antriebstechnik 6/2016

19174 

6 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

www.antriebstechnik.de 

Juni 2016 

Getriebetechnik 

Zykloidgetriebe sollen Deltaroboter zu 

längerer Lebensdauer verhelfen 

Wälz- und Gleitlager 

Seit 15 Jahren sorgen Lager 

für Sicherheit im London Eye 

Elektromotoren 

Das Schleudergriff-Prinzip – 

Zukunft der Antriebstechnik? 

Robotik und Automation 

Wie Hexapoden neue 

Möglichkeiten eröffnen

DISCOVER EFFICIENCY 

SPEEDCORE 

Der neue SpeedCore-Wälzfräser – 

jetzt noch leistungsstärker. 

Ihre Vorteile: 

– Produktivitätssteigerung 

um mehr als 50 % 

– Gesteigerte Schnittwerte 

– Geringe Stückkosten 

In welchen Bereichen möchten 

Sie effizienter werden? 

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EDITORIAL 

Der Sommer wird heiß 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

ob der diesjährige Sommer aus meteorologischer 

Sicht unsere Wünsche nach Sonne und tollem 

Wetter erfüllen wird, kann ich Ihnen heute weder 

voraussagen, noch garantieren. Auch die Meteorologen werden sich 

zu diesem frühen Zeitpunkt mit einer Prognose schwer tun. Aber was 

wir Ihnen als Redaktion über die Sommermonate hinweg anbieten, 

wird definitiv heiß! Denn unsere Innovations-Scouts gehen für Sie 

auf Tour durch Deutschland, um für Sie ein umfangreiches Bild rund 

um das Thema „Industrie 4.0“ einzufangen. Wir möchten beim 

„SUMMER of ENGINEERING“ herausfinden, ob das Zukunftsprojekt 

Industrie 4.0 tatsächlich hält, was es verspricht: Eine große Welle von 

Innovationen, die unsere deutsche Industrie und vor allem unseren 

Maschinenbau technologisch, als auch wirtschaftlich fit für die 

Zukunft macht. 

Welche sind die größten Herausforderungen auf Ihrem Weg zu 

Industrie 4.0? Wo steht der Maschinenbau im Jahr 2025? Welche 

Rolle spielt der Mensch zukünftig? Ist Bildung der Schlüssel für 

Industrie 4.0? Was wird alles durch Industrie 4.0 möglich, was jetzt 

noch nicht geht? Diese und weitere brennende Fragen aus der 

Industrie werden wir Experten stellen und Ihnen beantworten. 

Der „SUMMER of ENGINEERING“ hat aber schon heute begonnen: 

In unserem neuen Blog unter www.summer-of-engineering.de 

lesen Sie bereits jetzt spannende Artikel, Kommentare, Studien und 

Videos zur neuen digitalen Welt. Und Themen rund um die Antriebstechnik 

sind auch dabei, denn wir werden renommierte Unternehmen 

wie SEW-Eurodrive, Lenze, Schneider-Electric, Sick oder auch 

Schulz-Systemtechnik vor Ort besuchen und unter 

die Lupe nehmen. 

Also: Besuchen Sie unseren Blog 

und widmen sich danach den 

folgenden Seiten, die mindestens 

genauso spannend und informativ 

sind. Besonders unser Special hat 

es in sich: Robotik und Automation 

– zwei Themen, die im Maschinenbau 

der Zukunft Hand in Hand 

gehen werden. Hierfür hat die 

Antriebstechnik jedenfalls jede 

Menge zu bieten. – Ein heißes 

Thema! 

INDUKTIVE 

SENSOREN 

WEG, LÄNGE 

& POSITION 

FÜR 

Mehr als 250 verschiedene Sensoren 

mit Messbereichen von 1- 630 mm 

Hohe Genauigkeit 

Integrier ter oder separater Controller 

Standardisier te und kundenspezifische 

Sensorbauformen, auch zur Integration 

im Hydraulikzylinder 

Flexibel im Einbau durch speziell 

entwickelte Messverfahren mit 

Stößel, Messring, Hülse und Taster 

Dirk Schaar 

d.schaar@vfmz.de 

Tel. +49 8542 1680 

www.micro-epsilon.de/indu

INHALT 

10 

28 

46 

Domainwissen erzeugt Dominanz: Darum 

ist der deutsche Maschinenbau für Hartmut 

Rauen der Schrittmacher der Zukunft 

Es dreht und dreht und ...: 

Seit über 15 Jahren sorgen FAG Lager 

für die Sicherheit des London Eye 

Intelligent verbinden mit Industrie 4.0: 

Neue Antriebsregler-Plattform passt sich 

an Bedürfnisse der Applikation an 

EDITORIAL 

3 Der Sommer wird heiß 

FVA-AKTUELL 

6 Aktuelles von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

MAGAZIN 

10 Deutscher Maschinenbau: Schrittmacher der Zukunft? 

12 Innovations-Scouts auf der Spur von Industrie 4.0 

14 Japanischer Marktführer übernimmt Kupplungshersteller 

5-17 Märkte, Unternehmen, Personalien und Veranstaltungen 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

18 TITEL Zykloidgetriebe sollen Deltaroboter zu längerer 

Lebensdauer verhelfen 

22 Werkzeugsysteme steigern Effizienz beim Wälzfräsen 

24 Verzahntechnik berechnet Mikrogeometrie 

von Zahnflanken 

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

28 15 Jahre Sicherheit im London Eye 

34 Über den Stand der Technik bei Kugelgewindetrieben 

36 Doppelpunkt-Verfahren für Induktionsanwärmgeräte 

erhöht Lebensdauer 

33-37 Produkt-Highlights 

ELEKTROMOTOREN 

38 Kleinservoantriebe für hochperformante Anwendungen 

40 Das Schleudergriff-Prinzip – die Zukunft? 


STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

46 Antriebsregler passt sich an Bedürfnisse der Applikation an 


DREHGEBER 

50 Hall-Effekt-Drehgeber als zuverlässige Alternative 

für die Winkelmessung 


KUPPLUNGEN UND BREMSEN 

56 Kabelkanalsystem aus Aluminium sorgt für Ordnung 


SPECIAL AUTOMATION UND ROBOTIK 

60 Die Mensch-Roboter-Kollaboration wird Realität 

62 Wälzlager und Lineartechnik für Kraft, Präzision und 

Ausdauer am laufenden Band 

66 Diese Vorteile bieten modellbasierte Regelungsund 

Steuerungsprozesse 

68 Antriebstechnik zur schnellen Etikettierung von Flaschen 

70 Wie Hexapoden neue Möglichkeiten eröffnen 

74 Stoßdämpfer schützen Sicherheitsventile in Raffinerien 

65-79 Produkt-Highlights und News zur Automatica 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

80 Simulation linearer und nichtlinearer Werkstoff - 

kombi nationen in mechatronischen Bauteilen 

86 Herausforderungen der systematischen Getriebesynthese 

von mehrgängigen Hybrid- und Automatikgetrieben 

RUBRIKEN 

76 Impressum 

78 Inserentenverzeichnis 

90 Vorschau auf Heft 7/2016 

SPECIAL 

Automation und Robotik 

Zwei Themen, die für die Antriebstechnik 

eng beieinander liegen. 

Wir zeigen die Trends bei Bewegungsregelungen 

in automatisierten 

Prozessen. Zahlreiche Neuheiten 

rund um die Messe Automatica 

sind auch dabei. 60 

4 antriebstechnik 6/2016

MAGAZIN 

Lager-Fachkonferenz absolviert Premiere 

Zuverlässigkeit und Effizienz von Wälzlagern standen im Fokus 

der Bearing World, die im April in Hannover erstmals stattfand. 

Zu der Konferenz kamen rund 200 Teilnehmer aus dem In- und 

Ausland. Ins Leben gerufen hatten sie die Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik (FVA) und Prof. Gerhard Poll (rechts im 

Bild) von der Uni Hannover. „Der Wälzkontakt als wesentliche 

Funktion des Wälzlagers ist noch nicht vollständig erforscht. 

Auch das Tribosystem 

zwischen Wälzlager und 

Schmiermittel lässt noch 

einen gewaltigen Entwicklungsspielraum 

zu. 

Neue Materialien wie 

Spezialstähle und Keramikwälzkörper 

eröffnen 

komplett neue Dimensionen“, 

erklärte Bernd 

Stephan, SKF Group. 

Zu den Anforderungen 

durch die Digitalisierung 

sagte Rainer Eidloth, 

Schaeffler: „Die Herausforderung besteht darin, Wälzlager und 

Sensorik so zu verbinden, dass die Daten in standardisierter 

Form für die OEMs und Kunden verwertbar und nutzbar 

werden.“ In Zukunft soll die Bearing World auch andere Lager 

behandeln. 

www.fva-net.de; www.bearingworld.org 

Produktion von EC-Motoren wird erweitert 

Der Hersteller von Luft- und Antriebstechnik, Ziehl-Abegg, baut im 

Gewerbepark Hohenlohe (Baden-Württemberg) ein neues Werk für 

energiesparende EC-Motoren und -Ventilatoren. Bisher werden 

diese am Hauptstandort in Künzelsau hergestellt. Mit dem neuen 

Standort soll die Produktionsfläche auf 8 000 m 2 fast verdoppelt 

werden. In den kommenden zwei Jahren will das Unternehmen 

dort rund 28 Mio. EUR investieren. Der neue Produktionsstandort 

wird an ein bestehendes Gebäude angedockt. So können bestehende 

Laderampen mitgenutzt und bestehende Flächen einbezogen werden. 

Der Neubau soll im Sommer dieses Jahres beginnen. Der Aufbau 

neuer Fertigungsanlagen und der Umzug der bestehenden 

Produktionsanlagen sind für Mitte 2017 geplant. Damit werden 

140 Arbeitsplätze von Künzelsau nach Hohenlohe verlegt. Das 

Unternehmen produziert im Gewerbepark Hohenlohe bereits 

Radialventilatoren sowie Aufzugsmotoren und Motoren für die 

Medizintechnik und Unterwasserfahrzeuge. 

www.ziehl-abegg.de 

Mehr als Antriebstechnik. 

Trends, Technologien und Wissen rund um Antriebstechnik. 

Nicht verpassen: www.drive.tech

FVA AKTUELL 

Tragbildentwicklung an Schnecken-Schraubradgetrieben 

Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden umfangreiche, experimentelle 

Untersuchungen zum Einlaufverhalten von Schnecken 

Forschungsvorhaben 

FVA 452 II 

getrieben mit unvollständigem Tragbild hinsichtlich Tragbildentwicklung, 

Verschleiß und Grübchen durchgeführt. Dabei wird der Einfluss 

IGF-Nr. 16984 N 

der Baugröße, der Werkstoffpaarung, der Betriebsbedingungen und 

der Fräservergrößerung analysiert. Auf Basis der Versuchsergebnisse wird eine lokale Simulations- 

und Berechnungsmethode zur Verschleißtragfähigkeit von Schneckengetrieben mit 

unvollständigem Tragbild entwickelt und validiert. Dabei werden innerhalb eines iterativen 

Algorithmus die Flanken des Schnecken-Schraubrades um lokale Verschleißabträge korrigiert. 

Die Korrektur erfolgt auf Basis eines abstandsabhängigen Verschleißgesetzes, d. h. Flankenpunkte, 

die kleine Flankenabstände zur Schnecke aufweisen werden um größere Verschleißabträge 

modifiziert. Dies kann mit einem langsam voranschreitenden Schleifprozess der 

Schnecke am Rad verglichen werden. Die zeitliche Kalibrierung der Simulationsmethode 

erfolgt, indem die Mittelwerte der lokalen Flankenpressungen, Gleitwege und Schmierfilmhöhen 

in die Gleichungen zur Berechnung der Verschleißtragfähigkeit nach DIN 3996 

ein gesetzt werden. Durch die iterative Simulationsweise können die zeitlich veränderlichen 

Belastungen auf der Flanke von Schnecken-Schraubrädern erfasst werden. Der Vergleich von 

Simulations- und Versuchsergebnissen zeigt gute Übereinstimmung hinsichtlich Betriebsverschleiß 

und Tragbildentwicklung. 

Das IGF-Vorhaben 16984 N und 17536 BR der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des 

Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundes ministerium für Wirtschaft und Energie 

aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 

Autor: Werner Sigmund, TU München Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, FZG 

Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA), Dirk Arnold, 069-6603-1632 

Kollektivbelastungen bei Welle-Nabe-Verbindungen II 

Ziel des Forschungsvorhabens war die Anwendung 

moderner, für Bauteile mit freier Oberfläche 

geltende Betriebsfestigkeitskonzepte 

auf (reibdauerbeanspruchte) Welle-Nabe- 

Verbindungen, um so eine Aussage zu deren 

Eignung auch für diese Verbindungen treffen 

zu können. Im Projekt wurden umfangreiche 

Ermüdungsversuche an Press- und Passfederverbindungen 

durchgeführt. Für beide Verbindungen 

wurden Wöhlerkurven sowohl unter 

Biegung als auch unter Torsion ermittelt. Da 

die Wöhlerlinienparameter bei den Pressverbindungen 

auch einen Werkstoffeinfluss 

zeigten, wurden die Kurven bzgl. der Neigungen 

und Abknickpunkte gemittelt und stehen zum allgemeinen Gebrauch zur Verfügung. Auch für 

Passfederverbindungen liegen abgesicherte Kennwerte vor. Weiterhin wurden die Pressverbindungen 

unter Betriebslasten bzw. Zufallslasten geprüft und die Schadenssummen aus 

den Ermüdungsversuchen nach unterschiedlichen Miner-Modifikationen ermittelt. Darüber 

hinaus erfolgte eine statistische Auswertung der Ergebnisse. Die angegebenen Streubereiche 

aller Versuche mit Pressverbindungen zeigen, dass die Einflüsse 

Forschungsvorhaben hinsichtlich der Lebensdauer bzw. der Schadenssummen gering sind. 

FVA 579 II 

Daher können die aktuell in den Normen und Richtlinien implementierten 

linearen Betriebsfestigkeitskonzepte (Miner-Regel) heran 

IGF-Nr. 17536 BR 

gezogen werden. Die mittlere Schadenssumme für das geprüfte Gauß- 

Kollektiv liegt bei D≈1. Somit konnten vorhandene Reserven in der Tragfähigkeitsberechnung 

nach DIN 743 aufgezeigt werden. Weiterhin werden Empfehlungen zur Versuchszeitkürzung 

(Omission) gegeben. Dadurch können bei der experimentellen Bauteilprüfung Kosten eingespart 

werden. 

Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik e. V. 

Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt 

Tel.: 069 / 6603-1515 

E-Mail: info@fva-net.de 

Internet: www.fva-net.de 

Autor: Stefan Hofmann, Institut für Konstruktions- und Antriebstechnik, TU Chemnitz 

Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA), Matthias Reichert, 069/6603-1526 


MAGAZIN 

PERSONALIEN 

Das Unternehmen Aventics 

hat Sergio Caligara (links) 

zum neuen Vertriebschef 

Europa ernannt. Als Vice 

President Sales Europe 

verantwortet der Italiener 

seit dem 1. Februar 2016 die 

Geschäfte der Pneumatikspezialisten in allen europäischen 

Ländern mit Ausnahme von Deutschland. „Sergio Caligara 

verfügt über umfangreiche Erfahrung im Vertrieb, kennt den 

europäischen Pneumatikmarkt und bringt zudem Wissen im 

Bereich Online-Sales mit“, erläutert Paul Cleaver, CEO bei 

Aventics. Die Verantwortung für den deutschen Markt trägt 

weiterhin Christoph Becker (rechts), der zum Vice President 

Sales Germany avancierte. 

Prof. Dr. Josef Gerstner (links) 

zieht sich aus dem operativen 

Geschäft der KTR Kupplungstechnik 

GmbH zurück. Unter 

seiner Führung hat KTR eine 

nachhaltige Entwicklung 

vollzogen. Diese war u. a. 

geprägt durch die Umstrukturierung des Unternehmens, den 

Ausbau am Stammsitz in Rheine, die Erweiterung des Produkt - 

portfolios sowie den Aufbau der Standorte in Indien und 

jüngst in China als neues Produktions- und Logistikzentrum 

für Ost- und Südostasien. Gerstner bleibt dem Unternehmen 

als Mitglied des Beirats und auch beratend weiterhin verbunden. 

Mit Dipl.-Wirtsch.-Ing. Andreas Nauen (rechts) übernimmt 

ein erfahrener Manager und Kenner der Windenergiebranche 

die Funktion des Geschäftsführers. Nauen bekleidete 

bis Januar 2016 bei der Senvion GmbH die Position des 

Vorstandsvorsitzenden. 

Ringfeder eröffnet Vertriebsstandort 

im Vereinigten Königreich 

Ringfeder stärkt seinen Vertrieb für das 

Vereinigte Königreich mit einer eigenen 

Niederlassung in Warrington im Nordwesten 

Englands. Zudem eröffnete der 

Spezialist für Dämpfungs- und Verbindungstechnik 

ein Ersatzteillager in Birmingham. 

Das Vereinigte Königreich ist 

für Ringfeder nach Deutschland der 

zweitwichtigste Absatzmarkt in Europa. 

„Technisches Know-how auf höchstem 

Niveau in Kombination mit exzellentem 

Zugang zu den Märkten des Commonwealth 

machen das United Kingdom zu einem wichtigen Zukunftsfaktor 

für das internationale Geschäft von Ringfeder“, erklärte Geschäftsführer 

Thomas Moka (Bild). Leiter des Vertriebsstandortes in 

Warrington wird Adrian Birkin, der zuletzt bei einem indischen 

Hersteller für Riemen und Schläuche tätig war und mehr als 20 Jahre 

Erfahrung im britischen Markt vorweisen kann. Ringfeder gehört 

zur schwedischen VBG Group, die seit mehreren Jahren einen 

großen Standort in Warrington betreibt. 

Sicher steuern. 

Auf Kurs bleiben. Erfolg haben. 

Ein Automatisierungsprojekt ist vergleichbar mit einer Regatta: Ohne eingespielte 

Crew kommt man nicht zum Ziel. Damit Sie mit Ihrem Automatisierungsprojekt 

immer sicher und erfolgreich auf Kurs sind, bietet Pilz Ihnen 

innovative Steuerungen, Editoren und Netzwerkkomponenten des Automatisierungssystems 

PSS 4000. Steuern Sie Ihre Anwendung mit einer zentralen 

Steuerung oder verteilen Sie Steuerungsfunktionen auf unterschiedliche Teile 

Ihrer Anlage. Nutzen Sie unsere bewährte Steuerungstechnik für Sicherheit 

und Automation und verlassen Sie sich dabei auf unser Industrie-4.0-fähiges 

Automatisierungssystem PSS 4000. 

AUTOMATICA 2016, Halle B4, Stand 500 

www.ringfeder.com 

Pilz GmbH & Co. KG 

www.pilz.de

Hema Sefra nimmt Produktion im italienischen 

Sant’Agostino wieder auf 

Hema Sefra, Tochter von Hema Maschinen- 

und Apparateschutz und ihrem 

Vertriebspartner Sefra Italia, hat in 

Sant’Agostino bei Bologna eine neue 

Produktionsstätte eingeweiht. Die bisherige 

Fertigungsstätte war 2011, nur 

ein Jahr nach Produktionsbeginn, von 

mehreren Erdbeben so stark beschädigt 

worden, dass die Produktion vorübergehend 

verlagert werden musste. Mit der 

Unterstützung durch regionale Mittel 

wurde im September 2013 mit dem 

Neubau begonnen. Während im Bürobereich 

Stahlbeton zum Einsatz kam, 

setzten die Architekten im Fertigungsbereich 

auf eine elastische Metallstruktur. 

Damit ist das neue Gebäude erdbebensicher. 

Die Eröffnung nahmen 

(Bild v. l.) Steffen Walter, Geschäftsführer 

Hema Deutschland, Stefano Tolomelli, 

italienischer Partner Hema und Fabrizio 

Toselli, Bürgermeister von Sant’Agostino, 

vor. Hema Sefra stellt Faltenbälge, Schutzabdeckungen sowie mechanische Komponenten 

und Schutzsysteme für Werkzeugmaschinen her. 

www.hema-group.com 

VDMA legt aktuelle Umfrage-Ergebnisse 

zum Thema Produktpiraterie vor 

Der VDMA hat aktuell eine Umfrage zu 

Produktpiraterie unter den mehr als 

3 100 Mitgliedern durchgeführt. Die Ergebnisse 

zeigen, dass sich die Bedrohung 

durch Produktpiraterie auf relativ 

hohem Niveau befindet und in der 

Gesamtheit der Mitglieder und auch in 

absoluten Zahlen für die letzten zwei 

Jahre ein Rückgang zu verzeichnen ist. 

70 % der Unternehmen sind von Produktoder 

Markenpiraterie betroffen. Der 

geschätzte Schaden für den deutschen 

Maschinen- und Anlagenbau beträgt 7,3 Mrd. EUR jährlich. Das bedeutet nach dem 

Höchststand von 7,9 Mrd. EUR im Umsatzjahr 2013 nun einen Rückgang um 

geschätzte 600 Mio. EUR für das abgelaufene Jahr 2015. Ein Umsatz in der Schadenshöhe 

von 7,3 Mrd. EUR würde der Branche knapp 34 000 Arbeitsplätze sichern. 

Neben Umsatzverlust und Verlust von Arbeitsplätzen sind in den betroffenen Unternehmen 

monetär schwer zu bewertende Folgen festzustellen, z. B. Imageverlust, 

Verlust des Marktvorsprungs oder ungerechtfertigte Regressanforderungen. 

Die Volksrepublik China ist, nach einem Rückgang in der letzten Umfrage, bei den 

Nennungen der Unternehmen als Herstellungsland auf einen neuen Höchstwert 

von 83 % geklettert, ein Zuwachs um 11 %. Dieser unrühmliche Rekord zeigt die 

unverminderte Notwendigkeit, nicht nur Maßnahmen gegen Produktpiraterie zu 

beschließen, sondern diese auch mit Nachdruck umzusetzen. 

Der VDMA-Leitfaden „Produkt- und Know-how-Schutz“ bietet betroffenen Unternehmen 

Unterstützung bei der Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen vor Produktpiraterie 

und Know-how-Abfluss. 

Die komplette Studie steht unter dem folgenden Link zum Download bereit: 

http://pks.vdma.org/article/-/articleview/13069313 

www.protect-ing.de 

8 antriebstechnik 6/2016 

Rotor-Clip.indd 1 13.05.2016 07:54:13

MAGAZIN 

Hundsdörfer verlässt ebm-papst 

Rainer Hundsdörfer, bisher CEO der ebm-papst-Gruppe, hat einvernehmlich zum 

30. April 2016 den Hersteller für Ventilatoren und Antriebe in Mulfingen verlassen. 

Der Grund seien unterschiedliche Auffassungen 

über die künftige Unternehmensführung, 

teilte das Unternehmen 

mit. Der 58-Jährige habe in seiner Amtszeit 

die Position des Unternehmens als 

„globaler Innovationstreiber gestärkt 

und auf ein Umsatzniveau von rund 

1,7 Mrd. EUR gehoben“, hieß es weiter. 

Zudem verwies das Unternehmen darauf, 

dass die Gruppe unter seiner Führung 

mit der Leitlinie „Green Tech“ auf 

die Balance von Ökologie und Ökonomie ausgerichtet und für nachhaltiges Wirtschaften 

mehrfach ausgezeichnet wurde. Bis zur Neubesetzung der CEO-Position 

werden die Geschäftsführer die Verantwortung für ihren Bereich voll übernehmen 

und direkt an die Gesellschafter und den Beirat berichten. 

DER 

ANTRIEB 

■ Sicher ■ Flexibel ■ International 

www.ebmpapst.com 

Twiflex-Bremsen jetzt bei Stieber 

Die Altra-Tochter Stieber, Spezialist für Rücklaufsperren, 

Bremsen und Kupplungen, bietet jetzt auch alle Industriebremsen 

seines Schwesterunternehmens Twiflex an. 

Dazu bietet Stieber auch das Applikations-Engineering 

und maßgeschneiderte Montage- und Zusatzkomponenten 

wie Scheiben, Naben und Befestigungen an. Damit 

k önnen auch hochkomplexe und außergewöhnliche Bremsanwendungen 

realisiert werden. Die hoch belastbaren Scheibenbremsen 

werden in Industrieausrüstungen z. B. von Kränen und Aufzügen, aber 

auch in Mühlen und Förderbändern eingesetzt. In der Modellreihe der modularen 

Bremsen erleichtert die Parkfunktion Einbau, Einstellung und Wartung der Komponente 

ohne eine Gefährdung durch Federspannung bei getrennter Hydraulik. 

www.twiflex.com 

Wälzlager energieeffizienter machen 

Schaeffler und die Uni Erlangen-Nürnberg haben einen Wälzlagerschleuderprüfstand 

entwickelt, auf dem Lager einer bis zu 3 000-fachen Erdbeschleunigung ausgesetzt 

und unter dieser Belastung getestet werden. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts 

sollen die Wälzlagertechnologie 

optimieren mit 

dem Ziel, Kraftstoff- und Energieverbrauch 

bei Fahrzeugen 

und Maschinen zu verringern. 

Die Lager drehen sich während 

des Prüfvorgangs zwei Mal. Mit 

einem offenen Planetengetriebe 

rotieren die Prüflinge sowohl 

einzeln um ihre eigene Achse 

als auch in ihrer Gesamtheit 

um eine Zentralachse. So wird 

beispielsweise untersucht, wie 

Temperatur, Beschichtungen oder geometrische Details die Lager unter Extrembelastung 

beeinflussen. Die Uni und Schaeffler hatten dafür gemeinsam eine Software 

für Simulationsverfahren weiterentwickelt, mit der schon vorher das Verhalten 

der Wälzlager simuliert und am Computermodell optimiert werden konnte. Die 

ersten Messungen sollen im Oktober starten. 

Das 

Getriebe 

■ Starke Lagerung 

■ Geräuscharmer Lauf 

■ Hohe Leistungsdichte 

Der 

Motor 

■ Hohe Effizienz 

■ Weltweite Standards 

■ Alle Einsatzbedingungen 

Die 

Antriebselektronik 

■ Kompakte Bauform 

■ Einfache Inbetriebnahme 

■ Skalierbare Funktionalitäten 

Weiter Leistungsbereich 

Flexible Komplettlösungen 

Hohe Systemeffizienz 

DerAntrieb.com 

Getriebebau NORD GmbH & Co. KG 

Fon +49 (0) 4532 / 289 - 0, info@nord.com 

Member of the NORD DRIVESYSTEMS Group 

www.schaeffler.com

MAGAZIN I KOMMENTAR 

„Domainwissen erzeugt Dominanz“ 

Darum ist der deutsche Maschinenbau Schrittmacher der Zukunft 

Im Gegensatz zu anderen Industrieländern 

sind wir in Deutschland den Irrweg einer 

Deindustrialisierung nicht gegangen und 

stehen heute als weltweit führende 

Industrienation hervorragend da. Warum 

der Maschinen- und Anlagenbau das Rückgrat 

der deutschen Industrie ist und als Motor der 

deutschen Wirtschaft die Schlüsseltechnologien 

entwickelt und liefert, weiß Hartmut Rauen. 

Die Erfolgsrezepte der deutschen Maschinen- und Anlagenbauer 

sind sicherlich unterschiedlich. Doch grundsätzlich zählen Forschung 

und Entwicklung, Innovationskraft und Kundenorientierung 

zu den entscheidenden Faktoren. Der deutsche Maschinen- und 

Anlagenbau stellt sich den großen Herausforderungen unserer 

Zeit. Und viel mehr noch, er ist Schrittmacher, produziert unsere 

Zukunft – vor allem die der Industrie 4.0. Menschen, Maschinen, 

Produktions mittel und Produkte werden direkt miteinander 

kommunizieren sowie interagieren und eine intelligente, effiziente 

Produktion ermö glichen. Industrie 4.0, Digitalisierung, Vernetzung, 

Kommuni kation, Big Data – sprich die Verschmelzung von 

IT mit Produktionstechnologien – werden die Zukunft unserer 

Branche bestimmen. 

Gravitationszentrum für Industrie 4.0 

Die vergangene Hannover Messe zeigte eindrucksvoll, dass die 

deutsche Industrie das globale Gravitationszentrum der Industrie 

4.0-Bewegung ist. Das Partnerland USA kam zur rechten Zeit. Die 

zentralen Fragen sind: Wer dominiert den Markt der Zukunft? 

IT oder Maschinenbau? New oder Old Economy? Im Kern geht es 

um Integration. Die Maschinenbauer tun dies Tag für Tag. Heute 

hat die IT bereits einen Anteil von 30 % an der Maschinenbauwertschöpfung. 

„Yes we can“, und wir schaffen es allemal, den 

Erfolgskurs zu halten! Denn Domainwissen erzeugt Dominanz 

und die IT des Big Data Business kaufen wir gerne zu oder erschließen 

sie uns. Dies im Bewusstsein, jene Daten souverän zu 

teilen, die wir teilen wollen. Unser Wissen um die Kausalitäten 

Wir verbinden die Vorteile von Big Data mit 

Big Thinking – das ist unsere Stärke 

gehört nicht automatisch dazu. Das ist unsere Domäne, unser Big 

Thinking, welches wir gerne mit Big Data verbinden, um eigene 

neue Geschäftsmodelle für den Maschinenbau zu schaffen. 

Beispiel par excellence: PM 4.0 

Gesteigerte Zuverlässigkeit, höhere Produktivität, reduzierte 

Betriebskosten durch Vermeidung von Maschinenausfällen und 

damit verbundenen Produktionsengpässen. Möglich wird dies 

durch die Industrie 4.0-Philosophie: die digitale Vernetzung von 

Maschinen, Produkten und Komponenten miteinander. In Verbindung 

mit moderner Sensortechnik, intelligenter Software, 

Big Data und dem Domainwissen der Komponentenhersteller 

und Maschinenbauer wird es möglich, kontinuierlich Schlüsse 

über den Zustand der Maschinen zu ziehen und Maßnahmen 

für eine gezielte Wartung und Instandhaltung zu ergreifen. Das 

ist der Kerngedanke von Predictive Maintenance 4.0. 

Die Hannover Messe 2016 hat deutlich gezeigt: Zahlreiche Unternehmen 

der deutschen Antriebs- und Fluidtechnik bieten in diesem 

Zusammenhang bereits kommerzielle Lösungen an und gelten 

damit zu Recht als Innovationsführer. Entscheidend für die Position 

im internationalen Wettbewerb ist es, frühzeitig die passenden 

Geschäftsmodelle zu entwickeln. Der deutsche Maschinen- und 

Anlagenbau hat die besten Voraussetzungen, seine Führungsrolle 

auszubauen. Denn als Anbieter und Anwender von Industrie 4.0- 

Technologien kann er die Vorteile von Big Data mit Big Thinking, 

also Korrelation mit Kausalität verbinden – das ist seine Stärke. 

www.vdma.org 

Hartmut Rauen ist stellvertretender Hauptgeschäftsführer des Verband 

Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. VDMA in Frankfurt

SEW-EURODRIVE–Driving the world 

Ganz gleich, was Sie bewegt: 

Wir treiben es an – und das seit 85 Jahren. 

Unterschiedliche Branchen. Unterschiedliche Herausforderungen. Und ein kompetenter Partner: SEW-EURODRIVE. 

Unsere innovativen Antriebstechnologien bieten höchste Qualität bei niedrigem TCO. Und dazu maximale Leistung 

bei einer Energieeffizienz, die schon heute die gesetzlichen Anforderungen von morgen erfüllt. Das gilt von der 

Baustoffindustrie über die Getränke- und Nahrungsmittelproduktion bis zur Automobilindustrie oder Flughafenlogistik. 

Von klein bis gewaltig groß: Wir entwickeln für nahezu jede Branche richtungsweisende Antriebssysteme – 

und haben auch für Sie die passende Lösung. Weil wir das Ganze sehen. Und das seit 1931. 

www.sew-eurodrive.de

Innovations-Scouts auf der 

Spur von Industrie 4.0 

Sie werden sich fragen, was „SUMMER of ENGINEERING“ ist – ein Camp 

für Ingenieure, die einen Sommer lang Entwicklungen vorantreiben? 

Viel besser: Unsere Redaktion geht den brennenden Fragen im aktuell 

wichtigsten Thema nach: Industrie 4.0. Kommen Sie also mit auf die Reise 

in die Welt der vernetzten Produktion. 

Die Digitalisierung hält immer weiter Einzug 

in unsere Industrie. Das Zukunft s projekt 

Industrie 4.0 verspricht eine optimierte und 

individualisierte Produktion. Industrielle 

Kommunikation, modulare Automation, ITund 

Funktionale Sicherheit sind wesentliche 

Voraussetzungen zur Realisierung. Nur mit 

einer intelligenten Vernetzung von Produktion 

und IT werden Unternehmen auch in Zukunft 

ihren Kunden einen möglichst großen Nutzen 

bieten können und den Industrie standort 

Deutschland sichern. Aber nicht nur Technologien 

und neue Produkte spielen dabei 

eine entscheidende Rolle, sondern auch der 

Mitarbeiter in der Arbeitswelt 4.0. Industrie 

4.0 und Smart Production sind somit die 

Top-Themen im deutschen und mittlerweile 

auch internationalen Maschinenbau. 

Antworten auf 

spannende Fragen 

Mit SUMMER of ENGINEERING veranstalten 

die Redaktionen der Vereinigten Fachver lage 

eine multimediale Roadshow, die die Aspekte 

von Industrie 4.0 und vernetzter, zukunftsfähiger 

Produktion, Entwicklung und Konstruktion 

aufgreift. Im Sommer 2016 werden 

mehrere Redaktionsteams quer durch Deutsch- 

land reisen, innovative Unternehmen besuchen 

und diese unter die Lupe nehmen. Die 

Teams recherchieren dabei für ihre Reportagen, 

Portraits, Interviews und Videos nicht 

nur zu technischen Highlights, sondern die 

Faszination Technik und die Menschen und 

Unternehmen, die dahinter stehen, rücken 

in den Vordergrund. 

SUMMER of ENGINEERING ist aber noch 

viel mehr. In unserem Blog und in unseren 

zahlreichen Social-Media-Kanälen sind wir 

ab sofort für Sie unterwegs und berichten 

über Ideen, Visionen und Umsetzungen in 

Sachen Industrial Internet of Things. Was 

sagen Experten? Welche Umsetzungen gibt 

es bereits? Was verstehen verschiedene 

Berufsgruppen unter diesem Thema? Wie 

wird sich die Arbeitswelt verändern? Welche 

konkreten Aufgaben sind zukünftig zu lösen? 

Diese und viele andere Fragen werden wir 

bis Ende 2016 ausführlich beantworten. 

Als Leser immer entspannt dabei 

Und Sie können immer live dabei sein, wenn 

unsere Innovations-Scouts für Sie wertvolle 

Informationen recherchieren oder vor Ort 

Experten und Unternehmen in Sachen Industrie 

4.0 auf den Zahn fühlen. Seien Sie 

immer entspannt, clever und gut informiert 

„on the road“. Neben uns kommen dabei 

auch viele spannende Meinungsführer aus 

Deutschland zu Wort – vor allem in unserem 

Blog. Gehen Sie doch gleich einmal 

online und schauen sich die bereits eingestellten 

Artikel und Videos an. Gerne dürfen 

Sie uns einen Kommentar hinterlassen oder 

uns einfach nur liken, posten und empfehlen. 

Wenn Sie also in Sachen „Zukunftsstandort 

Deutschland“ auf dem Laufenden 

bleiben wollen, dann ist der SUMMER of 

ENGINEERING genau das Richtige für Sie. 

Der Sommer 2016 wird jedenfalls heiß! 

Auf einen Blick 

Weitere Informationen erhalten Sie 

über unseren Blog oder unsere 

Internetseiten: 

n www.summer-of-engineering.de 

n www.facebook.com/ 

summerofengineering 

n www.twitter.com/summerofengine 


MAGAZIN 

Industrie 4.0 boomte auf Hannover Messe 

Mit einer Virtual-Reality-Brille ausgestattet, greift Bundeskanzlerin 

Angela Merkel nach einer Hand im digitalen Raum. US-Präsident 

Barack Obama nutzt die Gelegenheit und reicht ihr seine Hand in 

der realen Welt. Dies war eines der stärksten Bilder der Hannover 

Messe 2016. Und gleichzeitig ein Sinnbild für die Zusammenarbeit 

beider Nationen auf dem Weg zur Industrie 4.0. „Um Produkte, 

Maschinen, Industrieunternehmen und Menschen über Länder 

und Kontinente hinweg miteinander zu vernetzen, müssen Technologien 

und Standards gefunden werden, die universell gelten“, 

sagte Jochen Köckler, Mitglied des Vorstands der Deutschen Messe. 

Die Anwendungsbeispiele für die Digitalisierung der Produktion 

auf einer Messe waren zahlreich: Von der Einzellösung an einer 

bestehenden Maschine bis hin zur Vernetzung der gesamten Produktion 

inklusive Datensammlung und Auswertung in der Cloud. 

Mehr als 190 000 Besucher kamen in diesem Jahr zur Messe, davon 

50 000 aus dem Ausland. 

www.messe.de | www.hannovermesse.de 

Erfolgreiche Sonderschau über 

Predictive Maintenance 4.0 

Maschinenausfälle vermeiden, um 

Produktionsengpässe zu reduzieren 

oder sogar auszuschließen – 

das ist das Ziel von Predictive 

Maintenance, einem Kernelement 

der Industrie 4.0. Beispiele dafür 

zeigten deutsche Unternehmen 

der Antriebs- und Fluidtechnik auf 

einer Sonderschau des VDMA und 

der Deutschen Messe bei der 

Hannover Messe. Darunter waren 

zum Beispiel intelligente Condition 

Monitoring-Systeme, skalierbares 

Predictive Maintenance, eine 

hochflexible Roboteranlage, eine 

gläserne Werkzeugmaschine oder ein intelligentes Windgetriebe. 

„Die Sonderschau übertraf bei weitem die Erwartungen und 

weckt das Bedürfnis, auf der Leitmesse MDA 2017 das Thema 

wieder aufzugreifen“, so Peter-Michael Synek, VDMA-Projektleiter 

Predictive Maintenance. „Die deutsche Industrie zeigt 

Leadership in Sachen Industrie 4.0. Wir Maschinenbauer 

verbinden Big Data mit Big Thinking“, befand Hartmut Rauen, 

Geschäftsführer der VDMA-Fachverbände Antriebstechnik 

und Fluidtechnik. 

www.vdma.org

MAGAZIN 

Japan goes Unterfranken 

Japanischer Marktführer in der Antriebstechnik übernimmt Kupplungshersteller VMA 

Im Zeichen der Globalisierung der 

Märkte, ist es auch für kleine 

Unternehmen immer wichtiger auf 

internationalem Parkett präsent zu 

sein. Eine Verbindung mit einem 

starken Partner könnte diesen Weg 

ebnen. Dies ist nur einer der 

Gründe, die den Kupplungshersteller 

VMA dazu bewegte mit 

Miki Pulley in eine gemeinsame 

Zukunft zu starten. Wir haben 

nachgehakt. 

Seit mehr als 30 Jahren hat sich die VMA 

Verbindungs-, Meß- und Antriebstechnik 

GmbH in Mainaschaff als Erfinder der 

Federstegkupplungen – auch Ausgleichskupplung 

genannt – als Marktführer dieser 

Kupplung in Deutschland und Europa einen 

Namen gemacht. Mit zahlreichen patentierten 

Produkten bietet VMA nahezu ausschließlich 

Eigenentwicklungen an. Zu den 

etablierten Produkten zählen neben der 

Federstegkupplung auch die Kreuzschieberkupplung, 

Spannelemente, Sicherheitskupplungen 

und Drehmomentbegrenzer. „Wie 

selbstverständlich gehören die Bezeichnungen 

Ausgleichskupplung und Kreuzschieberkupplung 

heute in der Kupplungswelt zum 

Fachjargon. Aber nur wenigen Anwendern ist 

bewusst, dass diese Produkte und Bezeichnungen 

in der VMA ihren Ursprung hatten“, 

erzählt Geschäftsführerin Gabi Hasenstab. 

Die Herausforderung, ausgeklügelte Technik 

und einfache Handhabung zu vereinen, 

war für die Entwicklungen von VMA prägend. 

So konnte man dem Anspruch, konträre Ziele 

in einem Produkt zu verwirklichen und diese 

mit einem optimalen Wert zu füllen, gerecht 

werden und branchenübergreifend langjährige 

und zufriedene Kunden gewinnen. 

Von der Schweiz nach 

Deutschland 

Die Geschichte von Miki Pulley begann 

bereits im Jahre 1939. Mit der Entwicklung 

eines stufenlosen Drehzahlwechslers und 

dem Erwerb der Patente hierfür im Jahr 1954, 

schaffte man den Durchbruch und brachte 

die technologische Entwicklung Japans auf 

dem Gebiet der Antriebstechnik einen großen 

Schritt voran. Die folgenden Jahre waren 

geprägt von Zusammenschlüssen mit 

anderen Firmen weltweit, dazu zählen Zero 

Max USA, Lovejoy, Helland R esearch & Engineering 

Inc.. Das Lieferprogramm wurde 

entsprechend um zahlreiche Produkte erweitert: 

Wellenkupplungen, elektromagnetische 

Kupplungen, Sicherheitsbremsen 

und Drehmomentbegrenzer. 

