 

Dimensionen, Steigungen 

und vor allem Gewindeprofilformen. Symmetrische 

als auch asymmetrische Gewindeformen 

wurden entwickelt. Immer wieder 

tüftelten die Konstrukteure an den Gewindeflankenwinkeln. 

Seit damals wurden unzählige 

Kundenlösungen zwischen acht 

und 120 Grad Flankenwinkel gerollt. Die 

Form der Spindelkernpartie rückte immer 

wieder ins Zentrum. Zu den Ergebnissen 

zählen u. a. Gewindegrundprofile mit Dachform, 

verschiedene Radien am Gewindekerndurchmesser 

sowie Radienverschmelzungen. 

Bei einem effizienten Wirkungsgrad charakterisieren 

Geschwindigkeit und Präzision, 

eine hohe Abriebfestigkeit sowie ein niedriger 

Reibungskoeffizient die Steilgewindespindel 

10 x 50 mm, die den Namen „Speedy“ trägt. 

Die positiven Eigenschaften des Speedy 

sind u. a. auch auf die Kombination der 

gerollten Spindel mit der Kunststoffmutter 

zurückzuführen. Da der Gewindespezialist 

an kein bestimmtes Rohmaterial gebunden 

ist kann er gemäß den Anforderungen der 

Betreiber einen entsprechenden Kunststoff 

aus dem Sortiment verschiedenster Hersteller 

wählen. 

Während des Entwicklungsprozesses 

maßgeschneiderter Spindellösungen zeigte 

sich, dass die Lebensspanne gesteigert 

werden konnte. Mit einer minimalen Initialschmierung 

aller Kunststoffe, ohne Nachschmierung, 

wurden 15-fache Lebensdauerwerte 

gegenüber dem Trockenlauf 

erreicht. 

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400 Kilometer über der Erde 

Bürstenlose Motoren und Planetengetriebe sichern Experimente im All 

Anja Schütz 

Die Internationale Raumstation 

(ISS) ist eine technische 

Meisterleistung. Im höchsten 

Forschungslabor der Welt sind auch 

Antriebssysteme von Maxon Motor 

an Bord – zum Beispiel in 

experimentellen Robotern. 

Anja Schütz ist Redakteurin bei der 

Maxon Motor AG in Sachseln/Schweiz 

Die Internationale Raumstation kreist 

schon seit 15 Jahren um die Erde. Als 

internationale Forschungsstation wird sie 

gemeinsam von der US-amerikanischen 

NASA, der russischen Raumfahrtagentur 

Roskosmos, der europäischen Raumfahrtagentur 

ESA, sowie den Raumfahrtagenturen 

Kanadas (CSA) und Japans (JAXA) genutzt. 

Seit Inbetriebnahme der ISS im November 

2000 sind 216 Astronauten zur Raumstation 

geflogen, um sie zu erweitern und Forschungen 

durchzuführen. Seit 2001 konnten 

mehr als 900 Experimente aus 63 Ländern 

realisiert werden. So wird unter anderem 

erforscht, wie sich Pflanzen ohne Schwerkraft 

orientieren, warum der Mensch im 

Weltall Muskeln und Knochen abbaut und 

wie sich menschliche Immunzellen in der 

Schwerelosigkeit verhalten. Denn schon 

heute weiss man, dass das Immunsystem 

der Astronauten im All geschwächt ist. 

„Genauer gesagt ist das Immunsystem im 

All zu vergleichen mit dem reduzierten 

Immunsystem von alten Menschen“, erläutert 

Alexandra Deschwanden, Leiterin des 

Biotesc-Teams an der Hochschule Luzern. 

Zwei Forschungsprojekte hat das Team 

Anfang Januar 2015 mit der Space X Dragon- 

Kapsel zur ISS geschickt. Technisches 

Equipment ist für die Experimente an Bord 

der ISS unentbehrlich, dazu gehören beispielsweise 

verschiedene Laborgeräte. Eine 

entscheidende Rolle spielen auch Roboter, 

welche die Aufgaben von Astronauten 

übernehmen oder ihnen assistierend zur 

Seite stehen. 

Spezielles Roboterexperiment 

Ein solcher experimenteller Roboter namens 

REX-J (Robot Experiment on JEM) wurde 

von 2012 bis 2013 im japanischen Modul 

Kibo der ISS eingesetzt. Entwickelt hat ihn 

die Raumfahrtbehörde JAXA. Ziel des Experiments 

ist es, eine neue Generation von 

Robotern (Astrobots) zu entwickeln, die in 

der Lage sind, sich entlang der Außenhaut 

der Raumstation und im Innern der ISS zu 

bewegen, Lasten zu transportieren oder 

auch Inspektionen durchzuführen. 

Die Einzigartigkeit des Roboters liegt in 

seiner speziellen Fortbewegungsart, welche 

auf einem Haltesystem mit Kabeln basiert. 

Befestigt werden diese mit Haken an bereits 

vorhandenen Griffstangen der ISS, die den 

Astronauten zur Sicherung bei Außenein- 



Wir 

bewegen etwas! 

01 Der REX-J bewegt sich an seinen Sicherungskabeln 

wie eine Spinne an der Aussenhaut der ISS entlang und 

nutzt die Griffstangen als Ankerpunkte 

02 Im Handgelenk des Roboters 

befinden sich bürstenlose 

EC-Max Motoren, Planetengetriebe 

und Encoder 

sätzen dienen. Der mobile Roboter verfügt 

über einen ausfahrbaren Arm, an dessen 

Ende eine Roboterhand befestigt ist, welche 

die Sicherungskabel an bis zu drei verschiedenen 

Fixpunkten anbringen kann. Dadurch 

ist der Roboter in der Lage, sich spinnen- 

Die Steuerelektronik für die Motoren 

befindet sich am Ende des Roboterarms. 

Weitere Maxon-Antriebssysteme befinden 

sich unter anderem im Drehmechanismus 

des Roboters und in der Kabelspule (Aufrollmechanik). 

„Selbst unter schwersten Umgebungsbedingungen 

wie sie im All vorherrschen ist 

auf das Antriebssystem von maxon motor Verlass“ 

artig auf einer Oberfläche fortzubewegen. 

Der Roboter wird per Fernsteuerung von 

der Bodenstation aus bedient, so dass keine 

Unterstützung durch die ISS-Crew notwendig 

ist. 

Starke Antriebssysteme 

In REX-J kommen gleich mehrere Antriebssysteme 

von Maxon Motor zum Einsatz – so 

auch im ausfahrbaren Roboterarm. Das 

Handgelenk verfügt über zwei Freiheitsgrade: 

vertikal und horizontal. Im Gelenk 

und im Arm befinden sich bürstenlose 

EC-Max-Motoren, Planetengetriebe und 

Encoder. 

Alle Experimente mit REX-J waren erfolgreich. 

JAXA wird nun das Robotersystem 

weiterentwickeln, damit dieses in Zukunft 

für ganz verschiedene Tätigkeiten auf der 

Raumstation eingesetzt werden kann. 

Dazu gehören das Monitoring von ISS- 

Geräten und die visuelle Inspektion der 

Raumstation, um Beschädigungen an der 

Außenhaut zu identifizieren. Langfristig 

sollen Astrobots konstruiert werden, die im 

Weltall mit großen Strukturen hantieren 

können. 

Fotos: © 2015 JAXA/NASA; © 2015 maxon motor ag 

www.maxonmotor.de


Innovation geht Hand in Hand 

Kleinstantriebe treiben die Prothetik voran 

Tiziano Bordonzotti und Ellen-Christine Reiff 

Schnürsenkel binden, Bettwäsche zusammenlegen, eine Chipstüte aufreißen – die 

Liste der Tätigkeiten, die einhändig nicht oder nur schwer zu bewältigen sind, ist 

unerfreulich lang. Menschen, die durch eine Amputation oder einen Unfall eine 

Hand verloren haben, werden täglich mit solchen Hürden konfrontiert. Um ihren 

Alltag zu erleichtern, sorgen leistungsstarke Kleinstmotoren in Prothesen dafür, dass 

die neuesten Modelle schnell oder fest zupacken können, wobei die Greifkraft beim 

Halten konstant bleibt. 

Funktionelle Prothesen kennen die meisten 

von uns nur aus Science-Fiction-Filmen, 

in denen die künstlichen Extremitäten 

übermenschliche Kräfte verleihen. Im 

echten Leben dagegen machen bionische 

Handprothesen ihre Träger zwar nicht zu 

Superhelden, sie können ihnen aber viele 

Tätigkeiten ermöglichen, die für andere 

Menschen selbstverständlich sind. Das 

britische Unternehmen Steeper hat dafür 

die kleine myoelektronische Handprothese 

Bebionic entwickelt. Die künstliche Hand 

wiegt zwischen 400 und 600 g und ist damit 

etwa so schwer wie eine natürliche Hand. 

Gesteuert wird sie durch elektrische Signale. 

Diese werden durch Muskelkontraktionen 

erzeugt und lassen sich mit Elektroden auf 

der Haut messen, ähnlich wie bei einem 

EKG in der Herzdiagnostik. 

Elektrische Signale 

für intuitive Bewegungen 

Zwei Elektroden, die im Prothesenschaft 

integriert sind, erkennen die myoelektronischen 

Signale und leiten diese an die Steuerungselektronik 

weiter, die diese Signale verstärkt 

und zur Aktivierung von fünf 

kleinen Elektromotoren nutzt, die daraufhin 

die Finger und Daumen bewegen – die Hand 

öffnet oder schließt sich. Dabei entscheidet 

die Stärke der Muskelkontraktion über die 

Geschwindigkeit und die Greifkraft: Ein 

schwaches Signal erzeugt eine langsame Bewegung, 

ein starkes Signal eine schnelle. 

Die Muskeln, deren Signale zum Öffnen 

und Schließen der Handprothese genutzt 

werden, sind normalerweise für die Bewegung 

des Handgelenks zuständig. Der Träger 

der Handprothese muss also lernen, dass 

sie nun eine andere Funktion haben. „Das 

menschliche Gehirn ist unglaublich anpassungsfähig. 

Schon nach kurzer Zeit führen 

die Menschen die Bewegung ebenso intuitiv 

durch, wie Autofahrer beim Haltewunsch 

auf die Bremse treten“, weiß Ted Varley, 

technischer Direktor bei Steeper. 

Mehr Motoren 

für mehr Kontrolle 

Die erste myoelektronische Hand kam 

bereits Anfang der 1980er-Jahre auf den 

Tiziano Bordonzotti, Area Sales Manager 

bei Faulhaber Minimotor 

Ellen-Christine Reiff, Redaktionsbüro Stutensee 



01 Der DC-Kleinstmotor bietet ein 

konstant hohes Drehmoment über den 

gesamten Geschwindigkeits bereich 

Markt. Sie wurde von einem einzelnen 

Motor angetrieben und hatte nur einen einfachen 

Greifmechanismus: Daumen, Zeigeund 

Mittelfinger konnten zu einem Zangengriff 

geschlossen werden. Ringfinger und 

kleiner Finger waren nur aus kosmetischen 

Gründen vorhanden und hatten keine Greifkraft. 

Dieses Konzept 

wurde vor etwa zehn Jahren 

für die Bebionic-Hand 

grundlegend geändert. „Wir haben festgestellt, 

dass die Menschen eine geringere 

Greifkraft pro Finger akzeptieren, wenn sie 

dafür mehr Flexibilität erhalten“, erklärt 

Ted Varley. Um die Finger einzeln steuern 

zu können, wird bei der Bebionic-Hand daher 

jeder Finger mit einem eigenen Elektromotor 

ausgestattet. Vier Motoren der Finger 

sind im Bereich der Handfläche untergebracht, 

der fünfte im Daumen selbst. In 

die Motoren sind Encoder integriert, um 

die Position der Finger jederzeit präzise zu 

erfassen. 

Dank der individuellen Steuerung können 

die Finger zu insgesamt 14 verschiedenen 

Griffmustern arrangiert werden. Mit dem 

Schlüsselgriff, der den Daumen bei gebeugten 

Fingern auf und ab bewegt, kann man 

z. B. flache Gegenstände wie Teller, Schlüssel 

oder Scheckkarten halten. Mit dem Hakengriff 

können schwere Lasten bis zu 25 kg 

getragen werden, der ausgestreckte Zeigefinger 

erlaubt die Benutzung von Tastaturen 

und Fernbedienungen. Befindet sich der 

Daumen in der Oppositionsstellung, und 

alle Finger werden so weit geschlossen, bis 

sie auf Widerstand stoßen, ergibt das den 

Kraftgriff. Dieser wird verwendet, um 

unregelmäßig geformte Gegenstände wie 

Weingläser zu umfassen. „Diese Haltung 

sieht viel natürlicher aus als ein Zangengriff. 

Außerdem ist der Griff stabiler, wenn 

alle Finger benutzt werden“, betont Varley. 

Um zwischen den einzelnen Griffmustern 

zu wechseln, nutzen die Bebionic-Träger 

ebenfalls die Armmuskeln. Geben sie bei 

bereits geöffneter Hand ein weiteres 

„Öffnen“-Signal, wechselt die Prothese in 

den nächsten Modus. Ein zusätzliches 

Signal liefert der Daumen, der mit der 

biologischen Hand entweder seitlich an 

die Finger herangeführt oder in die gegenüberliegende 

Position gebracht werden 

kann. Je nachdem, welche Daumenposition 

gewählt wird, stehen unterschiedliche 

Griffmuster zur Verfügung. Dabei können 

die Handbesitzer selbst entscheiden, 

welche der möglichen 14 Greifarten sie 

nutzen möchten und in welcher Reihenfolge 

diese abgerufen werden. Mit einer 

Software können sie die Prothese auch 

selbst individuell programmieren. 

Gesteigertes Selbstwertgefühl 

Die bionische Hand erleichtert viele Alltagsaktivitäten. 

„Tatsächlich sind es oft Kleinigkeiten, 

die durch die Prothese einfacher 

werden. In der Summe führen diese aber zu 

INDUSTRIE 4.0 EINFACH. FLEXIBEL. PERFEKT. 

Greiferserie 

GEH6000IL 

+Höchste Leistungsdichte 

+Brushless DC Servo-Motor 

+Integrierter Controller / 

Advanced Control Modul 

+Vorprogrammierte Verfahrprofile 

+Selbsthemmungbei Stromabfall 

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Motek, Halle 3/Stand 3201 

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02 Die bionische Hand 

erleichtert viele Alltagsaktivitäten. 

Dank der 

individuellen Steuerung 

können die Finger zu 

insgesamt 14 verschiedenen 

Griffmustern arrangiert 

werden 

einer deutlich verbesserten Lebensqualität“, 

erzählt Ted Varley. Darüber hinaus hat die 

künstliche Hand aber auch einen großen 

psychologischen Effekt: „Viele Prothesenträger 

berichten, dass mit der Bebionic ihr 

Selbstwertgefühl gestiegen ist, da sie mit 

ihrer neuen High-Tech-Prothese auf Interesse 

und Faszination stoßen.“ 

In diesem Zusammenhang spielt auch 

das Design der Prothese eine wesentliche 

Rolle; die Verwendung von Aluminium und 

Edelstahl sorgt für eine ansprechende Optik. 

Zudem wurde die äußere Form dem natürlichen 

Vorbild so weit wie möglich nachempfunden. 

„Unser Vorgehen bei der Entwicklung 

der dritten Bebionic-Generation 

war in der Prothetik eher unüblich: Wir 

haben zuerst das Gehäuse entwickelt und 

dann nach Lösungen gesucht, wie die einzelnen 

Komponenten darin untergebracht 

werden können“, betont Varley. „Noch vor 

fünf Jahren wäre dieser Ansatz für eine so 

kleine Hand nicht möglich gewesen – die 

Technologie war noch nicht reif dafür.“ 

Auch der für die Anwendung prädestinierte 

DC-Kleinstmotor der Serie 1024 SR befand 

sich noch in der Entwicklungsphase, als 

Steeper sich 2013 mit seinem Vorhaben an 

Faulhaber wandte. Die Projektteams auf 

beiden Seiten haben dann die Entwicklung 

von Motorserie und Handprothese gleichzeitig 

vorangetrieben. In Großbritannien 

und der Schweiz fanden regelmäßige Treffen 

der Entwicklerteams beider Unternehmen 

statt. An diesen nahm auch der Vermittler 

der Treffen und ausschließlicher Vertriebspartner 

von Faulhaber in Großbritannien, 

Electro Mechanical Systems (EMS), teil. 

Aus dieser Zusammenarbeit sind schließlich 

ein Motor mit einem außergewöhnlichen 

Kraft-Volumen-Verhältnis sowie ein 

maßgeschneiderter Antrieb für den Daumen 

hervorgegangen. 

Starke Leistung dank neuer 

Spulenkonstruktion 

Der DC-Kleinstmotor der Serie 1024 SR 

bietet eine hohe Leistungsdichte. Bei einem 

Durchmesser von 10 mm und einer Länge 

von 24 mm liefert er ein Haltemoment von 

4,6 mNm. Zudem bietet er durch seine 

flache Drehzahl/Drehmomentkurve ein 

konstant hohes Drehmoment über den 

gesamten Geschwindigkeitsbereich. Die 

starke Leistung wird u. a. durch die Entwicklung 

einer neuen Spulenkonstruktion 

ermöglicht, die 60 % mehr Kupfer enthält 

als ihr Vorgänger und mit leistungsstarken 

Seltene-Erden-Magneten kombiniert ist. 

Um für eine möglichst geräuscharme Bewegung 

zu sorgen, sind die Motoren mit 

maßgeschneiderten Planetengetrieben der 

Serie 10/1 ausgestattet. 

„Eine besondere Herausforderung war 

zudem die Entwicklung des Linearantriebssystems, 

das in den Daumen integriert werden 

musste“, ergänzt Tiziano Bordonzotti, 

Vertriebsingenieur bei Faulhaber Minimotor. 

Dank des hochpräzisen Vierpunktlagers der 

Faulhaber-Tochter Micro Precision Systems 

(MPS) konnte der Antrieb mit 49 mm Länge 

deutlich kürzer dimensioniert werden als 

sonst üblich. Die besonderen Eigenschaften 

des Vierpunktlagers ermöglichen es ihm, 

trotz geringer Abmessungen den für die 

Anwendung notwendigen, hohen Axialkräften 

von bis zu 300 N standzuhalten. 

Von dem Ergebnis der Zusammenarbeit 

ist Ted Varley begeistert: „Die Bebionic- 

Hand in Größe S ist zurzeit die realistischste 

myoelektronische Handprothese auf dem 

Markt. Ohne die enge Kooperation mit dem 

Projektteam von Faulhaber wäre es uns 

nicht möglich gewesen, dieses Projekt zu 

realisieren.“ 

Fotos: Steeper, Faulhaber 

www.faulhaber.com 



Zahnriemenachse mit Reinraumzertifizierung 

bis ISO-Klasse 3 

Die Linearachsen LSZ 80 von Bahr können in Reinräumen der 

Klasse A eingesetzt werden, wie das Fraunhofer-Institut bestätigt 

hat. Die Zahnriemenachsen erfüllen demnach die Reinraumkriterien 

der ISO-Klasse 3 bzw. Kategorie 1 des US Federal Standards. 

