antriebstechnik 7/2018

19174 

7 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

www.antriebstechnik.de 

Juli 2018 

Wälz- und Gleitlager 

Kugeldrehverbindungen: Qualität in 

kleinen und großen Dimensionen 

Elektromotoren 

Was bietet die neue Betriebselektronik 

für BLDC-Motoren? 

Sensorik und Messtechnik 

Piezobasierte Unterlegscheiben 

vereinfachen das Justieren 

Special 

Alles rund um Antriebstechnik 

für die Prozessindustrie

Organ des FVA e.V. im VDMA 

Getriebe und Getriebemotoren 

TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE 

19174 

2015 

Marktübersicht und umfassender Einkaufsführer Sonderausgabe 


der Zeitschrift 

antriebstechnik 



19174 

9 

September 2016 

+ 

11 Print-Ausgaben im Jahr 

+ Sonderausgabe antriebstechnik 

Marktübersicht (1x jährlich) 

Die gesamte 

Antriebstechnik 

in 100 Tabellen 

Firmenverzeichnis: 

Alle wichtigen 

Informationen von 

über 900 Anbietern 

Produktgruppen: 

Bremsen 

Motoren Messen und Prüfen 

Dichtungen 

Antriebselemente 

Kupplungen 

Lager und Führungen 

Schmierung Steuern und Regeln 

Dienstleistungen 

ANT_AG_2014_99_Handbuch_001 1 05.12.2014 11:10:38 

Kupplungen und Bremsen 

Sicherheitskupplung mit automatischer 

Wiedereinrastung sorgt für Schutz 

Getriebe und Getriebemotoren 

Großradtausch im Zementwerk 

in nur acht Stunden 


Schritt- kontra Servomotoren – 

wer ist effizienter? 


10 Mal höhere Genauigkeit 

bei Lastmessungen 

ANT_AG_2016_09_001 1 06.09.2016 09:41:26 

Abo-Begrüßungsgeschenk: 

Der Bluetooth-Lautsprecher 

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Akku, Freisprecher & NFC, 5W, inkl. Zubehör; 

kompatibel mit Bluetooth-Smartphones, Tablets und PCs 

max. Akkulaufzeit: bis zu 6 Stunden 

Sichern Sie sich den lückenlosen Bezug wertvoller Informationen! 

6 Telefax: 06131-992/100 @ E-Mail: vertrieb@vfmz.de Internet: engineering-news.net & Telefon: 06131-992/147 

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erhalte ich den Bluetooth-Lautsprecher. Das Abonnement verlängert sich jeweils um ein weiteres Jahr, wenn es nicht spätestens 

4 Wochen zum Ende des Bezugsjahres schriftlich gekündigt wird. 

Unser Dienstleister, die Vertriebsunion Meynen, Eltville, erhebt Ihre Daten im Auftrag der Vereinigte Fachverlage (VFV) zum Zweck der Vertragsdurchführung, zur Erfüllung der 

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Name/Vorname 

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Abteilung 

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PLZ/Ort 

Telefon/E-Mail 

Datum, Unterschrift 

Vereinigte Fachverlage GmbH . Vertrieb . Postfach 10 04 65 . 55135 Mainz . Telefon: 06131/992-0 . Telefax: 06131/992-100 

E-Mail: vertrieb@vfmz.de . Internet: www.engineering-news.net 

„antriebstechnik“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz, 

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz

EDITORIAL 

Kampf den Keimen 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

ob Zuhause oder im Job – nicht nur im alltäglichen Leben spielt 

Hygiene eine große Rolle. Insbesondere in der Lebensmittel- und 

chemischen Industrie hat das Thema einen hohen Stellenwert: 

„Hygienic Design“. Damit ist in erster Linie die reinigungsgerechte 

Konstruktion von Maschinen, Anlagen und Komponenten im 

Hinblick auf die Vermeidung hygienebezogener Gefahrenstellen 

gemeint. Speziell in der Antriebstechnik ist dies ein wichtiger Aspekt, 

denn hier beginnt hygienegerechtes Design bereits bei der Auswahl 

der richtigen Werkstoffe, u. a. um Systemausfällen vorzubeugen und 

mikrobielle, partikuläre Kontaminationen zu vermeiden. 

Da antriebstechnische Komponenten auch dem Einsatz in rauen 

Umgebungen standhalten müssen, setzt man z. B. bei Leitungen und 

Kabeln auf Ummantelungen aus robustem Polyvinylchlorid (PVC) 

oder Polyurethan (PUR). In der Lebensmittelindustrie oder Medizintechnik 

hingegen wählt man vor allem diverse Edelstahllösungen – 

zum einen, weil Keime und Bakterien auf den glatten Oberflächen 

nicht haften bleiben, zum anderen, weil sich das Material einfach 

reinigen lässt. 

Auch viele Industrieunternehmen haben Hygienic Design im Fokus, 

richten ihr Produktportfolio immer hygienegerechter aus. Zum 

Beispiel bietet Wittenstein spezielle Servotechnik für Steril- und 

Nassbereiche. Den Artikel hierzu finden Sie auf S. 42 in unserem 

Special „Antriebstechnik für die Prozessindustrie“. 

Vom Trend also zum etablierten Standard? Zumindest hat das Thema 

in den vergangenen Jahren so an Bedeutung gewonnen, dass bereits 

zum zweiten Mal der „Hygienic Design Day“, ein Kongress für 

Hygiene-Fragen im gesamten Maschinenbau, veranstaltet wurde. 

Wie handhaben Sie das Thema Hygienic Design in Ihrem 

Unternehmen und welche Vorteile lassen sich für Ihre Produktion 

daraus erzielen? Schreiben Sie es mir. 

NEWSLETTER 

Der E-Mail-Service 

für Anwender 

aus dem gesamten Umfeld 

mechanischer und 

elektrischer Antriebstechnik. 

Aktuelle Nachrichten 

rund um mechanische, 

thermische und elektrische 

Antriebstechnik, 

sowie deren Steuerungen 

und Regelungen. 

IMMER 

AKTUELL 

INFORMIERT 

Marie-Kristin Krueger 

Redakteurin 

m.krueger@vfmz.de 

Jetzt 

kostenlos 

anmelden! 

http://bit.ly/News_VFV



Juli 2018 

INHALT 

20 

32 

40 

Intelligente Lineartechnik: Wie Pneumatikzylinder 

vom stummen Arbeitstier zum 

smarten Kommunikationspartner werden 

Zeitgewinn: 3D-Koordinatenmessgerät und 

parametrisierte Software beschleunigen 

Qualitätsprüfungen von Kurbelwellen 

Special Prozessindustrie: Simotics XP 

Chemstar verbindet jahrzehntelange 

Erfahrung und Vorteile der Standardisierung 

EDITORIAL 

3 Kampf den Keimen 

FVA-AKTUELL 

6 Aktuelles von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

MAGAZIN 

5 Märkte, Unternehmen, Personalien und Veranstaltungen 

SPECIAL ANTRIEBSTECHNIK FÜR DIE 

PROZESSINDUSTRIE 

38 Umfassende Sicherheitsfunktionen prädestinieren 

Frequenzumrichter für die Chemie 

40 Das leisten explosionsgeschützte Drehstrom- 

Asynchronmotoren für die Prozessindustrie 

42 Hygienegerechte Servotechnik für Steril- und Nassbereiche 

45 Produkt-Highlights 

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

8 TITEL Kugeldrehverbindungen: Qualität in kleinen und 

großen Dimensionen 


KUPPLUNGEN UND BREMSEN 

14 Bremsanlagen mit einer Leistung von zehn Millionen 

Newtonmeter 

16 Kombination von Kupplungen und Spannsätzen sorgen für 

hohe Präzision in Maschinen 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

46 Elektronisches Typenschild – Power Interface Communication: 

Kommunikationsverfahren für geberlose Motoren 

RUBRIKEN 

12 Impressum 

37 Inserentenverzeichnis 

50 Vorschau auf Heft 8/2018 


LINEARTECHNIK 

20 Pneumatikzylinder kommunizieren bidirektional dank 

Positionssensor und IO-Link-Technologie 


ANZEIGE 

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

19174 

7 

24 Funknetz optimiert vorausschauende Instandhaltung 


Wälz- und Gleitlager 

Kugeldrehverbindungen: Qualität in 

kleinen und großen Dimensionen 

ELEKTROMOTOREN 

28 Die neue Betriebselektronik für BLDC-Motoren 


SENSORIK UND MESSTECHNIK 

32 Qualitätsprüfung beim Motorsägen- und 

Motorgerätehersteller Stihl 

34 Aktive Unterlegscheiben von Physik Instrumente für 

Präzisionsmaschinen 



Was bietet die neue Betriebselektronik 

für BLDC-Motoren? 


Piezobasierte Unterlegscheiben 

vereinfachen das Justieren 

Special 

Alles rund um Antriebstechnik 

für die Prozessindustrie 

ANT_AG_2018_07_001 1 03.07.2018 09:22:46 

TITELBILD 

RODRIGUEZ GmbH, 

Eschweiler 

4 antriebstechnik 7/2018

MAGAZIN 

Markus Sandhöfner von B&R Deutschland 

in VDMA-Vorstand gewählt 

Der VDMA-Fachverband Elektrische Automation hat im Zuge der 

Mitgliederversammlung im Juni 2018 in Würzburg einen neuen 

Vorstand gewählt. Markus Sandhöfner, Geschäftsführer von B&R 

Deutschland, wurde neben sieben weiteren Vertretern der Automatisierungsbranche 

berufen. Sandhöfner bringt nicht nur 

sein Know-how als Automatisierungsspezialist in den VDMA- 

Vorstand ein, sondern 

auch über 

20 Jahre Erfahrung 

im Maschinenbau. 

„Der VDMA-Fachverband 

ist eine wertvolle 

Einrichtung mit 

der Zielsetzung die 

Automatisierung für 

den Maschinen- und 

Anlagenbau greifbar 

zu machen“, so Sandhöfner. Der neugewählte Vorstand, unter dem 

Vorsitz von Jörg Freitag, nimmt umgehend seine Tätigkeit für die 

kommenden vier Jahre auf. „Automatisierungsanbieter sind wichtige 

Lösungspartner für den Maschinenbau, deshalb möchten wir 

Kooperationen schaffen und uns innerhalb des VDMA vernetzen“, 

so Freitag über seine Wünsche für die Vorstandsarbeit in den kommenden 

Jahren. 

www.br-automation.com/de 

Thomas Bergs übernimmt Lehrstuhl für 

Technologie der Fertigungsverfahren 

Nach 23 Jahren übergab Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. 

Fritz Klocke die Leitung des Lehrstuhls für Technologie der Fertigungsverfahren 

am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH 

Aachen University zum 1. Juni 2018 an Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs, 

MBA. Prof. Bergs studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt 

Konstruktionstechnik an der 

RWTH Aachen University. 

Im Anschluss war er von 1995 

bis 2001 wissenschaftlicher 

Mitarbeiter am Fraunhofer 

Institut für Produktionstechnologie 

IPT in Aachen in der 

Abteilung Prozesstechnologie. 

Seine Arbeitsschwerpunkte 

lagen im Bereich der 

laserunterstützenden Zerspanung. 

Im Jahr 2000 wurde er 

Leiter der Gruppe Lasertechnik 

und Geschäftsfeldleiter 

des „Aachener Werkzeugund 

Formenbau“. Seit 2001 

ist er geschäftsführender 

Oberingenieur des Fraunhofer IPT. Seine Promotion erfolgte im 

November 2001. 

Zum 1. Juni 2018 erfolgte die Berufung zum Universitätsprofessor 

an den Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren an der 

RWTH Aachen sowie seine Ernennung zum Mitglied des Direktoriums 

am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und 

Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT. 

www.wzl.rwth-aachen.de 

Sicher. 

Pilz bietet alles, was Sie für die 

Automation Ihrer Maschinen und 

Anlagen brauchen: innovative Komponenten 

und Systeme, bei denen 

Sicherheit und Automation in Hardware 

und Software verschmelzen. 

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Motek 2018 

Halle 8, Stand 8116

FVA AKTUELL 

Wälzlagersteifigkeit 

Zur Auslegung wälzgelagerter Systeme ist die Kenntnis des dynamischen 

Systemverhaltens notwendig. Insbesondere die Klärung 

rotordynamischer Fragestellungen ist für einen wirtschaftlichen 

und vor allem sicheren Betrieb unverzichtbar. Um kritische 

Betriebsparameter, z. B. kritische Drehzahlen, verlässlich identifizieren 

zu können, muss eine realitätsnahe Kenntnis der Wälzlagersteifigkeiten 

im Auslegungsprozess Berücksichtigung finden. 

Während die bisherigen Angaben der Lagerhersteller bzgl. der 

Wälzlagersteifigkeit nur die Kontaktsteifigkeit der Wälzkörper 

berücksichtigen, wird die reale Lagersteifigkeit zusätzlich von 

der Materialelastizität der Lagerringe sowie des Lagerschilds 

und dem Passungsspiel des Lagersitzes 

Forschungsvorhaben beeinflusst. Deshalb wurde im Rahmen 

FVA 747 I 

des FVA-Forschungsvorhabens 747 I die 

IGF-Nr. 18735 N 

Bestimmung der Wälzlagersteifigkeit von 

Radialrillenkugellagern unter Berücksichtigung 

des Gehäusefügespiels, bei einem ungeteilten Ringgehäuse, 

sowie flexiblen Lagerringen zum Ziel gesetzt. 

Um dieses Ziel zu erreichen, wurden an den Forschungsstellen 

experimentelle sowie simulative Untersuchungen durchgeführt. 

Am MEGT erfolgte die Modellentwicklung eines FE-Vollmodells 

von Radialrillenkugellagern in Ansys. Zur Verifizierung dieser 

FE-Untersuchungen dienten die statischen Prüfstandsversuche 

am MEGT und die dynamischen Experimenten beim Industriepartner. 

Bei den Experimenten wurde der Gehäusefügespieleinfluss 

auf die Änderung der kritischen Drehzahlen durch 

Hochlaufversuche untersucht. Hierbei handelte sich um eine 

zweipolige Asynchronmaschine mit 2 MW Leistung bei Siemens. 

In weiteren Arbeitspaketen wurde am Lehrstuhl für Konstruktionslehre 

und CAD ein Ersatzmodell zur automatischen Berechnung 

der Wälzlagersteifigkeit entwickelt. Es beruht auf einem 

vereinfachten FE-Modell, bei dem die Wälzkörper durch Stabelemente 

substituiert werden. Auf Basis dieses Modells wurde 

ein Berechnungsprogramm entwickelt, welches auf dem frei 

verfügbaren Finite-Elemente-Programm Z88 aufbaut. Zur 

Validierung des FE-Ersatzmodells werden die Ergebnisse des 

FE-Vollmodells herangezogen. Hier konnte gezeigt werden, 

dass die entwickelte, vereinfachte Berechnungsmethodik eine 

sehr gute Übereinstimmung mit dem FE-Vollmodell und den 

Prüfstandsversuchen aufzeigt. 

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass das Gehäusefügespiel 

zu einer starken Verringerung der radialen Lagersteifigkeit, 

insbesondere bei geringerer Last, führt. Es hat sich zudem 

herausgestellt, dass das Gehäusefügespiel keinen bemerkbaren 

Einfluss auf die Kippsteifigkeit hat. Das Ergebnis des Vorhabens 

mündete in einem benutzerfreundlichen Berechnungswerkzeug. 

Dieses Tool liefert dem Konstrukteur bei der rotordynamischen 

Auslegung verlässliche Kraftverschiebungswerte bzw. Senksteifigkeitswerte 

von Rillenkugellagern unter Berücksichtigung des 

Gehäusefügespiels sowie der elastischen Lagerringe. 

Das IGF-Vorhaben 18735 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

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

zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) 

vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund 

eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 

Autoren: Seiedardeshir Sebteini, M.Sc.; Dr.-Ing. Timo Kiekbusch; 

Prof. Dr.-Ing. Bernd Sauer, Lehrstuhl für Maschinenelemente und 

Getriebetechnik, TU Kaiserslautern, und Johannes Glamsch, M.Sc.; 

Christian Glenk, M.Sc.; Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg, Lehrstuhl für 

Konstruktionslehre und CAD, Universität Bayreuth 

Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA), 

Dirk Arnold, Tel.: 069/ 6603-1632 

Optimierung der Lebensdauer von 

Lithium-Ionen-Batterien 

Der Ausbau der Elektromobilität erfordert eine Verbesserung 

der Lithium-Ionen-Batterie als Energiespeicher. Aufgrund ihrer 

hohen Kosten muss ihre Lebensdauer deutlich erhöht werden. 

Voraussetzung für die Industrie ist hierfür das Verständnis 

der limitierenden Degradations mechanismen. Ein wichtiger 

Degradationseffekt resultiert aus der Volumenänderung einiger 

Anodenmaterialien während der Interkalation von Lithium- 

Ionen: So ändert z. B. Silizium, das durch seine hohe gravimetrische 

Kapazität als vielversprechendes 

Anoden material gilt, sein Volumen um 

300 %. Die entstehenden mechanischen 

Spannungen können zu Rissen 

innerhalb der Elektrode und so zum 

Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik e. V. 

Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt 

Tel.: 069 / 6603-1515 

E-Mail: info@fva-net.de 

Internet: www.fva-net.de 

Forschungsvorhaben 

FVA 717 I 

IGF-Nr. 17966 N 

Kapazitätsverlust führen. Um diese Einflüsse besser bewerten 

zu können, arbeiteten im AiF-Projekt ALIB (Ausdehnung von 

Lithium-Ionen Batteriezellen) das Institut für Technische 

Thermodynamik am Deutschen Zentrum für Luft- und 

Raumfahrt (DLR) Stuttgart und das Fraunhofer-Institut für 

Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) in Kaiserslautern 

zusammen, um durch physikalische Modellierung und numerische 

Umsetzung Werkzeuge zu entwickeln, die eine gekoppelte 

Simulation der elektrochemischen und mechanischen Prozesse 

erlauben. Ergänzt wurden diese Arbeiten durch Experimente, 

die ebenfalls am DLR durchgeführt wurden. 

Die Modellierungs- und Simulationsansätze unterschieden zwei 

Längenskalen: Die Mikroskala, bei der ein Ensemble von einigen 

Mikrometer großen Elektrodenaktivpartikeln beschrieben 

wird, und der Zellskala, wo das Mikromodell durch geeignete 

Mittelungen und Zusatzannahmen zu einer makroskopischen 

Beschreibung hochskaliert werden kann. Die theoretischen 

Arbeiten wurden durch experimentelle Messungen ergänzt, 

die der Methodenentwicklung und Modellparametrisierung 

dienten. Die entwickelten Modelle und ermittelten Ausdehnungsparameter 

wurden numerisch umgesetzt und stehen in 

der Fraunhofer Simulationssoftware BEST (Battery and 

Electrochemistry Simulation Tool) dem Anwender für 

gekoppelte elektrochemisch-mechanische Simulationen auf 

der Mikro- und Zellskala zur Verfügung. 