1992 wurden Zero Max Inc. und Helland 

Research & Engineering Inc. in den USA ganz 

übernommen. Einrichtungen von Niederlassungen 

in Shanghai, China, Hong Kong 

und Indien waren wichtigen Schritte, durch 

die Miki Pulley ihre Position am Markt 

weiter ausbaute. Heute zählt Miki Pulley 

mit über 800 Mitarbeitern in Japan bei 

einem Umsatz von umgerechnet 120 Mio.Euro 

zu dem Marktführer im asiatischen Raum. 

Im Jahr 2013 ist es das Bestreben des 

international agierenden Unternehmens 

auch in Europa die Produkte vorzustellen. 

Damit dieses Vorhaben gelingt, gründete 

sich die Miki Pulley (Europa) mit Sitz im 

schweizerischen Schaffhausen. „In kürzester 

Zeit verstand man es europaweit Agenten 

und Partner zu finden, die durch die 

Schweizer Niederlassung betreut werden. 

Diese fungiert somit als gebündelte Schnittstelle 

nach Japan“, erläutert Gabi Hasenstab. 

Auf der Suche nach einem geeigneten 

Partner in Deutschland stoßen die Geschäftsführer 

Matthias Klos und Marc Schweisfurth 


Präzision. 

Dynamik. 

Qualität. 

01 Vertragsunterzeichnung zur Übernahme der VMA durch Miki Pulley (Yuici Miki, Harukazu 

Miki, President Koiji Miki; (gegenüber: von hinten Christoph Hasenstab, Gabi Hasenstab 

(GF VMA), Marc Schweisfurth , Matthias Klos, (GF Miki Pulley Europe AG)) 

der Schweizer Miki Pulley 

Europe AG schließlich auf den 

Kupplungshersteller VMA. 

Produktpalette 

erweitert 

02 Federsteg kupplung ASK 

Systeme 

Hochgenau, schnell 

und sicher 

Komponenten 

Flexibel, skalierbar 

und leistungsstark 

Lifecycle-Services 

Umfassend, vorausschauend 

und vernetzt 

Um die gegenseitigen Synergien effektiv 

zu nutzen, entschließen sich beide Unternehmen 

zu einer Kooperation, um ihren 

Kunden neben den in Deutschland vertrauten 

Produkten der Firma VMA eine große 

Bandbreite von weiteren Wellenkupplungen 

und Bremsen sowie Sonder spezi fika tionen, 

gestützt durch fachliche Be ra tung und Entwick 

lungsunterstützung wird dabei durch 

ein personell erweitertes Engineering-Team 

ergänzt. „Auf der anderen Seite ermöglicht 

der Stützpunkt VMA den direkten Draht zum 

Kunden sowie verkürzte Lieferzeiten. Die 

Lieferkapazitäten umfassen Großserien genauso 

wie Einzelstückzahlen“, so Geschäftsleitung 

Gabi Hasenstab. 

Zur erweiterten Produktpalette des Herstellers 

aus Mainaschaff zählen nun Servokupplungen, 

eine Metall-Disc-Kupplung in 

verschiedensten Materialien und Ausführungen 

sowie die Elastomerkupplung Starflex 

für hohe Dämpfungsleistung. Geeignet 

bei Resonanzproblemen von Schrittmotoren 

steht ebenfalls die bereits mehrfach ausgezeichnete 

Kupplung Stepflex zur Verfügung. 

Eine wichtige Bereicherung ist die breite 

Palette von elektromagnetischen Bremsen 

und federbetätigten Sicherheitsbremsen. 

Ein Konfigurationstool hilft schließ lich dem 

Konstrukteur bei der Auswahl der richtigen 

Antriebselemente. 

Der Kunde profitiert 

Die Prozesszeit verkürzen ist das erklärte 

Ziel im Maschinenbau. Hier bietet die Sintertechnik 

neue Möglichkeiten. Bei geringem 

Materialverbrauch kommt bei diesem 

Verfahren ein mehrstufiges CNC-Umformpresssystem 

zum Einsatz, das alle Schritte 

des Fertigungsverfahrens umfasst. Auch diese 

Leistung kann nun neben Kupplungen 

und Bremsen kann nun über VMA angefordert 

werden. Für die Zukunft ist eine erweiterte 

Produktionsstätte in Deutschland 

geplant, die besonders kundenseitige Anpassungen 

ermöglichen soll. Geschäftsführerin 

Gabi Hasenstab ist sich sicher: 

„Durch diesen Schritt des erweiterten Angebotes 

profitieren in erster Linie unsere 

Kunden, die nun unter einem Dach von 

VMA und Miki Pulley nun eine Vielfalt von 

Antriebselementen, technischer Beratung 

und nach wie vor kundenspezifische Lösungen 

erhalten.“ 

www.vma-antriebstechnik.de 

www.mikipulley.ch 

Erleben Sie unsere Komponenten und 

Systeme für Robotik und Automatisierung 

LIVE in Halle B6, Stand 303 

www.baumueller.de 

21.-24. Juni 2016 | Halle B6, Stand 303 

be in motion

MAGAZIN 

Veranstaltungs-Tipps 

ein Service von antriebstechnik.de 

Thema Termin Ort Veranstalter/Anmeldung 

Magnetische Bestimmung von Position, Bewegung und Strom 22. – 23.06.2016 Hannover Haus der Technik 

Schwingungsdiagnose Level 3 28. – 29.06.2016 Essen Haus der Technik 

Induktive berührungslose Energieübertragung 28. – 29.06.2016 Stuttgart Haus der Technik 

Systeme zum elektrischen Fahren für Maschinenund 

Fahrzeugbauingenieure 

04. – 05.07.2016 München Haus der Technik 

Kongress/ 

Tagung 

Seminar 

Workshop 

Messe 

Sonstiges 

n 

n 

n 

n 

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. 

„Gleitlagertechnik im Wandel“ in dritter Auflage erschienen 

Der Expert Verlag präsentiert die dritte Auflage seines Werks „Gleitlagertechnik im Wandel“. In dem Buch 

werden hydrodynamische Gleitlager behandelt, die mit Weißmetall – auch Babbits genannt – beschichtet sind. 

Dabei wird ein Bogen gespannt von der Konstruktion über die Werkstoffe, die Herstellverfahren, die Qualität, 

den Betrieb bis zum Schaden und seiner Behebung. Auf diesem Wege wird an vielen Stellen auf Probleme, 

Unzulänglichkeiten und auch auf Forschungsbedarf hingewiesen. Der Leser erhält damit einen historischen 

Überblick, aber auch einen Ausblick in die Zukunft. Die Unzulänglichkeit der bisher verfügbaren Werkstoffdaten 

wird beschrieben, und der Gleitlager-Verbundwerkstoff, die große Unbekannte, wird erstmalig intensiv untersucht. 

Am Beispiel der Entwicklung eines neuen Beschichtungsprozesses wird gezeigt, wie das Infragestellen 

bekannter Dinge zu neuen Ansätzen und Ergebnissen führt. Die strukturierte Vorgehensweise bei der Problemlösung 

wird am Beispiel der Schadensanalyse beschrieben. 

www.expertverlag.de 

PI-Technologiezentrum soll im nächsten 

Jahr eröffnet werden 

PI Physik Instrumente errichtet an seinem Hauptsitz in Karlsruhe 

ein Technologiezentrum, in das rund 13 Mio. EUR investiert wurden. 

Im März wurde nach einjähriger Planungsphase der Grundstein 

gelegt. „Wir sind in einem High-Tech-Bereich tätig und investieren 

mehr als 10 % unseres Umsatzes in die Entwicklung. Diese Investitionen 

sind notwendig, um unseren Platz auf dem Weltmarkt für 

Präzisionspositionierung zu behaupten und auszubauen“, sagt 

Karl Spanner, Firmengründer und Vorsitzender der Geschäftsführung. 

Der neue Gebäudekomplex wird auf rund 9 600 m 2 Platz für 

200 Arbeitsplätze bieten und u. a. über Labor- und Klimaräume und 

einen Hörsaal für Schulungen verfügen. Die Entwicklungsabteilungen, 

die bisher in verschiedenen Gebäudeabschnitten untergebracht 

sind, werden hier vereint. Der Bezug des Technologiezentrums 

ist für Anfang 2017 geplant. Das Unternehmen beschäftigt 

am Standort Karlsruhe knapp 400 Mitarbeiter. 

www.pi.de 

Experten-Talk auf Youtube zum 

Thema „Industrielle Ökologie“ 

Im vergangenen Jahr haben sich die UN-Mitgliedstaaten auf 

17 nachhaltige Entwicklungsziele geeinigt. Welchen Beitrag 

können Ingenieure leisten, um diese Ziele zu erreichen? Diese 

Frage diskutierte eine 

Expertenrunde im Rahmen 

der Veranstaltungsreihe 

„Let’s Talk“ von 

SKF, die nun auf dem 

Youtube-Kanal des Unternehmens 

zur Verfügung 

steht. Bei der 

jüngsten Folge drehte 

sich alles um Industrielle 

Ökologie und 

damit um einen systematischen 

Ansatz zur Nachhaltigen Entwicklung beziehungsweise 

Kreislaufwirtschaft. Teilnehmer der Podiumsdiskussion 

waren Prof. John Holmberg vom Fachgebiet Nachhaltige Entwicklung 

und Vizepräsident der Chalmers University of Technology 

im schwedischen Göteborg, Christoph Schwärzler, 

Direktor Corporate Social Responsibility bei Bombardier Transportation, 

Lindsay Berg, Studentin des Studiengangs Industrial 

Ecology an der Uni Chalmers und Filip Rosengren, Manager des 

Bahn-Segments bei SKF. Mehr dazu unter: 

https://youtu.be/rNgoEDDZxSU 

www.skf.com | www.skf.de 


Neueste Entwicklungen bei Berechnung 

und Simulation 

Das 4. Schweizer Maschinenelemente Kolloquium 

(SMK) findet in diesem Jahr am 22. und 23. November 

2016 in Rapperswil am Zürichsee stattfinden. Ingenieure 

aus Industrie und Forschung können sich hier über die 

neuesten Entwicklungen im Bereich Berechnung und 

Simulation in verschiedenen Anwendungsgebieten austauschen – die Bandbreite 

reicht dabei von einzelnen Maschinenelementen bis zur Betrachtung im Systemverbund. 

In Vorträgen werden die neuesten Entwicklungen im Bereich Berechnung 

während des Entwurfs prozesses in Maschinenbau, Feinwerk technik sowie 

Kunststoff technik betrachtet. Die Schwerpunkte liegen zum einen bei den klassischen 

Methoden zur Berechnung von Maschinenelementen, zum anderen bei der 

Simulation von statischen sowie dynamischen mechanischen Systemen – mit Hilfe 

von FEM, MKS und ähnlichen Ansätzen. Anmeldung und Informationen unter: 

www.smk2016.ch 

www.kisssoft.ag | www.smk2016.ch 

Neuer Managing Director bei Sumitomo 

Seit 1. April ist Florian Butzmann Managing Director und 

Chief Sales Officer bei Sumi tomo Cyclo Drive Germany. 

Zuvor war er bei dem Hersteller für Präzisionsgetriebe seit 

2013 Director Sales und Marketing EMEA. In diesen Funktionen 

strukturierte er Vertrieb und Marketing um. Zudem 

führte er die Vertriebsorganisationen von Sumitomo Cyclo 

Drive Germany und der seit 2011 zur Firmengruppe gehörenden 

Hansen Industrial Transmissions zusammen. Gestartet 

war Butzmann bei Sumitomo 2012 als Vertriebsleiter 

EMEA. In die vierköpfige Geschäftsführung folgte Florian 

Butzmann auf Takeshi Okabe. Dieser war bis dato Chief 

Operating Officer und wechselte nun als Geschäftsführer zum Schwesterunternehmen 

Sumitomo Cyclo Drive Asia Pacific nach Singapur. Letzteres hat überdies die 

Verantwortung für das Vertriebsgebiet Indien abgegeben, sodass Sumitomo Cyclo 

Drive Germany nun eine Niederlassung in Mumbai hat. 

www.sumitomodrive.com 

Rollon will seinen Hegra Linear Evolution- 

Standort ausbauen 

Die Rollon-Gruppe will in seine Limburger 

Tochtergesellschaft Hegra Linear Evolution 

weiter investieren und eine neue Produktionsstätte 

bauen. Das teilte Rollon-Geschäftsführer 

Rüdiger Knevels mit. Seit der Übernahme vor 

einem Jahr seien die Produktionskapazitäten 

der Tochter bereits um 50 % erhöht worden. 

Derzeit würden weitere Mitarbeiter für die 

Fertigung eingestellt. Hegra Linear Evolution stellt lineare Führungssysteme und 

Teles kopschienen für die Industrie, den Fahrzeug-, Maschinen- und Flugzeugbau her. 

Die Hegra Rail-Produkte werden seit der Übernahme von Rollon weltweit vermarktet, 

weshalb die Nachfrage gestiegen sei. Hegra Linear Evolution macht rund 70 % seines 

Umsatzes mit kundenspezifischen Führungen und Teleskopschienen. 

www.rollon.de 

Zukunftsweisend! 

Kegelstirnradgetriebe 

Kegelstirnradgetriebe 

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Übersetzungen von 

10:1 bis bis 200:1 

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leicht zu zu reinigende 

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Atex Ausführung verfügbar 

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ZAE-AntriebsSysteme GmbH && Co Co KG KG 

Hamburg 

www.zae.de

Robuste Gelenke für 

schnellen Sprinter 

Zykloidgetriebe sollen Deltaroboter zu längerer Lebensdauer verhelfen 

Daniel Obladen 

Wie ein Leistungssportler benötigt auch ein schneller Deltaroboter 

robuste und gut geschmierte Gelenke. Der französische 

Roboterhersteller Machines Pagès setzt daher auf 

die neuen Getriebeköpfe von Nabtesco. 

Die Vorteile der Zykloidgetriebe kommen 

hierbei voll zur Geltung. 

Daniel Obladen ist Head of Sales General 

Industries bei der Nabtesco Precision Europe 

GmbH in Düsseldorf 


TITEL I GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

Machines Pagès ist ein spezialisierter 

Hersteller von Roboter-Systemen für 

den Hochgeschwindigkeitsbereich. Das 

1984 gegründete Unternehmen hat seinen 

Sitz im französischen Foncine-le-Haut an 

der Grenze zur Schweiz und beschäftigt 

an seinen drei Standorten in Frankreich 

derzeit 80 Mitarbeiter. Zudem verfügt 

Machines Pagès über jeweils eine Niederlassung 

in Nordamerika und Asien. Die Roboter 

kommen in erster Linie in den Bereichen 

Verpackung, Medizintechnik und in der 

Teilefertigung zum Einsatz. Sie eignen sich 

nicht nur für besonders schnelle Pick & 

Place-Applikationen, sondern auch zum 

Bewegen bzw. Positionieren von Spritzgießformen 

oder Etagenwerkzeugen. 

Aktuell sind weltweit über 1 200 Systeme 

von Machines Pagès im Einsatz, rund die 

Hälfte davon im Bereich In-Mold-Labelling. 

Pro Jahr fertigt die Firma im Schnitt 50 Maschinen; 

die Export-Rate beträgt dabei rund 

70 %. Das Unternehmen führt alle Phasen 

der Produktion – von der Konstruktion über 

die Teilefertigung und Software-Entwicklung 

bis zur Montage und Betrieb – selbst 

durch, um seinen Kunden die höchstmögliche 

Produktqualität und Betriebssicherheit 

zu garantieren. 

6 m/s bei hoher Präzision 

Welch hohe Leistungsfähigkeit, Präzision 

und Zuverlässigkeit die Lösungen von Machines 

Pagès bieten, zeigen dessen Delta- 

Roboter, die im Bereich Pick & Place von 

Lebensmittelverpackungen zum Einsatz 

kommen. Die Arme der High-Speed-Roboter 

bestehen aus leichten Carbonfasern und 

bewegen sich mit einer Geschwindigkeit 

von teilweise über 6 m/s. Bei einer derartig 

hohen Dynamik sind präzise und gleichzeitig 

langlebige Getriebe unabdingbar. 

Bisher setzte Machines Pagès hierzu auf 

Planetengetriebe. Diese bestehen aus drei 

grundlegenden Elementen: einem mittigen 

sogenannten Sonnenrad, drei oder 

mehr Planeten- beziehungsweise Satellitenrädern 

und einem Hohlrad. In einem 

typischen Planetengetriebe überträgt das 

Sonnenrad die Bewegung zu den Satelliten. 

Diese rollen sich dann im statischen 

Hohlrad ab. Die Planetenräder sind am 

02 Durch einen Wechsel zu Zykloidgetrieben 

erwartet das französische Unternehmen eine 

deutliche Verlängerung der Lebensdauer der 

Getriebe 

01 Die Getriebe bieten hohe Abtriebsgeschwindigkeiten 

bis zu 200 min -1 

Planetenträger montiert, der die Drehzahl 

dann an die Abtriebswelle überträgt. Mit 

Planeten getrieben sind in der Regel, mit 

einer oder zwei Getriebestufen, Untersetzungen 

von 3:1 bis 100:1 möglich. Indem 

man eine oder mehrere Vorstufen hinzufügt, 

lässt sich die Gesamtuntersetzung 

weiter erhöhen. Doch Planetengetriebe 

weisen einen großen Nachteil auf, der sich 

bei dynamischen Pick & Place-Applikationen 

besonders auswirkt: Ihre Lebensdauer 

ist sehr begrenzt. „Planetengetriebe verschleißen 

schnell bei diesen Anwendun- 

Wir fertigen Stirnräder mit 

Innen- und Außenverzahnung, 

Zyklo-Palloid-Spiralkegelräder 

sowie Hirth-Stirnverzahnungen 

als eine der wenigen in 

einem Haus. Individuell nach 

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Wir produzieren alle 

gängigen Verzahnungsarten – 

in Premiumqualität. 

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GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN I TITEL 

03 04 

05 

03 Die RF-P-Serie eignet sich speziell für 

Anwendungen mit hohen Drehzahlen 

04 Die RF-P-Baureihe basiert auf den 

RV-Reduziergetrieben von Nabtesco mit 

zweistufigem Untersetzungsprinzip 

05 Die Zykloidgetriebe eignen sich besonders 

für den Einsatz in den Armachsen von Delta- und 

Scara-Robotern 

gen“, sagt Robert Losch, Vertriebsingenieur 

bei Nabtesco. 

Zykloidgetriebe verlängern 

die Lebensdauer 

Im Rahmen eines aktuellen Projekts setzt 

Machines Pagès daher Zykloidgetriebe der 

neuen RF-P-Serie von Nabtesco ein. Exzentergetriebe 

dieser Art bestehen im 

Wesentlichen aus vier Bauelementen: einer 

Antriebs welle, drei Exzenterwellen, zwei 

Kurvenscheiben sowie einer Abtriebswelle. 

In der ersten Stufe wird die Drehbewegung 

des Antriebs über die Eingangswelle auf die 

Stirnräder übertragen. Dabei reduziert sich 

die Drehzahl entsprechend des Untersetzungsverhältnisses 

von Eingangswelle zu 

Stirnrädern. Für die zweite Untersetzungsstufe 

ist an der Innenseite des Gehäuses ein 

Kurvenprofil entsprechend der Kurvenscheiben 

eingearbeitet. Das Kurvenprofil 

im Gehäuse weist dabei eine Vertiefung 

mehr auf als die Kurvenscheiben. Bolzen, 

die zwischen den Kurvenscheiben und 

dem Kurvenprofil im Gehäuse angeordnet 

sind, übertragen die Drehbewegung wälzend 

an die Abtriebswelle. Haben die Exzenterwellen 

eine volle Drehung durchlaufen, 

drehen sich die Kurvenscheiben außermittig 

um eine Teilung weiter. 

Zykloidgetriebe wie die der RF-P-Serie 

kommen in der zweiten Stufe ohne Zahnräder 

aus. Plötzliche schockbedingte Ausfälle 

sind somit ausgeschlossen. Die gleichmäßige 

Lastverteilung innerhalb des Getriebes, 

eine hohe Schockabsorption und ein 

über Rollen hergestellter Kontakt zwischen 

der Zykloidscheibe und dem Gehäuse, sorgen 

für einen besonders verschleißarmen 

Betrieb. „Gegenüber herkömmlichen Planetengetrieben 

weisen Zykloidgetriebe 

eine deutlich höhere Lebensdauer auf“, 

sagt Vertriebs ingenieur Losch. Ein weiterer 

Vorteil gegenüber Pla netengetrieben ist 

die Untersetzung: Da Zykloid getriebe ohne 

zusätzliche Vorstufen auskommen, erlauben 

sie Untersetzungen von 30:1 bis über 

300:1. 

Einbausätze ersetzen 

Planetengetriebe 

Die neue RF-P-Baureihe basiert auf den RV- 

Reduziergetrieben von Nabtesco mit zweistufigem 

Untersetzungsprinzip und ist 

speziell für den Einsatz in Armachsen von 

Delta- und Scara-Robotern konzipiert. Die 

Getriebe bieten hohe Abtriebs geschwin digkeiten 

bis zu 200 min -1 und kommen dank 

ihrer kompakten Ausmaße mit geringem 

Bauraum aus. Ihre Konstruktion sorgt für 

ein sehr gutes Getriebeverhalten hinsichtlich 

Dynamik sowie hohe Wiederhohl- und 

Bahngenauigkeit – auch bei sehr schnellen 

und abrupten Bewegungen, wie sie bei 

Pick & Place-Anwendungen in der modernen 

Automatisierung üblich sind. Diese 

Genauigkeit (Verdrehspiel < 2 arc.min) 

können die RF-P-Getriebe auch über eine 

längere Zeit im Betrieb aufrechterhalten – 

ein entscheidender Vorteil gegenüber Planetengetrieben, 

bei denen im Laufe der 

Lebenszeit eine erhebliche Spielzunahme 

zu beobachten ist. 

Nabtesco bietet die Einbausätze in verschiedenen 

Ausführungen, RF-19P und 

RF-32P, an. Sie halten auch hohen Schockbelastungen 

bis zu 570 beziehungsweise 

960 Nm stand. Dies entspricht dem Dreifachen 

ihres zulässigen Nennmoments. Die 

RF-19-P-Variante stellt eine Erweiterung 

der RF-32P-Getriebe dar und ist für geringere 

Drehmomente zugeschnitten. In sehr 

schnellen Robotern für Handling-Aufgaben 

mit besonders kleinen Teilen (z. B. in der 

Elektronik-Fertigung) wäre die 32-P-Ausführung 

überdimensioniert. 

Die Zykloidgetriebe der RF-P-Serie sind 

bei Machines Pagès seit einigen Monaten 

erfolgreich im Einsatz. Durch einen Wechsel 

zu Zykloidgetrieben erwartet das französische 

Unternehmen eine deutliche Verlängerung 

der Lebensdauer der Getriebe 

bei erhöhter Präzision im Dauereinsatz. 

Somit ließen sich die Wartungsintervalle 

der Roboter verlängern und damit Instandhaltungskosten 

reduzieren. Machines Pagès 

erwägt, mittelfristig durchgehend auf 

Zykloidgetriebe umzusteigen. 

www.nabtesco.de 


PDMD-A10015-02 

Über 1.000.000 Varianten, 

ein Original 

FLENDER Stirnradgetriebe bieten die passende Lösung 

für Ihre Applikation. 

Originale überdauern die Zeit. Sowie FLENDER® Stirnund 

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Für Sie bedeutet das genau die passende Lösung für Ihre 

Anforderung, hohe Anlagenverfügbarkeit und absolute 

Prozesssicherheit, niedrige Lebenszykluskosten und größte 

Flexibilität. Kurz: Es bedeutet ein gutes Gefühl. Denn 

welche der unzähligen Varianten Sie auch wählen –esist 

immer das Original. 

siemens.de/getriebe


Multitasking ist gefragt 

Werkzeugsysteme steigern Effizienz beim Wälzfräsen 

Dr. Diethard Thomas 

Die maschinelle Bearbeitung von 

Materialien wie festen Stählen, 

Legierungen, Kunststoffen und 

Faserverbundmaterialien stellt 

höchste Anforderungen an die 

Werkzeugtechnik. Werkzeuge 

haben an der Schnittstelle zwischen 

Maschine und Werkstück einen 

entscheidenden Einfluss auf die 

Performance moderner industrieller 

Produktionsprozesse. Lesen Sie, wie 

eine neue Generation von Werkzeugsystemen 

diesen Anforderungen 

zukünftig gerecht wird. 

Seit 100 Jahren entwickelt und fertigt LMT 

Fette Verzahnungswerkzeuge in hoher 

Qualität. Dazu gehören einteilige Wälzfräser 

aus Schnellstahl oder Vollhartmetall sowie 

Wendeplattenwerkzeuge einschließlich 

Zahnformfräser. Das Leistungsportfolio 

deckt den Modulbereich von 0,8 bis 60 ab. 

Die permanente Weiterentwicklung von 

Schneidstoffen und Beschichtungen haben 

die Leistung dieser Werkzeuge signifikant 

gesteigert. Die Schnittgeschwindigkeiten 

konnten z. B. in den vergangenen 50 Jahren 

von ca. 70 auf mehr als 400 m/min erhöht 

werden, abhängig vom Einsatzfall. Der aktuelle 

Leistungsträger unter den Wälzfräsern 

ist der Speedcore Wälzfräser zusammen mit 

der Hochleistungsbeschichtung HT (High 

Temperature). 

Gemeinsam mit Maschinenherstellern 

und Hochschulen ist es dem Engineeringteam 

der LMT darüber hinaus immer wieder 

gelungen, weitere Potenziale zur Effizienzsteigerung 

zu erforschen. Dazu gehören 

auch Multitasking-Werkzeugsysteme, die 

mehrere Arbeitsgänge erledigen können, 

z. B. Verzahnen und Anfasen. 

Dr. Diethard Thomas ist Consultant bei 

der LMT Group in Schwarzenbek 

Speedcore schließt die 

Anwendungslücke 

In der Verzahnung mit einteiligen Wälzfräsern 

werden auch heute noch etwa 70 % der 

Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl gefertigt. 

Die Gruppe der Schnellarbeitsstähle bietet 

im Vergleich zu den Schneidstoffen aus dem 

Bereich der Hartmetalle und Keramiken eine 

höhere Zähigkeit, geringere Bruchanfälligkeit 

und eine einfachere Nachschleifbarkeit. 

Um die Leistungsfähigkeit dieser Schneidstoffe 

noch weiter zu steigern wurde ein 

grundsätzlich neuer Entwicklungsansatzgefordert. 

Das Ergebnis: Der neue Schneidstoff 

Speedcore, ein Werkstoff aus der Gruppe 

der Fe-Co-Mo Legierungen. In diesem System 

wirken intermetallische Verbindungen, 

welche die Steigerung von Warmhärte und 

Gebrauchseigenschaften ermöglichen. Im 

Vergleich zu HSS-Werkstoffen ist dieses 

neue System kohlenstofffrei. Das Resultat ist 

eine hohe und konstante Temperaturbeständigkeit 

des neuen Werkstoffs im Vergleich zu 

konventionellem oder auch pulvermetallurgischem 

Schnellstahl. 

Damit kann dieser neue Schneidstoff bei 

höheren Dauereinsatztemperaturen angewendet 

werden, was in der Serienfertigung, 

z. B. im Automobilbau, eine Steigerung der 

Schnittgeschwindigkeiten über einen längeren 

Einsatzzeitraum ermöglicht. Das vollständige 

Leistungspotential dieses Werkstoffs 

wird durch die Kombination mit der 

neu entwickelten Beschichtung HT nochmals 

gesteigert. 

Beschichtung setzt neuen 

Leistungsstandard 

Die Notwendigkeit der Eigenentwicklung 

von speziell auf die jeweilige Anwendung 

angepassten Beschichtungen zur signifikanten 

Steigerung der Effizienz beim Wälzfräsen 

hat LMT Fette längst erkannt und bereits 

frühzeitig in Angriff genommen. Dabei 

stand auch immer die Forderung nach hoher 

Warmhärte im Fokus, nicht zuletzt um dem 

Anwender Schnittwerte auf höchstem 

Leistungsniveau zu ermöglichen. Mit Blick 

auf den Speedcore konnte nach intensiver 

Forschung auf eigenen Beschichtungsanlagen 

der gewünschte Erfolg erzielt und im 

ersten Entwicklungsschritt die nanostrukturierte 

Multilayer-Beschichtung Nanosphere 

2.0 vorgestellt werden. 

Die damit erzielten Praxisergebnisse waren 

positiv. Das reichte den Entwicklungsexperten 

aber noch nicht aus. Somit folgte der 

zweite Entwicklungsschritt mit dem Ziel, 

eine maßgeschneiderte Beschichtung 

speziell für die spezifischen Eigenschaften 

des Schneidstoffs zu kreieren. Denn im 

Unterschied zu den bekannten PM-HSS 



01 

02 

0,5 

0,4 

0,3 

0,2 

0,1 

0,0 

Werkzeugkosten /Zahnrad [Cent] 

0,5 

-88% 

0,058 

Drückentgraten 

ChamferCut 

03 04 

Taktzeit [sec] 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

40 

Wälzfräsen 

PM-HSS 

10,4 

Fasen 

ChamferCut 

50,4 

Gesamt 

-42% 

19,1 

10,4 

Wälzfräsen 

SpeedCore 

Fasen 

ChamferCut 

29,5 

Gesamt 

01 Richtiges Fasen 

steigert Zahnradqualität 

und senkt Folgekosten 

02 Das Frässystem 

kann auch als Einzelwerkzeug 

auf eigener 

Frässpindel eingesetzt 

werden 

03 Entgraten und Fasen 

mit dem Frässystem 

04 SpeedCore 

ermöglicht signifikante 

Taktzeitreduzierung 

Substraten kann das Produkt höhere Temperaturen 

vertragen. Von dieser wichtigen 

Voraussetzung profitiert nun auch die ganz 

neue Beschichtung HT. Auf Basis einer 

AlCrN- Zusammensetzung, wie sie auch 

schon bei der Nanosphere 2.0 gegeben war, 

konnte jetzt aber eine noch feinere, nanokristalline 

Struktur mit einer zusätzlich verbesserten 

Schichthaftung erzeugt werden. 

Daraus resultierte eine nochmals deutlich 

gesteigerte Verschleißbeständigkeit. 

Aufgrund des vergrößerten Verschleißwiderstandes 

sind bis zu 30% höhere 

Standmengen bei gesteigerten Schnittwerten 

erreichbar. Und das bei Trockenbearbeitung. 

Die neue HT-Schicht ist auch 

für VHM-Wälzfräser geeignet. 

Leistungssteigerung durch 

Multitasking-Systeme 

Neben dem eigentlichen Wälzfräsen müssen 

die erzeugten Zahnräder auch entgratet und 

angefast werden. Diese Fasen werden bereits 

auf das Fertigmaß der Zahnräder ausgelegt. 

Dafür kommen unterschiedliche Verfahren, 

wie Drück-, Fräs- oder manuelles Nacharbeiten 

zur Anwendung. Weit verbreitet ist 

bisher das Drückentgraten. Dabei wird der 

beim Wälzfräsen entstehende Grat mit einer 

Entgratscheibe entfernt. Anschließend wird 

die scharfe Kante durch Drückwalzen zur 

Fase umgeformt. Das dabei aufgeworfene 

Material führt zu Konturfehlern im Zahnradprofil, 

weshalb bei diesem Verfahren 

häufig ein zweiter Schnitt Wälzfräsen erforderlich 

ist. Das kostet Zeit und Geld. Werden 

diese Konturfehler nicht korrigiert, kommt 

es bei der Fertigbearbeitung nach dem 

Härten zu erhöhtem Verschleiß bei Hohnrädern 

oder Schleifscheiben. 

Zusammen mit dem Verzahnungsma schinen 

hersteller Liebherr in Kempten hat LMT 

Fette das Frässystem Chamfercut zur Perfektion 

gebracht, das direkt nach dem Wälzfräsen 

die Zahnräder an den Stirnseiten 

anfast. Das Frässystem kann entweder zusammen 

mit dem Wälzfräser auf einem Dorn 

gespannt werden, oder auch als Einzelwerkzeug 

auf eigener Frässpindel eingesetzt 

werden. Damit ist ein zeitparalleles Arbeiten 

von Wälzfräser und Chamfercut gewährleistet. 

In jedem Fall entsteht eine präzise 

konstante Fase. Ein zweiter Schnitt Wälzfräsen, 

wie beim Drückentgraten, entfällt. 

Geringere Maschineninvestitionen und 

hohe Verzahnqualität sind aber nicht die 

einzigen Vorteile des Chamfercut. Hohe 

Standzeiten auch bei Trockenbearbeitung, 

problemloses Anfasen auch des Zahnfußes 

und einfache Wiederaufbereitung der Werkzeuge 

zählen ebenso zu den Vorteilen. Als 

Bilanz ergeben sich niedrige Werkzeugkosten 

pro Zahnrad. Das nachfolgende Beispiel 

zeigt die Werkzeugkosten beim Einsatz des 

Frässystems im Vergleich zum Drückentgraten. 

Bearbeitet wurden Tellerräder aus 

20MnCr5 in einer Stückzahl von 500 000. 

Unter Berücksichtigung der Werkzeugpreise, 

der unterschiedlichen Standzeiten und 

der Kosten für Wiederaufbereitung verschlissener 

Werkzeuge ergaben sich beim Drückentgraten 

Werkzeugkosten von 0,5 Cent pro 

Zahnrad und mit dem Chamfercut lediglich 

0,058 Cent pro Zahnrad. Das bedeutet eine 

erhebliche Einsparung von 88 %. 

An einem weiteren Beispiel sollen die 

Vorteile des innovativen Gesamtsystems 

Speedcore und Chamfercut für die Getriebefertigung 

in der Automobilindustrie gezeigt 

werden. Hergestellt wurden Zahnräder Modul 

2,5 mm aus dem Werkstoff 20MnCr5. 

Bisher kamen Wälzfräser aus dem Schneidstoff 

PM-HSS zur Anwendung, mit einer 

Schnittgeschwindigkeit von 170 m/min bei 

einem Axialvorschub von 3,6 mm. Um die 

Prozesszeiten zu reduzieren wurde der 

Speedcore-Wälzfräser mit deutlich gesteigerter 

Schnittgeschwindigkeit von 300 m/min 

eingesetzt. Beim Wälzfräsen konnte die Bearbeitungszeit 

mit dem Wälzfräser um 52 % 

gesenkt werden. Die Taktzeit beim Wälzfräsen 

plus Anfasen mit dem Chamfercut 

verringerte sich um 42 %. 

www.lmt-group.com 

antriebstechnik 6/2016 23

Verzerrungsfreies Wälzschleifen 

Verzahntechnik berechnet Mikrogeometrie von Zahnflanken 

Die Produktionsmethode „Verschränkungsfreies Wälzschleifen“ hat sich 

bewährt: Bereits 1987 meldete die Liebherr-Verzahntechnik die Erfindung 

von Dr. Gerd Sulzer zum Patent an. Seitdem können Schleifschnecken mit 

über die Länge verändertem Profilwinkel so eingesetzt werden, dass die 

natürliche Verschränkung beim Wälzschleifen von Verzahnungen mit 

Flankenlinienmodifikationen korrigiert wird. 

D 

ie Firma Liebherr hat sich intensiv mit 

der Mikrogeometrie von Zahnflankenmodifikationen 

beschäftigt und mithilfe 

topo logischer Messungen den Effekt der 

Verzerrung bei Schräg-Verzahnungen mit 

Flankenlinienmodifikationen aufgezeigt. 

Diese Abweichung beeinflusst somit die 

Tragfähigkeit und Geräuschentwicklung. 

Als Problemlösung hat Liebherr das verzerungsfreie 

Wälzschleifen entwickelt und 

stellt damit, nachdem verschränkungsfreien 

Wälzschleifen aus dem Jahre 1987, 

erneut ein Verfahren zur Fertigung weiter 

optimierter topologischer Flankenmodifikationen 

vor. 

An einem Praxisbeispiel mit gerundeter Endrücknahme 

veranschaulicht Dr.-Ing. Hansjörg 

Geiser die Verzerrungsproblematik bei 

Schrägverzahnungen. Koven tionell wird die 

Modifikation nur auf dem Messkreisdurchmesser 

exakt erreicht. In der to po logischen 

Verzahnungsmessung zeigen sich deutliche 

Verzerrungen. In zwei Eckbereichen wird zu 

viel Material abgeschliffen, in zwei zu wenig. 

„Dies hat Auswirkungen auf die Tragfähigkeit 

und das Geräusch der Verzahnung“, betont 

Dr. Hansjörg Geiser, Leiter der Entwicklung 

und Konstruktion Verzahnmaschinen 

bei Liebherr-Verzahntechnik. Ein einfaches, 

verschränkungsarmes Wälzschleifen löst die- 



01 

Die Echten 

02 

Kugelgewindetriebe 

03 

• gerollte Präzision 

• leistungsstark 

• hoher Wirkungsgrad 

• auch mit Steilgewinde 

• zuverlässig 

• preiswert 

01 Verzerrungsproblematik bei Schrägverzahnung: 

Gelb die Vorgabe, blau das Schleifergebnis 

02 Vergleich: Gelb die Vorgabe, blau das abweichende 

Ergebnis bei verschränkungsarmen Wälzschleifen 

03 Zahnflankenprofil nach verzerrungsfreiem 

Wälzschleifen von Liebherr 

ses Problem jedoch nur teilweise. Es existieren weiterhin Formabweichungen. 

Auch hier wird die Modifikation nur auf dem Messkreisdurchmesser 

exakt erreicht. Eine Möglichkeit zur Korrektur 

bestünde im topologischen Abrichten der Schleifschnecke Zeile 

für Zeile, was wirtschaftlich unmöglich wäre. Dipl.Phys. Robert 

Würfel, technologischer Mathematiker bei Liebherr-Verzahntechnik, 

hat mit einem neuen Schleifverfahren eine Alternative entwickelt. 

Liebherr ermöglicht jetzt ein verzerrungsfreies Wälzschleifen 

von Flankenlinienmodifikationen. „Wir haben das Wälzschleifen 

zwar nicht neu erfunden, aber wir haben es verstanden“, betont 

Geiser. Das Ergebnis nach der neuen Methode entspricht eins zu 

eins der Vorgabe. „Durch das neue, mathematische Verfahren wird 

die Modifikation auf allen Durchmessern exakt erreicht“, so Robert 

Würfel. Gleichzeitig entsprechen sowohl die Schleif- als auch 

die Abrichtzeit der des veschränkungsarmen Schleifens. Dazu werden 

Gewindetriebe für jeden Bedarf 

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wir bewegen. weltweit 

Ein Unternehmen der Festo Gruppe


keine speziellen Werkzeuge benötigt denn 

der Standard-Abrichter genügt. „Wir haben 

damit einen wirtschaftlichen Prozess für die 

Serienfertigung entwickelt. Unser Verfahren 

kann für jede freie Flankenlinienmodifikation 

genutzt werden.“ 

Das zum Patent angemeldete Verfahren ist 

aus Gründen der Tragfähigkeit für Getriebe 

interessant. Bislang gab es hierfür keine wirtschaftlich 

sinnvolle Schleifmethode. 

Gewälzte Modifikationen 

Das Verfahren kann so angepasst werden, 

dass es neben freien Flankenlinienmodifika 

tionen auch gewälzte Modifikationen 

schleifen kann. Die Vorteile solcher dreiecksförmigen 

Endrücknahmen (GER: Generated 

End Relief) bezüglich der Tragfähigkeit 

werden in der Verzahnungswelt bereits seit 

vielen Jahren diskutiert. „Die Möglichkeit 

gewälzter Modifikationen erlaubt eine gezieltere 

Auslegung der Pressungsverteilung 

im Zahneingriff. Dadurch kann die max. 

auftretende Hertzsche Pressung beeinflusst 

werden“, erklärt Professor Dr.-Ing. Karsten 

Stahl, Ordinarium am Lehrstuhl für Maschinenelemente 

an der Technischen Universität 

München. „Zum Beispiel kann so bei gleichbleibendem 

übertragenem Drehmoment 

durch Nutzung von GER und unter Anpassung 

der Kopf- und Fußrücknahmen die 

Verzahnungsbreite reduziert werden.“ Der 

Einsatz in der Praxis scheiterte bisher aber 

daran, dass kein wirtschaftliches Fer tigungsverfahren 

zur Verfügung stand. Liebherr hat 

somit auch die letzte Hürde aus dem Weg 

geräumt. 

Anregungsoptimierte 

Modifikationen 

Ein weiterer Anwendungsbereich sind anre 

gungsoptimierte Modifikationen. Aufgrund 

der zeitlich veränderlichen Verzahnungssteifigkeit 

ergibt sich zwischen zwei 

gepaarten Zahnrädern eine periodische 

Drehwegabweichung mit kleinen Amplituden, 

welche einen großen Einfluss auf 

den Geräuschpegel hat. An der Forschungsstelle 

für Zahnräder und Getriebebau (FZG) 

am Lehrstuhl für Maschinen Elemente der 

Technischen Universität München wurde in 

den vergangenen Jahren der Einsatz sinusförmiger 

Modifikationen zur Reduzierung 

dieser Abweichungen untersucht. Diese 

gezielte Welligkeit, welche typischerweise 

eine Amplitude im µm-Bereich hat, hat dabei 

keinerlei Einfluss auf die damit verbundene 

Lastverteilung. 

