DER KONSTRUKTEUR 5/2018

19073 

05 MAI 2018 

AM PULS DER TECHNIK 

20 I WERKSTOFFE: PRÄZISION 

IN POLYAMID 

34 I ROBOTIK: NICHTS 

ZWICKT UND ZWACKT 

THOMAS WEBER: 

„WIR GEHEN MIT VERTRETBAREN 

MITTELN AN DAS TECHNISCHE LIMIT 

DER DIREKTANTRIEBSTECHNIK“ 

TITELSTORY 

TORQUEMOTOREN: 

BEWEGTES DESIGN 

DerKonstrukteur.de

präsentiert Ihre 

INNOVATION 

EXCELLENCE 2018 

DAS VERNETZTE 

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Teilnehmer 2018:

EDITORIAL 

MODERN TIMES 

Wer kennt ihn nicht, den Filmklassiker mit Hauptakteur Charlie Chaplin 

und in der tragenden Nebenrolle das Fließband? Oder hatte doch eher das 

Fließband die Hauptrolle und Chaplin die Nebenrolle? Natürlich ist klar, 

moderne Zeiten wären heute anders auf dem „Flatscreen“ darzustellen. 

Als Autor würde ich die tragenden Nebenrollen sensitiven Robotern mit 

den Namen Cobots geben. Der Protagonist wäre wieder ein ambitionierter 

Mensch. Der Tatort, der wäre wesentlich facettenreicher als der der alten 

„Modern Times“. Er würde alle Bereiche des täglichen Lebens des Protagonisten 

umfassen. Denn meine Vision ist, dass in Zukunft in allen Lebensbereichen 

diese Cobots als Helfer bereitstehen – sei es bei der Arbeit, beim 

Konsum, bei der Mobilität oder im Haushalt. Und dann ginge es wie bei 

Chaplin um die Frage: Wer beherrscht wen? Der Mensch die Cobots, oder 

die Cobots den Menschen? Diese Fragen lasse ich mal so stehen und 

komme zurück zu dem Hier und Jetzt der Robotik. 

Cobots verändern nicht nur die industrielle Fertigung. Sie werden als 

sensitive, ihre Umwelt wahrnehmende Maschinen im Dienstleitungssektor 

zum Helfer, Betreuer oder Chauffeur, im Medizinbereich zum Operateur 

– zur Schnittstelle zwischen Arzt und Skalpell. Roboter haben heute schon 

viele Gesichter und Hände. Sie können die unterschiedlichsten Aufgaben 

erfüllen. 

Den Weg zur sensitiven Robotik haben wir längst eingeschlagen. Diese 

eröffnet immenses Entwicklungspotenzial und ein weites Feld an Herausforderungen 

für kreative Konstrukteure. Seien Sie dabei. 

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Dr. Michael Döppert 

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INHALT 

MENSCHEN UND MÄRKTE 

03 Editorial: Modern Times 

06 DER KONSTRUKTEUR persönlich: 

Oliver Wagner 

08 Konstruktion 2025: 

Sicherheitstechnik – Vernetzt nach innen und außen 

10 Whiteboard: Antriebsstark 

Sonia Bonfiglioli – energiegeladen und immer 

in Bewegung 

10 

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN 

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK 

12 Klebstoffe treiben an 

16 Composites: Über Stock und Stein 

18 5 TRENDS 

Technische Kunststoffe und ihre Anwendungen 

20 Präzision in Polyamid 

22 Ecodesign in Stahl 

26 Verbindungselemente: 

Gewicht und Kosten optimiert 

ANTRIEBSTECHNIK 

28 TITELSTORY 

Torquemotoren: Bewegtes Design 

16 

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4 DER KONSTRUKTEUR 5/2018 

18

SPECIAL 

ROBOTIK 

34 Zykloidgetriebe: Nichts zwickt und zwackt 

38 KLARTEXT 

Antrieb für den Roboter 

40 Messsysteme: Positioniergenauigkeit 

signifikant steigern 

44 Greifsystem: Kistenschleppen ade 

48 Antriebstechnik: Visionen leben 

SERVICE 

47 Inserentenverzeichnis 

50 Impressum 

51 Vorschau 

Sicherer Bereich. 

Starke Lösung. Beste Aussicht. 

Erfahrene Anlagenplaner und Konstrukteure wissen: Die Überwachung von 

Gefahrenbereichen ist für die Automatisierung genauso unverzichtbar wie 

die Sicherung am Berg. Risiken müssen sofort erkannt und zuverlässig 

verarbeitet werden. Auf der Basis langjähriger Erfahrung im Bereich der 

optoelektronischen Sensoren macht Pilz jetzt den nächsten Schritt. Mit einer 

neuen Produktgruppe: flexibel konfigurierbare Sicherheits-Laserscanner zur 

produktiven Flächenüberwachung. Gehen Sie auf Nummer sicher: Sensorik, 

Steuerungstechnik, Antriebstechnik und Visualisierung. Alles aus einer Hand. 

Die Komplettlösung von Pilz. 

automatica 2018, Halle B4, Stand 500 

44 

Weitere Informationen zum 

Sicherheits-Laserscanner von Pilz: 

www.pilz.com/scanner 

Pilz GmbH & Co.KG 

www.pilz.de

OLIVER WAGNER 

arbeitet als Diplom-Ingenieur 

Elektrotechnik bei dem 

Hydraulik-Spezialisten Stauff in 

Werdohl. Sein Aufgabengebiet 

umfasst hier die Entwicklung 

von Elektronikkomponenten. 

Sie haben sich schon in Ihrem Elektrotechnik-Studium 

mit Hydraulik 

beschäftigt? 

Erst im späteren Verlauf meines Studiums 

bin ich verstärkt mit Hydraulik in Berührung 

gekommen. Interessiert haben mich 

dabei die Vorteile einer möglichst aussagekräftigen 

Ölzustandsermittlung, die direkten 

Einfluss auf die Reduzierung von Stillständen 

und Wartungstätigkeiten haben 

kann. Deswegen habe ich mich in meiner 

Diplomarbeit mit dem Thema Ölanalyse 

durch Partikelzählung beschäftigt. 

In welchen Themenfeldern der Elektronik/ 

Sensorik bewegen sie sich bei Stauff? 


Ich befasse mich heute über die Ölanalyse 

hinaus mit der Sensorik zur Ermittlung und 

laufenden Überwachung der weiteren wesentlichen 

Parameter der Hydraulik, darunter 

Druck, Temperatur, Durchfluss und 

Füllstand. 

Wie leben Sie die Zusammenarbeit mit der 

Mechanikkonstruktion? 

Für mich schafft der enge Kontakt zu und 

rege Austausch mit den Kollegen aus der 

mechanischen Konstruktion ein ideales 

Arbeitsumfeld. Bei der gemeinsamen Entwicklungsarbeit 

ergänzen wir uns perfekt 

und profitieren vom tiefgehenden Wissen 

der Experten. 

Was war für Sie die bislang interessanteste 

Entwicklungsaufgabe? 

Die Vielfalt macht den Reiz meiner Arbeit 

aus, aber zu den interessanten Projekten 

gehörte wohl die Entwicklung von Druckaufnehmern, 

die den Messwert kabellos 

und ohne jegliche Energieversorgung mittels 

RFID-Technologie an den Maschinenbetreiber 

oder -instandhalter übermitteln. 

OLIVER WAGNER, 

KONSTRUKTION UND ENTWICKLUNG 

WALTER STAUFFENBERG GMBH & CO. KG 

IM ENGEN KONTAKT ZU DEN 

KOLLEGEN DER MECHANI- 

SCHEN KONSTRUKTION 

FINDE ICH EIN IDEALES 

ARBEITSUMFELD 

6 DER KONSTRUKTEUR 5/2018

DR. MANFRED WITTENSTEIN ERHÄLT GERMAN 

LEADERSHIP AWARD 2018 

Einmal im Jahr 

prämieren junge 

Ingenieure – Absolventen 

des Collège 

des Ingenieurs – vorbildliche 

Unternehmensführung 

mit 

dem „German 

Leadership Award“. In 

diesem Jahr hat Dr. 

Manfred Wittenstein, 

Aufsichtsratsvorsitzender 

der Wittenstein 

SE, die Auszeichnung 

erhalten. Überzeugt hat die Jury die Kombination aus 

unternehmerischer Vision und neuen Führungs- und Managementansätzen, 

die Manfred Wittensteins unternehmerisches 

Lebenswerk prägt: „Dr. Manfred Wittenstein hat sich sowohl als 

Industrie-4.0-Vordenker wie auch als Leadership-4.0-Wegbereiter 

einen Namen gemacht. Er setzt mutige Ideen in Produkte 

um. Sein Blick für Innovation ist eine Inspiration für die kommende 

Generation an Managern“, so Lars Wagner, Jury-Vorsitzender 

und Vorstand bei MTU Aero Engines, bei der Preisverleihung 

in Baden-Baden. 

www.wittenstein.de 

AUS DEM INTERNATIONALEN VDI GETRIEBE- 

KONGRESS WIRD DRITEV 

Die Getriebewelt ist im Wandel. Mit der Elektrifizierung des 

Antriebsstrangs kann das Getriebe nur noch unter Gesamtsystemaspekten 

entwickelt werden. Dies nimmt der 5. Internationale 

VDI-Kongress „Getriebe in Fahrzeugen“ vom 27. bis 28. Juni in 

Bonn zum Anlass für seinen neuen Namen „Dritev – Drivetrain 

Transmission Electrification in Vehicles“. Teilnehmer erwarten 

über 1 500 Entwickler, rund 100 internationale Aussteller und 80 

Fachvorträge auf einer der weltweit größten Networking-Plattformen 

für die Antriebs- und Getriebeentwicklung. So schließt 

Dritev nahtlos an die langjährige Tradition des VDI-Getriebekongresses 

an. Kernpunkt der Veranstaltung ist ihr ausgewähltes 

Fachprogramm, das die aktuellen Herausforderungen und 

Entwicklungen der Getriebewelt widerspiegelt. Auf der begleitenden 

Fachausstellung präsentieren über 100 nationale und 

internationale Unternehmen innovative Lösungen. Die beiden 

Paralleltagungen „Getriebe in mobilen Arbeitsmaschinen“ und 

„EDrive“ machen die Dritev auch zum Treffpunkt angrenzender 

Branchen. Weitere Highlights bildet der Spezialtag zu „Kupplungen 

für elektrifizierte und hybride Antriebssystemlösungen“. 

www.dritev.com

KONSTRUKTION 2025 

SICHERHEITSTECHNIK – 

VERNETZT NACH 

INNEN UND AUSSEN 

Welche Veränderungen bringt die Industrie 4.0 in 

Ihrem Umfeld? 

Industrie 4.0 bedeutet im Bereich der sicheren Sensorik 

und Aktorik vor allem den Ausbau der Vernetzung 

von Steuerung und Peripherie. Die Maschinenbauer 

und Betreiber fordern neben den Daten 

für die Sicherheitsfunktion auch Zustandsdaten der 

Maschine aus den Sensoren an, die Betrieb und 

Service der Anlagen effizienter machen. Deshalb ist 

es für uns Komponentenhersteller elementar, diese 

Daten über Standardschnittstellen an die Steuerung 

zu übergeben und in einer strukturierten Form dem 

Anwender für das Anlagenengineering aufzubereiten. 

Die Standardisierung der Daten und der Kommunikation 

vom Sensor bis zur Maschinenvernetzung 

in der Cloud ist dafür unabdingbar. 

Wie reagieren Sie darauf? 

Unsere Produkte bieten schon seit Jahren Schnittstellen 

für sichere und nicht sichere industrielle Kommunikationsstandards. 

Unsere Kunden können unsere 

Geräte einfach und schnell an die wichtigsten Industrial-Ethernet-Protokolle 

anbinden. Auch unterhalb 

der Ethernet-Ebene können Euchner-Schalter und 

Zuhaltungen über serielle Schnittstellen Diagnosedaten 

zur Verfügung stellen. 

IO-Link ist für uns ein sehr interessanter und vielversprechender 

Kommunikationsstandard geworden, 

der durch seine Erweiterung für Safety-Anwendungen 

zukünftig an Bedeutung gewinnen wird. 

Die Vernetzungsstandards spielen auch innerhalb 

unserer Gerätestrukturen eine große Rolle, um eine 

hohe Variantenvielfalt mit modularen Baukastensystemen 

effizient umzusetzen. 

EDGAR STADLER 

LEITER ENTWICKLUNG 

EUCHNER GMBH + CO. KG 


Was bedeutet das für Konstrukteure im 

Maschinenbau? 

Die Realisierung von modularen und vernetzten 

Systemen fordert von allen Entwicklern ein Denken 

über ihre eigenen Systemgrenzen hinweg. 

Unsere Konstrukteure entwerfen skalierbare Komponenten 

und Bausteine, die beispielweise die Vielfalt 

an Verbindungstechniken einfach realisieren. 

Die Gesamtfunktion des Produkts entsteht aus 

einem gut organisierten Zusammenspiel der Fakultäten 

Mechanik, Elektronik und Software. 

Dem tragen wir auch mit unseren interdisziplinären 

Projektteams und der Nutzung agiler Entwicklungsmethoden 

Rechnung. 

www.euchner.de 

ENTWICKLER MÜSSEN 

ÜBER IHRE EIGENEN 

SYSTEMGRENZEN 

HINWEG DENKEN 


LAPP: MILLIARDE BEIM UMSATZ GEKNACKT 

Die Lapp-Gruppe 

hat im 

Geschäftsjahr 

2016/17 

erstmals mehr 

als 1 Mrd. Euro 

Umsatz in 

einem Jahr 

erzielt. Das 

entspricht 

einem Plus von 

13,9 % gegenüber 

dem 

Vorjahr. In 

diesem Zeitraum 

stieg die Mitarbeiterzahl um 9,6 % auf 3 770 Beschäftigte. 

Das Ergebnis vor Steuern verbesserte sich um 29 % auf 

55,5 Mio. Euro. Der Umsatzanstieg wurde auch von der Kupferpreisentwicklung 

beeinflusst, denn der Preis eines Kabels wird 

tagesaktuell auf Basis des Kupferkurses berechnet. Das dadurch 

beeinflusste Plus lag bei rund 5 %. Besonders stark sei der 

Anstieg im Hauptmarkt Europa mit 15,8 % gewesen. Die 

Steigerungen in Asien betrugen zwar 12,9 %, dennoch erklärte 

das Unternehmen, vor allem dort noch stärker wachsen zu 

wollen. Als wichtigstes Zukunftsthema wird die digitale 

Transformation gesehen. Auch für das Geschäftsjahr 2017/2018 

geht die Gruppe von weiterem Wachstum in allen Regionen aus, 

vor allem durch die steigende Nachfrage nach industriellen 

Datenübertragungssystemen. 

www.lappkabel.de 

BRANCHENVERBAND ZVEI WIRD 100 

Der Zentralverband 

Elektrotechnik- und 

Elektronikindustrie 

(ZVEI) feierte am 

5. März sein 

100-jähriges 

Bestehen. Er wurde 

1918 in Berlin 

gegründet – bis 

dahin gab es nur 

Verbände einzelner 

Branchensegmente. 

In seinen ersten 

Jahren hatte der 

Verband rund 100 

Mitglieder, heute 

sind es 1 600. „Der 

ZVEI hat wechselhafte 

Zeiten durchlebt. Innovation und technischer Fortschritt 

standen jedoch immer im Zentrum seiner Arbeit“, sagte ZVEI-Präsident 

Michael Ziesemer. „Zusätzlich setzte sich der Verband schon 

früh für Zusammenarbeit, Freihandel und Demokratie ein – in 

Deutschland und in Europa. Dafür steht er auch heute.“ In Zukunft 

brauche man „eine kraftvolle politische und gesellschaftliche 

Auseinandersetzung über die Schlüsselthemen der Zukunft“, 

erklärte Klaus Mittelbach, Vorsitzender der ZVEI-Geschäftsführung. 

Dazu gehörten die Digitalisierung von Industrie, Gesundheitswirtschaft 

und Arbeitswelten, smarte Energienetze und neue 

Formen der Mobilität und des Wohnens. 

www.zvei.org 

NEUER THEMENPARK ZUR DIGITALEN 

TRANSFORMATION AUF DER SENSOR+TEST 2018 

Sensoren, 

Mess- und 

Prüfsysteme 

spielen für die 

Digitalisierung 

und 

Vernetzung 

von Fahrzeugen, 

Maschinen, 

Anlagen, 

von ganzen 

Fabriken und 

am Ende der 

gesamten Industrie eine Schlüsselrolle. Sie übertragen die 

realen Zustände der analogen Welt in die digitalen Daten der 

Industrie 4.0 und des IoT. Dabei wächst ihre Intelligenz und 

Kommunikationsfähigkeit kontinuierlich. Die Sensor+Test 2018 

adressiert diese spannende Entwicklung nicht nur mit dem 

Sonderthema der Messe „Sensorik und Messtechnik im 

Industrial Internet“, sondern zudem auch mit dem Themenpark 

„Digitale Transformation“. Start-up-Unternehmen, die nicht älter 

als 10 Jahre sind, haben dort zudem die Chance, sich für einen 

vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten 

Stand zu bewerben. Bei Zulassung winkt eine Übernahme von 

bis zu 60 % der anfallenden Kosten für Standmiete und Standbau. 

Zusätzlich können sich Aussteller auch mit einem Vortrag 

auf dem Forum in Halle 5 präsentieren, das am 26. Juni, dem 

ersten Messetag, unter dem Motto „Sensorik und Messtechnik 

im Industrial Internet“ steht. 

www.sensor-test.de 

IndIvIduell. KonstruIert. 

GeGossen. 

Wann immer Sie Komponeten für anspruchsvolle Anwendungen benötigen, 

könnte ein Bauteil aus unserem gegossenen PA 12C Lauramid ® die Lösung 

sein. Lauramid ® ist nicht nur leicht und schmiermittelfrei. Es zeichnet sich 

auch durch hohe Abrieb- und Chemikalienbeständigkeit sowie geringe 

Wasseraufnahme aus und kann sogar mit eingegossenen Metallnaben 

realisiert werden. 

Auf unsere Kompetenz verlassen sich namhafte unternehmen 

aus zahreichen Branchen seit 50 Jahren. 

www.handtmann.de/kunststofftechnik

WHITEBOARD 

ANTRIEBS- 

STARK 

SONIA BONFIGLIOLI – 

ENERGIEGELADEN UND 

IMMER IN BEWEGUNG 

Was wollten Sie als Kind werden, 

wenn Sie groß sind? 

Welches Bild haben Sie vor 

Augen, wenn Sie an Ihren 

Anfang bei Bonfiglioli 

zurückdenken? 

Wie sieht Bonfiglioli 2025 aus? 

2015 sind Sie als „Cavaliere del 

Lavoro“ – Ritter der Arbeit 

ausgezeichnet worden, Ihr 

soziales Engagement hört aber 

mit den Unternehmensgrenzen 

nicht auf? 


Ihre Position im Unternehmen, 

Ihre sozialen Projekte, dann sind 

Sie Mutter zweier Söhne – bleibt 

da noch Zeit für Hobbies? 


SONIA BONFIGLIOLI 

PRÄSIDENTIN UND GESELLSCHAFTERIN 

BONFIGLIOLI RIDUTTORI S.P.A., BOLOGNA


KLEBSTOFFE 

TREIBEN AN 


Elektromotoren sind in unserem Leben 

allgegenwärtig. Kleben bietet für ihre Produktion 

und ihren Betrieb eine Reihe von Vorteilen, 

wobei Motorenhersteller aus einer Fülle 

unterschiedlicher Klebstofffamilien wählen 

können. 

Elektrische Maschinen gibt es in unterschiedlichster Größe und 

Leistung, von Fensterhebern bis zu Windkraftgeneratoren. Daher 

gibt es ebenso wenig eine Blaupause für ein allgemeingültiges 

Design wie für einen Standard-Produktionsprozess. 

Kommt das Kleben ins Spiel, empfiehlt sich für den Konstrukteur 

trotzdem eine Betrachtung der größeren Klebstoffgruppen mitsamt 

ihrer jeweiligen Stärken und Schwächen. Anschließend können Tests 

einzelner Produkte mit dem konkreten Bauteil erfolgen. 