Das IGF-Vorhaben 17966 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

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

zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) 

vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund 

eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 

Autoren: Katharina Becker-Steinberger, Oliver Freitag, Prof. Arnulf 

Latz, DLR Stuttgart Institut für Technische Thermodynamik, 

Stuttgart; Dr. Jochen Zausch, Fraunhofer-Institut für Techno- und 

Wirtschafts mathematik ITWM, Kaiserslautern 

Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA), 

Alexander Raßmann, Tel.: 069/6603-1820 


MAGAZIN 

PA-Profil V4.0 auch für Profinet verfügbar 

Die Profibus- und Profinet-Nutzerorganisation PI hat die finale Version des kommunikationsunabhängigen 

PA-Profils V4.0 verabschiedet. Damit ist ein wichtiger Schritt in Richtung 

Ertüchtigung von Profinet für den Einsatz in Anlagen der Prozessautomatisierung der 

Generation Industrie 4.0 vollzogen. Das 

Profil wurde u. a. mit den Experten der 

Namur abgestimmt, wodurch es die Anforderungen 

der Namur-Empfehlungen 

NE107 und NE131 erfüllt. Neben der bereits 

verfügbaren Performance stellt Profinet 

weitere Funktionen für die Prozessanwendungen 

zur Verfügung. Dazu zählen 

optimale Redundanzmechanismen, 

Dynamic Reconfiguration für den Gerätetausch 

im laufenden Betrieb sowie Zeitstempelung 

für die Aufzeichnung von Event-Sequenzen. Um weitere Branchen wie Öl und 

Gas oder Chemie bedienen zu können, müssen weitere technische Voraussetzungen für 

Ethernet im Feldbereich geschaffen werden. Diesem Thema hat sich PI zusammen mit anderen 

Organisationen bereits angenommen. 

DER 

ANTRIEB 

Sicher Flexibel International 

www.profibus.com 

Neues Büro und erweitertes Lager 

Misumi, Hersteller und Lieferant von mechanischen Norm-, Kauf- und Zeichnungsteilen, 

bezieht im 15. Jahr seines Bestehens ein neues Bürogebäude im St. Martin Tower in Frankfurt 

am Main und erweitert seine Lagerkapazitäten. Rund 

40 000 Standardprodukte sind im neuen Logistikzentrum 

in Frankfurt vorrätig. Für kundenindividuelle Anforderungen 

hat das Unternehmen einen Online-Konfigurator für 

Make-to-Order-Bauteile entwickelt. Mit CAD-Modellen 

können Ingenieure Bauteile bis ins kleinste Detail modellieren 

und anschließend online bestellen. Einige Produkte 

können mit einer Genauigkeit von 0,01 mm gefertigt 

werden. Insgesamt umfasst das Produktportfolio 17 Mio. 

mechanische Komponenten und indirekte Produktionsmaterialien. 

Ab Juni wird das Angebot um Produkte von 

1 500 Drittanbietern erweitert, mit dem Ziel, dass Kunden 

zukünftig ihren gesamten Bedarf bei einem Lieferanten 

decken können. 

www.misumi-europe.com 

Iwis übernimmt Unimet Group in Rieden 

Die Iwis-Holding (Joh. Winklhofer Beteiligungs GmbH & Co. KG), München, hat die Unimet 

Group, bestehend aus der Unimet GmbH (Rieden), Leukert GmbH (Kaufbeuren) und 

Unimet Pty (Singapur), vorbehaltlich der Zustimmung der Kartellbehörden erworben. Die 

Unimet Group wurde vor über 40 Jahren von Rudi Kolb (Bild) gegründet. Durch die Integration 

der Unimet Group gewinnt Iwis weitere Fertigungskompetenzen und Ingenieur- 

Know-how im Bereich der Elektrotechnik und der elektrischen Verbindungstechnik. Die 

Unimet Group wird die Führungsgesellschaft der neuen Iwis-Division „Unimet Precision 

Parts“. Ziel ist es, diese neue Division durch organisches und anorganisches Wachstum aus 

Europa in die Welt zu führen. Die Geschäftsführung 

der Unimet Group übernimmt Dr. Peter Kreisfeld, 

CEO der Iwis Antriebssysteme. Dr. Frank Mitzschke 

wird neben der Funktion des Geschäftsführers bei 

der Iwis Antriebssysteme GmbH auch in die Geschäftsführung 

der Iwis Antriebssysteme GmbH & 

Co. KG berufen. Über den Kaufpreis wurde Stillschweigen 

vereinbart. 

Das 

Getriebe 

Starke Lagerung 

Geräuscharmer Lauf 

Hohe Leistungsdichte 

Der 

Motor 

Hohe Effizienz 

Weltweite Standards 

Alle Einsatzbedingungen 

Die 

Antriebselektronik 

Kompakte Bauform 

Einfache Inbetriebnahme 

Skalierbare Funktionalitäten 

Weiter Leistungsbereich 

Flexible Komplettlösungen 

Hohe Systemeffizienz 

DerAntrieb.com 

Getriebebau NORD GmbH & Co. KG 

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

Member of the NORD DRIVESYSTEMS Group 

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WÄLZ- UND GLEITLAGER I TITEL 

Innovative Lagertechnik, 

teilweise aus eigener Fertigung 

Kugeldrehverbindungen: Qualität in kleinen und großen Dimensionen 

Kugeldrehverbindungen von Rodriguez 

zeichnen sich nicht nur durch ihre hohe 

Leistungsfähigkeit aus, sondern auch 

durch ihre Maße: Die Eschweiler 

Antriebsexperten liefern eine große 

Bandbreite mit Innendurchmessern von 

30 mm bis zu einem Außendurchmesser 

von bis zu 6 100 mm. Somit ist 

sichergestellt, dass Anwender die 

optimale Lösung für die jeweilige 

Anwendung erhalten. 

Höchstleistung auf kleinstem Raum bieten 

die Miniatur-Kugeldrehverbindungen 

von Rodriguez: Möglich sind Innendurchmesser 

ab 30 mm sowie eine Bauhöhe 

von 6,5 mm. Die Lager sind als 

unverzahnte, außenverzahnte und innenverzahnte 

Ausführungen erhältlich, wobei 

die Kunden zwischen verschiedenen Verzahnungen 

in Modul- oder Zahnriemenausführung 

wählen können. Die Komponenten 

zeichnen sich durch einen kleinen 

Querschnitt aus und sind nicht nur besonders 

kompakt und leicht, sondern auch 

leistungsfähig. Dank dieser Eigenschaften 

bewähren sich die Miniatur-Kugeldrehverbindungen 

in zahlreichen Branchen wie 

z. B. der Halbleiterfertigung, der Optik, der 

Medizintechnik, der Messtechnik und der 

Automatisierung. Rodriguez stellt die kompakten 

Lösungen als kundenspezifische 

Sonderausführungen in den eigenen Produktionsstätten 

her; einige Modelle sind 

aber auch ab Lager verfügbar. 

Die Miniatur-Kugeldrehverbindungen 

bestehen aus nichtrostenden martensitischen 

Legierungen, wobei Rodriguez die 

Lager gemäß den individuellen Anforderungen 

der Kunden fertigt – möglich sind 

Ein Anwendungsbeispiel für Kugeldrehverbindungen 

ist eine groß dimensionierte 

kundenspezifische Rohrschweißanlage, wie 

sie z. B. im Offshore-Bereich in der Rohrvorfertigung 

eingesetzt wird. Mit der Anlage 

ist es möglich, auch große Rohre mit unterschiedlichen 

Formstücken wie z. B. Redunicht 

nur Modifikationen bei den Werkstoffen, 

sondern auch bezüglich Bohrbild, 

Dichtung und Kontur der Ringe. Auch korrosionsgeschützte 

Ausführungen sind lieferbar. 

Durch die Integration bestimmter 

Funktionen im Lager – wie z. B. Nuten mit 

Steuerfunktionen oder auch Halterungen 

und Laschen – lässt sich die Anzahl von 

Bauteilen reduzieren. Dadurch verringern 

sich Schnittstellen, was wiederum Fehler 

verhindert und zu einer höheren Systemgenauigkeit 

beiträgt. „Generell lassen sich 

unsere Miniatur-Kugeldrehverbindungen 

einfach und somit kosteneffizient montieren“, 

weiß Nicole Dahlen, Director Marketing 

& Sales bei der Rodriguez GmbH. 

Präzision mit großen 

Durch messern und Bohrungen 

Kugel- und Rollendrehverbindungen gehören 

schon lange zum Sortiment von 

Rodriguez. Diese Lösungen zeichnen sich 

durch ihren großen Durchmesser und 

große Bohrungen bei geringem Querschnitt 

aus. Sie sind speziell für axiale, radiale sowie 

kombinierte axiale und radiale Belastungen 

konzipiert und haben einen Boh 

rungsdurchmesser von mindestens 50 mm 

bis 6 100 mm. Diese Lager sind in verschiedenen 

Wälzkörperkonfigurationen mit 

Innen- oder Außenverzahnung sowie auch 

ohne Verzahnung lieferbar. Korrosionsgeschützte 

Kugeldrehverbindungen oder 

kundenspezifische Sonderausführungen 

nach Maß liefert Rodriguez jederzeit kurzfristig. 

Dank neuer Konstruktionskonzepte 

und verbesserter Herstellungsverfahren 

können Konstrukteure mit den Kugeldrehverbindungen 

neue Ideen und Lösungsansätze 

entwickeln. Die Komponenten sind 

einfach zu montieren und besonders für 

hochpräzise Anwendungen geeignet – z. B. 

in der Luftfahrtindustrie oder im Sondermaschinenbau. 

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Anlagenbau 


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antriebstechnik 7/2018 9

WÄLZ- UND GLEITLAGER I TITEL 

01 02 

03 04 

01 Kugeldrehverbindungen 

sind dann gefragt, 

wenn es gilt, große 

Kippmomente 

abzustützen 

02 Die Miniatur- 

Kugeldrehverbindungen 

überzeugen mit einem 

kleinen Querschnitt und 

sind kompakt und leicht 

03 Die Komponenten 

sind einfach zu montieren 

und besonders für 

hochpräzise Anwendungen 

geeignet 

04 Die Anlagen sind 

zuverlässig und langlebig 

konstruiert 

zierungen, T-Stücke, Bögen oder Flansche 

zu verschweißen. Rodriguez beriet den 

Kunden bei der Auswahl und Auslegung 

aller Komponenten und lieferte ihm Kugelrollen, 

Profilschienenführungen inkl. Präzisionslaufwagen 

sowie Kugeldrehverbindungen. 

Die Komponenten sorgen in der 

Anlage dafür, dass sich die Rohre in unterschiedliche 

Achsrichtungen bewegen und 

drehen lassen. Dabei war eine Kugeldrehverbindung 

von Rodriguez mit einem 

Außendurchmesser von 329 mm für eine 

Rotationsbewegung von mehreren Tonnen 

verantwortlich. 

Auch in extremen 

Einsatzbedingungen 

Kugeldrehverbindungen sind auch gefragt, 

wenn es gilt, große Kippmomente abzustützen 

oder wenn die jeweilige Konstruktion 

große Lagerdurchmesser erfordert – das ist 

z. B. bei der Anwendung in Krananlagen 

oder Gangways der Fall. So bewähren sich 

zweireihige Kugeldrehverbindungen von 

Rodriguez u. a. in Offshore-Gangways eines 

renommierten Herstellers, wo sie für die 

flexible Bewegung um die rotative Achse 

sorgen. Die Lager müssen bei einem solchen 

Einsatz enormen Anforderungen 

standhalten: Tiefste Temperaturen durch 

den Einsatz in arktischen Gewässern, eine 

korrosive Salzwasserumgebung und enorme 

Kippmomente bei ausgefahrener Gangway 

fordern alles von den Kugeldrehverbindungen. 

Die erforderliche Baugröße wurde auf 

die Anforderungen des Kunden zugeschnitten: 

Die außenverzahnten Kugeldrehverbindungen 

aus einem CrMo-legierten Vergütungsstahl 

(42CrMo4V) haben einen 

Außendurchmesser von 3 600 mm, einen 

Innendurchmesser von 3 180 mm und eine 

Gesamthöhe von 185 mm. Zum Vergleich: 

Kugeldrehverbindungen für Standardanwendungen 

liegen bei einem Außendurchmesser 

von ca. 1 600 mm. 

Große Dimensionen aus 

individueller Fertigung 

„Das bislang größte Großwälzlager der 

Firmengeschichte haben wir aber für eine 

Anwendung im Bereich der Braunkohleförderung 

realisiert“, so Dahlen. Konkret 

handelt es sich um einen Absetzer, der aus 

einem Hauptgerät und einem Stützwagen 

besteht, die über eine Bandbrücke miteinander 

verbunden sind. Diese gewaltigen 

Anlagen sind robust und langlebig 

konstruiert – wenn aber doch einmal eine 

Komponente ausgetauscht werden muss, 

stellt das schon aufgrund der großen Dimensionen 

eine Herausforderung dar. In 

diesem Fall wurde eine 2 900 kg schwere 

Doppel-Axial-Kugeldrehverbindung mit 

den Maßen 3 990 × 3 600 × 215 mm benötigt. 

Diese Komponente übernimmt die 

Verlagerung von der Bandbrücke zum 

Stützwagen und gleicht hier die unterschiedlichen 

Fahr bewegungen des Hauptgerätes 

aus. 

Individuell gefertigte Kugel- und Rollendrehverbindungen 

werden in Eschweiler 

häufig nachgefragt – wenn auch weniger 

häufig in diesen Dimensionen. An solchen 

maßgeschneiderten Lösungen führt u. a. 

dann kein Weg vorbei, wenn wie beim vorliegenden 

Anwendungsfall die ursprünglich 

in einer Maschine verbauten Lösungen 

nicht mehr als Standardprodukt auf dem 

Markt verfügbar sind. In vielen Anwendungen 

kommen Standardlager jedoch von 

vornherein nicht infrage – sei es aus konstruktiven 

oder wirtschaftlichen Erwägungen. 

„In jedem Fall finden wir in enger 

Abstimmung mit dem jeweiligen Kunden 

die passende Lösung – ganz egal, ob diese 

besonders klein oder extrem groß ausfallen 

muss“, resümiert Dahlen. 

Fotos: 03: Fotolia (z3zo); 04: R A Rodriguez (UK) Ltd 

www.rodriguez.de 


COOLE 

INNOWATION 

Falsche Versprechen erkennen Sie sofort. Auch bei Zahnriemen? 

Schließlich ähneln minderwertige Produkte auf den ersten Blick 

dem Qualitätsprodukt. Sicherheit bieten die führenden Hersteller 

BRECO und ContiTech: Die kennen die Anforderungen Ihrer 

Branche und entwickeln mit materialtechnischem Know-how 

genau die Polyurethan-Zahnriemen dafür. Echte Innovationen, die 

Ihrem Betrieb mit Sicherheit konkrete Wettbewerbsvorteile 

verschaffen. Versprochen: www.mulco-innovation.de 

www.mulco.de

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

Pendelkugellager für unterschiedliche 

Einbausituationen 

Die anwendungsspezifischen 

Pendelkugellagerlösungen von 

Knapp Wälzlagertechnik werden 

auf die jeweilige Einbausituation 

des Kunden angepasst. Optional 

erhältlich sind somit Pendelkugellager 

mit zylindrischem 

und verbreitetem Innenring und 

Pendelkugellager mit kegeliger Bohrung (Kegel 1:12) sowie mit 

Spannhülsensatz. Weitere Varianten sind Pendelkugellager mit 

zweilippiger, integrierter armierter Abdichtung in NBR (alternativ 

in ACM, FPM), Kugelkäfig-Ausführungen sowie Kunststoffkäfige 

aus PA6.6GF. Weitere Kunststoff-Hochleistungswerkstoffe wie PPS 

oder PEEK oder duroplastisches Hartgewebe sind möglich. 

www.knapp-waelzlagertechnik.de 

Wälzlager mit 

PTFE-Käfig 

Die Künemund Gruppe hat 

sich u. a. auf Wälzlagerungen 

in Hochvakuum-Anwendungen 

spezialisiert. Für PVD- 

Anlagen mit höchsten Reinheitsanforderungen bietet das Unternehmen 

bspw. Wälzlager aus nichtrostenden Stählen, Keramikkugeln 

und Käfigen aus PEEK oder PTFE an. PTFE verfügt über 

sehr gute Gleiteigenschaften und ist chemisch besonders stabil. 

Der Materialtransfer vom Käfig auf die Wälzkörper und Laufbahnen 

ist minimal und reduziert die Reibung. Die PTFE-Käfige werden 

bei Künemund zerspanend hergestellt. So sind kundenspezifische 

Käfige bzw. Wälzlager in kleinen und mittleren Stückzahlen ohne 

hohe Kosten für Spritzwerkzeuge herstellbar. Auch Muster können 

in kurzer Zeit geliefert werden. 

www.kuenemund.de 

Werkstoff für clevere Gleitlagerbauformen 

Für sichere, schmierfreie Lagerungen bietet Igus Clips- und Umbördellager an. Sie werden vor allem 

in Blechdurchführungen eingesetzt. Bei der Montage wird das geschlitzte Gleitlager mit dem kleineren 

der beiden Bünde durch die Bohrung geführt und dann eingeclipst. Eine andere Möglichkeit sind Lager, 

bei denen im Anschluss an die Einführung in die Bohrung der zweite Bund durch Umbördeln entsteht. 

Damit diese hohen Kantenlasten auch unter extremen Bedingungen standhalten, hat Igus Iglidur K230 

entwickelt. Der Tribo-Kunststoff ist hochelastisch, resistent gegen Chemikalien und nimmt Feuchtigkeit 

nur in sehr geringen Mengen auf. Ein Einsatz in Anwendungen mit feuchter Umgebung ist also 

möglich, ebenso bei hohen Temperaturen bis zu 130 °C. 

www.igus.de 

IMPRESSUM 

erscheint 2018 im 57. Jahrgang, ISSN 0722-8546 

Redaktion 

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

Tel.: 06131/992-345, E-Mail: d.schaar@vfmz.de 

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(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

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Auch wenn es läuft, mit uns läuft es noch besser. Mit unseren Industrieriemen und 

Kraftübertragungslösungen bleiben weltweit führende Unternehmen der Konkurrenz immer einen 

Schritt voraus, ob im Maschinen- und Anlagenbau, im Bergbau oder in zahllosen anderen Branchen. 