Zwei Schlauchanschlüsse an den Profilseiten und die optimierte 

Innenkonstruktion sorgen für eine hocheffiziente Absaugung, 

weshalb auch bei höherem Betriebstempo kaum Partikel nach 

außen dringen. Die Linearachsen können so als Positionierlösung 

z. B. in der Chemieindustrie sowie der Halbleiter- und Solartechnologie 

eingesetzt 

werden. Sie werden in 

frei wählbaren Längen 

bis 6 000 mm gefertigt. 

Mit einem nur 2 mm 

über den Führungskörper 

ragenden 

Schlitten eignen sie 

sich auch für beengte 

Einbaulagen. Zur 

Übertragung hoher 

Drehmomente sind sie mit einem innenliegenden HDT-Zahnriemen 

samt Stahlgewebeeinlage ausgestattet. Die Umlenkung kann an 

beiden Stirnseiten eingebaut werden und ermöglicht einen 

spielfreien Drehrichtungswechsel. 

www.bahr-modultechnik.de 

Lineartechnische Systemlösungen 

nach Maß 

Applikationsspezifische 

Systemlösungen im 

Bereich Lineartechnik 

bietet Rodriguez im 

Rahmen seiner 

Value-Added-Products 

an. Der Hersteller 

übernimmt die Auswahl 

der geeigneten Lineartechnik 

und die 

Konstruktion der 

Baugruppe. So wird dem Anwender der zeit- und kostenintensive 

Trial-and-Error-Prozess für die Eigenkonstruktion lineartechnischer 

Subsysteme abgenommen. Für nahezu jede industrielle Anwendung 

verspricht der Anbieter die passende Systemlösung auf Basis von 

Linearführungen sowie mechanischen Antrieben. Ein Beispiel 

dafür ist ein hochgenau produziertes Schweißgestell inklusive 

mechanischen Umbauteilen, das beim Bedrucken von keramischen 

Oberflächen eingesetzt wird. Zum Einsatz kamen hier u. a. 

Kugelumlaufführungen und Kugelgewindetriebe. Ein weiteres 

Beispiel ist eine individuell angefertigte Linearachse für einen 

Hersteller von Laserbeschriftungsanlagen. Bei ihr sind Kugelumlaufführungen 

und Kugelgewindetriebe in ein Aluminiumprofil 

integriert. 


PrecisionLine–PSBN 

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Es wurde speziell entwickelt, um bei hoher Drehzahl 

die maximale Performance zu erreichen. 

Dominik Wolters, Leiter Standardgetriebe Konstruktion &Entwicklung 

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Einfach loslegen 

Neue Schnittstellen zur Robotersteuerung per SPS – programmieren ohne Vorkenntnisse 

Tilo Dobmeier 

In der wirtschaftlichen industriellen 

Fertigung spielt die Interaktion von 

Maschinen und Robotern eine 

entscheidende Rolle. Lange 

mussten beide Systeme getrennt 

voneinander programmiert, 

gesteuert und deren Fehler 

behoben werden. Das soll sich jetzt 

ändern: So lassen sich Roboter 

noch einfacher und ohne 

Robotervorkenntnisse direkt 

in die SPS integrieren. 

Dipl.-Ing. Tilo Dobmeier ist Mitarbeiter im 

Technical Back Office Robotics bei YASKAWA 

Europe GmbH in Allershausen 

In komplexen Produktionsanlagen finden 

sowohl Maschinen als auch Roboter Anwendung. 

Ursprünglich wurden dabei beide 

Systeme unabhängig voneinander über die 

SPS beziehungsweise die Robotersteuerung 

programmiert und bedient. Bei diesem 

konventionellen Zusammenspiel von Robotern 

und Maschinen, das technisch immer 

noch möglich ist, gibt es jedoch einige 

Punkte, die heute einfacher lösbar sind. 

Beispielsweise muss das Bedienpersonal 

bei der konventionellen Methode nicht nur 

in den internationalen Standards der SPS 

geschult sein, sondern auch Kenntnisse in 

der Programmierung sowie der Steuerung 

von Robotern besitzen. Die redundanten 

Programmiervorgänge sorgen zudem dafür, 

dass Fehlerquellen nicht immer sofort 

ersichtlich sind. Das erschwert es, Störungen 

schnell und unkompliziert zu beheben. In 

der Vergangenheit gab es bereits Lösungsansätze. 

So ging um die Jahrtausendwende 

der Trend in die Richtung, Maschinensteuerungen 

in die Robotersteuerung zu integrieren. 

Nachdem SPSen mittlerweile durch 

ihre hohe Leistungsfähigkeit modular 

erweiterbar sind, verfolgt man heute den 

genau gegenteiligen Ansatz: Der Roboter 

soll als eines von vielen Elementen über die 

SPS direkt in die Maschine integriert werden. 

Yaskawa bietet dafür mit Moto Logix eine 

leistungsfähige Lösung. So lassen sich über 

Moto Logix die Roboter aus der Motoman- 

Reihe schnell und unkompliziert über die 

SPS programmieren und steuern. Tiefergehende 

Roboterkenntnisse sind dabei 

nicht erforderlich. 

Ein klarer Schnitt 

Mit Moto Logix hat Yaskawa eine Lösung 

entwickelt, die eine Koordinierung aller 

Achsen in einer Produktionsanlage mit der 

Roboterbewegung ermöglicht. Moto Logix 

besteht aus einer Hardware und einer Software 

zur Programmierung des Roboters 

über die SPS. Aktuell sind neben Profinet 

(S7-300 und S7-1 500 programmiert in TIA- 

Portal) auch die Plattformen Ethernet/IP, 

Powerlink freigegeben. Die Schnittstelle 

verfügt über eine Bibliothek von Funktionsblöcken, 

in der alle Sprachmöglichkeiten 

bereits vorbereitet sind. Somit kann das 

Bedienpersonal direkt über die Bibliothek 

arbeiten. Bit-Folgen für Servos sind nicht 

mehr erforderlich. Durch die Integration 

der Robotersteuerung in die SPS bleiben 

alle Vorteile erhalten. So berechnet die 

Robotersteuerung die Bewegungskinematik 

und garantiert eine hohe Bewegungsqualität. 

Das heißt: Das Know-how in Sachen 

exakte Bewegungsabläufe der Manipulatoren 

bleibt weiterhin. Vor allem bei jeder Art 

von Handling, wie Maschinenbestückung, 

Picking, Packaging, Placing, Palletizing oder 

auch Messen, Prüfen und Sortieren können 

diese Roboter sowie die dazugehörige 

Steuerung ihre vollen Stärken ausspielen. 

Üblicherweise ist der Roboter dabei Sklave 

in der Anlage und beispielsweise als Zusatzachse 

eingebunden. Dabei ist auch eine 

Förderbandsynchronisation möglich. Das 

System zur Förderbandverfolgung ermöglicht 

es z. B., dass der Manipulator Objekte 

auf dem Fließband selbst dann findet, wenn 



sie im Laufe der Beförderung ihre Position verändert 

haben. Durch Sensoren und Kameras 

sind zudem synchronisierte Bewegungen im 

Rahmen komplexer Ablaufsysteme möglich. 

Gegenwärtig können über Moto Logix bis zu 

acht Roboter synchronisiert werden. 

Anschließen und starten 

Bei der konventionellen Methode, Roboter und 

Maschinen interagieren zu lassen, wurde die 

Maschine über die SPS programmiert und gesteuert. 

Das Teach In, also die Programmierung 

des Roboters, wiederumerfolgte über das Programmierhandgerät 

(PHG). Die Job-Struktur 

und die Bewegungspunkte werden dabei in der 

Robotersteuerung abgespeichert, während in 

der SPS eine parallele Bedienstruktur und Bauteilverwaltung 

vorgenommen werden muss. 

Durch die SPS werden dann über einen Bus die 

Jobs aufgerufen. Dabei erfordert die Joberzeugung 

ebenso wie dieWartung Know-how bei der 

Bedienung von Robotern. Das Personal musste 

bislang also gesondert geschult werden. 

Mit Moto Logix ist nun kein PHG mehr nötig. 

Die Robotersteuerung wird direkt und vollständig 

durch die SPS fremdgesteuert. Durch diese 

werden die Bewegungen angestoßen und verfolgt. 

Es ist damit kein Wissen in der Bedienung 

von Robotern mehr erforderlich. Die Bahnsteuerung 

selbst läuft über die Robotersteuerung 

DX200. Damit bleiben die Vorteile der Steuerung, 

insbesondere Bewegungspräzision und Geschwindigkeitskonstanz 

weiter erhalten. Zur Erstinbetriebnahme 

ist also nichts weiter nötig. Der 

Roboter wird angeschlossen und ist über Moto 

Logix dann direkt in die SPS und das Human Machine 

Interface (HMI) eingebettet. Alle Daten sind 

somit ohne Speicherlimit in der SPS gespeichert. 

Von besonderem Vorteil ist außerdem die Möglichkeit, 

die Daten nun problemlos auf dem HMI 

graphisch anzuzeigen. Dort lassen sich auch individuelle 

Darstellungen, wie etwa das Firmenlogo 

oder applikationsspezifische Prozesse, realisieren. 

Die einfache Integration der Robotersteuerung 

in die SPS zahlt sich nicht nur beim Betrieb komplexer 

Produktionsanlagen aus. Mit Moto 

Logix genügen SPS-Kenntnisse zur Steuerung 

von Robotern. Somit entfällt die 

Suche nach robotergeschultem Personal 

beziehungsweise der Aufwand, um das 

Personal darauf umzuschulen. Weltweit 

können Yaskawa-Roboter somit unter gleichen 

Bedingungen betrieben werden. 

01 Mit Moto Logix lassen 

sich Motoman-Roboter 

schnell mit den gängigen 

Programmiersprachen nach 

IEC-61131 in der SPS 

programmieren und 

steuern 

02 Mit Moto Logix lassen sich alle Roboter mit 

einer DX200-Steuerung einfach in komplexe 

Anlagen integrieren 

Fehlerquellen entfallen 

Mit Moto Logix lassen sich alle Yaskawa-Roboter 

mit einer DX200-Steuerung einfach in komplexe 

Anlagen integrieren. Der Roboter wird dabei 

direkt über die SPS programmiert und bedient. 

Dadurch entfallen auch Fehlerquellen, die bislang 

bereits bei der Identifizierung herausfordernd 

sein konnten. Über das HMI lassen sich 

unterschiedliche, individuelle graphische Darstellungen 

realisieren. Die umfangreiche Bibliothek 

wird von Yaskawa bereitgestellt. Um das 

Teach In am Roboter vorzunehmen wird kein 

PHG mehr benötigt. Die Präzision der Bewegungen 

sowie die Geschwindigkeitskonstanz des Roboters 

bleiben dank der Robotersteuerung DX200 

von Yaskawa in vollem Umfang gewährleistet. 

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Smart Wiring – 

was ist das? 

Steckverbinder und Verkabelung für die 

intelligente Produktion 

Hartmut Schwettmann 

Aufgrund der stärkeren Vernetzung intelligenter 

Fertigungsanlagen wird die Gesamtanzahl der 

Kabelverbindungen weiter zunehmen. Modulare und 

standardisierte Steckverbinder müssen ihren Teil dazu 

beitragen, Automatisierung und Motoranschluss flexibler 

und effizienter zu gestalten. Mit dem Konzept des 

„Smart Wiring“ weist Phoenix Contact seinen 

Industrie-Steckverbindern eine tragende Rolle zu. 

Bei der „Smart Factory“ verschmelzen Informationstechnik, 

Telekommunikation 

und Produktionstechnik zu einer digitalen 

Fabrik, die sich selbst steuert. Industrie 4.0 

setzt voraus, dass Maschinen und Anlagen 

nicht nur untereinander kommunizieren, 

sondern mit vielen weiteren Instanzen innerhalb 

und außerhalb des Unternehmens. 

Die Werkstücke kommunizieren mit den 

Fertigungsanlagen – die Produkte sind identifizierbar 

und jederzeit lokalisierbar. 

Das Konzept 

Die erforderlichen Systeme werden als 

Cyber Physical Systems (CPS) bezeichnet. 

Diese Umgebung beinhaltet die Mechanik 

der Maschinen, die Bedienung über Human 

Machine Interfaces (HMI), die Automatisierungstechnik 

sowie die Verknüpfung der 

Prozesse innerhalb des Unternehmens und 

darüber hinaus. Dazu bedarf es einer 

durchgehend digital vernetzten Struktur 

über die komplette industrielle Produktionskette 

hinweg. Nur wenn die dabei anfallenden 

großen Datenmengen in Echtzeit 

verarbeitet werden, ist eine individualisierte 

Produktion bis zur Losgröße 1 wirtschaftlich. 

Ein Unternehmen, das diese Strukturen 

frühzeitig umsetzt, kann zahlreiche Wettbewerbsvorteile 

realisieren, wenn eine Differenzierung 

über die Produktqualität alleine 

nicht mehr ausreicht. 

Dipl.-Ing. (FH) Hartmut Schwettmann ist Leiter 

Marketing Industrial Field Connectivity bei der 

Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg 

Einer der Schlüssel für eine durchgehende 

Digitalisierung und Vernetzung liegt in der 

fehlerfreien und einfachen Verbindung der 

Maschinen und Systeme. Die zuverlässige 

und wirtschaftliche Vernetzung unterschiedlichster 

Instanzen – vom „shop floor“ 

bis zum „top floor“ – spielt für die Prozess-, 

Signal- und Bedien-Peripherie eine wichtige 

Rolle. Dabei greift das Konzept des „Smart 

Wiring“. 

Drei Lebensadern in 

einem Steckverbinder 

Im Sinne einer hochintegrierten Modularisierung 

von Maschinen und Anlagen bietet 

es sich an, die Übertragung von Daten, Signalen 

und Energie in einem Steckverbinder 

zusammen zu fassen. Denn wenn nur ein 

Steckverbinder gesteckt oder getrennt werden 

muss, können Anlagen mit geringem 

Aufwand errichtet und umgerüstet werden. 

Mit Heavycon Modular bietet Phoenix 

Contact eine Lösung zur Übertragung von 

Leistung, Signalen und Daten über einen 

Steckverbinder. Der Steckverbinder wird 

aus einer Vielzahl von Modulen zusammengestellt, 

die in den neu entwickelten Snap- 

In-Rahmen mit Feder eingerastet werden. 

Je nach Größe des Steckverbinders können 

2, 3, 4 oder 6 Module in einem Rahmen 

befestigt werden. Die Module sitzen in der 

vorgesehenen Position lagerichtig fest, 

ohne sich zu lösen – ein Verkanten oder 

Verschieben der Module im Rahmen ist 

ausgeschlossen. Durch die Vielzahl der 

einsetzbaren Module sind der Anwendung 

kaum Grenzen gesetzt. 

Die Datenübertragung erfolgt über geschirmte 

Kupfer- oder Lichtwellenleiter, 

dazu stehen Module zum Anschluss von 

RJ45-Steckverbindern zur Verfügung. Eingesetzt 

werden können fertig konfektionierte 

und geprüfte RJ45-Patch-Leitungen, und 

für die Konfektionierung vor Ort kann die 

IDC-Anschlusstechnik (Insulation Displacement 

Connection – isolationsverdrängende 

Schneidklemm-Anschlusstechnik) 

auf der Basis von RJ Industrial genutzt 

werden. Ein zusätzliches Modul kann einen 

RJ45-Steckverbinder mit Crimp-Anschluss 

aufnehmen. Bei einem Cat6-Modul zur 

Smart Wiring – 

kompakt 

n Wo es auf schnelles Umrüsten und 

eine hohe Verfügbarkeit ankommt, 

sind modulare Industrie-Steckverbinder 

die optimale Lösung 

n Mit den kompakten standardisierten 

M12-Schnittstellen lassen sich 

auch Komponenten unterschiedlicher 

Hersteller schnell und sicher 

verbinden 

n Mit optimal vernetzten Anlagen 

werden auch kleine Losgrößen 

wirtschaftlich 

n Die richtig gewählte Verkabelung 

schafft Zukunftssicherheit – auch 

für hohe Datenübertragungsraten 

in hochkomplexen Anlagen 



Gigabit-Übertragung sind die Aderpaare auch 

im Steckverbinder geschirmt, und durch den 

Gesamtschirm im Modul ist eine störungsfreie 

Datenübertragung sichergestellt, selbst 

wenn gleichzeitig Energie übertragen wird. 

Bei extrem hoher EMV-Belastung können 

auch Lichtwellenleiter verwendet werden – 

etwa die SC- und LC-Kontakte von Phoenix 

Contact. Dabei kann auf unterschiedliche 

konfektionierte Lichtwellenleiter zurückgegriffen 

werden – das Anwendungsfeld 

erstreckt sich durchgängig von der Anlagenbis 

zur Netzwerktechnik. 

Auch Signale von Sensoren und Aktoren 

werden über Heavycon angebunden, zur 

Verfügung stehen Einzelmodule mit bis zu 

25 Kontakten. Da ein reiner Signal-Steckverbinder 

bis zu sechs Module hat, ergibt 

sich bei 25 Kontakten pro Modul eine 

Packungsdichte von 150 Kontakten pro 

Steckverbinder. 

Zum Zuge kommt hier auch die inzwischen 

im Markt etablierte Push-in-Technik – um 

Leistung einfach anschließen zu können. So 

steht auch den Industrie-Steckverbindern 

der Serie Heavycon Modular ein Modul mit 

Push-in-Anschluss zur Verfügung. Die 

Einzellitzen werden mit einer Aderendhülse 

versehen, die vorbereitete Litze wird in die 

Kontaktkammer eingeschoben und schon 

ist der Kontakt hergestellt. Der Anschluss ist 

vibrationssicher und langlebig und für bis 

zu 400 V und 16 A einsetzbar. Zusätzlich 

steht eine große Anzahl an Leistungsmodulen 

für Spannungen bis 5 000 V und Ströme 

bis 200 A zur Verfügung. 

Universal-Genie M12 

Wenn es darum geht, Leistung, Daten und 

Signale zuverlässig und bequem zu verkabeln, 

hat sich eine Bauform etabliert, die 

auch beim Konzept des Smart Wiring eine 

dominante Rolle spielt: der M12-Steckverbinder. 

Ursprünglich für die Verkabelung 

von Sensoren, Näherungsschaltern und 

Lichtschranken konzipiert, hat sich M12 

inzwischen zum führenden Anschlusssystem 

für Sensoren und Aktoren entwickelt. Die 

Komponenten sind robust und anwenderfreundlich, 

die Polbilder sind international 

standardisiert, und spezielle international 

einheitliche Kodierungen verhindern ein 

Fehlstecken. Zeitsparende Anschlusskonzepte 

beschleunigen die Inbetriebnahme, 

und übersichtliche Installationen vereinfachen 

die Diagnose im Fehlerfall. 