Vernachlässigt man Acrylate und Polyurethane, die ihre Berechtigung 

haben, aber aufgrund ihrer moderaten Zuverlässigkeit für 

High-End-Anwendungen, wie sie in Deutschland vorherrschen, 

Autor: Dr. Karl Bitzer, Leiter Produktmanagement, 

Delo Industrie Klebstoffe, Windach 

weniger geeignet sind, bleiben mit Metallklebstoffen sowie Ein- und 

Zwei-Komponenten-Epoxidharzen drei Produktgruppen übrig. 

Diese weisen teilweise verschiedene Eigenschaften auf, unterscheiden 

sich jedoch vor allem im Fertigungsprozess der Motoren. 

1K-EPOXIDHARZE 

Einkomponentige Epoxidharze bieten herausragende Produkteigenschaften. 

Sie erreichen gute Festigkeiten selbst bei Temperaturen 

von 220 °C, d. h. sie überstehen nicht nur kurzzeitig solche 

Temperaturspitzen, sondern lassen sich dauerhaft im Hochtemperaturbereich 

einsetzen und sind so selbst für Motoren der Isolierstoffklasse 

C verwendbar. Zudem zeigen sie eine hohe chemische 

Beständigkeit, eine große Spaltüberbrückung sowie eine gute 

Haftung auf vernickelten Oberflächen, was insbesondere für Magnetverklebungen 

wichtig ist. 

Sie erfordern zwingend eine Warmhärtung, die bei typischen 

Klebstoffen und Temperaturen zwischen 20 und 40 min 

dauert. Aufgrund der zusätzlichen Aufheizzeit der Fügeteile und 

der Energiekosten werden Konvektionsöfen eher für kleinere Motoren 

eingesetzt. Für mittelgroße Motoren oder bei hohen Stückzahlen 

bietet sich eine Induktionshärtung an. Sie erlaubt eine sehr 

schnelle Erwärmung von elektrisch leitfähigen Bauteilen, was die 

Aufheizzeit drastisch reduziert und eine beschleunigte Aushärtung 

in bis zu 1 min ermöglicht. 

Seit kurzem sind auch lichtfixierbare Varianten verfügbar. Dabei 

werden die Bauteile in maximal 5 s vorfixiert. Anschließend ist zwar 


weiterhin eine Warmhärtung erforderlich, jedoch können so Fixiervorrichtungen mitsamt 

Montage, Demontage und Reinigung entfallen, was den Produktionsprozess vereinfacht. 

Solche Vorrichtungen kommen häufig zum Einsatz, um die Bauteile in Produktionsstraßen 

und während der Ofenhärtung in Position zu halten. 

2K-EPOXIDHARZE 

Je mehr es sich um große und massive Bauteile handelt, desto eher dürfte die Wahl auf 

zweikomponentige Produkte fallen. Diese überzeugen neben einer guten Spaltüberbrückung 

auch mit ihrer Schälfestigkeit und ihrem Spannungsausgleich. 

Zweikomponentige Epoxidharze härten bei Raumtemperatur aus, was durchaus einige 

Zeit dauert. Ihre Vernetzung lässt sich aber ebenfalls mit Wärme beschleunigen. So ist für 

die Weiterverarbeitung eine 

FÜR ELEKTROMOTOREN 

STEHEN UNTERSCHIEDLICHE 

KLEBSTOFF-PRODUKT- 

GRUPPEN ZUR VERFÜGUNG 

ausreichende Handfestigkeit 

bei geeigneten Klebstoffen 

schon nach 5 min bei 80 °C 

erreicht, die vollständige Aushärtung 

nach 10 min. Kommt 

eine Induktionserwärmung 

bei 100 °C zum Einsatz, können 

die Bauteile sogar innerhalb 

von 1 min mit einer Festigkeit von 10 MPa fixiert werden. Die volle Endfestigkeit 

erhält der Klebstoff dann bei Raumtemperatur. 

Gegenüber einer Aushärtung bei höheren Temperaturen, wie sie etwa bei einkomponentigen 

Produkten erforderlich ist, sorgen diese moderaten Bedingungen für eine 

kürzere Aufheizzeit der Bauteile und einen geringeren Energiebedarf in der Produktion. 

Darüber hinaus lässt sich ein solcher Klebstoff auch für temperatursensible Materialien 

wie magnetisierte Magnete oder Kunststoffe verwenden. Gleichzeitig halten diese 

Produkte inzwischen auch höheren Temperaturen stand. So ist ein Einsatz für Motoren 

der Isolierstoffklasse H durchaus möglich. 

Eine Limitierung dieser Produkte liegt insbesondere in den Investitionskosten für eine 

2K-Mischanlage sowie in der etwas komplexeren Verarbeitung. 

METALLKLEBSTOFFE 

Auch bei Raumtemperatur härtende Metallklebstoffe auf Methacrylat-Basis sind mit 

einem Temperatureinsatzbereich von bis zu 200 °C sehr hitzebeständig. Daneben bieten 

die flexibel bis schlagzäh einstellbaren Produkte eine gute Haftung auf glatten Oberflächen. 

Weil sie sich unter Luftabschluss und in der Gegenwart von Metallionen vernetzen, 

sind sie nur für geringe Schichtdicken von maximal 250 µm geeignet. Daher kommen sie 

insbesondere bei Wellenverklebungen zum Einsatz, da der Fügespalt hier aufgrund von 

sehr engen Toleranzen gering ist. 

Methacrylate stehen zudem bei einigen Werkstoffen vor Herausforderungen. So enthält 

die Beschichtung vom Neodymmagneten in Hochleistungsmotoren nur wenige Me- 

Lineareinheit E-II Edelstahl 

Die bewährte Rohrsystem- 

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Einheiten für leichte bis 

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-30°C bis +80°C 

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01 Typische Klebstellen eines Elektromotors 

01 

LINEAR- 

PROFIL- 

VERBINDUNGS- 

MODUL- 

TECHNIK 

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06.-07. Juni 2018 – Stand 204


„DIE KLEBTECHNIK 

KANN DURCHAUS 

NEUE KONSTRUKTIVE 

ANSÄTZE ER- 

SCHLIESSEN“ 

www.DerKonstrukteur.de 

Dr. Michael Döppert, 

Chefredakteur 

02 



Die Klebtechnik hat sich als industrietaugliche 

Verbindungstechnik längst 

etabliert und erschließt sich ständig 

neue Anwendungen. Sie bietet ein 

großes Potenzial im Maschinenbau, 

gerade wenn es um Multimaterialverbunde 

und Leichtbau geht. Sie 

stellt aber auch Herausforderungen 

an Konstruktion und Fertigung. Das 

Wissen über Verbindungseigenschaften 

und Verarbeitungsanforderungen 

sowie über die Klebstoffentwicklung 

und -auswahl sind Voraussetzungen 

für die Nutzung dieses Potenziales 

bereits in einer klebgerechten 

Konstruktion. 

„AUCH DER MASCHI- 

NENBAU KOMMT 

OHNE KLEBEN KAUM 

NOCH AUS“ 

Dr. Karl Bitzer, Leiter 

Produktmanagement, 

Delo Industrie Klebstoffe, 

Windach 

Kleben, Schrumpfen, Verpressen 

und noch einiges mehr: Bei der 

Fertigung von Elektromotoren 

kommen zahlreiche Fügeverfahren 

zum Einsatz. Das Kleben überzeugt 

vor allem mit seiner Automatisierbarkeit, 

dem Ausgleich von 

Fertigungstoleranzen sowie der 

Möglichkeit, unterschiedlichste 

Materialien zu verbinden, auch 

unter Einfluss von hohen Temperaturen 

und verschiedenen Medien. 

03 

tallionen, ebenso wie die Ferritkerne einfacher Motoren. Mit Hilfe eines Aktivators, der 

aufgesprüht oder per Tauchbad aufgetragen wird, lässt sich die Haftung auf schwierigen 

Materialien signifikant verbessern. Zudem hat der Aktivator einen weiteren Vorteil: 

Er beschleunigt die Aushärtung ungemein. Typische Zeiten für eine Funktionsfestigkeit 

liegen bei 30 bis 60 s. In diesem Kontext ist vielen Anwendern noch unbekannt, 

dass es inzwischen auch lösungsmittelfreie Aktivatoren gibt, die eine einfachere Handhabung 

bezüglich des Arbeitsschutzes bieten. 

Sind noch kürzere Taktzeiten gefordert, kommen dualhärtende Urethanacrylate ins 

Spiel. Sie härten an der Kehlnaht unter UV- oder sichtbarem Licht innerhalb von 

weniger als 10 s aus, wodurch die Bauteile fixiert werden und sich direkt 

weiterverarbeiten lassen. Die volle Festigkeit erhält der Klebstoff dann wie gehabt unter 

Luftabschluss. Auch hier lässt sich ein Prozessschritt einsparen, indem kein mechanisches 

Fixieren der Bauteile erforderlich ist. 

KLEBSTOFFE ALS VERGUSSMASSEN 

Schließlich werden Klebstoffe bei Elektromotoren zum Schutz von z. B. Wicklungen als 

Vergussmassen eingesetzt. Dabei gibt es im Wesentlichen zwei Optionen. Für mittlere 

Anforderungen bieten sich dualhärtende Produkte an, die mit Licht fixiert werden und 

anschließend ihre volle Festigkeit über die vorhandene Luftfeuchtigkeit oder mit 

Wärme erreichen. Sie sorgen für eine schnelle Weiterverarbeitbarkeit bei gleichzeitig 

sicherer Aushärtung in Schattenzonen. 

Sind die Anforderungen ausgesprochen hoch, etwa weil eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit 

gegenüber aggressiven Medien wie Getriebeöl oder eine hohe thermische 

Beständigkeit bei gleichzeitig geringer Wärmeausdehnung benötigt werden, sollte 

die Wahl auf Hochzuverlässigkeitsprodukte fallen. Diese sind als 1K- und 2K-Varianten 

für kleinere bzw. größere Volumina verfügbar und erreichen dank ihrer speziellen 

Zusammensetzung Wärmeausdehnungskoeffizienten von bis zu 11 ppm/K. 

FAZIT 

Angesichts der zunehmenden Material- und Oberflächenvielfalt wird Kleben zunehmend 

attraktiver, zumal es auch unter Kostenpunkten äußerst wettbewerbsfähig ist. 

Dabei gibt es für jede Größe und Anwendung eine Vielzahl möglicher Produkte. Um 

die Anzahl der zu testenden Produkte im Rahmen zu halten, empfiehlt sich eine Betrachtung 

der unterschiedlichen Produktgruppen. 

Bilder: Delo 

www.delo.de 

02 Verklebung von 

Magneten im Gehäuse, 

auf dem Rotor sowie in 

Taschen (v. l. n. r.) 

03 Wicklungen 

werden bei E-Motoren 

häufig mit Vergussmassen 

geschützt 



DIREKTVERSCHRAUBUNGEN FÜR 

DEN LEICHTBAU 

Die Remform-Schraube 

von Arnold Umformtechnik 

ist eine Verbindungslösung, 

die dem 

Leichtbaugedanken 

Rechnung trägt. Mit ihr 

können außerdem auch 

Montagezeiten verkürzt 

und Montagerisiken 

minimiert werden. Im 

Gegensatz zur üblichen 

Kunststoffverschraubung 

ist der Verarbeitungsprozess 

in der 

Kunststoffdirektverschraubung 

mit dieser 

Schraube deutlich 

schlanker. Das Bauteil kann direkt mit optimal ausgelegten Kernlöchern 

gespritzt werden und unmittelbar im Anschluss mittels 

Kunststoffschraube montiert werden. Durch ihr asymmetrisches 

Gewindeprofil gewährt die Schraube Sicherheit in der Verbindung 

der Kunststoffdirektverschraubung. Sie hat einen optimierten 

Gewindekern, der neben der Schwingfestigkeit auch das 

Bruchdrehmoment der Schraube erhöht. Dies führt zu einer 

stabileren Verbindung der Fügepartner und ermöglicht auch bei 

hochfesten Kunststoffen ein höheres Montagedrehmoment, 

ohne das Risiko eines Schraubenbruchs zuzulassen. 

www.arnold-fastening.com 

EXTREM EMISSIONSARMER WERKSTOFF 

FÜR ZAHNRÄDER 

Ein besonders 

emissionsarmes, 

hochviskoses 

Polyacetal 

für Zahnradanwendungen 

bietet Dupont 

mit Delrin 

100CPE NC010 

an. Es ist eine 

Weiterentwicklung 

von 

Delrin 100, das 

z. B. für Antriebe 

von Fensterhebern, Lenkgetrieben, Sicherheits-Rückhaltesystemen 

oder Scheibenwischern verwendet wird. Das neue Material ist 

genauso temperatur- und kriechbeständig, bei ihm liegt aber die 

Formaldehyd-Emission unter 2 ppm, gemessen nach VDA 275. 

Damit lassen sich die Anforderungen von strengsten, auch 

zukünftigen Industrienormen erfüllen. Im Spritzguss ermöglicht es 

eine unterbrechungsfreie Herstellung von mehreren Tausend 

Teilen. Bei der Verarbeitung hinterlässt es Werkzeug-Oberflächen 

mit signifikant verringerten Ablagerungen, was die Kosten senkt. 

Der während der Verarbeitung auftretende Geruch von Formaldehyd 

ist ebenfalls deutlich reduziert. Damit ist es auch für Nicht- 

Automobilbranchen interessant, z. B. für die Möbel- und die 

Haushaltsgeräteindustrie. 

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VERKLEBEN OHNE FIXIERVORRICHTUNG 

Strukturelle 

Verklebungen 

ohne Fixiervorrichtung 

sind mit dem 

lichtfixierbaren 

Klebstoff 

Dualbond 

SJ2718 von 

Delo möglich. 

Für strukturelle 

Klebungen 

bei größeren 

mechanischen 

Belastungen 

und erhöhten 

Temperaturen werden oft Epoxidharzklebstoffe eingesetzt. 

Diese sind bislang nur rein warmhärtend verfügbar. So müssen 

Fixiervorrichtungen zum Einsatz kommen, die die Bauteile in 

Produktionsstraßen und während der Ofenhärtung in Position 

halten. Mit der zweistufigen Licht- und Warmhärtung des neuen 

Klebstoffs lässt sich dieser Prozess vereinfachen. Er wird 

zunächst in 1 bis 5 s vorfixiert. Mit der anschließenden Warmhärtung, 

die üblicherweise 20 min bei 130 °C beträgt, erreicht 

das Epoxidharz seine volle Festigkeit. Dies kann aber auch mit 

verlängerter Aushärtezeit bei 90 °C erfolgen oder in wenigen 

Minuten durch eine induktive Erwärmung der Bauteile. Die 

Endfestigkeit liegt für Aluminium bei 60 MPa, für den Hochleistungskunststoff 

PA6 bei 30 MPa. 

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COG SETZT ZEICHEN: 

Brillante Ringe für alle 

Herausforderungen. 

Präzisions-O-Ringe für unterschiedlichste 

Industriebereiche und höchste Ansprüche. 

11. –15. Juni 2018 ·Frankfurt am Main 

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STOCK 

ÜBER 

UND 

STEIN 

Sie verlangen Materialien alles ab! Die in 

der Mountainbike-Szene begehrten 

Kunstharz-Carbonfaser-Verbunde sind zwar 

leicht und schick – aber die Bruchgefahr 

fährt immer mit. Mit brandneuen, leichten 

Composites kann hier ein neues Kapitel 

aufgeschlagen werden. 


Bisherige Einschränkungen bei Kunstharz-Verbunden, 

nämlich die Großserientauglichkeit und die intrinsische 

Sprödigkeit des Materials, könnten dank CFRTP-Verbundwerkstoffen 

von Covestro bald der Vergangenheit angehören. 

CFRTP steht für „continuous fiber-reinforced thermoplastic“. 

Der schlagzähe Matrixwerkstoff Polycarbonat erhöht die 

Sicherheit weiter – und den beliebten Carbon-Look gibt’s auch 

noch inklusive. 

Im Einsatz im Mountainbike muss das Material bei Schussfahrten 

über Wurzeln und Felsen, in engen Haarnadel-Kurven 

und bei harten Landungen nach einem Sprung enorme Kräfte 

und Schläge aushalten. Anlass genug für versierte Entwickler wie 

Dr. Niccolo Pini, Gründer der Next Composites GmbH in Otelfingen, 

Schweiz, sich immer wieder mit den neuesten Werkstoffen 

auseinanderzusetzen. Sein jüngstes Glanzstück: eine Pedal-Kurbel 

aus CFRTP. Das Teil ist nicht nur extrem leicht und robust, 

sondern sieht durch die begehrte Kohlefaseroptik auch schön aus. 

Dank der neuartigen Verarbeitungsmöglichkeiten von Next 

Composites kann es reproduzierbar und automatisch hergestellt 

werden – mit allen Vorteilen für die Bauteilqualität. 

Materialversagen hat für Pini oft einen ganz einfachen Grund: 

mangelhafte Verarbeitungsqualität durch Handarbeit. „Schon für 

einfache Bauteile wie eine Kurbel braucht man in klassischer 

Kunstharz-Verarbeitungsweise 60 bis 70 Carbonfaser-Zuschnitte, 

die von Hand in der richtigen Reihenfolge und Position ausgerichtet 

werden müssen. Kein Wunder, dass es da zu Qualitätsproblemen 

kommen kann“, erklärt er. 

Die Lösung für Dr. Pini sind CFRTPs – Endlos-Kohlefasern, die 

mit dem Hochleistungskunststoff Polycarbonat imprägniert sind. 

Dieser neue Verbundwerkstoff bietet enorme Festigkeiten, lässt 

CFRTP LÄSST SICH IN EINEM NEUARTI- 

GEN VERFAHREN REPRODUZIERBAR 

UND WIRTSCHAFTLICH VERARBEITEN 

sich aber dank seiner thermoplastischen Matrix maschinell und 

deutlich schneller als Epoxid-basierte Systeme verarbeiten. Tatsächlich 

ist die große Stärke der CFRTP-Tapes, dass sie durch die 

Endlos-Carbonfasern nicht nur hohe Kräfte aufnehmen können, 

sondern dass mit ihrer Hilfe gleich mehrere konventionelle Schritte 

bei der Verarbeitung bisheriger Kohlefaser-Duroplast-Verbunde in 

einem einzigen, schnellen Prozess zusammengefasst werden. 

Hinzu kommen erhebliche wirtschaftliche Vorteile in Sachen 

Nachbehandlung: Traditionell gefertigte Kunstharz-Kohlefaser- 

Verbunde müssen in aller Regel umständlich mit Füllern behandelt, 

nachgeschliffen und poliert werden, um die ästhetischen Ansprüche 

der Kundschaft zu befriedigen. Mit CFRTP dagegen kommt 

das Bauteil mit hochwertiger Oberfläche praktisch verkaufsfertig 

aus der Maschine. Und mit 150 g Gewicht ist die neue Kurbel trotz 

ihrer Belastbarkeit auch noch extrem leicht. 

Ein weiterer Vorteil: Durch die Zähigkeit des Kunststoffs kann bei 

der Verarbeitung der CFRTP-Tapes weitgehend auf Metall-Inlays 

verzichtet werden. Dr. Pini und seine Kollegen schneiden ihre Gewinde 

einfach in die fertig ausgeformte Kurbel. Derzeit benötigen 

sie nur noch ein einziges Inlay – und auch das soll bald der Vergangenheit 

angehören. 

www.covestro.com 


POLYAMIDE FÜR HOHE 

DAUEREINSATZTEMPERATUREN 

EJOT TSSD ® 

Die Leichtbau-Lösung 

Wie funktioniert das TSSD ® Fügeverfahren? 

Jetzt das Video ansehen und mehr erfahren! 