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Der nächste 

Stopp 

kommt 

bestimmt 

Bremsanlagen mit einer 

Leistung von zehn Millionen 

Newtonmeter 

Das kontrollierte Abbremsen von Lasten im Schwermaschinenbau kann Bremsen 

erfordern, die Bremsmomente im Größenbereich von Millionen Newtonmeter 

erzeugen. Tony George, Produktmanager bei Twiflex, erläutert, wie diese riesigen 

Anlagen konstruiert sind. 

Bei dem anhaltenden Streben nach besserer 

Wirtschaftlichkeit in allen Marktbereichen 

und Industriezweigen haben die 

Forderungen nach höheren Produktionsraten, 

größeren Lasten und schnelleren 

Geschwindigkeiten Folgewirkungen auf die 

Konstruktion von Maschinen und Geräten 

und die dazugehörigen Sicherheitssysteme, 

einschließlich Bremsen. 

Im Bergbau zum Beispiel können Fördermaschinen, 

die für den vertikalen 

Transport von Personen und Material 

über Tausende von Metern eingesetzt 

werden, Bremsanlagen mit einer Leistung 

von zehn Millionen Newtonmeter oder 

mehr erfordern. Ein Projekt aus jüngerer 

Zeit für eine Doppeltrommelförderanlage 

in einer Kupfermine in Sambia benötigte 

eine Bremslösung zum Feststellen/Halten 

und für Not-Stopps für eine Nutzlast von 

47,5 Tonnen. 

Twiflex lieferte Bremszangen, die von der 

bestehenden VMS3-SPS-Einheit abgeleitet 

waren, mit einer vergrößerten Belagfläche 

zur Aufnahme der höheren thermischen 

Lasten, die während dem dynamischen 

Bremsen entstehen. Die Bremsen wirken 

auf zwei Bremsscheiben mit einem Durchmesser 

von je 6,8 m und erzeugen ein 

Bremsmoment von 12,2 MNm. 

Die größten Bremsen finden sich an 

anderer Stelle im Bergbau. Für Zerkleinerungsmühlen, 

die die Stückgröße von Erz 

zur anschließenden Weiterverarbeitung im 

Brecher zerkleinern, werden Bremsen benötigt, 

die mehrere wichtige Funktionen erfüllen. 

Sie werden zum Anhalten der Mühle 

für Wartungszwecke, zum Stoppen der Drehung 

bei Stromausfall und für den Tippbetrieb 

zum Erreichen einer neutralen 

Lage von unwuchtigen Lasten benötigt. Die 

größten getriebelosen Mühlen verfügen 

über Bremsscheiben, die einen Durchmesser 

von mehr als 12 m besitzen. In derartigen 

Anwendungen kann der typische Liefer- 



umfang sechs oder acht der größten VMS- 

DP-Bremszangen enthalten, die Bremsmomente 

von über 50 MNm erzeugen. 

Zu berücksichtigende 

Konstruk tionsfaktoren 

Die am häufigsten verwendeten Bremsen 

im Schwermaschinenbau sind federbetätigte, 

hydraulisch gelüftete Ausführungen, 

die die Last bei einem Stromausfall oder 

Hydraulikdruckverlust halten können. Die 

von jeder Bremszange erzeugte Bremskraft 

– die tangential auf die Scheibe wirkende 

Kraft – hängt von dem Federpaket ab, 

dass die Klemmkraft erzeugt und dem Reibmaterial, 

das auf der Bremsscheibe reibt. 

Das Gesamtmoment der Bremse wird von 

der Bremskraft je Bremszange, der Zahl 

der eingesetzten Bremszangen und dem 

Durchmesser der Bremsscheibe bestimmt. 

Infolgedessen können die spezifischen 

Drehmomentanforderungen einer beliebigen 

Anwendung gewöhnlich auf verschiedene 

Arten erfüllt werden. Bei Herstellern 

wie Twiflex ist eine zentrale Aufgabe der Anwendungstechniker 

die Zusammenarbeit 

mit ihren Kunden, um ihnen eine optimale 

Lösung anzubieten. Gemeint ist ein Ergebnis, 

welches den technischen Anforderungen 

der Anwendung gerecht wird und dabei 

die Umgebung am Einsatzort – einschließlich 

räumlichen Beschränkungen und Arbeitsbedingungen 

– berücksichtigt und in 

die der komplette Lebenszyklus der Anlage, 

einschließlich Installation, Inbetriebnahme, 

Betrieb und Instandhaltung, einbezogen ist. 

Bei einer hohen Lastspielzahl kann die 

häufige Betätigung der Bremse die Lebenserwartung 

der die Klemmkraft erzeugenden 

Federn beeinträchtigen. In diesen 

Anwendungen muss die Dauerfestigkeit 

dieser Feder unter Berücksichtigung der erwarteten 

Betätigungen berechnet werden. 

Außerdem muss die Notwendigkeit einer 

hohen Dauerfestigkeit mit der Größe des 

resultierenden Federmoduls in Einklang 

gebracht werden. 

Ferner beeinflussen extreme Betriebstemperaturen 

die Wahl der in der Bremse 

verwendeten Werkstoffe. Twiflex-Bremsen 

werden i. d. R. aus einem duktilen Gusseisen 

hergestellt, das sich für dynamisches 

Bremsen bei Temperaturen bis – 20 °C eignet. 

Niedertemperatur-Materialgüten ermöglichen 

die Herstellung und Auslegung 

von Bremsen für den Einsatz in Betriebstemperaturen 

bis – 40 °C, falls die Anwendung 

dies erfordert. 

Die Vorteile eines 

modularen Systems 

Einige spezifische Anwendungen können 

zwar die Entwicklung einer neuen Bremszangenkonstruktion 

verlangen, die meisten 

Bremsanlagen stützen sich aber auf Kombinationen 

serienmäßiger modularer Komponenten. 

Für den Endanwender bietet dieses 

modulare System Vorteile: Verein fachung 

des Planungs- und Konstruktionsprozesses, 

Einschränkung der Einkaufskosten und Gewährleistung 

der Verfügbarkeit von Teilen 

und Kundendienst während einer möglichen 

Lebensdauer von weit über zehn Jahren. 

Montage, Einstellung und Instandhaltung, 

einschließlich Bremsbelagwechsel, 

aller modularen Bremsen von Twiflex ist 

mit normalen Handwerkzeugen und 

ohne Demontage der Bremszange 

möglich. Oft schließt das Gewicht der 

Brems zange ihren Ausbau schon von 

vorn herein aus. Zum Beispiel wiegt 

die VMS-DP fast 1 900 kg pro Bremse. 

Die Modularität bedeutet, dass eine 

Demontage der kompletten Konstruktion 

selten erforderlich ist, da 

Teile oder Baugruppen einfach gehandhabt 

werden. 

Das neueste Modell in der Bau - 

reihe der modularen Bremsen ist die 

Bremszange des Typs VSD, die vor kurzem 

auf den Markt gebracht wurde. Diese 

Einheit ersetzt die bewährte Bremszange 

„VS“ von Twiflex, die schon seit mehreren 

Jahrzehnten im Schwermaschinenbau 

weltweit im Einsatz ist. Die VSD folgt dem 

Entwurfskonzept der kleineren VKSD- 

Bremse und füllt die Lücke im Bremskraftbereich 

zwischen dieser und der größeren 

VMS-Einheit. Die VSD basiert auf einer 

Zweimodul-Konstruktion mit geteilter 

Bremszange. Das Produkt ist für den Einsatz 

mit jeder Bremsscheibendicke ab 

25 mm ausgelegt. Im Gegensatz zur VS ist 

die VSD auch als Schwimmsattel erhältlich 

– ein einzelnes Federmodul und eine 

„Gegen-Hälfte“, die sich – an einer speziellen 

Halterung montiert – bei axialem Versatz 

der Bremsscheibe mitbewegen kann. 

Die VSD besitzt ferner die von Twiflex 

entwickelte „Parked-off”-Funktion. Der 

„Parked-off“-Zustand ist eine einzigartige 

Funktion für die Instandhaltung der Bremse. 

In diesem Zustand sind die Bremsbeläge 

komplett zurückgezogen und der Hydraulikdruck 

kann auf null abgesenkt werden. 

Gleichzeitig befinden sich die Federn auf 

ihrer freien Länge. In diesem Zustand ist 

01 Anwendungen im Schwermaschinenbau 

können Bremsen erfordern, die Bremsmomente 

im Größenbereich von Millionen 

Newtonmeter erzeugen müssen 

das Einstellen, Justieren und Instandhalten 

der Bremse gefahrlos, da in der Bremszange 

keine potenzielle Energie verbleibt. 

Erfahrene Zulieferer- 

Partnerschaft 

Mit über 70 Jahren Erfahrung auf dem Gebiet 

der Industriebremsen verfügt Twiflex 

über Fachwissen und Kapazitäten zur 

Unterstützung von Kunden bei komplexen 

Projekten. Die Anwendungstechniker von 

Twiflex entwickeln Bremslösungen vom 

Konzept bis hin zu detaillierten Konstruktions- 

und Leistungsberechnungen. Aufgrund 

eines umfangreichen Produktangebots 

und entsprechenden Fertigungskapazitäten 

können diese Lösungen nach hohen 

Qualitätsmaßstäben realisiert werden. Als 

Teil der Altra Industrial Motion Corporation 

hat Twiflex darüber hinaus die globale Präsenz, 

um Installation, Inbetriebnahme und 

Instandhaltung weltweit zu bewältigen. 

Fotos: Altra Industrial Motion 

www.altramotion.com 

02 Das Gesamtdrehmoment 

der 

Bremse wird von 

der Bremskraft je 

Bremszange, der 

Zahl der eingesetzten 

Bremszangen und 

dem Durchmesser der 

Bremsscheibe bestimmt 



Mit dem Antrieb fest verbunden 

Kombination von Kupplungen und Spannsätzen sorgen für hohe Präzision in Maschinen 

Kupplungen und Spannsätze 

sorgen für eine kraftschlüssige 

Verbindung zwischen 

Linearsystemen und ihren 

Antrieben. Die Firma Getotec – 

Konstrukteur und Hersteller von 

Linear- und Rotationsmodulen 

sowie Linearsystemen und 

-komponenten – greift dazu auf die 

Produkte von KBK Antriebstechnik 

zurück. Lesen Sie mehr. 

PFS-Präzisionsschlitten von Getotec sind 

universell einsetzbare kompakte Module 

zur Erfüllung aller Positionieraufgaben im 

Handlingbereich und im Maschinenbau. 

Auf Wunsch des Anwenders stellen die 

Lineartechnikspezialisten aus München 

diese Spindelachsen auch mit Motor zur 

Verfügung. Dieser kann je nach bauseitiger 

Anforderung gerade oder umgelenkt über 

einen Zahnriemen an die Achse angebunden 

werden. „Für die gerade Motoranbindung 

nutzen wir spielfreie Elastomerkupplungen 

vom Typ KBE2 und für die 

umgelenkte Anbindung Spannsätze vom 

Typ KBS61 – beide von KBK“, erklärt Getotec-Geschäftsführer 

Mario Geyer. Dabei 

werde für die gerade Motoranbindung eine 

Kupplung benötigt. Für die Umlenkung 

seien dagegen zwei Spannsätze erforderlich. 

„Einer klemmt das Zahnriemenrad an 

der Spindel, der andere das am Motor. 

Bei der Auswahl der Verbindungselemente 

musste die Qualität stimmen“, ergänzt 

Geyer. Die Vorgabe für die einzuhaltende 

Toleranz lag seitens Getotec bei H7. 

Thomas Walzel ist Vertriebsmitarbeiter bei KBK 

Antriebstechnik GmbH in Klingenberg a. M. 

Geringe Fluchtungsfehler 

ausgleichen 

Bei Antriebswellen oder Drehmomentaufnehmern 

treten im Betrieb Schwingungen 

und Stöße auf. Elastomerkupplungen neutralisieren 

diese effektiv. Dabei sorgt ein 

Zahnkranz aus Polyurethan zwischen den 

Kupplungsnaben aus Aluminium für die 

dämpfenden Eigenschaften. KBK bietet die 

Zahnkränze in verschiedenen Shorehärten 

an: Bei geringen Schwingungen oder leichten 

Stößen kommt ein Elastomerkranz mit 

gering dämpfenden Eigenschaften und 

hoher Torsionssteife zum Einsatz, bei stark 

schwingenden Systemen oder starken Stößen 

ein Kranz mit hohem Dämpfungsgrad 

und niedriger Torsionssteife. Im Fall des von 

Getotec eingesetzten Kupplungstyps KBE2 

liegen die Shorehärten bei 92 Sh A für Kupplungen 

mit Außendurchmessern bis 20 mm 

und 98 Sh A für Kupplungen ab einem 

Außendurchmesser von 30 mm. „Durch den 

Austausch der Kupplungssterne lassen sich 

die Eigenschaften der Kupplungen je nach 

Anforderung modifizieren“, erklärt Sven 

Karpstein, Verkaufsleiter bei KBK. Die axiale 

Steckbarkeit des Kupplungstyps und die 

Variantenvielfalt der Nabenausführungen 

erleichtern die Installation/Deinstallation 

der einzelnen Verbindungselemente. Zur 

Wahl stehen dabei Klemmnaben, Außenspannringe 

oder seitliche Madenschrauben. 

Wie bei den meisten anderen Kupplungstypen 

ist die Klemmnabenausführung die 

beliebteste Form, da sie eine einfache und 

schnelle Montage/Demontage erlaubt, ohne 

Spuren auf den Wellen zu hinterlassen. Die 

spielfreien Elastomerkupplungen der Baureihe 

KBE2 für Wellendurchmesser von 2 bis 

55 mm verfügen über diese Klemmnaben 

und sind für Drehmomente zwischen 0,5 bis 

525 Nm geeignet. Sie zeichnen sich durch ein 

reduziertes Verschleißverhalten und Drehzahlen 

bis 30 000 min aus. Die Bohrungstoleranz 

beträgt in jedem Fall H7. Die Kupplungen 

sind verschleiß- und wartungsfrei sowie 

lebensdauerfest. Eine Platz sparende Bauweise 

sowie minimale Masse und Massenmomente 

bei hoher Beständigkeit gegen 

Umgebungseinflüsse und Temperaturen sind 

weitere Vorteile der Verbindungselemente. 

Aufgrund ihrer Bauform wirken Elastomerkupplungen 

elektrisch isolierend. Sie 

können zusätzlich zu Stößen und Schwingungen 

auch geringe Fluchtungsfehler in 

axialer, radialer und angularer Richtung 

ausgleichen. Bei größeren Fluchtungsfehlern 

sollten jedoch Metallbalgkupplungen 

bevorzugt werden. 

Für hohe Stoßbelastungen 

geeignet 

Sachgerecht montiert garantieren selbstzentrierende 

Spannsätze aufgrund ihrer 

gleichmäßigen radialen Pressung gute 

Rundlaufeigenschaften. Sie eliminieren 

Nachteile wie Kerbwirkungen oder Passungsrost, 

wie sie bei der Verwendung von 



01 Die Spannsätze weisen ein 

kompakteres Verhältnis von 

Innen- zu Außendurchmesser auf als 

herkömmliche Spannsätze 

02 Die spielfreien Elastomerkupplungen 

zeichnen sich durch ein reduziertes 

Verschleißverhalten und Drehzahlen 

bis 30 000/min aus 

03 Bei PFS-Präzisionsschlitten mit 

umgelenkter Motoranbindung kommen zwei 

Spannsätze zum Einsatz – einer am Zahnriemenrad 

an der Spindel, der andere am Motor 

Passfederverbindungen auftreten können. 

Das prädestiniert sie für Anwendungen, in 

denen höchste Präzision gefordert ist, z. B. 

in Werkzeugmaschinen, und solche mit 

großen Schwingungs- und Stoßbelastungen 

wie sie u. a. bei Schienenlaufrädern eines 

Krans auftreten. Sie überzeugen aber auch 

bei anderen Applikationen wie bei der umgelenkten 

Antriebsanbindung in den PFS- 

Präzisionsschlitten von Getotec. 

Die hier verwendete Spannsatz-Baureihe 

vom Typ KBS61 weist ein kompakteres Verhältnis 

von Innen- zu Außendurchmesser 

auf als herkömmliche Innenspannsätze. Die 

Spannsätze dieser Serie zeichnen sich durch 

ihren großen Spannbereich, die gute Zentrierfähigkeit 

und einen optimalen Rundlauf aus. 

KBK bietet sie ab Wellendurchmesser von 

fünf Millimetern und für einen Drehmomentbereich 

von 6 bis 1 900 Nm. Damit ist 

diese Serie optimal auf die Anforderungen 

der Lineartechnik, wie sie z. B. in Verpackungsmaschinen 

eingesetzt wird, ausgelegt. 

„Spannsätze werden nach vorhandenem 

Platz und den jeweiligen Anforderungen 

an Kraft- und Drehmomentübertragung 

sowie auftre tende Axialkräfte ausgewählt. Jeder 

Kon strukteur entscheidet da individuell“, 

erklärt Karpstein. Umso wichtiger sei es für 

den Konstrukteur, auf eine breite Palette an 

Welle-Nabe-Verbindungen zurückzugreifen. 

Das Klingenberger Unternehmen deckt mit 

seinem Angebot an Spannsätzen, Schrumpfscheiben 

und Spannelementen alle Standards 

bei Innen- und Außenspannsätzen ab 

und geht sogar noch darüber hinaus. Dabei 

ergeben sich viele neue Produkte aus der 

engen Zusammenarbeit mit den Anwendern. 

Neben Kupplungs- und Spannsatz-Sonderanfertigungen 

bietet das Unternehmen 

das komplette Engineering, also die Auslegung 

und Berechnung der Spannsätze und 

Kupplungen mit an. Es berät die Anwender 

bei der Auswahl der richtigen Antriebselemente 

für die jeweilige Anwendung und 

stellt den Konstrukteuren die 3-D-CAD-Daten 

online zur Verfügung. „In unserem Katalog 

sind die Durchmesser zwar nach oben 

hin begrenzt. Auf Anfrage fertigen wir jedoch 

jedes gewünschte Maß. Wir bieten jeden 

Spannsatz und jede Kupplung auch 

chemisch vernickelt oder in der Edelstahlausführung 

an – ideal für den Einsatz in der 

Lebensmittel- und Abwassertechnik sowie 

bei der Energiegewinnung aus Wasserkraft“, 

erklärt Karpstein. 

Fotos: KBK Antriebstechnik 

www.kbk-antriebstechnik.de 

SPINPLUS 

AN LEICHTIGKEIT KAUM ZU ÜBERBIETEN 

Leicht und schlank präsentiert sie sich 

und ist die ideale Präzisionskupplung für 

hochdynamische Anwendungen. Egal 

ob präzise positioniert, bestückt oder 

gemessen wird – das Leichtgewicht fühlt 

sich überall zu Hause. 