Experten gehen von einem jährlich wachsenden 

Datenvolumen im zweistelligen 

Prozentbereich aus – hier bietet der M12- 

Steckverbinder mit X-Codierung auf der 

Basis des Cat6A-Standards ausreichende 

Reserven. Hierfür – sowie für die häufig verwendeten 

Cat5-Verkabelungen auf Basis 

02 Modulares Steckverbindersystem für 

Daten, Signale und Leistung 

der 4-poligen D-Codierung – bietet Phoenix 

Contact ein umfassendes Produktprogramm 

an fertig konfektionierten Leitungen und 

feldkonfektionierbaren Steckverbindern. 

Gerade bei neuen Projekten empfiehlt 

es sich, auf eine großzügig ausgelegte 

Netzwerkinfrastruktur mit einer Cat6A- 

Verkabelung zu setzen. Hier eignen sich 

vierpaarige Kupferleitungen vom Typ S/ 

FTP, die über eine eigene Abschirmung für 

jedes Aderpaar sowie über einen Gesamtschirm 

verfügen. Die Aderpaar-Schirmung 

wird im Steckverbinder bis in das X-codierte 

Steckgesicht hinein aufrechterhalten, um 

die Übertragungsqualität zu optimieren. 

Aber auch wenn vorkonfektionierte Leitungen 

mit angespritztem M12-Steckverbinder 

nicht sinnvoll sind, müssen die 

Installationskosten nicht zwangsläufig steigen. 

Mit den geschirmten konfektionierbaren 

Steckverbindern werden 10-Gigabit- 

Netzwerkleitungen in wenigen Augenblicken 

bequem und sicher angeschlossen. Mit der 

IDC-Anschlusstechnik werden lediglich die 

Leitungen abgemantelt, der Schirm abgesetzt, 

die Einzeladern in farblich codierten 

Klemmfächern fixiert und bündig abgeschnitten. 

Mit dem dann folgenden Verschrauben 

der Steckverbinder-Hälften 

kontaktieren die Schneidklemmen die 

01 Das Cyber Physical System 

(CPS) umfasst Hard- und Software 

03 Das M12-Produktprogramm ermöglicht 

standardisierte Verkabelungslösungen in 

kompakter Bauform 

Adern – Anschluss und Schirmverbindung 

vom Kabel zum Gehäuse sind damit hergestellt. 

Der M12-Steckverbinder hat sich nicht 

nur für die Datenübertragung weiterentwickelt 

– auch für Spannung und Strom 

ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten. 

Dank seiner kleinen Bauform und 

der einfachen Verriegelung kommt der M12 

bei beengten Platzverhältnissen zum Einsatz. 

Mit den neuen international standardisierten 

Kodierungen, die das Produktprogramm 

von Phoenix Contact umfasst, 

sind viele neue Applikationen möglich. Die 

K- und S-codierten Varianten des M12- 

Leistungssteckverbinders sind für eine 

AC-Spannungsversorgung mit 630 VAC und 

16 A ausgelegt. Sie ermöglichen eine platzsparende 

Anbindung von AC-Motoren und 

-Antrieben sowie von Frequenzumrichtern, 

Motorschaltern, Stromversorgungen oder 

Beleuchtungssystemen. Die L- und T-codierten 

M12-Leistungssteckverbinder wurden 

für die DC-Niederspannungsversorgung 

für bis zu 63 V und 16 A konzipiert. 

Damit werden zum Beispiel E/A-Module, 

Netzwerkgeräte oder Motoren bequem mit 

Leistung versorgt. 

www.phoenixcontact.de 



Schmierfreie Linearachse 

mit schnellen Steilgewinden 

Klein, leicht und flach – 

das sind die Eigenschaften 

der Miniatur-Linearachse 

Drylin SLN-27, die Igus 

vorstellt. In Kombination 

mit den Dryspin Steilgewinden 

lassen sich neben 

einfachen Handlingaufgaben 

damit auch 

blitzschnelle Sensorverstellungen 

mit Schrittoder 

DC-Motor kostengünstig realisieren. Die neue schmiermittelfreie 

Miniatur-Linearachse Drylin SLN-27 eignet sich insbesondere 

für Zustellbewegungen mit geringem Gewicht. Die kompakte 

Einheit kann so für Sensorverstellungen ebenso wie für leichte 

Handlingaufgaben in der Geräte- und Labortechnik eingesetzt 

werden. Sie basiert dabei auf der Miniaturgleitführung Drylin N 

mit einer Schienenbreite von 27 mm. Die Werkstoffe und das Design 

machen diese Miniaturgleitführung zu einem kostengünstigen 

und flexiblen System. Die Führungsschiene besteht aus stabilem, 

eloxiertem Aluminium. Mit ihren kompakten Abmessungen 

(22 mm Höhe und 28 mm Breite) eignet sich die Lineareinheit 

vor allem für beengte Platzverhältnisse. Aufgrund der Kunststoffgleitlager 

in den Spindellagerungen und Führungsschlitten ist 

das System komplett schmiermittel- und wartungsfrei. 

www.igus.de 

In Zuführanlage integriertes 

3D-Bin-Picking 

Bei der 35. Auflage der Motek setzt Denso Robotics auf zwei 

aktuelle Themen: Zum einen präsentiert das Unternehmen ein 

optimiertes 3D-Bin-Picking im Zusammenspiel mit der innovativen 

Eyefeeder-Zuführanlage, zum anderen steht die neue Scara- 

Roboterserie für noch mehr Effizienz und Zuverlässigkeit bei 

automatisierten Anwendungen im Fokus. Ein Highlight ist eine 

Premiere, die den nächsten Schritt zum marktreifen 3D-Bin-Picking 

zeigt: Dabei wird erstmals das durch Enshape Sensortechnik noch 

schnellere 3D-Bin-Picking mit der bereits bewährten Eyefeeder- 

Zuführanlage kombiniert. 

Das 3D-Bin-Picking weist 

eine Zykluszeit von 1,6 bis 

2 Sekunden auf. Neu bei 

diesem 3D-Bin-Picking ist die 

Kamera von Enshape, einem 

Unternehmen aus Jena, das 

die schnellen und präzisen 

3D Sensoren zum System 

beisteuert. Es besteht aus 

einem Denso-Roboter der 

VS-Serie, der Enshape Sensorik 

sowie einem PC. Das System ist 

so leistungsstark, dass es die 

nächste Phase für ein zuverlässiges, schnelles 3D-Bin-Picking 

für Kleinroboter einleitet. Zudem präsentiet das Unternehmen 

den Real High Speed Roboter: Die neue HSR-Serie von Denso 

Robotics macht ihrem Namen alle Ehre und umfasst drei Modelle; 

die vierachsigen Scara-Roboter sollen automatisierte 

Anwendungen, u. a. Pick-and-Place, künftig noch zuverlässiger 

und damit effizienter machen. Denn die neue Serie – basierend 

auf einer Weiterentwicklung der HS-Serie – kann eine hohe 

Anzahl von Zyklen je Minute umsetzen: kontinuierlich, 

unkompliziert und zuverlässig. Das Ziel: Der Roboter soll bei 

industriellen Anwendungen prompt reagieren, dauerhaft mit 

optimaler Geschwindigkeit arbeiten und einen Arbeitsvorgang 

exakt abschließen. 

www.densorobotics-europe.com/de 

Blasventile mit Drossel für eine 

sanfte Vakuumregelung 

HBI ANTRIEBE 

Leistungsfähig dank 

integrierter Regelelektronik 

• Drehstrom- Synchronmotor für den 

dezentralen Betrieb 

• Positionierfunktionalität 

(Stand-Alone, CANopen®) 

• kundenspezifische Ausführungen 

www.engelantriebe.de 

Produktseite 

HBI Antriebe 

Für den sanften Umgang mit fragilen und sehr leichten Bauteilen 

hat SMC die Ventilserie New SY um zwei Vakuum-Blasventile mit 

eingebauter Drossel erweitert. Sie eignen sich für das Handling 

bei hohen Taktzahlen in der Fertigung von z. B. optischen Linsen, 

elektronischen Komponenten oder Sensoren. Die Modelle 

SY3AxR und SY5AxR können beliebige Werkstücke ansaugen, 

für festen Halt beim Transport sorgen und durch kontrollierten 

Abbau des Vakuums schonend und sicher in der gewünschten 

Position freigeben. Wie die anderen Ventile der Serie lassen sie 

sich vielfältig auf einer Mehrfachanschlussplatte kombinieren. 

Die 2 x 2/2-Wege Vakuum-Blasventile verfügen über 

einen gemeinsamen Arbeitsausgang und sind in 

einem Gehäuse integriert. Der Durchfluss 

von Blasluft wird über eine manuell einstellbare 

Drossel im Arbeitsbereich von 0 bis 

0,6 bar geregelt. Vakuumseitig sind sie für 

einen Bereich von - 100 bis + 0,7 kPa ausgelegt. 

www.smc.de 


Engel.indd 1 07.09.2016 13:27:21


Robuste Linearführungen für 

individuelle Lösungen 

Linearführungen von Hegra sind ab sofort Teil des Sortiments der Rollon- 

Gruppe. Die Führungssysteme und Teleskopschienen sind insbesondere 

für Industrie, Fahrzeug-, Maschinen- und Flugzeugbau geeignet. Die 

Teilauszüge in 11 Baugrößen und -formen sind mit Auszugslängen von 

130 bis 660 mm erhältlich und können bis zu 750 N pro Paar tragen. Sie 

werden von 14 mm Breite und 26 mm Höhe bis zu 35 mm Breite und 

150 mm Höhe gebaut. Durch die Kombination zweier Einzelführungen gibt 

es auch 14 Vollauszugstypen. Für die schwerlastfähigen Schienensysteme 

mit Voll- und Teilauszug gibt es 12 Größenstufen für Lasten zwischen 0,6 

und 17,5 kN pro Schienenpaar. Die Teleskopschienen aus Stahl sind 

verzinkt, mit Cr-6-freier Dickschichtpassivierung behandelt und somit 

Reach-konform. Alle Schienen und Führungen können mit verschiedenen 

Oberflächen und Farben geliefert werden. Dazu kommen Edelstahlvarianten 

für anspruchsvolle Umgebungen und hygienische Anwendungen. 

www.rollon.de 

Mechanische Aufweitung 

vereinfacht Vollautomation 

Eine wirtschaftliche Alternative zu hydraulischen 

Dehnspannzeugen in der Metallbearbeitung ist der 

patentierte mechanische Dehnhülsen-Spanndorn 

HDDS von Ringspann. Er zeigt eine Rundlaufgenauigkeit 

von ≤ 5 µm, kann Werkstücke mit Bohrungen bis 

Toleranzklasse IT10 aufnehmen und reduziert beim 

vollautomatisierten Einsatz den Aufwand für die 

erforderliche Zuführ- und Positioniertechnik. Das 

Innenspannsystem lässt sich auch problemlos für 

Werkstücke mit sehr kurzen Spannlängen einsetzen: 

Der Dehnhülsen-Spanndorn übt einen Plananzug aus, 

bei dem das Werkstück gegen eine Anlage gedrückt 

und ausgerichtet wird – womit auch das exakte 

Zentrieren und Spannen von Werkstücken mit kurzen 

Spannlängen gewährleistet ist. 

Selbst Bohrungen, die z. B. von 

einer Nut unterbrochen sind, kann 

er ohne Hilfsmittel sicher und 

präzise aufnehmen. Insbesondere 

Herstellern von Zahnrädern und 

Anwendern in der Feinzerspanung 

bietet sich 

das System an. 

www.ringspann.com 

Elatech.indd 1 16.09.2016 12:59:24 



Linearmotorenfamilie bekommt Zuwachs 

Hiwin erweitert die Familie seiner 

UL-zertifizierten Synchron- 

Linearmotoren LMSA um 

weitere Baugrößen und optimiert 

so seinen Baukasten im oberen 

Leistungsbereich. Die mit 36 mm 

Gesamthöhe sehr flachen, eisenbehafteten 

Linearmotoren zeichnen sich 

durch eine hohe Kraftdichte, also wenig Masse 

bei gleichzeitig hohen Kräften, aus. Bei Linearmotoren 

gilt immer F = m × a. Je geringer also die 

Motormasse, umso mehr Kraft bleibt für den Vorschub. Die 

kompakten Kraftpakete erreichen Geschwindigkeiten von bis 

zu 20 m/s − und das ganz ohne zu ruckeln. Denn die Ingenieure 

des Herstellers haben die Motoren so optimiert, dass sie eine 

maximale Gleichlaufgüte erreichen. Durch das Baukastensystem 

lassen sich beliebig lange Achsen mit beliebig vielen, unabhängig 

voneinander fahrenden Antrieben in wenigen Schritten auf die 

Anforderungen abstimmen. 

www.hiwin.de 

Inserentenverzeichnis Heft 10/2016 

ACE Stoßdämpfer, Langenfeld................61 

Altra Industrial Motion, 

USA-Braintree..............................................27 

ANT GmbH, Schweinfurt..........................85 

ATEK Antriebstechnik, Rellingen............43 

Automation24, Essen.................................. 5 

B&R Industrie-Elektronik, 

Bad Homburg...............................................17 

Beckhoff, Verl................................................11 

BRECO, Porta Westfalica....................45, 55 

C + M, Issum.................................................25 

COG C. Otto Gehrckens 

GmbH & Co. KG, Pinneberg.....................23 

ContiTech, Hannover.................................31 

Eichenberger Gewinde AG, CH-Burg....29 

Elatech, I-Brembilla....................................95 

Engel, Walluf................................................94 

FTG, Triberg...................................................75 

Hilger u. Kern, Mannheim........................61 

HIWIN, Offenburg.......................................77 

HSB Automation, Reutlingen..................97 

Igus, Köln........................................................96 

IMS Gear, Donaueschingen.....................41 

Isabellenhütte Heusler, Dillenburg.......63 

Jenaer Antriebstechnik, Jena..................57 

JVL, DK-Birkerød...........................................40 

KBK, Klingenberg........................................83 

KML, A-Wien.................................................49 

LTI Motion, Lahnau.....................................91 

maxon motor, München............................ 7 

Mayr, Mauerstetten...................................15 

Megadyne, I-Mathi.....................................81 

Meorga, Nalbach.........................................10 

Mulco-Europe, Garbsen.......................4. US 

Neugart, Kippenheim................................89 

Orbit, Wolfenbüttel....................................25 

Portescap, CH-La Chaux-de-Fonds........98 

R+W, Klingenberg......................................... 9 

Reich, Bochum.............................................28 

RK Rose+Krieger, Minden.........................19 

Rodriguez, Eschweiler................................99 

Rotek, Bremerhaven...................................23 

Rotor Clip, USA-Somerset.........................12 

Schlösser, Mengen......................................35 

SEW-Eurodrive, Bruchsal.....................2. US 

SMC Pneumatik, Egelsbach.....................13 

Tandler, Bremen...........................................33 

TOX Pressotechnik, Weingarten.............. 3 

Uhing, Mielkendorf....................................74 

Welter, Erftstadt..........................................14 

WITTENSTEIN alpha, Igersheim.............37 

Zimmer, Ettlingen.......................................87 

Beilage: 

Meorga, Nalbach (Teilbeilage) 

Linearführungsprodukte hautnah erleben 

Hepco Motion präsentiert auf der Motek u. a. ein Führungssystem 

für das Beckhoff XTS (Extended Transport System). Die Lösung 

verbindet Hepcos PRT2- und 1-Trak-Führungssysteme mit 

Beckhoffs linearem XTS-Transportsystem und ist die ideale 

Lösung für anspruchsvollere XTS-Anwendungen mit besonders 

komplexen Bewegungsprofilen und hohen 

Anforderungen an die Langlebigkeit. 

Darüber hinaus können Besucher auch das 

1-Trak-System begutachten, das Designern 

bei der Entwicklung zweidimensionaler 

Schienensysteme absolute Freiheit lässt. 

Es eignet sich bei begrenzten Grundflächen, 

da platzsparende Kurven mit engem Radius 

möglich sind und das System passend zu 

bereits bestehenden Maschinen maßgefertigt werden kann. 

Mit 1-Trak werden Konstruktionen möglich, die zuvor als nicht 

realisierbar oder zu teuer abgetan wurden. Darüber hinaus stellt 

das Unternehmen sein Kernprodukt GV3 aus. Dieses eignet sich 

für eine große Bandbreite an Automatisierungs- und Linearanwendungen 

und kann unter den 

unterschiedlichsten Bedingungen 

eingesetzt werden – vom Reinraum bis 

hin zu rauen Umgebungen. Als eines der 

geräuschärmsten Linearsysteme auf dem 

Markt bietet GV3 hohe Geschwindigkeiten 

von bis zu 8 m/s. 

www.hepcomotion.com 

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Kasten spart Kosten ... drylin 

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Schmierfreie Lineartechnik aus dem größten Baukasten 

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unempfindlich gegen Staub und Schmutz. Schnell und einfach 

konfiguriert und montiert, bis hin zu leichten Linien-, 

Flächen- und Raumportalen. Als Sonderlösung individuell 

entwickelt oder als Einzelkomponente und Komplettsystem 

ab 24 h geliefert. 

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Igus.indd 1 14.09.2016 12:13:28 



Steuerungssysteme mit mehr Performance 

Pilz stellt auf der Motek Produkte und Lösungen für die komplette Automation vor. 

Im Mittelpunkt des Messeauftritts stehen sichere Antriebslösungen Safe Motion 

sowie die sicherere Sensorik PSEN. Dazu gehören auch das neue offene, externe 

Steuerungssystem PMCprimo MC mit mehr Leistung, das dem bisherigen antriebsintegrierten 

Steuerungssystem PMCprimo C gegenübersteht. Bei PMCprimo C lässt 

sich die Motion-Control-Karte einfach in den Servoverstärker PMCprotego D stecken. 

Zusammen mit der Sicherheitskarte PMCprotego S entsteht eine sichere, kompakte 

und vielseitige Antriebslösung. Auch lassen sich durch das Plus an Leistung höhere 

Zykluszahlen erreichen. Mit der Sicherheitskarte kann der Servoverstärker zusätzlich 

um Safe-Motion-Funktionen erweitert werden. Das Zusammenspiel von 

Sensorik, Steuerungs- und Antriebstechnik sowie Visualisierung können Messebesucher 

an einem mit Pilz-Produkten ausgestatteten automatisierten Tischkicker 

(Bild) ausprobieren. 

www.pilz.de 

Robuste 

Wellendichtringe 

Mit den radialen KBT-Wellendichtringen 

von Knapp werden 

rotierende Teile, z. B. Wälzlager, 

in einem Gehäuse nach außen 

und innen abgedichtet. Sie 

bestehen aus einer elastomeren 

Membran in Form einer 

Dichtlippe und einem 

ummantelten metallischen 

Versteifungsring. Sie werden 

meist aus dem Werkstoff NBR 

gefertigt, der für eine hohe 

Abriebfestigkeit und eine 

Temperaturbeständigkeit von 

– 35 bis + 100 °C steht. Für 

spezielle Anforderungen stehen 

auch andere Materialien wie 

PTFE, HNBR oder ACM zur 

Auswahl. Die Dichtringe 

werden mit festem Sitz im 

Gehäuse eingebaut. Ihre 

Dichtlippe läuft auf der 

Oberfläche der sich drehenden 

Welle und wird meist von einer 

Schraubfeder radial auf die 

Wellenoberfläche vorgespannt. 