E 

EJOT TSSD® 

Lanxess hat ein neues Hitzestabilisierungssystem namens XTS2 

(Xtreme Temperature Stabilization) für die Polyamid-66-Varianten 

von Durethan entwickelt. Es hebt deren Wärmealterungsbeständigkeit 

so stark an, dass diese im Bereich der Wärmeformbeständigkeiten 

liegen. „Damit halten die Polyamid-66-Typen Dauereinsatztemperaturen 

bis 230 °C aus. Sie sind dadurch eine Alternative 

zu teuren, hitzestabilisierten Spezialthermoplasten. Erster 

Vertreter der neuen Produktreihe ist ein mit 35 Gewichtsprozent 

Glasfasern verstärktes Polyamid 66, das als Durethan AKV35XTS2 

vermarktet werden soll. Geplant ist, künftig auch XTS2-Produktvarianten 

mit höheren und niedrigeren Glasfasergehalten 

anzubieten. Ebenfalls in Entwicklung ist ein blasformbares 

Polyamid 66 für PKW-Luftführungsbauteile, das mit dem 

XTS2-System stabilisiert ist. Durethan AKV35XTS2 zeigt im 

Vergleich zu Polyamid-66-Varianten, die den gleichen Glasfasergehalt 

haben und mit der Thermostabilisierung H2.0 ausgerüstet 

sind, eine bessere Fließfähigkeit der Schmelze. 

www.lanxess.com 

Der TSSD ® von EJOT ist eine prozesssichere Verbindungslösung für 

Leichtbau-Werkstoffe. Gerade die in der Automobil- und Luftfahrtindustrie 

häufig verwendeten Sandwich-, Waben- und Schaumkernstrukturen 

sind prädestiniert für den Einsatz des Thermischen 

Stoff-Schluss-Doms. Mittels Rotation und des damit verbundenen 

Wärmeeintrags dringt der TSSD ® in das Bauteil ein und erzeugt eine 

hochbelastbare, formschlüssige Verbindung. 

Wir unterstützen Sie gerne bei Ihrem nächsten Leichtbau-Projekt! 

www.industrie.ejot.de 

EJOT Qualität verbindet ® 

EJOT GmbH &Co. KG Industrial Division 

Präzision für 

komplexe Bauteile. 

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ALTERNATIVE ZU KLASSISCHEN 

CHROMOBERFLÄCHEN 

Für silberweiß 

glänzende Oberflächen 

ohne den Einsatz 

von Chrom sorgt der 

Industrielack Chrome 

Star von WB Coatings. 

Optisch und physisch 

schafft ein Trio aus 

Grundierung, Basislack 

und Klarlack 

Ergebnisse, die hohen 

Ansprüchen von Design, Architektur und Industrie gerecht 

werden. Er lässt sich einfach auftragen und kann den Wegfall von 

Chrom (VI) kompensieren. In Tests zeigt sich der Lack kratzfest 

und beständig gegen Speichel, Schweiß, Chemikalien und 

Cremes. Die drei aufeinander abgestimmten Zwei-Komponenten- 

Systeme werden mit handelsüblichen Sprühsystemen appliziert. 

Ein lasierender Zusatzlack ermöglicht eine farbige Oberflächengestaltung 

mit brillanten Effekten. 

Das keramische Präzisionsgiessverfahren Exacast® 

ermöglicht die präzise Fertigung komplexer Gussteile, 

reduziert Arbeitsgänge wie Bearbeitung, Schweissen 

oder Schmieden und bietet höhere Freiheitsgrade für 

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Sie gerne über unsere Möglichkeiten: Höchste Qualität 

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DER KONSTRUKTEUR 5/2018 17 

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TRENDS 

Technische Kunststoffe 

und ihre Anwendungen 

Autor: Ruedi Portmann, EMS-GRIVORY, Domat/Ems (CH) 


REDUKTION DER HERSTELLKOSTEN MIT METALLERSATZ 

DURCH HOCHLEISTUNGSPOLYAMIDE 

Durch den speziellen Aufbau von Hochleistungspolyamiden ergibt sich ein unvorstellbar 

großes Leistungspotential. Wo früher aufgrund der hohen Anforderungen nur Metalle zum 

Einsatz kamen, werden heute Hochleistungspolyamide eingesetzt. Der Trend zu noch 

höheren Anforderungen geht unbeirrt weiter. Die Vorteile einer Kunststoffkonstruktion 

gegenüber einer Metallkonstruktion liegen bei einer kosteneffizienteren Fertigung, der 

einfachen Funktionsintegration und der deutlichen Gewichtseinsparung. Besonders die 

zukünftigen Fortbewegungsmittel, seien es nun Automobile oder Drohnen, werden durch 

die Gewichtseinsparungen profitieren und noch energieeffizienter als heute unterwegs sein. 

DER ROHSTOFFLIEFERANT ALS ENTWICKLUNGSPARTNER 

Der Anwendungsbereich von Hochleistungskunststoffen ist bereits heute groß aber noch 

lange nicht ausgeschöpft. Für nahezu jede Anwendung existieren Kunststoffe mit spezifischen 

Eigenschaften. Aufgrund des material- und anwendungsspezifischen Wissens des 

Rohstoffherstellers, wird dieser sich vermehrt auch als treibende Kraft für Neu- und 

Weiterentwicklungen von Bauteilen positionieren können. Rohstoffhersteller müssen sich 

auch in Zukunft als starke Entwicklungspartner und Problemlöser für ihre Kunden einsetzen 

und sie auf technisch höchstem Niveau unterstützen; dies beginnt bei der strukturmechanischen 

oder spritzgussgerechten Auslegung von Bauteilen, geht über der Ermittlung und 

Bereitstellung von komplexen materialspezifischen Kennwerten bis hin zu Neuentwicklungen 

von einzigartigen Hochleistungspolyamiden. 

SIMULATION UNTERSTÜTZT STEIGENDE KOMPLEXITÄT UND 

HÖHERE ANFORDERUNGEN 

Die Produktentwicklung findet zunehmend in einer virtuellen Simulationsumgebung statt. 

In Zukunft wird das Bedürfnis an komplexere und genauere Simulationsmodelle deutlich 

ansteigen. Daher wird sich auch die Nachfrage nach komplexeren Materialdaten für die 

Simulation weiter verstärken. Ems-Grivory kann bereits heute den Spritzgussprozess 

mitsamt der resultierenden Faserorientierung der hochverstärkten Polyamide und den 

daraus folgenden richtungsabhängigen Materialeigenschaften bei der Bauteilauslegung 

berücksichtigen. Dies ist schon bald der Standard in Entwicklungsabteilungen. Mit den 

steigenden Berechnungskapazitäten können zukünftig die komplexesten Aufgabenstellungen 

virtuell gelöst werden. 

EINSATZ VON LANGGLASFASERN ZUR ERHÖHUNG 

DER PERFORMANCE 

Der Trend, die Performance der Kunststoffe näher ans Limit zu treiben, geht weiter. Langfaserverstärkte 

Hochleistungspolyamide bieten hier interessante Möglichkeiten. Sie sind einfach zu 

verarbeiten und sind mit ihrer hohen Festigkeit an der Spitze der thermoplastischen Kunststoffe 

anzusiedeln. Durch die bis zu 10 mm langen Glas- oder Kohlenstofffasern, eingebettet 

im Polyamid, entsteht im Bauteil eine hochfeste Faserstruktur. Dadurch liegen die Wärmeformbeständigkeit, 

die Steifigkeit und die Festigkeit auch bei steigenden Temperaturen auf 

hohem Niveau. Dabei wird das Kriechen, das heißt die Verformung der Bauteile unter einer 

lang anhaltenden Belastung, auf ein absolutes Minimum reduziert. 

LEICHTBAU DURCH INTELLIGENTEN MATERIALEINSATZ 

Leichtbau hat einen immer höheren Stellenwert. „Leichter bauen“ gelingt zum einen durch 

Werkstoffe mit geringer Dichte und hohem Eigenschaftsniveau, und zum andern durch 

belastungs- und funktionsgerechten Materialeinsatz. Am Heckrahmenträger eines Motorrads 

wurde das Leichtbauprinzip auf die Spitze getrieben: Die ursprüngliche Aluminiumkonstruktion 

aus 20 Teilen wurde reduziert auf drei Einzelteile aus einem extrem leichten und 

belastbaren Hochleistungspolyamid mit Langkohlefaserverstärkung. Bei Anwendungen, bei 

denen ein geringes Gewicht und beste mechanische Eigenschaften entscheidend sind, sind 

diese Art Hochleistungspolyamide nicht mehr wegzudenken. 

www.emsgrivory.com 

Bilder: EMS-GRIVORY 

DER KONSTRUKTEUR 5/2018 19


PRÄZISION IN POLYAMID 


Präzise und sportlich schalten – mit Porsche- 

Feeling – dafür sorgen im Porsche Macan unter 

anderem auch die 14 Kunststoff-Teile für das 

Schaltgehäuse des Doppelkupplungsgetriebes. 

Manuell oder automatisch schalten? Geschwindigkeit 

oder Komfort? Wer ein Auto mit Doppelkupplungsgetriebe 

fährt, kann wählen. Möglich wird das durch die 

Aufteilung der Kraftübertragung in zwei Teilgetriebe, 

die über eine Doppelkupplung abwechselnd mit dem Motor verbunden 

werden. Der Kraftfluss verläuft dann immer über ein Teilgetriebe 

und eine Kupplung, während der nächste Gang im zweiten 

Teilgetriebe schon eingelegt ist. Beim Gangwechsel wird die eine 

Kupplung geöffnet, die andere gleichzeitig geschlossen. Das Ergebnis: 

ein Gangwechsel in Millisekunden ohne spürbare Zugkraftunterbrechung. 

SCHALTUNG AN DER SCHNITTSTELLE 

DER KUNSTSTOFFVERARBEITER 

VERFÜGT AUCH ÜBER DIE EXPERTISE 

ALS ENTWICKLUNGSPARTNER 

An der Schnittstelle zwischen Fahrer und einem solchen Getriebe 

kommt es auf Präzision und perfektes Feeling an – sonst teilt sich 

dem Fahrer die außerordentliche Geschwindigkeit des Gangwechsels 

nicht mit. Hier spielt die Schaltung eine zentrale Rolle. Jopp Automotive 

entwickelt und fertigt Schaltungen, die sich durch maximalen 

Bedienkomfort, exzellente Haptik, hohe Funktionssicherheit 

und ein edles Erscheinungsbild auszeichnen. 

Ein gutes Beispiel dafür gibt die Schaltung des optionalen Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes 

im Porsche Macan. Hier liefert 

Jopp eine komplette Lösung vom Schaltstock bis zum Schaltzug, 

der in diesem Fall als „Shift-by-Cable“-System ausgeführt ist. 

Zum Lieferumfang gehören auch Elektronik- und Sensormodule 

sowie die Integration der Schaltung in die existierende Softwarearchitektur 

des Fahrzeugs. 

KUNSTSTOFF-KNOW-HOW IN FERTIGUNG 

UND ENTWICKLUNG 

Das reine Gehäuse der Schaltung besteht aus insgesamt 14 Komponenten 

und wird von der Weiss Kunststofftechnik GmbH & Co. 

KG gefertigt, die auch an der Optimierung der Basiskonstruktion 

beteiligt war. Weiss gilt als Spezialist für die Verarbeitung von anspruchsvollen 

Kunststoffen wie PA, POM und glasfaserverstärkten 

Compounds, die in der Automobilindustrie häufig in motornahen 

Anwendungen zum Einsatz kommen – z. B. als Kettenspanner. 

Aber auch für das Interieur von Fahrzeugen entwickelt und fertigt 

Weiss hochwertige Komponenten wie z. B. verstellbare 

Luftaustrittsdüsen, Mantelhaken, Säulenverkleidungen und Airbag-Abdeckungen. 

Bei der Schaltung des Porsche Macan galt es u. a. die Anforderung 

zu erfüllen, dass die Betätigungskräfte dauerhaft gleich bleiben 

und auch stark belastete Zonen wie z. B. die Führung des 

Schaltzugs eine lange Lebensdauer erreichen. Daraufhin wurde sowohl 

die Materialauswahl – es kommen diverse Polyamide wie PA6 

und PA66, teils glasfaserverstärkt, und POM zum Einsatz – als auch 

das Detaildesign abgestimmt. 

Die Optimierung unter Gewichtsaspekten spielte ebenfalls eine 

wichtige Rolle, wie die Verrippung der großflächigeren Bauteile 

zeigt. Hier kamen Konstruktions- und Optimierungsverfahren wie 

FMEA und Füllsimulationen zur Anwendung, bei denen das Weiss- 

Engineering über umfassende Expertise verfügt. 

Weiss liefert die 14 Gehäusekomponenten, die mit sehr engen 

Toleranzen gefertigt werden, an das Jopp-Werk in Bad Neustadt, 

wo nicht nur Metallkomponenten eingelegt, sondern auch Sensoren 

und Steuerungen integriert werden. Auf die Endmontage der 

kompletten Schaltung mit Schaltstock und -zug folgt eine umfassende 

mechanische und elektrische End-of-Line-Prüfung. Das 

vollständige Schaltmodul wird dann im Porsche-Werk Leipzig 

verbaut. 

Bilder: Weiss Kunststoffverarbeitung 

www.weiss-kunststoff.de 


HOHLPROFIL-HYBRIDTECHNIK BIETET NEUE EINSATZMÖGLICHKEITEN 

Die Kunststoff-Metall-Hybridtechnik ist eine im 

strukturellen Leichtbau etablierte Konstruktionsmethode, 

die Lanxess entwickelt hat. Mit ihr 

werden seit Jahren zum Beispiel Frontends, 

Pedallagerböcke und Bremspedale gefertigt. Als 

Spritzgießkomponente findet dabei in der Regel 

glasfaserverstärktes Polyamid 6, als Metallkomponente 

Stahl- oder Aluminiumblech Verwendung. 

Nun ist es dem Hersteller gelungen, die 

Hybridtechnik auf den Einsatz von metallischen 

Hohlprofilen mit runden und eckigen Querschnitten 

auszuweiten. Im Vergleich zu Blechen 

sind Hohlprofile deutlich formstabiler und weisen höhere Torsionssteifigkeiten sowie -festigkeiten auf. 

Der Hersteller geht davon aus, dass mit dieser neuen Technologie künftig auch Bauteile wie Instrumententafelträger 

gefertigt werden können. Lanxess hat für die Hohlprofil-Hybridtechnik einen 

wirtschaftlichen und einstufigen Prozess entwickelt. Große Einsatzchancen hat die neue Variante der 

Hybridtechnik neben Instrumententafelträgern auch bei anderen Strukturbauteilen mit hohen 

Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit. 

www.lanxess.com 

LEICHTES HOHLRAD, EXAKT AUSGELEGT 

Ein Lauramid-Hohlrad von Handtmann Elteka hat zum 

Sieg eines Studententeams der TU München beim 

Effizienzwettbewerb Educeco beigetragen. Das Konstruktionsteam 

Tufast Eco nutzte es beim Bau seines Konzeptfahrzeugs 

muc017, das beim Wettbewerb den ersten 

Platz belegte. Die Studenten entwickelten u. a. eine 

Felgenauslegung mit extrem leichtläufigen Lagern. Die 

Herausforderung war, das Getriebe in der neuen Geometrie 

an der Hinterachse zu integrieren. Die Lösung 

fanden die angehenden Ingenieure in dem Hohlrad mit 

innenliegender Verzahnung aus PA 12C Lauramid. 

Entscheidend für die Wahl dieses mit 368 mm Außendurchmesser 

relativ großen Bauteils war u. a. das Gewicht. 

Wichtig war aber auch die exakte Auslegung, für die der 

Hersteller eine Software entwickelt hat. Auf Basis dieses Programms werden die exakten Parameter 

für Bauteil und Guss des Polyamids festgelegt. In diesem Fall wurde für das Hohlrad ein Halbzeug 

gegossen und die Verzahnung nachträglich eingearbeitet. 

www.handtmann.de/kunststofftechnik 

GEWINDEEINSATZ FÜR PRÜFFÄHIGE 3D-DRUCK-PROTOTYPEN 

Einen Gewindeeinsatz für Prototypen, die im 

3D-Druckverfahren hergestellt werden, bietet 

Haydon Kerk mit 3DP an. Dieser ermöglicht es, 

lineare Bewegungsprofile schnell und genau zu 

überprüfen. Prototypen aus dem 3D-Drucker 

sind in der Regel nicht zur Überprüfung von 

Bewegungsachsen geeignet. Der Grund dafür 

ist, dass die Materialien, die gewöhnlich für die 

additive Herstellung verfügbar sind, nicht die 

Gleiteigenschaften aufweisen, die für eine 

optimale Kraftübertragung nötig wären. Die 

neuen Muttereinsätze haben ein Innengewinde 

mit hocheffizientem Bewegungsgewinde und 

eine rechteckige Außenkontur, damit sie sich gut in Prototypen-Baugruppen integrieren lassen. Die 

Sechskantform und der Freistich ermöglichen die radiale und axiale Fixierung der Mutter in der 

Baugruppe unter Verwendung von Klebstoff. Der Hersteller fertigt auch kundenspezifische Muttern, 

die aus dem gleichen Material hergestellt werden wie die Serien-Einsätze. 

www.haydonkerk.de


ECODESIGN 

IN STAHL 

01 


Rohstoffe signifikant einsparen und CO 2 -Emissionen 

senken – Ecodesign in Kombination mit Spezialstahl 

ist ein interessanter Ansatz, um dieses Ziel 

nachhaltig zu erreichen und gleichzeitig Kosten 

zu reduzieren. 

Autoren: Dr.sc.techn. Rainer Züst, Züst Engineering AG; 

Dr.-Ing. Levente Kertesz und Dr.-Ing. Peter Unseld, beide 

HEWI G. Winker GmbH & Co. KG; Stephan Hasler, Swiss Steel AG 

Neben der Auswahl des Werkstoffs entscheiden Produktionsverfahren 

und Konstruktionsweise eines Bauteils über 

den ökologischen und ökonomischen Mehrwert entlang 

der gesamten Wertschöpfungskette bis hin zum Einsatz. 

Kostet weniger, kann mehr – das ist die Idee hinter dem Ecodesign- 

Konzept. Gleichzeitig ist es der Nachweis, dass eine ökologisch motivierte 

Produktion nicht teurer als gängige Fertigungsverfahren ist. 

Im Gegenteil: Ecodesign kann die Bauteilherstellung vereinfachen 

und auf diese Weise die Umweltbelastung und die Kosten massiv reduzieren, 

und zwar über die gesamte Wertschöpfungskette: von der 

Stahl produktion bis zur Endanwendung. Das im Folgenden dargestellte 

Beispiel aus dem automobilen Leichtbau zeigt, wie hoch das 

Potenzial für Kosten- und CO 2-Einsparungen mit Ecodesign ist. 

ES GEHT AUCH LEICHTER 

Die horizontale Vernetzung entlang der Wertschöpfungskette vom 

Automobilzulieferer über Komponentenhersteller bis zum Stahlproduzenten 

ist unverzichtbar, um dem steigenden Anspruch der 

führenden Fahrzeughersteller hinsichtlich einer kontinuierlichen 

CO 2-Reduktion gerecht zu werden. Ein Vorzeigeprojekt ist eine 

Produktentwicklung des Verbindungstechnikherstellers Hewi 

G. Winker GmbH & Co. KG für den Automobilbau, der das Design 



02 

stellers. Das belegt auch die Studie „Entwicklung der Energiemärkte 

– Energiereferenzprognose“, die im Auftrag des deutschen Bundesministeriums 

für Wirtschaft und Technologie durchgeführt wurde: 

JE MEHR ZULIEFERER AUF ECO- 

DESIGN SETZEN, DESTO GRÖSSER 

IST DAS CO 2 -EINSPARPOTENZIAL 

01 Patentierte Leichtbaumutter (rechts im Bild) 

02 CO 2 

-Reduktionen am Beispiel Hewi-Leichtbaumutter 

über die gesamte Wertschöpfungskette 

Demnach fallen beim Einschmelzen von Recycling-Stahlschrott, 

wie es beispielsweise Swiss Steel betreibt, deutlich weniger CO 2- 

Emissionen je Tonne Rohstahl an, als bei der Verhüttung von Eisenerz. 

Darüber hinaus legt die Auswahl des Werkstoffs die Basis für 

weitere Wertschöpfung. 

ES BEGINNT IN DER HERSTELLUNG 

einer Leichtbaumutter mit dem Stahlprodukt Swissbain-7MnB8 

des Schweizer Stahlherstellers Swiss Steel, eines Tochterunternehmens 

der Schmolz + Bickenbach Gruppe, verknüpft hat. 

Die Mutter dient als Verbindungselement im Automobil und ist 

ein Beweis, dass der stoffliche und geometrische Leichtbau auch bei 

kleinen Teilen eine große Wirkung entfalten kann. So wurde Hewi 

G. Winker 2015 für dieses Produkt mit dem dritten Platz des 

deutschen Stahlinnovationspreises ausgezeichnet und hat den Umwelttechnikpreis 

des Bundeslandes Baden-Württemberg gewonnen. 