Auch Flankenlinienmodifikationen mit 

markanten Anpassungen über kurze Verzahnungsbreiten 

können durch das ver zer rungsfreie 

Wälzschleifen von Liebherr gefertigt 

werden - ohne Abweichungen und Verzerrungen. 

Dabei entspricht die Schleif- und 

Abrichtzeit der des verschränkungsarmen 

Schleifens. Damit ermöglichen Liebherr- 

Schleifmaschinen die wirtschaftliche Produktion 

von gewälzten Modifi-kationen in großer 

Serie, gleiches gilt für anregungsoptimierte 

Modifikationen. Weitere Anwendungsbereiche 

sind bereits in der Entwicklung. 

www.liebherr.com 

04 Oben die Vorgabe für die dreiecksförmige 

Endrückname, unten das Messergebnis 

05 Oben die Vorgabe für die gezielte Welligkeit, 

unten das Messergebnis 



Kunststoff-Wellgetriebe ermöglicht günstige 

6-Achs-Roboter 

Das Unternehmen Igus hat seinen Robolink D-Baukasten aus Kunststoff- 

Komponenten für die Low-Cost-Robotik weiter ausgebaut: Von einer neuen Getriebebauform 

über einen kompletten Roboterarm bis hin zum einfachen Robolink Online- 

Konfigurator. Die einzelnen Gelenke der Robotiksysteme, die direkt über einen Motor 

unmittelbar an der Achse angetrieben werden, sind in verschiedenen Baugrößen 

erhältlich. So ist es z. B. möglich, Motoren und Gelenke in mehreren Baugrößen mit 

der gängigen Steuerung für einen kompletten 6-Achs-Low-Cost-Roboter aus 

Kunststoff und Aluminium zu kombinieren. Eine Besonderheit ist auch das neue 

Robolink Wellgetriebe, das z. B. einfach als sechste Achse eines Roboterarms, also als 

radial bewegliche Verbindung zwischen Arm und Greifer, eingesetzt werden kann. 

www.igus.de 

Industriegetriebe 

mit 190 kNm 

Abtriebsmoment 

Nord Drivesystems erweitert 

sein erfolgreiches Industriegetriebeprogramm 

um eine 

neue Größe mit einem 

Abtriebsdrehmoment von 

190 kNm. Die gesamte 

Baureihe deckt Drehmomente 

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FORTSCHRITT 

von 25 bis 250 kNm ab und 

umfasst neun Baugrößen. Die 

neuen Einheiten mit 

Baugröße 14 erlauben nun 

noch passgenauere 

Auslegungen. Wie alle 

Getriebe des Herstellers sind 

sie mit einem einteiligen 

Blockgehäuse ausgestattet. 

Dadurch erreichen sie eine 

längere Lagerlebensdauer als 

Teilfugengetriebe und gewährleisten 

eine effiziente Kraftumsetzung 

sowie hohe Toleranz 

gegenüber Lastspitzen und 

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Stirnrad- oder Kegelstirnradgetriebe, 

zwei- oder dreistufig, 

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bis 400:1 und mit Vorgetriebe 

bis zu 30 000:1 montiert werden. 

An- und Abtriebsrichtung 

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modulare Maschinenkonzepte erfordern zukunftsweisende 

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„Es dreht und dreht und …“ 

Seit über 15 Jahren sorgen FAG Lager für die Sicherheit des London Eye 

Dirk Schaar 

Es sollte nur fünf Jahre stehen bleiben. Nun sind es bereits mehr als 15 

geworden. Ich habe mich auf den Weg nach London gemacht, um 

mehr über den Zustand der eingebauten Lager zu erfahren. Auch am 

Firmensitz in Deutschland konnte ich interessante Einblicke in die 

Geschichte des einst größten Riesenrads der Welt gewinnen. 

Was für ein toller Morgen! Noch ziehen zwar ein paar Wolken 

über die Stadt, aber die ersten Sonnenstrahlen lassen doch 

auf einen vielversprechenden Tag hoffen. Ich lasse meinen Blick 

schweifen und genieße das herrliche Panorama, welches sich vor 

mir allmählich auftut. Links unter mir erblicke ich einen altehrwürdigen 

Gebäudekomplex, der aus meinem Blickwinkel seine komplette 

Schönheit entfaltet – der Westminster Palace mit seinem 

wohl noch bekannteren Glockenturm Big Ben. Knapp dahinter 

scheint die Kuppel von Westminster Abbey hervor und wenn ich 

mein Auge in Richtung Horizont bewege, ragt dort über dem satten 

Grün der Baumwipfel von St. James Park das Dach des Buckingham 

Palace hervor. Ob die Queen wohl heute da ist, überlege ich mir, 

aber die vielen Eindrücke des grandiosen Panoramas lassen mich 

diesen Gedanken schnell wieder vergessen. Ich drehe mich nach 

rechts und lasse meinen Blick entlang der Bögen der Themse 

schweifen. Hier und da ein Schiff bahnen sich den Weg durch Großbritanniens 

Hauptstadt, vorbei an den Sehenswürdigkeiten wie 

St. Pauls Kathedrale oder Tower Bridge. Beide bleiben mir am 

höchsten Punkt meiner Reise nun auch mir nicht mehr verborgen, 

so dass ich in diesem Moment wohl zu den Millionen Menschen 

gehöre, die in jedem Jahr wohl das gleiche Gefühl erleben dürfen: 

Eine Rundfahrt mit dem London Eye. 

Wie ich haben auch zu dieser frühen Stunde bereits zahlreiche 

Touristen mit Sicherheit viel Spaß dabei, in etwa 30 Minuten den 

Dirk Schaar ist Chefredakteur der antriebstechnik 

Danksagung 

Ich möchte mich ganz herzlich bei Karen Preston und 

Chris Head von Schaeffler UK für die tolle Unterstützung vor 

Ort in London bedanken. Mein Dank gilt auch Dieter Göbel 

und Gerhard Halbig von Schaeffler in Schweinfurt, die mir 

eindrucksvoll die Entstehung des London Wheels geschildert 

haben und natürlich der Firma Coca-Cola, die uns die 

Interviews in der Kapsel ermöglicht haben. 

mit Abstand eindrucksvollsten Blick auf die Londoner City zu genießen. 

Ich interessiere mich aber noch für einen gänzlich anderen 

Aspekt: Wie wird eigentlich auf technischer Seite die Sicherheit des 

London Eye gewährleistet? Und dafür geht mein Blick durch die 

gläserne Kapsel hindurch zielgerichtet auf die Nabe des Riesenrads. 

In diesem Herzstück befinden sich die zwei metergroßen und tonnenschweren 

FAG Pendelrollenlager, die für den reibungslosen Dreh 

sorgen. 

Aus neuer Perspektive 

Ortswechsel: Schweinfurt, Deutschland. Hier am Hauptsitz der 

Industriesparte von Schaeffler treffe ich Dieter Göbel, Application 

Engineering Wind Energy Turbines und Gerhard Halbig, Department 

Manager Service Operations. Beide kennen das Projekt London 

Eye wie ihre Westentasche, denn sie waren sozusagen seit der 

ersten Stunde im Jahr 1995 involviert. Aber der Reihe nach. In den 

letzten Jahren des vergangenen Jahrhunderts gab es eine große 

Nachfrage nach Sehenswürdigkeiten und Veranstaltungen, um die 

bevorstehenden Jahrtausendwende zu feiern. Die visionären 

Architekten, David Marks und JuliaBarfield, hatten eine erstaunlich 



01 Chefredakteur Dirk Schaar (Mitte) trifft 

Karen Preston und Chris Head vor den London Eye 

einfache, aber kühne Idee: Sie wollten für London ein schönes und 

technologisch innovatives Bauwerk schaffen, das auch Besuchern 

die Chance ermöglicht, eine der größten Städte der Welt aus einer 

neuen und aufregenden Perspektive zu sehen. Sie entschieden also, 

dass ein Riesenrad das ideale Symbol für den Schritt in neue Jahrtausend 

wäre. So war die Idee geboren. 

„Wir bekamen bereits im Oktober 1995 die erste technische 

Anfrage zur Preisfindung der konzipierten Lagerung“, erinnert sich 

Dieter Göbel. Das britische Luftfahrtunternehmen British Airways 

hatte mit seinem Projekt ein Londoner Ingenieurbüro beauftragt, 

welches wiederum einen japanischen Konzern mit der Gesamtprojektierung 

beauftragte. „Wir prüften also die Machbarkeit und 

erarbeiteten ein Angebot, das wir im zweiten Schritt im Jahr 1998 

nach Korrekturen der Lastbedingungen noch einmal vorlegten. 

Unsere Idee war der Einsatz von zwei Pendelrollenlagern“, so Dieter 

Göbel. Der Auftrag ging aber schließlich an einen Wettbewerber 

in Japan. „Zu unserer Überraschung erhielten wir im September 

1998 eine Anfrage zur Lagerauslegung des London Eye von einer 

niederländischen Firma. Inzwischen hatte diese den Auftrag zum 

Bau erhalten“, erzählt Gerhard Halbig erstaunt. Die Lagerauslegung 

wurde daraufhin umgehend im Oktober 1998 umgesetzt und der 

Schweinfurter Lagerspezialist erhielt bereits einen Monat später 

den Auftrag zur Lieferung. Die Bedingungen waren allerdings 

enorm, denn die Lager mussten innerhalb von 20 Wochen geliefert 

werden. „Eine große Herausforderung, die wir aber annehmen wollten, 

wussten wir doch, dass wir über das notwendige Know-how 

aus zahlreichen Großprojekten und einer über 100-jährigen Tradition 

verfügten. Auch galten wir bereits damals als ein bevorzugter 

Ent wicklungspartner und Lieferant, wenn es um besondere und clevere 

Lagerlösung geht“, so Gerhard Halbig. 

10 beeindruckende Fakten und Zahlen 

über das London Eye 

n Im London Eye finden pro Umdrehung 800 Gäste Platz – 

das entspricht 11 roten Doppeldecker-Bussen 

n Von der Spitze aus kann man rund 40 km weit sehen – so 

weit wie nach Windsor Castle an einem klaren Tag 

n Jede der 32 Kapseln wiegt 11 t. Das ist das gleiche Gewicht 

wie 1 157 894 Pfund-Münzen 

n In einem Jahr dreht das London Eye 7 668-mal oder 2 300 

Meilen, so weit von London nach Kairo in Ägypten 

n Jede Umdrehung dauert etwa 30 Minuten, was bedeutet, 

dass sich eine Kapsel 26 cm/s oder 0,9 km/h bewegt – 

doppelt so schnell wie eine sprintende Schildkröte 

n Es benötigte sieben Jahre und die Fähigkeiten von Hunderten 

von Menschen aus fünf Ländern, um das London Eye 

Wirklichkeit werden zu lassen 

n Die 80 Speichen haben eine Gesamtlänge von 6 km 

n Das Gesamtgewicht von Rad und Kapseln beträgt 2 100 t – 

oder so viel wie 1 272 schwarze London Taxis 

n Die Spindel ist 23 m lang – die Höhe von neun klassischen 

roten Londoner Telefonzellen 

n Es gibt 32 Kapseln insgesamt. Sie sind bis 33 nummeriert, 

Kapsel Nr. 13 wurde aus abergläubischen Gründen 

weggelassen 


02 Welch ein herrlicher 

Blick über London 

03 In die Nabe wurden die Pendelrollenlager eingebracht 

Eine pfiffige Lösung 

Hier oben am höchsten Punkt befinde ich mich schon auf über 

100 m Höhe. Insgesamt ist das London Eye, welches heute von 

Merlin Entertainment plc, Europas Nummer 1 in Sachen Betreiben 

von Attraktionen, betrieben wird, 135 m hoch, hat einen Umfang 

von 424 m und ein Gesamtgewicht von 2 100 t. Alleine 1 500 t Stahl 

wurden verbaut. Meinen Ausblick genieße ich aus einer von 

32 gläsernen Kabinen, in der sogar noch 24 weitere Passagiere 

mitfahren können. Tatsächlich befinden sich neben mir noch drei 

weitere Personen in der Kabine – keine Touristen, sondern Karen 

Preston, Marketing Manager bei Schaeffler UK, Chris Head, Application 

Engineer im Schaeffler Technology Center in Minworth/UK, 

in der Nähe von Birmingham und mein Kollege als Kameramann. 

„Das London Eye ist eine tolle Ingenieur-Leistung, die alle Sicherheitsaspekte 

erfüllt, natürlich auch bei den von uns gelieferte Lagern“, 

schwärmt mir Chris Head vor. „Unsere Lager wurden von unseren 

Kollegen in Schweinfurt für eine Lebensdauer von 50 Jahren ausgelegt. 

Und das ist gut so, denn nach den ursprünglich geplanten 

fünf Betriebsjahren, darf das London Eye jetzt auf Dauer am 

Südufer der Themse stehen bleiben“, erklärt Chris Head. 

Die radialen FAG Pendelrollenlager wurden als Fest- und Loslager 

in die Nabe, die auf der Achse des Riesenrades sitzt, eingebaut. 

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Hierbei handelt es sich um die Pendelrollenlager F-804543 als Losund 

F-804544 als Festlager. Das Festlager mit einem Außendurchmesser 

von 2,66 m wiegt 6,3 t und ist fest auf der Welle montiert. 

Das Loslager mit einem Außendurchmesser von 2,62 m und einem 

Gewicht von 5,2 t kann sich auf der Welle hin- und her bewegen, 

um die Längenausdehnungen auszugleichen. Um die möglichst 

lange Lebensdauer zu erreichen entschieden sich die FAG-Ingenieure 

im Team von Dieter Göbel für Pendelrollenlager mit durchbohrten 

Rollen und Bolzenkäfigen. „Diese erlauben eine größtmögliche 

Anzahl von Wälzkörpern pro Reihe gegenüber Standardkäfigen 

und garantieren so eine hohe radiale Tragfähigkeit“, erklärt mir 

Chris Head die Vorteile. 

Zur einfachen Montage sind sowohl an den Stirnseiten der Innenals 

auch Außenringe Gewindebohrungen vorhanden, an denen 

Ringschrauben zur Montage verschraubt werden können. Um Zeit 

und Kosten bei einem eventuell späteren Lagertausch sparen zu 

können, haben sich die Spezialisten aus Deutschland noch eine 

pfiffige Lösung einfallen lassen: Das Loslager hat eine größere 

Bohrung als das Festlager, so dass es durch den Bauraum des Festlagers 

zur Flussseite hin demontiert werden kann. 

Fertigung in Rekordzeit 

Zurück in Schweinfurt: „Nachdem wir die Herausforderung zur 

Lieferung der Lager angenommen hatten, wurden die Offertzeichnungen 

erstellt und vorab schon die Rohlinge bei unserem Lieferanten 

bestellt – so haben wir keine Zeit verloren“, berichtet Dieter 

Göbel über die Planungen Ende 1998. Aus Montagegründen 

mussten nochmals umfangreiche Änderungen an den Lagern 

vorgenommen werden. „Ursprünglich waren die Lager z. B. für eine 

Ölschmierung ausgelegt. Aus Gründen der Fertigungsgenauigkeit 

konnten wir diese Technologie aber nicht realisieren. Daher 

mussten wir auf eine Fettschmierung umstellen. Ein Problem, das 

wir dann aber mit unserer Erfahrung schnell in den Griff bekommen 

haben“, erinnert sich Dieter Göbel. Und dann ging alles sehr 

schnell: Mitte Januar waren die Änderungen vollzogen, Ende des 

Monats die Zeichnungen von Hollandia genehmigt und im März 

trafen die bestellten Rohlinge bereits ein. 

Die Endmontage der Lager fand im FAG-Werk in Wuppertal statt. 

Produziert in einsatzgehärtetem Stahl, haben die Rollelemente des 

Lagers eine sanfte konvexe Kurve. Wie zu erwarten, sind die Toleranzen 

sehr gering: nur 2 µm oder 0,002 mm für die Wälzkörper 

und etwa 10 µm für den Laufbahnen. 


Rauschert.indd 1 25.05.2016 09:26:25


Nach einem genau abgestimmten Fertigungsplan wurden die beiden 

Pendelrollenlager in nur sieben Wochen Durchlaufzeit gefertigt. 

Am 30. April konnten diese schließlich ausgeliefert werden. „Die 

Auslegung und Lastkollektive haben sich bei diesem Projekt nicht 

wesentlich von anderen Großlagern unterschieden, aber das Salz 

in der Suppe war für uns, dass wir eng an die Grenzen bei Material 

und Größe herangehen mussten, denn jede Überdimensionierung 

wäre unnötig teurer und schwerer ausgefallen. Zudem hatten wir 

bis dahin noch kein Innenradlager gebaut. Wir haben die Anforderungen 

aber mehr als erfüllt und konnten unserem Kunden die ideale 

Lösung liefern. Ich blicke daher heute noch mit Respekt und 

Stolz auf das London Eye“, erzählt Dieter Göbel. 

Lager sorgen auch für Eleganz 

Die beiden Pendelrollenlager waren aber nicht die einzigen 

Produkte, die FAG zum Millenium-Wheel zusteuerte. Ich bewege 

mich in der Gondel zur Landseite hin und lasse meinen Blick in die 

Tiefe schweifen. Dort unten in den zwei riesigen Masten, die das 

London Eye tragen und ihm die notwenige Stabilität geben, sind 

zwei Radial-Großgelenklager GE 440 DW verbaut. Dabei entstanden 

Flächenpressungen von über 450 N/mm2. „Mit ihrer Hilfe wurde 

das Rad aus seiner horizontalen Montagelage quer über der 

Themse in seine vertikale Arbeitsposition geschwenkt“, erinnert 

sich Chris Head an diese aufregende Aktion. Denn nachdem die 

einzelnen Großteile auf schwimmenden Plattformen über den 

Ärmel kanal und die Themse bis nach London gebracht wurden, 

erfolgte eine viermonatige Montagephase. Auf zuvor errichteten 

Stahlpfeilern wurden die Nabe, mit dem zuvor durch den FAG- 

Richtmeister eingesetzten Pendelrollenlagern, und die vier Radsegmente 

zusammengebaut und die Seile der Verstrebungen gespannt. 

Am 10. Okto ber 1999 war es dann endlich soweit: Das Rad konnte 

aufgestellt werden. „Das war natürlich auch für uns ein ganz wichtiger 

und spannender Augenblick, denn dieser zeigte uns, dass unsere 

Gelenk lager richtig gewählt wurden und ihre Aufgaben sehr 

gut gemeistert hatten“, erklärt Chris Head. 

Die Radial-Großgelenklager sind dank ihres PTFE-Gleitbelags 

Elgoglide extrem belastbar und wartungsfrei. Damit ist auch bei den 

für diesen Lagertyp sehr hohen Flächenpressungen eine hohe Lebensdauer 

bei momentenarmer Verbindung in den Gelenkpunkten 

garantiert. „Ohne die Großgelenklager wäre eine andere sta ti sche 

Aus legung erforderlich gewesen und das Rad wäre wohl um einiges 

weniger elegant ausgefallen“, ist Chris Head überzeugt. 

Bis heute haben die beiden Gelenklager die Aufgabe, vom Wind 

verursachte Mikrobewegungen auszugleichen, die sonst voll auf 

die vergleichsweise starre Stahlkonstruktion wirken würden. Sie 

Die Chronologie aus Schaeffler Sicht 

27.09.1995 erste Anfrage an Lagerhersteller FAG 

16.10.1995 erste techn. Daten zur Auslegung von der Firma 

OVE Arup&Partner/UK 

02.05.1996 erstes Angebot 

28.01.1997 neue Belastungsberechnungen bei FAG 

19.03.1997 Änderung der Lagerabmessungen 

30.10.1997 erste Anfrage von Mitsubishi Kobe, Japan 

10.09.1998 Anfrage von Hollandia über FAG Niederlande 

21.09.1998 Mitsubishi gibt Auftrag zurück 

15.10.1998 erste techn. Daten zur Auslegung der Firma 

Hollandia 

18.11.1998 FAG erhält Auftrag von Hollandia, 

Lieferzeit 20 Wochen 

11.12.1998 Fertigstellung der Offertzeichnung 

14.12.1998 Vorabbestellung der Rohlinge 

08.01.1999 Hollandia besucht Werk Wuppertal – Änderung 

der Außendurchmesser 

28.01.1999 Genehmigung der Lagerzeichnungen 

13.03.1999 Eingang der Rohlinge 

30.04.1999 Auslieferung der Lager (7 Wochen 

Fertigungsdurchlauf) 

02.05.1999 Montage der Lager in die Nabe (4 Tage) 

10.06.1999 erstes Teil auf der Themse 

21.06.1999 Einfahren der Welle in die Nabe (3 Tage) 

10.10.1999 Haben des Riesenrades (2 Tage) 

16.10.1999 Positionieren (2 Tage) 

01.02.2000 Offizielle Inbetriebnahme 

übernehmen also auch weiterhin eine wichtige Funktion für das 

London Eye. 

Die Lager halten 

15 Jahre nach der offiziellen Einweihung am 9. März 2000 habe ich 

nun heute endlich die Gelegenheit einmal selbst eine Runde im 

London Eye zu drehen. Und es ist nicht nur die Aussicht, die mir ein 

gutes Gefühl gibt, sondern auch der Gedanke an die vorhandene 

Sicherheit, u. a. gewährleistet durch die eingesetzte Schaeffler-Tech 

04 Dieter Göbel (links) und Gerhard Halbig bei Schaeffler 

in Schweinfurt 

05 Zwei Elges-Lager gleichen die Windlasten aus 



„Unsere Stadt 

hat eine Reihe 

von einzigartigen 

Attraktionen, 

die Menschen 

aus der ganzen Welt 

anziehen. Das geliebten 

London Eye ist eines der 

bekanntesten davon.“ 

Boris Johnson, ehemaliger 

Bürgermeister von London 

„Es ist schwer zu glauben, 

dass wir vor 15 Jahren uns 

etwas ausgedacht und 

entworfen haben, ein Team 

von Architekten und 

Ingenieuren geführt haben, 

und mit einem neuen 

Unternehmen etwas 

geschaffen haben, das heute 

genauso ein Teil von London 

ist, wie die Tower Bridge 

oder Big Ben. Wir sind stolz 

darauf, dass das London Eye 

ein fester Bestandteil 

Statements 

unserer Kultur geworden ist, 

als auch ein viel geliebt 

Symbol von London.“ 

David Marks und Julia 

Barfield, Architekten 

David Marks and Julia 

Barfield, Architects 

“Das London 

Eye ist ein 

Muss für alle 

Besucher und 

es bereitet 

auch den 

Einwohnern eine große 

Freude. Ich kann mir die 

South Bank nicht mehr ohne 

vorstellen.” 

Kate Hoey, Mitglied des 

Parlaments für Vauxhall 

„Das London 

Eye zeigt, was 

unglaubliches 

Ingenieure 

und der 

Maschinenbau 

leisten 

können. Und es ist vor allem 

ein tolles Symbol für London 

und die vielen Menschen 

hier. Ich hoffe sie gehen 

später nach Hause und 

sagen, dass Engineering 

auch Spaß machen kann.“ 

Chris Head, Applikationsingenieur 

bei Schaeffler UK 

nik. Und damit diese auch noch in den kommenden Jahren ihre 

wertvolle Arbeit verrichten kann, werden die Pendelrollenlager von 

den erfahrenen Spezialisten des Schaeffler Industrial Service 

regelmäßig inspiziert. So lässt sich die fehlerfreie und sichere Funktion 

der Lager über viele Jahre gewährleisten. „Alle zwei Jahre nehmen 

wir eine solche Inspektion vor. Dazu begibt sich unser Service aus 

Schweinfurt durch die Masten in die Nabe zu den Großlagern. Endoskopische 

Untersuchungen der Laufbahnen und Wälzkörper würden 

eventuelle Beschädigungen schon frühzeitig anzeigen“, erklärte mir 

Gerhard Halbig bei meinem Besuch im Schaeffler-Stammhaus. 

Ebenfalls entnimmt der Service-Ingenieur Schmierstoffproben, die 

dann im Schaeffler eigenen Labor, als auch bei einem weiteren unabhängigen 

Labor auf Partikel und Abrieb untersucht werden. „Aus 

diesen Ergebnissen können wir dann schnell ableiten, ob ein Verschleiß 

aufgetreten ist, oder ob alles in Ordnung ist. Aber das Schönste 

ist, dass wir bisher konnten wir keine Auffälligkeiten entdecken 

konnten. Und dass die Lager bisher 15 Jahre ohne Probleme laufen, 

spricht dafür, dass es auch in den kommenden Jahren so sein wird“, 

erzählt Gerhard Halbig stolz. Die ständige Nachschmierung der 

beiden Hauptlager geschieht dabei über eine zentrale Schmieranlage, 

die vor ein paar Jahren vom Betreiber installiert wurde. Die 

Gelenk lager sind hiervon allerdings ausgenommen, da sie nahezu 

wartungsfrei sind und nur ganz selten vom Betreiber manuell 

während gängiger Wartungsarbeiten gefettet werden. 

Immer die optimale Lösung 

Nicht erst seit dem Bau des Londoner Wahrzeichens des 21. Jahrhundert, 

ist Schaeffler ein wichtiger und kompetenter Partner, 

wenn es um die Entwicklung und Fertigung von Großlagern geht. 

„Das London Eye ist sicher eins unserer kultigsten Projekte, die 

wir in Zusammenarbeit mit unseren Kollegen in Holland und 

Deutschland durchgeführt haben. Wir haben uns dabei täglich 

voneinander inspirieren lassen und das ist es, was Schaeffler ausmacht. 

Wir arbeiten sehr eng zusammen über unser weltweites 

Netzwerk, um dem Kunden die möglichst optimale Lösung zu bieten. 

Und das haben wir auch bei anderen Projekten schon bewiesen“, 

erklärt Schaeffler Marketingleiterin Karen Preston. So z. B. beim 

Londoner Wembley Stadion. Hier lieferte Schaeffler die Lager zur 

Unterstützung des Wembley-Bogens. Ein weiteres Projekt ist das 

Dach des Wimbledon Center Courts. Die dort verbauten Lager sorgen 

dafür, dass das Dach geschlossen werden kann, um dem typischen 

britischen Wetter Genüge zu tun. „Ob nun in der Öl-, Gas- oder 

Windenergie, im Automotive-Sektor oder in Heavy-Duty-Anwendungen: 

Wir möchten für den Kunden die optimale Lösung finden, 

damit er Zeit, Geld und Ressourcen sparen kann. Und hier ist nicht 

allein das Design der Lager entscheidend, sondern auch die Installation, 

die Wartung und unsere vielen Services, mit denen wir unsere 

Kunden unterstützen“, so Karen Preston. 

Ein Hauch von Ingenieurskunst 

Das Rad dreht immer noch mit einer Geschwindigkeit von 0,26 m/s. 

Allmählich nähert sich unsere Gondel mit der Nummer 32 aber 

wieder dem Uferniveau. Ich genieße den letzten Blick über die 

Themse in Richtung Westminster. Für mich geht nach 30 Minuten 

die Fahrt zu Ende, also nach einer vollen Umdrehung. Ich hatte 

heute nicht nur die Gelegenheit eine Attraktion kennenzulernen, 

die eine Schlüsselrolle beim Übergang vom einen ins andere Jahrtausend 

spielt und zu einem wichtigen Symbol für die Hauptstadt 

Großbritanniens geworden ist, sondern ich konnte vor allem einen 

Hauch von hoher Ingenieurskunst erfahren und wie ausgefeilte 

und gut geplante Lagertechnik zur Sicherheit solcher gigantischen 

Maschinen beitragen kann. Oder wie es Karen Preston zum Abschluss 

formulierte: „Ich würde mich freuen, wenn junge Ingenieure 

auch in Zukunft so visionär denken würden. Ich hoffe, dass 

die jungen Leute – auch bei Schaeffler – von solchen Projekten 

inspiriert werden.“ – Dem ist nichts mehr hinzuzufügen. 

www.schaeffler.de 

Die Story in bewegten Bildern 

Um Ihnen auch einen visuellen Einblick zu geben, habe ich meinen 

Besuch in London auch in bewegten Bildern festgehalten. Das 

spannende Video finden Sie unter folgendem Link: 

https://vimeo.com/155648376 


Hilfe bei der Lagermontage per App 

Das Unternehmen SKF hat eine neue App für das Drive-up- 

Verfahren zum Einbau von Lagern entwickelt. Die App, die sich 

auf Smartphones oder Tablet-PCs auch bei Außeneinsätzen 

nutzen lässt, steht sowohl für iOS als auch Android zur 

Verfügung. Sie ermöglicht die exakte Montage von Pendelrollenund 

CARB-Toroidalrollenlagern auf konischen Lagersitzen. 

Dabei wird der korrekte Einbau durch die Messung der axialen 

Verschiebung gegenüber der Ausgangslage eines Lagers 

bestimmt. Dazu nutzt das Verfahren eine modifizierte 

Hydraulik mutter mit einer Messuhr sowie ein hochgenaues 

digitales Manometer, das an die Pumpe angeschlossen wird. Bei 

Verwendung der App wählt der Benutzer die Lagerbezeichnung 

und Lagersitz-Umgebungsbedingungen und erhält dadurch die 

für den optimalen Einbau erforderlichen 

Werte. Zudem informiert die 

App den Anwender über jeden 

erforderlichen Arbeitsschritt. 

Praktisch ist außerdem, 

dass man die Werte 

und Anweisungen als 

PDF-Datei abspeichern 

kann. 

www.skf.com 

München, 21.-24.6.2016 

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Kunststoff-Gleitlagerwerkstoff für 

Lastaufnahmen bis 200 MPa 

Für Anwendungen, beispielsweise in der Baumaschinen- oder 

Agrarbranche, bei denen sehr hohe Kräfte auf Lagerstellen 

wirken, hat Igus den Heavy-Duty-Werkstoff Iglidur TX1 im 

Programm. Dieser zeichnet sich durch eine hohe Druckfestigkeit 

und eine lange Lebensdauer aus und verfügt außerdem über 

eine hohe Medien- sowie Temperaturbeständigkeit bis kurzzeitig 

170 °C. Er hat eine statische Druckfestigkeit von bis zu 200 MPa 

und eine dynamische von 140 MPa. Der Werkstoff ist selbstschmierend 

und trockenlaufend, kann im Einzelfall jedoch auch 

geschmiert eingesetzt werden. Gerade hoch belastete Schwenkbewegungen, 

bei denen hohe Radiallasten herrschen, sind mit 

Gleitlagern aus diesem Werkstoff realisierbar. Er verbindet gute 

Verschleiß- und Reibwerte mit einer hohen Formstabilität. Auch 

Heavy-Duty-Anwendungen lassen sich mit Iglidur-Gleitlagern 

als Alternative zu metallischen Lösungen ausrüsten. 

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Vom Exoten 

zum Aufsteiger 

Über den Stand der Technik bei 

Kugelgewindetrieben 

Eduardo Rodriguez 

Im Wettbewerb der Antriebstechnologien 

haben Kugelgewindetriebe zurzeit eine sehr gute 

Ausgangsposition. In unterschiedlichen Anwendungen 

substituieren sie vor allem hydraulische Linear antriebe. 

Wir bringen Sie auf den Stand der Technik. 

Vor wenigen Jahren waren Kunststoff- 

Spritzgießmaschinen mit elektrischen 

Antrieben zumindest in Europa noch echte 

„Exoten“. Heute hat sich dieses Antriebskonzept 

durchgesetzt und das aus guten 

Gründen. Elektrische Linearsysteme mit 

Kugelgewindetrieben lassen sich viel exakter 

steuern als hydraulische Antriebe, die 

aufgrund des kompressiblen Mediums zwar 

gut gegen Last fahren können, wie es beim 

Schließen des Werkzeugs erforderlich ist. 

Die Elektromechanik bzw. Mechatronik 

hingegen erlaubt das Programmieren und 

Abfahren exakter Fahrprofile von Beschleunigen, 

Abbremsen und Halten der Last bzw. 

des Drucks. In der Praxis führt dies dazu, 

dass die Zykluszeit verkürzt und zugleich 

die Qualität des Spritzgießteils verbessert 

werden kann. 

Vorteile elektrischer 

Linearantriebe 

Diese Produktivitätssteigerung ist nicht zu 

unterschätzen: 10 % und mehr „Output“ 

lassen sich durchaus erreichen. Außerdem 

verbrauchen Kunststoff- Spritzgießmaschinen 

mit Elektroantrieben weniger Energie 

Eduardo Rodriguez ist Industrial Service 

Sales Director, European Industrial Business Unit 

bei der NSK Deutschland GmbH in Ratingen 

als Maschinen mit hydraulischen Antrieben. 

Ein weiterer Vorteil ist der einfachere 

Aufbau der Maschinen, da man auf das 

Hydraulikaggregat mit Tank, Pumpe, Ventilblock 

und Verrohrung verzichten kann. 

Dies hat auch zur Folge, dass das Risiko von 

Leckagen ausgeschlossen ist. 

Die ersten vollelektrischen Spritzgießmaschinen 

wiesen noch geringe Schließkräfte 

auf. Heute bieten führende Hersteller 

auch große elektrische Maschinen mit 

3 000 t Schließkraft und mehr an. NSK hat 

diese Entwicklung begleitet und vorangetrieben 

bzw. überhaupt erst die Voraussetzungen 

dafür geschaffen. Das nötige Knowhow 

dafür war von Anfang an vorhanden, 

weil der Einsatz von Hydraulikantrieben in 

Japan aufgrund der Erdbebengefahr re strikti 

ver gehandhabt wird als in Europa. 

Globaler „Footprint“ 

Als weltgrößter Hersteller von Kugelgewindetrieben 

bietet NSK ein breites Programm, 

das seit 1958 kontinuierlich ausgebaut wird. 

Sieben Fertigungsstätten in fünf Ländern 

produzieren Komponenten und Systeme der 

Lineartechnik, darunter rund 60 000 Kugelgewindetriebe 

pro Monat. Das europäische 

Produktionswerk für NSK-Linearprodukte 

befindet sich in Newark/ Großbritannien. 

Das NSK-Produktspektrum der Kugel gewin 

detriebe reicht vom Miniaturantrieb mit 

4 mm Durchmesser für die Medizintechnik 

bis zu 14 m langen ungeschweißten Einheiten, 

die u. a. in Systemen zur Schwingungsdämpfung 

von Hochhäusern und Brücken 

eingesetzt werden. Den größten Anteil 

macht aber nach wie vor der Maschinenbau 

(vor allem Werkzeug- und Kunststoffmaschinen) 

aus. 

Die Markteinführung 1996 war ein Mei lenstein 

der HTF-Serie. Diese ersten Hochlast- 

Kugelgewindetriebe boten eine signifikante 

Steigerung der dynamischen Kapazitäten 

und der maximalen Axialkräfte und erschlossen 

dadurch neue Anwendungsfelder im 

Maschinenbau. 

Handlungsfelder für 

Antriebs- Innovationen 

Seitdem hat NSK die Weiterentwicklung 

und Ausdifferenzierung des Schwerlastspindel-Programms 

vorangetrieben. Zu den 

Handlungsfeldern für Optimierungen und 

Innovationen gehören die Kühlung, Schmierung 

und Abdichtung sowie die weitere 

Erhöhung von Dynamik und Spitzenlastkapazitäten. 

Einige Beispiele verdeutlichen 

den Stand der Technik: 

n Die S1-Distanztechnologie wurde speziell 

für den Hochlastbereich entwickelt. 

Sie verhindert den direkten Kontakt der 

Kugeln und minimiert so den Einfluss 

von Moment- und Radialbelastungen. 

Zugleich wird eine deutliche Geräuschreduzierung 

um ca. 6 dB(A) erreicht, 

n In den Serien HTF-SRC und HTF-SRD 

kommt eine optimierte Kugelrückführung 



zur Anwendung. Sie steigert den Kennwert 

dn (mittlerer Spindeldurchmesser 

x Drehzahl) auf bis zu 160 000. Das 

entspricht einer Verfahrgeschwindigkeit 

von 1 600 mm/s, 

n Das A1-Dichtungskonzept reduziert den 

Schmiermittelaustrag aus der Mutter der 

HTF-Schwerlastspindeln. Das führt unter 

anderem zu längeren Wartungs- bzw. 

Schmierintervallen, 

n Bei den Linearantrieben von Werkzeugmaschinen 

bewährt sich die X1-Hochleistungsdichtung, 

die das Eindringen 

von Schmutz wirksam verhindert, 

n Neue Baureihen wie „HTF Press“ erreichen 

nochmals höhere maximal zulässige 

dynamische Axialkräfte und eignen sich 

u. a. für den Einsatz in Pressen und anderen 

Anlagen der Umformtechnik. Die höhere 

Leistungsfähigkeit erlaubt u. a. auch 

den Einsatz einer kleineren Baugröße, 

n Die Kühlung der Mutter statt der Spindel 

verbessert die Kühlleistung und damit die 

Verfahrgenauigkeit, vor allem bei Hochgeschwindigkeits-Anwendungen 

mit kurzen 

Hüben, 

n Parallel zu den Schwerlastspindeln wurden 

auch Baureihen entwickelt, die sich 

für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen 

in anderen Bereichen eignen. 

Aktuelle Neuentwicklungen 

Zu den aktuellen Neuheiten im NSK-Programm 

gehören die „Super Large“-Kugelgewindetriebe 

mit Spindeldurchmessern 

von 140 bis 200 mm und Steigungen von 

25 bis 32 mm. Sie wurden für elektrische 

Spritzgießmaschinen mit bis zu 3 000 t 

Schließkraft entwickelt. Bei ihnen kommt 

ein neues Verfahren für das Gewindeschleifen 

der bis zu 800 mm langen Muttern zum 

Einsatz. Die Muttern bieten einer größeren 

Zahl an Umläufen Platz. Dadurch steigt die 

maximale Achslast auf das 1,3-fache und 

die Lebensdauer auf das 2,8-fache. Trotz 

ihrer Größe erreichen diese Kugelgewindetriebe 

sehr hohe Drehzahlen. Dazu trägt ein 

spezielles Kugelumlaufdesign mit tangentialer 

Umlenkung bei. 

Ebenfalls neu sind Norm-Kugelgewindetriebe 

gemäß DIN 69051-5 in elf Modellen 

und 33 Ausführungen, die ab Lager verfügbar 

sind. Sie sind mit dn-Maximalwerten 

von 150 000 und 160 000 spezifiziert und 

erreichen Präzisionsklasse JIS Cp5 (das 

heißt besser als ISO P5). 

Eine weitere Neuheit ist die zweite Generation 

der High-Speed- Kugelgewindetriebe 

mit reduziertem Betriebsgeräusch. Die erste 

Generation zeichnete sich durch eine um 

mindestens 6 dB(A) geringere Geräuschemission 

gegenüber anderen marktüblichen 

Spindeln aus. Dies wird in erster Linie 

durch ein verbessertes Kugelrückführsystem 

erreicht. Die zweite Generation reduziert 

die Erzeugung von Schwingungen 

durch Überrollen der Laufbahn der Kugeln. 

So verhindert man ein Anregen der Maschine 

und damit Geräusche von Abdeckungen 

und anderen Strukturen. 

Linearantrieb aus einer Hand 

Als einer der weltgrößten Hersteller von 

Wälzlagern hat NSK auch Hochpräzisionslager 

speziell für die Lagerung von Kugelgewindetrieben 

entwickelt – z. B. die doppelreihigen 

Schrägkugellager der Baureihe 

BSBD, die sich u. a. durch extra große Kugeln 

auszeichnen und damit hohe Axiallasten 

aufnehmen können. Dieses Komplettangebot 

nutzen u. a. führende Hersteller von 

Werkzeugmaschinen. Auch verschiedene 

Baureihen von Linearführungen gehören 

zum Lineartechnik-Programm. 

Hohe Ansprüche beim Service 

NSK stellt hohe Ansprüche an die Fertigungsgenauigkeit 

und Qualität der Linearantriebe. 

Dabei können sowohl die Entwickler 

als auch die Produktions-Experten 

auf fast 60 Jahre Erfahrung in der Lineartechnik 

und eine exakt 100jährige Tradition 

in der Antriebstechnik zurückgreifen. 

Ebenso wichtig wie das umfassende Programm 

und die Fertigung nach höchsten 

Qualitätsmaßstäben ist aus Sicht von NSK 

der leistungsfähige Service. Die Endbearbeitung 

der Kugelgewindetriebe erfolgt 

nach den individuellen Wünschen der Kunden 

und auch die Reparatur gehört zum 

Dienstleistungsangebot. Dasselbe gilt für 

das Engineering: Die Ingenieure vor Ort 

unterstützen die Anwender bei der Auswahl 

und Auslegung der Kugelgewindetriebe 

sowie bei der Optimierung vorhandener 

Anwendungen. Dabei können sie auf die 

Expertise und die Prüfstände des „European 

Technology Center“ (ETC) in Ratingen 

zurückgreifen. 

www.nskeurope.de 

01 Das Prinzip des „Nut Cooling“ optimiert 

die Kühlung der Kugelgewindetriebe 

02 Auch für Hochgeschwindigkeits- 

Anwendungen stehen Baureihen wie z. B. 

die BSS-Serie zur Verfügung 

03 Aktuelle Neuheit: die „Super Large“-Serie 

für elektrische Kunststoff-Spritzgießmaschinen 

04 Zum Lineartechnik-Programm von NSK 

gehören auch verschiedene Baureihen von 

Linearführungen 



Qualität garantiert 

Doppelpunkt-Verfahren für Induktionsanwärmgeräte erhöht Lebensdauer 

Jaroslaw Mazankiewicz 

Was passiert, wenn ein Werkstück zu 

schnell erwärmt wird? Fest steht: 

Es können unwiderrufliche Schäden 

auftreten. Denn jede große 

Temperaturdifferenz zwischen 

Innen- und Außenring kann zu 

Lagerlochfraß, Rissen am Getriebe 

und Belastungsfrakturen führen. Ein 

besonderes Verfahren soll jetzt für eine 

kontrollierte und sichere Ausdehnung 

des Werkstücks sorgen. Lesen Sie mehr. 