Um Verschleiß an der Gummilippe 

zu vermindern und auf 

diese Weise die Dichtwirkung 

lange zu gewährleisten, wird 

die Welle im Bereich der 

Dichtungslauffläche drallfrei 

geschliffen sowie gehärtet. 

Bei Rotation schwimmt die 

Dichtlippe auf dem gebildeten 

Schmierfilm auf. 

www.knapp-waelzlagertechnik.de 

Portal-Lineareinheit 

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• für dynamische Anwendungen 

• tausendfach bewährte Laufrollenführung 

• große Hübe realisierbar 

Lineartechnik 


Handhabungstechnik 

sigma 

Kugelgewindetrieb 

kgt 

HSB Automation GmbH 

72766 Reutlingen •In Laisen 74 

Tel.: 07121 14498-0 

www.hsb-automation.de

IMPRESSUM 

erscheint 2016 im 55. Jahrgang, ISSN 0722-8546 

Redaktion 

Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Dirk Schaar, 

E-Mail: d.schaar@vfmz.de 

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) 

Redaktion: Diplom-Medienwirtin (FH) 

Marie-Kristin Krueger, E-Mail: m.krueger@vfmz.de, 

Alexandra Pisek M.A., E-Mail: a.pisek@vfmz.de, 

Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: Angelina Haas, 

Tel.: 06131/992-361, E-Mail: a.haas@vfmz.de, 

Gisela Kettenbach, Melanie Lerch, Ulla Winter 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

Anette Fröder, Doris Buchenau, Sonja Schirmer, 

Mario Wüst 

Chef vom Dienst 

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer 

Anzeigen 

Oliver Jennen, Tel. 06131/992-262, 

E-Mail: o.jennen@vfmz.de 

Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung 

Tel. 06131/992-250, E-Mail: a.benthin@vfmz.de 

Anzeigenpreisliste Nr. 52: gültig ab 1. Oktober 2015 

www.vereinigte-fachverlage.info 

Leserservice 

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Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266 

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eingereicht oder bereits veröffentlicht wurden. 

Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen. 

Mitglied der Informations-Gemeinschaft 

zur Feststellung der Verbreitung von 

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin. 

Bestimmt kein Bewegungsneurotiker 

Heben und Drehen sind in der 

Automation häufig vorkommende 

Bewegungen. Vielfach sind jedoch 

für jede Funktion zwei unterschiedliche 

Maschinenelemente im Einsatz. 

Mit dem Hub-Dreh-Modul kombiniert 

Dr. Tretter beide Funktionen in eine 

Einheit: Auf einer Hohlwelle wird eine Wendelnut eingeschliffen – 

wie beim Kugelgewindetrieb – und darüber hinaus mehrere 

Längsnuten – wie bei der Drehmomentkugelbuchse. Auf dieser 

Welle sind nun zwei drehbar gelagerte Flanschmuttern angeordnet, 

die jede für sich, i. d. R. durch einen Servomotor, angetrieben 

werden. Damit lassen sich verschiedene Antriebszustände 

realisieren, die zu unterschiedlichen Bewegungszuständen der 

Welle führen: translatorisch, rotatorisch und kombiniert. 

www.tretter.de 

Automatisierungssysteme 

modular aufgebaut 

Mit Standardkomponenten von Baumüller lassen sich individuelle 

Automatisierungssysteme modular aufbauen. Das vielfältige 

Portfolio dafür umfasst Umrichter, Motoren – z. B. Servo-, Linearund 

Scheibenläufermotoren – Steuerungstechnik, einen 

Softwarebaukasten und Service. Als Systemanbieter projektiert 

Baumüller die Hard- und Software nach Kundenwunsch. Dabei hat 

der Hersteller immer die Vernetzung der Maschinen und Anlagen 

im Blick, um Neu- und Bestandsmaschinen fit für Industrie 4.0 zu 

machen. Eine kompakte Bauweise erlaubt Freiheiten beim 

Maschinendesign und spart Platz sowie Verkabelung, z. B. beim 

DSDI-Kleinservomotor, bei dem die Regel- und Leistungselektronik 

direkt integriert ist. 

Dazu kommen diverse 

Steuerungskomponenten 

wie Box-PCs mit HMIs 

und SPSen, die das 

Handlingsystem über 

die zentrale Maschinensteuerung 

oder 

alternativ als eigenständige 

Einheit 

ansteuern lassen. Seit 

kurzem ergänzt der für 

Robotik- und Handlinganwendungen ausgelegte Mehrachsregler 

B Maxx 5800 das Umrichterportfolio. Durch die Kombination der 

sechs unabhängig regelbaren Achsen in einem Regler ist die 

Kommunikation im System deutlich schneller im Vergleich zu 

separaten Achseinheiten. Branchenunabhängig kann der dezentrale 

Servoantrieb B Maxx 2500 eingesetzt werden, eine kompakte 

Antriebslösung mit geringem Verdrahtungsaufwand und hoher 

Flexibilität. 

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Bürstenloser DC-Antrieb und robustes Schneckengetriebe für wartungsarmen Betrieb 

Die MM Engineering Förderbänder der Serie FB10 überzeugen 

durch innenliegende bürstenlose DC-Antriebe mit integriertem 

Motorcontroller. Diese Förderbänder kommen in verschiedensten 

Branchen zum Einsatz beim Transport von Kleinteilen und 

Schüttgut, z. B. unter Stanzwerkzeugen, bei Trocken- und Sortierstrecken 

oder zur Teilekontrolle mittels Kamera. Nun stellt das 

Unternehmen mit dem FB14 eine Variante mit außen 

angebrachtem, leistungsstärkerem 24 V Gleichstrommotor 

mit Schneckengetriebe vor. 

Dieses System ist konzipiert für schwereres, 

größeres Transportgut bis 10 kg und höhere 

Bandgeschwindigkeiten bis 45 m/min. Für 

automatisierte Prozesse verfügt der verschleißarme, 

bürstenlose 24 V DC-Motor über einen 

integrierten Motorcontroller zur Drehzahlregelung 

per 0...10 V-Signal. Wahlweise kann der Anwender die Geschwindigkeit 

auch über ein Potentiometer vor Ort einstellen. Weitere 

Funktionen sind die Ein-Aus-Schaltung, die Kurzschlussbremsung 

und der Drehrichtungswechsel. Am Impulsausgang stehen zwei 

Impulse pro Motorumdrehung zur Verfügung. Zusammen mit 

dem robusten Schneckengetriebe ist ein 

wartungsarmer Betrieb möglich. Das FB14 gibt 

es mit Gurtbreiten von 35 bis 400 mm und 

Längen bis 4 000 mm. An der Umlenkseite lässt 

sich eine rollende Messerkante mit 15 mm 

Durchmesser einbauen für einen schonenden, 

stufenfreien Übergang an die nächste 

Förderstrecke. 

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Profilschienenführungen 

mit 

erhöhter Laufkultur 

Mit den Baureihen SPR und SPS 

bietet THK Profilschienenführungen 

mit Kugelkette an, die 

über eine hohe Steifigkeit und 

eine sehr kleine Welligkeit 

verfügen. Durch 8-reihige 

Laufrillen, einen kleineren 

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Kugeldurchmesser und eine 

längere Gesamtlänge des 

Führungswagens steht pro 

Führungswagen eine größere 

Anzahl von tragenden Kugeln 

mit kleinerem Durchmesser zur 

Verfügung. Im Normalfall wird 

der Wagen durch die wechselnde 

Anzahl der tragenden Kugeln 

beim Aus- und Eintritt in die 

Belastungszone unterschiedlich 

belastet und gibt entsprechend 

unterschiedlich nach, was den 

Lauf wellig macht. Bei diesen 

Modellen ist dieser Effekt nur 

noch im unteren zweistelligen 

nm-Bereich vorhanden, 

wodurch sie mit hydrostatischen 

Führungen vergleichbar sind. 

Ihre Steifigkeit liegt bei 0,4 mm/ 

kN bei SPS25LR mit C0-Vorspannung. 

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hochpräziser Maschinen 

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Zykloiden höherer Stufe − 

Alternative für formschlüssige 

Welle-Nabe-Verbindungen 

Marcus Selzer, Masoud Ziaei 

Die gegenwärtig eingesetzten Normprofile für 

formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen (WNV) 

können die erhöhten technischen Anforderungen 

nicht mehr zufriedenstellend erfüllen. Vor allem die 

erforderliche Reduktion des Bauraums sowie der 

Masse steht hierbei im Widerspruch zu einer stetig 

steigenden Belastung der Verbindung. Lesen Sie mehr 

in Teil 1 der Serie. 

01 Profilkonturen auf Basis der Zykloiden höherer Stufe, 

entsprechend [4] 

D 

as nach [1] genormte P3G-Profil besitzt gegenüber der nach [2] 

genormten Evolventenverzahnung mechanische Vorteile aufgrund 

seiner kontinuierlichen Kontur und der damit sehr geringen 

Kerbwirkung. Der vergleichsweise geringe Formschluss dieser 

Profilkontur führt jedoch zu einer großen Aufweitung und damit 

hohen Umfangsbeanspruchung in der Nabe, welche ein Aufplatzen 

selbiger und damit Versagen der Verbindung verursachen kann. 

Das genormte Evolventenzahnprofil besitzt hingegen einen bedeutend 

größeren Formschluss aufgrund steilerer Flanken sowie einer 

höheren Zähne- bzw. Mitnehmerzahl. Damit ergeben sich günstigere 

mechanische Eigenschaften vor allem in der Nabe. Bei diesem 

Profiltyp führt jedoch der kleine Radius im Zahnfußbereich der 

Welle zu einer scharfen Kerbe. In Kombination mit der lasteinleitungsseitigen 

Nabenkante kommt es hier zur Kerbüberlagerung 

und einer damit verbundenen Spannungsüberhöhung, welche 

einen Bruch des Zahnfußes verursachen kann. Die Symbiose des 

evolventischen Zahnwellen- mit dem P3G-Profil könnte die jeweiligen 

verbindungsspezifischen Vorteile vereinen. Eine mögliche Profilform 

stellen hierbei die Zykloiden höherer Stufe dar, deren Kerbwirkung 

durch stufenlos verstellbare Exzentrizitäten sowie eine variable 

Mitnehmerzahl beeinflussbar ist. Die geometrischen Eigenschaften 

derartiger Zykloiden wurden erstmalig von Wunderlich in [3] umfangreich 

untersucht. Durch die hohe Anpassungsfähigkeit der 

neuartigen Profilkonturen an die technischen Anforderungen ist 

eine erhebliche Tragfähigkeitssteigerung zu erwarten, wie bereits 

umfangreiche numerische Untersuchungen in [4], [5] und [6] 

gezeigt haben. Die numerischen Untersuchungen dieser Arbeiten 

sollen nun um erste Bauteilversuche ergänzt werden. Im Fokus 

steht hierbei die Ermittlung praktisch anwendbarer Kennwerte wie 

z. B. einer Kerbwirkungszahl für den Tragfähigkeitsnachweis bei 

M.Sc. Marcus Selzer ist wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur 

Maschinenelemente an der Fakultät für Automobil- und Maschinenbau 

der Westsächsischen Hochschule Zwickau 

Prof. Dr.-Ing. habil. Masoud Ziaei ist Inhaber der Professur Maschinenelemente 

an der Fakultät für Automobil- und Maschinenbau der 

Westsächsischen Hochschule Zwickau 

dynamischer Belastung. Damit wird zudem ein auf experimentell 

ermittelten Kennwerten basierender Vergleich mit den Normprofilen 

möglich. 

Profilkonturen auf Basis der Zykloiden 

höherer Stufe 

Die in Bild 01 gezeigten neuartigen Profilkonturen werden auf 

Basis der Zykloiden höherer Stufe entwickelt, wobei bis zu vier 

Exzentrizitäten in den beschreibenden Parametergleichungen enthalten 

sind. Dargestellt ist beispielhaft eine Epitrochoide vom 

Typ E50 (links), die Hypotrochoide vom Typ H30 (Mitte) sowie die 

im vorliegenden Beitrag vorgestellte hybride Trochoide vom 

Typ M50 (rechts). Die Profile E50 und M50 besitzen hierbei insgesamt 

vier Exzentrizitäten, dass H30-Profil hingegen nur zwei. 

Aufgrund mehrerer Exzentrizitäten können die Profilkonturen an 

die Belastungs- und Fertigungsbedingungen stufenlos angepasst 

werden. Im Gegensatz zu den nach [1] und [2] genormten Profilen 

weisen die neuartigen Konturen die folgenden, für technische 

Anwendungen sehr vorteilhaften Eigenschaften auf: 

n Ihre stetige Kontur ermöglicht die gleichmäßige Zentrierung des 

Profils auf dem gesamten Profilumfang und nicht nur auf den 

tragenden Flanken. 

n Die Krümmung der Profilkontur kann mit kombinierten Exzentrizitäten 

eingestellt werden. Damit kann eine Anpassung der Profilkontur 

an die zu erfüllenden Funktionen und Belastungen sowie 

Fertigungseinschränkungen erzielt werden. 

n Die Anzahl der tragenden Flanken kann beliebig gewählt werden. 

n Die Herleitung von analytischen Berechnungsgleichungen für 

den Beanspruchungszustand der Verbindung ist möglich. 

Die in Bild 01 dargestellten Profilkonturen lassen sich mittels Parametergleichungen 

für die kartesische x- und y-Koordinate ganzheitlich 

beschreiben, was ein weiterer großer Vorteil der neuartigen 

Profilkonturen ist. Die in den Gleichungen enthaltenen geometrischen 

Kenngrößen sind der mittlere Radius r m 

, die Mitnehmerzahl z 

sowie die Hauptexzentrizität e 0 

. 

Bild 02 zeigt exemplarisch die Erzeugung der Profilkontur (grün 

dargestellte Kurve) eines Zykloiden 3. Stufe. Die Höhe der Stufe 

100 antriebstechnik 10/2016

WELLE-NABE-VERBINDUNG 

entspricht hierbei der Anzahl der Kreise (Grund- und Rollkreise). 

Die dargestellte Zykloide, hier beispielhaft als hybride Trochoide, 

besitzt zwei Rollkreise und damit zwei Exzentrizitäten. Die Exzentrizitäten 

e 1 

und e 2 

sind hierbei als festdefinierte Funktionen der 

Hauptexzentrizität e 0 

zu betrachten [4]. Der komplexe Zusammenhang 

der Exzentrizitäten wird in [7] beschrieben. Bei einer hybriden 

Trochoide rollen die Rollkreise wechselnd außen und innen ab, 

wohingegen bei der Epitrochoide alle Rollkreise außen und bei der 

Hypotrochoide innen abrollen. 

Experimentelle Untersuchungen 

Im Rahmen des DFG-Forschungsvorhabens [4] an der Westsächsischen 

Hochschule Zwickau wurden umfangreiche numerisch-analytische 

Untersuchungen für die neuartigen formschlüssigen WNV durchgeführt. 

Um das bereits in [6] sowie [8] theoretisch gezeigte verbesserte 

Tragverhalten derartiger Profilkonturen auch experimentell 

zu untersuchen, wurden zusätzlich Bauteilversuche durchgeführt. 

Im Folgenden wird zuerst die Vorgehensweise zur Ermittlung 

einer Dauerfestigkeit bei rein schwellender Torsionsbelastung für 

ein ausgewähltes M50-Profil vorgestellt. Weiterhin wird unter Einsatz 

des erweiterten Ruiz-Chen-Kriteriums (in [9] und [10]) auf Grundlage 

des numerisch ermittelten Reibkorrosionsparameters MFFDP 

(Modified Fatigue Fretting Damage Parameter) eine Bewertung des 

Reibtragverhaltens der Verbindung unter dynamischer Torsionsbelastung 

vorgenommen. Hierbei steht das Maximum des Parameters 

im Zusammenhang mit einem potentiellen Anrissort. Der 

durch den Versuch ermittelte Anrissort wird hierbei dem numerisch 

ermittelten Ort des maximalen MFFDP gegenübergestellt und 

diskutiert. 

In einem geplanten Teil 2 des Beitrags, welcher demnächst in der 

antriebstechnik erscheinen wird, werden die analytisch-numerischen 

Ergebnisse der Torsionsspannung in der Welle mit den 

experimentell gemessenen Werten verglichen. Des Weiteren wird 

die experimentell ermittelte Kerbwirkungszahl für das untersuchte 

M50-Profil dem numerisch ermittelten Wert gegenübergestellt. 

Geometrie und Werkstoff der Prüfverbindung 

Aufgrund der großen geometrischen Anpassungsfähigkeit und der 

in [6] gezeigten sehr guten Trageigenschaften wurde das Profil vom 

Typ M50 mit insgesamt vier Exzentrizitäten geprüft. Unter Beachtung 

des Platzbedarfs der zu klebenden Dehnungsmessstreifen im 

Mitnehmerfuß sowie der Fertigungsbeschränkungen wurde die 

Mitnehmerzahl z = 6 und eine Hauptexzentrizität von e 0 

= 0,31 mm 

gewählt. Die Wahl des mittleren Durchmessers d m 

erfolgte unter 

Beachtung der Gewährleistung eines erforderlichen Ermüdungsbruchs 

zur Ermittlung einer Dauerfestigkeit. Hierzu wurde im 

Vorfeld eine FE-Berechnung mit dem maximal möglichen Prüfmoment 

des Prüfstands durchgeführt und die Beanspruchung in der 

Verbindung ausgewertet. Auf Basis dieser Untersuchung ergab sich 

ein mittlerer Durchmesser von d m 

= 35 mm und damit eine entsprechend 

Gleichung (1) bezogene Hauptexzentrizität von ε = 8,9 ‰. 

Das Durchmesserverhältnis der Nabe beträgt Q A 

= 0,44 und liegt damit 

im Bereich der Dickwandigkeit. Es berechnet sich nach Gleichung 

(2) aus dem mittleren Durchmesser d m 

sowie dem Nabenaußendurchmesser 

d aN 

. Mit der gewählten Nabenlänge von l = 25 mm 

(axiale Richtung) ergibt sich nach Gleichung (3) ein Nabenlängenverhältnis 

von Q L 

= 0,71 mm. In Tabelle 1 wird zusammenfassend 

eine Aufstellung der Geometrieparameter gegeben. Zudem sind die 

Werkstoffdaten laut Lieferantenprotokoll aufgelistet. 