Nach den Ecodesign-Prinzipien ist der erste Ansatzpunkt für ein 

energie- und kosteneffizientes Produkt die Auswahl des Stahlher- 

Die Kaltmassivumformung zählt zu den ressourcenschonenden 

Herstellungsverfahren. Das Volumen des Einsatzmaterials wird fast 

vollständig zum fertigen Produkt umgeformt. Zudem ist der Energieaufwand 

bei diesem Verfahren deutlich geringer als beispielsweise 

bei der Warmmassivumformung. 

Der bainitische Kaltformstahl Swissbain-7MnB8 von Swiss Steel 

ist eine Alternative zu konventionell eingesetztem Vergütungsstahl 

und verbessert die bereits gute Energiebilanz beim Kaltfließpressen. 

Mit seiner hohen Festigkeit und guten Umformbarkeit im Lieferzustand 

entfallen mit dem Swissbain-7MnB8 energieintensive Wärmebehandlungsschritte, 

wie das Glühen vor und das Vergüten 

nach der Kaltumformung. Dadurch entfallen auch zusätzliche, 

Magnetsysteme ı Magnetgummi ı Magnetfolie ı Bedruckte Magnete ı Magnethaftflächen 

Tel +49 9367 / 98977-0 ı Mail info@schallenkammer.de ı Web www.schallenkammer.de 

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03 Größenordnungen 

der 

CO 2 

-Reduktion 

03 

„DIE ECODESIGN- VOR- 

GABE KANN AUSLÖSER 

ZUKUNFTSWEISENDER 

PRODUKTENT- 

WICKLUNGEN 

SEIN“ 

Dr. Michael Döppert, 

Chefredakteur 


schadstoffbelastete Transportwege zu externen Verarbeitern. Die Durchlaufzeit in 

der Fertigung ist spürbar verkürzt. 

Kombiniert mit dem Leichtbaudesign einer Mutter kann das Gewicht um bis zu 

30 % reduziert werden. Bei einem repräsentativen Auftrag im Umfang von 6,4 Mio. 

Stück und dem Einsatz von 216 t Stahl spart Hewi G. Winker rund 47 t Material im 

Vergleich zur Produktion der Normmutter ein – das entspricht 18 % weniger 

Materialeinsatz. Die Verkürzung der Fertigungskette der Leichtbaumuttern durch Entfall 

der Wärmebehandlung und der geringere Materialeinsatz führen zu um ca. 10 % 

reduzierten Kosten. Nach Berechnungen von Züst Engineering aus der Schweiz wird 

das CO 2-Aufkommen über die gesamte Prozesskette bis zur fertigen Leichtbaumutter 

um bis zu 1 850 t reduziert, wenn statt Vergütungsstahl auf LD-Basis (hergestellt 

unter dem Einsatz von Eisenerz nach dem Linz-Donawitz-Verfahren) der 

Elektrostahl Swissbain-7MnB8 eingesetzt wird. 


Ecodesign beinhaltet viele Aspekte, 

angefangen beim Werkstoff bis zu 

werkstoffgerechten und ressourceneffizienten 

Konstruktionen und 

Produktionsprozessen hinsichtlich 

Material- und Energieeinsatz sowie 

Abfall und Emissionen. Dazu 

kommen Forderungen nach 

langlebigen, reparaturfreundlichen, 

recyclinggerechten und letztlich oft 

auch logistikfreundlichen Konstruktionen. 

Ein perfektes Ecodesign 

entsteht erst aus der Summe all 

dieser Aspekte – und natürlich soll 

es wirtschaftlich darstellbar sein. 

Das muss gehen! 

LEICHTER – SPARSAMER 

Bei einem Jahresauftrag über 6,4 Mio. Leichtbaumuttern von Hewi G. Winker sparen 

die damit ausgestatteten Fahrzeuge laut Züst Engineering im Lauf der KFZ-Lebensdauer 

ca. 200 000 l Treibstoff und ca. 500 t CO 2. Über die gesamte Wertschöpfungskette 

von der Stahlherstellung bis zum Einsatz des Bauteiles summieren sich die maximal 

möglichen CO 2 -Einsparungen auf insgesamt 2 350 t. Das entspricht dem jährlichen 

CO 2-Fußabdruck von rund 250 Einwohnern in Deutschland. 

Dieser Erfolg lässt sich skalieren. Beim Einsatz von 6 000 t Stahl für Leichtbaumuttern, 

die im Gegensatz zum Normteil 20 % weniger Gewicht aufweisen, entspräche 

die jährliche CO 2-Einsparung bereits dem Äquivalent einer Kleinstadt mit 

knapp 10 000 Einwohnern. Für diesen Effekt bräuchte es 1 % der Jahresproduktion an 

Elektrostahl von Swiss Steel. 

Die Kosten- und Emissionseinsparungen sind also nicht nur für die Produzenten 

von Leichtbauteilen unmittelbar ersichtlich, sondern auch für die Endverbraucher. 

Weltweit werden pro Jahr rund 100 Mio. neue Autos in Betrieb genommen. Jede 

Ecodesign- Maßnahme könnte mit bis zu Faktor 1 000 000 000 über die gesamte Wertschöpfungskette 

skaliert werden. Dieser Multiplikator verdeutlicht die Größenordnung 

des CO 2-Einsparpotenzials bezogen auf Leichtbaukomponenten im Fahrzeugbau, 

die mit neuen Stahlsorten hergestellt werden. 

Bilder: Aufmacherbild fotolia/industrieblick, Bild 01 HEWI G. Winker, Bilder 02 + 03: Swiss Steel 

www.schmolz-bickenbach.com 



STOSSDÄMPFENDE UND STEIFE MATERIALIEN 

FÜR PARKSENSOREN 

Die schweizerische 

IEM-Gruppe hat 

DuPont Delrin 

Polyacetal und 

DuPont Zytel HTN 

Hochleistungspolyamid 

für die 

Herstellung ihrer 

PrestoSense 

Smart-Parking-Sensoren 

ausgewählt. 

Diese Sensoren 

werden auf Parkplätzen 

auf der Straße installiert und können dort die Belegung 

durch ein Fahrzeug erkennen. Dadurch sinkt das Verkehrsaufkommen 

in Städten ebenso wie der Zeitaufwand bei der Parkplatzsuche, 

weil die Information direkt auf dem Smartphone abrufbar 

ist. Die äußeren Bedingungen erforderten den Einsatz eines 

robusten Gehäuses für den Smart-Parking-Sensor. Delrin sichert 

die Beständigkeit des äußeren Sensorrings gegen UV-Licht und 

starke Schläge. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil dieser 

Ring die stoßdämpfende Hülle für die darin eingebettete Scheibe 

bildet und dadurch hilft, Deformationen zu verhindern, die die 

Elektronik beschädigen könnten. Für die innere Scheibe empfahl 

DuPont den Einsatz eines Zytel HTN PA-Typs mit 35 Gewichtsprozent 

Glasfaserverstärkung, der hohe Steifigkeit mit guter 

Kompatibilität zu elektrischen Bauteilen verbindet. 

www.plastics.dupont.com 

MODALANALYSE VERBESSERT 

EIGENSPANNUNGSREDUKTION 

Für die Reduktion von Eigenspannungen im Werkzeug- und 

Maschinenbau nutzt die Vibmatic 8 000 von VSR die präzise 

Modalanalyse zur Gewinnung der werkstückrelevanten Daten. So 

werden die frequenzabhängige Übertragungsfunktion und 

dadurch anschließend die Eigenresonanzfrequenzen und die 

Dämpfung bestimmt. Die Anregung geschieht dabei durch einen 

Modalhammer. Dieser Vorgang erfolgt zu Beginn jeder Behandlung 

und nach jedem weiteren Behandlungsschritt. Verbesserungen 

des Bauteilverhaltens durch die Vibrationsbehandlung 

werden in einem Protokoll dokumentiert. Eine Behandlung 

dauert normalerweise eine Stunde. Sie kann unmittelbar vor Ort 

erfolgen. Dadurch ist das Werkstück schnell für die weiteren 

Produktionsprozesse verfügbar. Der nach einer Wärmebehandlung 

normalerweise 

erforderliche 

Entzunderungsprozess 

kann 

dabei entfallen. 

Das 

Verfahren ist 

anwendbar bei 

nahezu allen 

Werkstoffqualitäten 

unterschiedlicher 

Stähle. 

www.vsr-industrietechnik.de 

MASSGESCHNEIDERTE BAUTEILLÖSUNGEN 

Individuelle Bauteile aus Lauramid überzeugen bereits seit fünf Jahrzehnten Ingenieure und Techniker in immer neuen Anwendungsfeldern. 

Dank des Material-, Guss- und Anwendungs-Know-hows von Handtmann Elteka entstehen maßgeschneiderte Bauteillösungen, 

die auch ökonomisch überzeugen. Denn Konstruktionsteile aus diesem Werkstoff bestechen durch eine besonders lange Laufzeit 

einerseits und durch eine ökonomische Herstellung im endkonturnahen Guss andererseits. Dabei kann in den meisten Fällen sowohl 

Material als auch eine aufwändige Nachbearbeitung eingespart werden. Anhand unterschiedlicher Demonstrationsobjekte, beispielsweise 

einem Kettenrad in einer hochdynamischen Verpackungsmaschine und Schiffspropellern werden die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten 

des Werksstoffs und seine extreme Widerstandsfähigkeit gezeigt. In sensiblen Umfeldern, wie der Lebensmittelindustrie, 

punktet der PA 12C-Werkstoff dagegen unter anderem mit einem schmiermittelfreien Lauf. Echte Dauerläufer sind die Rollen 

aus Lauramid, wie sie in Schiebetüren unterschiedlichen Typs eingesetzt werden. 

www.handtmann.de 

KERAMIK LEISTET MEHR. 

Bauteile aus Technischer Keramik 

vollbringen Höchstleistungen in den 

anspruchsvollsten Anwendungen. 

Profitieren Sie von den herausragenden 

Materialeigenschaften der 

extrem harten und verschleißfesten 

Funktionswerkstoffe. 

Mehr unter sembach.de. 

Sembach GmbH & Co. KG . Oskar-Sembach-Straße 15 . 91207 Lauf a. d. Pegnitz . Tel.: +49 (0) 9123 167 0 . info@sembach.de . sembach.de


GEWICHT UND KOSTEN 

OPTIMIERT 


Im Leichtbau mit Kunststoffbauteilen zählt jedes 

Gramm und meist auch jeder Cent – natürlich 

auch jene Cent und Gramm, die durch 

Verbindungselemente in die Waagschale 

geworfen werden. 

Ob Pumpengehäuse, Saugmodule, Verkleidungen, Sicherungskästen 

oder Elektronikkomponenten – meist basieren 

Verbindungslösung für Kunststoffkomponenten auf 

Messinginserts. Diese dienen als Stützhülsen z. B. zur 

Versteifung von Bauteilkomponenten oder als Gewindeinserts. Als 

Alternative zu den herkömmlichen Messinginserts hat die Arnold 

Umformtechnik GmbH & Co. KG das Eco-Sert-Produktprogramm 

mit Inserts aus Aluminium entwickelt. 

Fest steht: Messing hat eine Dichte von 8,4 g/cm³, Aluminium dagegen 

von 2,7 g/cm³. Zudem enthalten gängige Messinglegierungen 

wie beispielsweise CuZn38Pb2 2 bis 3 % Blei. Bisher sind die 

ALUMINIUMINSERTS SIND EINE 

ECHTE ALTERNATIVE ZU VER- 

GLEICHBAREN MESSINGELEMENTEN 

Einpresselemente aus Messing bei Kunststoffverbindungen weit 

verbreitet. Doch die Automobilhersteller und Komponentenfertiger 

möchten weg vom Warmeinbetten und Ultraschalleinbetten – Verfahren, 

die für das Einbringen der Messinginserts notwendig sind. 

Die dabei erforderlichen Kosten für Energie, Anlagentechnik und 

Personal sind hoch. 

Zudem spielt natürlich der Leichtbau eine wichtige Rolle. Hier 

kann das neue Verbindungselement deutlich punkten, denn es ist 

um bis zu 30 % leichter als vergleichbare Messingelemente. 

Auch hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit spricht einiges für Eco- 

Sert: Messingteile werden wegen der Verarbeitungseigenschaften 

meist als Drehteile hergestellt. Die Eco-Sert-Elemente dagegen 

können als Massenteile aus Aluminium umformtechnisch gefertigt 

werden. 

WEITES ANWENDUNGSFELD 

Prädestiniert ist ihr Einsatz für Kunststoffbauteile, denkbar ist jedoch 

auch die Verwendung bei Hybridverbindungen, beispielsweise 

mit Aluminiumdruckguss oder faserverstärkten Kunststoffen. 

Temperaturbelastete Verschraubungen aus Aluminium sind auch 

im Automobilbereich bei Motorenverschraubungen Stand der 

Technik. Arnold möchte hier mit dem Aluminiuminsert anknüpfen, 

denn auch hinsichtlich der Festigkeit ist das neue Verbindungselement 

für diese Anwendungsbereiche geeignet. 

Das trilobulare Verbindungselement wird eingepresst. Die Längsrändelung 

stellt bei der anschließenden Verschraubung ein Verdrehmoment 

sicher und der Bund nimmt die in axialer Richtung 

eingeleiteten Kräfte auf. 

Hergestellt werden die Teile maschinenfallend in einem sechsstufigen 

Fließpressverfahren. Um die gewünschten Eigenschaften 

wie z. B. Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit einzustellen, kann 

anschließend eine Oberflächenbeschichtung oder Wärmebehandlung 

durchgeführt werden. 

INDIVIDUELLE VERBINDUNGSLÖSUNGEN 

Die Inserts gibt es in verschiedenen Ausführungen, sodass passgenau 

zur umzusetzenden Verbindungsstelle eine kundenindividuelle 

Lösung entwickelt werden kann. Basis dafür sind die Module des 

Eco-Sert-Baukastens, die dann mit den Verbindungselementen aus 

dem Arnold-Sortiment kombiniert werden können, beispielsweise 

als Direktverschraubung in Inserts. 

Alle Inserts sind mit Sackloch oder Durchgangsloch erhältlich. 

Daher können die Elemente universell eingesetzt werden. Ferner 

haben Kunden die Wahl zwischen einem Element mit Innengewinde 

und einer Kombination aus Insert und gewindefurchender 

Schraube zur Direktverschraubung. 

www.arnold-fastening.com 


HOCHTEMPERATURLOT UND FUNKTIONS- 

WERKSTOFF IN EINEM 

Kupfermangan-Legierungen, 

die als Funktionswerkstoff 

und als 

Hochtemperaturlot 

eingesetzt werden 

können, bietet Isabellenhütte 

mit Isa-Braze 970, 

Isa-Braze 970Si und 

Isa-Braze 980 an. Diese 

eignen sich zum Fügen 

und Beschichten von Stählen aller Art, Nickellegierungen, 

Chrom, Molybdän, Wolfram und Hartmetallen. Die Lote 

können z. B. eingesetzt werden, um Komponenten für die 

Energietechnik, Elektrotechnik und Elektronik miteinander zu 

verbinden, bei denen ein guter Stromfluss garantiert sein 

muss. In der Werkzeugindustrie kann man mit ihnen an 

Trägerwerkstoffen Schneiden oder andere Funktionselemente 

aus Hartmetall befestigen. Mit ihnen lassen sich auch aus den 

genannten Werkstoffen gefertigte, hochbeanspruchte 

Komponenten für die Motorentechnik, die Heizungs- und 

Kühlungstechnik, für Industriearmaturen und Rohrleitungssysteme 

oder für den Fahrzeugbau herstellen. Zudem können sie 

als Funktionswerkstoff für Beschichtungen eingesetzt werden. 

www.isabellenhuette.de 

VERBINDUNGSTECHNIK FÜR 

LEICHTBAUMATERIALIEN 

KVT-Fastening schlägt mit der MultiMaterial-Welding-Technologie 

(MM-W-Technologie) ein neues Kapitel in der dauerhaften, 

kraft- und formschlüssigen Verbindung von Leichtbauund 

Sandwichmaterialien auf. Das Befestigungsverfahren 

nutzt Ultraschallenergie, um thermoplastische Verbindungselemente 

fest mit dem Trägermaterial zu verbinden. Der 

thermoplastische Befestiger wird in Phase 1 über die Kombination 

von Ultraschallbewegung und Druck durch die Deckschicht 

„gestoßen“. Durch die Reibung zwischen Verbinder- 

Oberfläche und Bauteil wird die Oberfläche des Verbinders 

selbst zum Verbindungsmaterial. Dank seiner Materialhärte 

bleibt der Verbinder an sich formbeständig. Das MM-W-Verfahren 

nutzt die Kombination von Ultraschallenergie, 

Materialhärte und Design des Verbinders aus, um den 

Verbinder in das Bauteil einzutreiben sowie den angeschmolzenen 

Kunststoff als Verbindungsmasse zu nutzen. Über die 

Kapillare der Schmelze wird der poröse Werkstoff des Bauteils 

ideal gefüllt, was zu einer größervolumigen und größerflächigen 

Halteverankerung führt. 

VIELSEITIGES UND RESSOURCENSCHONENDES 

COMPOUND 

LIMBACH.indd 1 22.11.2017 08:28:39 

Der Werkstoff Fluoroxprene von Freudenberg wurde ursprünglich 

entwickelt, um die Permeation von Kraftstoffdämpfen durch die 

Wandung der Zuleitungen zu reduzieren. Das Compound reduziert 

entweichende Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre durch die 

Wandung der Kraftstoffschläuche auf einen Bruchteil der üblichen 

Mengen. Zudem optimiert es die Sicherheit in Kraftstoffsystemen. 

Die elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffs kann Fahrzeugherstellern 

helfen, das Kraftstoffsystem gegen statische Entladung 

abzusichern. Das Compound hat aber auch das Potenzial für andere 

Anwendungen: Durch veränderte Anteile der Bestandteile lassen 

sich die Produkteigenschaften anpassen. Der Werkstoff kann in 

einem Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen, das Freudenberg 

entwickelt hat, und das Spritzgießtechnik mit einer aus Einzelkavitäten 

bestehenden Werkzeugkonstruktion kombiniert. Das spart 

Material und Energie und hilft, Abfall zu reduzieren. 

www.kvt-fastening.de 

www.fst.com 

KUNSTSTOFF IN HÖCHSTFORM 

Für unsere anspruchsvollen Kunden erweitern wir in unseren 

hochmodernen Produktionsstätten Illertissen (D) und Györ 

(HU) immer wieder die Grenzen des Machbaren. Wir beraten 

Sie in der Werkstoffauswahl und der Optimierung Ihrer Konstruktionen. 

Fordern Sie uns! www.weiss-kunststoff.de 

Weiss.indd 1 20.04.2018 10:59:07 



TITELSTORY 


TORQUEMOTOREN: 

BEWEGTES DESIGN 

Aktuelle Entwicklungen für die Elektromobilität, den Werkzeugmaschinenbau 

und die Computer-Tomographie zeigen, wie sich die 

Anforderungen aus den Branchen auf das Design von Torquemotoren 

auswirken. Dabei gilt es immer wieder Zielkonflikte zu lösen. 

Autor: Stephan Baatzsch, Technischer Vertrieb Industrie 4.0, Schaeffler 



Die Schaeffler-Tochter Ina – Drives & Mechatronics (Idam) 

aus Suhl hat sich von Unternehmensgründung an auf ein 

hohes Maß an Flexibilität und Offenheit in der Torquemotoren-Entwicklung 

spezialisiert. War man bis etwa 2012 

ein Vorreiter in diesem Marktsegment und so gut wie der einzige 

Anbieter mit einer sehr kundenspezifischen Motorenentwicklung, 

so hat sich der Markt in den letzten Jahren sehr gewandelt. Denn in 

Branchen wie z.B. der Productronic oder dem Werkzeugmaschinenbau 

sind die Maschinenhersteller international an der Spitze 

nur noch konkurrenzfähig, wenn sie in der Lage sind, technisch nahe 

an das Limit zu gehen. 

Diesem Trend der hochspezialisierten Direktantriebsentwicklung 

mussten andere Motorenanbieter folgen. Die Auswahl an 

High-End-Torquemotoren ist in den letzten Jahren größer geworden. 

Für den Maschinenhersteller gilt es heute, einen Entwicklungspartner 

zu finden, der alle Torquemotor-Topologien beherrscht 

und diese den jeweiligen Maschinentypen und Randbedingungen 

optimal und bis zur technischen Grenze anpassen 

kann. 