Dipl.-Ing. Jaroslaw Mazankiewicz (FH) ist Geschäftsführer 

bei I-Technik Geräte für Produktion in Frechen 

D 

as von TM Induction Heating entwickelte Doppelpunkt-Verfahren 

ermöglicht die Überwachung der Temperaturdifferenz 

zwischen innerem und äußerem Ring während des kompletten 

Erwärmungsprozesses, sodass keine mechanischen Spannungen 

entstehen können und somit Beschädigungen ausgeschlossen sind. 

Diese Methode lässt sich bei der Erhitzung aller metallischer Werkstücke 

einsetzen, welche eine geschlossene runde Form mit einer 

mittleren Öffnung bilden, z. B. Wälzlager, Getriebe, Zahnräder oder 

Buchsen. Dieser Vorgang gewährleistet auch das optimale Verhältnis 

zwischen Erwärmzeit und Stromverbrauch. 

Klassische Induktionsanwärmgeräte besitzen einen geregelten 

Erwärmungsprozess bei welchem lediglich die Temperatur des inneren 

Rings eines Wälzlagers kontrolliert wird. Die Temperatur 

des äußeren Rings wird dabei außer Acht gelassen. Das birgt die 

Gefahr, dass sich beide Ringe nicht gleichmäßig zueinander erwärmen. 

Wenn der innere Ring im Vergleich zum äußeren Ring zu 

schnell erwärmt wird, kann dies zu großen mechanischen Spannungen 

zwischen den beiden Ringen führen. Der innere Ring 

dehnt sich durch die Erwärmung aus und der äußere Ring passt 

sich durch seine verhältnismäßig niedrige Temperatur dieser Ausdehnbewegung 

nicht an. Dies führt dazu, dass die Struktur grob 

wird und sich kleine Risse bilden, was anfangs zwar unbemerkt 

bleibt, jedoch die Lebenszeit des Werkstücks deutlich verkürzt. 

Diesem Problem wurde bis heute Sorge getragen indem man anhand 

von Erfahrungswerten die Erwärmzeit des inneren Ringes 

reguliert hat, in der Hoffnung, dass die Wärme aus dem inneren 

Ring schnell genug auf den äußeren Ring übertragen wird (Rampen-Prinzip). 

Da diese Methode eine nachweisliche Qualität des Werkstücks 

nicht sichert, ist dieses Verfahren aus Sicht der Qualitätskontrolle 

ungeeignet, vor allem da jegliche Größenunterschiede der Werkstücke 

zu einer anderen optimalen Erwärmzeit führen. 

Durch das Doppelpunkt-Verfahren (Doppel-Temperatur-Messungen) 

jedoch wird nicht nur die Temperatur des Innen-, sondern 

auch des Außenrings bei der Erwärmung kontrolliert und der 

Erwärmvorgang durch die Induktionsanlage dementsprechend 

automatisch angepasst. So kann das optimale Temperaturverhältnis 

während des gesamten Erwärmungsprozesses sichergestellt 

und dokumentiert werden. Dies führt im Endeffekt zu einer verlängerten 

Lebenszeit und einer dokumentierten Qualitätskontrolle im 

Herstellungsprozess. Zusätzlich wird auch ein optimales Verhältnis 

zwischen Erwärmzeit und Stromverbrauch sichergestellt. 

www.i-technik.eu 

01 02 

01 Temperaturverlauf 

beim klassischen 

Erwärmen 

02 Temperaturverlauf 

beim Doppelpunkt 

Verfahren


Hochgenaue Lager für vibrationsfreien 

Spindelantrieb 

Die Hochgenauigkeits-Zylinderrollenlager 

der Aptsurf-Serie von 

NSK eignen sich für den Einsatz in 

den Hauptspindeln von Werkzeugmaschinen, 

wo bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten 

maßhaltige 

Dreh- und Frästeile gefertigt 

werden. Dort muss der Spindelantrieb 

vibrationsfrei arbeiten, woran 

die Lagerung einen wichtigen Anteil trägt. Die Lager der Serie 

haben einen optimierten geometrischen Mittenrauwert, der die 

Umlaufvibrationen verringert und damit die Oberflächenqualität 

der bearbeiteten Teile verbessert. Auch die dynamische Tragzahl 

ist bei den Lagern erhöht, was die Gebrauchsdauer verlängert. Die 

optimierte Lagergeometrie wurde erreicht durch neue Produktionsverfahren 

mit einer höheren Fertigungsgenauigkeit für die La gerkomponenten. 

Die Serie ist mit Außendurchmessern bis 360 mm 

verfügbar sowie in der Genauigkeitsklasse P4 und besser. 

www.nskeurope.de 

Einreihige Zylinderrollenlager in 

vielen Varianten 

Die Serie einreihiger Zylinderrollenlager von NKE Austria umfasst 

mehr als 3 000 Typen, die nach Kundenauftrag gefertigt werden. 

Eingesetzt werden sie z. B. in Pumpen und Kompressoren, 

mechanischen Pressen, Elektromotoren, Getrieben, Fahrmotoren 

und Achslagerungen für Schienenfahrzeuge oder in Stahlwerken. 

Erhältlich sind sie in 164 Größen und drei Bauformen. Die 

Käfigausführungen sind rollen- oder schultergeführt. Als 

Käfig materialien stehen Messing, Kunststoff und Stahl zur 

Verfügung. Neben der Radialluftklasse CN für Standardlager wird 

die Klasse C3 angeboten. Auch Sonderausführungen wie z. B. 

Fahrmotorlager oder elektrisch isolierte Lager sind erhältlich. Die 

Bauformen NJ und NUP sind zur Aufnahme höherer 

Axial belastungen geeignet. Schiefstellungen 

werden durch eine modifizierte Kontaktgeometrie 

und ballige Innenringlaufbahnen 

ausgeglichen. Eingeschränkte Toleranzen 

für die Rollensortierung sorgen für eine 

gleichmäßige Belastungsverteilung. 

ww.nke.at 

Gleitlager-Lösungen für alle Branchen 

Oiles stellt selbstschmierende, wartungsfreie Gleitlager her. Zu 

den Kunden zählen die Automobilindustrie, der Fahrzeug- und 

Maschinenbau, Anlagenbauer in Produktionstechnik, Logistik, 

Energie- und Kraftwerkstechnik, 

Baumaschinen-Industrie sowie 

Hydro-/Offshore-Technik. Auch die 

Gebäudetechnik und der Schiffbau 

zählen zum Abnehmerkreis. Das 

Portfolio des Unternehmens 

umfasst ein großes Sortiment an 

selbstschmierenden, wartungsfreien 

Gleitlagern aus 

verschiedenen Werkstoffen für nahezu alle Anwendungsbereiche 

und in einer großen Bandbreite mit Durchmessern von 2,0 bis 

>2 000 mm. Abgerundet wird es durch eine Auswahl von Linearführungen 

und Luftlagern. Neben 

einem breit gefächerten Katalogprogramm 

gehört die Realisierung 

kundenspezifischer Sonderlösungen zu 

den Stärken des Unternehmens. Oiles 

ist zertifiziert nach DIN EN ISO 9001, 

DIN EN ISO 14001 sowie nach TS16949. 

www.oiles.de 

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Lesen Sie mehr. 

Die Firma A-Drive Technology ist seit 

mehr als 20 Jahren Ansprechpartner für 

elektrische Antriebe in Synchrontechnik 

und spezialisiert sich auf individuelle Antriebslösungen. 

Dies ist meist verbunden 

mit Aufgabenstellungen, die sich nicht mit 

Serienprodukten lösen lassen. Vor allem die 

Faktoren Preis, Performance und Baugröße 

sind es, die einen erfolgreichen Einsatz verhindern. 

Grund ist die begrenzte Skalierbarkeit 

jeder Technologie: Wird das typische 

Einsatzfeld verlassen, sinkt die technische 

Leistungsfähigkeit. Dies gilt für dezentrale 

Antriebe, die als mechatronisches Modul 

Motor, Geber, Elektronik und Software in 

einer Einheit zusammenbringen. 

In dem für die Automatisierung besonders 

relevanten unteren Leistungsbereich bietet 

A-Drive mit drei Baureihen dem Anwender 

eine passende Lösung, um Projekt und Kostenziele 

zu erreichen – von der Applikation 

über die Konzeption bis hin zur Integration. 

Ausgehend von den Applikationsdaten wird 

zusammen mit dem Betreiber das Lösungskonzept 

erarbeitet, mit dem sich die quantitativen 

und qualitativen Ziele erreichen 

lassen. Mitarbeiter von A-Drive unterstützen 

bei der Integration in die Maschine und 

das Automatisierungssystem – immer ergänzend 

zu den Hauptlieferanten. 

Ohne aufwendige 

Parametrierung 

Dezentrale Antriebstechnik steht für die 

Kombination von Motor, Geber, Elektronik 

und Kommunikation in einer Einheit. So sind 

Motor, Geber und Ansteuerung aufeinander 

abgestimmt und werden optimal ausgenutzt. 

Reglerparameter sind voreingestellt, sodass 

auch hochdynamische Servosysteme ohne 

aufwendige Parametrierung in Betrieb genommen 

werden können. Nicht nur die Inbetriebnahmekosten 

sinken, es entfallen für 



01 02 

01 Dieser dezentrale 

High-Performance- 

Servoantrieb bietet eine 

ideale Lösung für 

Serienmaschinen 

02 Diese Kleinservo- 

Baureihe ist die ideale 

Lösung für Sondermaschinen 

mit wechselnden 

Anforderungen 

den Anwender zudem die Kosten für die 

Verdrahtung zwischen Motor und Regler. 

Gerade bei Antrieben kleiner Leistung, die 

durch die fortschreitende Miniaturisierung 

immer größere Bedeutung erlangen, ist die 

dadurch zu erzielende Kosteneinsparung 

immens. Auch der reduzierte Platzbedarf 

bis hin zu schaltschranklosen Systemen ist 

ein weiterer Grund für den Erfolg dezentraler 

Antriebe. 

Bei Kleinservos – d. h. Servoantriebe im 

Leistungsbereich bis 500 W – lassen sich 

die Vorteile dezentraler Architektur noch 

klarer abbilden. Die niedrigere Spannung 

in diesem Leistungsbereich erlaubt die 

Konstruktion kompakter und leistungsfähiger 

Antriebe. Die generelle Versorgung 

über den Zwischenkreis mit Gleichstrom 

vereinfacht die Verkabelung weiter und 

macht die Antriebe weniger anfällig für 

Störungen. Einsatz finden diese kleinen 

Servomotoren in unterschiedlichen Anwendungen, 

z. B. in der Kunststoffverarbeitung 

als Kleinextruderantrieb, in der 

Medizintechnik für Inspektionsmaschinen 

oder in der Verpackungsmaschine als 

Drehtellerantrieb in Abfüllmaschinen. 

Paradigmenwechsel in der 

Servowelt 

Durch eine Minimierung der Hardware, den 

optimierten Einsatz von Software sowie eine 

weitgehende Standardisierung eignet sich 

der High-Performance-Servoantrieb der 

Baureihe Pegasus von A-Drive als Lösung 

für Serienmaschinen. Für die Servowelt bedeutet 

das einen Paradigmenwechsel. Nicht 

der Antrieb wird an die Anwendung angepasst, 

sondern – wie bei Standard-Antrieben 

üblich – die Anwendung an das Produkt. 

Durch die Kombination mit Getrieben oder 

die Anpassung von Verfahrprofilen lässt sich 

der Einsatzbereich erweitern. 

Für den klassischen Weg bietet A-Drive 

die Baureihe Dismo. Diese ist modular aufgebaut 

und erlaubt es, den für die jeweilige 

Anwendung passenden Antrieb zu konfigurieren. 

Die Baureihe ist zum Beispiel eine 

Lösung für Sondermaschinen mit wechselnden 

Anforderungen. 

Für Serienanwendungen mit Höchstleistung, 

die eine Anpassung auf der Produktebene 

erfordern, bietet das Systemhaus den 

dezentralen Servoantrieb Combo. Diese Lösung 

steht für individuelles Motordesign 

gepaart mit einer High-End-Ansteuerelektronik. 

Trotz der Individualität ist ein Serieneinsatz 

möglich. Im Gegensatz zu den anderen 

Baureihen ist der Combo ein individuell 

konstruiertes Produkt mit entsprechender 

Vorlaufzeit und erforderlicher Stückzahl. 

Die dezentralen Servoantriebe lassen sich 

auch mit Stellzylindermodulen aus dem 

Hause A-Drive kombinieren. So können autarke 

Stellmodule für den flexiblen Einsatz 

konfiguriert werden. 

www.a-drive.de 

Erfahrung für Visionen 

Hochpräzisionskugellager 

Spindeltechnik 

Klemmkörper-Freiläufe 

Berührungslose Dichtungen 

Auf Basis langjähriger Branchen-Erfahrung realisiert GMN außergewöhnliche Ideen. 

Mit modernstem Engineering und flexiblen Fertigungstechnologien bietet GMN – über das 

herkömmliche Standardlager-Sortiment hinaus – individuelle Sonderlösungen auf höchstem 

technischen Niveau, um außergewöhnliche Ideen zu verwirklichen. 

Insbesondere in den Bereichen Maschinenbau, Vakuumtechnik, Mess- und Navigationstechnik 

setzen Sonderlager und Lagersysteme von GMN weltweit Maßstäbe. 

GMN Paul Müller Industrie GmbH & Co. KG 

Äußere Bayreuther Str. 230 ·D-90411 Nürnberg 

Phone: +49 911-5691-249 

email: vertrieb.kula@gmn.de 

.de


Intelligent 

beschleunigen 

Das Schleudergriff-Prinzip – die Zukunft in der Antriebstechnik? 

Juan Carlos González Villar 

Laut einer Studie eines Automobilzulieferers könnten im Jahr 2030 

ca. 50 Mio. Elektro-Fahrzeuge mit unterschiedlichen Antriebskonzepten 

ausgestattet und verkauft werden. Man könnte sagen: In der zukünftigen 

E-Mobilität werden sich die Antriebssysteme bevorzugt am Markt 

durchsetzen, die die Verzögerungs- und Abbremsvorgänge am 

effizientesten ausnutzen und damit die Reichweite der Fahrzeuge 

erweitern. Lesen Sie mehr. 

Juan Carlos González Villar ist Entwicklungsingenieur und 

Prozessoptimierer bei Kabel.Consult.Ing in Mönchengladbach 

Untersuchungen von Mitarbeitern der 

TH Zürich haben ergeben, dass Elektro- 

Fahrzeuge (E-Fahrzeuge) viel Energie benötigen, 

um so das Nettogewicht zu beschleunigen. 

Ein Blick über den Tellerrand, z. B. im 

Bahnradsport, zeigt, dass auch auf der Beschleunigungsseite 

noch Verbesserungspotential 

steckt. Um im internationalen Bahnradsport 

erfolgreich sein zu können, spielt 

neben den zentralen Faktoren wie Training, 

Ernährung, Psyche auch die technische 

Ausstattung und deren Anwendungstechnik 

eine entscheidende Rolle. Nicht nur 

Kraft, Talent und Ausdauer sind entscheidend 

für die Leistungsfähigkeit von Athleten. 

Ausschlaggebend sind heute vor allem die 

mit hohem Aufwand entwickelten Sportgeräte 

und Ausrüstungen. Die Entwicklung 

von immer besseren Materialien und Technologien 

wurde zunehmend als entscheidender 

Faktor für den sportlichen Erfolg 

erkannt. 

Das Schleudergriff-Prinzip 

So ist es auch bei dem Zweier-Mannschaftsrennen. 

Hier bilden zwei Fahrer eine Mann- 

schaft, wobei sich immer ein Fahrer im 

Rennen befinden muss und sein Partner 

oberhalb der Bahn ein paar Minuten ausruhen 

kann. Abgelöst wird mit dem „Schleudergriff“. 

Dabei schiebt der im Rennen 

befindliche Fahrer seinen Partner mit der 

Hand an. Wer diese Technik gut beherrscht, 

kann dabei viel Kraft sparen. Ausgangspunkt 

dieser Technik ist das Reglement 

beim Zweier-Mannschaftsfahren: Von den 

beiden auf der Bahn befindlichen Sportlern 

befindet sich immer nur einer im 

Rennen, das heißt in der Wertung. Der 

andere lässt sich in langsamer Fahrt, ca. 

25 – 35 km/h, zurückfallen, um nach ein bis 

zwei Runden von seinem Kollegen eingeholt 

zu werden. Durch das Anschieben 

mithilfe des Schleudergriffs kann er ohne 

große Anstrengung in Sekundenschnelle 

auf das Tempo des Feldes beschleunigen, 

ca. 45 – 55 km/h, und das Rennen an Stelle 

seines Kollegen fortsetzen. 

Technisch ist der Schleudergriff recht anspruchsvoll. 

Es müssen nämlich während 

des kompletten Vorganges beide Fahrer den 

Lenker mit einer Hand halten. Der sich von 

hinten nähernde Fahrer behält die linke 

Hand am Lenker und hält diesen am Oberlenker 

nahe dem Vorbau, während der vordere 

Fahrer den Lenker mit der rechten 

Hand im Bügel (unten) hält und sich mit der 

linken Hand an der aus gestreckten Hand 

des Partners abzieht. Sowohl die frühere 

Anschiebetechnik als auch die Ablösung 

mithilfe des Schleudergriffs stellen zudem 

hohe Anforderungen an die Konkurrenten, 

weil der Nachfolger beide Fahrer der sich 

ablösenden Mannschaft rechtzeitig mit großem 

Abstand umfahren muss, um nicht auf 

sie aufzufahren und einen Sturz auszulösen. 

Anwendungen mit 

archimedischer Spirale 

Zentrumswickler dienen dazu, Endlos mate 

rialien vor oder nach einem Bearbeitungs-, 

Umwickel-, oder Ablängprozess zu 

speichern. Mathematisch gesehen handelt 

es sich bei einem Wickelgut um eine archimedische 

Spirale. Das Material wird mit 

einer definierten, von der Materialbeschaffenheit, 

Materialdicke oder vom Materialdurchmesser 

abhängigen Zugkraft auf- bzw. 

abgewickelt. Jedes zu wickelnde Material 



stellt an den Wickelantrieb unterschied liche 

und zum Teil hohe Anforderungen. So darf 

das Material während des gesamten Wickelvorgangs 

nicht beeinträchtigt werden. Erschwerend 

kommt hinzu, dass das Gewicht 

und die Geometrie des Wickelgutes mit 

wachsendem Durchmesser kontinuierlich 

größer werden und die Lager-Reibkräfte sowie 

das Trägheitsmoment des Wickelkörpers 

stetig steigen. 

Beim Zentrumswickler wirkt der Antrieb 

auf das Zentrum des zu wickelnden Materials. 

Das Drehmoment des Motors wird über 

den Antriebsstrang, die Antriebswelle sowie 

über einen Kern auf die Materialbahn übertragen. 

Diese gibt das Drehmoment von den 

jeweils inneren Lagen auf die äußeren Lagen 

weiter. Die Baugröße des Motors wird durch 

sein Drehmoment bestimmt. Beim Zentrumswickler 

fällt das maximale Moment bei 

dem größten Wickeldurchmesser an und 

damit bei der geringsten Drehzahl. Die zu 

installierende Typenleistung (Eckleistung) 

des Antriebssystems ist daher bei Zentrums- 

Kompetenz³. 

Drei Produktsparten – eineQ ualität 

n 

n 

n 

SERVO gears 

MECHANICAL gears 

INDUSTRIAL gears 

Die neue Philosophie für mehr Transparenz vereinfacht die Auswahl 

VOGEL unterteilt die einzelnen Produktsparten explizit und stärkt 

seine Kompetenz in Beratung und Qualität zum Nutzen des Kunden. 

Halle B6 · Stand 202 

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Wilhelm Vogel GmbH Antriebstechnik 

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Vogel.indd 1 06.05.2016 07:51:57 



01 Das Madison-Prinzip (2er-Mannschaftsrennen) – die Zukunft in der Antriebstechnik? 

/M max 

/M mitt 

/M min 

maximales 

Losbrechmoment 

maximales 

Anfahrmoment 

M Landstrasse + "Ma" 

M Autobahn + "Ma" 

M Stadtverkehr + "Ma" 

02 Die archimedische Spirale und E-Fahrzeug mit ähnlicher Lastmomentcharakteristik 

wicklern deutlich größer als die Prozessleistung. 

Obwohl hohe Drehzahlen und hohe 

Drehmomente nicht gleichzeitig auftreten, 

muss der Antrieb beide erbringen können, 

in der Antriebstechnik spricht man hier von 

einer Anwendung mit Konstantleistungskurve 

bzw. von einer Anwendung mit linearreziprok 

abnehmender Lastmomentkennlinie. 

Es werden Elektromotoren mit einer 

hohen Antriebsleistung eingesetzt, die nur 

schlecht ausgenutzt werden können. Umrichter 

können durch einen Betrieb des Motors 

im Bereich der Feldschwächung den Drehzahlbereich 

des Wickelantriebs erweitern. 

Zentrumswickler mit definierten Materialzugkräften 

werden überwiegend auf 

s ta tionäre Betriebszustände ausgelegt. Die 

dynamischen Reserven des Umrichters reichen 

in den meisten Fällen aus, den Antrieb 

auch in Notsituationen abzubremsen. Bei 

hohen Drehmomenten und kurzen Bremswegen 

kann es allerdings auch erforderlich 

sein, dass das Bremsmoment die relevante 

Größe für die Auslegung wird. Bei Wicklern 

mit intermittierenden Betriebsarten bestimmt 

das dynamische Antriebsdrehmoment 

die Dimensionierung. Bei dicker aufzuwickelnden/abzuwickelnden 

Warenbahnen 

ist zusätzlich das Biegemoment für die 

Umformung zu berücksichtigen. 

Antriebstechnik nach dem 

Schleudergriff-Prinzip 

Das Unternehmen Kabel.Consult.Ing hat 

ein Antriebssystem mit einem Planetengetriebe 

zum Patent angemeldet, dessen 

Sonnenrad von einem Drehstrom-Servomotor 

und dessen Hohlrad von einem 

zweiten, baugleichen Drehstrom-Servomotor 

angetrieben wird, wobei der Abtrieb 

über die Lagerung der Planetenräder stattfindet. 

Gekennzeichnet ist der mechanische 

Teil des Antriebssystem dadurch, dass das 

Hohlrad des Planetengetriebes über einen 

Hochleistungs-Zahnriemen – mit Kevlar/ 

Kohlefaser-Zugelementen – angetrieben 

wird, wobei der Hochleistungs-Zahn riemen 

außen am Hohlrad fest anliegt und eine 

spielfreie Lasttrum/Lostrum-Verbindung 

bewerkstelligt. Das Ganze kann jetzt – nach 

dem gleichen Prinzip – mit weiteren baugleichen 

Antriebseinheiten modular gekoppelt 

werden. Die Abtriebsdrehzahl des 

modular gekoppelten Antriebssystems ergibt 

sich gemäß der erweiterten Willis- 

Gleichung. Dabei werden die Motoren bei 

geringen Anforderungen im Feldschwächebereich 

– bei zunehmenden Anforderungen 

hinsichtlich eines zunehmenden Drehmoments 

im „klassischen Ankerstellbereich“ 

bevorzugt als Einzel antriebe – betrieben. 

Falls eine noch höhere Leistung bzw. ein 

höheres Drehmoment erforderlich ist, so 

wird dies über das Zuschalten – nach dem 

Schleudergriff-Prinzip – weiterer Motoren 

erreicht, die vorher blockiert waren. 

Die einzelnen schematisch angedeuteten 

Antriebsstränge weisen jeweils zwei Antriebsmotoren 

auf. Je nach Applikationszweck 

unterliegen die einzelnen Abtriebswellen 

unterschiedlichen Drehzahlen/ 

Drehmomenten bzw. Leistungskennlinien. 

Daraus ergeben sich Vorteile für den Entwickler: 

Niedrigere Entwicklungskosten, 

kostengünstige Herstellung durch Stückkosten 

degression, baugleiche Serien und 

einheitliche und damit einfachere Montageprozesse. 

Sowie Vorteile für den Anwender: 

Schnelle und damit kostengünstige Reparaturarbeiten 

durch Austausch eines fehlerhaften 

Moduls, durch Kompatibilität und 

Einsatz von Gleichteilen wird die Ersatzteilbevorratung 

auf ein Minimum reduziert. 

Durch die durchgängige Modularisierung 

lässt sich deren Verständlichkeit und Akzeptanz 

für den Hersteller – Vertrieb, Montage, 

Ersatzteilservice – und den Anwender – Einkauf, 

Bedienung, Instandhaltung – signifikant 

erhöhen. Das neue und zum Patent 

angemeldete Antriebssystem ist Signogefördert 

und gehört zur „Förderinitiative 

des Bundesministeriums für Wirtschaft und 

Energie“. 

Fotos: Roth-Foto (Frechen), Kabel.Consult.Ing, 

Sercos e.V. 

www.kabelconsulting.de 


Hocheffiziente Kranmotoren für Seehäfen 

Die Simotics-DP-Kranmotoren von Siemens sind jetzt noch energieeffizienter und bauen auf 

der 1LE1-Plattform des Unternehmens auf. Die robusten Graugussmotoren wurden speziell 

für feuchte, salzhaltige Luft in den weltweiten Containerhäfen entwickelt. Zusammen mit 

der Sinamics S120-Umrichterfamilie können sie in allen typischen Anwendungen eingesetzt 

werden und schwere Lasten sicher, schnell und zuverlässig bewegen oder heben. Sie 

verrichten ihre Aufgabe in Hub-, Katz-, Dreh-, Wipp- und Fahrwerken. Das Lieferspektrum 

beginnt mit der Achshöhe AH132 und reicht bis in die Achshöhe AH315L. Für den 

kran typischen Aussetzbetrieb stehen sowohl unbelüftete als auch belüftete Bauweisen 

zur Verfügung. Die hohe Leistungsdichte ermöglicht kompakte Abmessungen. 

www.siemens.com 

Von der Waagerechten in die Senkrechte: 

Pumpenantrieb bekommt Gardemaße 

Ein sechspoliger Kurzschlussläufermotor mit 802 kW Nennleistung 

und einer Drehzahl von 990 min -1 musste sich im 

Januar 2016 bei Menzel Elektromotoren einem Modifikationsprogramm 

unterziehen. Er war 

vorgesehen für den passgenauen 

Einbau als Pumpenantrieb im 

Stahlwerk eines Kunden in 

Südwales. Dazu wurde er mit 

zahlreichen Umbauten und 

Spezialanpassungen ausgestattet, 

die sonst selten alle auf einmal 

nötig sind. Der waagerecht 

aufgestellte B3-Motor wurde u. a. in 

einen senkrecht aufgestellten 

V1-Motor konvertiert, erhielt ein 

Schutzdach, ein Sonderlager des 

Typs QJ328 und einen angepassten 

Sonder-Motorflansch, auf dem der Motor nach dem Einbau 

stehen wird. Eine weitere Sonderanpassung war ein Klemmenkastenflansch 

für die Beama-Box des Kunden. Dieser Kastentyp 

ist fast nur in England üblich und kann mithilfe des Flansches 

wieder leicht an gleicher Position eingebaut und weiterverwendet 

werden. Zudem drehten die Motorenbauer die Welle passend ab 

und nahmen eine Umschaltung der Wicklung in Dreieck für 

3 300 V vor. So konnte der Motor im Februar 2016 eins zu eins als 

Ersatz für den bisher verwendeten Antrieb eingesetzt werden. 

www.menzel-elektromotoren.com 

PAN ® Gleitelemente 

für einen sorgenfreien 

Arbeitstag 

An unseren Bronzen 

und Gleitlagern beißt 

sich der Verschleiß 

die Zähne 

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Verzahnungen aus speziell nach dem 

PAN ® -Verfahren verhütteten 

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antriebstechnik 6/2016 43 

PAN-Metallgesellschaft.indd 1 13.05.2016 08:00:38


Miniaturmotor für batteriegetriebene 

Anwendungen 

Der kernlose Miniaturmotor 24 DCT 

der Baureihe Athlonix TM der Bürsten- 

Gleichstrommotoren von Portescap 

liefert ein erhöhtes Drehmoment pro 

Ampere. Da sich dadurch die Batterielebensdauer 

erhöht, eignet er sich für 

batteriegetriebene Anwendungen, z. B. 

medizinische Pumpen und Industriepumpen, 

Systeme zur Dosierung von 

Medikamenten, Robotikanwendungen 

(bionische Finger), Miniatur-Elektrowerkzeuge, Tätowiermaschinen, 

Mesopistolen für die Mesotherapie, Dentalinstrumente 

oder Uhrenbeweger. Die Konstruktion der Kohlenstoffbürsten 

mit gleichbleibender Federkraft liefert konstante Leistung. 

Mit Strom versorgt wird der Motor über eine selbsttragende Spule. 

Dadurch werden der maximale Magnetfluss und die Amperewindungszahl 

für den jeweiligen Durchmesser erhöht. Es gibt ihn 

mit Edelmetallkommutation oder Grafit-Kommutation mit 

innenliegendem Neodym-Magnet. Optional ist eine Spule mit 

Erosionsschutz erhältlich, die die Gebrauchsdauer verlängert. 

www.portescap.com 

Datenplattform vereinfacht Auslegung 

von Antriebssystem 

Das Kleinservoantriebssystem 

Perfect Match von 

Wittenstein kann ab 

sofort im Eplan Data 

Portal konfiguriert 

werden. Auf der webbasierten Datenplattform werden dafür alle 

für das Engineering relevanten Daten der Kleinservomotoren und 

Antriebsregler des Antriebssystems bereitgestellt. Damit stehen 

Dokumente und Datenblätter, 2-D- und 3-D-Grafikdaten, 

Funk tionsschablonen und Logikmakros zur Schaltplanintegration, 

Beschreibungen für Geber- und Feldbusschnittstellen oder 

Information zum optionalen Zubehör jederzeit zur Verfügung. 

Das vereinfacht die Auswahl von Komponenten und ihre Einbindung 

in einen Schaltplan. Das Antriebssystem besteht aus 

Servoreglern der Baureihe Simco Drive und bürstenlosen 

Kleinservomotoren der Cyber Dynamic Line in Edelstahlausführung. 

Einsatzfelder dafür sind z. B. die Werkzeugmaschinen- , 

Elektronik-, Nahrungsmittel- und Verpackungsindustrie oder die 

Roboter- und Handhabungstechnik. 

www.wittenstein.de 

Hocheffiziente und geräuschlose 

Torquemotoren 

Wassergekühlte Torquemotoren der Baureihe TMRW von Hiwin 

benötigen kein Getriebe. So erzielen sie auch bei hohen Lasten 

konstante Drehmomente, hohe Wirkungsgrade und schnelle 

Drehzahlwechsel. Die spielfreien Synchron-Servomotoren sind 

für den Einsatz in Werkzeugmaschinen ausgelegt. Mit 

berührungsloser Drehmomentübertragung arbeiten sie leise und 

sind wartungsfrei. Zudem ermöglicht die direkte Lastankopplung 

eine hohe Steifigkeit bei kompakter Bauform. Durch die in den 

Stator integrierten Kühlkanäle erreichen die einbaufertigen, 

UL-zertifizierten Motoren hohe Dauermomente und vermeiden 

zusätzliche Prozesswärme in der Werkzeugmaschine. 

Die Motoren stehen mit Durchmessern von 160 bis 

565 mm zur Verfügung und erreichen 

Spitzendrehmomente bis 6 500 Nm. 

www.hiwin.de 

Effiziente Motoren für erhöhte Sicherheit 

WEG hat seine Motorenbaureihe W22X für explosionsgefährdete 

Bereiche um Modelle für erhöhte Sicherheit (Ex e) erweitert. Der 

W22Xe ist in den Energieeffizienzklassen IE2 und IE3 erhältlich 

und ist außerdem für den Einsatz in Verbindung mit Frequenzumrichtern 

zertifiziert. Damit können sie z. B. in der Öl- und 

Gasindustrie oder der chemischen und pharmazeutischen 

Industrie helfen, Energiekosten zu reduzieren. Es gibt sie in 

Baugrößen von IEC 63 bis 355 mit Nennleistungen bis 250 kW. 

Darüber hinaus gibt es eine Variante, die den Empfehlungen des 

deutschen Verbands der Industriellen Energie- und Kraftwirtschaft 

(VIK) entspricht. Die Motoren sind in Schutzarten bis IP66 

erhältlich und bei Umgebungstemperaturen von −55 bis +60 °C 

einsetzbar. Das Kühlsystem umfasst u. a. Lüfter, die 

den Geräuschpegel reduzieren und gleichzeitig 

die Wärmeableitung verbessern. 

Integrierte massive Füße erhöhen die 

mechanische Festigkeit der Motoren. 

www.weg.net 

Dezentrale Servolösungen steigern Effizienz 

Präzise Bewegungssteuerung: 

Mit dezentralen Servolösungen 

von Kollmorgen lassen sich Maschinen mit unterschiedlichen 

Aufgaben, z. B. in der Lebensmittelindustrie, zu einem Produktionsverbund 

vereinen. Schon bei der Installation seien 

Effizienzgewinne möglich, so der Hersteller. Die Reglerreihe 

AKD-N in Schutzart IP65 kann nahezu überall eingesetzt werden. 

In der Variante mit Washdown-Beschichtung kann sie in 

Bereichen der Lebensmittelindustrie zum Einsatz kommen, die 

keinen direkten Kontakt zum Produkt haben. Um dezentrale 

Antriebslösungen weitgehend herstellerunabhängig mit der 

Steuerungsebene verbinden zu können, hat der Hersteller eine 

Multi-Language-Schnittstelle entwickelt. Mit ihr lassen sich 

Motion Control-Applikationen rein softwarebasiert an alle 

etablierten Echtzeit-Ethernet-Systeme anbinden, die in der 

hochdynamischen Lebensmittelindustrie oft genutzt werden. 

www.kollmorgen.com 


® 

Noch mehr System, 

noch mehr Möglichkeiten. 

Optimierte Antriebslösungen von ebm-papst und Zeitlauf. 

Mit dem Getriebespezialisten Zeitlauf erweitern wir unsere Systemkompetenz. 

– Optimierte Komplettlösungen aus einer Hand 

– Perfektes Zusammenspiel von Getriebe, Motor und Elektronik 

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Intelligent verbinden mit 

der Industrie 4.0 

Neue Antriebsregler-Plattform passt sich an Bedürfnisse der Applikation an 

Intelligent verbinden – das soll 

einen neue Antriebsregler- 

Plattform. Ziel war es, ein 

Produkt auf den Markt zu 

bringen, das sich an den 

Ansprüchen der Anwender 

und deren jeweilige Applikation 

ausrichtet, ohne dabei auf die 

Vorteile einer Großserienfertigung 

zu verzichten. 

Erfahren Sie bei uns, ob das 

gelungen ist. 

Soviel vorweg: Es ist ein modular konfigurierbares Produkt entstanden, 

das der Anwender sich nach seinen Bedürfnissen zusammenstellen 

kann. Vom Antriebsregler Inveor der Firma Kostal ausgehend 

wurden deshalb die wichtigsten Schnittstellen zur Anwendung 

definiert und analysiert, um so optimale Lösungen anbieten zu können. 

„Diese Lösungen oder auch intelligenten Verbindungen finden 

sich dabei auf fünf Ebenen wieder“, erklärt Markus Vetter, Marketingleiter 

bei der Kostal Industrie Elektrik in Hagen. 

Die fünf Ebenen 

Die erste Ebene ergibt sich aus der Variabilität des Antriebsreglers 

selbst, der mit seinem modularen Baukonzept in fünf Baugrößen 

einen weiten Bereich zwischen 0,25 kW und 22 kW an zu regelnden 

Motorleistungen abdeckt. 

Auf der zweiten Ebene kann der Inveor durch sein Adaptionskonzept 

mit einem umfangreichen Sortiment an Universal- und motorspezifischen 

Adapterplatten aufwarten, was ihn für fast jeden Motor 

am Markt einsetzbar macht. 

Die dritte Ebene bezieht sich auf die Art des zu regelnden Motors. 

Das Regelungskonzept ist so ausgelegt, dass alle Motoren, von 

Asynchron- bis hin zur Synchronmaschine, damit betrieben werden 

können. 

Die vierte Ebene bezieht sich auf die Bedienung und Beobachtung 

des Antriebsreglers. Je nach Anforderung stehen hierfür Poten tiometer, 

eine Folientastatur, ein externes sowie ein integriertes 

Bediengerät (MMI), eine Bedienung über einen externen Touchscreen 

und eine PC-Software zur Verfügung. 

Die fünfte Ebene betrachtet die Kommunikationsumgebung und 

die Vernetzung mit der Applikationsumgebung des Inveors. Insbesondere 

im Zusammenhang mit dem Thema Industrie 4.0 steigt der 

Anspruch an die Vernetzung im Bereich der Industrieproduktion. 

Eine Großserienfertigung mit gleichzeitig maximaler Individualisierung 

der einzelnen Produkte bis hin zur Losgröße 1 ist nur durch 

eine intelligente Automatisierungstechnik zu realisieren. 

Universell einsetzen 

Um die nötige Flexibilität im Produktionsablauf und Kosteneinsparungen 

zu erreichen, setzt sich der Trend der Dezentralisierung 

in der Feldebene weiter fort. Die einzelnen Komponenten im 

Produktionsprozess wie etwa Sensoren, Aktoren und Antriebsregler 

sind mit der darüber liegenden Leit- bzw. Steuerungsebene 

über Bussysteme vernetzt. Das verwendete Feldbussystem wird 

dabei von der Steuerungsebene vorgegeben. Im Gegensatz z. B. 

zur Bürokommunikation, bei der international einheitlich Ethernet 

TCP/IP basierende Systeme zur Anwendung kommen, werden 

in der Automatisierungstechnik viele verschiedene und untereinander 

inkompatible Kommunikationssysteme eingesetzt. Damit 

die in der Feldebene eingesetzten Antriebsregler in diese verschiedenen 

Umgebungen problemlos eingebunden werden können, 

ist es erforderlich, sie mit den unterschiedlichsten Feldbussen 

auszustatten. 

„Unsere universell einsetzbare Antriebsregler-Plattform zeigt 

sich in diesem Zusammenhang als besonders flexibel. Alle Inveor- 

Geräte der Baugrößen A bis D (0.37 kW bis 22 kW) können optional 

mit den gängigen Feldbussystemen ausgestattet werden“, so 

Markus Vetter. Neben den klassischen Schnittstellen wie CANopen, 

Profibus unterstützt der Regler auch die Ethernet basierten Feldbusschnittstellen, 

Profinet, EtherCAT und Sercos III sowie den 

Modbus RTU. Auch die einphasigen Geräte der Baugröße α 

(0,25 kW-0,75 kW) unterstützen CANopen und Modbus RTU. 


Teure Schnittstellen adé 

Dank des intelligenten Designkonzepts und des Einsatzes von optionalen 

Feldbusmodulen kann der Anwender das für ihn relevante 

Bussystem auswählen und so den Antriebsregler einfach in die vorhandenen 

Automatisierungsprozesse einbinden, ohne zum Beispiel 

die Geräte über teure Schnittstellenwandler anbinden zu müssen. 

Darüber hinaus enthalten alle Inveor standardmäßig eine integrierte 

SoftSPS nach IEC61131-3, mit der es möglich ist, ihn im Automatisierungsprozess 

flexibler einzusetzen. Um die Steuerungsebene zu 

entlasten, können so kleinere Routinen im Antriebsregler direkt abgebildet 

werden. „Insofern ist die Inveor Antriebsregler-Plattform 

optimal gerüstet für die Anforderungen einer modernen, vernetzten 

Automatisierungsumgebung. Das verstehen wir unter Intelligent 

verbinden“, berichtet Markus Vetter tätig im Marketing und der 

Öffentlichkeitsarbeit. Mehr Infos unter kostal.com/industrie. 

Die fünf Ebenen des Inveor Antriebsreglers 

www.kostal.com 

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B E W E G E N | P O S I T I O N I E R E N 

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Einfache Parametrierung von 

Antriebsverstärkern 

Die Parametriersoftware 

Drivemaster2 von Sieb & Meyer 

unterstützt die gesamte Gerätefamilie 

der SD2(S)-Antriebsverstärker. 