SCHMIDT-KUPPLUNG 

GmbH


Spielfreie Bremsen für hochpräzise 

Anwendungen 

Die pneumatisch 

gelösten Bremsen der 

Serie ZSE von Nexen 

sind für den Einsatz 

bei hohen Drehzahlen 

und Drehmomenten 

geeignet. So kommen 

sie bei statischen 

Anwendungen zum 

Einsatz. Im Gegensatz 

zu Bremsen, die zur Drehmomentübertragung Tellerfedern verwenden, 

arbeiten sie bis zu 100 % des Nenn-Haltedrehmoments 

spielfrei. Die Bremsen sind in den vier Baugrößen 450, 600, 800, 1000 

verfügbar. Zu den Einsatzgebieten zählen z. B. Fördersysteme, 

Roboterarme, Schwenktische, Indexiertische mit Positionierungsaufgaben 

und Hohlwellenanbindungen. Erhältlich sind die Bremsen 

in drei Standard-Bohrungsgrößen, können aber auch kundenspezifisch 

angepasst werden. Die Modelle der Reihe ZSES sind zusätzlich 

mit Sensoren ausgestattet und somit Industrie-4.0-kompatibel. Die 

Sensoren erkennen den Freilaufstatus und die Innentemperatur 

der Einheit, stellen Rückmeldungen sowie Daten zur Verfügung 

und sorgen so für eine hohe Anlagensicherheit und -effizienz. 

www.nexengroup.com 

www.lineartechnik-korb.com 

Bremszangen für den 

Schwermaschinenbau 

Das kontrollierte Bremsen von Lasten im Schwermaschinenbau 

kann Bremsen erfordern, die Bremsmomente im Bereich von 

Millionen Nm erzeugen. Die am häufigsten verwendeten Bremsen 

sind hier federbetätigte, 

hydraulisch gelüftete 

Ausführungen, die die Last 

auch bei Stromausfall oder 

Hydraulikdruckverlust halten. 

Bremsen von Twiflex werden 

meist aus einem duktilen 

Gusseisen hergestellt, das 

sich für dynamisches Bremsen 

bei Temperaturen bis – 20 °C 

eignet. Niedertemperatur- 

Materialgüten ermöglichen 

die Herstellung und Auslegung 

von Bremsen für den Einsatz in Betriebstemperaturen bis 

– 40 °C. Die meisten Bremsanlagen können aus modularen 

Komponenten gefertigt werden. Die jüngste modulare Bremse ist 

die VSD. Sie basiert auf einer Zweimodul-Konstruktion mit geteilter 

Bremszange und ist für den Einsatz mit jeder Bremsscheibendicke 

ab 25 mm ausgelegt. Zudem ist sie ausgestattet mit der „Parked-off“- 

Funktion für ein gefahrloses Einstellen, Justieren und Instandhalten. 

www.twiflex.com/de 

Flexible Wellenkupplungen 

Misumi nimmt Präzisionskupplungen des Herstellers R+W 

Antriebselemente in seinen One-Stop-Shop auf. Wellenkupplungen 

übertragen die Kraft einer Antriebswelle auf eine angetriebene 

Welle und sollen dabei hohe Drehmomente aufnehmen sowie 

Wellenabweichungen eliminieren. Typische Schiefstellungen sind 

der Winkel, die axiale Bewegung, der Versatz sowie die Kombination 

aus Winkel und Versatz. Drehelastische Wellenkupplungen sind 

in der Lage, auftretende Schwingungen oder Drehmomentstöße 

wirkungsvoll zu dämpfen. Sie enthalten in der Regel eine Elastomer- 

Komponente oder einen Metallbalg. Beide Ausführungen gewährleisten 

eine hohe Festigkeit und Lebensdauer. Diese Kupplungen 

eignen sich für alle Arten von Schiefstellungen bis zu 1° und können 

beim Anfahren hohen Drehmomenten standhalten. Zudem sind 

sie besonders torsionssteif und spielfrei. 

www.misumi-europe.com 

Von der Drehzahl unabhängig 

Magnetpulver-Bremsen und -Kupplungen, deren Bremsmomente 

einstellbar und die weitestgehend von der Drehzahl unabhängig 

und bis zum Stillstand verfügbar sind, hat Kern Antriebstechnik 

entwickelt. Sie haben eine gleichmäßige Momententfaltung und 

sind frei von Cogging. Drehmomente sind reproduzierbar und fein 

einzustellen. Im Luftspalt zwischen Rotor und Stator befindet sich 

das Magnetpulver. Durch Strom in der Spule wird im Stator ein 

Magnetfeld erzeugt und so das Magnetpulver ausgerichtet. Zwischen 

Rotor und Stator entsteht ein Bremsmoment. Die Kräfte 

sind abhängig vom Spulenstrom. Die Bremsen und 

Kupplungen sind von 10 bis 50 Nm Bremsmoment 

verfügbar. Die Komponenten 

haben eine Hohlwelle, die in diversen 

Bohrungen erhältlich ist. 

www.kern-motion.com 

Sicherheit duldet 

keine Kompromisse 

mayr ® -Aufzugsbremsen – 

tausendfach bewährt 

und flüsterleise 

www.mayr.com 

Ihr zuverlässiger Partner 

Mayr.indd 1 29.05.2018 11:31:18 



Kostenlose Beratung zu Kupplungen 

Zur Auswahl der passenden Kupplung für die Antriebstechnik bietet R+W diverse 

Hilfestellungen und kostenlose Beratung an. Der erste Schritt ist die Einteilung der 

Kupplungen in zwei Hauptkategorien auf der Webseite: Präzisions- und Industriekupplungen. 

Die Einsatzgebiete sind durch die Farbeinteilung in schwarz und weiß 

ersichtlich und bieten einen ersten Ansatzpunkt bei der Auswahl. Auf der Seite ist 

auch eine erste Beratung per Livechat möglich, bei dem der Innendienst Fragen 

zu den Kupplungstypen beantwortet. Reicht das nicht aus, kann der technische 

Vertrieb kontaktiert werden, der bei Detailfragen rund um die Auslegung der 

Kupplung hilft. Sogar Sonderlösungen werden mit der hauseigenen Konstruktionsabteilung 

in Abstimmung mit der Anlagenkonstruktion entwickelt. Zudem gibt es 

noch zum einen die R+W-App zum Download unter www.rw-kupplungen.de/app 

und zum anderen den CAD-Produkt-Konfigurator mit Direktanfragefunktion 

unter www.cad.rw-kupplungen.de. 

www.rw-kupplungen.de 

Anzeigen2018_146x202+3mm-DerKonstrukteur,antriebstechnik_180413_Layout 1 08.05.18 13:50 Seite 2 

Elastomerkupplungen 

nach Wunsch 

zusammenstellen 

Elastomerkupplungen sind 

steckbare, spielfreie und flexible 

Wellenkupplungen. Das Verbindungs- 

bzw. Ausgleichselement 

besteht aus einem Kunststoffstern 

mit evolventenförmigen 

Zähnen und einer hohen 

Shorehärte. Dieser elastische 

Kupplungsstern wirkt elektrisch 

isolierend und weist ein gutes 

BREMSEN 

hydraulisch • pneumatisch • elektrisch 

0,5 - 325000 Nm 

schwingungsdämpfendes 

Verhalten auf. Er wird formschlüssig 

und mit leichter 

Vorspannung in zwei hochpräzise 

gefertigte Naben mit 

klauenförmigen Nocken 

eingesetzt. Die Firma Jakob 

Antriebstechnik hat diverse 

Elastomerkupplungsvarianten 

im Sortiment, die per Baukastensystem 

nach Wunsch 

zusammengestellt werden 

können. Sonderanfertigungen 

sind ebenfalls möglich. Die 

Kupplung EKM kommt mit 

beidseitig radialer Klemmnabe 

als kompakte Standardbaureihe 

und deckt Drehmomentbereiche 

von 8 bis 2 000 Nm sowie Wellendurchmesser 

von 8 bis 90 mm ab. 

www.jakobantriebstechnik.de 

www.ringspann.de 

Ihr Nutzen ist unser Antrieb

LINEARTECHNIK 

Vom stummen Arbeitstier zum 

smarten Kommunikationspartner 

Pneumatikzylinder kommunizieren bidirektional dank Positionssensor und IO-Link-Technologie 

Pneumatikzylinder sind als schlichte Arbeitstiere weit verbreitet. Sie bewegen 

Werkstücke, Maschinenteile und Roboterarme präzise und zuverlässig, tun dies aber 

meistens stumm. In Zeiten fortschreitender Vernetzung und Automation reicht das 

nicht mehr aus. Bidirektionale Kommunikationsfähigkeit ist gefragt. Deshalb bringen 

immer mehr Hersteller verstärkt Intelligenz in ihre Pneumatikzylinder. Mit IO-Link- 

Technologie und Positionserkennung an Bord avancieren sie zum smarten 

Kommunikationspartner der SPS. 

S 

eit über 60 Jahren greifen und positionieren 

pneumatische Aktoren Waren 

und Werkstücke, oder bewegen Maschinenteile 

und Roboterarme. In Zeiten der industriellen 

Massenproduktion waren Präzision, 

Taktfrequenz, Wiederholgenauigkeit und 

Langlebigkeit die wichtigsten Kriterien. 

Heute wird jedoch immer mehr Flexibilität 

gefordert. Statt vollkommen identische 

Arbeitsschritte tausendfach zu wiederholen, 

geht es mehr und mehr darum, 

Olaf Hagelstein ist Product Manager bei 

SMC Deutschland in Egelsbach 

schnell wechselnde Aufgaben flexibel zu 

meistern. Pneumatikzylindern mit reiner 

Endlagenerkennung sind hier Grenzen gesetzt: 

Sie kennen nur einen Schaltpunkt. 

Für wechselnde Aufgaben sind Rüstzeiten 

erforderlich, um sie neu auszurichten. Das 

kostet Zeit und ist ein Manko auf dem Weg, 

die Kosten der Massenfertigung bis in 

kleinste Stückzahlen hinein zu realisieren. 

Intelligenz vor Ort 

Deshalb sind Pneumatikzylinder auf dem 

Vormarsch, die mit Positionssensor und IO- 

Link-Technologie ausgestattet bidirektional 

kommunizieren können. Rüstzeiten sind 

hier weitgehend passé, flexibles Aufgabenmanagement 

schnell umsetzbar. Positionssensoren 

können dazu mehrere Schaltpunkte 

verwalten, sodass auch komplexe 

Arbeitsschritte einfach zu realisieren sind. 

Solche komplexen Prozesse überwiegen 

heute in der Praxis, etwa beim Greifen unterschiedlicher 

Gebinde in unsortierter Folge, 

beim Etikettieren unterschiedlicher Pakete 

oder beim Punktschweißen mit unterschiedlicher 

Lage und Anpresskraft. Die 

ausführende Peripherie muss hier permanent 

neue Aufgaben bewältigen. Ohne bidirektional 

kommunikationsfähige Antriebe, 

die flexibel und schnell die wechselnden 

Koordinaten und Schaltpunkte umsetzen 

und die ihrerseits permanent Informationen 

über die aktuellen Positions- und Kraftwerte 


LINEARTECHNIK 

an übergeordnete Feldbus-Systeme senden, 

wären solche Aufgaben nicht lösbar. 

Heutzutage sind Anwender nicht gezwungen, 

ganze Systeme neu anzuschaffen, 

um derart flexible Aufgaben zu meistern. 

„Mit geeigneten Sensoren lassen sich vorhandene 

Pneumatikzylinder nachrüsten“, 

erklärt Olaf Hagelstein, Product Management 

bei SMC Deutschland. Dazu wird sein 

Unternehmen in Kürze eine Serie von Positionssensoren 

vorstellen, die sich einfach in 

der C-Nut montieren lassen. „Mit diesen 

Positionssensoren können Kunden Pneumatikzylinder 

von SMC aufrüsten. Sie werden 

dadurch zu IO-Link-fähigen Aktoren 

und Sensoren, die mehrere Schaltpunkte 

verwalten können und jederzeit Informationen 

über die Kolbenposition an übergeordnete 

Systeme liefern.“ 

Berührungslos messen und 

vorausschauend planen 

Das Funktionsprinzip der Sensoren basiert 

auf dem Hall-Effekt. Dabei erkennt der Zylindersensor 

das Magnetfeld eines Permanentmagneten, 

der als Ring im Kolben des 

Zylinders sitzt. Abhängig von der Feldstärke 

können verschiedene Schaltpunkte gesetzt 

werden. Im Gegensatz zu den früher häufig 

eingesetzten Reed-Kontakten arbeiten Hall- 

Sensoren kontaktlos. Sie sind daher verschleißfrei 

und langlebig. 

Neben den Positionsdaten können 

IO-Link-fähige Pneumatikzylinder noch 

andere nützliche Informationen liefern, 

z. B. die Anzahl der durchlaufenen Zyklen. 

Damit wird es möglich, Wartungsintervalle 

oder den notwendigen Austausch am 

Lebensende der Zylinder vorausschauend 

zu planen, bevor Maschinenausfälle die 

Produktion lahmlegen. 

Ein weiterer Trend geht in Richtung Platz 

und Gewicht sparen. Gerade bei schnellen 

Roboterbewegungen steht ein schlankes 

Komponentendesign hoch im Kurs. Dazu 

kommen andere Ideen, mit denen Hersteller 

versuchen, den hochdynamischen 

01 

01 Das drahtlose Feldbussystem 

EX600-Wireless bietet 127 Slaves pro 

Master-Einheit und erfüllt Schutzart IP67 

02 Dank des modularen Aufbaus lassen 

sich bis zu vier IO-Link-Master schnell und 

einfach in einer EX600-Plattform mit 

Profinet-Schnittstelle verblocken 

Anwendungen zu begegnen: Drahtlose 

Feldbussysteme sind ein solches Beispiel. 

Durch den Verzicht auf Kabelstränge erhöhen 

sie die Bewegungsfreiheit von Rotationstischen 

und Roboterarmen. Die Geräte 

der Serie EX600-WEN von SMC können 

z. B. bis zu 127 Slaves drahtlos in nur 0,25 s 

über eine Entfernung von 10 m vollautomatisch 

anbinden. Kommuniziert wird im 

2,4-GHz-Frequenzbereich, sodass im industriellen 

Umfeld kaum Störfrequenzen 

zu befürchten sind. 

Fit für die Zukunft 

In der Vergangenheit haben Hersteller von 

Ventilen, Reglern, Antrieben und Zylindern 

konsequent die Vernetzungsmöglichkeiten 

ausgebaut. Viele Komponenten der Top- 

Anbieter unterstützen bereits alle weltweit 

02 

03 Die intelligenten 

Sensoren können 

Druckwerte, den 

Status des Schaltausgangs 

sowie 

Diagnoseinformationen 

und Fehlerwarnungen 

über IO-Link 

an übergeordnete 

Feldbussysteme oder 

eine SPS senden 

03 

gängigen Kommunikationsprotokolle wie 

Profinet, EtherNet/IPTM, EtherCat, Powerlink, 

DeviceNet, CANopen, AS-Interface 

oder Profibus DP. Jetzt wird die Ausstattung 

mit IO-Link-Schnittstellen gepusht, die eine 

dynamische Parametrierung erlaubt. Das 

große Plus dieser Technologie liegt in der 

bidirektionalen Kommunikationsfähigkeit. 

So können Maschinen- und Anlagensteuerungen 

nicht nur die Sensoren und Aktoren 

ansteuern, sondern erhalten von dort auch 

Signale zurück. Aus den stummen Arbeitstieren 

werden intelligente Kommunikationspartner, 

mit denen sich komplexe Aufgaben 

flexibel, schnell und kostengünstig 

erledigen lassen. 

Fotos: Aufmacher: Fotolia; sonst.: SMC Deutschland 

www.smc.de 

VSM Antriebstechnik GmbH 

64347 Griesheim • 06155 797421-0 • info@vues.biz • www.vues.biz 

mit maßgeschneiderten Antriebslösungen 

kompakte Hohlwellen- 

Linearaktoren bis 180 kN 

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LINEARTECHNIK 

Linear-Portal-Elemente 

aus dem Baukasten 

Die Portal-Lineareinheiten der Baureihe HSB-gamma von HSB 

Automation eignen sich für frei tragende Querträgerelemente. Im 

Baukasten-System aufgebaut, ermöglichen sie viele individuelle 

Lösungen. Berücksichtigt werden dabei Profilgeometrie, Last- 

aufnahme über die Führungssysteme und ausgewählte Antriebselemente. 

Durch die Modulbauweise ist eine schnelle Konstruktionsdarstellung 

der Modulverbindung möglich. Vertikale und senkrechte 

Modulanordnungen sind mit wenigen Konstruktionsschritten 

sofort darstellbar. Die Basis, wie bei allen HSB-Baureihen, sind die 

eigens konstruierten Profilgrößen 90, 120, 160, 220 und 280 – ein 

geschlossenes Alu-Strangpressprofil, bei dem die Kräfte und Lastmomente 

gezielt aufgenommen und zum Maschinengestell weitergeleitet 

werden. Das Antriebssystem aus Zahnstangen- und Zahnriemenantrieb 

ermöglicht eine hohe Verfahrgenauigkeit bei guter 

Wiederholgenauigkeit und langen Verfahrstrecken bei optimaler 

Kraftübertragung. 

www.hsb-automation.de 

Alternative zu Hydraulik- und 

Pneumatikzylindern 

A-Drive hat sein Aktuatoren- 

Sortiment erweitert: Hochdynamische 

Miniatur-Linearaktuatoren 

mit Direktantrieb, 

günstige Stepper-Aktuatoren 

mit Servo-Performance und 

kraftvolle Exlar-Aktuatoren 

sind umweltfreundliche 

Alternativen zu Hydraulikund 

Pneumatikzylindern. 