Thomas Weber, seit Anfang des Jahres Leiter Mechatronik Rotativ 

und Leiter der Idam bei Schaeffler, erklärt dazu: „Mit vertretbaren 

Mitteln an das technische Limit gehen zu können, ist nicht nur 

eine Forderung der Kunden an uns, sondern auch ein Argument, 

mit dem sich die Maschinenhersteller im Markt selbst differenzieren 

wollen, wobei je nach Hersteller und Maschinentyp durchaus 

andere Schwerpunkte gesetzt werden.“ Zu Schaeffler erklärt er 

weiter: „Ein starkes Differenzierungsmerkmal ist die fortschreitende 

Funktionsintegration sowie die Vernetzung mechatronischer 

Systeme. 

Deshalb hat Schaeffler in der Sparte Industrie zum 1. Januar 2018 

das Strategische Geschäftsfeld „Industrie 4.0“ etabliert. Teil des 

neuen Geschäftsfelds ist auch die Idam mit ihren kundenspezifisch 

entwickelten Direktantriebstechnologien für die verschiedensten 

Produktionsmaschinen.“ Die folgenden Beispiele zeigen, wie stark 

sich heute Produktanforderungen auf die Torquemotor-Entwicklung 

auswirken und mit welchen Mitteln Schaeffler diese im Motor- 

Design umsetzt. 

ELEKTROMOBILITÄT – TREIBER FÜR 

HOCHPRÄZISE VERZAHNUNGSFERTIGUNG 

Fahrer von E- und Hybrid-Fahrzeugen kommen nicht nur in den 

Genuss des emissionsfreien, sondern auch des nahezu lautlosen 

Fahrens. Dominierend sind nur noch Wind- und Abrollgeräusche 

– im Idealfall. Tatsächlich aber können bei diesem niedrigen Geräuschpegel 

im Innenraum die Abwälzgeräusche der Verzahnungen 

aus dem Getriebe und dem Differential hörbar sein. Daher gelten 

für Elektro- und Hybridfahrzeuge ganz besonders hohe Anforderungen 

an die Verzahnungsqualität der Getrieberäder. Die Praxis 

hat gezeigt, dass schon geringste Abweichungen beim Verzahnungsschleifen 

im einstelligen Mikrometerbereich Geräusche verursachen 

können, die im Fahrzeug zu hören sind. 

VERZAHNUNGSSCHLEIFEN – HÖCHSTE 

SYSTEMGENAUIGKEIT, HOHE DREHZAHLEN 

Für die Herstellung geräuscharmer und damit äußerst präziser Verzahnungen 

ist nicht nur eine sehr hochwertige Schleifspindellagerung 

notwendig, sondern auch eine Drehtischlagerung mit sehr 

spezifischen Eigenschaften. Einerseits muss die Lagerung steif genug 

sein, um die nötigen Konturen ausreichend präzise am Werkstück 

abbilden zu können, andererseits darf sie aber nicht so steif 

sein, dass im Schleifprozess jede Sub-Mikrometerabweichung der 

Drehtisch-Rotationsachse am Verzahnungsteil „sichtbar“ wird. Um 

derart minimale Abweichungen im Schleifprozess auf nahezu Null 

zu reduzieren, bedarf es abgesehen von einer speziell abgestimmten 

Lagerung einer Motor-Topologie, die extrem wenig Störquellen 

in das System Motor-Lagerung induziert. 

01 

01 Bei angetriebenen Rundtischen sind die 

thermischen und mechanischen Wechselwirkungen 

zwischen Torquemotor und Lagerung besonders 

stark ausgeprägt; die Auslegung und Simulation als 

System ist daher unabdingbar 

02 Typische Einbausituation von Torquemotoren 

in einer Werkzeugmaschine 

02 



Schaeffler entwickelte für solche Anwendungsfälle die SRV- und HSRV-Motoren. 

Sie verfügen über eine doppelte Motorstruktur, bei der sich die jeweils gegenüberliegenden 

radialen magnetischen Störkräfte gegenseitig aufheben. Dadurch wird 

ein Verkippen der Drehachse im Mikrometer-Bereich von vornherein verhindert. 

Der positive Effekt auf die Fertigungsqualität wird noch dadurch verstärkt, dass die 

Motoren aufgrund der kaum vorhandenen Störkräfte eine verhältnismäßig geringe 

Lagervorspannung benötigen. Im Betrieb erzeugt das Lager weniger Reibungswärme, 

wodurch die Lagervorspannung und Lagersteifigkeit geringeren Schwankungen 

unterliegen. 

Rundtischlager 

Torquermotor 

RIB 

Momentdichte+++ 

Drehzahl+ 

Genauigkeit++ 

RKIB 

Momentdichte+++ 

Drehzahl++ 

Genauigkeit+(+) 

YRTC 

Momentdichte+ 

Drehzahl+++ 

Genauigkeit+++ 

YRTC 

Reibmoment++ 

Drehzahl+ 

Steifigkeit+++ 

Plan-/Rundlauf+++ 

Positionierachsen, 

Simultanbearbeitung 

Verzahnungsbearbeitung 

(Wälzfräsen) 

Ultrapräzisionsbearbeitung, 

Positioniertisch 

und Schwenkachsen 

YRTS 

Reibmoment++ 

Drehzahl++ 

Steifigkeit++ 

Plan-/Rundlauf++ 



Kombinierte Bearbeitung 

(Drehfräsen), 

Verzahnungsbearbeitung 

(Wälzfräsen) 

Kombinierte 

Bearbeitung (Drehen/ 

Fräsen), Verzahnungsschleifen 

Legende 

+ geeignet ++ gut geeignet +++ sehr gut geeignet 

ZKLDF 

Reibmoment+++ 

Drehzahl+++ 

Steifigkeit+ 

Plan-/Rundlauf++ 



Kombinierte 

Bearbeitung 

(Drehen-Fräsen) 

Drehen, kombinierte 

Bearbeitung 

(Drehen-Fräsen, 

Schleifen/Hartdrehen), 

Spindelanwendung 

Drei Schaeffler-Torquemotor- und drei Rundtischlager-Baureihen sind beliebig 

miteinander kombinierbar; sie dienen als Ausgangsbasis für eine genau auf die 

Maschine abgestimmte Auslegung beider Komponenten 

„DIE UMGEBUNGSKONS- 

TRUKTION MUSS DIREKT- 

ANTRIEBSGERECHT 

AUSGEFÜHRT SEIN“ 

Dr. Wolfgang Heinrich, 

Senior Engineer im 

Geschäftsfeld Industrie 4.0, 

Schaeffler 

Um die positiven Eigenschaften 

von Torquemotoren möglichst gut 

nutzen zu können, muss die 

Umgebungskonstruktion direktantriebsgerecht 

ausgeführt sein. 

Darunter verstehen wir eine 

möglichst steife Lagerung; eine 

Lagerung, die nur wenig Reibungswärme 

in das System 

einbringt, optimierte Wärmeübergänge 

und ein auf die Leistung 

abgestimmtes Kühlsystem. Wenn 

das nicht hundertprozentig 

gelingt, sind der Präzision in 

Verbindung mit der Dynamik, 

insbesondere beim Einschwingverhalten 

des Antriebs, starke 

Grenzen gesetzt. 



IN DIE ENTWICKLUNG DES TORQUE- 

MOTORS ZU INVESTIEREN LOHNT SICH 

THOMAS WEBER, 

Leiter Mechatronik Rotativ und Leiter der IDAM,Schaeffler 

Die magnetischen und elektrischen Störquellen des Motors und die 

Motorerwärmung, die Lagerreibung und Lagersteifigkeit sowie die 

Steuerung bzw. der Antriebsregler bilden ein Netz von sich gegenseitig 

beeinflussenden Parametern. Wir nutzen diese funktionalen Zusammenhänge 

gezielt für die Optimierung unserer Torquemotoren. 

Die Forderung nach höherer Fertigungspräzision und niedrigen Geräuschen 

treibt die Entwicklung von Motoren mit möglichst geringeren 

Störquellen voran. Je kleiner die Störungen sind, die der Motor durch seine 

Topologie in das System einbringt, desto weniger Aufwand muss der 

Maschinenhersteller betreiben, die daraus entstehenden Abweichungen 

in der Steuerung auszugleichen. 



DREH-FRÄS-BEARBEITUNG – HOHES 

DREHMOMENT, HOHE DREHZAHLEN 

TORQUEMOTOREN BEWEGEN 

SICH IN EINEM TECHNISCH SEHR 

ANSPRUCHSVOLLEN UMFELD 

Die kombinierte Dreh-Fräs-Bearbeitung ist für die Drehtisch-Hersteller 

eine besonders große Herausforderung. Einerseits müssen im 

Fräs-Modus Positionen dynamisch und präzise angefahren und Konturen 

bahntreu gefahren werden, andererseits im Dreh-Modus möglichst 

hohe Schnittgeschwindigkeiten bzw. große Drehzahlen erreicht 

werden. Teilweise sind Drehtisch-Hersteller von einer Generation 

auf die nächste mit doppelt so hohen Drehzahl-Anforderungen 

konfrontiert. 

Aus Sicht des Torquemotoren-Entwicklers sind schon 800 min -1 

bei Tischdurchmessern von über 500 mm technisch sehr anspruchsvoll, 

weil die elektrischen Wechselfrequenzen der hochpoligen 

Motoren stark ansteigen. Und mit ihnen steigt die Erwärmung 

der Motoren an, mit allen negativen Folgen für den gesamten Antrieb 

inklusive einer Veränderung der Lagervorspannung und -steifigkeit. 

Dr. Wolfgang Heinrich, Senior Engineer im Geschäftsfeld 

Industrie 4.0 bei Schaeffler, ergänzt dazu: „Für dieses Segment 

haben wir die Motoren der Baureihe RKI auf den Markt gebracht. 

Der Entwicklungsschwerpunkt war in diesem Fall, das typischerweise 

niedrige Drehzahlspektrum der Torquemotoren nach oben 

zu erweitern, ohne das Drehmoment reduzieren zu müssen. Die 

RKI-Motoren verfügen hierfür über eine Zahnspulenwicklung 

und geblechte Rotoren zur Reduzierung der Wirbelstromverluste. 

Bei der heute geforderten hohen Leistungsdichte muss man an 

die Grenzen der Betriebsmöglichkeiten der Motoren gehen 

können.“ 

COMPUTERTOMOGRAPHIE – HOHE DREHZAHL, 

GERINGER GERÄUSCHPEGEL 

Mit der Weiterentwicklung der bildgebenden Systeme stiegen auch 

die Drehzahlen der gut 1 m großen Motoren an. Bei diesen Durchmessern 

führen in Verbindung mit der hohen Polzahl bereits 

300 min -1 zu sehr hohen elektrischen Wechselfrequenzen. Ohne 

Modifikation der Motoren können die höherfrequenten Störkräfte 

die gesamte Mechanik des Motors und des Computertomographen 

so stark anregen, dass Schwingungen deutlich hör- und fühlbar 

werden. Kunden fordern daher hier von Antrieben Geräuschpegel 

deutlich unter 70 db (A). Schaeffler setzt auch in dieser Anwendung 

speziell modifizierte Motor-Topologien ein, um den hohen Ansprüchen 

der Branche zu gerecht zu werden. 

MOTOR UND LAGERUNG – EIN SYSTEM 

Der Trend der hohen Leistungsausbeute und Präzision hat dazu geführt, 

dass die Kunden heute Motor und Lagerung als Funktionseinheit 

verstehen. „Das erleichtert es uns, Kunden die für die Applikation 

am besten geeignete Motor-Topologie anbieten zu können und 

diese dann genau passend zur Antriebsaufgabe zu optimieren. 

Durch die Zusammenarbeit mit den Rundtischlager-Experten von 

Schaeffler sind wir in der Lage, schon in der Konzeptphase FEM-Simulationen 

in großer Detailtreue durchführen zu können. Dabei berücksichtigen 

wir besonders die thermischen und mechanischen 

Wechselwirkungen zwischen Motor und Lagerung. Das ist ein sehr 

großer Vorteil“, erklärt Dr. Wolfgang Heinrich. Thomas Weber fährt 

fort: „Viele Steuerungshersteller entwickeln auch Torquemotoren – 

es gibt am Markt aber nur eine sehr kleine Zahl an Torquemotoren- 

Herstellern, die auch Lagerungen entwickeln. Genau auf diesen 

Mehrwert zielen viele neue Projektanfragen ab.“ 

Bilder: Schaeffler 

www.schaeffler.de 

www.idam.de 

Baureihe TOK und Docking-System 

auf der Testing Expo Europe 2018. 

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KLEINSTER SERVOANTRIEB MIT 

VERDOPPELTER LEISTUNG 

Elmo hat die Leistung seines 

extrem kleinen Servoantriebs 

Gold-Twitter verdoppelt. Der 

Double-Gold-Twitter liefert 

mit einem Gewicht von 33 g 

bei einer Größe von 36,2 x 

18,8 x 47 mm bis zu 

10 000 W Nennleistung. Mit 

Nennströmen bis 160 A und 

Versorgungsspannungen bis 

196 V DC eignet sich der 

Servoantrieb für Motion-Control-Anwendungen, bei denen es auf 

hohe Servo-Performance, geringen Bauraum und eine sehr hohe 

Regelungsgüte ankommt, z. B. in der Automatisierung, Robotik 

oder in fahrerlosen Transportsystemen. Die Kommunikation 

erfolgt über Ethercat- oder CANopen-Schnittstellen in Echtzeit 

und erlaubt somit einen Mehrachsbetrieb. Der Double-Gold-Twitter 

entspricht allen internationalen Standards in Bezug auf EMV 

und funktionale Sicherheit STO. Die Schalttechnologie Fast and 

Soft Switching Technology (FASST) ermöglicht einen Wirkungsgrad 

über 99 %. Der Antrieb kann auf, neben und im Motor oder 

auf sich bewegenden Lasten montiert werden. 

www.elmomc.com 

SENSORIK IN DER LINEARFÜHRUNG 

ZENTRALE ELEMENTE ZUM SCHUTZ VON 

GROSSEN ANTRIEBSSTRÄNGEN 

Die kleinen Dinge 

machen oft vieles 

einfacher: Spielfreie 

Sicherheitskupplungen 

von R+W eignen sich für 

viele Anwendungen mit 

Ausrückmomenten in 

einer Range von 0,1 Nm 

bis 20 000 kNm. Zusätzlich 

können durch die 

verschiedenen Baureihen 

und Ausführungen viele Anwendungsfälle direkt aus dem 

Standardportfolio bedient und somit schnell geliefert werden. 

Kundenindividuelle Sonderlösungen werden mit der hauseigenen 

Konstruktionsabteilung in enger Abstimmung mit der Anlagenkonstruktion 

entwickelt. Sicherheitskupplungen sind ein entscheidender 

Faktor, um den reibungslosen Betrieb eines Motors 

zu gewährleisten. Sie schützen fragile Maschinenapplikationen 

vor Überlastschäden, die Reparaturen und sogar einen kompletten 

Stillstand verursachen können. 

www.rw-kupplungen.de 

POSITIONIERSTEUERUNG FÜR DIE 

ANSTEUERUNG VON ZWEI ACHSEN 


Mit Durasense von 

Schaeffler erfolgt die 

Nachschmierung für 

jede einzelne Linearachse 

belastungs- und 

bedarfsgerecht. Die 

Auswerteelektronik 

ermöglicht die Überwachung 

von bis zu sechs 

Laufwagen pro Achse. 

Sowohl bei den Kugelumlaufführungen Kuse und Kuve als auch 

bei den Rollenumlaufführungen RUE kann die Position des 

Sensors am Laufwagen frei gewählt werden. Mangelschmierung 

oder Überfettung werden so vermieden, was Maschinenlaufzeiten 

verlängert und die Ausfallrate reduziert. Wenn die 

Nachschmierung versagt, z. B. aufgrund eines defekten Schmieraggregats, 

undichter Schläuche oder verstopfter Schmiernippel, 

erkennt das System dies. Eine Überwachung mit Drucksensoren 

ist damit nicht notwendig. Das System schützt so auch stark 

verkettete Anlagen vor Stillständen. Eingesetzt werden kann es 

z. B. in Fertigungslinien der Automobilhersteller oder in Bewegungsachsen 

in der Intralogistik, der Nahrungsmittel- und 

Verpackungsindustrie und der automatisierten Montage. 

www.schaeffler.com 

Linmot stellt einen neuen Servo 

Drive für die Ansteuerung von 

zwei Achsen in einem IP64-Gehäuse 

vor. Dieser Drive kann als 

dezentrale Lösung in der Nähe der 

Antriebskomponente platziert 

werden. Als 2-Achs-Drive wurde 

die Serie D2250 für Hubdreh- 

Motoren entwickelt, kann jedoch 

auch für die dezentrale Ansteuerung 

von Linearmotoren und 

rotativen Motoren eingesetzt werden. Der Drive kann mit 24 bis 

72 V DC betrieben werden und liefert dem Motor einen Phasenstrom 

von bis zu 25 A. Er verfügt über eine Industrial-Ethernet- 

Schnittstelle für Profinet, Ethernet IP, EtherCAT, Sercos III und 

Powerlink. Damit einhergehend werden die Geräteprofile CiA402, 

SoE, Profidrive und CIP Sync unterstützt. Die Bus-Protokolle 

werden über einen DIP-Drehschalter ausgewählt. Bei Profinet, 

Ethernet IP, EtherCAT und Sercos III kann der Drive direkt über 

die Indsutrial-EtherNet-Schnittstelle konfiguriert werden. Alle 

Bedienelemente, Schalter und Schnittstellen sowie die Statusanzeige 

sind hinter einem Schutzdeckel verbaut, was die geforderte 

Dichtigkeit für den dezentralen Einbau garantiert. 

www.linmot.com 

SERVOSYSTEM KANNMOTION JETZT MIT 48 V / 10 A VERSORGUNGSSPANNUNG 

Koco Motion präsentiert eine neue Variante des Servosystems 

Kannmotion. Bisher wurde der Servoantrieb in den Flanschgrößen 

NEMA 17, 23 und 24 mit Drehmomenten von 0,4 bis 3,0 Nm 

angeboten. Die neue Variante bietet neben 24 V Versorgungsspannung 

und 2 A Phasenstrom jetzt auch 48 V und bis zu 10 A 

für den maximalen Output des Schrittmotors. Ein stabiles 

Drehmoment über einen größeren Drehzahlbereich, dynamischeres 

Verhalten und die Implementierung in weitere Größen wie 

NEMA 34 sind mit der neuen Performance möglich. Der aus einem 

Schrittmotor mit integriertem Encoder und einer direkt angebauten 

Steuerung bestehende voll programmierbare, integrierte 

Closed-Loop-Antrieb ist einfach programmierbar. 

www.kocomotion.de 



SERVOREGLER: SERCOS-III-SCHNITTSTELLE 

ERWEITERT EINSATZBEREICH 

Seinen 

Servoregler 

Simco Drive 

hat Wittenstein 

nun 

auch mit 

Sercos-III- 

Schnittstelle 

ausgestattet. 

Diese 

ermöglicht es, den Antriebsverstärker – und mit ihm die 

Kleinservomotoren mit integrierter Spindel – direkt in diesen 

herstellerunabhängigen und für die Ethernet-basierte 

Realtime-Kommunikation konzipierten Automatisierungsbus 

zu integrieren. Die Technologie unterstützt hochdynamische 

und präzise Motion-Control-Anwendungen mit Echtzeitanforderungen. 