Anwender können mit der 

intuitiv zu bedienenden Lösung 

nicht nur ihre Antriebsverstärker 

parametrieren, der Drivemaster2 

lässt sich zudem ohne zusätzliche 

Messinstrumente für Diagnosezwecke nutzen. Die Software ist 

besonders übersichtlich gestaltet und zeichnet sich durch viele 

anschauliche Grafiken und gängige Blockschaltbilder aus. Sie 

verzichtet komplett auf unverständliche Verklausulierungen. Ein 

Parameter-Wizard führt den Anwender Schritt für Schritt durch 

die Inbetriebnahme, zusätzlich stehen interaktive Hilfen und 

Kommentare zur Verfügung. Dadurch soll sich die Software auch 

für Anwender intuitiv bedienen lassen, die nicht täglich damit 

arbeiten. Die Kommunikation zwischen PC und Antriebsverstärker 

kann via USB erfolgen, in direkter Applikationsumgebung 

empfiehlt sich allerdings aus EMV-Gründen die 

Kommunikation via RS232 anstatt USB. 

www.sieb-meyer.de 

Funktionsstörungen bei Servoverstärkern 

nachhaltig beheben 

Das Unternehmen Servotec ist spezialisiert auf Reparaturen und 

Wartungen an Servoverstärkern, um Ausfällen im täglichen 

Einsatz entgegenzuwirken. Mit abgestimmtem Prüfsystem und 

modernen Testgeräten können Ursachen von Funktionsstörungen 

schnell ausfindig gemacht und nachhaltig behoben werden. 

Neben den Prüfungen, die standardmäßig beim Eingang jeder 

Reparatur durchgeführt werden, bietet das Unternehmen aus 

Niedersachsen auch eine vorbeugende Kontrolluntersuchung für 

Regelverstärker an. Mithilfe von Prüfgeräten werden Verschleißerscheinungen 

oder Schwachstellen früh erkannt, die potenziell 

zum Versagen des Bauteils und somit zum Stillstand der 

Maschine führen. Werden diese Fehlerquellen nachhaltig 

beseitigt, steigt 

einerseits die Gerätezuverlässigkeit, 

andererseits 

sinkt die Ausfallwahrscheinlichkeit 

und 

damit auch die 

untrennbar verbundenen 

Kosten und 

Umstände. 

www.servotec-doerpen.de 

Leistungsstarker Bremswiderstand 

auf kompakten Bauraum 

Bis zu 90 W Dauerleistung bei hoher Impulsbelastbarkeit 

verspricht die neue Bremswiderstandsreihe 

BWx225xxx der Michael Koch GmbH. 

Mit Widerstandswerten von 10 bis 300 Ohm deckt 

sie den gängigen Bereich ab. Als Quader in der Größe 

198 x 28 x 21 mm und mit einem Gewicht von 235 g, 

eignet sich das sehr kompakte Produkt mit geprüfter 

Schutzart IP65 zur sicheren Integration in Frequenzumrichter 

bzw. Servo-Regler. Die Gehäusestruktur in 

länglich quadratischer Form ist gerade für einen engen Bauraum 

ausgelegt. Wie die leistungsstärkeren Serien des Herstellers ist 

auch diese Bremswiderstandsreihe ein sicherer Widerstand für 

Spannungen bis 1 000 V. Selbst bei andauernder Überlast sind 

unter Beachtung der maximalen Oberflächentemperaturen keine 

Folgeschäden zu erwarten. Weder Kurzschluss noch Körperschluss 

sind zu befürchten, das Aluminiumgehäuse bleibt stabil 

und eine Feuergefahr aus dem Widerstand heraus ist 

ausgeschlossen. 

www.bremsenergie.de 

Höhere Leistung und mehr 

Funktionalitäten 

Maxon hat eine neue Generation seiner 

CANopen-Positioniersteuerungs-Reihe 

Epos entwickelt. Als erstes kommt Epos4 

mit steckbaren Stiftleisten in zwei Leistungsvarianten 

auf den Markt. Die Module lassen sich 

zudem mit einem Connector-Board zu einer anschlussfertigen 

Kompaktlösung kombinieren. Die Positioniersteuerungen eignen 

sich für die effiziente und dynamische Ansteuerung von bürstenbehafteten 

DC-Motoren und bürstenlosen BLDC-Motoren mit 

Hall-Sensoren und Encoder bis 750 W Dauerleistung und 1 500 W 

Spitzenleistung bei geringen Abmessungen. Das modulare 

Konzept sieht zudem Erweiterungsmöglichkeiten in Bezug auf 

Ethernet-basierende Schnittstellen vor, z. B. Ethercat oder 

absolute Drehgeber. Dazu kommen Regeleigenschaften wie Field 

Oriented Control, vielfältige analoge und digitale I/O- und 

Kommandierungsmöglichkeiten und integrierte Schutzeinrichtungen 

wie Safe Torque Off. Der Eingangsspannungsbereich 

beträgt bis 50 VDC, der Wirkungsgrad bis 98 %. 

www.maxonmotor.com 

Bremswiderstände mit wenigen Klicks berechnen 

Bremswiderstände spielen in der Antriebstechnik nach wie vor 

eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, beim Abbremsen eines 

Antriebs die gewünschte Dynamik zu erzielen. Neben kleinen 

Bremswiderständen, die i. d. R. direkt im Frequenz umrichter 

eingebaut sind, kommen bei höheren Leistungen externe 

Bremswiderstände zum Einsatz. Diese externen Widerstände 

werden vielfach für die jeweilige Applikation ausgelegt. Frizlen 

bietet als Hersteller von Bremswiderständen seit neustem auf 

seiner Website einen Kalkulator an, mit dem Techniker den 

benötigten Brems widerstand berechnen können. Mit den Daten 

zur Bremsleistung, Dauer der Bremsung sowie dem erwarteten 

Wiederholzyklus der Abbremsung wird die benötigte Dauer leistung 

des Widerstands berechnet. Ein passendes Gerät kann anschließend 

im Produktfinder ausgewählt, konfiguriert und mit wenigen Klicks 

angefragt werden. Die Website ist für die Anzeige am Desktop-PC 

ebenso optimiert wie für die Tablet oder Smartphone-Nutzung. 

www.frizlen.com 


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Potenziometer-Antrieb aus der 

Befehlsgeräte-Baureihe 

Das Befehlsgeräte-Programm Rafix 22 QR bietet zur einfachen 

manuellen Antriebsreglung und Positionierung auch Potentiometer- 

Antriebe, die sich nahtlos in Bedienoberflächen mit den Schaltern, 

Tastern und Meldegeräten der Serie anpassen. Sie eignen sich für 

Potentiometer mit einem Wellendurchmesser von 6 mm sowie 

einer Achslänge von 50 mm und stehen mit quadratischem oder 

rundem Bund zur Verfügung. Die Anschlagfestigkeit des Dreh - 

reglers beträgt mindestens 100 N. Die Potentiometer-Antriebe sind 

für Einbauöffnungen von d = 22,3 mm und einem Rastermaß von 

50 x 30 mm dimensioniert und besitzen frontseitig Schutzart IP 65. 

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Safe Motion jetzt auch für Profinet 

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Sichere Antriebslösungen von Pilz PMC (Pilz Motion Control) verfügen ab sofort über eine Schnittstelle 

auch für Profinet. Diese neue Kommunikationsanbindung steht für die Servoverstärker PMCprotego D 

und PMCtendo DD5 zur Verfügung. Mit der Sicherheitskarte PMCprotego S kann PMCprotego D zusätzlich 

um Safe Motion-Funktionen erweitert werden. Safe Motion reduziert Rüstzeiten sowie den Wartungsaufwand 

und erhöht so die Produktivität. Beide Servoverstärker lassen sich neben Profinet auch in allen 

gängigen Feldbussystemen einsetzen. Dabei wird die Schnittstellenkarte für nahezu alle relevanten 

Feldbussysteme einfach in die Servoverstärker eingesteckt. Die Servoverstärker sind praktisch in jede 

Automatisierungsumgebung integrierbar. 

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Variantenreich und 

wirtschaftlich 

Hall-Effekt-Drehgeber als zuverlässige Alternative 

für die Winkelmessung 

Georg Ackermann 

Nicht nur in stationären 

Maschinen, Anlagen und Geräten, 

sondern auch in mobilen 

Arbeitsmaschinen spielt die 

exakte Erfassung von Winkeln 

und die präzise Sollwertvorgabe 

eine wichtige Rolle für die 

Automatisierung. Wie aber können 

Hall-Effekt-Drehgeber für eine 

zuverlässige und gleichzeitig 

wirtschaftliche Winkelerfassung 

sorgen? 

Dipl.-Ing. Georg Ackermann ist Produktmanager 

Winkel- und Wegsensoren bei der Megatron 

Elektronik GmbH & Co. KG in Putzbrunn 

Mit ihrer kompakten und robusten Bauweise, 

ihrer langen Lebensdauer, ihrer 

Zuverlässigkeit auch in rauen Umgebungen 

sowie ihrem guten Preis-/Leistungsverhältnis 

schließen die Hall-Effekt-Dreh geber der 

Ecoturn- und Infiniturn-Reihe von Megatron 

eine Lücke zwischen preisgünstigen 

Po tentio metern und teuren optischen Absolutwertgebern. 

Die auf der Grundlage des 

Hall-Effekts basierende Messung arbeitet 

berührungslos, damit ist der Drehgeber weniger 

verschleißanfällig als z. B. Leitplastikpotentiomenter. 

Die Sensorspezialisten aus 

Putzbrunn bei München bieten sowohl 

kontaktlose, wellengeführte Winkelmesser 

als auch Systeme ohne mechanische Wellenanbindung 

an, die verschleißfrei sind. Je nach 

zu messendem Winkel, etwa bis zu vollen 

360 ° oder auch über mehrere Umdrehungen, 

kommen Singleturn- oder Multiturn- 

Drehgeber zum Einsatz. Kompakte und 

marktgängige Gehäuseformen vereinfachen 

den Einbau selbst in knappe Einbauräume 

und sind zu potentiometrischen Standardbauformen 

austauschkompatibel ausgelegt. 

Für die Sollwertvorgabe stehen Modelle mit 

verschiedenen Drehmomenten und optionalen 

Endanschlägen zur Verfügung. 

Ökonomisch dank robustem 

Kunststoffgehäuse 

Die unter dem Namen Ecoturn zusammengefassten 

magnetischen Drehgeber weisen 

eine Gemeinsamkeit auf: das preisgünstige, 

robuste Kunststoffgehäuse. In der Singleturn-Variante 

lässt sich jeder einstellbare 

Winkel zwischen 20 ° und 360 ° problemlos 

erfassen und ist als Full Scale programmierbar. 

Die Elektronik befindet sich geschützt 

und vergossen in der Sensorkapsel. Sie ist 

somit unempfindlich gegenüber Vibrationen 

und zahlreichen Umwelteinflüssen. 

Mit der Schutzart IP65 ist die Sensorkapsel 

außerdem gegen das Eindringen von 

Schmutz und Wasser geschützt. Zur Ecoturn- 

Familie zählen die Singleturn-Dreh geber 

der ENA22xx-Reihe im 22 mm-Gehäuse 

und die MAB25-Reihe mit einem Ge häu sedurchmesser 

von 25 mm. Dieser Sensortyp 

ist wahlweise auch mit Pfostenstecker oder 

Klemmleiste erhältlich. Daneben umfasst 

das Sortiment den MAB12H, einen Miniatur- 

Drehgeber mit einem Durchmesser von nur 

12 mm und analoger Schnittstelle. Des Weiteren 

bietet Megatron für alle Applikationen, 

in denen größere Winkel als 360 ° 

gefordert sind, den ENA22PM (22 mm 

Kunststoff gehäuse) oder alternativ den MA 

B22APM (22 mm Aluminiumgehäuse), als 

kontakt lose Miniatur-Multiturn-Sensoren 

ohne Getriebe an, die die Anzahl der Umdrehungen 

miterfassen und abspeichern. 

Diese Messungen sind z. B. bei Antriebssystemen 

erforderlich. 

Variable Ausführungen 

Zur mechanischen Anbindung an die Maschine 

gibt es die Winkelmesser in drei 

unterschiedlichen Gehäusetypen: Zur Auswahl 

stehen die Bushing-Version, sie ist zur 

Befestigung mit einem Zentralgewinde aus 

Messing versehen, die Flansch-Version mit 

Präzisionskugellager, und ohne Welle und 

Lager kommt die Kit-Version aus. Bei letzterer 

wird ein Dauermagnet mittels Magnethalter 

auf die zu messende Maschinenwelle 

gesteckt und der Sensorkörper an der 

Maschine festgeschraubt. Auf diese Weise 

lassen sich Winkel berührungslos und 

somit komplett verschleißfrei messen, da 

kein Lager erforderlich ist. Standardmäßig 

können Wellendurchmesser von 4 bis 12 mm 

abgedeckt werden. Die robusten und langlebigen 

Ecoturn-Winkelgeber sind program 

mierbar oder als Einsteller per Hand 

erhältlich. Für die Kommunikation mit den 


DREHGEBER 

marktüblichen Steuerungssystemen werden 

sie mit Spannungs- (0..5 V (ratiometrisch), 

0..10 V) oder Stromausgang (0..20 mA, 

4..20 mA), mit SPI-, SSI- (ab 22 mm), PWModer 

inkrementellem Ausgang geliefert. 

Für harte Industrieumgebungen 

Als Infiniturn-Reihe vertreibt Megatron robus 

te Industriesensoren zur Winkelerfassung 

mit Aluminiumgehäuse und Präzisionskugellagern. 

Gegenüber der Ecoturn-Reihe 

sind diese widerstandsfähiger und auch in 

rauen Industrieumgebungen einsetzbar. Das 

Baugrößenspektrum ist vielfältiger und reicht 

von 12 mm- bis hin zu 40 mm-Gehäusen. 

Winkelgeber der InfiniTurn-Reihe kommen 

bevorzugt im Anlagen- und Maschinenbau, 

in Windkraftanlagen oder auch in mobilen 

Maschinen zum Einsatz. Überall dort, wo 

Mes sungen zuverlässig erfolgen müssen und 

eine erhöhte Maschinenverfügbarkeit gefragt 

ist. Sie gelten eben so wie ihre preisgünsti 

geren Verwandten der Ecoturn-Reihe 

als wirtschaftliche und zuverlässige 

Alter na tive zu Potentiome tern. Konkret 

bietet Megatron in der Infiniturn-Familie 

fol gende Modelle als Singleturn-Drehgeber 

im robusten Aluminiumge häuse an: 

MAB18xx, MAB22xx, MAB28xx, MAB36xx 

und MAB40xx. Der MAB12A ist mit einem 

12 mm-Miniaturgehäuse aus Messing 

erhältlich. 

Darüber hinaus ist auch in der Infiniturn-Familie 

eine Miniatur-Multiturn-Ausführung 

verfügbar. Der MAB22PM ist ein 

kompakter parametrierbarer Winkelgeber, 

dessen Messbereich kundenseitig 0..10 ° bis 

0..200 Umdrehungen umfasst und somit 

nicht nur Mehrwendelpotentiometer ersetzen 

kann, die in der Regel nicht mehr als 

20 Umdrehungen detektieren. Der MAB 

22PM schließt damit eine Lücke im mittleren 

Preis-/Leistungsbereich der Multiturn- 

Drehgeber. Diese kommen häufig in Linearmotoren 

und Spindelantrieben zum Einsatz, 

bei denen der Weg über die Welle 

gemessen wird. 

Auch die Infiniturn-Drehgeber erfassen 

Winkel mittels Hall-Effekt kontaktlos und 

mit einer langen Lebensdauer. Der MAB40 

kann mit einem komplett abgedichteten 

Gehäuse und der Schutzart IP67 bezogen 

werden. Die elektrische Verbindung erfolgt 

über EMV-geschirmte Rundkabel mit axialem 

oder radialem Abgang. Der MAB36 

kann für die einfache und zeitsparende 

Montage auch mit einem Flachbandkabel 

sowie entsprechendem Schneidklemmstecker 

ausgerüstet werden. Dadurch entfällt 

das zeitaufwändige Konfektionieren 

der Anschlüsse. 

Fotos: Fotolia, Megatron 

www.megatron.de 

02Mit zahlreichen Baugrößen eignet 

sich die Infiniturn-Reihe für den Einsatz 

in rauen Industrieumgebungen 

01 Platzsparend, robust und 

wirtschaftlich – Hall-Effekt- 

Drehgeber der Ecoturn-Familie 


DREHGEBER 

Drehgeber mit Gehäuse aus korrosionsbeständiger 

Aluminiumlegierung 

Der unlackierte Drehgeber POG 86E von Baumer erweitert die 

Heavy-Duty-Drehgeberfamilie HOG 86 um eine Vollwellen- 

Variante. Sein Aluminiumgehäuse ist für Hersteller und 

Anwender interessant, die auf lackierte Komponenten verzichten 

können oder selbst grundieren und lackieren. Die Gehäuseausführung 

mit Wandstärken 

über 10 mm schützt die 

Elektronik bei hoher 

mechanischer Beanspruchung. 

Der zweiseitige 

Lageraufbau ermöglicht die 

Aufnahme großer radialer 

und axialer Wellenbelastungen 

bis 450 und 250 N. 

Gegenüber einseitigen 

Lagerungen erreicht der 

Drehgeber eine vielfach höhere Lagerlebensdauer. Die Lager sind 

isoliert eingebaut, sodass sie vor induzierten Wellenströmen 

geschützt sind. Ebenso ist die Geberelektronik gegen die Welle 

isoliert. Die Durchschlagspannung liegt bei 2,8 kV. Die optische 

Abtastung ist mit einer Auflösung bis 5 000 Impulse pro Umdrehung 

erhältlich und ist unempfindlich gegen magnetische Einflüsse. Sie 

widersteht starken Temperaturschwankungen sowie widrigen 

Umgebungsbedingungen und liefert eine gleichbleibend hohe 

Signalqualität und saubere Messergebnisse. 

www.baumer.com 

Encoder mit optischem Messprinzip 

bieten hohe Signalqualität 

Faulhaber erweitert sein Portfolio um die Encoder IER3 und 

IERS3. Beide Encoder liefern 2-Kanal-Quadratursignale sowie ein 

zusätzliches Indexsignal. Dank des optischen Messprinzips mit 

einer präzisen Maßverkörperung sind die Encoder hochgenau 

und weisen eine hohe Signalqualität auf. Ein Faulhaber 

DC-Kleinstmotor oder 

bürstenloser DC-Servomotor 

kann mit dem IER3 und 

IERS3 auf typischerweise 0,1 

bis 0,3 ° genau posi tioniert 

werden. Bei den Encodern 

handelt es sich um ein 

opto-reflektives System als 

Single-Chip-Lösung: Da 

LED, Fotodetektoren, 

Auswerteeinheit und 

Interpolationsstufe in einem 

Chip verbaut sind, benötigen die Encoder wenig Bauraum. 

Zudem sind sie mechanisch identisch und kompatibel zu dem 

magnetischen Encoder IE3 des Unternehmens. Sie verlängern die 

Motoren lediglich um 15,5 bis 18,5 mm. Beide Encoder sind auch 

mit Line Driver verfügbar als IER3 L und IERS3 L. Der Line Driver 

erzeugt komplementäre Ausgangssignale und macht die Übertragung 

der Daten besonders unempfindlich gegenüber elektrischen 

Störungen, vor allem bei langen Encoderanschlussleitungen. 

www.faulhaber.de 

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Gestaltung von Wälzlagern 

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DREHGEBER 

(Motor-)Anbaukits für 

inkrementale Drehgeber 

Schleifringe in IP65-Ausführung 

bewähren sich in rauer Umgebung 

Die Anbaukits WDGAK von Wachendorff bieten Anwendern 

eine hohe Flexibilität, denn die Kits enthalten neben einem 

Drehgeber ein Set von Wellenadaptern mit den wichtigsten 

Gewindedurchmessern sowie ein konfektioniertes Verbindungskabel. 

Im Anbaukit mit Vollwellendrehgeber sind zusätzlich ein 

Montagewinkel und eine Doppelschlaufenkupplung enthalten. 

Beim Einsatz von Hohlwellendrehgebern (Direktmontage auf 

der Welle) wird für unterschiedliche Wellendurchmesser ein Set 

Reduzierhülsen mitgeliefert. Da diese Reduzierhülsen aus 

Kunststoff sind, erhöht sich durch die isolierenden Eigenschaften 

gleichzeitig der Schutz gegen Wellenströme. Die entsprechende 

Hülse wird einfach in die Hohlwelle des Drehgebers WDG100K 

eingeschnappt und der Drehgeber über den Klemmring auf der 

Motorwelle fixiert. Das beiliegende Federblech wird am _ 

Antriebsgehäuse abgestützt und verhindert so ein Mitdrehen des 

Drehgebergehäuses. Durch diese Sets haben Service- und 

Modernisierungsteams immer das passende Material an Bord. 

www.wachendorff-automation.de 

Sicherheitsgerichteter Inkrementaldrehgeber 

für Anwendungen mit SIL 2 

TR-Electronic bietet den sicherheitszertifizierten Inkrementaldrehgeber 

IE58+FS für die sichere Erkennung von Drehzahl, 

Drehrichtung oder Stillstand an. Der Anwender kann zwischen 

Rechtecksignalen (mit TTL oder HTL-Pegel) und Sinus-Cosinus- 

Schnittstelle wählen. Der Drehgeber ist für Anwendungen mit 

SIL 2 bzw. PLd zertifiziert und lässt in Verbindung mit einer 

passenden Sicherheitsbaugruppe die Betriebsarten SLS, SOS 

SSR, SDI und SSM zu. Mit Sinus-Cosinus-Schnittstelle ist auch 

SIL3 bzw. PLe für bestimmte Sicherheitsfunktionen möglich. 

Das liegt u. a. daran, dass der Übertragungskanal durch eine 

einfache Berechnung aus dem Signal geprüft werden kann. Zur 

Wahl stehen 1 024, 2 048 und 4 096 Perioden je Umdrehung sowie 

ein Null-Impuls. Die Signalpfade sind differentiell ausgelegt. 

Dadurch ist das Signal störungsfest und ein möglicher Ausfall 

eines Treibers kann erkannt werden. Der 

Inkrementaldrehgeber wird entweder 

mit Vollwelle, Sacklochwelle (IS58+FS) 

oder Hohlwelle (IH58+FS) mit der 

antreibenden Achse verbunden. 

www.tr-electronic.de 

Ohne zusätzliches Gehäuse im Außenbereich, in nassen 

Umgebungen oder in reinigungsintensiven Maschinen lässt sich 

der Schleifring Typ SRC032M von A-Drive einsetzen. Mit Schutzart 

IP65 kann der robuste Schleifring auch in anspruchsvollen 

Außenanwendungen genutzt werden, z. B. in Kleinwindkraftanlagen 

oder Karussells. Die Ringe wurden ursprünglich für die 

Anwendung in einer Schlauchbeutelmaschine entwickelt. Dort 

müssen vom rotierenden 

Schweißbalken der Strom für 

die Widerstandsheizung und 

das Signal des Thermoelementes 

zur Temperaturregelung 

an die Maschine übertragen 

werden. Der elektrische 

Anschluss über Steckschuhe 

erlaubt den schnellen 

Austausch beim Wechsel des 

Schleifrings. Aktuell gibt es zwei 

Ausführungen: SRC032-3M mit 

drei Spuren und einer Leistung 

von 20 A/400 Vdc und 

SRC032-5M mit zwei Signalspuren 

(5 A / 240 Vdc) und zwei 

Leistungsspuren (20 A / 

400 Vdc). 

www.a-drive.de 

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SycoTecGmbH&Co.KG Telefon+49 (0)7561 86-0 

Wangener Straße 78 info@sycotec.eu 

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88299 Leutkirch www.sycotec.eu 

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DREHGEBER 

Miniatur-Multiturn ohne Batterie und Getriebe 

Kleinservomotoren mit Miniatur-Multiturn-Encodern ohne Batterie und Getriebe bietet die Cyber Dynamic Line von Wittenstein an. 

Mit miniaturisierter Multiturn-Funktionalität eignet sich die Baureihe z. B. für Aufgaben in Abfüll- und Verpackungsmaschinen, in der 

Lebensmittelverarbeitung oder in Handlingprozessen mit Pick & Place-Robotern oder Greifern. Die Motoren gibt es in Edelstahl- 

Gehäusen mit 17, 22, 32 und 40 mm Außendurchmesser für Leistungsbereiche zwischen 25 und 335 W. Die Absolutwert-Geber in den 

Motoren setzen die Multiturn-Funktionalität auf Basis des Wiegand-Effekts um – ein Prinzip, das aus der Bewegung des Antriebes selbst 

kleine Mengen elektrischer Energie generiert. So kann auf ein Mikro-Getriebe und eine Puffer-Batterie 

verzichtet werden. Das magnetische Erfassungsprinzip und die mechanische Bauweise der 

Miniatur-Geber ist robust: Schocks, Vibrationen und Temperaturen bis 125 °C haben 

keinen Einfluss auf die Leistung der Motoren. 

www.wittenstein.de 

Absolut-Drehgeber mit EtherCAT-Schnittstelle 

Hengstler erweitert die Acuro AC58-Produktlinie mit der EtherCAT-Schnittstelle. Damit können Anwender den 

Absolut-Drehgeber in nahezu jedes System, welches die EtherCAT-Technologie nutzt, integrieren. Dies vereinfacht 

den Konstruktionsprozess und stellt eine zuverlässige Kommunikation sicher. Darüber hinaus verfügt 

der Drehgeber über ein offizielles Konformitätszertifikat der EtherCAT Technology Group (ETG). Ein 

erweiterter Temperaturbereich, Schutzart bis IP67 und sehr hohe Schock- und Vibrationswerte sind weitere 

Eigenschaften des Drehgebers. In der Edelstahlausführung ist auch ein Einsatz unter härtesten Umwelteinflüssen 

realisierbar. Mit einer Werteaktualisierung bis zu 62,5 μs Zykluszeit ermöglicht der Acuro AC58 

hochdynamische Abläufe. Gerätekonfigurationen wie Restwertwerfunktion für Rundtaktanwendungen 

erweitern das Einsatzspektrum. 

www.hengstler.com 

Maßgeschneiderter Anbau mit 

Sicherheitsberechnung 

Hübner bietet zusätzlich zu seinen Safety-Drehgebern mit SIL-/ 

PL-Zertifizierung einen sicheren Anbau mit Fehlerausschluss. 

Dieser stellt sicher, dass die mechanische Verbindung sicherheitszertifizierter 

Drehgeber zur Applikationswelle ausreichend sicher 

ausgelegt ist. Die für den mechanischen Anbau relevanten Teile 

werden für die Anwendung individuell berechnet und passend 

ausgelegt. Dazu gehören als Hauptkomponenten die Schraubenverbindungen 

zur Applikationswelle, die Flanschadapterwelle 

und die Drehmomentstütze. Berechnet werden dabei z. B. die 

Dauerfestigkeit oder die Tragfähigkeit. Auch die Montage vor Ort 

kann der Hersteller bei Bedarf übernehmen. Im Anschluss an die 

Montage wird der neue Anbau vermessen und protokolliert, ob 

alle Parameter eingehalten werden und es wird eine Safety- 

Dokumen tation erstellt. Die Sicherheit des Anbaus wird durch 

eine Konformitätserklärung zum Fehlerausschluss garantiert. 

www.huebner-giessen.com 


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DREHGEBER 

Äußerst robuste 

Absolutwert- 

Drehgeber 

Das Absolutwert-Motorrückführungssystem 

sensAR 

vereint hohe Auflösung 

und Genauigkeit mit 

Robustheit, Langlebigkeit 

und einer kompakten 

Bauform. Dabei kommen 

ein nicht-periodisches 

Muster sowie eine entsprechende 

Signalverarbeitung 

zum Einsatz, damit auf nur 

einer Kreisbahn sowohl 

Gray-Code als auch 

Absolutpositionen mit 

hoher Auflösung generiert 

werden können. Das 

Motorrückführungssystem 

mit 4-poliger serieller 

Schnittstelle ist als Singleturn- 

oder Multiturn-Geber 

erhältlich und bietet eine 

Drehgeber für extreme Bedingungen 

Der redundante absolute Drehgeber WV58MR erlaubt die Erfassung 

von Winkel und Weg auch unter extremsten Bedingungen und kann in 

Anwendungen bis SIL2 und PLd eingesetzt werden. Der Aufbau basiert 

auf einer robusten magnetischen Abtasttechnologie. Der Messbereich 

von 4 096 Umdrehungen (12 Bit Multiturn) wird mit 16 384 Schritten 

(14 Bit) aufgelöst. Für die Erfassung des Multiturns setzt der Hersteller 

auf ein neuentwickeltes und sicheres Getriebe. Die beiden galvanisch 

getrennten Sensoreinheiten des Drehgebers erfassen die Position absolut 

autark. Die absolute Position und die Geschwindigkeit werden über die Schnittstelle permanent der 

Steuerung zur Verfügung gestellt. Mit der Schutzart IP65/IP67, einem Temperaturbereich von –40 … 

85 °C sowie einer speziellen Beschichtung ist er für den harten Einsatz in mobilen Maschinen gerüstet. 

www.siko-global.com 

Kommunikativer. 

Kompakter. 

Die neue Generation absoluter Ethernet-Drehgeber. 

maximale Auflösung von 

36 Bit mit 20 oder 18 Bit bei 

Singleturn-Konfiguration 

sowie eine Genauigkeit 

von ± 72 arcsec beziehungsweise 

± 100 arcsec. Der 

Geber ist in einer Baugröße 

mit einem Durchmesser 

von 36 mm und einer Höhe 

von 22 mm erhältlich. Die 

Multiturn-Variante hat 

dieselben Abmessungen, 

arbeitet batteriegestützt 

und liefert 65 536 

Messschritte (16 Bit). Weitere 

Merkmale des Gebers sind 

das elektronische Typen - 

schild, ein Temperatursensor 

und die Motordiagnose. 

Die Absolutwertgeber 

eignen sich für Motorrückführungsanwendungen, 

die 

starken Verschmutzungen, 

starken Stoßbelastungen 

oder großen Schwingungen 

ausgesetzt sind. 

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Der platzsparende Aufbau bietet Ihnen maximalen Freiraum 

für Ihre Konstruktion. Modernste Kommunikationstechnologien 

sorgen für minimierte Stillstandszeiten, erhöhte Anlagenverfügbarkeit 

und Zukunftssicherheit bei Industrie 4.0. 

Mehr über die Vorteile der absoluten Drehgeber 

der Serie EAL580 erfahren Sie hier: 

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KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

Nie wieder Kabelsalat 

Kabelkanalsystem aus Aluminium sorgt für eine geordnete Kabelführung 

und eine einfache Montage 

Bernd Klöpper 

Mit einem Kabelkanalsystem aus eloxiertem Aluminium ist die geordnete 

Kabelführung in Maschinen oder Arbeitsräumen ein Kinderspiel. 

Auch die Stromzuführungen elektrischer Antriebe können damit elegant 

verpackt werden. Verschiedene Baugrößen und Ausführungen, ein gefälliges 

Design sowie durchdachte Details bieten Anwendern einen Mehrwert und 

erleichtern ihre Arbeit. 

Bernd Klöpper ist Leiter Marketing 

bei der RK Rose+Krieger GmbH in Minden 

In modernen Maschinen steckt heute eine Vielzahl von Strom-, 

Daten- und Steuerungskabeln sowie pneumatischen Schläuche, 

deren Gesamtlänge sich bei großen Anlagen schnell auf mehrere 

tausend Meter addiert. Für Ordnung und eine erleichterte Montage 

dieser Kabelvielfalt sorgen Kabelkanäle. 

Eine optisch ansprechende und intelligente Lösung sind Blocan- 

Kabelführungen aus Aluminium von RK Rose+Krieger. Sie bieten 

ausreichend Platz für alle Arten von Bild-, Daten-, Audio-, Steuerungsoder 

Stromkabel sowie Schläuchen und sind in den Baugrößen 

40 × 40, 40 × 80, 80 × 40 und × 80 erhältlich. Geliefert wird wahlweise 

eine 6 m lange Stange, die vom Anwender vor Ort auf das erforderliche 

Maß gekürzt werden kann, oder ein maß genauer Zuschnitt. 

Optional sind die Kabelführungsprofile mit Befestigungs bohrungen 

lieferbar. 

Für den Einsatz in Sondermaschinen geeignet 

01 Die Blocan-Kabelführungen 

aus Aluminium bieten ausreichend Platz 

Das niedersächsische Unternehmen Guko Sondermaschinenbau 

ist spezialisiert auf den Bau von Vorrichtungen und Sondermaschinen 

für die individuelle Fertigungsrationalisierung. Die Leistungen 

reichen von Entwicklung und Konstruktion über Fertigung und 

Montage bis zur Inbetriebnahme beim Kunden vor Ort. Das Produktportfolio 

umfasst einfache Montagevorrichtungen ebenso wie 

Montagearbeitsplätze, Betriebsmittel und Werkzeuge sowie Bearbeitungsmaschinen 

und vollautomatische Prüf- und Montageanlagen. 

Viele seiner Maschinengestelle fertigt das Unternehmen 

aus Aluminiumprofilen der Blocan-Baureihe. Da lag es nahe, sich 

auch für die Kabelkanäle dieser Serie zu entscheiden. „Sie ergänzen 

das Profilsystem optimal, sind optisch ansprechend und mechanisch 

stabil“, sagt Andreas Buhre, geschäftsführender Gesellschafter 

von Guko. 


03 

02 Das wKabelkanalsystem lässt sich problemlos in die 

Maschinenkonstruktion aus Aluminiumprofilen integrieren 

Das Unternehmen nutzt die Kabelkanäle als fest montierte Kabelwege 

für die elektrischen und pneumatischen Leitungen in den im 

Kundenauftrag gefertigten Sondermaschinen. Pro Anlage werden 

zu diesem Zweck je nach Größe der Maschine und Verkabelungsaufwand 

2 bis 10 m Kabelkanal verbaut. „Um gegebenenfalls schnell 

einen Kanal nachrüsten zu können, halten wir Stangen material in 

allen Baugrößen vorrätig. Aber in der Regel bestellen wir fertig zugeschnittenes 

Material für die jeweiligen Maschinen bzw. Vorrichtungen“, 

erklärt Andreas Buhre. Die Kabelkanäle werden dann entweder 

an die Maschinenwand geschraubt oder, falls Aluminiumprofile aus 

der Blocan-Serie in der jeweiligen Anlage verbaut wurden, über spezielle 

Montageclips an den Profilen befestigt. Dazu sind die Kabelkanäle 

mit Befestigungsbohrungen versehen, die dann schnell und 

ohne weitere Bearbeitung über einen einschwenkbaren Montageclip 

mit einer Profilnut verbunden werden können. Auch ein Verkleben 

der Kabelkanäle ist möglich. 

Trennstege sorgen für Ordnung im Kanal 

Die Kabelkanäle verfügen über einen Deckel, der sich wahlweise 

nach oben abnehmen oder über einen Drehpunkt über die Längsseite 

des Kanals auf bis zu 90 ° aufklappen lässt. Optional einlegbare 

Federstreifen halten die Deckel dabei in jeder gewünschten Position. 

Damit verbleibt der Deckel stets am Kabelkanal. Eine Behinderung 

der Belegung des Kanals mit Kabeln ist somit ausgeschlossen. 

Wird der Kabelkanal waagerecht an einer Maschinenwand 

befestigt, bleibt der nach unten geöffnete Deckel horizontal stehen 

und lässt sich als Ablage für die Vorkonfektionierung von Kabeln 

und Schläuchen nutzen. Auch bei der Überkopfmontage erweist 

sich der aufklappbare Deckel als praktisch, da man ihn nach dem 

Einlegen der Kabel einfach zuklappen kann. „Nur bei der horizon 

04 

03 Die Kabelkanäle können als fest montierte Kabelwege 

für die elektrischen und pneumatischen Leitungen in 

Sonder maschinen genutzt werden 

04 Das Kabelkanalsystem lässt sich problemlos in die 

Maschinenkonstruktion aus Aluminiumprofilen integrieren 

talen Montage nehmen wir den Deckel immer ab, da der Kabelkanal 

dann noch besser zugänglich ist“, erläutert Andreas Buhre. 

Neben dem aufklappbaren Deckel schätzen seine Monteure auch 

die optional erhältlichen Trennstege. Die flexiblen Montagestege 

aus Kunststoff erleichtern die Überkopfmontage. Eingesteckt in den 

Kabelkanal verhindern sie das Herausfallen bereits installierter Leitungen. 

Guko setzt sie aber vor allem auch zur Trennung von pneumatischen 

und elektrischen Leitungen ein. Damit sorgen die Stege 

für Ordnung im Kabelkanal. Entscheidend dabei ist: Die Trennstege 

können jederzeit geöffnet werden, um weitere Installationen vorzunehmen. 

Darüber hinaus ist auch ein Potentialausgleich zum 

Kabelkanal erhältlich. Direkt eingebracht in die Nut des Aluminiumprofils 

stellt er über eine Blechschraube im Deckel des Kabelkanals 

eine elektrisch leitende Verbindung her. 

Fotos: RK Rose+Krieger, Guko Sondermaschinenbau GmbH, Fotolia 

www.rk-rose-krieger.com 


Komplexe Robotik einfach bedient 

NEWSLETTER 

Der E-Mail-Service 

für Anwender 

aus dem gesamten Umfeld 

mechanischer und 

elektrischer Antriebstechnik. 

Aktuelle Nachrichten 

rund um mechanische, 

thermische und elektrische 

Antriebstechnik, 

sowie deren Steuerungen 

und Regelungen. 

B&R erweitert seinen modularen Software-Baukasten Mapp Technology. 

Mit Mapp Robox und Mapp Teach lassen sich Roboterkinematiken schneller 

parametrieren und in Betrieb nehmen. Jede Roboter-Kinematik mit bis zu 15 

Achsen kann dank Mapp Robox gesteuert werden. Mit Mapp Technology sind 

Visualisierungs- und Diagnosemöglichkeiten bereits an Bord. Mapp Teach 

hilft im nächsten Schritt, dem Roboter beizubringen, welche Bewegungen er 

machen soll. So kann der Roboter in kürzester Zeit in Betrieb genommen 

werden. Mapp Technology besteht aus gekapselten Einzelbausteinen, 

die die Entwicklung neuer Applikationen 

vereinfachen. Die Bausteine stellen 

Basis-Funktionen bereit, die grafisch 

parametriert werden. Alle Mapp-Bausteine 

sind via Mapp-Link verbunden: Nach dem 

Client-Server-Prinzip holt sich jede 

Komponente automatisch alle 

benötigten Daten von den 

anderen Komponenten. 

www.br-automation.com 

Für jedes Bauteil die passende Dichtung 

Für empfindliche Anwendungen in den Bereichen Mobilität, erneuerbare 

Energien oder Maschinen- und Apparatebau entwickelt Pöppelmann K-Tech 

Kunststofflösungen mit passenden Dichtungen. 2K-Dichtungen werden beim 

Zweikomponenten-Spritzgießen 

direkt an das Bauteil 

gespritzt. So können individuelle 

Anforderungen und 

komplexe Geometrien 

realisiert werden. Beim FIPFG- 

Verfahren werden 

PUR-Dichtungen 

CNC-gesteuert und werkzeugunabhängig 

in das Bauteil 

geschäumt. So wird eine hohe Passgenauigkeit erreicht. Doch nicht immer ist 

eine Sonderlösung nötig: häufig können auch Standard-Formteildichtungen 

zum Abdichten von Kunststoffteilen eingesetzt werden. 

www.poeppelmann.com 

Hilfreiche App für Nachschmierungen 

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kostenlos 

anmelden! 

IMMER 

AKTUELL 

INFORMIERT 

http://bit.ly/News_VFV 

Mit der perma Select App bietet Perma ein Werkzeug zur Bestimmung 

erforderlicher Nachschmiermengen in verschiedenen Industriezweigen. 

Damit lassen sich die richtigen Schmiermengen 

für Elektromotoren, Pumpen, 

Lüfteranlagen sowie Förderbandanlagen 

ermitteln. Das Programm empfiehlt 

einen passenden Schmierstoff, das 

richtige Schmiersystem und die erforderliche 

Einstellung. Die App ist für iOS, 

Android und zusätzlich als Browserversion 

erhältlich. Sie ist einfach und 

intuitiv zu bedienen, ansprechend 

gestaltet und auch im Offline-Modus 

einsetzbar. Dieses Hilfsmittel erleichtert 

Instandhaltungsarbeiten vor Ort und hilft 

dabei, eine sichere Nachschmierung zu 

gewährleisten. 

www.perma-tec.com

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

Neue Berechnungsmodule für Stirnräder 

GWJ hat zwei neue Module für Stirnräder in seiner Berechnungslösung 

eAssistant freigegeben. Die Module „3er Räderkette“ und 

„4er Räderkette“ ermöglichen die schnelle und einfache Berechnung 

von gerad- und schrägverzahnten Stirnrädern als 

Räderkette. Dabei stehen alle vom Modul „Stirnradpaar“ 

bekannten Funktionalitäten für die Geometrieberechnung zur 

E-Ketten schonen Leitungen 

und sind leiser 

Leiser, langlebiger und leicht montierbar ist die neue Generation 

zweiteiliger Energieketten von Igus. Bei der E2.1 lässt sich der 

Öffnungssteg im Außenradius beidseitig mit einem Schraubendreher 

oder dem mitgelieferten Kettenöffner öffnen, 

Verfügung. Um die Tragfähigkeit zu berechnen, sind die beiden 

Methoden DIN 3990 und ISO 6336 verfügbar. Hierbei wird für die 

Zwischenräder automatisch auch die Wechselbeanspruchung des 

Zahnfußes berücksichtigt. Auch die eAssistant-Integrationsmodule 

für die 3-D-CAD-Systeme Autodesk Inventor, Solidworks 

und Solid Edge wurden erweitert. Damit können die Berechnungen 

direkt aus dem CAD-System heraus gestartet werden. Auf 

Basis der Berechnung lassen sich dann die 3-D-Modelle 

auto matisch mit exakter Zahnform auf Knopfdruck generieren. 

www.gwj.de 

aufschwenken und komplett entnehmen. Verschlossen wird er 

per Hand. Der Innenraum ist leitungsschonend und bietet bei 

gleichem Außendurchmesser wie der Vorgänger mehr Platz. 