Bild 03 zeigt die genaue Geometrie der Prüfverbindung. Die 

Untersuchungen von [11] an evolventischen Zahnwellenverbindungen 

haben gezeigt, dass Zahnwellen mit freiem Auslauf 

vereinzelt im Profilauslauf und nicht, wie zur Untersuchung der 

Verbindung erforderlich, an der Nabenkante versagen. Folglich 

kommt bzgl. der Wellengeometrie ein gebundener Auslauf zum 

02 Geometrische Erzeugung eines Zykloiden 3. Stufe (bzw. hybriden 

Trochoiden mit zwei Exzentrizitäten e 1 

und e 2 

) 

03 Geometrie von Nabe (links) und Welle (rechts) der Prüfverbindung 

Geometrieparameter 

Einsatz, um das Versagen der Verbindung im Bereich der Nabenkante 

sicherzustellen. 

Prüfaufbau 

Werkstoffdaten 

(laut Lieferantenprotokoll) 

d m 

35 mm Werkstoff C45 

e 0 

0,31 mm R e 

433 N/mm 2 

z 6 R m 

658 N/mm 2 

ε 8,9 ‰ ε = e 0 

/d m 

(1) Q A 

= d m 

/d aN 

(2) 

Q A 

0,44 

Q L 

0,71 

Q L 

= l/d m 

(3) 

Tabelle 1: Geometrieparameter und Werkstoff 

Lasthorizont 

Mittellast bzw. Amplitude 

[Nm] 

1 880 

(gewählt auf Basis der 

statischen Grenzbelastung) 

Mittelspannung τ tm 

bzw. 

Amplitude τ ta 

[N/mm 2 ] (W t 

auf Basis d h 

= 33,2 mm) 

122,3 

2 800 111,2 

3 720 100,1 

4 680 94,5 

Tabelle 2: Festlegung der Lasthorizonte für die dynamischen Versuche 

Die Bauteilversuche wurden mittels einer servohydraulischen Prüfanlage 

mit integriertem Drehzylinder durchgeführt. Dieser Zylinder 

antriebstechnik 10/2016 101

04 Servohydraulische Prüfanlage der Westsächsischen 

Hochschule Zwickau 

besitzt einen Schwenkwinkel von ± 60° und kann ein maximales 

Torsionsmoment von ± 4 000 Nm aufbringen. Als Mess- und Regelgrößen 

stehen dabei Drehwinkel oder -moment zur Verfügung. Der 

Drehwinkelsensor befindet sich im Zylinder und der Drehmomentaufnehmer 

ist im Gegenlagerbock integriert. 

Am Drehzylinder ist die biegeweiche, aber torsionssteife Metallbalgkupplung 

montiert. Sie dient zum Ausgleich eines möglichen 

Achsversatzes sowie der Dämpfung plötzlich auftretender Drehmomentstöße, 

welche eine Schädigung des Drehzylinders verursachen 

könnten. 

Die kupplungsseitige Einspannung der Verbindung erfolgt über 

die Welle mit einem Ringspannelement, bestehend aus einem 

Ringspannsatz mit zugehöriger Aufnahme. Die Nabe der Verbindung 

wird über einen Adapter mit der Drehmomentmesswelle 

verschraubt, welche wiederum mit dem Gegenlagerbock verschraubt 

ist. 

Für die Aufzeichnung von DMS-Signalen ist ein Messverstärkersystem 

sowie eine Messsoftware vorhanden. Die Regelung der 

schwellenden Belastung mit vorgegebener Prüffrequenz erfolgt 

mittels Servoventil. 

Im Bild 04 ist der momentane Aufbau des Torsionsprüfstands 

dargestellt. Auf der rechten Seite des Spanntischs befindet sich der 

Drehzylinder mit Adapter, Metallbalgkupplung und Ringspannelement. 

Links ist das Gegenlager mit montierter Drehmomentmesswelle 

und Adapter für den Prüfling zu sehen. Der Gegenlagerbock 

ist zur Anpassung an verschiedene Probenlängen axial 

verschiebbar. 

Statische Grenzbelastung 

05 Verläufe des Torsionsmoments M t 

sowie Verdrehwinkels φ über 

der Zeit t zur Ermittlung der statischen Grenzbelastung 

Auf Grundlage eines „quasistatischen“ Versuches wurde die Grenze 

einer beginnenden Plastifizierung und damit maximalen statischen 

Belastbarkeit der Verbindung ermittelt. Hierzu wurde die Prüfverbindung 

mit einem stufenweise um 300 Nm zunehmenden Torsionsmoment 

M t 

belastet und der Verdrehwinkel φ sowie das Torsionsmoment 

M t 

über der Zeit t nach Bild 05 aufgezeichnet. 

Anhand des im Bild 05 erkennbaren Abknickens des gemittelten 

Verdrehwinkelverlaufs (blau) kann die statische Grenzbelastung 

bzw. beginnende Plastifizierung der Verbindung auf ein Torsionsmoment 

von M t 

= 1 800 Nm festgelegt werden. 

Dauerfestigkeit für rein schwellende 

Torsionsbelastung 

Für die dynamische Belastung der untersuchten M50-Profilkontur 

wurde eine experimentell bestimmte Bauteil-Ausschlagfestigkeit 

τ tADK 

für reine Torsion ermittelt. Damit ein definiertes Anlageverhalten 

in der Kontaktzone zwischen Welle und Nabe gewährleistet ist, 

wurde die Bauteil-Ausschlagfestigkeit τ tADK 

für den Belastungsfall 

rein schwellende Torsion mit dem Spannungsverhältnis R = 0 

ermittelt. Hierbei wirkt das Torsionsmoment M t 

nur in eine Richtung. 

Für diesen Fall entspricht die Torsionsmittelspannung τ tm 

gleich der 

Torsionsspannungsamplitude τ ta 

. 

06 Erreichte Lastwechselzahlen N i 

der 18 Versuche im Übergangsbereich 

der Zeit – in die Dauerfestigkeit für die vier geprüften Lasthorizonte, 

die Nummern auf der vertikalen roten Linie für N = 1⋅10 7 geben 

die Anzahl der Durchläufer an 

τ tADK 

[N/mm 2 ] 

arcsin √p 

P Ü 

= 50 % 104,1 107,1 

τ tADK 

[N/mm 2 ] 

IAGB 

Tabelle 3: Vergleich 

von τ tADK 

in Abhängigkeit 

des Auswerteverfahrens 

Festlegung der Lasthorizonte sowie 

Grenzlastwechselzahl N D 

Für die Ermittlung der Bauteil-Ausschlagfestigkeit τ tADK 

mussten im 

Übergangsgebiet der Zeit- in die Dauerfestigkeit geeignete Lasthorizonte 

festgelegt werden. Auf Basis der ermittelten statischen 

Grenzbelastung konnte eine Abschätzung des ersten abzuprüfenden 

Lasthorizonts für die dynamischen Versuche erfolgen. Für die 

Versuchsreihe ergaben sich insgesamt die vier in Tabelle 2 angegebenen 

Lasthorizonte des Übergangsbereichs der Zeit- in die 

Dauerfestigkeit: 

Die in der rechten Spalte von Tabelle 2 angegebenen Spannungen 

wurden hierbei analog zur Vorgehensweise bei der geometrisch 



verwandten Evolventenverzahnung (bspw. in [11] sowie [12]) auf 

Grundlage eines Ersatzdurchmessers d h 

(Bezeichnung analog [13]) 

einer glatten Welle ermittelt, die das gleiche Torsionsträgheitsmoment 

I t 

wie die M50-Prüflingsgeometrie aufweist. Das Torsionsträgheitsmoment 

I t 

des M50-Pofils wurde numerisch bestimmt. Damit 

ergab sich der Ersatzdurchmesser zu d h 

= 33,2 mm, welcher ein 

Widerstandsmoment gegen Torsion von W t 

= 7 185 mm 3 ergibt. 

Neben der Festlegung der Lasthorizonte musste die Grenzlastwechselzahl 

N D 

für das Erreichen der Dauerfestigkeit definiert 

werden. Hierbei wurde sich an den Arbeiten aus [11] sowie [12] zur 

genormten Evolventenverzahnung orientiert, in denen eine Genzlastwechselzahl 

von N D 

= 1⋅10 7 angegeben wird. Die Prüffrequenz 

der dynamischen Versuche betrug 20 Hz. 

Bestimmung der Bauteil-Ausschlagfestigkeit τ tADK 

Die Versuchsreihe mit 18 Prüfverbindungen liefert zunächst die im 

Bild 06 dargestellten Lastwechselzahlen N i 

. Dargestellt werden die 

erreichten Lastwechselzahlen N i 

der 18 geprüften Verbindungen 

auf den vier Lasthorizonten. Lasthorizont 1 nach Tabelle 2 für 

τ ta 

= 122,3 N/mm 2 weist hierbei keinen Durchläufer auf, d. h. dieser 

Lasthorizont befindet sich gänzlich im Zeitfestigkeitsgebiet. Der 

untere Lasthorizont 4 für τ ta 

= 94,5 N/mm 2 hingegen besitzt fünf 

Durchläufer und keine Brüche. Anhand der horizontalen rot gestrichelten 

Linie des Lasthorizonts 2 in Bild 06 ist der Beginn des 

Übergangsbereiches zu erkennen. Hier sind die ersten Durchläufer 

nachweisbar. Die vertikale rote Linie markiert den Beginn der 

Dauerfestigkeit sowie die Zahl der Durchläufer eines jeden Lasthorizonts. 

Basierend auf den in Bild 06 gezeigten Versuchsergebnissen 

wurden zur Bestimmung von τ tADK 

zwei üblicherweise für WNV 

eingesetzte Auswerteverfahren angewendet. Beide Verfahren 

liefern Bauteil-Ausschlagfestigkeiten mit einer Überlebenswahrscheinlichkeit 

von P Ü 

= 50 %. In Tabelle 3 werden die ermittelten 

Bauteil-Ausschlagfestigkeiten in Abhängigkeit des Auswerteverfahrens 

gegenübergestellt. 

Bei der von Dengel in [14] vorgestellten arcsin√p-Transformation 

wurden nur die Lasthorizonte ausgewertet, die mindestens einen 

Durchläufer aufweisen, d. h. die Lastwechselzahl N D 

= 1⋅10 7 ohne 

Bruch erreicht haben. Das zweite Auswerteverfahren, die sog. 

IABG-Methode, wurde von Hück in [15] beschrieben und vergleichend 

zur arcsin√p-Transformation angewendet. Bei diesem 

Verfahren fanden alle Lasthorizonte Beachtung. Beide Verfahren 

zeigen für P Ü 

= 50 % eine gute Übereinstimmung für τ tADK 

, wie 

anhand Tabelle 3 ersichtlich. Auf Grundlage der arcsin√p- 

Transformation konnten weiterhin Bauteil-Ausschlagfestigkeiten 

von τ tADK 

= 110,7 N/mm 2 mit P Ü 

= 10 % sowie τ tADK 

= 97,6 N/mm 2 für 

P Ü 

= 90 % ermittelt werden. Mit den genannten Festigkeitsgrenzen 

kann im zweiten Teil dieses Beitrags eine Kerbwirkungszahl der 

vorliegenden Profilgeometrie bestimmt werden. 

07 Welle mit auftretendem Reibkorrosionsbereich an den Mitnehmerflanken 

(links) sowie Vergrößerung im Bereich der Nabenkante mit 

charakteristischem Verlauf des Reibdauerbruches innerhalb und 

außerhalb der Verbindung (rechts) 

08 Charakteristischer Verlauf des Reibdauerbruches (links) sowie 

Anlage- und Reibkorrosionsbereich im Verlauf der Profilkontur (rechts) 

beispielhaft anhand eines Mitnehmers bei reiner Torsionsbelastung 

Rissentstehung 

Alle geprüften Verbindungen versagten unter schwellender Torsionsbelastung 

aufgrund des Bruches der Welle, welcher aufgrund der 

bereits erwähnten Reibkorrosion im Anlagebereich der Verbindung 

verursacht wird. Man spricht hierbei auch von einem Reibdauerbruch. 

An der Nabe wurden keine Makrorisse festgestellt. In der 

Regel ging der Bruch der Welle von einem kritischen Mitnehmer 

aus. Es wurden bei den geprüften Verbindungen jedoch vereinzelt 

bis zu vier gebrochene Mitnehmer festgestellt. Ein typischer Reibdauerbruch 

der Welle eines geprüften M50-Profils unter schwellender 

Torsionsbelastung mit einem Makroriss und ausgeprägten Reibkorrosionsbereich 

kann in Bild 07 eingesehen werden. 

Im Bereich der Nabenkante verläuft der Bruch nahezu parallel 

zur Wellenachse, wie die Mikroskopaufnahme im Bild 07 rechts 

zeigt. In diesem Bereich wird der Anriss der Wellenoberfläche 

vermutet. Das weitere Wachstum des Reibdauerbruchs vor allem 

09 Ermittlung der Winkelposition φ A 

des Anrissortes durch Fotobearbeitung, 

links: Foto einer geschliffenen Welle mit drei Reibdauerbrüchen, 

rechts: Winkel φ A 

außerhalb der Verbindung entspricht näherungsweise der Richtung 

der beiden auftretenden Hauptnormalspannungen bei reiner 

Torsion, d. h. im Winkel von 45° zur Wellenachse. Im Bild 08 werden 

der Bruchverlauf in axialer Richtung sowie der Anlage- mit Reibkorrosionsbereich 

nochmals beispielhaft für einen Mitnehmer 

schematisch dargestellt. Die geprüften Verbindungen weisen die 

gezeigten Bereiche in der Regel an allen Mitnehmern auf. 

Zur theoretischen Bestimmung des in Bild 07 gezeigten Anrissortes 

bzw. -bereiches innerhalb des Reibkorrosionsbereichs kann der 

numerisch zu ermittelnde modifizierte Reibkorrosionsparameter 

MFFDP zugrunde gelegt werden. 


10 Verläufe der Komponenten des 

MFFDP über der Hälfte eines Mitnehmers 

(für x norm 

= 0-0,5) mit Markierung des 

Streu bereiches (rot schraffiert) der 

experimentell ermittelten Winkelposition φ A 

sowie des numerisch bestimmten Wertes 

(entspricht Maximum MFFDP) 

geschliffenen Stirnseiten von Welle und Nabe mittels der 

Magnetpulverprüfung auf mögliche Risse untersucht. Danach 

konnten für die optische Ermittlung der Winkelposition φ A 

mittels 

Fotobearbeitung geeignete Fotos durch ein zur Stirnseite des 

Prüflings parallel ausgerichtetes Kameraobjektiv gemacht werden. 

Durch die exakte Ausrichtung der Kamera konnte eine mögliche 

Winkelverzerrung minimiert werden. 

Die Winkelposition φ A 

des Anrissortes gibt den Winkel zwischen 

der Symmetrieebene des Mitnehmerfußes sowie dem Anrissort auf 

der Profilflanke an, wie im Bild 09 rechts dargestellt. 

Mittels der oben geschilderten Vorgehensweise wurden sieben 

WNV ausgewertet. Wie bereits erwähnt, weisen die Wellen hierbei 

bis zu vier gebrochene Mitnehmer auf. Die ermittelten Werte streuen 

von φ A 

= 5,0° bis 11,4°. 

11 Geometriebezogene Darstellung des Streubereiches der experimentell 

ermittelten Winkelposition φ A 

(rot schraffiert) sowie Angabe 

des auf Basis des MFFDP numerisch ermittelten Wertes von φ A 

= 10,6° 

Er wird berechnet zu (gemäß [10]): 

MFFDP = σ 1 

τ R 

s (4) 

Hierbei sind: 

σ 1 

1. Hauptspannung der Welle 

τ R 

Reibschubspannung 

s Schlupf zwischen Welle und Nabe 

Dieser Parameter stellt eine Erweiterung des Ruiz-Chen-Kriteriums 

[16] für den mehrachsigen Reibspannungszustand dar und 

wird numerisch über den kompletten Umfang eines Mitnehmers 

ausgewertet. Das Maximum des Parameters kennzeichnet hierbei 

den Anrissort im Verlauf der Profilflanke, für den anschließend eine 

genaue Bestimmung der Winkelposition φ A 

möglich ist (Bild 09). Im 

folgenden Abschnitt wird zunächst die Vorgehensweise zur experimentellen 

Bestimmung von φ A 

vorgestellt. Anschließend erfolgt 

eine Gegenüberstellung des experimentell mit dem auf Basis des 

MFFDP numerisch ermittelten Wertes. 

1.1.1 Experimentelle Ermittlung der 

Winkelposition φ A 

des Anrissortes 

Die Risslokalisierung erfolgte über die Magnetpulverprüfung. Hierfür 

wurden zunächst die gebrochenen Wellen im Bereich der Nabenkante 

geteilt. Der verbleibende Wellenstumpf innerhalb der Nabe 

wurde im Anschluss geschliffen. Im weiteren Vorgehen wurden die 

Vergleichende numerische Untersuchungen 

zum Anrissort auf Basis des MFFDP 

Die folgend dargestellten numerischen Ergebnisse wurden basierend 

auf FE-Simulationen ermittelt, wobei ein rein elastisches Materialverhalten 

sowie eine Reibungszahl von 0,15 (trockene Verbindung) 

zugrundegelegt wurde. Die für die Berechnung des MFFDP 

notwendigen Komponenten sind im Bild 10 für eine Mitnehmerhälfte 

(Mitnehmerfuß bis -kopf) über der normierten Umfangsposition 

x norm 

dargestellt. 

Bei der 1. Hauptspannung σ 1 

, im Bild 10 links dargestellt, fließt nur 

der versagenskritische positive Zugspannungsanteil in die Berechnung 

des MFFDP nach Gleichung (4) ein. Der Anlagebereich zwischen 

Welle und Nabe wird vom Schlupf s bzw. der Reibschubspannung τ R 

gekennzeichnet und entspricht den Werten > 0 beider Beanspruchungsgrößen, 

entsprechend x norm 

= 0,11 bis 0,37. In diesem Bereich ist 

mit Reibkorrosion und einer Rissbildung zu rechnen. Nach der 

Berechnung des MFFDP aus den drei dargestellten Größen (entsprechend 

Gleichung (4)) tritt das Maximum und damit der Ort eines 

möglichen Anrisses der Oberfläche am linken Rand des Anlagebereichs 

bei x norm 

= 0,13 auf, eingezeichnet mittels der vertikalen roten 

Linie im Bild 10 rechts. Die Umrechnung der normierten Umfangsposition 

x norm 

ergibt hierbei eine Winkelposition von φ A 

= 10,6° für den 

theoretischen Wert. Damit liegt der numerisch bestimmte Wert innerhalb 

des rot schraffierten Streubereiches von φ A 

aus den experimentellen 

Untersuchungen, welcher sich über ca. 10 % der Bogenlänge 

eines kompletten Mitnehmers erstreckt, wie anhand der normierten 

Umfangsposition x norm 

ablesbar. Bild 11 gibt ergänzend eine geometriebezogene 

Darstellung des experimentell ermittelten Streubereiches 

für φ A 

mit den Grenzwerten sowie dem theoretisch bestimmten 

Wert. Im Vergleich zum bogenlängenbezogenen Streubereich in Bild 10 

ist hier der winkelbezogene Bereich dargestellt. 