Sercos III ergänzt die bislang für den Servoregler 

verfügbaren Feldbusschnittstellen Canopen, Ethercat, Profinet 

RT/IRT und Ethernet/IP. Die Antriebsverstärker wurden 

entwickelt für Hochleistungsanwendungen mit sinuskommutierten 

Servomotoren im Spannungsbereich von 12 bis 

60 V DC. Sie können im eigenständigen Positionierbetrieb mit 

definierbaren Trajektorien und Fahrsatztabellen eingesetzt 

werden, aber auch im geschlossenen Regelkreis und zyklischer 

Sollwertvorgabe in Echtzeit durch die Steuerung. 

www.wittenstein.de 

GEBERLOSE MOTORREGELUNG BIS ZUM 

STILLSTAND DANK RELUCTANCE CONTROL LIZENZ 

Mit der Firmware 4.8 von 

Siemens können Simotics- 

Synchronreluktanzmotoren 

auch mit Sinamics-S120- 

Umrichtern betrieben 

werden. Damit können 

komplexe Funktionalitäten 

des modularen S120-Produktportfolios 

genutzt 

werden. Durch die neue 

Sinamics Reluctance Control 

Lizenz in Verbindung mit den 

Sinamics-Booksize-Modulen ist nun auch mit und ohne Lagegeber 

eine präzise Regelung des Antriebs bis zum Stillstand realisierbar. Das 

gilt für den motorischen und generatorischen Betrieb. Die feldorientierte 

Vektorregelung im gesamten Betriebsbereich erhöht die 

Robustheit des Antriebssystems. So ist ein Kippen bei Lastsprüngen 

ausgeschlossen. Die geberlose Regelung steigert zudem die Energieeffizienz 

des Antriebs, weil damit schon im kleinen Drehzahlbereich 

derart niedrige Werte erreicht werden, wie sonst nur mit Geber. Die 

Lösung eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Genauigkeit 

erfordern, z. B. für Servopumpen, die schon ab Stillstand mit hoher 

Belastung einen präzisen Betrieb benötigen. Denn aufgrund des 

normalerweise reduzierten Stellbereichs von 1:10 bei geberloser 

Regelung wäre im Regelfall ein Geber erforderlich. 

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Orbit Antriebstechnik hat das Angebotsspektrum der Lamellenkupplungen 

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Drehmomente erweitert. Durch die beiden neuen Kupplungsgrößen 

GDC80 und GDC90 steht das Kupplungsprogramm damit 

in einem Nenndrehmomentbereich bis 150 Nm zur Verfügung. 

Die torsionssteifen Kupplungen arbeiten mit flachen, biegeelastischen 

Lamellen beziehungsweise Lamellenpaketen aus 

rostfreiem Edelstahl. Diese sind wechselseitig mit der jeweiligen 

Edelstahlnabe und dem Zwischenstück aus Edelstahl verschraubt. 

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Lamellenkupplungen sind für Wellendurchmesser bis 45 mm 

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SPECIAL 

ROBOTIK 

SPECIAL 


ROBOTIK 

In über 60 % aller Industrieroboter weltweit sind 

Zykloidgetriebe von Nabtesco verbaut. Dieser Erfolg 

kommt nicht von ungefähr: Schließlich sind die 

Präzisionsgetriebe ebenso vielseitig wie widerstandsfähig. 

Ob Verpackungsindustrie, Lebensmittelproduktion 

oder Automobilbau – die Bandbreite der 

Einsatzbereiche ist nahezu unendlich groß. Vor allem 

Bereiche wie Pick-and-Place-Anwendungen, Handling 

oder Werkstückpositionierung profitieren von den 

vorteilhaften Eigenschaften der Nabtesco-Getriebe. 

Zwar variieren je nach Anwendung die Anforderungen 

an die eingesetzten Roboter und somit auch an die 

Getriebe, Dynamik und Präzision sowie ein geringer 

Verschleiß über die gesamte Lebensdauer sind jedoch 

immer gefragt. 

XXX 

XXX 

xxx 

NICHTS ZWICKT 

UND ZWACKT 

Wie der Mensch braucht auch ein Roboter bewegliche 

Gelenke, Autor: xxx die am besten bis ins hohe Alter voll 

funktionstüchtig bleiben. Damit in den Roboterarmen 

nichts zwickt und zwackt, setzen Hersteller und 

Anwender weltweit auf die zuverlässigen, präzisen 

und robusten Zykloidgetriebe. 

Autor: Daniel Obladen, Nabtesco Precision Europe, Düsseldorf 

OLYMPIAREIFE HÖCHSTLEISTUNGEN 

Frei nach dem Motto der Olympischen Spiele gilt in der 

Industrie: schneller, flexibler, genauer. Gerade beim 

Hochgeschwindigkeits-Handling und der robotergestützten 

Positionierung werden immer höhere Geschwindigkeiten 

gefordert. So bewegen sich die leichten 

Carbonfaser-Arme von Delta-Robotern, wie sie in der 

Lebensmittelindustrie für Pick-and-Place-Applikationen 

eingesetzt werden, mit teilweise über 6 m/s – das ist 

High-Speed-Robotik par excellence. Bei einer derartig 

hohen Dynamik sind präzise und gleichzeitig langlebige 

Getriebe unabdingbar. 

Und Schnelligkeit ist nicht alles: Neben hohen Geschwindigkeiten 

und großen Beschleunigungen kommt 

es außerdem auf eine hohe Wiederholgenauigkeit und 

das punktgenaue Absetzen schwerer Lasten an – Anforderungen, 

die die Zykloidgetriebe von Nabtesco meistern. 

Denn anders als herkömmliche Planetengetriebe 

kommen sie dank ihrer zykloiden Konstruktion im Inneren 

ohne Zahnräder aus und sind daher keinen Scherkräften 

ausgesetzt. Das zweistufige Untersetzungsprinzip 

der nahezu spielfreien Getriebe führt darüber 

hinaus zu einem exzellenten Verhalten hinsichtlich 

Dynamik und Laufruhe sowie einer hohen Wiederholund 

Bahngenauigkeit. 

Erste Wahl für hochdynamische Pick-and-Place-, 

Handling- sowie Positionieranwendungen sind die RF- 

P-Einbausätze. Sie arbeiten extrem präzise und ermöglichen 

schnelle Taktzeiten sowie Abtriebsgeschwindigkeiten 

von 200 min -1 . Mit einer Lebensdauer von bis zu 

20 000 Betriebsstunden sind sie darüber hinaus sehr 

langlebig. Dank ihrer kompakten Konstruktion lassen 

sich die Robotergetriebe außerdem auch in kleinere 

Delta- und Scara-Roboter einbauen. 

HANDLING UND PALETTIERUNG 

Auch die Getriebe der RV-Serie haben sich in unzähligen 

Positionierungs- und Handlingapplikationen auf 

der ganzen Welt bewährt. Durch ihre hohe MTBF 

(Mean Time Between Failures) werden sie u. a. in der 

Automobilfertigung sehr geschätzt. So gewährleisten 

sie beispielsweise ein schnelles und sicheres Teile- 


ROBOTIK 

01 

01 Die kompakten Zykloidgetriebe ermöglichen 

hohe Geschwindigkeiten, große Beschleunigungen 

sowie eine hohe Wiederhol- und Bahngenauigkeit 

in Anwendungen von Delta-Robotern 

SPECIAL 

handling beim automatischen Transport von Blechteilen in Presswerken. 

Den außergewöhnlichen Belastungen, wie den hohen 

Umgebungs- und Betriebstemperaturen, Stößen und Vibrationen, 

hält die unempfindliche und kraftvolle RV-Serie dabei mühelos 

stand. Auch bei hohen Taktraten und Dreischichtbetrieb rund um 

die Uhr. 

Ihre Stärke spielen die robusten Zykloidgetriebe zunehmend 

auch in der Verpackungsindustrie aus. So werden z.B. Palettierund 

Stapelaufgaben immer mehr von Robotern übernommen. 

Dank ihrer hohen Leistungsdichte nehmen es die Getriebesysteme 

von Nabtesco auch mit den höchsten Traglasten locker auf. Ihr 

geringes Gewicht sorgt zudem für eine niedrigere Massenträgheit, 

verbesserte Lastbedingungen und Energieeinsparungen bei der 

Anwendung. 

Für die hohen Hygieneanforderungen bei der Handhabung, Positionierung 

und Verpackung von Nahrungsmitteln ist vor allem die 

RH-N-Serie wie geschaffen. Die geschlossenen Getriebeköpfe bieten 

mit ihren glatten Oberflächen und optimierten Dichtungen ein 

besonders hygienisches Design. 

Die Zykloidgetriebe und -getriebeköpfe von Nabtesco erfüllen 

auch die hohen hygienischen Standards in der Medizintechnik und 

bieten mit einem Not-Aus-Drehmoment bis zum 5-Fachen des 

Nennmoments größtmögliche Sicherheit. Um den Geräuschpegel 

zu minimieren, sind die Reduziergetriebe überdies als Low-Noise- 

Variante erhältlich. 

ZUVERLÄSSIG IN EXTREMEN ANFORDERUNGEN 

Präzision, Dynamik und Robustheit – diese Getriebequalitäten sind 

auch bei Schweißanwendungen ein absolutes Muss. Für die exakte 

Ausrichtung der Werkstücke kommt es vor allem auf ein schnelles 

Beschleunigen und Abbremsen der Drehtische und Positionierer 

an. Schweißpunkte im Hundertstel-Millimeterbereich lassen sich 

so punktgenau schweißen, ohne das Werkstück aus- und wieder 

einspannen zu müssen. 

Während Roboter in der Fertigungsindustrie längst etabliert 

sind, werden sie in der Öl- und Gasindustrie noch eher selten 

eingesetzt. Doch gerade diese Branche, in der körperlich anstrengende 

und gefährliche Arbeiten an der Tagesordnung sind, 

ist wie prädestiniert für den Einsatz der automatisierten Kollegen. 

So hat Nabtesco für einen vollautomatischen Bohrplattform-Roboter 

leistungsfähige und DNV-GL-zertifizierte Getriebelösungen 

entwickelt, die den rauen Bedingungen auf hoher 

See gewachsen sind. 

Das Beispiel Bohrroboter steht exemplarisch für den kontinuierlich 

wachsenden Bereich des Customisings. Denn immer häufiger 

sind es nicht Getriebe von der Stange, die nachgefragt werden. In 

enger Zusammenarbeit mit dem Kunden entwickelt und fertigt 

Nabtesco daher zunehmend spezielle Getriebelösungen, die perfekt 

an die individuelle Applikation angepasst sind. Den Anwendungsmöglichkeiten 

in der Robotik sind damit dann wirklich keine 

Grenzen mehr gesetzt. 

Bilder: Nabtesco 

ZYKLOIDGETRIEBE LEISTEN IN 

UNTERSCHIEDLICHSTEN AN- 

WENDUNGEN DER ROBOTIK 

HERVORRAGENDE ARBEIT 

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ROBOTIK 

03 


„WIR SCHÄTZEN DIE 

HOCHPRÄZISEN UND 

ROBUSTEN ZYKLOIDGE- 

TRIEBE VON NABTESCO“ 

Abdullah Cevik, Leiter Einkauf / 

Purchasing Director (R-GS), 

KUKA Deutschland GmbH 

02 

02 Kompakt, leicht und leistungsstark – mit diesen 

Eigenschaften ist die RV N- Serie der Zykloidgetriebe 

wie geschaffen für den Einsatz in der Robotik 

03 Die RF P- Einbausätze wurden speziell für die Robotik 

entwickelt; die RH-N -Serie (rechts) kommt dank ihres 

hygienischen Designs vor allem in der Nahrungsmittelproduktion 

und Medizintechnik zum Einsatz 

Wir stellen sehr hohe Ansprüche an 

unsere Partner. Schließlich stehen 

unsere Produkte weltweit für 

Innovation und Qualität. Die 

Zykloidgetriebe von Nabtesco sind 

besonders leistungsfähig, präzise 

und robust – und garantieren 

damit vielen unserer Anwendungen 

eine hohe Zuverlässigkeit und 

lange Lebensdauer. 

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KLARTEXT 

ANTRIEB FÜR 

DEN ROBOTER 

SEBASTIAN FINHOLD 

Produktmanager Mechanik, Harmonic Drive AG, Limburg a. d. Lahn 

Kollaborierende Roboter müssen flexibel einsetzbar und sicher sein. Dazu 

muss der Roboterarm leicht und kompakt sein. Die Antriebssysteme 

müssen bei geringem Eigengewicht hohe Drehmomente bereitstellen. 

Unsere Wellgetriebe erfüllen genau diese Anforderungen. Die präzise und 

spielfreie Bewegungsübertragung des Getriebes ermöglicht eine genaue 

Positionierung und exakte Bahnverfolgung des Roboters. Die hohe 

Getriebeuntersetzung erlaubt den Einsatz von kompakten und leichten 

Motoreinbausätzen. Die hohe Drehmomentdichte dieses Antriebssystems 

erhöht letztlich die Tragkraft und Dynamik des Roboters. Zukünftig wird die 

Funktionsintegration von abtriebsseitigen Gebern, Reglern und Condition 

Monitoring die Funktionalität und Sicherheit von Robotern erhöhen. 

Roboter entwickeln sich 

weiter, werden intelligent, 

kollaborativ und immer 

beweglicher. Das betrifft 

auch die hier verbauten 

Komponenten. Welche 

Anforderungen stellt die 

Robotik heute und in 

Zukunft an Antriebe und 

wie kann Antriebstechnik 

diese erfüllen? 

FUNKTIONSINTE- 

GRATION ERHÖHT 

FUNKTIONALITÄT 

UND SICHERHEIT 

VON ROBOTERN 

DYNAMIK, 

LEISTUNGSDICHTE, 

POSITIONIER- 

GENAUIGKEIT UND 

VERNETZUNG 

SIND WICHTIG 

SPECIAL 

ANDREAS SEEGEN 

Leiter Marketing, Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, Schönaich 

In der Robotik ist hohe Dynamik sehr wichtig. Oft muss der Motor innerhalb 

kurzer Zeit auf volle Geschwindigkeit beschleunigen. Vor allem bei mobiler 

Robotik sind kleine, leistungsstarke und energieeffiziente Antriebe gefragt, wie 

unsere Klein- und Kleinstmotoren mit eisenloser Wickeltechnik. Ihre hohe 

Leistungsdichte, kombiniert mit hoher Effizienz und geringem Platzbedarf, 

verbessert das Leistungsgewicht und reduziert den Strombedarf, was bei 

mobilen Anwendungen einen batterieschonenden Betrieb ermöglicht. Wichtig 

sind zudem Positioniergenauigkeit und Kommunikationsfähigkeit. Unsere 

Controller lassen sich deshalb entweder über CANopen- oder EtherCAT- 

Schnittstellen mit der übergeordneten Robotersteuerung verbinden. Für eine 

präzise Positionierung sorgen Inkremental- oder Absolutencoder, die direkt an 

den Motoren angebracht oder integriert sind.

KLARTEXT 

THEO JACOBS 

Projektleiter, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart 

Zwei Dinge sind in der Servicerobotik wichtig: Modularität und hohe Funktionalität 

auf kleinem Bauraum. So sind beispielsweise omnidirektionale Radmodule, die wir 

am Fraunhofer IPA konstruieren, als Bausteine konzipiert, die in beliebigen 

Plattformen verbaut werden. Dabei erleichtern offene Schnittstellen und 

Open-Source-Software die Ansteuerung. Digitale Antriebsregler von Elmo bieten 

einen hohen Funktionsumfang und viele Möglichkeiten zur Anpassung auf den 

jeweiligen Anwendungsfall. Neben Geschwindigkeits- und Positionsregelung 

erlauben sie beispielsweise auch eine Momentenvorgabe. Verschiedene Sensoren 

geben Auskunft über den Zustand des Moduls. Für die Bestimmung des 

Lenkwinkels ist ein Absolutwertgeber verbaut, sodass eine zeitaufwändige 

Initialisierungsphase entfallen kann. 

WIR BRAUCHEN MODU- 

LARITÄT UND HOHE 

FUNKTONALITÄT AUF 

KLEINEM BAURAUM 

ES KOMMT MEHR 

STEUERUNGSINTELLIGENZ 

DEZENTRAL AN DIE 

AKTOREN 

NIKOLAI ENSSLEN 

Mitgründer und Geschäftsführer, Synapticon GmbH, Schönaich 

Moderne Roboter sind auf relativ geringe Kräfte, Mobilität, Nachgiebigkeit und flexible 

Arbeitsgeschwindigkeiten ausgelegt. Da Menschen mit den Cobots zusammenarbeiten, 

müssen diese unterscheiden können, ob sie von einem Menschen mit der Hand eingelernt 

werden oder mit einem Hindernis kollidieren. Hierzu ist die Drehmomenterfassung an den 

Achsen unverzichtbar. Die Sicherheitsfunktionen verknüpfen sensorische und motorische 

Funktionen direkt miteinander, ähnlich wie bei menschlichen Reflexen. Da sich mehr 

Steuerungsintelligenz dezentral an den Aktoren befindet, nehmen die Reaktionsschnelligkeit 

und Flexibilität der Konstruktion zu. Außerdem spielt ein Niederspannungs-Ansatz eine 

wichtige Rolle, wenn es um Safety und Mobilität geht. Autonome Mobilität erfordert 

zusätzlich die Fähigkeit, Informationen aus verschiedenen Quellen und Sensoren rasch zu 

verarbeiten. Synapticon hat diese Merkmale im Modulsystem Somanet zusammengefasst, 

angelehnt an das somatosensorische Nervensystem des Menschen. 


ROBOTIK 

POSITIONIERGENAUIGKEIT 

SIGNIFIKANT STEIGERN 

Aktuell erweitert sich das Einsatzgebiet von 

Industrierobotern. Zu klassischen Anwendungen 

wie Schweißen oder Heben schwerer Lasten 

gesellen sich Aufgaben, die eine hohe 

Positioniergenauigkeit am Tool Center Point des 

Roboterarms erfordern. Voraussetzung hierfür 

sind hochgenaue abtriebsseitige Messgeräte. 

SPECIAL 

Vor allem in der Luft- und Raumfahrtindustrie müssen sehr 

große Bauteile mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden. 

Ein Roboter ist dafür die ideale Lösung. Denn er kann 

selbst an gewaltigen Teilen wie einem Flugzeugrumpf problemlos 

jede beliebige Stelle erreichen und dort z. B. Bohrungen 

setzen und Fräsbearbeitungen durchführen. Werkzeugmaschinen 

würden zwar die geforderten Genauigkeiten spielend erreichen, 

sind aber zu unflexibel oder als Sondermaschinen extrem teuer. 

FAKTOREN FÜR GENAUIGKEIT 

Damit ein Roboter genau genug für solche Anwendungen ist, muss 

der Tool Center Point, also das Werkzeug am Ende des Roboterarms, 

ausreichend genau positioniert und geführt werden. Beim 

klassischen Industrieroboter sorgen dabei allerdings viele Faktoren 

für Abweichungen. 

Die gewünschte Beweglichkeit erreichen nur Roboter mit serieller 

Kinematik, z. B. Gelenkarmroboter mit sechs Achsen. Für den 

Antrieb jeder dieser Achsen sind ein Servomotor und ein Getriebe 

erforderlich, sodass Nulllagenfehler, Umkehrspiel und Gelenkelastizitäten 

Ungenauigkeiten verursachen. Krafteinwirkung und dynamische 

Effekte gehen zu Lasten der absoluten Positionsgenauigkeit. 

Sie wirken während des Bearbeitungsprozesses auf die Steifigkeit 

der Robotermechanik. 

Fortschrittliche Kalibriermethoden erlauben bereits das mehrfache 

Anfahren des Tool Center Points auf eine bestimmte Position 

mit einer Genauigkeit von wenigen Hundertstel Millimetern. Die 

Wiederholgenauigkeit von Gelenkarmrobotern liegt – je nach Hersteller 

– gemäß ISO 9283 bei ± 0,1 mm und besser. 

Die erreichbare Absolutgenauigkeit innerhalb des Roboterkoordinatensystems 

ist der Wiederholgenauigkeit gegenüber allerdings 

um Faktor 10 schlechter. Gelenkarmroboter erreichen heute in der 

Praxis – je nach Ausführung, maximaler Reichweite und Traglast – 

eine absolute Positionsgenauigkeit von ± 1 mm. Für Anforderungen, 

wie sie die Luftfahrtindustrie stellt, ist dies aber unzureichend. 

MOTORREGELUNG UND POSITIONSMESSUNG 

Eine signifikante Verbesserung der absoluten Positionsgenauigkeit 

erreichen die Roboterhersteller durch den Einsatz zusätzlicher, 

hochgenauer Winkelmessgeräte oder Drehgeber an jeder Roboterachse, 

den sogenannten Secondary Encoders. Klassische Drehgeber 

übernehmen weiterhin das Motorfeedback der Servomotoren 

an den Achsen der Roboter. 


ROBOTIK 

01 Drehgeber für das Motor-Feedback 

02 Längenmessgeräte auch für große Verfahrwege 

Die Secondary Encoders, jeweils montiert nach dem Getriebe, 

erfassen die tatsächliche Position jedes Robotergelenks. So berücksichtigen 

sie auf jeden Fall den Nulllagenfehler und das 

Umkehrspiel. Außerdem messen sie an jeder Achse des Roboterarms 

die rückwirkenden Kräfte aus der Bearbeitung. Das 

führt in Summe zu einer Verbesserung der absoluten Positionsgenauigkeit 

am Tool Center Point um 70 bis 80 % . 