Passend zum Innenraum-Design haben die Trennstege 

abger undete Kanten. Für die passgenaue Montage der Trennstege 

sorgt eine Rasterung in den Öffnungsstegen. Eine Bremse am 

Anschlag der Kettenglieder macht den Kettenlauf sehr ruhig. 

www.igus.de

AUTOMATION UND ROBOTIK I SPECIAL 

Hand-in-Hand 

Die Mensch-Roboter-Kollaboration wird Realität 

Gerhard Reininger 

Die Zeiten, in denen Menschen und Roboter 

ausschließlich in streng voneinander abgeschirmten 

Arbeitsräumen ihren jeweiligen Tätigkeiten 

nachgehen, sind vorbei. Eine neue Generation von 

Robotern ist im Anmarsch: leicht, leise, beweglich 

und vor allem sensibel im Zusammenspiel mit ihrer 

Umgebung sind sie auf dem Weg, Grenzen aufzulösen 

und dem Menschen in seiner Welt ein Partner zu 

werden. Lesen Sie mehr. 

In Form von Montagehilfen oder als Serviceroboter 

arbeiten die flinken Helfer 

dem Menschen zu und greifen dort ein wo 

es unbequem, schwer oder für Menschen 

mühsam wird. Damit die interaktive Kollaboration 

einwandfrei funktioniert sind die 

Roboter mit intelligenter Sensorik ausgerüstet, 

um auf ihre Umgebung individuell 

zu reagieren. 

Neben Elektronik und Steuerungs-Know- 

How sind es rein mechanische Qualitäten, 

mit denen die modernen Kleinroboter 

überzeugen. Schlanke Bauweise, geringes 

Gewicht und eine hohe Beweglichkeit sind 

Voraussetzungen für Leichtbauroboter, um 

ohne großen Installationsaufwand an allen 

möglichen Stellen einsetzbar zu sein und 

Gerhard Reininger ist tätig in der 

Öffentlichkeitsarbeit bei Franke in Aalen 

dort anfallende Aufgaben zu übernehmen. 

Für die Gelenke der Roboter bevorzugen die 

Konstrukteure daher Lagerungen, die zum 

einen ein geringes Gewicht und einen kleinen 

Einbauraum aufweisen, zum anderen 

jedoch eine hohe Steifigkeit besitzen, um 

die auftretenden Momente sicher aufzunehmen. 

Außerdem wünschen sich die 

Roboterbauer einen definierten Drehwiderstand 

für gleichförmige Bewegungen und 

zur exakten Auslegung der Antriebsleistung. 

Flexibel und intelligent 

Franke Drahtwälzlager sind für diese Anforderungen 

prädestiniert. Die Lagerelemente, 

bestehend aus gehärteten Laufringen mit 

profilierter Laufbahn, werden direkt in die 

weiterführende Konstruktion eingelegt. Das 

spart Einbauraum und gibt den Konstrukteuren 

größtmöglichen Freiraum bei der 

Gestaltung der umschließenden Teile. Dies 

betrifft auch das für die Gehäuseteile eingesetzte 

Material. Da Leichtbau bei der Roboterkonstruktion 

ein großes Thema ist, können 

durch die Verwendung von Drahtwälzlagern 

alternative Werkstoffe wie Aluminium, Kunststoff 

oder gar Karbon (CFK) eingesetzt werden. 

Tatsächlich wurden bei Franke bereits 

komplette Drehverbindungen realisiert, 

deren Gehäuseteile aus Karbon gefertigt 

sind. Umfangreiche Labortests haben dabei 

ergeben, dass das Karbonlager in seinem 

Einsatz alternativen Aluminiumlagern 

nicht nachsteht – und das bei halbem spezifischem 

Gewicht. 

Durch die Anordnung der Laufdrähte 

kann die Lagerung an die vorherrschenden 

Belastungsverhältnisse angepasst werden. 

Als reines 4-Punkt-Lager nimmt das Lagerelement 

gleich hohe Lasten aus allen Richtungen 

auf. Werden die Laufringe in O-Anordnung 

als zweireihiges Schrägkugellager 

montiert, resultiert daraus eine noch höhere 

Steifigkeit bei gleichzeitig geringerem 

Drehwiderstand. Weitere Anpassungen 

können über den Grad der Schmiegung, 

d. h. der Größe der Kontaktfläche zwischen 


SPECIAL I AUTOMATION UND ROBOTIK 

den Wälzkörpern und der Laufbahn vorgenommen 

werden, sowie über Durchmesser 

und Anzahl der eingebrachten Wälzkörper. 

Durch die große Anzahl der Gelenke insbesondere 

bei Robotern neuester Bauart 

kommen auch wirtschaftliche Aspekte für 

die Wahl der geeigneten Lagerung zum 

Tragen. Hier spielen Parameter wie Montagefreundlichkeit, 

Montagezeit und natürlich 

der Preis eine Rolle. Auch in diesen Punkten 

wissen Franke Drahtwälzlager zu überzeugen. 

Die Montage ist einfach und in kurzer 

Zeit zu bewerkstelligen. 

Laut dem Fraunhofer Institut für Fabrikautomation 

können durch den Einsatz flexibler 

und intelligenter Robotertechnik neue 

Einsatzfelder in der Produktion generiert 

werden. Im Bereich der Life-Sciences und 

Biotechnologien verbindet das Institut biologische 

Anforderungen und neueste Robotertechnologien 

für industrielle Anwendungen. 

Bis diese Art der Roboter für uns alltäglich 

ist wird jedoch noch etwas Zeit vergehen. 

Noch steht die Mensch-Roboter-Kollaboration 

an ihrem Anfang. 

www.franke-gmbh.de 

02 Minimaler Einbauraum und extrem 

dünnwandige Gehäuseteile aus frei 

wählbarem Material 

01 Moderne Roboter besitzen eine Vielzahl 

von Drehgelenken für maximale Beweglichkeit 

Automatica 

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Alles für den Roboter 

Wälzlager und Lineartechnik für Kraft, Präzision und Ausdauer am laufenden Band 

Swen Wenig 

Für Roboter liefert SKF ein ebenso breites wie leistungsfähiges Portfolio an Lösungen, 

das die Effizienz ganzer Montagelinien steigern kann – wie ein Anwendungsbeispiel aus 

der hoch automatisierten Automobil produktion veranschaulicht. 

Schon zu Beginn der Automobilproduktion 

– beim Formen von Blechteilen für 

die Karosserie – können SKF Produkte und 

Lösungen für eine höhere Effizienz der 

Montagelinie sorgen. Z. B. lassen sich 

Rollen gewindetriebe in unterschiedlichen 

Ausführungen und Stückzahlen in modernen 

Servopressen einsetzen. Von den „mechatronischen 

Kraftprotzen“ bietet das 

Unternehmen eine große Produktvielfalt 

in Durchmessern von 8 bis 240 mm an. Damit 

die Anforderungen in leistungsstarken 

Presswerken erfüllt werden, überzeugen die 

Rollengewindetriebe durch hohe Qualität, 

Swen Wenig ist Manager Sales Central and 

Northern Europe im Bereich Linear & Actuation 

Technology bei SKF in Schweinfurt 

Kraft und Präzision. Um das individuelle 

Optimum aus diesen Eigenschaften herauszuholen, 

können sich die Anwender auf 

den Rat von SKF verlassen: Wenn es z. B. 

darum geht, Gewindetrieb, Lager, Schmierung 

und Dichtung je nach Anforderung 

aufeinander abzustimmen, erarbeiten die 

Experten gemeinsam mit dem jeweiligen 

Anwender eine maßgeschneiderte Lösung. 

Mechatronik für die 

Blechumformung 

In der Umformtechnik bieten die Planetenrollengewindetriebe 

dem Anwender eine 

ganze Reihe von Vorteilen. Z. B. stellen sie 

die maximale Presskraft bis hinunter zu 

Tempo 0 zur Verfügung. Zugleich lässt sich 

die optimale Auftreffgeschwindigkeit der 

Werkzeuge flexibel einstellen. Bei seiner 

Präzisionsarbeit erlaubt der Direktantrieb 

ebenso hohe Beschleunigungen wie auch 

kurze Zyklus-Zeiten. Darüber hinaus lassen 

sich mit den Komponenten von SKF leistungsstarke 

Pressen mit kleinerem Platzbedarf 

realisieren. Unter dem Strich trägt all 

dies zu einer hocheffizienten Produktion 

bei, die die Werkzeuge schont und deutlich 

energiesparender ist als hydraulische Systeme. 

Nicht zuletzt senkt die elektromechanische 

Lösung auch die Lärm-Emissionen 

drastisch. 

Hochleistungslager und 

-dichtungen für Robotergelenke 

Nachdem sie in Form gebracht worden sind, 

werden die Karosserieteile je nach Material 

und Anforderung punktgeschweißt, genietet 

oder verklebt. Zur Prozesssicherheit der da 



01 Planetenrollengewindetriebe stellen 

das robuste Herzstück vieler Lineartechnik-Lösungen 

für die Automobilproduktion 

dar 

02 Verschleißfeste Pendelrollenlager und Radialwellendichtringe halten die 

Gelenke von Robotern in Schuss 

ran beteiligten Roboter tragen u. a. extrem 

verschleißfeste, abgedichtete SKF Pendelrollenlager 

bei. Deren aktuelle Generation 

erreicht selbst unter schlechten Schmierbedingungen 

und/oder starker Verschmutzung 

deutlich längere Standzeiten als viele 

Wettbewerbsprodukte. 

Um auch andere Gelenke des Roboters 

vor Verschmutzung zu schützen, empfiehlt 

SKF u. a. die Hochleistungsdichtungen HMS5 

und HMSA10. Diese bestehen aus einem 

optimierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk. 

Der wiederum trägt dazu bei, die Gelenke 

des Roboters perfekt gegen Schmutz abzudichten. 

Die rillierte Außenmantelfläche 

der Ringe verbessert die Dicht wirkung, ermöglicht 

festen Halt im Gehäuse und verhindert 

das Zurückfedern beim Einbau. Die 

federgespannte Dichtlippe reagiert schnell 

bei dynamischem Schlag und sorgt dafür, 

dass die Dichtwirkung sogar bei starkem 

Verschleißgrad erhalten bleibt. Dichtlippe 

und flexibler Teil sind so aufeinander abgestimmt, 

dass relativ hohe Rundlauf- und 

Koaxialitätsabweichungen problemlos ausgeglichen 

werden können. Die zusätzliche 

Schutzlippe der HMSA10 ist berührungsfrei 

und kann somit üblicherweise bei den gleichen 

Umfangsgeschwindigkeiten eingesetzt 

werden wie die Ausführung HMS5 mit einseitiger 

Dichtlippe. 

Mechatronik fürs Schweißen 

und Nieten 

Für das Punktschweißen, Nieten oder Kleben 

der geformten Blechteile benötigen die Roboter 

– in Abhängigkeit vom Material – spezielle 

Werkzeuge. Auch bei dieser Anwendung 

können die SKF Rollengewindetriebe 

ihre Stärken ausspielen: Beim Nieten lassen 

sich die entsprechenden elektromechani 

schen Zylinder sehr präzise steuern. Außerdem 

arbeiten sie äußerst zuverlässig und 

senken dadurch den Instandhaltungs- bzw. 

Wartungsaufwand. Beim Schweißen überstehen 

die Zylinder beispielsweise mehr als 

20 Millionen Zyklen. Darüber hinaus schonen 

sie durch ihre Präzision die Elektroden. 

In der Regel kann der Anwender dank der 

daraus resultierenden „Qualitätsarbeit“ rund 

15 % der Schweißpunkte sparen, welche man 

mit „althergebrachten“ Verfahren aus Sicherheitsgründen 

eigentlich setzen müsste. 

Da der Einsatz von SKF Rollengewindetrieben 

den Bau von sehr kompakten elektro 

mechanischen Zylindern ermöglicht, reduziert 

sich in Folge auch das Gewicht der 

gesamten Schweiß-Einheit. Durch das vergleichsweise 

geringe Gewicht der Einheit 

kann der entsprechende Roboter ebenso 

schnell wie genau und dabei noch energieschonender 

arbeiten. 

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03 Durch das geringe Gewicht der elektromechanischen 

Zylinder können Schweißroboter schnell und präzise arbeiten 

Lineartechnik und Schmiersysteme 

für Lackierroboter 

Nachdem die einzelnen Karosserieteile miteinander 

verbunden worden sind, wandert 

die Rohkarosse in die Oberflächen be handlung. 

Hier herrschen zum Teil extreme Bedingungen. 

In der Lackierstraße z. B. stellt der 

Explosionsschutz zusätzliche Anforderungen 

an die dort eingesetzte Technik. Meist kommen 

Hochgeschwindigkeits-Rotationszerstäuber 

zum Einsatz, die unter Hochspannung 

stehen, um den vaporisierten Lack 

auch gleich zu ionisieren. Die Farbtanks an 

den Zerstäubern werden durch einen Zylinder 

unter Druck gesetzt, um den Lack durch 

die winzige Auslassöffnung am Zerstäuber 

zu pressen. Dafür sind enorme Kräfte erforderlich. 

Die entsprechende Power liefern 

Rollengewindetriebe von SKF. Für das Nachtanken 

des Farbvorrats am Roboter per zylindergetriebener 

„Einspritzung“ reicht eine 

SKF Lineartechnik-Lösung auf Basis von 

Kugelgewinde trieben aus. Beide Gewindetrieb-Varianten 

weisen die gleichen Vorteile 

auf wie die elektromechanischen Zylinder, 

mit denen SKF auch die Effizienz der 

Schweiß- und Nietroboter steigern kann. 

Nach einem ähnlichen Prinzip wie beim 

Nachtanken des Farbvorrats sorgen SKF 

Mitlaufschmiersysteme auch für die automatische 

Schmierung von Kettenförderern. 

Derartige Systeme, die quasi selbst schon 

„Roboter“ sind, kommen beispielsweise in 

der Lackierstraße zum Einsatz: Dort kann 

mit SKF GVP oder auch Lincoln Cobra 1X 

die Schmierung der Förderkette erfolgen, 

während sich die Kette in Bewegung 

befindet. Dabei wird der Schmierstoff 

per schwenkbarem Injektor, der sich 

der Bewegung des vorbeifahrenden 

Schmierpunkts anpasst, mit Druck 

direkt in die einzelnen Rollen und/oder 

Achsen der Kette übertragen. Die übertragene 

Volumendosis lässt sich frei einstellen 

und bleibt vollständig unabhängig von der 

Viskosität des Schmierstoffs und den auftretenden 

Gegendrücken bei den verschiedenen 

Typen und Arten von Kettengliedern. 

Durch die automatische Schmierung 

„on-the-fly“ kann der Anwender seine 

Produk tivität erhöhen, Stillstandszeiten 

und manuelle Wartungs arbeiten minimieren 

und übermäßigen Schmierstoffgebrauch 

vermeiden. 

Auch für die Schmierung der Lackierroboter 

selbst hat SKF hocheffiziente Lösungen 

im Programm – z. B. das Monoflex- 

System. Das Schmiersystem als solches 

wird außerhalb der Lackierkabine installiert; 

lediglich der explosionsgeschützte 

Druckschalter (ATEX II 2G IIC T4) wird 

direkt am Lackierroboter angebracht. Geschmiert 

werden z. B. die Linearführungen 

sowie die X-Achse des Roboters, wenn er 

neben der Karosse verfährt. In größeren 

Anlagen (oder bei speziellen Vorschriften) 

arbeitet ein elektrisches Zahnpumpenaggregat 

mit 0,2 l/min Fördervolumen. Für 

kleinere Anlagen reicht ein pneumatisches 

Kolbenpumpenaggregat mit 15 ccm/min 

Förderhub aus. In jedem Fall sind Kolbenverteileranlagen 

spürbar kostengünstiger 

als Progressivanlagen, so dass eine entsprechende 

SKF Lösung letztlich die Wettbewerbsfähigkeit 

des Anwenders fördert. 

Hubsäulen für 

Transport-Roboter 

Zum Weitertransport der lackierten Rohkarossen 

werden bis dato meist „schwebende“ 

Schienensysteme genutzt, in denen die 

Karosserien hängend befördert werden. 

Das wiederum erfordert hohe Investitionen 

beispielsweise in die Statik des Fabrikgebäudes 

sowie entsprechende Hängefördersysteme. 

Deutlich kostengünstiger ist 

der Weitertransport mit Flurförderfahrzeugen. 

Für diese fahrerlosen Transportsysteme 

hat SKF eine ebenso robuste wie flexible 

Lösung realisiert: Die Aufnahme der Karosserien 

übernehmen Module auf Basis einer 

XY-Positioniereinheit mit Hubsäule. Diese 

Module können die Karosserien nicht nur 

präzise über alle drei Achsen bewegen, sie 

können auch unterschiedlich geformte Karosserieteile 

aufnehmen, fixieren und „weiterreichen“. 

Das versetzt den Anwender in 

die Lage, diese Lösung für eine Vielzahl von 

Fahrzeugmodellen, Karosserieformen, usw. 

zu nutzen. 

Das breite Produktportfolio von SKF verhilft 

Robotern und ganzen Montagelinien 

zu einer höheren Effizienz: Lager und Lagereinheiten, 

Dichtungen, Schmiersysteme 

und Mechatronik aus dem Hause SKF erhöhen 

die Flexibilität der eingesetzten Systeme, 

tragen zur Qualitätssteigerung bei 

und verbessern die Leistung von Maschinen 

und Anlagen. Gemeinsam mit dem profunden 

Anwendungs-Know-how, maßgeschneiderten 

Service-Angeboten und neuesten 

Produktentwicklungen bietet SKF bedarfsgerechte 

Lösungen für die aktuellen Herausforderungen 

einer hoch automatisierten 

Produktion. 

www.skf.de 

04 Elektromechanischer Zylinder mit Rollengewindetrieb 

für präzises Nieten 

05 Mitlaufschmiersysteme sind selbst 

schon „kleine Roboter“ 



Schraubspindel für die Mensch-Roboter-Kollaboration 

Das Unternehmen SPN Schwaben Präzision präsentiert eine Schraubspindel für die 

Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Die Spindel kommt in Applikationen mit dem Kuka 

Leichtbauroboter LBR Iiwa zum Einsatz. Ziel ist es, Mitarbeiter von Schraubaufgaben zu 

entlasten, die eine ergonomisch ungünstige Körperstellung erfordern. Die gesamte 

MRK-Spindel weist ein Gewicht von 1,8 kg auf. Eingesetzt sind leistungsstarke Servomotoren 

mit maximal 25 000 UpM und die kleinste auf dem Markt befindliche Servosteuerung mit einem 

Motorspitzenstrom von 30 A, die über eine EtherCAT-Schnittstelle mit dem LBR kommuniziert. 

Dazu kommen Getriebe mit unterschiedlichen Übersetzungen für die einzelnen Drehmomentbereiche. 

An die Schraubspitze wurden zusätzliche Leitungen durchgeführt, um dort Sensorik 

zur Überwachung anzuschließen. An einem speziell angebrachten Gewinde werden mechanische 

Schutzhülsen befestigt. Sie sind häufig notwendig, um Mitarbeiter vor rotierenden Teilen 

und scharfen Kanten der Schraubspitze zu schützen. Um gefährliche Druckstellen zu 

vermeiden, sind alle Kanten am Schrauber verrundet. 

www.spn-hopf.de 

Neuer Standard 

zur Einbindung in 

Industrie 4.0 

Mit einer Multifunktionsschnittstelle 

birgt der 

Kraft-Momenten-Sensor F6D 

von IPR neue Möglichkeiten 

bei der Einbindung in die 

Applikationssteuerung. Er 

bietet vielfältigste Anschlussmöglichkeiten 

an aktuelle 

Feldbussysteme oder 

Roboter und eine einfache 

Implementierung von 

Industrie 4.0-Anwendungen. 

Mit hoher Genauigkeit misst 

er Kräfte und Momente im 

dreidimensionalen Raum. 

Mit den drei Größen F6D-80, 

F6D-100 und F6D-160 und 

Varianten aus Aluminium 

oder Edelstahl sind 

unterschiedliche Varianten 

für unterschiedlich große 

Anwendungen vorhanden – 

mit einer Traglast bis 300 kg. 

Durch den Sensor lassen 

sich aktiv Kraftregelmechanismen 

realisieren. Damit 

bietet die Komponente 

zahlreiche Einsatzmöglichkeiten, 

z. B. in der 

Messtechnik und 

Qualitätssicherung. 

www.iprworldwide.com

Jetzt auch in 

der Robotik 

Diese Vorteile bieten modellbasierte 

Regelungs- und Steuerungsprozesse 

Mirko Borich 

Obwohl die dynamische Model lierung 

in der theoretischen Forschung weit 

verbreitet ist, haben Entwickler und 

Hersteller von Industrierobotern sie 

als Verfahren zur Verbesserung der 

Regelungs- und Steuerungs eigenschaften 

bisher mehr oder weniger außer Acht 

gelassen. Dabei bietet sie zahlreiche 

Vorteile z. B. bei Leistungsproblemen, die 

bei Hochgeschwindigkeits-Delta-Robotern 

in Erscheinung treten können. Erfahren Sie 

hier, welche Vorteile dies genau sind. 

Mirko Borich ist softMC Project Manager bei 

Servotronix Motion Control in Petach Tikva (Israel) 

Die dynamische Modellierung von Robotern ist eine in wissenschaftlichen 

Kreisen seit vielen Jahren bekannte Methode und 

dient sowohl in der Robotik als auch in technischen Versuchszentren 

üblicherweise als Instrument zur Erforschung und Entwicklung 

humanoider Roboter sowie moderner Regelungs- und Steuerungsalgorithmen, 

Bewegungssimulationen und anderer wissenschaftlicher 

Fragestellungen und Lösungsansätze. Sie umfasst die Entwicklung 

mathematischer Formeln zur Beschreibung der dynamischen 

Eigenschaften des Roboters: Trägheit, Masse, Massenschwerpunkt 

und andere schwer zu messende Parameter. Dennoch wurden ihre 

Vorzüge häufig nicht entsprechend wahrgenommen und genutzt. 

Ziel: Verbesserte Regelung und Steuerung 

von Delta-Robotern 

Servotronix erkannte bereits vor Jahren, welches Potenzial die 

dynamische Modellierung für die Lösung von Leistungsproblemen 

bieten könnte, die bei einem Hersteller von Hochgeschwindigkeits- 

Delta-Robotern für die Halbleiterindustrie aufgetreten sind. Die in 

Handlingsystemen von Solar-Wafern eingesetzten Roboter mussten 

hohen Ansprüchen hinsichtlich Beschleunigung und Präzision 

genügen. Durch seinen konstruktionsbedingten fragilen Aufbau 

war der Delta-Roboter sehr bruchanfällig. Außerdem bestand das 

Risiko einer möglichen Kollision mit kostenintensiven Lasten und 

Werkstoffen, die hierdurch beschädigt werden konnten. 

Die Delta-Kinematik basiert auf mechanischen Parallelogrammen, 

die in einigen Systemen über Kugelgelenke mit der beweglichen 

Arbeitsplatte und den Oberarmen verbunden sind. Werden bestimmte 

Positionen oder Winkel überschritten, nimmt die Tragkraft, bei der 

es unweigerlich zum Bruch des Roboters kommt, drastisch ab. Dies 

bedeutet, dass der Roboter bei einer Kollision oder einem starken 

Stoß oder Ruck leicht zerstört werden kann. Noch komplizierter 

wird dieses Szenario dadurch, dass die Bruchgrenzen in der Regel 

bei ausgestreckten Roboterarmen und damit bei ohnehin größerer 

Kollisionsgefahr schneller erreicht werden. Bleibt eine solche Kollision 

nach dem Bruch des Roboters unentdeckt, nimmt das potenzielle 

Risiko weiterer Schäden im hohen Maße zu. 

Um all diese Nachteile und Risiken in den Griff zu bekommen und 

eine bessere Regelung und Steuerung von Delta-Robotern zu ge- 



währleisten, haben die Ingenieure bei Servotronix 

ein dynamisches Modell verwendet 

und perfektioniert, dessen Ursprünge in der 

wissenschaftlichen Forschung wurzeln. 

Universell einsetzbares 

Bewegungsmodell 

Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein Bewegungsmodell 

bzw. sind Algorithmen, die den 

Delta-Roboter beschreiben, wobei dies nur 

einen Teil der Komplexität der Lösung widerspiegelt. 

Das Modell ist universell einsetzbar. 

Die tatsächlichen Parameterwerte variieren, 

da Roboter sich hinsichtlich Größe 

und Gewicht unterscheiden. Auch wenn 

die Roboterkinematik gleich bleibt, ändern 

sich die physikalischen Eigenschaften. 

Selbst in ein und derselben Fertigungsserie 

können sich geringfügige Unterschiede in 

den physikalischen Eigenschaften der einzelnen 

Roboter und damit in deren Leistung 

ergeben. 

Nach erfolgter Modellierung des Robo tersystems 

müssen für die dynamischen Pa rameter 

präzise Werte ermittelt werden. Servotronix 

ist dies durch Entwicklung zusätzlicher 

Algorithmen und einen auto mati sierten 

Identifikationsprozess für kinematische und 

dynamische Parameter gelungen. Während 

einige Parameter, z. B. die geometrischen Abmessungen 

der Roboterarme, leicht zu messen 

und in die Formel einzubinden sind, werden 

andere Parameter, u. a. der Massenschwerpunkt 

jedes Roboterarms, dank der automatisierten 

Parameteridentifikation bestimmt. 

Im Verlauf des Identifikationsprozesses 

wird der Roboter willkürlich bewegt. Dabei 

werden die Werte der dynamischen Parameter 

über die Servotronix-Identifikationsal gorithmen 

bestimmt. Sowohl innere als auch 

äußere Faktoren wie Form, Werkstoff und Reibung 

fließen in die Berechnungen mit ein. 

Ausregelzeit reduzieren 

und Verschleiß erkennen 

Nach dem Erfolg der modellbasierten Regelung 

und Steuerung von Delta-Robotern 

entwickelte Servotronix dynamische Modelle 

auch für andere Robotertypen wie Scara- 

Roboter, 4-Achsen-Linearroboter und den 

5-Achsen-GSR-L (Galileo Sphere Robot 

Light). Das Unternehmen erkannte, dass 

die stetig steigenden Forderungen nach höherem 

Durchsatz, schnelleren Geschwindigkeiten 

und niedrigeren Kosten mithilfe 

der dynamischen Modellierung erfüllt 

werden konnten. 

Durch Einsatz der dynamischen Modelle 

konnten Kunden die Ausregelzeit reduzie 

ren und die trajektorenbasierte Bewegungsregelung 

und -steuerung verbessern. 

Ein Zusatznutzen dieser Lösung ist die 

Ver schleiß erkennung auf Grundlage der 

im Laufe der Zeit auftretenden Veränderungen 

der mechanischen Parameter, 

insbeson dere des Reibungskoeffizienten. 

Die modellbasierte Regelung und Steuerung 

ist nun ein integraler Bestandteil des 

Mehrachs-Motion-Controllers SoftMC. 

Seine Leistungsstärke basiert im Wesentlichen 

auf einem Echtzeit-Motion-Bus 

System. Dank der EtherCAT-Lösung kann 

der Mehrachs-Motion-Controller Antriebswerte 

im Millisekundenrhythmus aktualisieren. 

In jedem Muster sendet der Controller 

an den Antrieb und empfängt vom 

Antrieb Soll- bzw. Ist-Werte des Drehmoments 

sowie Standard-Positions und Geschwindig 

keitswerte. Der Controller ist in 

der Regel mit dem Servoverstärker vom 

Typ CDHD verbunden. Dieser kann so 

konfiguriert werden, dass das benötigte 

Drehmoment als zusätzlicher Wert, d. h. 

zusätzlich zu dem vom Antrieb selbst berechneten 

Drehmoment, empfangen wird. 

Optimierung des 

Roboterverhaltens 

01 Umsetzung des dynamischen Modells 

am 5-Achsen-GSR-L 

02 Die Mehrachs-Motion-Controller 

verfügen u. a. über eine modell basierte 

Regelung und Steuerung sowie 

Echtzeit-Motion-Bus EtherCAT 

Wie am Beispiel des Delta-Roboters deutlich 

wird, liegt der unmittelbare Nutzen der 

modellbasierten Regelung und Steuerung in 

der Kollisionserkennung und -vermeidung. 

Das Ergebnis ist ein verbesserter Schutz der 

Lasten, des Arbeitsbereichs und nicht zuletzt 

der Mitarbeiter. Kraftsensoren werden 

überflüssig. Dies vereinfacht die Systemauslegung 

und spart Kosten. 

Der bedeutendste Vorteil liegt jedoch in 

einem verbesserten Roboterverhalten und 

einer besseren Antriebsleistung. Die Bewegungsbahnen 

werden stark optimiert, 

da sich das zum Erreichen der vorgesehenen 

Positionen erforderliche Drehmoment 

präziser errechnen und regeln 

bzw. steuern lässt. Der benötigte Strom 

ist glatter, da er errechnet wird und 

nicht einfach das Ergebnis einer Rückkopplungsschleife 

ist. Dies verbessert 

auch die Geschwindigkeits regelung und 

reduziert Stromausschläge beziehungsweise 

Stromspitzen. 

Durch die Einschätzung der Drehmomente 

und Kräfte, die während der Bewegung 

auf den Roboter wirken, und die Vermeidung 

übermäßig hoher Drehmomente, 

kann die Robotergeschwindigkeit einfach 

und sicher erhöht werden. Gleichzeitig 

lassen sich Schwingungen und Ausregelzeiten 

reduzieren. Abschließend ist festzuhalten, 

dass die modellbasierte Regelung 

und Steuerung schnellere und präzisere 

Roboter bewegungen ermöglicht und den 

Durchsatz steigert. 

www.servotronix.com 



Eine clevere Lösung 

Neue Technologie ermöglicht schnelle Etikettierung von Flaschen 

Haim Monhait 

Intelligente Konstruktionswerkzeuge, moderne Steuerungstechnik, 

perfekt ausgelegte Servoachsen und ein effizientes Ethercat-Netzwerk 

sind die Voraussetzungen für eine schnelle Konstruktion von hochpräzisen 

Maschinen zur Etikettierung und Versiegelung von Flaschen. Aber was 

verbirgt sich genau hinter dieser Technologie? Lesen Sie mehr. 

Haim Monhait CEO ist Rami Simani-Application 

Dept. Manager bei Elmo Motion Control 

M 

it der Technologie der Elmo Motion 

Control GmbH für Maschinen zur 

Etikettierung und Versiegelung von Fla schen 

können bis zu 60 000 Etiketten pro Stunde 

aufgebracht werden. Trotz der hohen 

Geschwindigkeit arbeiten die Maschinen 

beson ders präzise. Die Fehlerrate ist gering. 

Die konstruktive Auslegung dieser Maschi 

nen ist deshalb anspruchsvoll, da die 60 

integrierten Antriebe des schnell rotierenden 

Rund läufers genau gesteuert werden müssen. 

Voraussetzungen für einen problemlosen 

Betrieb sind daher eine effiziente 

Energieübertragung und eine EtherCat-Netzwerkkommunikation 

über Schleifringe. 

Eine Maschine zur Etikettierung und Versiegelung 

von Flaschen kann nur dann 

schnell und problemlos laufen, wenn die 

komplexen und dynamischen Ecam-Bewegungen 

genau berechnet und gesteuert 

werden können. Diese Aufgabe übernehmen 

in den Maschinen die Bewegungsregler 

von Elmo, mit denen sich aufgrund 

der integrierten anspruchsvollen und 

komplexen Mechanismen Dutzende von 

Motoren und Antrieben steuern lassen, und 

das selbst dann, wenn die Maschine enor 



men Schwingungen, feuchten Um ge bungsb 

edingungen und extremen Temperaturen 

ausgesetzt ist. Außerdem müssen die empfindlichen 

Kommunikationsdaten über die 

Schleifringe schnell, exakt und fehlerfrei 

übertragen werden. Häufig erfordert dies 

einen mehrwöchigen Einsatz erfahrenen 

Fachpersonals und ist mit einem erheblichen 

Zeitaufwand verbunden. 

Software erleichtert 

Implementierung 

Die Steuerungssoftware 

kann einzelne 

Servoregler genau 

aufeinander 

abstimmen 

Durch den Einsatz intelligenter Steuerungssoftware, 

Elmo Application Studio II 

(EAS II), wird die Implementierung solcher 

Maschi nen erleichtert. Die Konstruktion 

der Maschinen gestaltet sich einfacher, 

damit verkürzt sich der Zeitaufwand für die 

Programmierung und Inbetriebnahme der 

Steuerung auf weniger als drei Tage. Die 

Tools des EAS II lassen sich in zwei Gruppen 

unterteilen: Mit den Konfigurations-Werkzeugen 

der ersten Gruppe stehen dem Nutzer 

viele Funktionalitäten zur Verfügung: 

Darunter u. a. die Konfiguration der Servoregler, 

die Ecam-Konfiguration, das Fehlermapping, 

die Netzwerkkonfiguration. Zur 

zweiten Gruppe zählen einige umfangreiche 

Programmier-Werkzeuge. Dazu zählen 

auch Bibliotheken und Bedienoberflächen. 

Da sich die Werkzeuge der beiden Gruppen 

optimal ergänzen, kann die Maschine 

innerhalb kürzester Zeit implementiert werden. 

In die Motoren der Maschine wird ein 

kompakter, leistungsstarker und robuster 

Servoregler der Reihe Gold Whistle integriert. 

Dadurch fällt die Konstruktion des 

Rundläufers einfacher aus. Der Servoantrieb 

braucht nur wenig Platz und zeichnet sich 

durch ein geringes Gewicht aus. Als Verdrahtung 

sind nur noch der DC-Bus und ein 

EtherCat-Kabel erforderlich. Damit kann 

auch die Größe des Schaltschrankes verringert 

werden. Durch den reduzierten Verdrahtungsaufwand 

werden etwaige elektromagnetische 

Störungen eliminiert, der Antrieb 

erweist sich als störfest. 

Die kompakten Servoregler des Typs Gold 

Whistle sind für hohe Bandbreiten und kurze 

Reaktionszeiten ausgelegt. Sie bieten – 

selbst bei nicht-linearen hochauflösenden 

Systemmechaniken – eine gute Leistung. 

Dies ermöglicht einen schnellen, stabilen 

und fehlerfreien Maschinenbetrieb bei 

gleichzeitig hohem Durchsatz. Die 60 Servo 

antriebe werden vom Maestro, Elmos 

Multiachs-Controller, gesteuert. Dieser 

überwacht die komplette Etikettierung und 

Versiegelung der Flaschen. Mit dieser Multiachs-Steuerung 

lässt sich selbst das komplexeste 

Bewegungsszenario noch mit hoher 

Präzision ausführen. Für eine schnelle 

Etikettierung und Versiegelung der Flaschen 

sorgt ein Rundläufer mit 60 Drehtellern. 

Die Zuführung und Vereinzelung der 

Flaschen findet in der Anlage automatisch 

statt. An jedem einzelnen Drehteller des 

Rundläufers ist ein leistungsfähige, platzsparende 

Duet von Elmo angebracht. Bei 

diesen integrierten Motor-Servoantrieben 

wird ein Servomotor mit einem Servoregler 

in einer Einheit kombiniert. Aufgrund der 

Bauweise des Rund läufers kommt den 

Duets eine entschei dende Bedeutung zu: 

Durch die direkte Kupplung am Rundläufer 

wird eine präzise Maschinen bewegung 

während der Bilderfassung der Kamera 

sichergestellt. 

Die Duets nutzen die volle Leistung der 

EtherCat-Netzwerkkommunikation. Die 

Steuerungssoftware verfügt über vielfältige 

Funktionalitäten und ist damit das richtige 

Werkzeug, um die einzelnen Servoregler 

genau aufeinander abzustimmen. Dadurch 

können alle Bewegungen der Maschine 

mit Präzision und kurzen Reaktionszeiten 

erfolgen. Durch den Einsatz der EAS II Software 

kann der Servoantrieb eines jeden 

beliebigen Motors an jeder Mechanik optimale 

Leistungswerte erbringen. Automatisierte 

Tuning-Werkzeuge helfen Schwächen 

der Mechanik in wenigen Minuten zu 

überwinden. Die Duet-Lösung muss so 

robust sein, dass sie selbst den Schwingungen 

des Rundläufers standhält. Aufgrund 

der Minimalverkabelung kommt es bei 

dieser Lösung nur zu geringfügigen elektromagnetischen 

Störungen, EMI und RFI 

sind niedrig. Zusammen mit der seriellen 

Verdrahtung des EtherCat-Netzwerks eignet 

sich die Lösung deshalb für mehrachsige 

Bewegungsszenarien mit einer hohen Anzahl 

von Achsen. 

Maestro steuert 

Flaschendrehung 

In der Maschine sind vier High-Speed 

Kameras fest installiert. Sobald eine Flasche 

eine Kameraeinheit passiert, wird ein Bild 

erstellt und an den Hostcomputer übertragen. 

Der Hostcomputer wiederum verarbeitet 

die Bilddaten weiter und errechnet so 

unter Verwendung eines Bildverarbeitungsalgorithmus, 

an welcher Stelle genau das 

Etikett aufzubringen ist. Die für die Etikettierung 

notwendige Flaschendrehung wird 

vom Maestro gesteuert. Dieser legt fest, wo 

das Etikett platziert werden soll und gleicht 

diese Information mit den Daten des Ecam- 

Werkzeugs ab. Erst im Anschluss findet die 

eigentliche Etikettierung statt. Durch die 

Verbindung aus Ecam-Werkzeug und Maestro 

kann ein einwandfreier Betrieb der 

Etiket tiermaschine sichergestellt werden. 

Alle Slaves entsprechen den im DS402 Standard 

definierten Vorgaben. Der Multiachsen-Controller 

und die Steuerungssoftware 

EAS II ermöglichen hohe Interpolationslevel 

und damit fließende, präzise Bewegungen 

mit einer minimalen Anzahl von Ecam- 

Punkten. 

Wird die Software in Verbindung mit Elmos 

EMBL (Elmos Motion Blocks libraries) 

eingesetzt, können die Ecam-Bewegungen 

einfach und schnell berechnet und geprüft 

werden. Dadurch ist die Maschine bereits 

innerhalb weniger Tage einsatzbereit. Bei 

einer modernen Interpolation werden 

mehrere Slaves einfach als Zusatzfunktion 

zum Master hinzugefügt. Anschließend 

findet nur noch die Interpolation zwischen 

den unterschiedlichen Positionen statt. Die 

EMBLs bilden eine gute Ergänzung zur 

EAS II-Software. 

www.elmomc.com 


Hilfe für 

den Roboterarm 

Wie Hexapoden neue Möglichkeiten für die 

Automobilindustrie eröffnen 

Doris Knauer, Ellen-Christine Reiff 

Während Hexapoden lange als Exoten in der Automatisierung galten, bestätigen 

erste Anwendungen die Fähigkeiten der parallelkinematischen sechs achsigen 

Positioniersysteme. Da sie über Feldbus-Interfaces direkt mit SPS- oder 

CNC-Steuerungen kommunizieren können, lassen sie sich einfach in die 

Automatisierungsumgebung integrieren. So können sie z. B. klassische 

Industrieroboter ergänzen oder bei teilauto matisierten Abläufen mit dem 

Werker zusammenarbeiten. 

Doris Knauer ist Fachredakteurin bei Physik 

Instrumente (PI) GmbH & Co. KG und 

Ellen-Christine Reiff M.A. ist Fachautorin beim 

Redaktionsbüro Stutensee 

Die Modellpaletten bei den Autobauern 

wachsen wieder. Vor allem die deutschen 

Premiumhersteller entdecken die 

Indi vidu alisierung ihrer Produkte, um sich 

am Markt zu differenzieren. Das Auto wird 

zum Smartphone auf Rädern. Da sich die 

Kundenbedürfnisse schnell verändern, verkürzen 

sich auch die Entwicklungs zeiten. 

Neue Modelle müssen früher auf den Markt 

und Updates schneller folgen. Zulieferer 

und Automobilbauer setzen daher auf eine 

neue Generation von Automatisierung. 

Hexa poden als hochpräzise, parallelkinematische 

Positioniersysteme können hierzu 

wesentlich beitragen. Die Roboter besitzen 

Stellwege von wenigen bis hin zu einigen 

100 mm. Sie können selbst tonnenschwere 

Lasten mikrometergenau positionieren 

und eignen sich somit für das präzise 

Handling kleinster Bauteile ebenso wie für 

die Posi tionierung ganzer Karosserieteile. 

Darüber hinaus können sie ohne zusätzlichen 

Sicher heitsaufwand direkt mit dem 

Werker zusammenarbeiten. 

Präzise Positionierung und 

höhere Dynamik 

Die Automobilindustrie kennt die Vorzüge 

der Parallelkinematik schon lange. So nutzte 

z. B. das Unternehmen Dunlop bereits im 

frühen 20. Jahrhundert die Hexapod-Technik, 

um Autoreifen zu testen. Dr. Eric Gough, 

der Vater der Hexapoden, arbeitete damals 



01 Für die Steuerung des Hexapodsystems lassen sich alle Funktionen der 

SPS-Standardsprache verwenden; es ist keine proprietäre Sprache notwendig 

bei dem Reifenhersteller in Birmingham. 