Etwa die tubularen Linearmotoren 

TBL in Kompaktausführung: 

Durch den 

magnetischen Geber wird 

eine gute Regelbarkeit zur 

Prozessverbesserung 

erreicht. Die Closed-loop- 

Stepper-Aktuatoren CLA von 

Haydon Kerk bekommen 

durch die Strom-Vektor-Regelung Eigenschaften eines Servoantriebs 

mit Positions-, Drehzahl- und Momentenregelung. Mit 

Kommunikationsschnittstellen wie CANopen und EtherCAT sind 

sie geeignet für die Automatisierungstechnik. Die Exlar-Elektrozylinder 

von Curtiss Wright mit Rollengewindetrieb zeichnen sich 

durch besondere Kraftdichte und Dynamik aus. Mit der passenden 

Software und Prozessreglern können sie auch als Komplettlösung 

für Pressenanwendungen eingesetzt werden. 

www.a-drive.de 

Rollenführungen für mittleres 

Belastungssegment 

RK Rose+Krieger erweitert seine Baureihe der RK MonoLine- 

Lineareinheiten für das mittlere Belastungssegment um eine 

weitere Achsgröße. Damit ist die jüngste Rollenführung im 

Portfolio in den Baugrößen 40, 80 und 120 erhältlich – jeweils 

wahlweise mit geführtem Zahnriemenantrieb in der Variante „Z“ 

oder ohne Antrieb 

als mitlaufende 

Momentenunterstützung 

in der 

Variante „R“. Das 

variable Anbaukonzept 

der RK 

MonoLine Z ist 

für fast alle marktgängigen 

Motoren 

zu verwenden. Die 

Position des Motors muss nicht mehr bei Bestellung festgelegt, 

sondern kann nachträglich verändert werden. Der Anbau kann 

sowohl über Klemmleisten als auch über nachträglich einlegbare 

Nutensteine aus dem Blocan-Programm erfolgen. Die Profilnuten 

senken den Konstruktionsaufwand zur Befestigung der Nutzlast 

und erleichtern die kundenspezifische Einbindung. Die zahnriemengetriebene 

Variante ist in der Baugröße 80 bis 4 100 N und 

in der Baugröße 120 bis 9 400 N belastbar. Sie erreicht Verfahrgeschwindigkeiten 

bis zu 10 m/s bei zulässigen Beschleunigungen 

von max. 20 ms². 

www.rk-rose-krieger.com 

Roboterhandgelenk für 

kartesische Systeme 

Das Unternehmen IAI Industrieroboter stellt ein neues Roboterhandgelenk 

für kartesische Robotersysteme vor. Damit will der 

Spezialist für die druckluftlose elektrische Automatisierung ein 

Produkt präsentieren, das im gesamten Automatisierungsmarkt 

einmalig ist. Mit 

diesem Roboterhandgelenk 

kann nun bei 

kartesischen Systemen 

erstmals die gleiche 

Flexibilität und alle 

Freiheitsgrade geboten 

werden, die bis dato 

nur mit Knickarmrobotern 

möglich 

waren. Ein wesentlicher 

Vorteil der 

kartesischen Roboter ist bei vielen Anwendungen jedoch der sehr 

viel kleinere Arbeitsraum im Vergleich zu den Knickarmrobotern. 

Ausgestattet ist diese neuartige Handgelenkeinheit mit zwei 

Gelenken. Das Kippgelenk für die Neigung deckt einen Arbeitskreis 

von ± 100° ab, während das Drehgelenk für die Rotation um ± 360° 

drehbar ist. Die beiden eingesetzten Schrittmotoren beschleunigen 

diese Achsen dabei mit Geschwindigkeiten zwischen 750 und 

1 200°/s. Die neue Produktserie startet mit zwei Varianten, die 

jeweils 1 und 2 kg Nutzlast bewegen können und demnach auf die 

Kleinteilefertigung zielen. 

www.iai-gmbh.de 


LINEARTECHNIK 

Transfersysteme für viele Anforderungen 

Für den hochdynamischen Transport und die exakte Positionierung von 

Materialien und Werkstücken bietet das Unternehmen Bosch Rexroth linearmotorische 

Transfersysteme an. Ein schnell einsetzbares System für Kurztaktanwendungen 

einerseits ist der ActiveMover. Wenn andererseits hohe Freiheitsgrade 

in der Auslegung und Programmierung gefragt sind, bietet sich das 

flexible Transportsystem FTS aus dem Baukasten an. ActiveMover findet dort 

Anwendung, wo Produkte besonders schnell und präzise transportiert werden 

müssen – von der Automotive- oder Healthcare-Branche über die Elektronikfertigung 

bis hin zu Sauber- und Reinraumanwendungen. FTS lässt sich frei in 

Anlagen und Maschinen integrieren. Der Anwender hat die volle Flexibilität, 

sowohl was die Auswahl an Motoren und Antrieben betrifft als auch in der 

Programmierung individueller und synchronisierter Bewegungen. Mit einem 

berührungslosen Antrieb lässt sich das intelligente System an viele Fertigungsbedingungen 

anpassen. 

www.boschrexroth.com 

Lean Production jetzt 

noch schlanker 

Für die Low-Cost-Automation 

müssen Schlitten und Rollenwagen 

robust und gleichzeitig 

leicht beweglich sein. Dafür hat 

Item die kugelgelagerte Rolle 

D30/D6-16 T1 und die farbigen 

Gleitleisten D30 für den Lean- 

Production-Systembaukasten 

entwickelt. Die Rolle ist hoch 

DIE KUPPLUNG. 

FÜR DIE WELT DER 

PRÄZISION 

belastbar, arbeitet reibungsarm 

und ist auch beim Transport von 

schweren Lasten beweglich. 

Die Reibung der zylindrischen 

Rollen verändert sich unter 

Belastung nur geringfügig. Zur 

übersichtlichen Gestaltung von 

Gestellen und Transportstrecken 

gibt es die Gleitleisten D30 in 

sieben Farben. Sie lassen sich 

einfach auf Profilrohre aufrasten 

und sind demzufolge leicht 

austauschbar. Auf der einen Seite 

dienen sie als Profilschutz, auf 

der anderen Seite erleichtert die 

farbliche Kennzeichnung die 

optische Unterscheidung von 

Behälterinhalten oder Arbeitsvorgängen. 

So sieht der 

Mitarbeiter bspw. sofort, in 

welchem Transportwagen 

Ausschuss und in welchem fertige 

Produkte gelagert sind. 

www.item24.de 

Sicherheitskupplungen 

Metallbalgkupplungen 

Elastomerkupplungen 

RW-KUPPLUNGEN.DE


Smarte Antriebstechnik 

Aurelius Wosylus ist 

Country und Sales 

Director bei Sigfox 

Deutschland in München 

Funknetz optimiert vorausschauende Instandhaltung 

Mit Sigfox befindet sich derzeit weltweit ein Funknetz im Aufbau, 

das speziell für IIoT-Geräte wie Motoren gemacht ist, um sie an 

Instandhaltungs-Clouds anzubinden. Was können Motor- und 

Antriebshersteller sowie Maschinen- und Anlagenbauer davon erwarten? 

scheidend ist, ist aber nicht der einzige Vorteil 

des neuen Netzes. Auch der Energieverbrauch 

ist beim Sigfox LPWAN geringer. 

Zum Verbindungsaufbau ist nämlich kein 

Handshake zwischen einem Funkmast und 

dem Gerät erforderlich. Es kann einfach 

ohne diesen seine Daten versenden und 

das Netz hört – ähnlich wie ein Radioteleskop 

– kontinuierlich mit. Außerdem erhebt 

der Netzbetreiber keine Nutzungsentgelte 

vom Endanwender. Der Gerätehersteller 

zahlt die gewünschten Verbindungen vielmehr 

beim Erwerb der Device-Lizenz, sodass 

der Anwender sich um dieses Thema 

gar nicht kümmern muss. Da keine Sim- 

Karten zum Einsatz kommen, entfällt auch 

der Aufwand, diese in Betrieb zu nehmen 

Das Sigfox-Netz ist ein sogenanntes Low 

Power Wide Area Netz (LPWAN), das 

Funkdaten von Geräten auch dann noch 

empfangen kann, wenn diese in Ballungsräumen 

mehrere Kilometer vom nächsten 

Funkmast entfernt sind und aus Kellern 

heraus die Daten senden. In ländlichen 

Regionen beträgt die Reichweite sogar 30 

bis 50 km. Solche Reichweiten sind im 

Vergleich zu lokalen Funktechnologien 

wie Zigbee, Bluetooth oder Wlan enorm 

und man benötigt auch keinen eigenen 

Accesspoint. Sie ist auch eine Alternative 

zu Mobilfunkverbindungen wie LTE, denn 

deren Zellenreichweite ist ebenfalls begrenzter. 

Die Reichweite der Funkzellen, die 

insbesondere für ländliche Regionen entund 

zu verwalten. Auch fallen keine Roaming-Gebühren 

an, was den weltweiten 

Einsatz dieser Technologie ermöglicht, 

ohne dass die Kosten explodieren. Viele 

Gründe also, diese Technik für den Einsatz 

als IIoT-Schnittstelle an Antrieben und 

Motoren zu evaluieren. Für welche Applikationen 

im industriellen Umfeld eignet sich 

dieses Netz aber genau? 

Zustandsüberwachungen und 

Predictive Maintenance 

Im Vergleich zu GSM/LTE-basierten Funkverbindungen 

kann das LPWAN Sigfox vor 

allem kostengünstige M2M-Schnittstellen 

schaffen, bei denen über kleine Datenpakete 

Zustandsinformationen an Leitstellen 

von Betreibern und/oder Remote- 

Monitoring-Lösungen von Herstellern 

übertragen werden. Da das Netz bidirektional 

ist, können auch Nachrichten an die 

Sigfox-Devices zurückgesandt werden, 

bspw. für Parametrier- und Steuerungsfunktionen. 

Das große Anwendungsfeld, 

das sich hieraus ergibt, ist die einfache 


01 Die Sigfox-Logik für einmalige 

IoT-Anbindungen – z. B. Plomben, Öffnungssensoren 

an Schaltschränken, Gebinde und 

Briefe – wurde 2017 erstmals vorgestellt 

Stellt man sich nun vor, dass ein Motorenhersteller 

z. B. seine Getriebemotoren mit 

Vibrationssensoren zur Lager- und Verzahnungsüberwachung 

bestückt und diese 

dann zyklisch ihre Daten über Sigfox an 

zentrale Clouds übermitteln, ist leicht vorstellbar, 

dass der Motorhersteller sein Predictive-Maintenance-Angebot 

effizienter 

anbieten kann, als wenn er diese Daten 

lokal vor Ort auslesen oder über die Infrastruktur 

des Betreibers senden müsste. 

Gleiches gilt für komplexere Geräte oder 

Maschinen. Einzige Begrenzung ist das 

Datenvolumen und die Anzahl der erlaubten 

Verbindungen: Bis zu 140 Nachrichten à 

12 Byte Nutzdaten kann ein Sigfox-Device 

pro Tag senden; bis zu 4 Nachrichten kann 

es pro Tag empfangen. Diese Begrenzung 

führt u. a. dazu, dass Unternehmen das 

Sigfox-Netz primär für Alarmmeldungen 

einsetzen und die Datenanalyse vor Ort 

halten (auch Mist Computing genannt). 

Erhebung von Betriebs- und Zustandsdaten, 

was Zustandsüberwachungen und 

Predictive Maintenance sowie Remote- 

Management-Konzepte erleichtert. Der 

Vorteil, dass Sigfox-befähigte Geräte für die 

Übertragung kaum Energie verbrauchen, 

macht es dabei möglich, dass man Sensoren 

und Aktuatoren völlig autark sogar an 

bestehendem Equipment anbringen kann, 

ohne sie an eine externe Stromversorgung 

anbinden zu müssen. Das bietet viel Potenzial 

zur IIoT-Anbindung von bereits installiertem 

Equipment. 

Lange Batterielaufzeiten 

Sensoren bspw. für Temperaturen, Schwingungen 

oder Ölalterung können mit einer 

Sigfox-Schnittstelle über Jahrzehnte Messdaten 

an die IIoT-Applikationen von Herstellern 

und Betreibern liefern, ohne dass 

eine Batterie gewechselt werden müsste. 

Auch kombiniert mit LTE/GSM 

Es gibt zudem auch M2M-Applikationen, 

bei denen LPWAN- und Mobilfunknetz 

kombiniert werden. In einem solchen Szenario 

werden Alarm-, Zustands- und/oder 

Betriebsdaten per LPWAN als Default Setting 

gesendet. Wird es aber erforderlich, 

dass massiv Datenmengen ausgetauscht 

werden müssen – was man über eine 

LPWAN-Verbindung nun mal nicht kann – 

wird die LTE- oder GSM-Verbindung aufgebaut. 

Ein solches Szenario hilft, die LTE/ 

GSM-Verbindungsentgelte zu drosseln und 

die Batterielaufzeit der Geräte zu erhöhen. 

Entsprechende Lösungen, die LTE und 

Sigfox kombinieren, sind bereits am Markt 

erhältlich. Der hochintegrierte Single-Chip 

GDM7243I von GCT Semiconductor unterstützt 

bspw. die LTE-Kategorie M1/NB1/ 

EC-GSM sowie Sigfox. Folglich lassen sich 

bestehende Lösungen mit Sim-Karte um 

[ 

] 

... was man kaum sieht 

02 Sigfox-Geräte sind vor Hacks aus dem Internet geschützt, denn das Netz 

wirkt wie eine Schutzschicht


03 Bis Ende 2018 soll das Sigfox-Netz überall 

in Deutschland verfügbar werden; aktuell hat 

die Netzabdeckung 62 % erreicht 

eine Sigfox-Verbindung erweitern und 

damit die bestehende Lösung noch effizienter 

gestalten. 

Ortung von Gegenständen 

aller Art 

Neben dem großen Anwendungsspektrum 

für Condition Monitoring und Predictive 

Maintenance gibt es ein zweites großes 

Applikationsfeld für Industrieunternehmen, 

das sich aus einer Zusatzfunktion des 

Sigfox-Netzes ergibt: die Materiallogistik. 

Mit Sigfox lassen sich Gegenstände nämlich 

auch eigenständig orten. Über Land ist 

die Ortung etwa kilometergenau. Die Lokalisierung 

erfolgt alleine durch komplexe 

Berechnungen und Routinen der empfangenen 

Funksignale im Sigfox-Cloud- 

Backend. In Ballungszentren kann die 

Ortung bis auf 30 m Genauigkeit gesteigert 

werden. Um diese Genauigkeit zu erreichen, 

werden die Funksignale mit den 

Standorten der vom Gerät georteten 

Wlan-Knoten im Sigfox-Cloud-Backend 

abgeglichen. Sigfox überträgt sowohl die 

Positionsdaten als auch die jeweilige Positionsgenauigkeit 

an den Device Owner. Es 

muss also kein Satellitennavigationsempfänger 

für GPS, Glonass oder Gallileo 

integriert sein. Der Vorteil: Kosten und 

Stromverbrauch bleiben gering. Die Geolokalisierung 

funktioniert auch indoor. 

Mit und ohne GPS 

Es gibt aber auch Tracker für Sigfox, die 

GPS integriert haben. Dann erfolgt die Positionsbestimmung 

bis auf den Meter oder 

gar wenige Zentimeter genau. Ein Sigfox- 

Gerät kann nun alle 10 Minuten seine Position 

versenden, um so ein exaktes Bewegungsprofil 

von Paletten, Gebinden und 

Werkstücken in die Cloud zu liefern. Bei 

besonders hohen Tracking-Anforderungen 

sind auch Intervalle von 3:20 Minuten möglich. 

Die Übertragung erfolgt ohne Sende- 

Redundanz. Von dort aus können Disponenten 

und Logistiker die Supply-Chain- 

Prozesse für Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe 

sowie Fertigungsassets optimieren – günstig, 

global und über viele Jahre hinweg. So 

liefert das Sigfox-Netz für Airbus bspw. ein 

genaues Bild seiner Ersatzteile – ganz 

gleich, ob sie sich im Werk, auf der Autobahn 

oder auf einem Flughafen befinden, 

wo Instandhaltungen umgesetzt werden. 

Kontinuierliche Lokalisierung 

Logistikinformationen beschränken sich 

dadurch nicht mehr nur auf einzelne Lesepunkte 

bspw. bei Warenannahme oder Fertigungsgates 

wie bei der RFID-Technik, 

sondern können über die gesamte Fertigung 

hinweg jederzeit punktgenau erfasst 

werden. Nebenbei bietet die Lokalisierung 

auch eine Diebstahlschutzfunktion, denn 

entfernt sich z. B. ein Gebinde vom zugelassenen 

Standort, kann dies ebenfalls detektiert 

werden. Stellt man sich zudem einen 

Sensor vor, der ein statisches Gerät überwacht 

und sich nur meldet, wenn es bewegt 

wird, kann sofort ein Alarm ausgelöst werden. 

Standort und Verfügbarkeit von Inventar 

und sonstigen Assets lassen sich 

also auch komfortabel mit dem neuen 

Netz überwachen. 

Kosten pro Knoten unter 

einem Euro 

Die Kosten aktueller Module zur Sigfox- 

Befähigung von Geräten liegen derzeit bei 

rund 2 EUR. Es wird zukünftig aber auch 

mit Admiral-Ivory-Lösungen geben, die 

noch günstiger ausgelegt sind, sodass selbst 

Einweggegenstände und Einmalverbindungen 

eines Gegenstands denkbar sind. 

Demonstriert wurde eine solche Verbindung 

auf der Sigfox IoT World in Prag 

im November 2017 anhand eines Briefumschlags, 

der seine Öffnung über das 

Sigfox-Netz per SMS an ein Mobiltelefon 

meldete. Stellt man sich vor, dass die Logik 

einer solchen Einmalverbindung deutlich 

unter einem Euro angeboten wird, kann 

man leicht erkennen, dass es viele neue 

Applikationsfelder im industriellen Umfeld 

geben kann, die von einer solchen 

IIoT-Anbindung profitieren werden. 

Die unerlaubte Öffnung eines 

Schaltschranks könnte genauso gemeldet 

werden wie das Öffnen eines Gebindes, 

um die Ersatzbevorratung unmittelbar bei 

Anbruch des letzten vorrätigen Gebindes 

auszulösen. Air Liquid managt bereits mit 

konventioneller Sigfox-Anbindung die Ersatzbevorratung 

von Gasflaschen bei seinen 

Kunden. Sinken die Kosten der Anbindung, 

wird man noch mehr und günstigere 

Devices anbinden können. 

Hohe Sicherheit inklusive 

Rund um die Antriebstechnik gibt es also 

viele interessante Anwendungsszenarien, 

für die eine Sigfox-Anbindung attraktiv erscheint. 

Bleibt noch eine wichtige Frage: 

Was ist mit der Sicherheit? Kann eine Sigfox-Verbindung 

über das Internet gehackt 

werden und wäre darüber sogar der Zugriff 

auf angebundene Maschinen und Anlagen 

möglich? Theoretisch lässt sich das für 

keine Technologie ausschließen; es ist aber 

mehr als unwahrscheinlich, dass dies jemals 

der Fall sein wird: Betrachtet man das 

Sigfox-Netz als solches, legt es sich wie eine 

Schutzschicht um das Gerät. Die Kunden- 

Cloud kann nur über die Sigfox-Device- 

Cloud, die bereits Bestandteil des Sigfox- 

Netzes ist, mit den Geräten kommunizieren. 