Für diese Anwendungen eignen sich modulare Winkelmessgeräte 

wie das Heidenhain ECA 4000 mit optischer Abtastung, 

der Drehgeber Heidenhain ECI 4000 mit induktiver Abtastung 

oder das Winkelmesssystem Amo WMR. Durch ihren modularen 

Aufbau mit Teilungstrommel bzw. Teilungsband und separater 

Abtasteinheit eignen sie sich für große Wellendurchmesser 

ebenso wie für schwierige Einbausituationen, wie sie in Robotern 

aufgrund der beengten Platzverhältnisse anzutreffen sind. 

Ihre Signalgüte ist deutlich besser als bei den Drehgebern am 

Servomotor, sodass sie wesentlich genauere Positionswerte liefern 

– auch bei hochdynamischen Bewegungen. 

Da die Servomotoren eine hohe Regeldynamik erfordern, 

eignen sich robuste induktive Drehgeber wie die Baureihen 

ECI 1100 und 1300 oder Multiturn-Drehgeber der Baureihen 

EQI 1100 und 1300 von Heidenhain als Motor-Feedback. Sie 

bieten eine hohe Regelgüte und Systemgenauigkeit. Außerdem 

sind sie besonders stark mit Vibrationen belastbar. Da die Drehgeber 

über die rein serielle EnDat-Schnittstelle verfügen, 

können auch stark elektromagnetisch belastete Einsatzbereiche 

die Qualität und Sicherheit der Datenübertragung nicht beeinträchtigen. 

Diese induktiven Drehgeber unterstützen den Sicherheitsintegritätslevel 

SIL 2, Kategorie 3 PL d. Mit Zusatzmaßnahmen in 

der Steuerung erreichen sie sogar SIL 3 bzw. Kategorie 4 PL e. 

01 

02 

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Mensch-Roboter-Kollarboration 

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ROBOTIK 

03 

03 Messgeräte für die absolute 

Positionsmessung an Robotern 

„MIT DEN RICHTIGEN 

MESSGERÄTEN KÖNNEN 

ROBOTER POSITIONSGE- 

NAU BEARBEITEN“ 


Franz Forstner, Marketing/ 

Produktmanagement, 

DR. JOHANNES 

HEIDENHAIN GmbH 

Eine positionsgenaue Bearbeitung 

und Handhabung von Teilen mit 

Industrierobotern ist möglich, 

wenn der Roboterarm mit zusätzlichen 

Messgeräten an allen Achsen 

ausgestattet ist und die Positionierung 

des Roboters zum Werkstück 

über Längenmessgeräte erfolgt. 

Die erforderliche Systemgenauigkeit 

bieten unsere Winkel- und 

Längenmessgeräte. Außerdem 

bringen sie die notwendige 

Flexibilität für den Einbau in die 

komplexe und kompakte Robotermechanik 

mit. Ihre Eignung für 

sicherheitsgerichtete Anwendungen 

erlaubt es zudem, Systeme für 

die Mensch-Roboter-Kollaboration 

zu realisieren. 

Ein zusätzlicher Vorteil ist in diesem Zusammenhang der mechanische Fehlerausschluss, 

den Heidenhain gegen das Lösen der Wellen- und Statoranbindung realisiert 

hat. Mit diesem Sicherheitspaket können die induktiven Drehgeber auch in Systemen 

für die Mensch-Roboter-Kollaboration eingesetzt werden. 

POSITIONSGENAU VERFAHREN 

Die Herstellung extrem großer oder langer Bauteile wie eines Flugzeugrumpfes erfordert 

einen Roboter, der auf Linearachsen entlang solcher Bauteile verfahren werden 

kann. Die hochgenaue Positionierung des Roboters über die Linearantriebe gewährleisten 

gekapselte Heidenhain-Längenmessgeräte für Messlängen bis zu 30 m. 

Sie kompensieren thermische Fehler und weitere Einflüsse der Vorschubmechanik, 

die eine herkömmliche Positionsermittlung anhand der Steigung des Kugelgewindetriebs 

und der Winkelposition des Motordrehgebers nicht erfassen kann. 

Bilder: Heidenhain 

DREHACHSEN MIT UNABHÄNGIGER MOTOR- 

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KOLLABORATEUR AUCH MIT NUR EINEM ARM 

Nach einem kollaborativen Zweiarmroboter hat ABB 

nun in der Reihe Yumi auch eine einarmige Version 

mit entsprechend geringerem Platzbedarf entwickelt. 

Auch der Einarmroboter ist auf die Zusammenarbeit 

mit Menschen im Fertigungsbereich 

ausgelegt und hat eine Traglast von 500 g. Neu an 

ihm ist eine Lead-Through-Programmierung, die 

eine spezielle Schulung der Bediener überflüssig 

macht. „Kombinieren unsere Kunden diesen 

Roboter mit unseren digitalen Lösungen von ABB 

Ability, können sie die Effizienz und Zuverlässigkeit 

in ihren Werken beträchtlich steigern“, erklärt Per 

Vegard Nerseth (im Bild l.), Managing Director von ABB Robotics. „Ursprünglich für die 

Kleinteilmontage konzipiert, hat sich Yumi als außerordentlich vielseitig erwiesen. Der 

Roboter löst den Zauberwürfel, bereitet Sushi zu, verpackt Geschenke und dirigiert 

Orchester“, ergänzt Sami Atiya (r.), Leiter der Division Robotik und Antriebe von ABB. 

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ROBOTERGETRIEBE: VIELFALT UND DYNAMIK 

Die Antriebe der Reihe SHG von 

Harmonic Drive eignen sich für hochdynamische 

Anwendungen wie Roboterachsen. 

Sie bieten eine sehr hohe 

Drehmomentdichte, dauerhafte Präzision 

und Spielfreiheit bei einer gesteigerten 

Gebrauchsdauer. Dazu haben sie 

kippsteife Abtriebslager zur direkten Abstützung der Lagerlasten und eine große 

Hohlwelle, die als Durchführung genutzt werden kann. Die Antriebe sind in drei Varianten 

verfügbar: Die SHG-2UH besitzt eine gelagerte und vollständig gedichtete Hohlwelle 

zur Durchführung von Versorgungsleitungen, Wellen oder Kabeln für weiterführende 

Antriebssysteme. Der Antrieb erfolgt meist über einen parallel gesetzten Servomotor per 

Riemen- oder Zahnradstufe. Die Simplicity Units SHG-2SH und 2SO bestehen nur aus 

dem Einbausatz und dem Abtriebslager. Durch Nutzung der vorhandenen Gehäusestruktur 

zur Abstützung der Lager der Eingangswelle kann auf einen separaten An- und 

Abtriebsflansch verzichtet und das Gesamtgewicht reduziert werden. 

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SICHERER GREIFER FÜR DEN COBOT 

Schunk setzt in seinem Portfolio einen Schwerpunkt bei Greifern für kollaborative 

Anwendungen: „Damit die Mensch-Roboter-Kollaboration zum Erfolg wird, braucht es 

End-of-Arm-Tools, die nachweislich die Vorgaben der DGUV einhalten und zugleich auf 

hohe Akzeptanz beim Menschen stoßen“, sagt Henrik A. Schunk, geschäftsführender 

Gesellschafter der Schunk GmbH. Genau diese Symbiose bietet das Unternehmen mit 

seinen Co-act-Greifern. Der Schunk-Co-act-EGP-C ist laut Herstellerangaben der weltweit 

erste inhärent sichere Industriegreifer, der von der DGUV für den kollaborierenden Betrieb 

zertifiziert und zugelassen ist. Der 2-Finger-Parallelgreifer, der über digitale I/Os angesteuert 

wird, deckt ein breites Einsatzspektrum ab – von der Kleinteilmontage in der 

Elektronik- und Konsumgüterindustrie bis zu Montageanwendungen im Automotive- 

Sektor. Er erfüllt die Anforderungen der ISO/TS 15066 und ist so konstruiert, dass ein 

Mensch nicht verletzt werden kann. Dazu zählt eine Schutzhülle ebenso wie eine sichere 

Strombegrenzung. Um die Kollaboration mit dem Bediener möglichst flüssig und intuitiv 

zu gestalten, ist der 24-V-Greifer mit einer LED-Beleuchtung in Ampelfarben ausgestattet. 

Über diese kann der Anwender den jeweiligen Zustand des Moduls signalisieren lassen. Er 

wird als komplett vormontierte Einheit mit jeweils passender Schnittstelle für die Cobots 

von Kuka, Fanuc oder Universal Robots geliefert. Darüber hinaus sind auf Anfrage 

Schnittstellen für Roboter anderer Hersteller möglich. Die komplette Regelungs- und 

Leistungselektronik ist im Inneren des Greifers verbaut, sodass dieser keinerlei Platz im 

Schaltschrank beansprucht. 

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ROBOTIK 

ADE 

SPECIAL 

Zwischen 15 und 50 Kilogramm bringen die 

Transportbehälter auf die Waage, die Mitarbeiter 

in Galvanikbetrieben Tag für Tag herumwuchten 

müssen. Ein Roboter mit speziell für die 

Anwendung konstruiertem Greifsystem kann 

hier jetzt das Kistenschleppen übernehmen. 

Seit Jahren schon entwickelt Schunk Greiferlösungen zum variantenreichen 

Palettieren und Depalettieren unterschiedlicher 

Güter. In der Regel geht es um klassische Kartonverpackungen 

des Lebensmittelgroß- und -einzelhandels, der 

Kunststoff- oder Zulieferindustrie. Grund genug für die Ludy Glavanosysteme 

GmbH aus dem rheinland-pfälzischen Vinningen, den 

Greifer-Spezialisten mit der Entwicklung eines Greifsystems für 

schwere Transportbehälter zu beauftragen. 

„Der Trend zum automatisierten Teilehandling in Galvanikbetrieben 

nimmt seit 2014 spürbar an Fahrt auf“, berichtet Michael 

Ludy, der das Unternehmen seit seiner Gründung im Jahr 1990 leitet. 

„Zunächst stand vor allem die automatisierte Gestellbestückung 

im Vordergrund, wofür wir sukzessive das erforderliche 

Know-how aufgebaut haben. Angeregt durch diese Lösungen gehen 

wir nun die nächste Stufe der Automation an: Die Handhabung 

von Transportbehältern mit Massenware für die Trommelgalvanik.“ 

Im Dreischichtbetrieb depalettieren Mitarbeiter die Transportbehälter 

und stellen sie auf einen Rollenförderer, von dem aus die Behälter 

entleert und über einen Befüllbunker kontinuierlich in den 

Galvanisierprozess eingeschleust werden. Pro Minute müssen zwei 

Kisten von Hand depalettiert und zwei leere Kisten palettiert werden. 

Die Transportbehälter – 20 unterschiedliche Varianten an der 

Zahl – unterscheiden sich in Größe, Gewicht und Beschaffenheit. 

Vergleichsweise steife Kisten aus Stahlblech sind ebenso dabei wie 

eher labile Kunststoffbehälter. Einzig die Tatsache, dass die Paletten 

stets sortenrein bestückt sind, vereinfachte die Aufgabe. Felix Meyer, 

bei Ludy Galvanosysteme verantwortlich für Automationslösungen, 

nahm die Herausforderung an und realisierte in enger Abstimmung 

mit dem Roboter- und Sensorhersteller sowie mit den Greifsystemspezialisten 

von Schunk eine ebenso intelligente wie robuste 

Roboterzelle, die fortan das Handling der Kisten übernimmt. 

SPEZIELL ENTWICKELTE GREIFSTRATEGIE 

Herzstück ist eine individuell entwickelte, pneumatisch gesteuerte 

Greifsystemlösung, die in Kombination mit einer speziell für die 

Anwendung ausgearbeiteten Greif- und Schnellwechselstrategie 

ein variantenreiches Handling ermöglicht. Um die Komplexität der 

Aufgabe zu reduzieren, konzentrierten sich die Schunk-Konstrukteure 

in Abstimmung mit Ludy zunächst auf die sechs meistgenutzten 

Behältervarianten. Diese werden vom Mitarbeiter auf Paletten 

per Stapler angeliefert, vom Roboter einzeln depalettiert und auf 

dem Rollenförderer abgestellt. Nach dem automatisierten Entlee- 


Präzision. 

Dynamik. 

Qualität. 

01 

02 

Systeme 

Hochgenau, schnell 

und sicher 

Komponenten 

Flexibel, skalierbar 

und leistungsstark 

Lifecycle-Services 

Umfassend, vorausschauend 

und vernetzt 

01 Die Dimension der einzelnen Behälter wird ausschließlich über die Backenfinger 

und deren Kontur definiert, das heißt das Stichmaß des Greifers bleibt unverändert 

Erleben Sie unsere Komponenten und 

Systeme für Robotik und Automatisierung 

LIVE in Halle B6, Stand 303 

02 Niederhalter an den Längsseiten gewährleisten bei dynamischen Fahrten 

einen sicheren Halt 

ren in einen Befüllbunker greift der Roboter die leeren Kisten vom Rollenförderer und 

stapelt sie auf eine Leerbehälterpalette. Um die Kisten zu identifizieren und einen präzisen 

Zugriff zu gewährleisten, ist das Greifsystem mit einem Lasermesssystem ausgestattet. 

Per Scanner werden die Art und Position der Transportbehälter (X, Y- und Z- 

Koordinaten sowie Winkel) erfasst, als Datenpaket an die Anlagensteuerung des Galvanikbetriebs 

übergeben und dort auf Plausibilität und Machbarkeit überprüft. Stimmen 

alle Parameter mit den vorgegebenen Werten überein, beginnt der Roboter mit 

dem Abstapeln. 

Hierfür hat Schunk im Rahmen einer Voruntersuchung eine spezielle Greifstrategie 

entwickelt: Ähnlich wie es auch ein Werker manuell macht, wird die jeweils erste Kiste 

einer Lage mit einem Greifer des Handhabungssystems am Rand gegriffen und je nach 

DIE GREIFSYSTEMLÖSUNG ERMÖGLICHT 

EIN VARIANTENREICHES HANDLING 

Kistentyp rund 200 bis 300 mm horizontal nach vorne gezogen. Auf diese Weise wird 

der zweite Greifpunkt am gegenüberliegenden Kistenrand frei zugänglich, sodass der 

Behälter anschließend mit beiden Greifern des Systems gegriffen, per Roboter verfahren 

und auf dem Rollenförderer abgesetzt werden kann. 

www.baumueller.de 

München, 19.– 22. Juni 2018 

Stand B6/303 

be in motion

03 

Für die zuverlässige Funktion ist einzig die Anordnung 

der Lagen auf der Palette vorgegeben: zwei 

Kisten längs, drei Kisten quer. Die Ausrichtung 

der Palette oder ein eventueller Überstand der 

Behälter über den Palettenrand hingegen führen 

nicht zu einer Beeinträchtigung des Ablaufs, da 

über den Laserscanner zunächst stets die Gesamtsituation 

der einzelnen Lage erfasst und ausgewertet 

wird. Zusätzlich scannt das System vor 

jedem Zugriff die einzelne Kiste. Auf diese Weise 

ist sichergestellt, dass stets die aktuelle Position 

erfasst ist. 

SPECIAL 

03 Die Behälter werden vom Roboter auf 

einem Rollenförderer platziert, von dem sie 

dem Galvanisierprozess zugeführt werden 

„DIE GREIFSYSTEMLÖSUNG 

ENTLASTET MITARBEITER 

BEI PALETTIERAUFGABEN 

IN GALVANIKBETRIEBEN“ 

Felix Meyer, bei Ludy 

Galvanosysteme 

verantwortlich für 

Automationslösungen 

Im Kundenauftrag haben wir eine 

Palettieranlage für Galvanikbetriebe 

entwickelt. Ein Roboter mit speziell 

für die Anwendung konstruierten 

Greifsystemen übernimmt künftig 

bei unserem Kunden die Depalettierung 

schwerer Transportboxen. Mit 

minimalem Rüstaufwand lassen 

sich so unterschiedlichste Systembehälter 

aus Metall oder Kunststoff 

automatisiert handhaben. 


HERAUSFORDERUNG: ZUGÄNGLICHKEIT 

UND VARIANTENVIELFALT 

Die von Schunk konstruierte robuste Greifsystemlösung besteht aus zwei vielzahngeführten 

Universalgreifern PGN-plus 160, einer Hubachse, die einen kollisionsfreien Zugriff 

der zweiten Kistenseite ermöglicht, und zwei Niederhaltern. Letztere stellen während 

des Handlings sicher, dass der gefüllte Behälter auch bei dynamischen Beschleunigungs- 

und Bremsbewegungen nicht kippt und permanent zuverlässig gegriffen bleibt. 

Mit ihrer Hilfe lassen sich auch verwindungsanfällige Kunststoffboxen prozesssicher 

handhaben. 

Der eigentliche Greifvorgang erfolgt beim ersten Greifpunkt ausschließlich von außen, 

sprich der innenliegende Greiferfinger ist feststehend montiert und nur der äußere 

Finger fährt zu. Der zweite Greifer wiederum ist auf einer Schienenführung platziert, auf 

der er mithilfe eines Pneumatikzylinders verfahren werden kann, um bei der jeweils 

ersten Kiste einer neuen Lage Kollisionen zu verhindern. Sobald der erste Greifer geschlossen 

und die Kiste nach vorne gezogen ist, fährt der zweite Greifer auf Anschlag, 

dann in Z-Richtung nach unten, wo er schließlich den gegenüberliegenden Kistenrand 

zentrisch greift. Zur Handhabung der nachfolgenden Kisten einer Lage muss der zweite 

Greifer anschließend nicht mehr über den Pneumatikzylinder verfahren werden, da 

stets beide Greifpunkte jedes Behälters frei zugänglich sind. 

SCHNELLER FINGERWECHSEL 

„Die größte Herausforderung war es, die sechs unterschiedlichen Kistentypen zu handhaben, 

ohne mehrere Greifer einzusetzen“, unterstreicht Felix Meyer. „Letztlich haben wir 

uns für einen manuellen Backenwechsel entschieden. Das ist durchaus praktikabel, denn 

alle sechs Varianten werden mit insgesamt nur drei Backensätzen abgedeckt.“ Die Konzeptentwicklung 

und Auslegung der Finger hat Felix Meyer komplett Schunk überlassen. 

In aufwändiger Detailarbeit hat Schunk anhand der unterschiedlichen Behältermuster 

Gemeinsamkeiten definiert und die Greiferfinger schließlich so ausgelegt, dass mithilfe 

des Schunk BSWS Backenschnellwechselsystems innerhalb weniger Sekunden zwischen 

den einzelnen Varianten geswitcht werden kann. 

Im Rahmen der Untersuchungen bei Schunk wurde klar, dass nur ein Zugriff von außen 

zum Ziel führt, da so bei allen Kistenvarianten der für ein sicheres Handling erforderliche 

Formschluss erzielt werden konnte. Eine allein reibschlüssige Lösung wäre 

nicht realisierbar gewesen, da es dann aufgrund der hohen Greifkräfte zu einer starken 

Deformation der Behälter gekommen wäre. Über die Konstruktion der Backen und den 

Pneumatikdruck ist zudem sichergestellt, dass die Kisten nicht deformiert oder gar beschädigt 

werden. 

Das Greifsystem wurde von Schunk komplett vormontiert und anschlussfertig mit offenen 

Kabeln und offenem Schlauch bei Ludy angeliefert. Den Laserscanner, Ventile 

und Ausleger wiederum hat das Team bei Ludy in Eigenregie gestellt und montiert. In 

einem nächsten Schritt will man die Automationslösung für weitere Behältervarianten 

fit machen. 