Doch nicht nur die OEMs haben die neue 

Form der Robotik für sich entdeckt. Auch 

First Tier-Supplier nutzen die Technik. Sie 

verbauen Hexapoden u. a. in Koordinatenmessmaschinen 

zur Kalibrierung von 

Schein werferlampen, um damit den hohen 

Anforderungen an Präzision gerecht zu 

werden. Andere setzen auf die Technik 

beim Prototypenbau, bei der hochpräzisen 

Bearbeitung komplexer Bauteile oder bei 

kontaktlosen Verfahren wie dem Laserschweißen. 

Auch in den Produktionslinien 

haben Hexapoden Einzug gehalten. So können 

sie beispielsweise im Zusammenspiel 

mit dem klassischen Industrieroboter ein- 

gesetzt werden und gleichen durch präzises 

Bewegen und Positionieren Ungenauigkeiten 

des Roboterarms aus. 

Hexapoden positionieren präziser, als das 

mit den seriellen, also gestapelten, Systemen 

der klassischen Robotik möglich ist. Da bei 

Hexapoden alle sechs Aktoren unmittelbar 

auf die gleiche Plattform wirken, können 

sich keine Führungsfehler addieren. Zu der 

präziseren Bewegung kommen weitere 

Merkmale wie die geringere bewegte Masse, 

da nur die Plattform bewegt wird und nicht 

die Positioniersysteme für andere Achsen. 

Daraus ergeben sich eine höhere Dynamik, 

eine bessere Bahntreue und Wiederholund 

Ablaufgenauigkeit für alle Bewegungs- 

02 Hexapoden erleichtern beim 

Prototypenbau die hochpräzise Bearbeitung 

komplexer Werkstücke


03 Hexapoden eignen sich für das präzise Ausrichten von 

Scheinwerferlampen in einer Koordinatenmessmaschine 

achsen. Weil es keine geschleppten 

Kabel gibt, ist die 

Präzision nicht durch Reibung oder Momente 

eingeschränkt. Außerdem sind die 

Hexapoden sehr kompakt. Das vereinfacht 

z. B. auch Sicherheitsschaltungen, 

da sich der Hexapod nur innerhalb eines 

vergleichsweise überschaubaren Arbeitsraums 

bewegt. 

Hexapodsystem als intelligenter 

Multi-Achs-Antrieb 

Durch die direkte Anbindungsmöglichkeit 

an die Steuerung über Feldbusschnittstellen 

lassen sich die Hexapoden praktisch in 

jeden Automatisierungsverbund integrieren 

und die Taktsynchronisierung mit anderen 

Automatisierungskomponenten ist leicht 

realisierbar. Anwender müssen sich in der 

Praxis nicht mit der Parallelkinematik und 

ihrer komplexen Transformationsalgorithmus 

auseinandersetzen. Ein digitaler Controller 

übernimmt die Berechnungen und 

steuert die einzelnen Motoren in Echtzeit 

an. Verschiebungen und Drehungen der 

Plattform werden einfach in kartesischen 

Koordinaten kommandiert. Eine wesent liche 

Eigenschaft der Hexapoden ist die Möglichkeit, 

sowohl Lage und Ausrichtung des Bezugskoordinatensystems 

als auch den Pivotpunkt 

komfortabel per Software anzupassen. 

Um eine optimale Anpassung der Trajektorie 

an die Applikationserfordernisse zu 

gewährleisten, ist es möglich, verschiedene 

Koordinatensysteme zu definieren, beispielsweise 

Work- und Toolkoordinatensysteme, 

die sich auf die Lage des Werkstücks oder 

des Werkzeugs beziehen. Für die Steuerung 

des Hexapodsystems lassen sich alle Funktionen 

der SPS-Standardsprachen verwenden, 

es ist somit keine proprietäre Sprache 

notwendig. Die Steuerung kommuniziert 

mit dem Hexapoden über ein Standard- 

Protokoll. Hierzu stehen neben RS232 und 

TCP/IP auch Feldbus-Protokolle wie Ether 

CAT und Profinet zur Verfügung. Das Hexapod-System 

verhält sich dann am Bus wie 

ein intelligenter Multi-Achs-Antrieb, wobei 

zusätzlich zu der Hexapodmechanik noch 

bis zu zwei weiteren Achsen angesteuert 

werden können. 

Software erleichtert die 

Projektierung 

Das Unternehmen PI liefert die digitalen 

Motion Controller mit einem Softwarepaket, 

das alle Anwendungsaspekte abdeckt – angefangen 

bei der Inbetriebnahme und der 

komfortablen Ansteuerung der Systeme über 

grafische Oberflächen bis zur schnellen 

und übersichtlichen Einbindung in externe 

Programme. 

Ein virtueller Controller ermöglicht es, Anwendungsprogramme 

zu entwickeln, ohne 

dass alle Komponenten bereits vor Ort sind. 

Mithilfe von Simulationswerkzeugen lässt 

Zulieferer und Automobilbauer setzen auf eine neue 

Generation von Automatisierung – Hexapoden 

sich u. a. der Arbeitsraum berechnen oder es 

können Objekte eingebunden werden, um 

Kollisionen zu vermeiden. Entwicklungs- 

Bibliotheken und Beispielanwendungen 

erleichtern die Umsetzung. Eine mobile 

App ermöglicht die drahtlose Überwachung 

und Steuerung. 

www.physikinstrumente.de 



Getriebe mit größtmöglicher Hohlwelle 

Eine Getriebeserie mit bis zu 60 % des Außendurchmessers ohne 

Einschränkung der Drehmomentkapazität ist die Iridium Line von 

Harmonic Drive. Sie basiert auf der Wave Plus-Technologie, bei 

der Nadellager im Wave Generator eingesetzt werden, welche 

speziell für größtmögliche Hohlwellen entwickelt wurden. Die 

Getriebe haben eine Komplettlänge von 19 bis 61 mm und 

Außendurchmesser zwischen 50 und 195 mm. Beschleunigungsdrehmomente 

bis 1 300 Nm sind mit Hohlwellendurchmessern 

bis 115 mm möglich. Die Getriebe werden auch als Getriebekomponente 

und mit kundenspezifischer Abtriebslagertechnik 

entwickelt. Der Hersteller bietet dafür Lösungen von einfachen 

Kundenschnittstellen bis zu vollständigen Servosystemen mit 

Feedback- und Kontrollelektronik an. Die Getriebe können bei 

extremen Belastungen mit herstellereigenem Fett oder Öl 

geschmiert werden, um die Flexibilität zu erhöhen. So können sie 

bei Temperaturen von unter −50 bis über +200 °C eingesetzt 

werden. 

www.harmonicdrive.de 

Highspeed-Linearmotorachse für 

horizontale und vertikale Positionierung 

Zur Highspeed-Positionierung kleiner bis mittlerer Lasten hat 

Hiwin eine neue Generation der LMV-Linearmotorachsen 

entwickelt: Durch die kompakte 

Bauform, die Reduzierung der 

bewegten Massen und den Einsatz 

neuer Linearmotoren aus der 

LMSA-Baureihe spielen die hochdynamischen 

LMV-Linearmotorachsen ihre 

Leistungsfähigkeit gleichermaßen bei 

horizontalen und vertikalen Positionieranwendungen 

aus. Ein verschleißfreier 

Gewichtsausgleich mit magnetischer 

Konstantkraftfeder sorgt bei vertikaler 

Positionierung für dynamische 

Eigenschaften. Zudem gewährleisten 

die integrierten QE-Profilschienenführungen 

mit SynchmotionTM- 

Technologie Spielfreiheit, gute Gleichlaufeigenschaften 

bei minimaler 

Geräuschentwicklung und verlängerte 

Nachschmierintervalle. Durch ihre hohe Beschleunigung und 

Verfahrgeschwindigkeit erzielen die Linearmotorachsen kürzeste 

Zykluszeiten. Die anschlussfertigen Einheiten weisen darüber 

hinaus eine hohe Leistungsdichte und eine hohe mechanische 

Stabilität auf. 

www.hiwin.de 

Höchste Qualität aus unseren Produktionsstandorten 

in Tschechien und der Schweiz 

Standort in Tabor, Tschechien 

Seriengrösse 500 bis 100 000 

Futterdrehen bis Ø 320 mm 

Fräsen 3 / 4 / 4 + 1 Achsen 

Baugruppenmontage 

Honen 

Gleitschleifen 

Verrechnung in Euro möglich 

25 CNC Bearbeitungszenter 

Ypsotec s.r.o. // Vozicka 2604 // 

CZ-39002 Tabor // 

www.ypsotec.com 

Standort in Grenchen, Schweiz 

Seriengrösse 1 000 bis 1 Mio. 

Langdrehen Ø 2 – 32 mm 

Kurzdrehen bis Ø 65 mm 

Fräsen 5 Achsen Simultan 

Fräsen 3 / 4 Achsen 

Laserbeschriften 

Laserschweissen 

Baugruppenmontage 

Rundschleifen 

Gewinderollen / Walzen / Rollieren 

70 CNC Bearbeitungszenter 

Ypsotec AG // Adolf Furrer Strasse 7 // 

CH-2540 Grenchen // 

www.ypsotec.com 

Ypsotec.indd 1 06.05.2016 07:55:56 



Nummer ganz 

sicher 

Stoßdämpfer schützen Sicherheitsventile 

für Raffineriekompressoren 

Robert Timmerberg 

Überdruck in Raffinerierohren kann zu 

katastrophalen Folgen führen. Im unwahrscheinlichen 

Fall eines Überdrucks sind 

Sicherheitsventile deshalb in Bruchteilen 

von Sekunden zu öffnen. Der Einsatz von 

elektrischen Antrieben und Bremsen 

verbietet sich jedoch meist. Pneumatische 

Antriebe sind normalerweise zu langsam. 

Erfahren Sie, wie 450 g schwere 

Stoßdämpfer das Problem lösen. 

Der vorliegende Einsatzfall führt uns in 

eine Raffinerie nach Yanbu in Saudi-Arabien, 

wo Gas mit hohem Druck komprimiert 

und mit hohen Temperaturen durch Rohrleitungen 

geschickt wird. Auch wegen der 

Entzündbarkeit des zu transportierenden 

Mediums verdichten explosionsgeschützte 

Kompressoren das Gas und verflüssigen es. 

Die Kompressoren sind dafür da, den Druck 

in den Rohren zu regulieren: Ist der Druck zu 

niedrig, schalten sie ein, ist der Druck zu 

hoch, schalten sie ab oder in den Freilauf. 

Damit die Kompressoren den gewünschten 

Arbeitsdruck möglichst gleichmäßig aufrechterhalten 

und zugleich optimal gegen 

Überdruck geschützt sind, hat das Unternehmen 

Doedijns Group International (DGI) 

pneumatische Aktuatoren entwickelt und 

hergestellt. Falls die Pneumatiksteuerung 

ausfällt oder beschädigt wird, wurden zur 

Sicherheit der Anlage Extra-Akkumulatoren 

für die Erzeugung von zusätzlichem Volumen 

entwickelt und verbaut. Zudem kommen 

hydraulische Industriestoßdämpfer von ACE 

zum Einsatz. Letztgenannte haben in der 

Konstruktion die Aufgabe, die Energie aufzunehmen, 

die im Falle von Überdruck durch 

das Öffnen der Sicherheitsventile entsteht. 

Die Stoßdämpfer bremsen dabei zuverlässig 

die Kolbenstangen der Pneumatikzylinder, 

die für das Öffnen zuständig sind. 

50 Mal schnellere 

Öffnungs zeiten 

Das Besondere an der Konstruktion ist das in 

ihr für den Notfall realisierte Öffnungstempo. 

Denn normalerweise öffnet ein Antrieb für 

Drosselklappen mit einem Tempo von einer 

Sekunde pro Zoll. Beim Yanbu Raffinerie- 

Projekt sind die Ausmaße der Pipelines und 

damit auch die der benötigten Ventile der 

Drosselklappen jedoch sehr groß. Exakt formuliert 

sind sie 24 Zoll groß. Damit wäre das 

Sicherheitsventil also erst nach 24 s geöffnet. 

Es erscheint logisch, dass ein solch träges 

Sicherheitsventil im Notfall zu langsam funktioniert. 

In der Tat muss die Geschwindigkeit 

rund 50 Mal schneller sein. Damit ist das 

Kern problem umrissen, dem sich die Ingenieure 

bei der Konstruktion gegenübersahen. 

Cees Knuist, bei Doedijns als Manager für die 

Ventilautomation zuständig, verdeutlicht: 

„Der anzunehmende Notfall trifft zwar so gut 

wie nie ein, aber ein einzelner Vorfall würde 

genügen, um die gesamte Konstruktion 

buchstäblich zu zerreißen.“ Nun hätten die 

Niederländer von DGI aber nicht den Ruf, 

einer der weltweit führenden Anbieter für 

hydraulische und pneumatische Lösungen 

in der Öl- und Gasindustrie sowie in der 

mari timen Industrie zu sein, wenn sie für 

solche Probleme keine Lösungen zur Hand 

Robert Timmerberg M.A. ist Fachjournalist aus 

Düsseldorf und Mitinhaber der plus2 GmbH, 

Agentur für Kommunikation 

01 Die Pneumatiksteuerung im Aktuator hat 

die Aufgabe, die 24-Zoll-große Drosselklappe 

binnen einer halben Sekunde zu öffnen 

02 Industriestoßdämpfer von ACE bremsen 

die Kolbenstangen der Pneumatikzylinder 


Industriestoßdämpfer erfüllen hohe Ansprüche 

Das Geheimnis der Dämpfer verbirgt sich im Inneren. Denn egal, ob als selbsteinstellende 

oder einstellbare Elemente, egal, ob aus Stahl oder Edelstahl: Alle 

Elemente dieser Serie sind mit moderner Dämpfungstechnik ausgestattet. Versehen 

mit einem gehärteten Führungslager und einem integrierten Festanschlag haben sie 

auch in schwieriger Umgebung eine lange Lebensdauer. Ein wichtiger Vorteil für 

Konstrukteure sind ihre hohen Energieaufnahmen bei kompakter Bauform. Dabei sind 

sie dafür konzipiert, effektive Massen zwischen 3 kg und 63 700 kg zu ver zögern. Dies 

gilt für Standardfälle und Dauereinsatz. Werden sie hingegen als Notstopper nur 

gelegentlich beansprucht, lassen sich diese Werte noch deutlich überschreiten. Das 

Ganze erfolgt bei einem Eigengewicht von nur 0,45 kg bis 5,1 kg, je nach Ausführung 

und in den Gewindegrößen M33, M45 und M64. 

hätten. Dabei kommt es DGI zu Gute, dass 

die Gruppe nicht nur als Produzent fungiert, 

sondern im Firmenverbund auch Distri 

butions auf gaben übernommen werden. Auf 

diese Weise erweitert sich die Bandbreite 

effektiver Lösungen noch einmal, indem 

man kompetente Zulieferunternehmen als 

Projektpartner hinzuzieht. In diesem Fall 

brachte einmal mehr die langjährige Partnerschaft 

der Doedijns Hydraulics B. V. aus 

Waddinxveen mit den Vertriebsbeauftragten 

der ACE Stoßdämpfer GmbH für die Benelux- 

Länder das gewünschte Ergebnis. Denn mit 

Hilfe von Magnum Industriestoßdämpfern 

konnte nicht nur ein maßgeschneiderter, 

sondern auch ein funktionssicherer pneumatischer 

Antrieb entwickelt werden. 

Stoßdämpfer passgenau 

eingesetzt 

Die Pipelinerohre und ihre Kompressor 

Pakete waren klar definiert. Dies hatte zur 

Folge, dass auch der zur Verfügung stehende 

Platz für die Sicherheitsventile vorgegeben 

Aufprallkopf 

Kolbenstange 

Rückstellfeder 

Einstellsegment 

Front 

Festanschlag 

Dichtungspaket 

Führungslager 

Membranspeicher 

Kolben 

Kolbenring 

Druckhülse mit 

Drosselbohrungen 

Einstellhülse 

Außenkörper 

Gewindestift (MA/ML64) 

massiver Körper ohne 

Sicherungsring 

Einstellsegment Boden 

und vor allem begrenzt war. Dies hatte entsprechende 

Auswirkungen auf Auslegung 

und Auswahl der betreffenden Dämpfungselemente. 

So kommt es, dass die verwendeten, 

einstellbaren Industriestoßdämpfer von 

ACE mit der Typbezeichnung MA3325EUM 

in diesem Fall quasi als reine Notstopper fungieren, 

da ihre Aufgabe allein darin besteht, 

die Kolbenstange des Pneumatikzylinders 

abzubremsen, wenn sich die Ventile im Notfall 

binnen einer halben Sekunde zu öffnen 

haben. Während dieses Vorgangs trifft die 

Stange des Luftzylinders mit voller Wucht auf 

die vorne und hinten im Zylinder eingesetzten 

Dämpfer. Diese müssen dann in der Lage 

sein, die sich horizontal bewegende Kolbenstange 

zu bändigen. Die Stoßdämpfer aus der 

Magnum-Serie fungieren bei diesem Vorgang 

jeweils als letzter Mann, wenn z. B. der 

Kompressor bei Überdruck nicht von selbst 

abschaltet. Würde das Sicherheitsventil der 

Konstruktion nicht effizient geöffnet, käme 

es unter Umständen zu einem Domino 

Effekt: Zunächst könnten Pneumatikzylinder 

und Kompressor zerstört werden, Gas könnte 

austreten und möglicherweise alle übrigen 

Systemkomponenten gefährden. Zudem bestünde 

durch das eventuelle Explodieren des 

Gas-Luftgemischs große Gefahr für Personen, 

weitere Anlagen in der Umgebung und die 

Umwelt am Golf von Arabien. Bedenkt man 

die immense Negativbilanz eines einzigen 

Zwischenfalles, ist nachvollziehbar, dass man 

bei Doedijns auf „Nummer sicher“ gegangen 

ist. Kein Wunder, dass Cees Knuist mit der 

gefundenen Lösung hochzufrieden ist: „Wir 

freuen uns, die Aktuatoren für dieses Projekt 

beisteuern zu können. Doedijns Slogan „Engineering 

your ambitions“ passt perfekt zu 

diesem Projekt. Für unseren Kunden gab es 

bezüglich der Aktuatorgeschwindigkeit echte 

Herausforderungen. Dank unserer langjährigen 

Erfahrungen in der Ventilautomation 

haben wir diese Lösung entwickeln können 

und wurden vom Betreiber Saudi Aramco 

mit dem Auftrag ausgezeichnet.“ 

Fotos: ACE Stoßdämpfer GmbH und Doedijns B.V. 

03 Für Aufgaben wie in Saudi-Arabien 

stehen Industriestoßdämpfer von ACE aus der 

Magnum-Serie zur Verfügung 

www.ace-ace.de 

www.doedijns.nl


Schärfere Abbildung durch 

blaue Laserlinie 

Messungen von kleinsten Objekten mit höchster Auflösung sind 

mit dem Laser-Profil-Scanner Scan Control 29xx-10/BL von 

Micro-Epsilon möglich. Er ist mit einer blau-violetten Laserdiode 

ausgestattet und projiziert eine Laserlinie mit 10 mm Länge bei 

einer Profilauflösung von 1 280 Punkten auf das Messobjekt. 

Daraus ergibt sich ein Punktabstand von 7,8 µm. Dadurch löst er 

mehr als doppelt so hoch auf wie die bisherigen Laserscanner mit 

25 mm Messbereich. Im Vergleich zum roten Laser lässt sich die 

blaue Laserlinie wesentlich schärfer abbilden. Das Licht dringt 

nicht in das Messobjekt ein und weist eine bessere Stabilität auf. 

Systeme und Komponenten 

für die Automatisierung 

Baumüller präsentiert auf der Automatica sein Angebot an 

effi zienten Umrichtern und Motoren, inklusive Steuerungstechnik, 

Softwarebaukasten und Services für skalierbare und 

wirtschaftliche Komplettsysteme. Bei all seinen Neu- und Weiterentwicklungen 

hat Baumüller Zukunftsfähigkeit und damit auch 

Industrie 4.0 im Fokus und kann so vernetzbare Komponenten, 

Systeme und Servicekonzepte bieten. Unter anderem wird am 

Beispiel eines sechsarmigen Schweißroboters gezeigt, wie 

Roboteranwendungen höchste Präzision erreichen können. 

Durch den Einsatz von der Steuerungs- und Regelungstechnik des 

Glühende oder auch organische Objekte können dadurch zu verlässiger 

vermessen werden. Anwendung findet der Laser-Profil- 

Scanner z. B. in der Feinmechanik, im Elektronikbereich, in der 

Medizin oder der Fertigung von Präzisionsteilen. Er kommt z. B. 

bei der Herstellung von Tablets, Smartphones oder USB-Steckern 

zum Einsatz. 

www.micro-epsilon.de 

Herstellers konnten Dynamik und Präzision und damit die 

Qualität beim Endkunden deutlich verbessert werden. Mit den 

passenden Softwarebausteinen, effizienten Komponenten wie 

z. B. dem neuen Mehrachsregler B Maxx 5800 und seinem 

umfangreichen Safety-Konzept will der Automatisierer alles 

bieten, was fortschrittliche Roboterlösungen erfordern. 

www.baumueller.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: Eva Helmstetter, 

Tel.: 06131/992-371, E-Mail: e.helmstetter@vfmz.de, 

Ulla Winter, Gisela Kettenbach, Melanie Lerch 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

Anette Fröder, Doris Buchenau, Anna Schätzlein, 

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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Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen. 

Mitglied der Informations-Gemeinschaft 

zur Feststellung der Verbreitung von 

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin. 



Flexiblere Prüfstände durch elektromechanische Komponenten 

ANT hat Prüfstände entwickelt, um praxisorientierte Belastungszyklen für Stoßdämpfer zu simulieren. 

Anstelle von Servohydraulik kommen dabei elektromechanische Komponenten zum Einsatz. 

Hochdynamische Servomotoren erzeugen in Verbindung mit integrierten Kugelgewindetrieben in 

Schnellhubgetriebe alle benötigten Belastungs- und Bewegungszyklen. Dadurch lassen sich unter 

anderem Kosten einsparen, da der Konstruktions- und Montageaufwand geringer ausfällt. Zudem sind die Antriebssysteme frei 

programmierbar und parallel laufende Achsen lassen sich einfach synchronisieren. Die Elektromechanik eignet sich zudem für den 

Einsatz im Lebensmittelbereich. Hubkräfte bis 30 000 N und Geschwindigkeiten bis zu 1 m/s erschließen den Schnellhubgetrieben 

weite Einsatzgebiete in der Handhabungstechnik sowie im Maschinenbau. 

www.ant-antriebstechnik.de 

Applikationsspezifische Systemlösungen 

Dünnringlager und Lineartechnik stehen im Fokus bei Rodriguez auf der Automatica, zudem 

appli kationsspezifische Systemlösungen aus dem Bereich Lineartechnik und Wälzlager. 250 Reali-Slim- 

Dünnringlager von Kaydon in zölligen und metrischen Abmessungen bietet das Unternehmen an. 

Jede Serie basiert auf einem einzigen Querschnitt, der auch mit steigendem Bohrungsdurchmesser 

konstant bleibt. So können Vollwellen durch Hohlwellen ersetzt werden. Der Innenraum der hohlen 

Welle bietet Raum für Komponenten. Aus der Lineartechnik 

werden Rundführungen, Gewindetriebe, Linearmotoren mit 

Zubehör sowie lineare Komplettsysteme vorgestellt. Hier findet 

sich, für nahezu jede Bewegungsaufgabe, die passende Technik, 

wobei die einzelnen Komponenten miteinander kombinierbar sind. Einbaufertige Baugruppen aus 

den Bereichen Präzisionslager und Lineartechnik basieren auf den Wälzlagern und Lineartechnik- 

Komponenten von Rodriguez, kombiniert mit einem Rundumservice für die Lagermechanik. 

www.rodriguez.de 

© creart.de 

Motoren nach Maß… 

Drehstrommotoren IP 55 

IE 1, IE 2, IE 3 

Permanentmagneterregte 

Drehstrommotoren 

Drehstrommotoren IP 23 

Drehstrom- 

Schleifringläufermotoren 

Drehstrom-Servomotoren 

Frequenzregelbare 

Drehstrommotoren 

Wassergekühlte Drehstrommotoren 

Einphasenmotoren 

Fahr- und Hebezeugmotoren 

Flachmotoren 

Gleichstrommotoren IP 44/23s 

Positionierantriebe 

Reluktanzmotoren 

Schiffsmotoren 

Tauchmotoren 

Topfmotoren 

Außenläufermotoren 

EMOD Motoren GmbH · Elektromotorenfabrik 

Zur Kuppe 1 · 36364 Bad Salzschlirf · Germany 

Fon: +49664851-0 · Fax: +49664851-143 

info@emod-motoren.de · www.emod-motoren.de 

…die treibende Kraft


Breites Produktsortiment linearer 

Bewegungstechnik 

Hepco Motion bietet ein vielfältiges Produktsortiment im Bereich 

der linearen Bewegungstechnik. Unter anderem stellt das 

Unternehmen das Hepco Motion Führungssystem für das 

Beckhoff XTS vor. Die Führungssysteme PRT2 und 1-Trak bieten 

zusammen mit dem linearen Transportsystem eine robuste 

Lösung für XTS-Anwendungen mit komplexen Bewegungsprofilen. 

Die Herstellungsprozesse in vielen Fertigungsstätten 

lassen sich damit optimieren. Das Linearsystem GV3 wiederum 

arbeitet in rauen Umgebungen zuverlässig und wird häufig in der 

Lebensmittelindustrie eingesetzt. Das V-Führungssystem wird zur 

Kontrolle linearer, umlaufender und kontinuierlicher 

Bewegungen eingesetzt. Ein weiteres Produkt ist das 

DTS2-angetriebene Ovalsystem für Anwendungen mit hoher 

Positioniergenauigkeit. 

www.hepcomotion.com 

Bruno Volkmann Elektromaschinenbau GmbH 

Potsdamer Str. 16 

14550 Groß Kreutz 

Tel.: +49 (0) 332 07 323 26 

Fax: +49 (0) 332 07 322 82 

Zimmer Group bringt Low-Price-Greifer 

auf den Markt 

Die Zimmer Group hat ihr Lieferprogramm an kostengünsti gen 

und dennoch robusten Automatisierungskomponenten weiter 

ausgebaut. Die neue Greiferserie GPP1000 mache mit seinem 

günstigen Preis eine besonders wirtschaftliche Produktion 

möglich und biete bei einer Greifkraft von 100 N die Auswahl 

zwischen drei verschiedenen Hüben, von 4, 8 und 16 mm pro 

Backe, so der Hersteller. Im Auslieferungszustand ist der 

einfachwirkende Greifer über die Rückstellfeder drucklos 

geöffnet und kann zum Außengreifen eingesetzt werden. Mit 

ein paar einfachen Handgriffen lässt er sich aber so umrüsten, 

dass die Backen im drucklosen Zustand geschlossen sind. 

Damit kann der Greifer auch für das Innengreifen genutzt 

werden. Zur Positionsabfrage können Magnetfeldsensoren 

verwendet werden, für die auf jeder Greiferseite eine 

Führungsnut zur Verfügung steht. Die Greifer werden mit 

einem glasfaserverstärkten Greifbackensatz und dem 

erforderlichen Anschraubmaterial ausgeliefert, es lassen sich 

aber auch kundenspezifische Backen einsetzen. Über eine 

optionale Adapterplatte kann er 

sowohl an das Zimmer MCS als 

auch an alle marktüblichen 

Profilschienensysteme 

angebunden werden. Um die 

Greifer nahtlos in die vorhandenen 

Maschinen und Anlagen 

einfügen zu können, kann über 

eine optionale Adapterplatte die 

Kompatibilität mit den 

wichtigsten Profilschienensystemen 

erreicht werden, auch mit 

dem MCS-System der Zimmer Group. 

www.zimmer-group.de 

Induktives Hartlöten von Kurzschlussringen Ø100mm -Ø2500mm 

Unsere Leistungsoptionen: 

- Herstellung und Installation von Lötvorrichtungen 

- Qualitativ hochwertiges Hartlöten von Kurzschlußringen 

im Elektromaschinenbau in Lohnarbeit 

info@volkmann-elmot.eu 

www.volkmann-elmot.eu 

Inserentenverzeichnis Heft 6/2016 

Ackermann, Gladenbach..........................54 

A-Drive Technology, Taunusstein...........49 

ANT GmbH, Schweinfurt..........................79 

Automation24, Essen................................49 

Baumer IVO, 

Villingen-Schwenningen..........................55 

Baumüller Holding, Nürnberg................15 

Beckhoff Automation, Verl.......................13 

B&R Industrie-Elektronik, 

Bad Homburg...............................................33 

CANTONI MOTOR, Cieszyn (Polen)........59 

ebm-papst, St. Georgen............................45 

Eichenberger Gewinde, 

Burg/AG (Schweiz)......................................25 

EMOD Motoren, Bad Salzschlirf.............77 

Faulhaber, Schönaich................................ U4 

Geiss Elektrotechnische Fabrik, 

Sulzbach.........................................................43 

Getriebebau NORD, Bargteheide............. 9 

GMN Paul Müller Industrie, 

Nürnberg.......................................................39 

Hagmann Zahnradfabrik, 

Hattenhofen.................................................19 

HSB Automation, Reutlingen..................65 

Igus, Köln........................................................37 

KML Linear Motion Technology, 

Wien (Österreich)........................................71 

LMT Fette Werkzeugtechnik, 

Schwarzenbek............................................. U2 

maxon motor, München............................ 5 

MICRO-EPSILON MESSTECHNIK, 

Ortenburg........................................................ 3 

norelem Normelemente, 

Markgröningen............................................61 

PAN-Metallgesellschaft, Mannheim....43 

Physik Instrumente (PI), Karlsruhe........47 

PILZ, Ostfildern.............................................. 7 

PWB encoders, Eisenach...........................54 

Rauschert, Pressig.......................................30 

Rotor Clip Company, 

Somerset/New Jersey (USA)..................... 8 

Servotronix Motion Control, 

Petach Tikva (Israel)....................................75 

SEW-EURODRIVE, Bruchsal......................11 

Siemens-Industry Sector Drive 

Technologies, Bocholt................................21 

SMC Pneumatik, Egelsbach.....................27 

SycoTec, Leutkirch.......................................53 

Vogel Antriebstechnik, 

Oberboihingen............................................41 

Volkmann Elektromaschinenbau, 

Groß Kreutz...................................................78 

Ypsotec, Grenchen (Schweiz)..................73 

ZAE AntriebsSysteme, Hamburg...........17 

Zimmer Group, Ettlingen.........................63 


Volkmann.indd 1 02.03.2016 11:47:24

Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration 

Für die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration bietet Pilz 

z. B. Prozessanalyse, Risikobeurteilung, CE-Kennzeichnung 

oder Schulungen zum Thema Robot Safety an. Eine neue 

Entwicklung ist ein Kollisionsmessgerät für die Validierung. 

Ausgestattet mit Federn und Sensoren, kann es auf den 

menschlichen Körper einwirkende Kräfte bei einer Kollision 

mit einem Roboter exakt erfassen und mit Grenzwerten 

vergleichen. Eine Stereokamera hilft bei der Bahnplanung 

in Echtzeit, um Kollisionen zwischen Mensch und Roboter 

zu vermeiden. Ein Beispiel für die Kollaboration ist eine 

Applikation zur Merkmal-Kontrolle, die unter anderem aus 

einem Roboter, den Steuerungen PSS und PNOZmulti und dem 3-D-Kamerasystem Safety Eye besteht. 

Befindet sich kein Mensch im Aktionsradius des Roboters, wird dessen Arbeitsgeschwindigkeit erhöht. 

www.pilz.com 

Wir 

bewegen etwas! 

Belastbare Teleskopführungen 

Indunorm liefert standardisierte, profilierte und kaltgezogene Teleskopschienen in Längen von 200 

bis 1 500 mm. Dazu kommen Sonderlängen und -hübe, gefräste Vollkern-Teleskopführungen und 

Komponenten mit Laufwagen auf Rollenbasis. Für das Öffnen und Schließen der Teleskopschienen 

sind verschiedene Optionen möglich, z. B. mit Verriegelung. Ausstatten lassen sich die Komponenten 

mit Doppelauszug, trennbarer Innenschiene oder Endlagendämpfung. Als Materialien stehen Stahl, 

Aluminium oder einer Kombination aus beidem zur Wahl. Neu im Sortiment ist die Linearachsen- 

Baureihe LAG. Sie wurden für schnelle, präzise und steife Handlings- und Positionieraufgaben 

entwickelt. Erhältlich sind sie als Einzelmodul oder modulares Mehrachssystem mit Zahnriemenoder 

Spindelantrieb. Ihre maximalen Betriebslasten liegen zwischen 650 und 7 500 N, die Wiederholgenauigkeiten 

bei bis ±0,01 mm und die maximale Geschwindigkeit bei 2 m/s. 

www.indunorm.eu 

Schwere Lasten leicht hantieren 

Der Hub-Senk-Förderer aus der Sparte Leantranspo ist eine funktionsfertige Anlage für den Karosserie - 

bau, mit der sich Bauteile präzise durch die Montage fördern lassen. Ausgestattet mit zwei 

Hubsäulen und einer Rollenbahn hebt, senkt und fördert das System schwere Lasten schnell. Die 

Basis dieser Neuentwicklung sind zwei Lifgo 5.3-Getriebe aus dem Baukastensystem des Herstellers. 

Eine Hubtisch-Variante positioniert schwere Lasten für die weitere Bearbeitung im Automobilbau mit 

einer Positioniergenauigkeit von ±0,01 mm. Bestückt mit zwei Hubsäulen und zwei Lifgo 5.4-Getrieben 

verfährt die Anwendung 600 mm Hub in 1,5 s und ist für eine Last bis 2 t ausgelegt. Neben der Hublänge 

sind die Aufnahmemöglichkeiten wie Rollenbahn, Riemenbänder oder Hubrahmen frei wählbar. 

www.leantechnik.com 

Präzise Zykloidgetriebe für die Robotik 

Auf der Automatica zeigt Nabtesco die Getriebeköpfe der RH-N-Serie und die Zykloidgetriebe der 

RF-P-Baureihe für Robotik-Anwendungen. Die RH-N-Getriebe erreichen eine hohe Drehmomentleistung 

und lassen sich einfach integrieren. Ihr modulares Design mit definierten Schnittstellen 

macht sie flexibel. Antriebsritzel und ein Motorflansch für alle gängigen Motortypen sind im Getriebekopf 

integriert und ermöglichen so Plug & Play-Lösungen. Die Getriebeköpfe sind darüber hinaus 

kompakt und wartungsarm. Besonders für den Einsatz in den Armachsen von Delta- und Scara- 

Robotern eignen sich die RF-P-Zykloidgetriebe. Die Exzentergetriebe 

erlauben Abtriebsgeschwindigkeiten bis 200 min -1 und arbeiten 

extrem präzise. Die Varianten RF-19P und RF-32P halten Schockbelastungen 

bis 570 bzw. 960 Nm aus. Die reduzierte Reibung im Getriebe 

sorgt für eine geringe Betriebstemperatur. Dadurch sind die Zykloidgetriebe 

wartungsarm und weisen einen Wirkungsgrad bis 80 % auf. 

www.nabtesco.de

Simulation linearer und nichtlinearer 

Werkstoffkombinationen in 

mechatronischen Bauteilen 

01 Experimenteller Aufbau Klimaschrank mit 3-D-Bildkorrelationssystem 

Michael Fister, Patrick Obermann 

Mechatronische Baugruppen werden durch 

Wärmeeintrag von umliegenden Bauteilen und 

eigenen Leistungsverlusten thermisch hoch belastet. 

Durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten 

werden Spannungen hervorgerufen, die 

zum Ausfall der Baugruppe führen können. Das 

Fachgebiet für Mechatronik an der Universität Kassel 

beschäftigt sich mit der Entwicklung eines einfach 

anzuwendenden, schnellen Berechnungsverfahrens für 

die Vorhersage von Spannungen in mechatronischen 

Baugruppen. Somit lassen sich mögliche Fehlerquellen 

bereits in der Konstruktionsphase erkennen. 

Prof. Dr.-Ing. Michael Fister ist Leiter des Fachgebiets Mechatronik mit 

dem Schwerpunkt Fahrzeuge an der Universität Kassel 

Dipl.-Ing. P. Obermann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter des Fachgebiets 

Mechatronik mit dem Schwerpunkt Fahrzeuge an der Universität Kassel 

In der Kraftfahrzeugtechnik und anderen Bereichen des Maschinenbaus 

vereinen mechatronische Komponenten eine Vielzahl 

von Funktionen innerhalb eines Gesamtsystems. Im Fokus steht 

dabei die Verknüpfung der Mechanik mit der Elektronik sowie einer 

übergeordneten Informationsverarbeitung. Aus den Anforderungen 

an die mechatronische Gesamtkomponente wird eine Aufteilung in 

zwei Funktionsgruppen notwendig. Die physikalische Funktionsgruppe 

übernimmt die Energieumwandlung und Aktorik. Die logische 

Funktionsgruppe übernimmt die Informationsverarbeitung 

und den Informationsfluss. 

Im Betrieb ist die physikalische Funktionsgruppe mechanischen 

Belastungen zum Beispiel durch Kräfte und Reibung unterworfen. 

Des Weiteren treten thermische Belastungen zum Beispiel durch 

Leitungsverluste und die Strahlungswärme umliegender Wärmequellen 

auf. Die physikalische Funktionsgruppe gliedert sich in 

Haupt- und Nebenfunktionen. Am Beispiel einer permanent erregten 

Synchronmaschine in einem Hybridantriebsstrang, stellt die 

Umwandlung von elektrischer Leistung in eine mechanische Drehung 

eine Hauptfunktion dar. Die Nebenfunktionen haben unterstützenden 

oder ergänzenden Charakter und tragen indirekt zur Erfüllung 

der Hauptfunktion bei. Am Beispiel der permanent erregten 

Synchronmaschine werden Stromleitung, Isolation sowie Trag- und 

Stützfunktion als Nebenfunktionen formuliert. 

Um Haupt- und Nebenfunktionen innerhalb eines Bauteils zu 

realisieren ist ein hohes Maß an Funktionsintegration erforderlich. 

Vor diesem Hintergrund werden hohe Anforderungen an die verwendeten 

Werkstoffe und die konstruktive Gestaltung der Komponente 

gestellt. 


MECHATRONIK 

Die Werkstoffe 

Bauteile mit hoher Funktionsintegration bestehen aus sogenannten 

Werkstoffverbunden. Die Abgrenzung zum klassischen 

Verbundwerkstoff ist gleitend. Der Verbundwerkstoff besteht aus 

Fasern oder Teilchen die in eine Matrix eingebettet sind. Es liegt 

eine stoff- oder formschlüssige Verbindung vor und die Verbundwerkstoffe 

werden als Halbzeuge oder Fertigbauteile hergestellt. 

Dem gegenüber steht der Werkstoffverbund. Dieser besteht aus 

Werkstoffen die verschiedenen Stoffgruppen angehören, darunter 

sind häufig Verbundwerkstoffe wie glasfaserverstärkte Kunststoffe 

anzutreffen. 

In Anwendungen mit stromführenden Leitern werden u. a. glasfaserverstärkte 

Polyamide oder Polyphenylensulfide als Isolatoren 

verwendet, die mit Schienen aus Kupferlegierungen bestückt werden. 

Diese Systeme sind häufig mit engen Toleranzen in eine Trägerkonstruktion 

aus Stahl oder Aluminium eingepasst. 

Um den Aufbau vor korrosiven Medien oder eindringender 

Feuchtigkeit zu schützen wird eine Abdichtung mittels eines elastischen 

Werkstoffs vorgenommen. Häufig werden dazu Silikonelastomere 

verwendet die gegenüber herkömmlichen Elastomerwerkstoffen 

weniger temperaturempfindlich sind. 

02 Probenpräparation für Bildkorrelationssystem 

03 Aufbau und Abmessungen der 3-Komponentenprobe 

Die Problematik 

Bei der konstruktiven Gestaltung von oben beschriebenen Werkstoffverbunden 

und der anschließenden FEM-Simulation werden 

meist sehr geringe Verschiebungen durch eine aufgeprägte Temperaturerhöhung 

angezeigt. Vor diesem Hintergrund werden die 

resultierenden Bauteilspannungen als unkritisch eingestuft und auf 

weiterführende Berechnungen wird zum Teil verzichtet, was sich 

ggf. durch spätere Rissbildung im Betrieb bermerkbar macht. 

Die Simulation von linearen und nichtlinearen Werkstoffkombinationen 

benötigt jedoch einiges an Wissen. Zum einen ist für 

die Simulation nichtlinearer Werkstoffe die Auswahl eines geeigneten 

Materialgesetzes zu treffen, zum anderen müssen die freien 

Variablen mit Werkstoffkennwerten versehen werden. Die Kennwerte 

aus Werkstoffdatenblättern sind im Idealfall ausreichend, 

um die Simulationsmodelle für einen isothermen Zustand zu bedaten. 

Kommt es zu einer Verifikation werden nicht selten große 

Abweichungen zu den Ergebnissen aus einer Simulation festgestellt, 

die im technischen Versuch zum Ausfall der Komponente 

führen würden. Der Berechner steht nun vor einer Vielzahl von 

Variablen, die zu der Divergenz des Simulationsmodells geführt 

haben können. 