Eine direkte Ansprache aus dem Internet 

heraus ist also nicht möglich. Ab der 

Device-Cloud – die von einem in Europa 

führenden Unternehmen für Kommunikationssicherheit 

mit dem schärfsten Überwachungsmethoden 

geschützt wird – ist 

die Kommunikation schon nicht mehr IPbasiert, 

sondern proprietär und erstreckt 

sich von der Device-Cloud über die Funkstationen 

zum Device. Dadurch ist ein IPbasierter 

Zugriff auf das Device unmöglich. 

Geräte und Nachrichten werden zudem 

nach neuesten Erkenntnissen authentisiert 

und verschlüsselt. Es müsste 

also viel Aufwand betrieben werden, 

diese Data Supply Chain bis zum Device 

hin zu knacken. Die letzte Hürde würde 

man aber dennoch nicht überwinden können, 

denn eine Sigfox-Verbindung besteht 

ja zumeist nicht, da sich die Geräte nur bei 

Bedarf melden. Sie sind also eigentlich 

immer offline und damit bestmöglich geschützt. 

Zudem betreibt Sigfox ein eigenes 

NOC (Network Operation Center), welches 

das Netzwerk 24/7 überwacht und durch 

ständig aktualisierte Firewalls, Virenschutzund 

Intrusion-Detection-Systeme schützt. 

Sicherheitsbedenken vor Hacks aus dem Internet 

sind bei einer Sigfox-IoT- Anbindung 

folglich unbegründet. 

www.sigfox.com 


Sicherungsautomat reduziert Ausfallzeiten 

Zur Absicherung von Antriebssystemen wie DC-Gleichstrommotoren, 

Schrittmotoren, Servomotoren und deren 

Steuerungstechnik hat E-T-A den elektronischen Sicherungsautomaten 

ESX10-TC-101-DC48V entwickelt. Er sorgt für 

Stabilität bei der selektiven Absicherung mehrerer 

Verbraucher und reduziert so Maschinenausfallzeiten. 

Er eignet sich für die Spannungsbereiche DC 24 V, DC 36 V 

und DC 48 V. Feste Nennstromstärken von 1 bis 16 A 

ermöglichen eine gezielte Absicherung des jeweiligen 

Leitungsquerschnitts. Das Gerät verfügt über einen 

Abschaltpunkt bei typisch 1,2 × I Nenn 

und eine Auslösezeit 

im ms-Bereich. Damit bietet es Überlastschutz, der auch 

für motorische DC 48 V-Verbraucher geeignet ist – und 

dies ohne ungewolltes Auslösen bei schnellen Lastwechseln. 

Die aktive Strombegrenzung verhindert das Einbrechen der Versorgungsspannung 

bei Kurzschlüssen. Dies ermöglicht eine selektive Absicherung mehrerer 

Verbraucher an einer DC 48 V-Versorgung. 

www.e-t-a.de 

Sichere Überwachung mechanischer Pressen 

Pilz erweitert die konfigurierbaren, sicheren 

Kleinsteuerungen PNOZmulti 2 um die zweipoligen 

Halbleiterausgangsmodule PNOZ m 

EF 8DI2DOT. Sie gewährleisten eine sichere 

Überwachung mechanischer Pressen. Mit 

ihnen können Pressensicherheitsventile und 

andere Aktoren, die zweipolig geschaltet 

werden müssen, einfach und sicher angesteuert 

werden. Das Modul verfügt über zwei Sicherheitsausgänge 

in Halbleitertechnik, die der 

Ansteuerung von Pressensicherheitsventilen dienen. Seine acht Eingänge können mit 

einer individuellen Filterzeit konfiguriert werden, um einen störungsfreien Betrieb 

mit unterschiedlichen Eingangssignalen zu ermöglichen. Zertifizierte Pressenbausteine 

im Softwaretool PNOZmulti Configurator machen den Einsatz einfach. Pro Erweiterungsmodul 

wird ein eigenständiges Modulprogramm mIQ mit feingranularen modulspezifischen 

Einstellungen und 256 zusätzlichen Verbindungslinien im Softwaretool 

konfiguriert. 

www.pilz.com 

[GESCHLOSSENLEBE 

NSMITTELKONFORM ] 

was man kaum sieht 

Schleifringe mit CC-Link IE für Gigabit-Datentransfer 

Conductix-Wampfler hat das offene Gigabit-Ethernet CC-Link IE als hochperformante 

Verbindungslösung für das Schleifringsortiment eingeführt. Die Schleifringe, über 

die Stromversorgung und Datenkommunikation mit Komponenten auf rotierenden 

Baugruppen realisiert werden, wurden weiterentwickelt, um neuen und vorhandenen 

Maschinen durch Hochgeschwindigkeitsdaten-Konnektivität den Einstieg in die 

Industrie 4.0 zu ermöglichen. 

Conductix-Wampfler stellt Systeme für die Strom-, Signalund 

Datenübertragung für mobile Geräte und Maschinen 

her. Durch den Beitritt zur CC-Link Partner Association 

(CLPA) erhielt der Hersteller Zugang zu den technischen 

Spezifikationen für die Entwicklung CC-Link-IE-konformer 

Produkte. Hinzu kam die Unterstützung für die Entwicklung 

und Zertifizierung für die Produktpalette. Somit bietet 

das Unternehmen nun standardisierte und kundenspezifische 

Konnektivitätslösungen an, die mit Ethernet bis 

1 Gbit/s arbeiten. 

DER BRECOprotect 

Beste Zahnriemenqualität aus 

Porta Westfalica, verbaut in 

Ihrer Anlage. 

Das ist Bewegung. 

eu.cc-link.org/de


Power to 

Drive 

Die neue Betriebselektronik 

für BLDC-Motoren 

Mit der leistungsstarken 

Betriebselektronik Variotronic 

VTD-K4 bietet Ebm-Papst Kunden 

die Möglichkeit, BLDC-Motoren mit 

einem eigenen externen Regler zu 

betreiben. Diese ist funktional 

identisch zum integrierten 

Elektronik-Modul K4. Welche 

Vorteile sie darüber hinaus bietet, 

erfahren Sie in diesem Artikel. 

Patrick Schumacher ist Leiter Produktmanagement 

Industrial Drive Technology bei der Ebm-Papst 

St. Georgen GmbH & Co. KG in St. Georgen 

D 

as Elektronik-Modul K4 ist mit den 

Motoren der Baureihe ECI 63.xx-K4 

(BLDC-Innenläufermotor im Leistungsbereich 

von 150 bis 400 W) und VDC 49.15- 

K4 (BLDC-Außenläufermotor im Leistungsbereich 

von 100 bis 150 W) bereits in vielen 

Applikationen im Einsatz. Die deutliche 

Erhöhung der möglichen Motorabgabeleistung 

bis zu 1 000 und 4 800 W Spitzenleistung 

lässt den Betrieb des neuen BLDC- 

Innenläufermotors ECI 80.xx (bis zu 754 W 

Dauerleistung) zu. Darüber hinaus können 

jetzt alle BLDC-Motoren von Ebm-Papst 

(Innen- und Außenläufermotoren in Schutzkleinspannung) 

betrieben werden. 

Die Inbetriebnahme und Ansteuerung im 

Betrieb (z. B. mittels einer SPS) ist identisch, 

egal ob der Regler im Motor integriert oder 

als externer Regler ausgeführt ist. Der 4Q- 

Regler erlaubt Positionsregelung; alternativ 

ist auch eine Drehzahl- oder Drehmomentregelung 

möglich. Vier digitale Eingänge 

erlauben das Ansteuern des Reglers. Hervorzuheben 

ist, dass zwei der digitalen Eingänge 

parametrierbar sind. Über einen zusätzlichen 

analogen Eingang kann ein 0 bis 

10 V Sollwertsignal vorgegeben werden. 

Zur weiteren Ausstattung gehören drei 

digitale Ausgänge. Über diese können 

bspw. Drehzahl-Istwerte oder Fehlermeldungen 

digital ausgegeben werden und die 

Statusanzeige erfolgt optisch durch eine 

LED. Eine große Zahl von Schutzfunktionen 

ist ebenfalls implementiert. Kodierte Stecker 

ermöglichen eine schnelle und zuverlässige 

Inbetriebnahme. 

Einfacher, störungsfreier Betrieb 

Der Profilgenerator erzeugt lineare Fahrprofile 

und stellt sicher, dass Bewegungsprofile 

so ausgeführt werden, wie sie der Anwender 

benötigt. Eine integrierte Encoder-Teilerfunktion 

ermöglicht die Anpassung von 

Encoder-Signalen des Motors in eine von 

der übergeordneten Steuerung einlesbare 

Form. Ein integrierter Ballastcontroller 

schützt den Antrieb im generatorischen Betrieb 

vor Beschädigungen und verhindert 

das Rückspeisen. Die Ballastschaltung ist im 

Regler ausgeführt, der notwendige Ballastwiderstand 

ist am Regler extern anzuschließen. 

Ein digitaler Eingang kann zur Drehzahlvorgabe 

als PWM-Eingang (Pulsweitenmodulation) 

verwendet werden. 

Der Regler bietet mehrere Kommutierungsarten. 

Motoren können block- oder 

sinusförmig betrieben werden. Mit der feldorientierten 

Regelung wird das Antriebssystem 

maximal energieeffizient. In die einzelnen 

Motorphasen wird zu jedem Zeitpunkt 

der ideale Strom eingeprägt, dieser wird 

vollständig zur Drehmomentbildung verwendet. 

Im System wird ein optimaler Wirkungsgrad 

sichergestellt, die Blindleistung 

wird auf ein Minimum reduziert. Die Rotor- 



01 Antriebssystem ECI 80.60 Motor mit 

Optimax-Getriebe und Bremse 

02 Der Antriebsregler kommt u. a. in 

fahrerlosen Transportsystemen zum Einsatz 

lageerkennung kann im einfachen Fall über 

drei im Motor integrierte digitale HALL- 

Sensoren erfolgen. 

Kinderleichte Inbetriebnahme 

Applikationen mit höheren Anforderungen 

an Positioniergenauigkeit können durch die 

Bereitstellung einer größeren Anzahl an 

Rotorlageinformationen bedient werden. 

Diese genauer auflösenden Signale können 

entweder von motorintegrierten analogen 

HALL-Sensoren oder einem am Motor angebauten 

inkrementellen Geber bereitgestellt 

werden. 

Die Regler ermöglichen ein nachträgliches 

Firmware-Update über die Service- 

Schnittstelle im eingebauten Zustand, 

somit ist im Updatefall eine aufwändige 

Demontage des Reglers nicht notwendig. 

Stillstandzeiten der Maschine werden dadurch 

auf ein Minimum reduziert. Die Verwendung 

der aktuellsten Firmware kann 

bei Bedarf gewährleistet werden. 

Die Einbindung in verschiedene Netzwerke 

und eine einfache Inbetriebnahme 

werden mit der PC-Software Kickstart unterstützt. 

Das Softwaretool erlaubt einerseits 

die Einstellung der relevanten Motorparameter, 

andererseits können kundenspezifische 

Parametrierungen (z. B. komplette 

Fahrprofile) vorgenommen werden. Auf 

Wunsch können diese vor Auslieferung fest 

einprogrammiert werden. 

Antriebsregler für diverse 

Anwendungen 

Der neue Antriebsregler Variotronic VTD- 

K4 ist eine kompakte und leistungsstarke 

Lösung für verschiedenste mobile Anwendungen, 

z. B. fahrerlose Transportsysteme 

(FTS), Rollstühle oder Shuttle im Lager. 

Batteriebetriebene FTS und mobile Anwendungen 

erfordern effiziente Antriebssysteme 

mit hohem Wirkungsgrad und 

maximaler Leistungsdichte auf kompaktem 

Bauraum. 

Werden hohe Lastunterschiede mit 

unterschiedlichen Drehzahlen dynamisch 

bewegt, stellt dies eine anspruchsvolle 

Aufgabe an ein Antriebssystem, insbesondere 

für den Antriebsregler, dar. Mit Nennspannungen 

von 24 und 48 V/DC sind bei 

einem Dauerstrom von bis zu 40 A Aufnahmeleistungen 

bis 1 000 W möglich. 

Hierbei können Spitzenströme von 100 A 

bis zu 5 s zur Verfügung gestellt werden, 

um die hohen Lastunterschiede zu meistern, 

welche wiederholt beim Beschleunigungsvorgang 

eines FTS benötigt werden. 

Damit hebt sich dieser Antriebsregler von 

marktüblichen Reglern ab. Ähnliche gelagerte 

Anforderungen bei Shuttle-Anwendungen 

können ebenfalls vom Antriebsregler 

bewältigt werden. 

Ein weiterer wichtiger Aspekt für batteriebetriebene 

FTS ist die geringe Ruhestromaufnahme 

des Antriebsreglers. Dies ist die 

Grundvoraussetzung für einen energiesparenden 

Standby-Betrieb zwischen den 

Fahrten und den Ladezyklen. 

Einfache Montage und 

kompakte Bauweise 

Die kompakte und robuste Bauweise der 

Regelelektronik ermöglicht eine platzsparende 

Montage in unmittelbarer Nähe 

des Antriebes im oft begrenzten Bauraum. 

Die Regler sind in den Spannungsvarianten 

24 und 48 V/DC verfügbar. Diese Betriebselektronik 

wurde bei Ebm-Papst über lange 

Zeit auf Herz und Nieren getestet, sodass 

die Kunden das Produkt zwar für ihre 

Applikation parametrieren und qualifizieren 

müssen, danach kann aber das Produkt 

bedenkenlos in Serienprodukten eingesetzt 

werden. Damit ermöglicht Ebm-Papst seinen 

Kunden, deren Entwicklungs- und Erprobungszeit 

zu minimieren. 

www.ebmpapst.com 



Servomotor für komplexe Aufbauten 

Mit dem Servomotor SE AK von Item lassen sich intelligente 

Automationslösungen realisieren. Er liefert durch einen kapazitiven 

Multiturn-Absolutwertgeber genaue Messwerte der Motorwelle. 

Die Position des Schlittens einer Lineareinheit ist damit stets 

bekannt. Wird das System ausgeschaltet, benötigt der Motor bei 

erneutem Start keine 

weitere Referenzfahrt, 

da diese bereits bei 

Einrichtung des 

Systems durchgeführt 

wurde. Der Messwert 

wird direkt im Motor 

gespeichert und steht 

nach dem Einschalten 

sofort zur Verfügung. 

Auch komplexe Aufbauten mit schwer erreichbarem Referenzpunkt 

sind somit realisierbar. Der Motor ist in drei Baugrößen (40, 60 

und 80 mm) verfügbar, wahlweise mit und ohne Haltebremse. 

Er arbeitet hochdynamisch und ist auf andere Komponenten im 

Automationssystem des Herstellers, z. B. Getriebe und Antriebssätze, 

abgestimmt. Markierte Steckanschlüsse und passende 

Leistungs- und Geberleitungen ergeben eine sichere Verbindung 

von Motor und Steuerung. 

www.item24.de 

Antriebe kosteneffizient gestalten 

Zur Optimierung der Lebenszykluskosten, auch genannt Total Cost 

of Ownership (TCO), von Antriebslösungen bietet das Unternehmen 

Nord Drivesystems individuelle Berechnungen und ganzheitliche 

Konzepte an. Dabei werden nicht nur Anschaffungs-, Verwaltungs-, 

Transport- und Installationssowie 

Umwelt- und Entsorgungskosten 

miteinbezogen, 

sondern ebenfalls laufende 

Betriebskosten wie Energie, 

Betriebsstoffe, Bedienung, 

Software, Lagerung, Wartung 

und Instandhaltung. Auf 

diese Weise kann u. a. die 

Amortisierungszeit der 

Investition bestimmt werden. Darüber hinaus bietet der Hersteller 

Antriebslösungen an, die die Effizienz erhöhen. Die IE4-Synchronmotoren 

verfügen über hohe Wirkungsgrade und erfüllen die 

höchsten Effizienzvorschriften – dank PMSM-Technik auch in Teillastbereichen 

und niedrigen Drehzahlbereichen. Das zweitgrößte 

Potenzial zur Kosteneinsparung liegt in einer Reduzierung der 

Variantenvielfalt. Aus dem Modulbaukasten von Nord Drivesystems 

können dafür notwendige Grundvarianten zusammengestellt 

werden. 

www.nord.com 

Der Flachmotor für starke Momente 

Maximales Drehmoment auf kleinstem Raum – das bietet der 

bürstenlose Flachmotor EC 90 flat von Maxon Motor. Der Antriebsspezialist 

hat den Flachmotor komplett überarbeitet und optimiert. 

Der Antrieb mit einem Durchmesser von 90 mm ist neu in zwei 

Varianten erhältlich – mit 160 oder sogar 260 W. In der letzteren 

Ausführung liefert der Motor ein Dauerdrehmoment von 1 Nm, 

womit er zum kräftigsten Mitglied der Antriebsfamilie wird. Er 

kann auch als Direktantrieb, also ohne Getriebe, 

zum Einsatz kommen, z. B. bei Radantrieben, 

Logistiksystemen oder Pumpen. In Kombination 

mit dem MILE-Encoder kann der BLDC-Motor 

auch für Positionieraufgaben genutzt werden. 

Das Unternehmen bietet die neuen Versionen 

des Flachmotors auch als Kabelversionen an. 

Das Gleiche gilt für die kleineren Motoren, 

die EC 45 flat. Die Kabel sind standardmäßig 

am Motor montiert und mit einem Stecker 

ausgerüstet. 

www.maxonmotor.com 

Hohe Sicherheit bei extremen 

Bedingungen 

Mit Simotics XP Chemstar präsentiert 

Siemens maßgeschneiderte Niederspannungsmotoren 

mit vorkonfigurierten 

Optionspaketen. Auch unter 

extremen Bedingungen und im Ex- 

Bereich bieten sie hohe Zuverlässigkeit. 

Zum Einsatz kommen sie z. B. in Pumpen, 

Kompressoren, Lüftern, Extrudern, Rührern und Separatoren. Diese 

Motorengeneration ist sehr robust mit Gehäusen und Lagerschilden 

aus Grauguss sowie einer Lüfterhaube aus Stahl. Mit Effizienzklasse 

IE3 und wartungsfreundlichem Design bleiben die Betriebskosten 

niedrig. Zu den Optionen zählen Anstriche mit hohem Korrosionsschutz 

der Kategorie C4, rostfreie Stahlschrauben und -bolzen oder 

erweiterte Gewährleistungsrahmen. Dazu können reduzierte Anlaufströme, 

Motorüberwachung, verstärkte Lagerung oder Tropenklimaausführung 

mit Anstrichsystem bis Kategorie C5-M ergänzt werden. 

www.siemens.com 

Gesamte Elektronik integriert 

Kompakte, schlanke Schrittmotoren sind die ServoStep- 

Modelle der Serie MIS17 von JVL. Sie verfügen über einen 

Nema17-Flansch und einen Controller mit sechs Industrial- 

Ethernet-Protokollen, Absolut-Multiturn-Encoder, Closed- 

Loop- und M12-Steckverbinder. Die gesamte Elektronik 

in einem Stepper-System ist im Motor selbst integriert. 