Zusammenfassung 

Auf Grundlage von Bauteilversuchen an der Westsächsischen Hochschule 

Zwickau konnten statische sowie dynamische Festigkeits- 



grenzen für die M50-Profilkontur ermittelt werden. Die Werte 

gelten hierbei für den mittleren Durchmesser d m 

= 35 mm sowie 

einer bezogenen Hauptexzentrizität von ε = 8,9 ‰. Für die statische 

Torsionsbelastung wurde eine Grenzlast von M t 

= 1 800 Nm gegen 

beginnende Plastifizierung der Verbindung ermittelt. Für den dynamischen 

Belastungsfall rein schwellend (R = 0) konnten Bauteil- 

Ausschlagfestigkeiten für unterschiedliche Überlebenswahrscheinlichkeiten 

P Ü 

bestimmt werden. Die hier genannten Grenzwerte 

können als Orientierungswerte betrachtet werden, da die Zykloiden 

höherer Stufe aufgrund ihrer stufenlos verstellbaren Profilkontur 

und damit hohen Profilvariabilität eine veränderliche Kerbwirkung 

besitzen. Mit dieser ist eine anwendungsorientierte Erhöhung der 

Festigkeitsgrenzen realisierbar. Weiterhin ist mit den gezeigten 

Grenzwerten ein Vergleich mit Normprofilen, wie z. B. der Evolventenverzahnung, 

möglich. 

Die Untersuchung der aufgetretenen Reibdauerbrüche der Welle 

hat gezeigt, dass die mittels Reibkorrosionsparameter MFFDP numerisch 

bestimmte Winkelposition φ A 

des Anrissortes im Streubereich 

der real aufgetretenen Brüche liegt. Folglich kann die Gültigkeit des 

MFFDP bestätigt werden, was für eine theoretische Erfassung und 

Bewertung der Reibkorrosion von großer Bedeutung ist. 

Ausblick 

Im noch folgenden zweiten Teil des vorliegenden Beitrags wird auf 

Basis der hier genannten Dauerfestigkeit eine experimentelle Kerbwirkungszahl 

ermittelt, mit welcher ein Vergleich zum geometrisch 

verwandten Evolventenzahnprofil ermöglicht wird. Darüber hinaus 

wird die Vorgehensweise zur numerischen Ermittlung der Kerbwirkungszahl 

der Welle vorgestellt und eine Gegenüberstellung zur 

Experimentellen vorgenommen. Die Zykloiden höherer Stufe 

bieten zudem die Möglichkeit, den Verlauf sowie das Maximum der 

Torsionsspannung auf der Mantelfläche der Welle rein analytisch zu 

berechnen. Die Ergebnisse hieraus werden im weiteren Vorgehen 

realen Dehnungsmessungen aus dem Bauteilversuch gegenübergestellt. 

Damit kann eine Aussage über die Genauigkeit der Methode 

gegeben werden. Die Untersuchungen dieser Arbeitschritte fließen 

final in ein vorzustellendes Berechnungsmodell zur rechnerischen 

Ermittlung der maximalen Torsionsspannung in der Welle ein. 

Literaturverzeichnis 

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Geometrie. DIN 32711-1, Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, 2009. 

[2] Passverzahnungen mit Evolventenflanken und Bezugsdurchmesser. DIN 5480, 

Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, 2006. 

[3] Wunderlich, W.: Ebene Kinematik. Mannheim: Bibl. Inst. 1968. 

[4] Entwicklung kontinuierlicher unrunder Innen- und Außenkonturen für 

formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen und Ermittlung analytischer 

Lösungsansätze. DFG-ZI 1161, Westsächsische Hochschule Zwickau, 2016. 

[5] Schreiter, R.: Vergleichende numerisch-analytische Untersuchungen unrunder 

Profilkonturen auf Basis der komplexen Epitrochoiden Typ E-T03 mit vier 

Exzentrizitäten für formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen unter reiner 

Torsionsbelastung. Masterarbeit, Westsächsische Hochschule Zwickau, Zwickau, 

2010. 

[6] Selzer, M.: Dimensionierungskonzept für neuartige formschlüssige Profilfamilien 

für formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen hinsichtlich Torsionsbelastung. 

Masterarbeit, Westsächsische Hochschule Zwickau, Zwickau, 2015. 

[7] Ziaei, M.: Optimale Welle-Nabe-Verbindungen mit mehrfachzyklischen 

Profilen – Vergleichende Untersuchungen an komplexen Trochoiden. 5. 

VDI-Fachtagung: Welle-Nabe-Verbindungen, Gestaltung, Fertigung, Anwendungen. 

VDI-Berichte 2176, Nürtingen, 2012. 

[8] Ziaei, M.; Schreiter, R.; Unger, A.: Formschlussprofile für Welle-Nabe-Verbindungen. 

„antriebstechnik“, Heft 7, 2012. 

[9] Ziaei, M.; Gropp, H.; Wächter, K.: Voraussage des Anrisses in Welle-Nabe-Verbindungen, 

„antriebstechnik“, Heft 9, 2005. 

[10] Ziaei, M.: Analytische Untersuchungen unrunder Profilfamilien und 

numerische Optimierung genormter Polygonprofile für Welle-Nabe-Verbindungen. 

Habilitationsschrift, TU Chemnitz, 2002. 

[11] Daryusi, A.: Beitrag zur Ermittlung der Kerbwirkung an Zahnwellen mit 

freiem und gebundenem Auslauf. Dissertation. TU Dresden 2009. 

[12] Wendler, J.; Wild, J.: Tragfähigkeit von Zahnwellenverbindungen: Tragfähigkeit 

von Profilwellen (Zahnwellenverbindungen) unter typischen Einsatzbedingungen. 

Forschungsvorhaben Nr. 467 II der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

.e.V., (AiF 16661 BG) noch nicht veröffentlichter Abschlussbericht 

[13] Tragfähigkeitsberechnung von Zahn- und Keilwellen-Verbindungen – Teil 1: 

Grundlagen. DIN 5466-1, Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, 2000. 

[14] Dengel, D.: Die arcsin√p-Transformation – ein einfaches Verfahren zur 

grafischen und rechnerischen Auswertung geplanter Wöhlerversuche. „Zeitschrift 

für Werkstofftechnik 6. Jahrgang“, Heft 8, 1975. 

[15] Hück, M.: Ein verbessertes Verfahren für die Auswertung von Treppenstufenversuchen. 

„Werkstofftechnik 14“, 1983. 

[16] Ruiz, C.; Chen, K.C.: Life assessment of dovetail joints between blades and 

disks in aero-engines. Proc. International Conference on Fatigue and Structures, 

Hrsg. Institution of Mechanical Engineers, London 1986. 

Nomenklaturen 

Kurzzeichen Einheit Erläuterung 

I t 

mm 4 Torsionsträgheitsmoment 

M t 

Nm Torsionsmoment 

N – Lastwechselzahl 

N D 

– Grenzlastwechselzahl 

P Ü 

– Überlebenswahrscheinlichkeit 

Q A 

– Durchmesserverhältnis 

Q L 

– Nabenlängenverhältnis 

R – Spannungsverhältnis 

R e 

N/mm 2 Streckgrenze 

R m 

N/mm 2 Zugfestigkeit 

W t 

mm 3 Torsionswiderstandsmoment 

d aN 

mm Außendurchmesser der Nabe 

d m 

mm mittlerer Durchmesser 

d h 

mm Ersatzdurchmesser 

e 0 

mm Hauptexzentrizität 

e i 

mm i-te Exzentrizität 

l mm Nabenlänge 

r m 

mm mittlerer Radius 

s µm Schlupf 

t s Zeit 

x mm kartesische x- Koordinate 

x norm 

– normierte Umfangsposition 

y mm kartesische y- Koordinate 

z – Mitnehmerzahl 

ε – bezogene Exzentrizität 

σ 1 

N/mm 2 erste Hauptspannung 

τ R 

N/mm 2 Reibschubspannung 

τ ta 

N/mm 2 Torsionsspannungsamplitude 

τ tADK 

N/mm 2 Bauteil- Ausschlagfestigkeit 

τ tm 

N/mm 2 Torsionsmittelspannung 

φ ° Verdrehwinkel 

φ A- 

° Winkelposition des Anrissortes 

Danksagung 

Für die Finanzierung der Forschungsarbeiten bedanken sich die 

Autoren bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). 


Effizienzorientierte Optimierung der 

Baustruktur von MMDS-Sammelgetrieben 

Uwe Brückner, Malte Strop, Detmar Zimmer 

Der Einsatz von 

Mehrmotorenantriebssystemen 

ermöglicht es, die wirtschaftlichen 

Vorteile ganzheitlich modularer 

Antriebssysteme zu nutzen und 

kundenindividuelle Lösungen auf 

Basis einer großen externen 

Variantenvielfalt bei gleichzeitig 

minimaler interner 

Variantenvielfalt anzubieten. Die 

Struktur dieser Antriebssysteme 

erfordert allerdings 

Getriebekonzepte, die die Nutzung 

der gegenüber konventionellen 

Einzelmotorantriebssystemen 

erweiterten Systemfreiheitsgrade 

unterstützen und die Forderung 

nach einem hohen 

Wirkungsgrad erfüllen. 

01 CAD-Modell des KAt-(Forschungs-)Sammelgetriebes 

mit integrierter Schaltaktorik 

Mehrmotorenantriebssysteme (MMDS) bieten aufgrund ihrer 

ganzheitlich modularen Struktur wirtschaftliche Vorteile 

sowohl während der Konzeptions- als auch während der Betriebsphase. 

Darüber hinaus verfügen sie gegenüber konventionellen 

Einzelmotorantriebssystemen (SMDS) über erweiterte, systeminhärente 

Freiheitsgrade, deren gezielte Nutzung die Energieeffizienz 

und die Lebenszykluskosten des Antriebssystems positiv 

beeinflussen kann. Während sich der erste Artikel dieser Reihe auf 

die Darstellung der allgemeinen Eigenschaften und der wirtschaftlichen 

Vorteile eines MMDS konzentrierte, liegt der Fokus dieses 

zweiten Beitrags auf der technischen Realisierung eines MMDS- 

Sammelgetriebes. Ziele des Getriebeentwurfs sind die Steigerung 

des Getriebewirkungsgrads durch Ausnutzung struktureller Vorteile 

des MMDS-Konzeptes sowie die Eröffnung der Freiheitsgradnutzung 

für die mechanische Rekonfigurierbarkeit. 

Uwe Brückner, M.Sc. und Malte Strop, M.Sc. sind Wissenschaftliche 

Mitarbeiter am Lehrstuhl für Konstruktions- und Antriebstechnik (KAt) 

der Universität Paderborn 

Prof. Dr.-Ing. Detmar Zimmer ist Inhaber des Lehrstuhls für 

Konstruktions- und Antriebstechnik (KAt) der Universität Paderborn 

Die wirtschaftlichen Vorteile eines modularen Antriebssystems für 

den Antriebstechnikhersteller sind abhängig von den Randbedingungen 

unter denen das Unternehmen agiert und nur schwer in 

allgemeiner Form zu beschreiben. Im Regelfall muss zur Quantifizierung 

dieser Vorteile eine Einzelfalluntersuchung unter Berücksichtigung 

der spezifischen Randbedingungen wie Zulieferersituation, 

Marktumfeld und Technologieerfahrung vorgenommen werden. 

Die sich während des Betriebs eines MMDS ergebenden Vorteile 

auf der Seite des Anwenders lassen sich hingegen quantitativ 

erfassen, da sie vorwiegend von der technischen Ausprägung des 

Antriebssystems und weniger von äußeren Markteinflüssen 

definiert werden. Folglich wird in diesem Beitrag der effizienzorientierte 

Entwurf eines MMDS-Sammelgetriebes unter alleiniger 

Betrachtung der technischen Aspekte vorgestellt und mit 

einem konventionellen SMDS-Getriebe verglichen. 

Aufbauend auf der Betrachtung üblicher Getriebeverluste werden 

die sich aus der Struktur eines MMDS ergebenden Möglichkeiten 

zur Beeinflussung des Getriebewirkungsgrads vorgestellt. 

Im Anschluss daran werden der Entwurf eines konventionellen 

SMDS-Getriebes und eines leistungsäquivalenten MMDS-Sammelgetriebes 

vergleichend beschrieben. Hauptziel des MMDS- 

Sammelgetriebeentwurfs ist dabei die Maximierung des Getriebewirkungsgrades 

durch die gezielte Ausnutzung strukturbedingter 


MEHRMOTORANTRIEBSSYSTEME 

konstruktiver Freiheitsgrade. Die Zielerreichung dieses Entwurfs 

wird schließlich modellbasiert untersucht, wobei das verwendete 

Berechnungsmodell zuvor mittels Prüfstandmessungen validiert 

wird. 

Abschließend wird ein modellbasierter Vergleich zwischen 

MMDS-Sammelgetriebe und leistungsäquivalentem SMDS-Getriebe 

anhand des aus dem ersten Beitrag bekannten Arbeitsprozesses 

des Kautschukinnenmischers vorgenommen. 

Getriebeverlustleistung 

Die Hauptfunktion eines Getriebes ist die Wandlung von Bewegung 

und Energie von einer Leistungsquelle hin zu einer für den 

anzutreibenden Arbeitsprozess funktionsgerechten Bewegungsund 

Energieform [Fra58]. Dabei ist die Struktur und Geometrie 

der an der Wandlung beteiligten Funktionselemente nicht festgelegt. 

Im Umfeld der industriellen Antriebstechnik werden Getriebe 

zumeist als Zahnradgetriebe mit rotationssymmetrischen Rädern 

ausgeführt. Aus diesem Grund beschränken sich die Forschungsarbeiten 

des Lehrstuhls für Konstruktions- und Antriebstechnik 

(KAt) im Rahmen der MMDS gegenwärtig auf geradverzahnte 

Stirnradgetriebe. 

Die Leistungstransformation innerhalb eines Getriebes ist verlustbehaftet. 

Im Fall von Zahnradgetrieben setzt sich die Gesamtverlustleistung 

P V 

aus den Einzelverlustleistungen der Verzahnungen 

P VZ 

, der Lager P VL 

und der Dichtungen P VD 

zusammen. Die 

Verzahnungsverlustleistung und die Lagerverlustleistung können 

weiterhin in die lastunabhängigen Anteile P VZ,0 

und P VL,0 

sowie in 

die lastabhängigen Anteile P VZ,P 

und P VL,P 

unterteilt werden 

[Sch10]. Bild 2a stellt diese Aufteilung der Gesamtverlustleistung 

schematisch für einen einzelnen Antriebsstrang dar. Im Folgenden 

werden die einzelnen Verlustanteile und die sie maßgeblich 

dominierenden Einflussparameter kurz erläutert. 

n Lastabhängige Verzahnungsverlustleistung P VZ,P 

: 

Dieser Anteil der Verlustleistung beschreibt die durch Zahnflankenreibung 

dissipierte Leistung im Getriebe. Die physikalisch exakte 

Berechnung dieses Anteils ist aufgrund der komplexen tribologischen 

Verhältnisse im Kontaktbereich der Zahnflanken nicht praktikabel. 

In der Literatur sind daher empirisch ermittelte Gleichungen 

zur Beschreibung bekannt. Nach [Ohl58] wird dieser Verlustanteil 

maßgeblich durch einen Verzahnungsgeometriefaktor H V 

sowie 

einen von der Antriebswinkelgeschwindigkeit abhängigen, mittleren 

Verzahnungsreibbeiwert μ mz 

beschrieben. Unter Berücksichtigung 

der Antriebsleistung P An 

des treibenden Rades kann dieser 

Verlustleistungsanteil nach Gleichung (1) ermittelt werden. 

02 Schematische Darstellung der 

Verlustleistung einstufiger Getriebe 

a) SMDS mit einem Antriebsstrang 

b) MMDS mit zwei Antriebssträngen und 

einer Sammelstufe 

03 Schematische Darstellung 

a) der Kraftkompensation innerhalb der Sammelstufe 

eines MMDS-Sammelgetriebes; 

b) unterschiedlicher Realisierungen der 

mechanischen Rekonfigurierbarkeit 

n Lastunabhängige Verzahnungsverlustleistung P VZ,0 

: 

Dieser Verlustleistungsanteil berücksichtigt die durch die Verzahnteile 

hervorgerufenen hydraulischen Verluste eines Getriebes. Diese 

entstehen infolge des Planschens der im Ölbad einer Tauchschmierung 

befindlichen Zähne und infolge der Ölverdrängung aus den 

Zahnzwischenräumen im Eingriffsbereich. Aufgrund der komplexen 

hydrodynamischen Verhältnisse sind zur mathematischen Beschreibung 

ebenfalls empirisch ermittelte Gleichungen bekannt 

(Gleichung (2)) [Mau87]. 

04 Schematische Darstellung des Schieberadkonzeptes 

zur vollständigen mechanischen 

Entkopplung eines Einzelantriebsstrangs 


nach [Mül90] die Ölbetriebstemperatur ϑ Öb 

, den Viskositätsgrad 

VG, den Wellendurchmesser d W 

und die Drehzahl der Welle n W 

: 

Der erste Term in Gleichung (2) beschreibt die Planschverluste in 

Abhängigkeit des Zähnezahlverhältnisses 

, 

der Planschmomente T Pl1,2 

als Funktionen der eintauchenden 

Zahnfläche A b 

, des empirischen Korrekturfaktors K PlG 

sowie der 

Winkelgeschwindigkeit des antreibenden Ritzels ω an 

. Der zweite 

Term berücksichtigt die Quetschverluste, welche maßgeblich durch 

die Zahnbreite b und den empirischen Spritzölfaktor C Sp 

beschrieben 

werden. 

n Lastabhängige Lagerverluste P VL,P 

: 

Tribologische Effekte in den Kontaktpunkten zwischen Wälzkörper 

und Innen- sowie Außenring führen zu einer von der Wälzlagerbelastung 

P 1 

abhängigen Verlustleistung der Lager. Neben der 

Belastung beeinflussen die Wälzkörper- und die Lagergeometrie 

sowie die Lagerwinkelgeschwindigkeit ω L 

diesen Verlustanteil. 

Beschrieben werden die Verluste mittels des Lagerbeiwertes f 1 

und 

des mittleren Lagerdurchmessers d m 

. Der Lagerbeiwert ist dabei 

eine Funktion der statischen Lagerbelastung P 0 

(Gleichung (3)) 

[Sch12]. 

Mit Hilfe der Gleichungen (1) bis (5) kann die Gesamtverlustleistung 

eines beliebigen Getriebes berechnet werden, indem die 

einzelnen Verlustanteile für jede Getriebekomponente ermittelt 

werden und schließlich die Summe über alle Verlustanteile gebildet 

wird. Folglich erscheint es in erster Näherung sinnvoll, die Anzahl 

der an der Leistungstransformation beteiligten Komponenten 

gering zu halten, um die Gesamtverlustleistung zu minimieren. 