Bilder: Schunk 

www.schunk.com 


ROBOTIK 

COBOTS UND ENTWICKLERPLATTFORM 

Mit ihren kompakten, leichten und 

benutzerfreundlichen sechsachsigen 

Industrierobotern will die Firma 

Universal Robots (UR) Anwendern 

alle Vorteile der modernen Roboterautomatisierung 

bieten – ohne die 

üblichen Kosten für Programmierung, 

Integration und Abschirmung 

der Arbeitszellen. Die Cobots sind 

leicht, platzsparend und problemlos 

für verschiedene Anwendungen 

einsetzbar. Sie lassen sich auch ohne 

Programmiererfahrung durch die intuitive 3D-Visualisierung 

schnell einrichten und bedienen. Anwender zeigen dem Roboter 

einfach die gewünschten Wegpunkte oder stellen die erforderlichen 

Positionen mittels Pfeiltaste auf dem benutzerfreundlichen 

Touchscreen-Tablet ein. Ein Roboter kann schnell und einfach für 

andere Prozesse umgerüstet werden. Damit bietet er dem 

Anwender die Flexibilität, fast jede manuelle Arbeit zu automatisieren 

– auch wenn es um kleine Chargen und eine schnelle 

Umrüstung geht. Das Sicherheitssystem der UR-Roboter wurde 

vom TÜV Nord zugelassen und zertifiziert. 

Neben kollaborierenden Roboterarmen in drei Größen bietet das 

Unternehmen mit Universal Robots+ ein Ökosystem, in dem alle 

denkbaren Applikationen innerhalb des kostenlosen UR+ 

Developer Program entwickelt werden. Die Plug-and-Play-Applikationen 

werden im Showroom von UR+ präsentiert. Das System 

ermöglicht Anwendern eine äußerst einfache und schnelle 

Installation von UR-Applikationen. 

www.universal-robots.com 

BÜRSTENLOSER DC-MOTOR FÜR 

ROBOTIKANWENDUNGEN 

Der Antriebsspezialist Maxon Motor bringt mit dem EC-i 30 einen 

neuen bürstenlosen DC-Motor (BLDC) auf den Markt. Er besitzt 

einen Durchmesser von 30 mm und ist somit kleiner als die bisher 

erhältlichen EC-i 40. Wie seine Vorgänger bietet dieser Motor hohe 

Dynamik, geringes Rastmoment und ein hohes Drehmoment. Es 

gibt ihn in zwei Längen und in den Ausführungen Standard sowie 

High Torque. Dabei liefert er ein maximales Nenndrehmoment von 

bis zu 110 mNm bei 75 W. Die EC-i-30-DC-Motoren eignen sich 

wegen ihrer kompakten Bauweise besonders für Handgeräte oder 

Anwendungen in der Robotik. Darüber hinaus sind die Motoren in 

all ihren Varianten erweiterbar mit Encodern, Getrieben, Servokontrollern 

oder Positioniersteuerungen von Maxon Motor. 

www.maxonmotor.com 

INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 05/2018 

Baumüller, Nürnberg45 

COG C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG, 

Pinneberg15 

Duboschweitzer, Haltern am See21 

EJOT, Bad Berleburg17 

GravoTech, Umkirch3 

Handtmann ELTEKA, Biberach9 

Heidenhain, Traunreut 4.US 

Igus, Köln43 

Limbach, Solingen27 

Pilz, Ostfildern5 

Reich Kupplungen, Bochum31 

RK Rose+Krieger, Minden13 

Rollon, Düsseldorf49 

Scanwill, DK-Albertslund42 

Schallenkammer, Kürnach23 

Sembach, Lauf25 

SLF Spindel- und Lagerungstechnik, 

Fraureuth33 

TFC Bochum, Bochum37 

Universal Robots, DK-Odense7 

Weiss Kunststoffverarbeitung, 

Illertissen27 

Wolfensberger AG, CH-Bauma17 

Zimmer Group, Ettlingen41 

LOW-COST-ROBOTERARM IM KOMPAKTDESIGN 

Einfache Aufgaben kostengünstig 

automatisieren, das ist das 

Ziel des Robolink-Programms von 

Igus. Die neue Robolink-Lösung 

ist ein kompletter 4- oder 

5-Achs-Roboter, bei dem eine 

Steuerungseinheit von Commonplace 

Robotics (CPR) im Fuß des 

Roboterarms integriert ist. Über 

vier bzw. fünf Motorregler wird 

der Robolink bewegt. Das spart 

Platz und macht den Roboterarm noch flexibler beim Transport 

oder bei einer schnellen Anpassung des Automatisierungsprozesses. 

Die modulare CPR-Steuerung ergänzt Robolink um eine 

servicefreundliche Elektronik und eine intuitive Steuerungssoftware, 

mit der sich die Bewegungsabläufe des Roboters darstellen 

und leicht programmieren lassen. Weitere Komponenten wie 

Bildverarbeitungssysteme können über Plugins eingebunden 

werden. Die Software wird auf CD mitgeliefert, sodass nur ein 

windowsfähiger Rechner zur Inbetriebnahme benötigt wird. Die 

Stand-alone-Lösung verzichtet nach der Einrichtung auf die sonst 

obligatorische PC-Verbindung und kann mit einem Touchdisplay 

bedient werden. Über Ein- und Ausgänge kann die Steuerung mit 

anderen Steuerungen kommunizieren. 

www.igus.de 

MODULE FÜR DIE SERVICEROBOTIK 

Das Automatisierungsunternehmen 

Pilz erweitert 

sein Portfolio um den 

neuen Produktbereich 

Servicerobotik: Die Pilz 

Service Robotik Module 

umfassen zu Beginn den 

Manipulator, das 

Steuerungsmodul und 

das Bedienmodul. 

Wesentliche Merkmale 

sind Offenheit, z. B. dank des Software-Frameworks ROS, anwenderfreundliche 

Bedienung und schnelle Inbetriebnahme nach 

dem Plug-and-Play-Prinzip. So können sich Anwender ihre 

individuelle Serviceroboter-Applikation zusammenstellen. 

Manipulator, Steuerungsmodul und Bedienmodul bilden 

zusammen ein von der DGUV zertifiziertes Paket nach EN ISO 

10218-1 „Industrieroboter – Sicherheitsanforderungen“ und 

bringen damit alle Voraussetzungen für die Umsetzung sicherer 

Roboterapplikationen mit. Das erleichtert den Weg zur obligatorischen 

CE-Kennzeichnung. Zu den Einsatzgebieten gehören 

beispielsweise Pick-and-Place-Anwendungen sowie modulare 

teilautomatisierte Klein-Roboterzellen in der Industrie. Die 

Produkte werden auf der Automatica vorgestellt. 

„Pilz ist ein Technologie-Unternehmen, das komplette Lösungen 

für die sichere Robotik anbietet“, erklärt Susanne Kunschert, 

geschäftsführende Gesellschafterin der Pilz GmbH. „Als Systemanbieter 

für die Servicerobotik kann Pilz Anwender bei der Umsetzung 

ihrer individuellen Roboteranwendungen unterstützen – inklusive 

der notwendigen sicheren Sensorik sowie der notwendigen 

Dienstleistungen auf dem Weg zur CE-Kennzeichnung“, fügt sie 

hinzu. Ihr Bruder Thomas Pilz, ebenfalls geschäftsführender 

Gesellschafter, betont: „Wir wollen als Anbieter von Robotikmodulen 

verstanden werden, nicht als klassischer Roboterhersteller.“ 

www.pilz.com 


ROBOTIK 

VISIONEN 

LEBEN 

Autor: Pierre Marcel und Olivier Pajot, 

Sonceboz SA, Sonceboz (CH) 

SPECIAL 

Antriebslösungen mit dem Anspruch „From Mind 

to Motion“, das ist gleichermaßen Claim und 

Vision des Schweizer Unternehmens Sonceboz, 

das sich jetzt auch in den Bereich Robotik 

bewegt. Junge Ingenieure hatten die Idee für ein 

Zukunftsprojekt, und sie durften es realisieren. 

Sonceboz bietet maßgeschneiderte mechatronische Antriebslösungen 

für herausfordernde Anwendungen mit einer 

Unternehmenskultur, die auf kontinuierlicher Innovation, 

Zuverlässigkeit und Flexibilität beruht. Neueste Trends, 

technischer Fortschritt und „thinking outside the box“, um kreative 

und realistische Ideen zu generieren, sind sozusagen Teil der DNA 

von Sonceboz. 

Jahrzehntelange Erfahrung mit Elektromagnetismus dient als 

Grundlage für eine große Palette an Technologien und Produkten 

auf unterschiedlichsten Märkten. Diese individuell anpassbaren 

Antriebslösungen können in sehr großen Stückzahlen zu 100 % in 

der Schweiz produziert werden und sind mit dem Ziel 0 ppm getestet 

und validiert. Der Mensch spielt eine entscheidende Rolle bei 

diesem Konzept, denn die Kompetenz, die Begeisterung und das 

Engagement der Angestellten sind Grundpfeiler dieser Strategie. 

EC-AKTUATOREN, ROBOTER UND HOLOKRATIE 

Dass dieses Engagement weit über das übliche Maß hinausgeht, 

zeigt das jüngste Beispiel, das den Bereich Robotik erschließt. Fünf 

Ingenieure aus den unterschiedlichen Abteilungen Elektronik und 

Mechanik hatten die Idee zu einem Forschungsprojekt. Der Grundgedanke 

war, eine robotisierte Plattform mit Hilfe von Sonceboz- 

EC-Aktuatoren zu realisieren. Mit diesem Projekt wandten sich die 

jungen Leute im November 2015 an die Unternehmensleitung. 

Die Zusage zur Unterstützung des Projekts durch Sonceboz erhielten 

sie schnell. „Diese Eigeninitiative entspricht perfekt unserer 

Innovationskultur und dem Begriff „Mind“ aus unserem Leitgedanken 

„From Mind to Motion“, erläutert Pierre Gandel, Vorstandsvor- 


ROBOTIK 


„SELBSTORGANISATION 

IM SINN DER HOLOKRATIE 

WAR DIE BASIS DES 

ERFOLGS UNSERES 

ROBOTIKPROJEKTS“ 

Olivier Pajot, 

Innovation Cell 

Manager, Sonceboz 

Holokratie heißt: Jeder Beteiligte 

nimmt an der Organisation teil, 

ohne an eine Hierarchie oder an 

eine traditionelle Rolle gebunden 

zu sein. So entsteht Raum für die 

Wirksamkeit der kollektiven 

Intelligenz der Mitglieder einer 

Organisation. Die Rollen werden 

den notwendigen Handlungen 

entsprechend definiert und je nach 

Kompetenzen projektbezogen 

zugeordnet. 

sitzender von Sonceboz SA. „Außerdem sollen unsere Mitarbeiter wissen, dass sich 

Vorausdenken, Eigeninitiative und die Übernahme von Verantwortung lohnen. Die 

Grundsätze der Holokratie haben das Robotik Team inspirieret. Die Freude an den 

eigenen Gestaltungsmöglichkeiten konnte so die Neuentwicklung vorantreiben.“ 

Holokratie ist ein systemischer Ansatz der Entscheidungsfindung und Steuerung, der 

auf Selbstorganisation beruht. Holokratie war Voraussetzung für einen erfolgreichen 

Projektstart. Das Team, arbeitete komplett selbstbestimmt – mit der Freiheit zur konsequenten 

Selbstregulierung. Lediglich eine Zielsetzung war vorgegeben: Es sollte 

ein Messedemonstrator für die SPS/IPC/Drives entstehen. Dies gelang innerhalb 

von nur zwölf Monaten. 

Schnell war klar: Dieses Projekt sollte auf robusten intelligenten Aktuatoren mit 

CAN-Bus Kommunikation beruhen. Ein zwei-achsiger Roboter wäre zu einfach 

gewesen. Mit einer Parallelkinematik-Maschine wurden mehrere Achsen in Angriff 

genommen. Damit wuchsen die Herausforderungen – gerade im Bereich Software 

und Steuerung. 

„Die Entwicklung kundenspezifischer 

Bewegungslösungen schwerer Lasten sind 

uns ein Leichtes.“ 

Als serviceorientierter Hersteller 

bietet ROLLON weltweit eines der 

umfassendsten Sortimente der 

Lineartechnik und kann nahezu jeden 

individuellen Anwendungsfall abdecken. 

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Roshanak Ziaee, Anwendungs-Ingenieurin, ROLLON Düsseldorf 

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ROBOTIK 

BEWEGUNG IN SECHS FREIHEITSGRADEN 

„WIR HABEN UNSERE 

ANTRIEBS- UND ENTWICK- 

LUNGSEXPERTISE IN DER 

ROBOTIK UNTER 

BEWEIS GESTELLT“ 

Pierre Marcel, Electronic 

Development Engineer, 

Sonceboz 

Unsere Hexapod-Prototypen 

zeigen, was im Bereich Robotik und 

weit darüber hinaus bei Sonceboz 

noch möglich ist. Unsere Vision hat 

sich damit bestätigt: Kompetenz, 

Werte, Engagement, Innovation, 

Vertrauen und Mut zu Neuem 

führen letztlich zum Ziel. Unseren 

Partnern gibt das Robotikprojekt 

einen Eindruck, wie sich gerade 

auch bei konzeptionellen Prototypen 

die „time-to-market“ 

deutlich verbessern lässt. 


Das sechsachsige Vorführmodell ist aufgebaut wie ein typischer Hexapod, der Bewegungen 

in allen sechs Freiheitsgraden ermöglicht. Davon sind drei translatorisch und 

drei rotatorisch, wie in sogenannten Stewart- oder auch Gough-Plattformen, die üblicherweise 

in der Robotik oder als aktuatorische Antriebe in Fahr- oder Flugsimulatoren 

im Einsatz sind. Die Multi-Aktuatoren verwenden dabei einen gemeinsamen CAN-Bus. 

Das Ergebnis war für die Messe sehr anschaulich, doch der Weg dahin nicht einfach. 

Eine Herausforderung für die Software-Experten: Sie sollten nicht nur auf einer ausschließlich 

mechanikbasierten Logik aufbauen, sondern im gesamten System und ganzheitlich 

denken. Bis dahin hatte Sonceboz nur Erfahrung darin, einzelne dezentralisierte 

Aktuatoren zu steuern. 

Eine Software zur Ansteuerung mehrerer Motoren sollte nun programmiert werden 

und als Teil der Steuerung die Positions- und Geschwindigkeitsdaten für die Achsen verwalten. 

Sie agiert auf der Grundlage eines geometrischen Modells und erlaubt die Synchronisation 

der Motoren – so wie etwa ein Dirigent sein Orchester leitet. Damit der Hexapod 

schnell arbeitet, rufen die Algorithmen der Software vorkalkulierte Punkte einer 

Matrix ab. Eine Weiterentwicklung zu einer noch leistungsfähigeren sechsachsigen 

Plattform ist schon vorgesehen. Sie soll das Gewicht einer Person tragen. Diese Plattform 

wird dann für die weitere Entwicklung von Prototypen für die Robotikkonzepte von 

Sonceboz genutzt werden. 

Eine technische Ressource während dieses Projekts war das Open Innovation Zentrum, 

das Sonceboz erst vor kurzem mit der EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) 

eröffnet hatte. In Zusammenarbeit mit der EPFL werden jetzt Forschungsprojekte in den 

Bereichen Mechanik, Mikrotechnik und Robotik durchgeführt. Mit der technischen Unterstützung 

von der EPFL als Partnerin mit hoher Forschungskompetenz konnten die Ingenieure 

die Effizienz erhöhen und in der kurzen Zeit ein Vorführmodell entwickeln. 

So war Sonceboz in der Lage, durch ein kleines eigenständiges Innovationsteam mit 

modernen Managementmethoden in kurzer Zeit zwei Prototypen zu präsentieren. 

Bilder: Sonceboz 

www.sonceboz.com 

IMPRESSUM 

SPECIAL 

erscheint 2018 im 49. Jahrgang, ISSN 0344-4570 

Redaktion 

Chefredakteur: Dr. Michael Döppert (md), M.A. 

Tel.: 06131/992-238, E-Mail: m.doeppert@vfmz.de 

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) 

Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Martina Heimerl 

(mh), Tel.: 06131/992-201, E-Mail: m.heimerl@vfmz.de 

Redakteurin: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml), 

Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: Doris Buchenau, 

Tel.: 06131/992-329, E-Mail: d.buchenau@vfmz.de, 

Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

Mario Wüst, Anette Fröder, Anna Schätzlein, 

Sonja Schirmer 

Chef vom Dienst 

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer 

Anzeigen 

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262, 

E-Mail: o.jennen@vfmz.de 

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206, 

E-Mail: a.zepig@vfmz.de 

Helge Rohmund, Anzeigenverwaltung, 

Tel. 06131/992-252, E-Mail: h.rohmund@vfmz.de 

Anzeigenpreisliste Nr. 48: gültig ab 1. Oktober 2017 

Leserservice: 

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG, 

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

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen 

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit 

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de). 

Preise und Lieferbedingungen: 

Einzelheftpreis: € 13,50 (zzgl. Versandkosten) 

Jahresabonnement: Inland: € 95,- (inkl. Versandkosten) 

Ausland: € 111,- (inkl. Versandkosten) 

Abonnements verlängern sich automatisch um ein 

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor 

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. 

Verlag 

Vereinigte Fachverlage GmbH 

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz 

Postfach 100465, 55135 Mainz 

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Tel.: 06131/992-265, E-Mail: b.thomas-meyer@vfmz.de 

(verantwortlich für den Anzeigenteil) 

Vertrieb: Lutz Rach, Tel.: 06131/992-200, 

E-Mail: l.rach@vfmz.de 

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Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich beim 

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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen 

sind urheberrechtlich geschützt. Mit der Annahme 

des redaktionellen Contents (Texte, Fotos, Grafiken etc.) 

und seiner Veröffentlichung in dieser Zeitschrift geht das 

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unbeschränkte Nutzungsrecht auf den Verlag über. Dies 

umfasst insbesondere das Recht zur Veröffentlichung in 

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werden, über deren Nutzungsrechte der Einsender verfügt, 

und die nicht gleichzeitig an anderer Stelle zur Veröffentlichung 

eingereicht oder bereits veröffentlicht wurden. 

Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen. 

Mitglied der Informations-Gemeinschaft 

zur Feststellung der Verbreitung von 

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin. 


VORSCHAU 

IM NÄCHSTEN HEFT: 6/2018 

ERSCHEINUNGSTERMIN: 12. 06. 2018 • ANZEIGENSCHLUSS: 25. 05. 2018 

01 

02 

03 

01 Spielfreie Ausgleichskupplungen mit individuell in der Länge 

angepassten Zwischenwellen können problemlos größere kundenspezifische 

Wellenabstände überbrücken. 

Bild: Orbit Antriebstechnik 

04 

DER DIREKTE WEG 

IM INTERNET 


ALS E-PAPER 

www.engineering-news.net 

REDAKTION 

m.doeppert@vfmz.de 

WERBUNG 

a.zepig@vfmz.de 

IN SOZIALEN NETZWERKEN 

www.Facebook.com/DerKonstrukteur 

www.twitter.com/derkonstrukteu 

02 Greifen, Drehen, Schwenken, Ablegen und wieder in die 

Ausgangsposition zurückführen – Low-Cost-Robotik Baukasten macht 

Automatisierung besonders einfach. 

Bild: Igus 

03 Echtzeitfähige Weg- und Winkelmesssysteme stellen Positionsinformationen 

innerhalb von Mikrosekunden zur Verfügung, weshalb 

sie als Feedbacksysteme in elektrischen Antriebsachsen bestens 

geeignet sind. 

Bild: Balluff 

04 Mitte des letzten Jahrhunderts wurden die ersten induktiven 

Näherungsschalter vorgestellt. Die neueste, intelligente Generation 

erlaubt heute das Messen und Schalten mit einem Sensor. 

Bild: Pepperl+Fuchs 

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten) 


Kann exaktes Positionieren 

mühelos gelingen? 

Einen Faden durchs Nadelöhr zu stecken, ist selbst für eine sehr ruhige Hand und ein scharfes Auge eine echte 

Herausforderung. Es gilt schließlich, sehr kleine Gegenstände positionsgenau aufzunehmen, kollisionsfrei durch 

den Raum zu bewegen und dann exakt zu platzieren. Gelenkarmroboter müssen für derart komplexe Aufgabenstellungen 

und Abläufe bis zu sieben Stellmotoren aufeinander abgestimmt mit hoher Dynamik und Genauigkeit 

bewegen. Mit HEIDENHAIN-Drehgebern als Motorfeedback und zusätzlichen HEIDENHAIN-Winkelmessgeräten 

als Positionsmessgeräte gelingt Ihnen das mühelos. 

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 83292 Traunreut, Deutschland Tel. +49 8669 31-0 www.heidenhain.de 

Winkelmessgeräte Längenmessgeräte Bahnsteuerungen Positionsanzeigen Messtaster Drehgeber

DER KONSTRUKTEUR 5/2018

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