Er eignet sich für alle Arten von Motion-Control- 

Stepper- oder Servomotor-Anwendungen. Die 

Motoren verfügen über eine RS485 und optional 

über CANopen oder eine Industrial-Ethernet-Schnittstelle 

sowie einen in Ablaufsprache programmierbaren 

Motion Controller. Durch eine hohe Mikroschritt- 

Auflösung von 409 600 Schritten pro Umdrehung 

ergeben sich eine sehr hohe Laufruhe und eine geringe 

Geräusch-entwicklung. Die Steckerabgänge können 

radial oder axial abgehend verwendet werden. Die 

Motoren können als „Stand alone“ oder über eine 

Steuerung betrieben werden. Sie sind auch mit 

Bluetooth, ZigBee oder WLAN zur drahtlosen Einbindung 

erhältlich. 

www.jvldrives.de 



Motoren für Leistungen bis 20 MW 

Menzel hat eines der umfangreichsten Lager an großen Industriemotoren 

in ganz Europa mit Nieder-, Mittel- und Hochspannungsmotoren 

mit Käfig- oder Schleifringläufer bis 15 000 kW und 

Gleichstrommotoren bis 600 kW. Außerdem baut der Hersteller 

kundenspezifische Antriebslösungen und Sonderanfertigungen 

im Leistungsbereich bis 20 000 kW. Er beliefert Kunden auf der 

ganzen Welt mit Motoren und Frequenzumrichtern für Ventilatoren, 

Pumpen, Kompressoren, Extruder, Hub- und Fördertechnik sowie 

andere Heavy-Duty-Anwendungen. Der Kundendienst gewährleistet 

qualifizierte Fachberatung durch Antriebsingenieure. 

Kundenwünsche werden flexibel umgesetzt. Neben der Sofortlieferung 

fabrikneuer Industriemotoren 

ab Lager hat der 

Motorbauer langjährige 

Erfahrung darin, Standardmotoren 

in kürzester Zeit 

nach Kundenspezifikationen 

zu modifizieren. Ob ein 

Sonderflansch angebaut, der 

Klemmenkasten versetzt oder 

die Kühlart angepasst werden 

soll, die Auslieferung erfolgt 

oft binnen Tagen. 

www.menzel-motors.com/de 

Vernetzte und intelligente Servomotoren 

A-Drive bietet die hochdynamischen Servomotoren der Baureihe 

SMN als Einkabellösung SMNH mit digitaler Hiperface-DSL- 

Schnittstelle an. Eine weitere Neuerung sind Geber mit Drive-Cliq- 

Schnittstelle, die sich in 

bestehende Automatisierungssysteme 

integrieren 

lassen. Hiperface DSL 

entspricht dem RS485- 

Standard mit einer 

Übertragungsrate von 

9,375 MBaud. Die Datenübertragung 

erfolgt 

synchron zum Reglertakt, 

der bis zu 12,1 µs kurz sein kann. Die Kabellänge zwischen Drehzahlregler 

und Feedback-System kann bis zu 100 m betragen. 

Durch das digitale Protokoll kommen die Servomotoren mit 

wenigen Verbindungsleitungen aus. Bei dieser Einkabellösung 

werden Sensor und Geberdaten über separate Adern übertragen 

oder aufmoduliert. Konstrukteure profitieren bei Servomotoren 

mit Hiperface DSL von der im Motor integrierten Elektronik und 

der Signalübertragung als Datenprotokoll. Damit werden intelligente, 

selbstoptimierende und durchgängig vernetzte Antriebssysteme 

möglich. 

www.a-drive.de 

DC-Servomotor mit integriertem Controller 

Für Anwendungen in rauen Umgebungen hat Nanotec den 

PD2-C-IP entwickelt, einen bürstenlosen DC-Servomotor mit 

integriertem Controller und 42 mm Flanschmaß in Schutzart 

IP65. Er ist mit 12 bis 48 V Betriebsspannung und einer 

Nennleistung von 105 W sowie als Schrittmotor mit 

einem Nenndrehmoment bis 0,5 Nm erhältlich. 

Beide Modelle werden feldorientiert auf Basis eines 

integrierten Drehgebers geregelt und unterscheiden 

sich nur durch ihren Arbeitspunkt. Jeder Motor ist 

in einer USB- und in einer CANopen-Version 

erhältlich. In der USB-Version kann der Motor für den 

Stand-alone-Betrieb parametriert und programmiert 

werden. Der USB-Anschluss ist durch eine wasserdichte 

Kappe abgedeckt, und der Motor verfährt auf 

Basis der digitalen und analogen Eingangssignale in 

Kombination mit dem gespeicherten Programm. 

In der CANopen-Version kann der Antrieb über das 

Feldbusprofil CiA 402 gesteuert werden. 

www.nanotec.de 

MOTOR-FEEDBACK-SYSTEME 

MOTOR-FEEDBACK 

DREHGEBER 

• Eine Baugröße für viele Motoren 

ochauflösend und optisch, bis zu 24 bit volldigital 

• H 

• Ein Motor-Feedback für viele Motorbaugrößen 

• Sichere Geschwindigkeit bis SIL3 

und Perfomancestufen 

• Kostenvorteile durch einfache und schnelle Montage 

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• Elektri 

sches Schnittstellenwunder 

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Gewinner des 

Automation 

RS485 Awards + 

www.kuebler.com 

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Für komplexe Messungen an 

Kurbelwellen und Pleueln 

Qualitätsprüfung beim Motorsägen- und Motorgerätehersteller Stihl 

Beim hochpräzisen Messen im 

Dreischichtbetrieb strapazieren 

langsame Abläufe sowie aufwändige 

konventionelle Messtechnik Geduld, 

Effektivität und Effizienz. 

Mit einem messtechnischen 

Quantensprung hat das schwäbische 

Traditionsunternehmen jetzt die 

Qualitätsprüfung von Kurbelwellen 

und Pleueln im Stammwerk 

Waiblingen beschleunigt. 

Zum Einsatz kommen das 

3D-Koordinatenmessgerät 

Leitz PMM-C und eine 

parametrisierte Software, die eine 

Werkerselbstprüfung auch bei 

komplexen Messungen erlaubt. 

Lesen Sie mehr. 

Harald Richter ist Geschäftsführer der Agentur 

Image Text in Neuss 

Ob als Arbeitstier beim Baumfällen, als 

Mannessymbol beim Heimwerken, als 

Multifunktionstool im Handwerk, bei der 

Bundeswehr und der Polizei oder als Lebensretter 

bei Feuerwehr und Katastrophenschutz: 

Motorsägen von Stihl sind 

weltweit im Einsatz, sogar in Kanada und 

den USA. Darüber hinaus entwickelt, fertigt 

und vertreibt die Stihl-Gruppe zahlreiche 

motorbetriebene Geräte für die Forst- und 

Landwirtschaft sowie die Landschaftspflege, 

die Bauwirtschaft und den anspruchsvollen 

Privatanwender. Dabei reicht die Palette 

vom Blasgerät bis zum Trennschleifer, vom 

Erdbohrer bis zum Reinigungsgerät über 

mehr als zehn Produktgruppen. 

Das 1926 gegründete schwäbische Familienunternehmen 

mit Hauptsitz in Waiblingen-Neustadt 

beschäftigt gegenwärtig 

weltweit rd. 15 000 Mitarbeiter und überschritt 

im Jahr 2015 die Umsatzmarke von 

drei Mrd. Euro. Gleichzeitig erreichten die 

weltweiten Investitionen mit 235 Mio. Euro 

im Jahr 2015 den bis dahin höchsten Wert 

der Unternehmensgeschichte. Dabei wurden 

alle Investitionen grundsätzlich aus 

eigenen Mitteln finanziert. Und nur nach 

reiflicher Überlegung zu Wirtschaftlichkeit, 

Wirksamkeit und Zukunftssicherheit getätigt. 

So auch im Werk 1 am Firmenstammsitz 

in Waiblingen. Hier krönte die Qualitätssicherung 

im Center Kurbeltrieb das 

Stihl-Erfolgsjahr 2015 mit einem Quantensprung 

in der messtechnischen Ausstattung: 

Dem Austausch des bisherigen Equipments 

gegen ein 3D-Koordinatenmess gerät 

der Ultra-Hochgenauigkeitsklasse. 

Im Center Kurbeltrieb entstehen die 

Herzstücke der motorbetriebenen Stihl- 

Geräte: Die Kurbelwellen und Pleuel. Ihr 

Lauf ist die Basis für die optimale Leistung 

und Vibrationsarmut sowie die Langlebigkeit 

eines jeden Stihl-Motors. „Was wir hier 

fertigen, sind zentrale Präzisionsteile mit 

engsten, im Mikrometer-Bereich liegenden 

Toleranzen“, erklärt Stefan Baumert, Referent 

Qualitätsplanung Kurbeltrieb im Werk 1 

von Stihl in Waiblingen. 

Erhöhter Aufwand durch 

Gerätewechsel 

„Grundsätzlich fahren wir hier sowohl serienbegleitende 

als auch Abnahmeprüfungen“, 

so der Diplom-Ingenieur weiter. In erster 

Linie handele es sich dabei um Form- und 

Lagemessungen, also die Prüfung von 

Rundheit, Parallelität und Zylinderform. 

Dazu werde viel Fingerfertigkeit und Geduld 

benötigt – eine Herausforderung, vor 

allem bei der serienbegleitenden Prüfung. 

Da sie zu komplex für eine Werkerselbstprüfung 

in der Fertigung sind, mussten 

auch die serienbegleitenden Messungen – 

zusätzlich zu den Abnahmeprüfungen – 

durch QS-Fachkräfte im Feinmessraum 

durchgeführt werden. Schließlich ging es 

um Messverfahren, die ein gewisses Maß an 

Erfahrung und Anwender-Know-how voraussetzen. 

„Uns standen dafür verschiedene 

Messgeräte zur Verfügung, zum Beispiel 

Formmessgeräte“, erinnert sich Baumert an 

die ursprüngliche Ausstattung. „Mehrere 

Systeme hieß aber auch mehrfacher Aufwand 

– allein für das immer wieder neue 

Aufspannen des Prüfteils für jedes einzelne 

Messverfahren. Und erhöhter Aufwand ist 

nichts anderes als verschenkte Zeit.“ 

Schwierig wurde es zu dem Zeitpunkt, an 

dem der Feinmessraum mit seiner personellen 

Kapazität den 24/6-Betrieb kaum 

mehr abbilden konnte. „Um diesen Engpass 

zu beseitigen, mussten wir zunehmend 



Mitarbeiter aus der Fertigung für die Prüfungen 

im Feinmessraum heranziehen“, 

schildert Baumert die Situation. Dazu 

waren aufwändige Einweisungen, Qualifizierungen 

und anschließende Betreuung 

der Fertigungsmitarbeiter erforderlich. 

Hinzu kam der Einfluss durch den Bediener: 

Die Geräte waren zwar genau, büßten 

allerdings auf Benutzerseite wieder einiges 

an Messpräzision ein – z. B. bei der manuellen 

Ausrichtung der Kurbelwellen beim 

Aufzeichnen von Linienschrieben. Engste 

Toleranzen, knappe Zeit und erhöhter 

Messdurchsatz – eine Trias, der selbst dem 

erfahrensten QS-Verantwortlichen herausfordert. 

„Wenn dann auch noch Höchstforderungen 

an die Dokumentation und 

Reproduzierbarkeit der Messergebnisse zu 

erfüllen sind, kommt man schnell an die 

Grenze des Machbaren“, so der Qualitätsplaner 

des Centers Kurbeltrieb. 

Der Handlungsbedarf war demnach gegeben 

– zumal sich nach und nach auch 

Probleme mit der Ersatzteilbeschaffung 

und Softwareaktualisierung für das vorhandene 

Messequipment einstellten. „Es galt, 

den gesamten Ablauf schneller, effektiver 

und wirtschaftlicher zu gestalten, weniger 

Bedienereinfluss im Messvorgang zu haben 

und dabei reproduzierbare Ergebnisse zu 

erhalten“, komprimiert Baumert das vor 

diesem Hintergrund formulierte Lastenheft 

für eine neue Messtechnik. 

Hohe Erwartungen an Genauigkeit 

und Wiederholpräzision 

Nach intensiver Marktsichtung und einem 

kritischen Auswahlprozess entschied sich 

Stihl für die Lösungskompetenz von 

Hexagon Manufacturing Intelligence und 

die mit ihr verbundene Koordinatenmesstechnik 

von Leitz. „Die Spezialisten von 

Hexagon waren diejenigen, die mir am 

überzeugendsten erklären konnten, wie 

unsere Anforderungen umzusetzen seien – 

auch, was den Funktionsumfang der Software 

angeht“, versichert Baumert. „Dass 

wir mit dem ausgewählten ultrahochgenauen 

Koordinatenmessgerät Leitz PMM-C 

die Genauigkeitsvorgaben des Kunden 

im Mikrometer-Bereich erfüllen können, 

konnten wir anhand von Messversuchen 

gemeinsam mit dem Kunden an seinen 

Bauteilen in Wetzlar beweisen“, erklärt 

Gerhard Ehling, Regionaler Sales Support 

Manager bei Hexagon und Koordinator des 

Stihl-Projekts. „Gleichermaßen wichtig war 

der Nachweis einer entsprechenden Fähigkeitsanalyse 

zur Wiederholpräzision. Mit 

einem Cg-Wert von 1,33 bringen wir Stihl 

auch hier auf die ganz sichere Seite.“ 

Die Leitz PMM-C ist ein 3D-Koordinatenmessgerät 

in Portalbauweise mit feststehendem 

Portal. Es kombiniert Genauigkeit 

gepaart mit Schnelligkeit und garantiert 

somit einen hohen Messdurchsatz. Dabei 

bewältigt das Gerät jede noch so komplexe 

Messaufgabe – und kann sogar als Verzahnungsmesszentrum 

eingesetzt werden. 

Die Portalbauweise mit feststehendem Portal 

aus Guss und Granit-Grundbett garantiert 

die Langzeitstabilität, die hohe Steifigkeit 

der Messachsen und die gleichbleibende 

Genauigkeit im kompletten 

Messvolumen. Die hohe Messgeschwindigkeit 

ermöglicht der Servoantrieb mit 

Kugelumlaufspindeln, der auch auf kurzen 

Strecken schnell beschleunigt, wobei 

die Positionsbestimmung trotzdem sicher 

bleibt. Entkoppelte X- und Y-Achsen sorgen 

für schnelle Korrekturmöglichkeiten und 

rasche Wiederinbetriebnahme. 

Ausgerüstet mit einem Leitz-Tastkopf 

mit integriertem High-Speed-Scanning 

zeichnet sich die Leitz PMM-C durch das 

Erfassen auch großer Punktmengen aus 

und ist damit – wie bei Stihl in Waiblingen – 

auch zur schnellen Formmessung geeignet. 

Variables High-Speed-Scanning sorgt für 

eine optimale Messgeschwindigkeit in 

Abhängigkeit von Toleranzen und Geometriebeschaffenheit. 

Schwache Krümmungen 

und Geraden durchfährt der Sensor 

schnell. Bei starken Krümmungen oder 

engen Toleranzen reduziert das System 

seine Geschwindigkeit. 

Zeitgewinn bei Abnahme- und 

Serienprüfung 

„Unser Zeitgewinn bei der Abnahmeprüfung 

mit der Leitz PMM-C ist signifikant“, 

zeigt sich Stihl-Qualitätsplaner Baumert 

zufrieden. „Benötigten wir mit dem vorherigen 

Equipment – auch bedingt durch 

das häufige Umspannen – gut 30 Minuten 

für einen kompletten Messdurchlauf einer 

Kurbelwelle, so erledigen wir den heute in 

knapp sieben Minuten.“ 

Zentraler Anteil am Zeitgewinn hat die 

auf Stihl-Erfordernisse angepasste, benutzerspezifische 

Bedienoberfläche auf Basis 

der Messsoftware Quindos von Hexagon 

Manufacturing Intelligence. Baumert: „Aufgrund 

der klaren Bedienerführung und 

weitgehenden Parametrisierung der Messprogramme 

kommen auch unsere Mitarbeiter 

in der Werkerselbstprüfung problemlos 

mit dem System zurecht. Sie 

können bereits nach einer einzigen Einarbeitungsschicht 

absolut zuverlässig und 

präzise messen.“ Und Ehling ergänzt: „Hinzu 

kommt, dass der Bedienereinfluss praktisch 

ausgeschlossen ist und die Software 

im Zusammenspiel mit der Maschine die 

optimalen Messergebnisse nahezu automatisch 

liefert.“ 

01 3D-Koordinatenmessgerät: Leitz PMM-C 

02 Leitz-Tastkopf mit integriertem 

High-Speed-Scanning 

Das selbst dann, wenn die Prüfung unterschiedlicher 

Bauteile ansteht. Die parametrisierten 

Quindos-Messprogramme der 

einzelnen Produktfamilien sorgen im Zusammenspiel 

mit einer passenden Produkt-Eingabemaske 

dafür, dass die Messabläufe 

immer gleich sind und der Bediener 

lediglich die spezifischen Teiledaten eingeben 

muss. 

Fotos: Stihl 

www.hexagonmi.com 



Nachjustieren mit dem Piezoeffekt 

Aktive Unterlegscheiben von Physik Instrumente für Präzisionsmaschinen 

Ändert sich innerhalb von 

Präzisionsmaschinen zum Beispiel 

für Laserbearbeitung oder 

Feinwerktechnik ein Soll- oder 

Ist-Maß zwischen zwei Komponenten, 

ist es oft erforderlich, dieses 

nachzujustieren. Häufig davon 

betroffen sind unter anderem 

optische oder messtechnische 

Einrichtungen sowie astronomische 

Geräte. Physik Instrumente hat mit 

piezobasierten Unterlegscheiben 

hierfür nun eine Alternative im 

Programm, die das Justieren 

vereinfacht und beschleunigt. 