Allerdings fällt bei einem Vergleich zwischen konventionellem 

SMDS-Getriebe und MMDS-Sammelgetriebe auf, dass bei 

vergleichbarer Nennleistung der Antriebssysteme das MMDS- 

Getriebe strukturbedingt über eine größere Anzahl an Getriebekomponenten 

verfügt. Während im Falle eines SMDS ein einzelner 

Antriebsstrang die gesamte Leistung überträgt, resultiert die 

abtriebsseitige Leistung eines MMDS-Sammelgetriebes aus der 

Summation der Leistungen mehrerer Einzelantriebsstränge mittels 

einer Sammelstufe (Bild 2b). Es ergibt sich daher die Fragestellung, 

welchen Einfluss die Struktur eines MMDS-Sammelgetriebes auf 

den Wirkungsgrad der Leistungstransformation hat und ob konstruktive 

Freiheitsgrade während des Getriebeentwurfs genutzt 

werden können, um eine Verbesserung des Wirkungsgrads gegenüber 

einem konventionellen Getriebekonzept zu erzielen. 

Konzeptioneller Vergleich 

n Lastunabhängige Lagerverluste P VL,0 

: 

Aufgrund der Relativbewegung zwischen Wälzkörper, Außenring 

und Innenring wird während des Betriebs eines Wälzlagers permanent 

Öl aus der Wälzkörperlaufbahn verdrängt. Die hierfür erforderliche 

Leistung steht dem Arbeitsprozess nicht mehr zur Verfügung 

und ist daher als Verlustleistung anzusehen. Neben der Lagerdrehzahl 

n L 

, dem mittleren Lagerdurchmessers d m 

und einem 

geometrieabhängigen Berechnungsbeiwert f 0 

muss die kinematische 

Viskosität des Öls v zur Beschreibung dieser Verlustleistung berücksichtigt 

werden [Sch12]. 

n Dichtungsverlustleistung P VD 

: 

Werden zur Abdichtung der Wellendurchführungen am Getriebegehäuse 

Radialwellendichtringe verwendet, so entstehen Verluste 

sowohl infolge tribologischer Effekte zwischen Dichtlippe und 

rotierender Welle als auch infolge hydraulischer Effekte bei der 

Rückförderung des Öls von der Dichtlippe zurück in das Gehäuse. 

Aus der Literatur sind empirische Ansätze zur Beschreibung der 

Dichtungsverlustleistung bekannt. So berücksichtigt der Ansatz 

Grundsätzlich bietet die Aufteilung der Antriebssystemnennleistung 

auf mehrere Einzelantriebsstränge größere konstruktive Freiheitsgrade 

während des Entwurfs als ein konventionelles Getriebekonzept. 

So muss die gesamte Nennleistung erst nach der Getriebesammelstufe 

übertragen werden, wodurch alle vorgelagerten 

Komponenten der Einzelantriebsstränge kleiner dimensioniert 

werden können als die Komponenten des konventionellen 

Antriebsstranges. Die hierdurch bedingten Änderungen der 

Komponentengeometrie können sich positiv auf die Verzahnungsund 

Lagerverlustleistungen des Einzelantriebsstrangs auswirken. 

Darüber hinaus können die Aufteilung der Nennleistung auf die 

Einzelantriebsstränge und die Positionierung der Zahneingriffsstellen 

innerhalb der Sammelstufe so gewählt werden, dass eine 

erhöhte Werkstoffausnutzung am Sammelrad sowie Kraftkompensationseffekte 

entstehen. 

Bild 3a stellt schematisch die Kraftkompensation innerhalb der 

Sammelstufe eines MMDS-Getriebes mit zwei Einzelantriebssträngen 

dar. Durch eine um 180° auf dem Teilkreis des Sammelrades 

versetzte Positionierung der Zahneingriffsstellen heben sich bei 

identischer Leistungsführung der Einzelantriebsstränge die Kraftkomponenten 

der Verzahnung in radialer Richtung (F r 

) sowie in 

tangentialer Richtung (F t 

) auf, sodass durch die Sammelstufenlagerung 

nur die Gewichtskraft (F G 

) gestützt werden muss. Würde ein 

SMDS-Getriebe verwendet werden, so würden die Radial- und Tangentialkraftkomponente 

der Verzahnung in jedem Arbeitspunkt 

eine zusätzliche Lagerbelastung und damit in der Abtriebswellen- 



lagerung eine höhere Lagerverlustleistung nach Gleichung (3) 

hervorrufen. 

Einen dritten konstruktiven Freiheitsgrad stellt die Nutzung der 

mechanischen Rekonfigurierbarkeit dar. Wann immer ein MMDS 

in einem Arbeitspunkt betrieben wird, in dem nicht alle Motoren 

benötigt werden, können einzelne Motoren elektrisch abgeschaltet 

werden (siehe Beitrag 1 dieser Artikelserie). Liegt eine derartige 

Situation vor, so überträgt der dem Motor zugehörige Einzelantriebsstrang 

keine Leistung mehr, wodurch die lastabhängigen 

Verlustanteile vermieden werden. Der Antriebsstrang ist jedoch 

weiterhin mechanisch mit der Sammelstufe verbunden, wodurch 

aufgrund der von Null verschiedenen Winkelgeschwindigkeit 

lastunabhängige Verluste nach den Gleichungen (2), (4) und (5) 

entstehen. Durch die Integration einer fremdgeschalteten oder 

einer drehrichtungsbetätigten Kupplung (Freilauf) in die Nabe des 

mit dem Sammelrad kämmenden Zahnrades kann die Welle des 

Einzelantriebsstrangs stillgesetzt werden. Diese Kupplungen können 

nach dem Prinzip des Kraft- oder des Formschlusses gestaltet 

werden. Die lastunabhängigen Lagerverluste sowie etwaige Dichtungsverluste 

könnten durch das Stillsetzen vermieden werden. Die 

lastunabhängigen Verzahnungsverluste sowie zusätzliche Verluste 

durch den Freilauf würden jedoch weiterhin anfallen (Bild 3b). 

Ein alternativer Ansatz der mechanischen Rekonfigurierbarkeit 

ist die Verwendung eines Schieberadkonzeptes, welches eine vollständige 

mechanische Trennung der Verzahnung zwischen Einzelantriebsstrang 

und Sammelrad erlaubt (Bild 3b / Bild 4). Mit 

diesem Konzept können durch ein vollständiges Stillsetzen alle Verlustanteile 

nach den Gleichungen (1) bis (5) des temporär nicht 

erforderlichen Einzelantriebsstrangs vermieden werden. Bei der 

Realisierung eines solchen Konzeptes muss allerdings bei Wiedereinschalten 

des Motors eine Geschwindigkeits-Synchronisation an 

das noch rotierende Sammelrad erfolgen. Weiterhin muss durch 

eine geeignete Schaltaktorik gewährleistet werden, dass die Verzahnung 

prozesssicher getrennt und wieder verknüpft werden kann. 

Diese konstruktiven Freiheitsgrade eines MMDS können genutzt 

werden, um den Getriebewirkungsgrad zu maximieren. Eine quantitative 

Aussage über die Auswirkungen der konstruktiven Freiheitsgrade 

auf den Getriebewirkungsgrad kann nur anhand eines 

direkten Vergleichs mit einem leistungsäquivalenten SMDS-Getriebe 

getroffen werden. Bevor im Folgenden der Entwurf zweier Getriebe 

für diesen Vergleich vorgestellt wird, werden zuerst die restriktiven 

Randbedingungen erläutert, die eine Vergleichbarkeit der Getriebeverluste 

anhand der Gleichungen (1) bis (5) gewährleisten. 

a) Das MMDS-Getriebekonzept soll modellbasiert sowie experimentell 

untersucht werden. Für die experimentellen Untersuchungen 

wird auf einen vorhandenen MMDS-Prüfstand zurückgegriffen. Am 

Prüfstand können antriebsseitig unterschiedliche Kombinationen 

aus vier Motoren realisiert werden, wobei jede Kombination eine 

Summennennleistung von 22 kW ergibt. Die beiden zu vergleichenden 

Getriebekonzepte werden auf diese Nennleistung ausgelegt. 

Weiterhin wird für die vier antriebsseitigen MMDS-Motoren davon 

ausgegangen, dass alle Motoren eine Nenndrehzahl von 1 500 1/min 

aufweisen und um jeweils 90° versetzt um das Sammelrad angeordnet 

sind. Der größte nutzbare Motor besitzt eine Nennleistung von 

7 kW und erzeugt im Nennpunkt ein Drehmoment von 45 Nm. Für 

das SMDS-Getriebe wird ein Antriebsmotor angenommen, der im 

Nennpunkt bei 1 500 1/min ein Drehmoment von 140 Nm erzeugt. 

Die Maximaldrehmomente der Motoren dienen jeweils als Auslegungsreferenz 

des Antriebsstrangs. 

05 CAD-Entwürfe der zu vergleichenden Getriebevarianten; links) 

MMDS-Sammelgetriebe rechts) SMDS-Getriebe 

Komponente MMDS SMDS 

Lager-Kurzzeichen 

Festlager Antriebswelle(n) *6005 *6207 

Loslager Antriebswelle(n) 61903 6305 

Festlager Abtriebswelle 61907 *6008 

Loslager Abtriebswelle 61809 *16009 

Anzahl Lager im Getriebe 10 4 

Radialwellendichtringe (RWDR) 

Durchmesser Antriebswelle(n) 24 mm 32 mm 

Durchmesser Abtriebswelle 42 mm 42 mm 

Anzahl RWDR im Getriebe 5 2 

Verzahnung 

Modul 4 4 

Teilkreis Antriebsritzel 68 mm 68 mm 

Teilkreis (Sammel-)Rad 276 mm 276 mm 

Zahnbreite Antriebsritzel 20 mm 48 mm 

Zahnbreite (Sammel-)Rad 22 mm 50 mm 

Anzahl Zahneingriffsstellen 4 1 

Gehäuse 

Innenmaße 

100 mm x 480 mm x 

490 mm 

80 mm x 400 mm x 

400 mm 

Gegenüberstellung des MMDS- und des SMDS-Getriebeentwurfs 


06 MMDS-Prüfstand 

b) Für einen möglichst einfachen Getriebeaufbau werden beide 

Konzepte einstufig, geradverzahnt und mit einer einzelnen Abtriebswelle 

ausgelegt. 

c) Für die Lagerungen wird eine Mindestlebensdauer von 

10 000 Stunden gefordert, wobei bei dem MMDS-Getriebe aus 

Gründen der Modularität für alle Einzelantriebsstränge der größte 

verwendbare Motor als Auslegungsreferenz genutzt wird. Sämtliche 

Lagerungen werden als Fest-Los-Lagerungen ausgeführt. 

d) Die Materialausnutzung der Getriebekomponenten soll in beiden 

Fällen annähernd identisch sein. Weiterhin wird eine vergleichbare 

Torsionssteifigkeit der Getriebe gefordert, sodass bei Maximalbelastung 

der Torsionswinkel der Wellen 0,35° nicht überschreitet. 

e) Für beide Getriebevarianten wird eine Tauchschmierung verwendet. 

Die Eintauchtiefen von unter Öl laufenden Ritzeln und 

Rädern sollen vergleichbar sein. 

f) Es werden vergleichbare Gehäusedimensionen (annähernd 

identischer Abstand der Verzahnteile zu den Gehäusewänden) 

gefordert, sodass vergleichbare Strömungs- und Spritzölverhältnisse 

entstehen. 

g) Für die Verzahnung werden eine Grübchensicherheit von 

mindestens 1,3 und eine Sicherheit gegen Zahnfussbruch von 

mindestens 2,0 gefordert. 

h) Um die Anwendbarkeit der Gleichung (4) sicherzustellen, 

werden bei gegebenem Schmierstoff ausschließlich Wellendrehzahlen 

betrachtet, bei denen das Produkt aus dynamischer Schmierstoffviskosität 

v und Wellendrehzahl n W 

die Bedingung v⋅n W 

> 2 000 mm2 / 

(s.min) erfüllt. 

i) Die Verzahnungsgeometrie von MMDS-Getriebe und SMDS- 

Getriebe ist identisch. Einzig die Zahnbreite verbleibt als freier 

Entwurfsparameter. 

j) Um die Gültigkeit der Gleichung (2) zu gewährleisten liegt das 

Verhältnis von Nenn-Zahnnormalkraft und Zahnbreite unterhalb 

von 150 N/mm. Weiterhin liegen die betrachteten Tangentialgeschwindigkeiten 

der Verzahnung unterhalb von 10 m/s. 

k) Die Abdichtung der Wellen an den Gehäuseaustrittsstellen 

geschieht mittels Radialwellendichtringen. 

l) Um die größten Vorteile der mechanischen Rekonfigurierbarkeit 

zu nutzen, wird ein Schieberadkonzept integriert. 

Unter Berücksichtigung der Randbedingungen a) bis l) wurden 

ein MMDS-Sammelgetriebe und ein leistungsäquivalentes SMDS- 

Getriebe entworfen (Bild 05). Der Festigkeitsnachweis der Komponenten, 

die Lagerberechnung und die Auslegung der Verzahnung 

wurden dabei mit Hilfe des Softwaretools Kisssoft vorgenommen. 

Durch die Aufteilung der MMDS-Antriebssystemnennleistung 

konnten die Komponenten der Einzelantriebsstränge wesentlich 

kleiner dimensioniert werden als die Komponenten des SMDS- 

Antriebsstrangs. Bei der Tauchschmierung ist für das MMDS-Getriebe 

zu beachten, dass aufgrund der Positionierung der Einzelantriebsstränge 

nur die beiden unteren Ritzel und Lagerungen im Ölbad laufen, 

während die oberen Ritzel und Lager ausschließlich durch Spritzöl 

geschmiert werden. Die Tabelle fasst die für die Verlustleistungsberechnung 

der Getriebe relevanten Komponentendaten zusammen. 

Abgesehen von der Abtriebswelle und deren Dichtung konnten alle 

Komponenten des MMDS kleiner dimensioniert werden als die des 

SMDS-Getriebes. Insbesondere die Reduktion des Antriebswellendurchmessers, 

der antriebsseitigen Lagerdurchmesser sowie die 

geringere Zahnbreite der Ritzel und des Sammelrades führen nach 

den Gleichungen (1)-(5) zu geringeren Einzelverlustleistungen 

der Komponenten. Es ist jedoch zu prüfen, ob die Gesamtverlustleistung 

des MMDS unterhalb der SMDS-Verlustleistung liegt, da 

die Einzelverlustleistungen der Komponenten zwar geringer sind, 

die Anzahl verlustverursachender Komponenten jedoch deutlich 

gesteigert wurde (Tabelle / Bild 05). 

Ein Vergleich der Gehäusemaße zeigt, dass das MMDS-Getriebe 

nur unwesentlich größer gestaltet wurde als das SMDS-Getriebe. 

Wird berücksichtigt, dass die zu verwendenden Motoren im MMDS 

eine kürzere Baulänge aufgrund einer geringeren Nennleistung 

je Einzelmotor aufweisen, so haben beide Antriebssysteme einen 

ähnlichen Platzbedarf. Die aus dem ersten Beitrag bekannte, allgemeine 

Anforderung an ein MMDS nach Einhaltung bekannter und 

üblicher Schnittstellen, ist aufgrund der ähnlichen Hauptabmaße 

sowie gleicher Abtriebswellengeometrie gewährleistet. 

MMDS-Prüfstand und Verlustleistungsmodell 

Basierend auf den Gleichungen (1)-(5) wurde ein Simulationsmodell 

zur Untersuchung der Getriebekonzepte entwickelt. Neben 

der Berechnung der Einzelverlustleistungen der Getriebekomponenten 

wird ebenfalls die Möglichkeit der mechanischen Rekonfigurierbarkeit 

berücksichtigt. Somit ist eine umfassende Beurteilung 

des Betriebsverhaltens der Getriebekonzepte möglich. Da die beiden 

zu vergleichenden Getriebe bisher nur als Entwurf vorliegen, wurde 

der bereits existierende MMDS-Prüfstand des KAt verwendet, um 

das Simulationsmodell zu validieren. Bild 06 zeigt den aktuellen 

Prüfstandsaufbau. 

Antriebsseitig können vier identische Siemens 1PH8103 Asynchronmotoren 

mit jeweils 5,5 kW Nennleistung installiert werden. 

Alternativ können zwei der Motoren durch einen Siemens 1PH8101 

Asynchronmotor (3,7 kW / 1 500 1/min) und einen Siemens 

1PH8105 Asynchronmotor (7 kW / 1 500 1/min) ersetzt werden. 

Abtriebsseitig ist eine Lastmaschine vom Typ Siemens 1PA6186 

installiert, welche beliebige Belastungssituationen bis zu einem 

Drehmoment von 700 Nm simulieren kann. 

Damit das Betriebsverhalten des Getriebes sowie das der Motoren 

vermessen werden kann, sind separate Drehmomentmesswellen 

mit integrierter Drehzahlmessung verbaut worden. Antriebsseitig 

werden vier Drehmomentmesswellen des Typs KTR Dataflex 

32/100 verwendet. Abtriebsseitig ist eine Drehmomentmesswelle 

des Typs KTR Dataflex 42/1000 installiert. 

Weiterhin verfügt der Prüfstand über eine Öltemperierung mit 

der ein Betriebstemperaturbereich von 10 bis 150 °C eingestellt 

110 antriebstechnik 10/2016


werden kann. Die Öltemperatur wird mit vier PT100 Sensoren an 

Zu- und Ablauf sowie an zwei Messstellen im Ölsumpf erfasst. 

Das Getriebe besitzt eine Übersetzung von i = 7,1, wobei antriebsseitig 

vier identische Ritzelwellen verbaut sind. Das Übersetzungsverhältnis 

zwischen den vier Antrieben liegt somit bei i = 1. 

Die Steuerung des Prüfstands wird mittels Siemens Sinamics 

S120 Komponenten und einem Siemens Microbox IPC realisiert, 

welcher über eine Profibus-Schnittstelle mit einer D-Space DS1006 

Echtzeithardware verbunden ist. Die Kopplung zu dem D-Space 

System erlaubt eine flexible Programmierung des Prüfstands mittels 

Matlab / Simulink sowie eine hochfrequente, zentralisierte 

Erfassung aller Messdaten von Getriebe und Motoren. 

Zur Validierung des Getriebeverlustleistungsmodells wurde der 

Getriebewirkungsgrad an 330 Betriebspunkten vermessen. Die 

Betriebspunkte wurden äquidistant über den Nennbetriebsbereich 

des Prüfstands verteilt. Der Arbeitspunkt minimaler Leistung des 

Getriebes lag antriebsseitig bei 50 1/min und 0 Nm Lastmoment. 

Der Arbeitspunkt maximaler Leistung lag antriebsseitig bei 

1 500 1/ min und 100 Nm Lastmoment. Der Getriebewirkungsgrad 

wurde an denselben Arbeitspunkten mittels des Getriebeverlustleistungsmodells 

berechnet und anschließend mit der Messung verglichen. 