04 Auswertungsvektor des Bildkorrelationssysstems 

Das Hooksche Materialgesetz wird typischerweise bei Werkstoffen 

mit linear-elastischen Verhalten eingesetzt. Ebenfalls findet das 

Hooksche Gesetz bei der Berechnung von Kunststoffteilen Anwendung, 

die mit kleinen Dehnungsamplituden beaufschlagt werden. 

Ein in der Praxis gängiger Modellierungsansatz für Werkstoffverbunde 

mit geringen Dehnraten ist die Verwendung des Hookschen 

Gesetzes für alle verwendeten Werkstoffe. Kennwerte, wie 

beispielsweise der Elastizitätsmodul für Silikonelastomere, werden 

dafür häufig unter Verwendung der Boussinesq-Gleichung [1] 

ermittelt: 

Stand der Technik 

Soll ein Berechnungsmodell für die Berechnung von Spanungszuständen 

infolge homogener Temperaturänderungen und mechanischer 

Lasten für einen Werkstoffverbund aufgebaut werden, 

wird die Wahl des zu verwendenden Materialgesetzes anhand der 

zu erwartenden Dehnrate festgelegt. Das Materialgesetz stellt dabei 

den mathematischen Zusammenhang zwischen Spannung 

und Dehnung her. 

Die Konstanten C 1 

; C 2 

und C 3 

sind mit werkstoffspezifischen Werten 

belegt und das Einsetzen der Shorehärte S h A 

liefert das theoretische 

Elastizitätsmodul für einen Werkstoff mit viskoelastischen Verhalten. 

Die Berechnung eines komplexen Bauteils mit konstantem 

E-Modul ist jedoch nur dann möglich, wenn im Bauteil ein homogener 

Spannungszustand vorherrscht. Im Bereich von Unstetig- 


Materialmodell 

Neo-Hooke ≤ 30% 

keiten, z. B. bei Werkstoffübergängen, kann dieser Modellierungsansatz 

zu Ergebnisverfälschungen führen. 

Insbesondere bei Elastomeren und Silikonelastomeren ist der 

nicht lineare, visko-elastische Zusammenhang zwischen Spannung 

und Dehnung zu berücksichtigen. Für große Dehnungen von Kunststoffen 

und der Modellierung von Elastomeren und Silikonelastomeren 

werden daher hyperelastische Materialmodelle bevorzugt. 

Tabelle 1 zeigt drei häufig verwendete Materialmodelle nebst deren 

Dehngrenzen. Die Ermittlung der Koeffizienten erfolgt dabei ebenfalls 

unter Verwendung der Shore-Härte [2]. Des Weiteren sind die 

materialspezifischen Wärmeausdehnungskoeffizienten sowohl bei 

der Verwendung eines linearen als auch eines nichtlinearen Modellierungsansatzes 

erforderlich und tragen maßgeblich zur Genauigkeit 

der Simulationsergebnisse bei. 

Die Ermittlung der Shorehärte erfolgt beim Hersteller unter genormten 

Versuchsbedingungen, die unter anderem eine Maßbezugstemperatur 

von 20 °C vorsieht. Die Werkstoffeigenschaften 

von Kunststoffen sind jedoch stark temperaturabhängig, sodass 

eine Änderung der Einsatztemperatur von Δt > 10 °C zu einer 

Abweichung der ermittelten Koeffizienten für das Materialmodell 

führt. Der materialspezifische Wärmeausdehnungskoeffizient 

sowie das viskoelastische Verhalten von Kunststoffen sind ebenfalls 

temperaturabhängig. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten 

müssen daher anhand der zu erwartenden Einsatztemperaturen 

ermittelt werden. Üblicherweise ist für die Ermittlung des Wärmeausdehnungskoeffizienten 

eine umfangreiche Laborausrüstung 

erforderlich, z. B. Quarzrohrdilatometer oder visuelle Ausdehnungsmessung 

mittels Messmikroskopie [4]. 

Derzeitiger Wissensstand 

Dehnung 

Mooney-Rivlin 30 % - 200 % 

Ogden ≤ 700 % 

Tabelle 1: Gültigkeitsbereich der Dehnungen von Materialmodellen 

Zur Ermittlung von Kennwerten, für Werkstoffe mit hyperelastischen 

Materialverhalten, werden im Regelfall uniaxiale Zugversuche 

durchgeführt [7]. Die ermittelten Kennwerte geben Auskunft über 

die Reißdehnung ε R 

und die Reißfestigkeit σ R 

entsprechender Werkstoffe, 

die Reißdehnungen von über ε R 

≥ 250 % aufweisen können [7]. 

Um Koeffizienten für ein hyperelastisches Materialmodell zu ermitteln, 

deren Gültigkeit sich über einen großen Temperaturbereich 

erstrecken, besteht die Notwendigkeit umfangreicher, temperaturgeführter 

Zugversuche [3]. Die so ermittelten Koeffizienten, besitzen 

ihre Gültigkeit über ein sehr großes Dehnungs- und Spannungsintervall. 

Zur Berechnung von wärmeinduzierten Bauteilspannungen 

ist es jedoch ausreichend Dehnungen ε ≤ 5 % zu erfassen. 

Alternativer Ansatz 

Eine Möglichkeit den Kosten- und Zeitumfang für die experimentelle 

Ermittlung von Materialkoeffizienten zu reduzieren und die Koeffizienten 

für ein Simulationsmodell zu ermitteln, soll nach der Beschreibung 

des experimentellen Aufbaus der entwickelte Ansatz aufzeigen. 

Experimenteller Aufbau 

Zum Einsatz kommt ein 3-D-Bildkorrelationssystem zur berührungslosen 

Messung von Bauteilverschiebungen und Verformungen. 

Bild 01 zeigt das Messsystem vor einem Klimaschrank. Die Kameras 

dieses optisch arbeitenden Messsystems sind vor dem Sichtfenster 

eines Klimaschranks installiert. Mittels des Klimaschranks lassen 

sich die festgelegten Temperaturstufen anfahren. 

In der Prüfkammer des Klimaschranks wird ein Probenkörper so 

platziert, dass er durch das Sichtfenster mittels der Kameras des 

Bildkorrelationssystems erfasst wird. 

Die Probenpräparation beschränkt sich auf die Aufbringung eines 

stochastischen Specklemusters auf die Probenoberfläche. Unter einer 

Änderung des thermischen Gleichgewichtszustands verschieben sich 

die aufgebrachten Bildpunkte analog zur Verschiebung des Probenkörpers. 

Die Auswertungssoftware des Bildkorrelationssystems 

berechnet nach Abschluss der Messreihe die Bauteilverschiebungen 

mittels vergleichendem Verfahren. Dazu werden die Messungen 

bei definierten Temperaturen durchgeführt und mit einer Referenzmessung, 

die zu Versuchsanfang aufgenommen wird, korreliert. Bild 

02 zeigt eine präparierte Probe und schematisch die Arbeitsweise des 

Bildkorrelationssystems. 

Probenkörper und Versuchsdurchführung 

Die Probenkörper für die experimentelle Ermittlung von Werkstoffkennwerten 

werden mit einer Länge l ≥ 80 mm und Breite b ≥ 10 mm 

so gewählt, dass das Messsystem mit einer Standardabweichung 

von 3 bis 5 µm arbeitet. 

Für die Vorversuche werden aus den verwendeten Kunststoffen 

Probenkörper nach DIN EN ISO 294-1 im Spritzgussverfahren hergestellt. 

Die Elastomere und Silikonelastomere werden in einen Strang 

mit identischen Abmessungen vergossen und vulkanisiert. Die Einzelproben 

aus den verwendeten Werkstoffen dienen der Überprüfung 

und Ermittlung der temperaturabhängigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. 

Des Weiteren wird ein Probenkörper aus verschiedenen 

Werkstoffen hergestellt, der in Anlehnung zu der ingenieurtechnischen 

Anwendung steht. Der Probenkörper [3 Komponentenprobe] 

entspricht der eingangs beschriebenen Werkstoffkombination in 

einer hochbelasteten mechatronischen Anwendung. 

Werkstoff Wärmeausdehnungskoeffizient α [K -1 ] 

Experimentell [30 °C – 130 °C] Datenblatt [23 °C – 55 °C] 

Polyethylen, 30 % Glasfaser 1,02e-5 1,5e-5 

Verwendeter Silikonelastomer 2,04e-4 2,2e-4 

Aluminiumlegierung 2,07e-5 2,3e-5 

Tabelle 2: Vergleich der Wärmeausdehnungskoeffizienten 

von isolierten Werkstoffen 


MECHATRONIK 

05 Aufsummierte Bauteilverschiebung 

über die Länge des 

Auswertungsvektors 

06 Gegenüberstellung 

Messergebnisse / Simulation 

[Datenblattwerte] 

In Bild 03 ist der Aufbau der drei-Komponentenprobe dargestellt. 

Die Probe dient der Verifikation der Simulationsmodelle sowie 

der Parameteridentifikation. Im experimentellen Versuch werden 

zunächst die Wärmeausdehnungskoeffizienten der einzelnen 

Werkstoffe unter Verwendung von Probenstäben bestimmt. Die 

Kennwerte werden so ermittelt, dass die Einsatztemperatur der 

zu berechnenden Komponente abgedeckt wird. Erstreckt sich die 

Einsatztemperatur über ein großes Temperaturintervall, muss 

der Versuch in mehreren Schritten durchgeführt werden. Somit 

wird sichergestellt, dass Sprünge des Wärmeausdehnungskoeffizienten, 

zum Beispiel durch Phasenumwandlungen, erfasst werden. 

Bei den verwendeten Kunststoffen wird zusätzlich auf anisotropes 

Verhalten durch Kurzfasern untersucht. 

Bei den durchgeführten Versuchen wurden die Werkstoffkennwerte 

für ein Temperaturintervall von T Start 

= 30 °C auf T End 

= 130 °C 

ermittelt. Die Tabelle 2 zeigt eine Gegenüberstellung der ermittelten 

Wärmeausdehnungskoeffizienten zu den Angaben aus den 

Herstellerdatenblättern. Die höchsten Abweichungen zeigen sich 

mit einem Fehler f > 40 % bei dem Polyethylenwerkstoff. Die Angaben 

aus dem Herstellerdatenblatt beziehen sich dabei auf ein Temperaturintervall 

zwischen T Start 

= 23 °C und T End 

= 55 °C. Auf diesem 

Temperaturintervall liegt ein Fehler f > 25 % vor. Die Abweichungen 

zeigen, dass eine Ermittlung der Wärmeausdehnungskoeffizienten 

für die konstruktive Auslegung erforderlich ist. 

Ergebnisauswertung und -darstellung 

Die Auswertung der optischen Messungen wird mittels einer Bildkorrelationssoftware 

vorgenommen. Dazu werden jeweils zwei 

Messungen gegenübergestellt. Die Abweichungen repräsentieren 

die Bauteilverschiebung. Im vorliegenden Beispiel wird eine 

Referenz messung bei T 1 

= 30 °C aufgenommen und einer Messung 

bei T 2 

= 130 °C gegenübergestellt. 

Zur Ermittlung der Bauteilverschiebungen wird ein Auswertungsvektor 

über die Oberfläche der Probe gelegt, wie Bild 04 zeigt. 

Entlang dieses Vektors werden die Verschiebungen im Bauteil aufsummiert. 

In Bild 05 ist ein Verlauf der Verschiebungen über die 

Länge der Probe exemplarisch dargestellt. Dabei wird ersichtlich, 

dass es zu einer Aufsummierung der Verschiebungen kommt. 

Simulationsmodell und Verifikation 

Das FEM-Modell wird analog zu den geometrischen Abmessungen 

der drei Komponentenprobe aufgebaut und die Wärmeausdeh- 


nungskoeffizienten werden den entsprechenden Parts des Simulationsmodells 

zugewiesen. 

Dem metallischen Werkstoff wird anhand des zu erwartenden 

Materialverhaltens ein linearelastischer Ansatz zu Grunde gelegt. 

Kunststoffe und Silikonelastomere werden mit einer hyperelastischen 

Ansatzfunktion berechnet, zur Verwendung kommt trotz einer 

zu erwartenden geringen Dehnung von ε ≤ 5 % das erweiterte 

Mooney-Rivlin-Modell. 

Die Koeffizienten für die ersten Iterationsschleifen liefert die experimentelle 

Korrelation nach Battermann [6]. Bestimmt wird dabei der 

Schubmodul G SH in Abhängigkeit der Shore-A-Härte: 

Im Anschluss werden die Koeffizienten C 10 

und C 01 

bestimmt: 

Der verwendete Silikonwerkstoff wird vom Hersteller mit einer 

Shorehärte Sh A 

= 40 ausgewiesen. 

In den folgenden Darstellungen werden die Bauteilverschiebungen 

durch eine Temperaturerhöhung von T Start 

= 30 °C auf 

T End 

= 130 °C berechnet. Die Shore-A-Härte ist über diesen Temperaturhub 

konstant. Die Ermittlung temperaturabhängiger Koeffizienten 

ist möglich, indem der Zusammenhang zwischen Wärmeausdehnungskoeffizient 

und Elastizitätsmodul nach Gleichung 6 

berücksichtigt wird [8]. 

Der Steigungsexponent m wird ermittelt indem man die Funktion 

entsprechend umstellt, siehe Gleichung 7. 

Im Vorfeld ist das Ersatzelastizitätsmodul bei Raumtemperatur 

nach Gleichung 8 zu bestimmen: 

Durch Einsetzen des Steigungsexponenten lässt sich das Elastizitätsmodul 

für unterschiedliche Temperaturen bestimmen. Dazu 

wird der Wärmeausdehnungskoeffizient des entsprechenden Temperaturniveaus 

eingesetzt: 

Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der verwendeten Werkstoffe 

werden zunächst aus den Herstellerdatenblättern übernommen. 

Eine Gegenüberstellung der Simulationsergebnisse zu den experimentellen 

Messwerten, ist in Bild 06 dargestellt. 

Die Kurven zeigen die Verschiebungen der drei-Komponentenprobe 

in X-Richtung. Die Bereiche der verschiedenen Werkstoffe sind 

im Diagramm gekennzeichnet. Die Aluminium und Kunststoffbereiche 

dehnen sich linear aus. Auf dem gemessenen Verlauf lässt sich 

lediglich ein Messrauschen erkennen. Die Übergänge vom Silikonelastomer 

zum Aluminium und zum Kunststoff zeigen eine Stauchung 

des Silikons im Bereich der Anbindungsstelle, im mittleren 

Bereich des Silikons bildet sich eine Materialdehnung aus. 

Aus den Berechnungs- und Messergebnissen wird ersichtlich, 

dass das Materialverhalten des Silikonwerkstoffs mathematisch mit 

einem Polynom höherer Ordnung beschrieben werden sollte. Die 

vorgenommene Wahl eines nichtlinearen Materialmodells ist für 

den Silikonwerkstoff daher unumgänglich. 

Die asymmetrische Ausbildung des Silikonbereichs, von linker zu 

rechter Seite, ist der Probengeometrie geschuldet. Der Kunststoffstab 

im mittleren Bereich der drei-Komponentenprobe, ist nach der 

Vulkanisation zum Teil nicht mittenzentriert und führt zu ungleichmäßigen 

Silikonfugenbreiten. 

Im nächsten Schritt werden die experimentell ermittelten Wärmeausdehnungskoeffizienten 

in das Simulationsmodell importiert. 

Sowohl das Temperaturintervall als auch die Materialmodelle sind 

mit dem ersten Modellansatz identisch. Die Verläufe in Bild 07 sind 

hinsichtlich der maximalen Verschiebung nahezu deckungsgleich. 

Die Steigung im Bereich der Silikonwerkstoffe zeigt jeweils Abweichungen 

zu den experimentell ermittelten Verläufen und übt einen 

großen Einfluss auf den Gesamtverlauf aus. Für eine Ergebnisverbesserung 

ist daher eine Anpassung von mindestens einem weiteren 

Modellparameter notwendig. 

Bei den folgenden Optimierungen wird das Materialgesetz nach 

Mooney-Rivlin weiterverwendet. Die Koeffizienten aus der Battermann-Korrelation 

werden ebenfalls beibehalten. 

Durch die iterative Veränderung der Kompressibilität, die im erweiterten 

Mooney-Rivlin Materialgesetz (Gleichung 2) über den 

dritten Koeffizienten [D] angegeben wird, zeigt sich eine erhebliche 

Verbesserung der Genauigkeit. In Bild 08 ist die rechte Seite der 

drei-Komponentenprobe nach dem Anpassen des oben genannten 

Koeffizienten abgebildet. 

Die Gesamtverschiebung des Simulationsmodells sowie Steigung, 

Hoch- und Tiefpunkte des Silikonbereichs sind mit dem experimentellen 

Verlauf nahezu deckungsgleich. 

Die Anpassung des Koeffizienten D, der im Mooney-Rivlin-Modell 

die Kompressibilität des Werkstoffs repräsentiert, erfolgt zurzeit nach 

dem Prinzip der Parameterabschätzung. 

Fazit und Ausblick 

In dem Fachartikel wurde aufgezeigt, dass für eine gekoppelte 

Temperatur- und Dehnungssimulation von Silikonelastomeren im 

Verbund mit Kunststoffen und metallischen Werkstoffen, selbst für 

kleine Dehnraten, die Verwendung geeigneter Materialgesetze 

unabdingbar ist. Anhand der Simulationsergebnisse konnte gezeigt 

werden, dass die Verwendung eines hyperelastischen 

Material gesetzes, auch bei Dehnungen von ε ≤ 5 % Ergebnisse mit 

höherer Genauigkeit liefert. Die Simulation von Werkstoffverbunden 

aus verschiedenen Werkstoffgruppen macht die Ermittlung der 

einzelnen Wärmeausdehnungskoeffizienten über das Einsatzprofil 


MECHATRONIK 



[Messwerte] 



[Anpassung Koeffizient D] 

der zu berechnenden Komponente erforderlich. Die Gewinnung der 

Koeffizienten für die Materialgesetze kann dabei über die Shorehärte 

des viskoelastischen Materials erfolgen. Dabei muss berücksichtigt 

werden, dass die Shorehärte keine Temperaturabhängigkeit 

zeigt und eine Anpassung der Koeffizienten, unter Verwendung des 

Wärmeausdehnungskoeffizienten, vorgenommen werden muss. 

Abschließend ist über die Anpassung der Kompressibilität eine 

maximale Genauigkeit des Simulationsmodells erreichbar. Die hier 

beschriebene Vorgehensweise wurde unter der Verwendung verschiedener 

Werkstoffkombinationen angewendet und statistisch 

abgesichert. 

Im Hinblick darauf, dass die ermittelten Materialmodelle und 

Koeffizienten auf eine Belastungsumkehr übertragbar sind, ist eine 

Verifikation mittels geeigneter Materialkennwerte erforderlich. Die 

entsprechenden Kennwerte sind im temperaturgeführten uniaxialen 

Zugversuch zu gewinnen. Des Weiteren ist eine einfache und 

schnelle Möglichkeit, zur Ermittlung von temperaturabhängigen 

Kennwerten, für Dehnungen ε ≥ 5 zu entwickeln. Die daraus gewonnenen 

Materialkennwerte, sollten auf einen mehrachsigen Spannungszustand 

übertragbar sein. Darüber hinaus sind Effekte durch 

Kriechen oder Relaxation in dem Ansatz nicht erfasst und bedürfen 

einer weiteren Abklärung. 

Literaturverzeichnis: 

[1] Kunz, J. Druck-Elastizitätsmodul über Shore-A-Härte ermitteln Kunststoffe 6 

(S. 92 – 94), Carls-Hanser Verlag, München 2006 

[2] Johannknecht, R. The Physical Testing and Modelling of Hyperelastic Materials 

for Finite Element Analysis, Ausgabe 302, VDI Verlag, Düsseldorf 1999 

[3] Eyerer, T. Polymer Engeneering, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2008 

[4] Frick, A. DCS-Prüfung in der Andwendung; Carl Hanser Verlag, München 

2013 

[5] Huba, A. Konstruktionswerkstoffe aus Silikon-Elastomeren und ihre 

medizintechnischen Anwendungen, Band 2, IWK, Ilmenau 1999 

[6] Battermann, W. Elastomere Federung, elastische Lagerungen, Grundlagen 

ingenieurmäßiger Berechnung und Konstruktion, Ernst Verlag, Berlin/München 

1982 

[7] Stommel, M. FEM zur Berechnung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen. 

Hanser-Verlag München, 2011 

[8] Baur, E. Saechtling Kunststoff Taschenbuch. Carl Hanser Verlag München, 

2013. 31. Auflage 


Herausforderungen der systematischen 

Getriebesynthese von mehrgängigen 

Hybrid- und Automatikgetrieben 

Michael Stangl 

Bei der Suche nach neuartigen Getriebekonzepten 

finden heute verstärkt Programme Anwendung, 

welche mögliche Varianten erzeugen, prüfen, nach 

Tauglichkeit bewerten und auswählen. Je nach 

Anforderung können dies unter Umständen sehr 

viele Getriebevarianten sein. Wie lange man genau 

bei einer solchen Suche warten muss, bis alle 

Möglichkeiten vom Programm erstellt und 

verglichen wurden, war bisher nicht abschätzbar. 

Neue Hybridgetriebe, Stufenautomaten oder Torque Vectoring 

Einheiten bedürfen immer der intelligenten Vernetzung mehrerer 

Antriebe und Abtriebe. Ein guter Vergleich mehrerer Konzepte 

gelingt nur mit der Erzeugung möglichst vieler Lösungen (wenn 

möglich sogar aller möglichen) mit einer folgenden Auswahl der 

günstigsten für den jeweiligen Einsatzzweck. Diese programmunterstützte 

Vorgehensweise mit „Erstellung, Vergleich und Auswahl“ 

verschiedener Getriebekonzepte bezeichnet man als “Getriebesynthese”. 

Diese Art der Bestimmung von neuartigen Getrieben befindet 

sich bereits seit mehreren Jahren im Interesse der Konstrukteure 

und Entwickler. [1], [3], [5], [6], [7]. 

Ingenieure für Getriebeauslegung beschäftigen sich normalerweise 

einen Großteil ihrer Zeit mit der konkreten Umsetzung von 

einigen wenigen vielversprechenden Getriebekonzepten, welche 

sich am Ende normalerweise zu einem einzigen verdichten. Getriebesynthese 

hat die Findung dieser bestmöglichen Konzepte zum 

Ziel. Dies wird jedoch in vielen Fällen nicht sehr lange betrieben, da 

Neukonstruktionen meistens auf Erfahrungswerten oder bestehenden 

Getrieben aufsetzen und enge Zeitrahmen vorgegeben werden. 

In manchen Fällen ist so ein Vorgehen jedoch nicht möglich. Es sollen 

vielmehr möglichst schnell verschiedene neue Konzepte entwickelt 

werden. Dies wird mittlerweile häufig durch die sog. „rechnergestützte 

Getriebesynthese“ umgesetzt. 

Dr. Michael Stangl ehemals ZG GmbH, 

seit Oktober 2015 Angestellter der KISSsoft AG 

Erzeugung von Mehrgang-Getrieben 

Die Herausforderung bei der Getriebe-Synthese besteht im sprunghaften 

Anstieg der Verbindungsmöglichkeiten der beteiligten Elemente. 

Jede Getriebelösung für eine größere Anzahl von Gängen 

besteht aus der Vernetzung von mehreren Elementargetrieben. 

Das 8HP von ZF enthält z. B. vier klassische Minusgetriebe, jeweils 

bestehend aus Sonne, Steg mit Planeten und Hohlrad. Die Findung 

einer guten Lösung besteht im Wesentlichen in der Wahl einer 

Vernetzung der Einzelelemente. Um diese direkter zu visualisieren, 

beginnt man am besten mit einer abstrakten Darstellung, dem 

Graphen des Getriebes. 

Betrachtet man nun das 8HP im Schema (Bild 01), kann man 

recht leicht auch einen Graphen [4] ableiten, der aus der Verknüpfung 

der Graphen von vier elementaren Minusgetrieben aufgebaut 

ist. Eine Möglichkeit dieses Schema in einen Graphen zu zeichnen, 

zeigt das Bild 02. Dabei sind die fixen Verbindungen (durch Wellen) 

und Stufen als durchgezogene Linien und die möglichen Verbindungen 

(durch Kupplungen und Bremsen) gestrichelt dargestellt. 

Eine Gleichung für die Anzahl der Möglichkeiten 

Um nun generelle Aussagen über die Anzahl von überhaupt möglichen 

Getriebelösungen bei gegebenen Grundstrukturen zu 

machen, empfiehlt sich zuerst eine alleinige Betrachtung der Vernetzungen 

von Knoten. Damit erreicht man eine Abzählmöglichkeit 

aller möglichen Lösungen und eine Aussage über die Mächtigkeit 

dieser Menge. Darüber lässt sich z. B. klären, wie viele 

Vernetzungsmöglich keiten durch vier Minusgetriebe entstehen, 

bzw. wie stark man durch Festlegung einzelner Bereiche die Anzahl 

der zu untersuchenden Möglichkeiten reduzieren kann. 


GETRIEBETECHNIK 

01 Symbolische Darstellung des 8HP von ZF [2] 02 Bild des 8HP von ZF als Graph 

03 Graph aus 

zwei Knoten 

Der einfachste Graph besteht aus zwei Knoten und einer Kante 

(Graph[n=2]), besitzt genau eine mögliche Lösung und ist somit 

trivial. Als Text ausformuliert könnte man diesen Graphen Bild 03 

(mit n = node = Knoten und c = connection = Kante) auch schreiben: 

Graph[n=2]: (1–2) bzw. (2–) 

Unterscheidet man die Knoten voneinander (z. B. durch Nummerierung) 

und setzt voraus, dass immer alle vorhandenen Punkte zu 

einer einzigen Figur zusammengebunden werden müssen (sog. 

zusammenhängender Graph), erhält man bei der Verwendung von 

drei Knoten (Graph[n=3]) vier mögliche Lösungen (Bild 04), als 

Text ausformuliert: 

n (1–2)(2–3) 

n (2–3)(3–1) 

n (2–1)(1–3) 

n (1–2)(2–3)(3–1) 

Wie man hier erkennen kann, sind dies eigentlich nur zwei Formen: 

Ein Dreieck und ein auf einer Seite offenes Dreieck. Da es aber bei 

einer Konstruktion eventuell später doch relevant ist, welche Punkte 

man zusammenschließt (ob Hohlrad mit dem nächsten Steg oder 

die Sonne mit dem nächsten Steg) werden zunächst diese Lösungen 

als „verschieden“ angesehen, auch wenn sie sicher kinematisch 

ähnliche Drehzahlen ergeben können. Ansonsten müsste man die 

Gleichung anders formulieren. 

An dieser einfachen Figur kann man ebenfalls erkennen, dass man 

für einen minimalen Graphen immer mindestens so viele Kanten, 

wie die „Anzahl der Knoten minus eins“ benötigt, um eine vollständige 

Figur zu bilden. Will man fünf Knoten (=node/n) zusammenbinden, 

braucht man mindestens vier Kanten (=connection/c), oder 

als Gleichung allgemein formuliert: 

Betrachtet man die Varianten mit vier Knoten, so sieht man, dass 

nur die folgenden Möglichkeiten existieren, eine Kante zwischen 

zwei Knoten zu ziehen: 

n (1–2) oder (2–1) 

n (1–3) oder (3–1) 

n (1–4) oder (4–1) 

n (2–3) oder (3–2) 

n (2–4) oder (4–2) 

n (3–4) oder (4–3) 

Die maximale Anzahl von Möglichkeiten eine Kante zwischen vier 

Knoten zu ziehen ist demnach 

. 

Die maximale Anzahl an Kanten in einem Graph (c max 

), allgemein 

formuliert: 

Um nun vier Knoten zu einer Figur zusammenzufügen, benötigt 

man mindestens drei, maximal jedoch sechs Kanten. Für eine 

Abschätzung aller Möglichkeiten vier Knoten miteinander zu vernetzen, 

erhält man demnach die Summe der vier Möglichkeiten 

oder 

In Summe wären das 42 verschiedene Figuren. Tatsächlich ergeben 

sich (siehe Bild 05) jedoch: 

also insgesamt nur 38 Möglichkeiten an zusammenhängenden 

Figuren. Man müsste nämlich immer die Figuren abziehen, welche 

bei wenigen Kanten schon geschlossene Streckenzüge bilden und 

damit nicht mehr alle Knoten zu einer Figur zusammenbinden (siehe 

Bild 05, n = 4 c = 3, Zeile der grau gezeichneten Figuren mit einem 

losen Eckknoten). Für eine Abschätzung der Größenordnung der 

Anzahl der Vernetzungen ist dies jedoch nicht weiter relevant, da 

die resultierenden Gleichungen für eine überschlägige Bestim- 


mung zu komplex wären. Die Graphen von Getriebestrukturen 

befinden sich normalerweise zwischen denen mit minimaler und 

maximaler Kantenzahl. Der Fehler für die Abschätzung der Anzahl 

von Getriebevarianten ist damit eher als gering einzuschätzen. 

Es ergibt sich demnach folgende, vereinfachte allgemeine Gleichung 

zur Abschätzung der Anzahl der Vernetzungsmöglichkeiten 

eines Graphen (N): 

Die Anzahl der Vernetzungsmöglichkeiten 

Wie viele mögliche Varianten besitzt demnach eine Grundstruktur 

wie das 8HP? 

Es existieren: 

n sechs Kanten aufgrund der Verbindungen durch Wellen 

n acht fixe Kanten aufgrund der Verzahnungen 

n drei geschlossene Kanten aus den fünf möglichen Schaltelementen 

Dies bedeutet für den Graphen des 8HP: 

n n = 15 (Anzahl Knoten des Graphen des 8HP) 

n c = 17 (Anzahl der Kanten des Graphen des 8HP) 

Daraus lassen sich nun mit den Gleichungen die folgenden Eckdaten 

ableiten: 

n Die minimale Anzahl von nötigen Kanten für eine Figur sind 

demnach (nach Gl.1): 

n Die Anzahl der insgesamt möglichen Kanten in einem solchen 

Graphen sind demnach (nach Gl.2) 

einen ebenen Graphen zu erzeugen und die beiden Matrizen (für 

Drehzahlen und Momente) des zugehörigen Systems zu lösen. 

Wenn diese je eine sinnvolle Lösung ergeben, ist dieser Graph für 

einen Gang verwendbar. 

Nun genügt es aber für ein Automatikgetriebe nicht, nur eine 

einzige mögliche Vernetzung zu finden. Die Vernetzung sollte auch 

Nachbarvernetzungen besitzen, welche beim Austausch zweier 

Kanten Lastschaltbarkeit ermöglicht. Hat man mehrere Gruppen 

von Vernetzungen gefunden, fallen eventuell viele Lösungen wieder 

aus einer möglichen Umsetzung, da sie z. B nicht den gewünschten 

Übersetzungsbereich darstellen können oder die Relativdrehzahlen 

oder die Haltemomente an Kupplungen/Bremsen zu hoch werden. 

Selbst bei massiver Parallelisierung auf mehreren CPU’s (und mehreren 

Rechnern), stellen solche Systeme noch eine große Herausforderung 

an Programmierung und Hardware dar. 

Konstruktionshinweise aus Anwendung 

der Gleichung 

Sieht man für ein Getriebekonzept nun eine maximale Rechenzeit 

von ca. drei Monaten vor, kann man durch sukzessives Einsetzen 

in die Gleichung zurück schließen, wie viele Freiräume man sich 

bei der Konzeptfindung in etwa erlauben darf. Dies ist natürlich 

auch wieder von der jeweiligen Hardware und Implementierung 

abhängig. Man kann jedoch heute noch die Größenordnung von 

10 10 Lösungen als eine solche Grenze ansehen, welche den 

Zeitrahmen sprengt. 

Aus der Vorgabe der leeren Grundstruktur N 17 

mit den 8 Kanten 

(durch die Verzahnungen zwischen Sonne, Planet und Hohlrad) 

ohne irgendeine sonstige Vernetzung ergibt sich zu Beginn für die 

Betrachtung aller Varianten: 

(45 Jahre) 

n Die Anzahl der möglichen Graphen aus 17 Kanten und 15 Knoten 

(wie das 8HP) zu zeichnen ist demnach 

Fügt man nun weitere fixe Kanten ein, ergeben sich: 

(4 Jahre) 

Geht man nun davon aus, dass die Kanten, aus denen die vier Minusgetriebe 

bestehen, als fix vorgegeben sind und nicht variiert werden 

können, reduziert sich die Anzahl zumindest auf 

Dies ist dann die Anzahl von Möglichkeiten, die ein Programm 

durchgehen muss, um zu entscheiden, wo Wellen in das Getriebe 

zwischen welchen Zahnrädern eingefügt werden sollen, bzw. welche 

Elemente an Bremsen oder Kupplungen oder An- und Abtrieb angeschlossen 

sein sollen. Bei den Größenordnungen dieser Zahlen wird 

ersichtlich, warum man hier von „kombinatorischer Explosion“ der 

Möglichkeiten spricht. 

Geht man nun davon aus, dass die Prüfung einer möglichen 

Lösung auf einem herkömmlichen Rechner (mit nur einer CPU) 

1 ms dauert, ergibt sich immer noch eine Rechendauer von ca. 

45 Jahren, um alle Möglichkeiten zu bestimmen. Der Wert von 

1 ms ist hier nur rein theoretisch zu sehen. Er dient der Veranschaulichung 

und hängt in der Praxis auch sehr an der programmiertechnischen 

Umsetzung. Diese Zeit wird in etwa benötigt, um 

(127 Tage) 

Die Grenze der Rechenbarkeit in vertretbarer Zeit bei einem Automatikgetriebe 

wie dem 8HP ist demnach bei zehn fix vorgegebenen 

Kanten erreicht: Dies entspricht nach den getroffenen Annahmen 

etwa 127 Tage Rechenzeit. Neben den acht Verzahnungskanten 

sollte der Ingenieur zwei (Wellen-, Bremse- oder Kupplungs-) Kanten 

festlegen. Nun stellt sich für Ihn noch die Frage, welche der 

verbleibenden 97 möglichen Kanten des Graphen sich dafür am 

besten eignen. Die erste Vorgabe einer Kante, die nach der Synthese 

unbedingt im Getriebe enthalten ist, kann man dabei leicht aus der 

vorhandenen Grundstruktur schließen. Die Summenwelle (also die 

Welle mit dem höchsten Moment) bei Minusgetrieben ist immer 

der Steg. Möchte man das Getriebe möglichst leicht bauen, sollte 

das höchste Moment im Minusgetriebe (bei Schaltbarkeit normalerweise 

der erste Gang) möglichst am Abtrieb anliegen. Dies ist der 

Fall, wenn man den Abtrieb wahlweise mit dem Steg des ersten, 

zweiten, dritten oder vierten Minusgetriebes verbindet (Bild 06 

links, Kanten 1–4). 

Für die zweite Vorgabe wären mehrere Ansätze möglich. Hier wäre 

die Wahl einer der Kanten 5 – 8 günstig (Bild 06 rechts), da sich 

damit konstruktiv z. B. leicht eine Bremse umsetzen lässt. Je nach 


05 

04 

06 

04 Alle zusammenhängenden Graphen 

aus drei Knoten 

05 Vier Knoten (n = 4) mit drei, vier, fünf und 

sechs Kanten (c = 3,4,5,6) 

06 Für den Ingenieur empfehlenswerte 

vorzugebende Kanten für die erste (Kanten 

1–4) und zweite Vorgabe (Kanten 5–8) 

Konstruktion und Anforderungsfall bieten sich natürlich auch 

andere Vorgaben an (z.B. für Kupplungen). Diese beiden Vorgaben 

ergeben zwar immer noch 16 zu untersuchende Möglichkeiten. Sie 

haben den Suchraum jedoch bereits ausreichend stark eingeengt. 

Zusammenfassung 

Die im Artikel beschriebene Gleichung (Gl. 3) ermöglicht den 

Anwendern von Programmen zur Getriebesynthese eine Abschätzung 

der benötigten Zeitdauer ihrer Rechnungen vorab, also noch 

bevor die eigentliche Rechnung zur Synthese gestartet wird. Sie gibt 

bei der Suche nach der sprichwörtlichen „Nadel im Heuhaufen“ 

zumindest dessen Größe an. 

Die Anwender erhalten durch die Ergebnisse einen konkreten 

Hinweis, wie viele Voraussetzungen in einem Getriebekonzept als 

unveränderlich zu setzen sind, damit dieses auch in vertretbarer 

Zeit zu Ergebnissen führt. Außerdem erfährt man, wie groß der 

dann wirklich durchsuchte Lösungsraum ist und welchen Prozentsatz 

aller überhaupt möglichen Lösungen man betrachtet hat. 

Die Reduktion der Lösungsmöglichkeiten während des Syntheseprozesses 

(zu nennen wären z. B. die Prüfung des erreichbaren 

Übersetzungsbereiches, zu hohe Abstützmomente in Bremsen, extremen 

Differenzdrehzahlen an Planeten und Kupplungen oder unerwünschten 

Freiheitsgraden in einzelnen Gängen) wurde hier 

nicht näher betrachtet. Aufgrund der großen Zahlen ist jedoch ersichtlich, 

wie unbedingt nötig diese Maßnahmen möglichst früh im 

Prozess anzuwenden sind. 

Der eigentliche Synthese – Prozess, also wie man von einem einzelnen, 

lösbaren Leistungsfluss über eine günstige Kombination von 

Einzellösungen zu einem Gesamtkonzept eines schaltbaren Getriebes 

gelangt, kann aufgrund des Umfanges in diesem Artikel nicht ausgeführt 

werden. In jedem Fall wird jedoch deutlich, dass auch bei der 

rechnergestützten Auswahl des zu durchsuchenden Lösungsraumes 

der „moderne“ Ingenieur gefragt ist. Das Grundverständnis zur Gestaltung 

von Getrieben nach Ihren Einsatzzweck und damit eine sinnvolle 

Vorgabe der fix definierten Kanten ist hierbei seine Aufgabe. 

Literaturverzeichnis: 

[1] Domian Hans-Jörg, Systematische Synthese von Getriebestrukturen der 

Vorgelegebauart, Dissertation TU München, 2001 

[2] New eight-speed automatic transmission by ZF, Dr. Jürgen Greiner , Dr. Harald 

Naunheimer , Heribert Scherer , Manfred Bek, ATZautotechnology, Ausgabe 

08/2008 Verlag: Springer-Verlag, Seite: 18-23, ISSN: 2192-886X 

[3] Gumpoltsberger, G: Systematische Synthese und Bewertung von mehrgängigen 

Planetengetrieben. Dissertation TU Chemnitz, 2006 

[4] Harary, Frank: Graphentheorie. R. Oldenbourg Verlag München Wien, 1974 

[5] Kahraman, A.; Ligata, H.; Kienzle, K.; Zini, D. M.: A Kinematics and Power 

Flow Analysis Methodology for Automatic Transmission Planetary gear Trains. 

Journal of Mechanical Design, November 2004, Vol. 126, page 1071-1081 

[6] Dipl.-Ing. Jörg Müller, IAV, Systematische, rechnergestützte Generierung 

konventioneller und hybrider Antriebsstränge für automobile Anwendungen, 

SAXON SIMULATION MEETING, 18. April 2011, http://nbn-resolving.de/ 

urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-68303 

[7] Wirth, Ernstorfer, Fuchs: Das Getriebesyntheseprogram der ZG GmbH, 

VDI-Berichte 2218, Drivetrain for vehicles 2014, ISBN 978-3-18-092218-8 

[8] http://www.zf.com/corporate/de_de/press/media_service/images/image_list.jsp, 

ID: 4528, 20.04.2015 


VORSCHAU 

IM NÄCHSTEN HEFT: 7/2016 

ERSCHEINUNGSTERMIN: 13. 07. 2016 • ANZEIGENSCHLUSS: 28. 06. 2016 

01 

02 04 

03 

01 Im Einrichtbetrieb oder beim Umrüsten einer Anlage kommt es 

zum Crash. Die vertikale Hubachse steht. Produktionsausfall mit hohen 

Kosten und Aufwand für die Reparatur sind die Folge. All das kann eine 

zum Patent angemeldete Sicherheitskupplung verhindern. 

Der direkte Weg 

im Internet: 

www.antriebstechnik.de 

als E-Paper: 

www.engineering-news.net 

Redaktion: 

d.schaar@vfmz.de 

MDA Technologies: 

www.en.engineering-news.net 

02 Eine Maschine kommt heute selten allein: Vielmehr ordern 

Endanwender sie mit Be- und Entladesystem oder Automatisierungsanlagen 

für die Handhabung oder Montage. Konfigurierbare 

Linearachsen auf Basis standardisierter Komponenten vereinfachen das 

Lösen dieser Aufgabe und verkürzen den Engineeringaufwand auf 

wenige Schritte. 

03 Wirbelstromwegsensoren nehmen unter den induktiven Mess - 

verfahren eine Sonderstellung ein und vereinen mehrere Vorteile. Sie 

zeigen sich z. B. unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen und sind 

daher geradezu ideale Partner in rauen Industrieumgebungen. 

04 Die Öl- und Gasindustrie ist ständig auf der Suche nach effizienteren 

Produktionsprozessen. 2015 wurde ein Pilotprojekt für die 

Förderung auf dem Meeresboden gestartet. Mit dabei sind flexible 

Umrichter für Unterwasserpumpen. 

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten) 


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