Bild 07 zeigt den Vergleich zwischen Modell und Messung. 

Abweichungen oberhalb der Messungenauigkeit der verwendeten 

Messmittel konnten nur bei Drehzahlen bis 200 1/min und 

antriebsseig erfassten Drehmomenten zwischen 5 Nm und 20 Nm 

festgestellt werden. Das entwickelte Simulationsmodell wird somit 

als validiert angesehen und für den Vergleich der beiden neuen 

Getriebekonzepte verwendet. 

Simulationsergebnisse 

Um das Betriebsverhalten von SMDS-Getriebe und MMDS-Sammelgetriebe 

zu beurteilen, wurden die einzelnen Anteile der 

Gesamtverlustleistung sowohl bei Nenndrehzahl der Getriebe bei 

variierender Belastung (Bild 08 links) als auch für eine konstante 

Belastung mit dem Nenndrehmoment bei variierender Drehzahl 

(Bild 8 rechts) simuliert. 

Es ist zu erkennen, dass die Gesamtverlustleistung (P V 

, schwarze 

Kurven) des MMDS-Sammelgetriebes geringer ist als die des SMDS- 

Getriebes. Der bei Nennlast größte Anteil der Getriebeverluste, die 

lastabhängige Verzahnungsverlustleistung (P VZ,P 

, blaue Kurven), 

wird durch die unterschiedlichen Getriebekonzepte nicht beeinflusst 

und tritt somit bei beiden Getrieben in derselben Höhe auf. 

Bei Betrachtung der Dichtungsverlustleistung (P VD 

, grüne Kurven) 

wird ersichtlich, dass das MMDS annähernd doppelt so hohe Dichtungsverluste 

erzeugt wie das SMDS. Unter Berücksichtigung der 

oben aufgeführten Randbedingungen ist dies auf die gesteigerte 

Anzahl der antriebsseitigen Dichtstellen zurückzuführen. Damit 

die Summe aller antriebsseitigen Dichtungsverluste des MMDS der 

antriebsseitigen Dichtungsverlustleistung des SMDS entspräche, 

müsste bei vier Antriebswellen der Wellendurchmesser gegenüber 

der SMDS-Antriebswelle halbiert werden (Gleichung (5)). Unter 

Berücksichtigung der Randbedingungen d) und k) ist diese Forderung 

jedoch nicht realisierbar. Aufgrund der Annahme k) wird für 

diesen Vergleich der Einsatz eines verlustleistungsreduzierten 

Dichtsystems, wie in [Nol12] beschrieben, zur Reduzierung der 

Dichtungsverluste zunächst nicht betrachtet. Diese Systeme bieten 

allerdings Potential für weitere Verlustleistungseinsparungen 

im MMDS. 

07 Validierung des Getriebeverlustleistungsmodells 

Die Reduktion der Gesamtverlustleistung ist folglich auf die 

verbleibenden Verlustanteile der lastunabhängigen Verzahnungsverluste 

(P VZ,0 

, türkise Kurven) und der Lagerverluste zurückzuführen. Die 

lastunabhängigen Verzahnungsverluste können durch das MMDS- 

Sammelgetriebekonzept um über 46 % reduziert werden. Dies ist 

hauptsächlich auf die geringere Zahnbreite des MMDS-Sammelgetriebes 

zurückzuführen, wodurch sowohl die Planschverluste als auch die 

Quetschverluste signifikant reduziert werden. Außerdem tauchen ausschließlich 

zwei der vier Antriebswellen in das Ölbad ein, wodurch die 

Planschverluste nach Gleichung (2) weiter reduziert werden. 

Die lastunabhängigen Lagerverluste (P VL,0 

, rosa Kurven) können 

um 20 % reduziert werden. Dieser Effekt ist auf den verringerten 

Lagerdurchmesser zurückzuführen, der mit der dritten Potenz in 

die Berechnung der Verluste eingeht (Gleichung (4)). Hierdurch ist 

die Summe der antriebsseitigen Lagerverluste der vier Antriebswellen 

des MMDS geringer als die Lagerverluste der einzelnen Antriebswelle 

des SMDS. Die lastabhängigen Lagerverluste (P VL,P 

, rote 

Kurven) können ebenfalls reduziert werden. Maximal kann im 

Nennbetriebspunkt des Getriebes eine Reduktion um 63 % gegenüber 

dem SMDS erzielt werden. Die geringere Verlustleistung ist in 

diesem Fall durch das Produkt der im MMDS-Sammelgetriebe 

geringeren Lagerbelastung, der kleineren Baugröße und des von 

der Lagerbelastung abhängigen Berechnungsbeiwertes f 1 

nach 

Gleichung (3) begründet. 

In Summe überwiegen die verlustreduzierenden Effekte der 

MMDS-Getriebestruktur die gesteigerten Dichtungsverluste. Infolgedessen 

resultiert über den gesamten Nennarbeitsbereich des Getriebes 

eine geringere Verlustleistung als bei einem SMDS-Getriebe. 

Folglich weist das MMDS-Sammelgetriebe strukturbedingt einen 

höheren Wirkungsgrad gegenüber dem SMDS-Getriebe auf. 

Bisher unberücksichtigt geblieben ist der Freiheitsgrad der mechanischen 

Rekonfigurierbarkeit. Zur Untersuchung der Auswirkungen 

dieses Freiheitsgrades wurde eine Antriebssystemkonfiguration 

Sie haben Teil 1 dieser Artikelserie verpasst oder möchten 

ihn gerne noch einmal lesen? Er steht unter folgendem Link 

zum Download bereit: http://bit.ly/MMDS_Paderborn_01 


08 Simulationsergebnisse des Vergleichs zwischen 

SMDS-Getriebe und MMDS-Sammelgetriebe 

des Prüfstandantriebssystems mit vier identischen Motoren mit 

jeweils 35 Nm Nenndrehmoment angenommen. Weiterhin wurde 

angenommen, dass in Abhängigkeit des erforderlichen Antriebsdrehmoments 

die vier Motoren sukzessive zugeschaltet werden 

und die jeweiligen Einzelantriebsstränge bis zum Zeitpunkt der 

Motoreinschaltung mechanisch vollständig durch ein Schieberadkonzept 

von dem Sammelrad des Getriebes entkoppelt sind. Der 

sich für diese Betriebssituation bei der Nenndrehzahl des Getriebes 

ergebende Getriebewirkungsgrad ist in Bild 09 dargestellt. Zusätzlich 

sind die Wirkungsgrade des MMDS-Sammelgetriebes ohne 

Berücksichtigung der mechanischen Rekonfigurierbarkeit sowie 

der SMDS-Getriebewirkungsgrad abgebildet. 

Durch die Nutzung der mechanischen Rekonfigurierbarkeit lässt 

sich eine Verbesserung des MMDS-Sammelgetriebewirkungsgrades 

im Teillastbereich erzielen. Gegenüber dem leistungsäquivalenten 

SMDS-Getriebe konnte hier eine maximale Wirkungsgradsteigerung 

um 2,8 % erreicht werden. Dieses Wirkungsgradverhalten ist auf die 

Vermeidung der lastunabhängigen Verlustanteile der mechanisch 

entkoppelten Wellen des MMDS zurückzuführen. Sobald der Drehmomentbedarf 

die Zuschaltung eines weiteren Motors erfordert, 

fallen diese Verlustanteile jedoch wieder in voller Höhe an, wodurch 

sich der stufenförmige Verlauf des Wirkungsgrades im Bereich 

der Motornenndrehmomentgrenzen bei 35 Nm, 70 Nm und 

105 Nm erklärt. 

Es ist allerdings zu beachten, dass durch die sukzessive Zuschaltung 

das antriebsseitige Drehmoment asymmetrisch auf die vier 

Zahneingriffsstellen des Sammelrades verteilt wird. Somit liegt eine 

Kraftkompensation nur bedingt vor, wodurch die Lagerbelastung 

an der Abtriebswelle gegenüber einer symmetrischen Drehmomentverteilung 

ansteigt. Weiterhin kann eine ungünstige Zuschaltreihenfolge 

dazu führen, dass die Kraftkompensation bei zwei 

aktiven Motoren nicht genutzt wird, was zu gesteigerten lastabhängigen 

Lagerverlusten über den gesamten Drehmomentbereich 

bis zum Nenndrehmoment führt (Bild 09 unten). Dieser Verlustanteil 

ist jedoch geringer als der Anteil der lastunabhängigen Lagerund 

Verzahnungsverluste. Folglich kann der Gesamtwirkungsgrad 

des Getriebes auch bei Nichtbeachtung der Zuschaltreihenfolge 

und dementsprechend einer asymmetrischer Drehmomentverteilung 

verbessert werden. 

Im weiteren Verlauf der Forschungsarbeiten wird untersucht werden, 

auf welche Weise eine möglichst symmetrische Drehmomentverteilung 

bei Nutzung der mechanischen Rekonfigurierbarkeit 

realisiert werden kann. Zu beachten ist in diesem Zusammenhang, 

dass weitere Bestandteile einer intelligenten Betriebsstrategie – wie 

beispielsweise die elektrische Rekonfigurierbarkeit (siehe Beitrag 1 

und Beitrag 3 der Artikelserie) – anders geartete Drehmomentverteilungen 

bevorzugen oder erfordern können. Ziel muss es sein, 

einen Kompromiss zu finden, sodass die Effizienz des Gesamtsystems 

ein globales Wirkungsgradoptimum erreicht. Einen weiteren 

Schwerpunkt der Forschungsarbeiten stellt die technische Realisierung 

der automatisierten Nutzung der mechanischen Rekonfigurierbarkeit 

dar. In diesem Themenfeld werden unterschiedliche 

Schaltaktorikkonzepte und deren Integration in eine intelligente 

Betriebsstrategie untersucht werden. 

Modellbasierter Vergleich 

Im Folgenden wird unter Verwendung des aus dem ersten Beitrag 

bekannten Arbeitsprozesses des Kautschukinnenmischers gezeigt, 

welches Effizienzsteigerungspotential ein MMDS-Sammelgetriebe 

gegenüber einem konventionellen Getriebekonzept besitzt. Hierzu 

wurde der Arbeitsprozess auf das Antriebssystem des Prüfstands 

skaliert, so dass die Nennleistungsauslastung mit der realen 

Produktionsanlage übereinstimmt. Mit Hilfe des Simulationsmodells 

wurden die Verlustleistungen des SMDS-Getriebes und des MMDS- 

Getriebes berechnet. Für das MMDS wurden eine Antriebssystemkonfiguration 

mit vier identischen Motoren und die durchgängige 

Nutzung der mechanischen Rekonfigurierbarkeit mit einer sukzessiven 

Aufteilung des erforderlichen Antriebsdrehmoments angenommen. 

Die mechanische Entkopplung und erneute Einkopplung der 

Einzelantriebsstränge wurde idealisiert ohne ein Zeitverhalten der 

Schaltaktorik betrachtet. Bild 10 zeigt in den oberen beiden 



09 oben) Vergleich der Getriebewirkungsgrade unter Berücksichtigung 

des Freiheitsgrades der mechanischen Rekonfigurierbarkeit 

unten) gesteigerte lastabhängige Lagerverlustleistung ohne gezielte 

Berücksichtigung der Kraftkompensation 

10 Vergleich des MMDS-Sammelgetriebes und des SMDS-Getriebes 

anhand des exemplarischen Arbeitsprozesses des 

Kautschukinnenmischers 

Diagrammen den antriebsseitigen Drehmoment- und den Drehzahlverlauf 

des Arbeitsprozesses. Die unteren Diagramme stellen 

die Simulationsergebnisse der Getriebeverlustleistung und des 

Getriebewirkungsgrads dar. 

Das MMDS-Sammelgetriebe weist über den gesamten Verlauf des 

Arbeitsprozesses eine geringere Verlustleistung auf als das SMDS- 

Getriebe. Insbesondere in den Teillastbereichen des Arbeitsprozesses 

wird der Einfluss der mechanischen Rekonfigurierbarkeit deutlich. 

Für den dargestellten Arbeitsprozess konnte der durchschnittliche 

Wirkungsgrad durch das MMDS-Sammelgetriebe um 0,6 % gegenüber 

dem SMDS-Getriebe gesteigert werden. Dies führte unter den 

getroffenen Annahmen zu einer Reduktion der Verlustenergie von 

16 % bezogen auf die Verlustenergie des SMDS. Wird unter Berücksichtigung 

der Anzahl der Schaltvorgänge und der für diese Vorgänge 

erforderlichen Reibleistung des Schieberadkonzeptes überschlägig 

die Schaltenergie einer potentiellen Schaltaktorik ermittelt und 

diese in die Berechnung der Verlustenergie einbezogen, so liegt die 

Verlustenergie des MMDS 10 % - 12 % unterhalb der Verlustenergie 

des SMDS. 

Zusammenfassung und Ausblick 

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass MMDS-Sammelgetriebe 

trotz einer gesteigerten Anzahl an Getriebekomponenten und eines 

mechanisch komplexeren Aufbaus gegenüber konventionellen 

Getrieben in der Lage sind, die Effizienz eines Antriebssystems 

positiv zu beeinflussen. Maßgeblich dafür sind die Einsparung an 

Verlustleistungen im Bereich der Lager und der Verzahnung. Somit 

konnte der Wirkungsgrad gegenüber dem SMDS gesteigert werden. 

Die Betrachtung der unterschiedlichen Freiheitsgrade während 

der Konzeptions- und der Betriebsphase hat jedoch auch gezeigt, 

dass es teilweise zu gegenläufigen Effekten bei gleichzeitiger 

Nutzung der Freiheitsgrade kommen kann. Ziel weiterer Forschungsarbeiten 

am KAt ist es daher, geeignete Verfahren zur 

Handhabung der Freiheitsgrade eines MMDS zu entwickeln (Fokus 

des dritten Beitrags). Zu diesem Zweck werden zukünftig die 

Einflüsse der MMDS-Getriebestruktur in einer intelligenten 

Betriebsstrategie zu berücksichtigen sein. Darüber hinaus müssen 

die aus der Getriebestruktur resultierenden Freiheitsgrade mit den 

Freiheitsgraden der elektrischen Rekonfigurierbarkeit eines MMDS 

vereinbart werden. 

Der Einfluss eines MMDS-Sammelgetriebes auf die Effizienz 

eines Antriebssystems konnte bislang nur simulativ untersucht 

werden. Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungstätigkeiten wird 

daher in dem Aufbau der vorgestellten Getriebevarianten und in 

deren experimentellen Untersuchung liegen. Weiterhin werden mit 

Hilfe des Prüfstands unterschiedliche Konzepte zur technischen 

Realisierung des Freiheitsgrads der mechanischen Rekonfigurierbarkeit 

untersucht werden. 

Literaturhinweise: 

[Fra58] Franke, R.:Vom Aufbau der Getriebe - Entwicklungslehre der Getriebe. 

Düsseldorf : VDI-Verlag, 1958. 

[Mau87] Mauz, W.: Hydraulische Verluste von Stirnradgetrieben bei Umfangsgeschwindigkeiten 

bis 60 m/s. Stuttgart : IMK Stuttgart, 1987. 

[Mül90] Müller, K. H.: Abdichtung bewegter Maschinenteile. Waiblingen : 

Medienverlag Müller, 1990. 

[Nol12] Nolte, Karsten und Zimmer, Detmar: Low friction Rotary Shaft Seal. 

Velustleistungsreduziertes Dichtsystem. 17. Internationale Dichtungstagung. 

Stuttgart : VDMA, 2012. 

[Ohl58] Ohlendorf, H.: Verlustlesitung und Erwärmung von Stirnrädern. 

München : TU München, 1958. 

[Sch10] Schlecht, B.: Maschinenelemente 2 Getriebe - Verzahnung - Lagerungen. 

München : Pearson Studium, 2010. 

[Sch12] Technologies, Schaeffler: Wälzlager. Herzogenaurach : Schaeffler 

Technologies, 2012. 

Danksagung 

Die in dieser Beitragsreihe verwendeten Arbeitsprozessdaten 

wurden mit freundlicher Unterstützung von der Continental Reifen 

Deutschland GmbH Korbach bereitgestellt. 


VORSCHAU 

IM NÄCHSTEN HEFT: 11/2016 

ERSCHEINUNGSTERMIN: 16. 11. 2016 • ANZEIGENSCHLUSS: 31. 10. 2016 

01 

02 

03 

01 Trommelmotoren sind zum Standard für fördertechnische Aufgaben 

geworden. Ein kleines Manko haben aber fast alle: Ihr Getriebe wird oft 

noch mit Öl geschmiert, das austreten kann. Sicherheit vor Kontaminationen 

bietet nun der weltweit erste Trommelmotor in ölfreier Auslegung 

04 

02 Sollen in der Robotik oder Automatisierung Präzisionsgetriebe 

zum Einsatz kommen, stehen Konstrukteure vor der Wahl zwischen 

zwei Getriebearten: Planeten- und Zykloidgetriebe. Erfahren Sie, 

welche unterschiedlichen Vor- und Nachteile sie jeweils bieten 

03 Hubgetriebe müssen stets zuverlässig funktionieren. Deshalb kommt 

bei der Qualitätssicherung und Dokumentation der Messergbnisse ein 

Koordinatenmessgerät zum Einsatz. Es weist die präzise Getriebe-Fertigung 

nach und macht zudem den Weg frei für die Eroberung neuer Märkte 

Der direkte Weg 

im Internet: 


als E-Paper: 

www.engineering-news.net 

Redaktion: 

d.schaar@vfmz.de 

MDA Technologies: 

www.en.engineering-news.net 

04 Die stetig fortschreitende Automatisierung im Maschinen- und 

Anlagenbau erfordert Antriebselemente, die den dortigen immer höher 

werdenden Ansprüchen gerecht werden. Ein Unternehmen aus Bayern 

bietet hierfür die passenden Kupplungslösungen 

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten) 


COLOMBIA 

SLOVAKIA 

Ergonomic discharging device enables 

higher throughput 

Automated tray storage system 

ensures just-in-sequence-production 

Electric forklift power in the Turkish 

wood industry 

Gruchow: “Five reasons you should 

visit the CeMAT 2016 at Hanover” 

in cooperation with 

Fluidtechnik 


in cooperation with 

April 2016 

AUSTRALIA 

BRASIL 

CHINA 

GERMANY 

INDIA 

ITALY 

RUSSIA 

TURKEY 

USA 

Targeting on global 

technology markets? 

Reach international 

decision makers! 

INTERNATIONAL 

EDITION 

Intralogistics 

Trade magazine for material flow and material management 1 

March 2016 

Supplement for international Supply Chain Management 

Motion, Drive and Automation 

Intelligent drives with 

endless applications 

INTERNATIONAL 

EDITION 

2 

April 2016 

incl. Supplement 

COMPRESSED AIR NEWS 

INTERNATIONAL 

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It’s time for 

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Investigating the secret 

of rocky planets 

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antriebstechnik 10/2016

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