Dr. Mathias Bach ist Leiter im Produktbereich 

Piezosysteme bei Physik Instrumente (PI) und 

Ellen-Christine Reiff, M.A., ist Redakteurin im 

Redaktionsbüro Stutensee 

Wenn in Präzisionsmaschinen Komponenten 

nachträglich justiert werden 

müssen, sind oft klassische, auf genaue Abstände 

geschliffene Unterlegscheiben das 

Mittel der Wahl. Diese haben jedoch den 

entscheidenden Nachteil, dass sie mechanisch 

eingebaut werden müssen, oft an 

schwer zugänglichen Stellen. Der Griff zum 

Schraubenschlüssel ist hier obligatorisch. 

Das ist aufwändig und zeitintensiv. Außerdem 

ist diese Art der Justierung nicht 

be liebig fein möglich und das einmal festgelegte 

Maß lässt sich nachträglich nur 

schwer ändern. Mit den piezobasierten 

Unterlegscheiben vom Typ Pirest hat 

Physik Instrumente hierfür nun eine praxisgerechte 

Alternative im Programm, die das 

Justieren vereinfacht und beschleunigt. 

Aufgrund der hohen Auflösung der Aktoren 

von wenigen Nanometern schließt das 

Anwendungen nicht nur im klassischen 

Ma schinenbau ein, sondern z. B. auch die 

Justage von optischen Komponenten in 

der Astronomie, Materialforschung in Synchrotrons, 

in Vakuumumgebungen oder in 

der Halbleiterfertigung. 

Set and forget 

Die piezobasierten Unterlegscheiben werden 

bereits bei der Konstruktion einer Maschine 

eingebaut; dabei sind sie – genauso 

wie andere Piezo-Aktoren des gleichen Herstellers 

– in nahezu beliebige Formen und 

Größen erhältlich, z. B. als Platten, Ringe, 

Zylinder oder auch in anwendungsspezifischen 

Formen. Sie werden ebenso wie die 

in industriellen Einsätzen aufgrund ihrer 

Langlebigkeit bewährten Picma-Aktoren 

in der patentierten Multilayer-Technologie 

hergestellt. Hier ist die eigentliche Piezokeramik 

– ein monolithischer Block, dessen 

aktive Schichten aus dünnen keramischen 

Folien bestehen – von einer vollständig keramischen 

Isolierschicht umgeben. Diese 

schützt vor Luftfeuchtigkeit und gegen Ausfälle 

durch erhöhten Leckstrom. 

In Industrie, Life-Science und Mikroskopie 

ebenso wie in Medizintechnik und 

Forschung beweisen die Multilayer-Aktoren 

immer wieder ihre Qualitäten; es sind 

keine Ausfälle im Feld zu beobachten. Der 

monolithische Piezokeramikblock eines 

Picma-Aktors erreicht selbst unter extremen 

Umgebungsbedingungen, z. B. in 

der Raumfahrt, eine hohe Zuverlässigkeit 

und erhöht die Lebensdauer um mehrere 

Größenordnungen. 

In einem Punkt unterscheiden sich 

die neuen Pirest-Aktoren jedoch von den 

Piezoaktoren, die für das Nachjustieren 

nicht geeignet sind. Bei klassischen Piezoaktoren 

muss i. d. R. die elektrische Spannung 

(Offset-Spannung) am Aktor aufrechterhalten 

werden, solange man die Auslenkung 

wünscht. Das hat für das Justieren 



01 Active Shims mit Nanometerauflösung und Langzeitstabilität: Justage mit piezobasierten Unterlegscheiben 

gleich zwei Nachteile: Bei der Ausstattung 

der Maschine müsste hierfür eine zusätzliche 

stabile Spannungsversorgung vorgesehen 

werden und die Lebensdauer der 

Aktoren würde leiden. Deshalb arbeitet die 

Pirest-Technologie in dem Fall anders: Sie 

basiert zwar ebenfalls auf Piezoaktoren, jedoch 

halten diese durch eine besondere 

Ansteuerung ihre Auslenkung nach der 

Justierung stabil und nanometergenau 

auch ohne Offset Spannung. 

02 Die piezobasierten Unterlegscheiben werden 

bereits bei der Konstruktion einer Maschine eingebaut 

Active Shims mit 

Nanometerauflösung 

Der statische Abstand lässt sich durch kurzzeitiges 

Anlegen einer Versorgungsspannung 

am Pirest-Aktor einstellen. Dafür ist 

im Active Shim ein Spannungsanschluss 

vorgesehen, der lediglich beim jeweiligen 

Justageprozess an eine Spannungsquelle 

angeschlossen werden muss. PI bietet für 

diesen Prozess eine einfach zu verwendende 

Spannungsversorgung mit der passenden 

Ansteuerung an. Die dafür notwendigen 

Kabel können bereits beim Design der 

Maschine berücksichtigt werden und sind 

damit permanent im System verlegt. Nach 

dem Justieren wird dann die gewünschte 

Position ohne Spannung langzeitstabil gehalten, 

die Spannungsversorgung kann 

entfernt werden. Die Stabilität der Auslenkung 

hängt lediglich von der Änderung 

der Umgebungstemperatur ab. Langzeittests 

in einer auf 1 K temperaturstabilen 

Umgebung haben für einen Aktor mit 

10 µm Nominalhub Driften von weniger als 

± 100 nm gezeigt, unabhängig von der Auslenkung. 

Bei Standardprodukten liegt die 

maximale Auslenkung je nach Größe des 

Aktors zwischen 5 und 35 µm; durch geschickte 

Kombinationen der Active Shims 

ist die Ausrichtung in bis zu sechs Achsen 

möglich. Als Option können die Aktoren 

zudem mit einem Temperatursensor ausgestattet 

werden. 

Besonders die Justage an unzugänglichen 

Stellen vereinfacht sich durch die Active 

Shims, zumal die piezobasierten Unterlegscheiben 

selbst tonnenschwere Lasten halten 

können. Bei Bedarf lassen sich die Active 

Shims zudem mit klassischen Piezoaktoren 

kombinieren, z. B. für eine dynamische 

Schwingungskompensa tion. Typische Anwendungen 

für solche hybriden Systeme 

sind bspw. das Nach stellen der Brennebene 

während eines optischen Mess-/Scanvorgangs 

sowie die Steuerung eines Laserstrahls in der 

Messtechnik oder Materialbearbeitung. 

Fotos: Physik Instrumente 

www.pi.de 

Wir fertigen Stirnräder mit 

Innen- und Außenverzahnung, 

Zyklo-Palloid-Spiralkegelräder 

sowie Hirth-Stirnverzahnungen 

als eine der wenigen in 

einem Haus. Individuell nach 

Kundenwunsch! 

Einmalig. 

Wir produzieren alle 

gängigen Verzahnungsarten – 

in Premiumqualität. 

Vielseitig. 

Hagmann Zahnradfabrik GmbH Tel.: +49 (0) 71 64 / 94 30-0 Fax: -31 

www.hagmann.de info@hagmann.de


Intelligentes Wegmesssystem mit neuem 

Feature für Condition Monitoring 

Das intelligente Wegmesssystem LiView von Liebherr bestimmt 

präzise die Position und Geschwindigkeit des Kolbens in Hydraulikzylindern. 

Zukünftig verfügt es über eine neue Funktion, die 

Condition Monitoring bis ins Detail ermöglicht. LiView ermittelt 

selbstständig relevante Daten und leitet daraus eine Fehlerdiagnose 

ab. Dank der Selbstüberwachung des Systems kann LiView 

seinen aktuellen Zustand mithilfe von Parametern erfassen und 

mit dem Optimalzustand vergleichen. So erkennt das System 

auftretende Fehler. LiView verfügt über einen internen Fehlerspeicher, 

in dem bereits diagnostizierte Fehler abgelegt werden. 

Der Inhalt des Speichers wird über das standardisierte Diagnose- 

Kommunikationsprotokoll UDS (Unified Diagnostic Services) 

übertragen. Wenn der OEM 

kein bestehendes Diagnosetool 

zum Auslesen des 

Fehlerspeichers nutzen will, 

stellt Liebherr ein entsprechendes 

Software-Tool zur 

Verfügung. 

www.liebherr.com 

Sensoren fit gemacht 

für Industrie 4.0 

Die Sensoren der fünften 

Generation der Temposonics 

R-Serie aus dem Hause MTS 

Sensors verfügen sowohl über neue 

Funktionen als auch über neue Werkzeuge, die sie fit machen 

für Industrie-4.0-Anwendungen. Mit dem TempoLink-Assistent 

etwa können detaillierte Informationen über den Zustand der 

Anwendung, z. B. Sensorstatus, Innentemperatur, Gesamtbetriebsstunden 

oder zurückgelegte Wegstrecke von Positionsmagneten, 

drahtlos oder über USB-Anschluss ausgewertet werden. Die 

R-Serie V ist derzeit als Stab- und Profilform erhältlich und verfügt 

über Profinet- und Ethernet/IP-Schnittstellen. Weitere Typen und 

Schnittstellen sollen im Laufe des Jahres folgen. Die Sensoren 

unterstützen einen erweiterten Temperaturbereich von – 40 bis 

+ 85 °C. Darüber hinaus wurde die Schockfestigkeit auf 150 g und 

die Vibrationsfestigkeit auf 30 g erhöht. In Verbindung mit dem 

größeren Spannungsversorgungsbereich lassen sich die Sensoren 

nun einfacher in rauen Anwendungen integrieren und liefern 

trotzdem exakte Messdaten bis 0,5 µm. 

www.mtssensors.com 

Präzise Positionsmeldung in Echtzeit 

Die absoluten Winkelmesssysteme Amosin aus dem Hause Amo 

arbeiten hochpräzise und sind unempfindlich gegenüber 

Verschmutzungen sowie mechanischen und elektromagnetischen 

Einflüssen. Damit eignen sie sich für Anwendungen in rauen 

Umgebungen, bei denen sehr hohe Genauigkeit gefordert ist. Die 

Geräte bestehen aus induktiven Sensoren und einer integrierten 

Auswerteelektronik. Diese tastet eine hochgenaue Teilung ab, die 

fotolithografisch in Stahl geätzt wurde und aus einer inkrementell 

und einer absolut kodierten Spur besteht. Da die Abtastung mit 

einem hochfrequenten Wechselfeld erfolgt, wird eine Materialhysterese 

vollständig unterdrückt. Die Messsysteme können zur 

Innen- und zur Außenabtastung eingesetzt werden. Bei den 

Maßverkörperungen mit Außenabtastung kann zwischen einem 

Standard-Messflansch, einem 

kundenspezifischen Messflansch 

oder Messringen gewählt 

werden. Für Anwendungen, 

die höchste Präzision erfordern, 

gibt es sie auch mit Mehrkopfabtastung. 

www.amo.at 

Einfach Messsignale erfassen 

Das Optima Sensortelemetrie-Kit von Manner erlaubt Testingenieuren 

die präzise Erfassung von Messsignalen an rotierenden 

Wellen, auch ohne umfassende Kenntnisse der Technologie. Die 

Übertragungsdistanz beträgt, trotz induktiver Speisung zwischen 

Welle und Stator, 50 mm. Die Komponenten, die das kompakte 

System beinhaltet, sind eine Stator Pick-Up-Einheit mit integrierter 

Elektronik, ein Rotormessverstärker und eine Antennenschleife 

zur energetischen Kopplung. Der Rotormessverstärker ist trotz 

Miniaturausführung sehr robust. Der Messaufnehmer wird einfach 

mit dem Messverstärker verschaltet, egal ob es sich 

um eine Brücke von Dehnungsmessstreifen, den 

PT100 oder ein Thermoelement handelt. Das 

System arbeitet ohne Batterien. Es eignet sich 

für Troubleshooting, Lastkollektiverfassung, 

Forschungsaufgaben und Überwachung 

in Windkraftanwendungen, an Propellerwellen 

in Schiffen, Antriebswellen 

in Stahlwerken in Prüfständen 

oder Turbomaschinenwellenstränge. 

www.sensortelemetrie.de 

Drehmomentmessung und Antrieb in einem System 

Die Drehmomentmodule von Promess vereinen Antrieb und präzise Drehmomentmessung in einem System. 

Mit den Einheiten werden Winkelpositionen präzise angesteuert, Lastmomente exakt aufgebracht und Prozessdaten 

einfach erfasst und überwacht. Für den Drehmomentbereich von 1,5 bis 200 Nm stehen sieben Baugrößen 

bereit. Der intelligente Messaufbau ist vollständig entkoppelt zur Drehbewegung der Abtriebswelle und somit 

resistenter gegenüber Störeinflüssen. Für die Wegmessung werden Encoder mit absoluter Positionsrückführung 

verwendet. Typische Anwendungen sind das Messen von Losbrech-, Rast- oder Reibmomente von Wälzlagern 

unter definierter Vorspannung oder Funktionsprüfungen, z. B. von Schaltern, Ventilen, Kugellagern oder 

Torsionsdämpfern. Auch die Integration in eine Montagelinie ist möglich. Die Drehmomentmodule werden 

mit dem digitalen Vorverstärker PDM-S und der Programmiersoftware V5 ausgeliefert. 

www.promessmontage.de 



2-Achs-Neigungssensor für 

mobile Maschinen 

Der 2-Achs-Neigungssensor der Baureihe PE-MEMS-x/y-i/GS60L 

von FSG kann gleichzeitig die Neigungswinkel der x- und y-Achse 

messen und ist für einen Messbereich von bis zu ± 60° geeignet. 

Die Messwertausgabe für jede Neigungsachse erfolgt über eine 

4–20-mA-Schnittstelle. Aufgrund 

des verschleißfreien mikroelektromechanischen 

Messsystems, des 

robusten Kunststoffgehäuses in 

Schutzart IP67 und des einfachen 

Anschlusses über einen 4-poligen 

M12-Stecker ist der Neigungssensor 

für den Einsatz in mobilen 

Maschinen prädestiniert. Typische 

Anwendungen sind die Neigungserfassung 

von Fahrzeugplattformen 

oder die Winkelpositionsmessung an Auslegerarmen von 

Baumaschinen. Mit einer Auflösung von 3 000 Digits/16 mA und 

einer absoluten Genauigkeit von ± 0,25° eignet sich der Neigungsaufnehmer 

darüber hinaus auch für viele andere Anwendungen. 

Der zulässige Temperaturbereich beträgt – 30 bis + 70 °C. Für die 

Montage des Gerätes verfügt das Sensorgehäuse über vier M4- 

Schraubenbohrungen. 

www.fernsteuergeraete.de 

Kleiner Messkopf mit hoher Auflösung 

Mit dem Magnetmesskopf AKS17 aus dem Hause Bogen können 

lineare Absolutmessungen von 100 mm bis zu 3 m Länge mit 

einer Auflösung < 1 µm realisiert werden. Bei rotativen Messungen 

können Durchmesser von 100 mm bis 1 m mit einer Auflösung bis 

24 Bit gelesen werden. Gleichzeitig bieten die magnetischen 

Maßstäbe eine große Gestaltungsfreiheit, da das Magnetmuster 

angepasst werden kann. Mit 28 mm Länge, 16 mm Breite und 

3,4 mm bzw. 6,6 mm Höhe kann der Messkopf auch bei knappem 

Bauraum eingesetzt werden. Als Output liefert er Biss-C oder SSI 

sowie ein inkrementelles Quadratursignal. Dies ermöglicht es, 

mit einer inkrementellen Messung zu beginnen und nach einer 

Aktualisierung des Steuerungssystems absolute Informationen zu 

verwenden, ohne Veränderungen des Encoders vorzunehmen. 

Das Messsystem kann damit 

auch beim Start eine Absolutinformation 

verarbeiten und 

während des Betriebs ein 

Inkrementalsignal bereitstellen. 

www.bogen-electronic.com 

Inserentenverzeichnis Heft 7/2018 

BRECO Antriebstechnik, Porta 

Westfalica...............................................25, 27 

GATES EUROPE, 

Erembodegem (Belgien)...........................13 

Getriebebau NORD, Bargteheide............. 7 

Hagmann Zahnradfabrik, 

Hattenhofen.................................................35 

igus®, Köln....................................................... 9 

KIMO Industrial Electronics, Erlangen.45 

Koch, Ubstadt-Weiher..........................4. US 

Kübler Group, 

Villingen-Schwenningen..........................31 

Mayr, Mauerstetten...................................18 

Mulco-Europe EWIV, Garbsen.................11 

Pilz, Ostfildern................................................ 5 

R+W Antriebselemente, 

Klingenberg..................................................23 

RINGSPANN, Bad Homburg.....................19 

SCHMIDT-KUPPLUNG, Wolfenbüttel....17 

VSM Antriebstechnik, Griesheim..........21 

Beilage: 

GfM Ges. f.; Maschinendiagnose, Berlin 

(Vollbeilage) 

Berührungsfreie Drehmomentsensoren 

serienmäßig auch mit Atex-Zulassung 

NCTE, Spezialist für berührungsfreie Drehmomentsensoren, 

präsentiert Sensorsysteme auf Basis der Magnetostriktion. Mit 

ihnen lassen sich mechanische Kräfte (Drehmoment, Scherung, 

Biegung) vollkommen 

berührungsfrei, serientauglich 

und wartungsfrei in Echtzeit 

messen. Sie verfügen serienmäßig 

über die Atex-Zulassung 

der Zone 2, T2 und kommen 

im Fahrzeugbau, in der 

Industrie 4.0, im Motorsport 

sowie in der Medizintechnik 

zum Einsatz. 

www.ncte.de 

Energy Harvesting auf engstem Raum 

Die Wiegand-Sensoren von Posital sind so kompakt, dass sie auf 

eine Fingerkuppe passen. Über einen Draht aus Vicalloy nutzen 

sie magnetische Impulse aus Drehbewegungen zur autarken 

Erzeugung von Spannung oder Energie. Die dabei erzeugten 7 V 

bzw. 190 nJ genügen, um moderne Rotationszähler und die dazugehörige 

Elektronik ständig zu aktivieren – ohne Batterien und 

wartungsfrei. Einsatzgebiete für die Sensoren sind z. B. leistungsstarke 

magnetische Multiturn-Drehgeber, Motorfeedback-Systeme, 

aber auch Gas- oder Wasserzähler sowie Ventilatoren. Der kleinste 

Wiegand-Sensor WST ist 15 mm lang und kann so auf sehr kleine 

Platinen aufgebracht werden. Sämtliche Sensoren sind als SMDbestückbare 

Komponenten ausgelegt. Vor zehn Jahren startete der 

Hersteller seine Serie magnetischer Multiturn-Drehgeber als 

Alternative zu optischen Abtastsystemen. Erstmals wurden dabei 

Wiegand-Sensoren als energieautarke Impulsgeber für die 

elektronischen Rotationszähler genutzt. 

www.posital.de 

Ultrakompakte Industrie-4.0-Sensoren 

Die Sensoren LEC100 

und LEC200 von Siko sind 

ausgelegt für die Anforderungen 

von magnetischen Motorfeedback- 

Systemen in der linearen Antriebstechnik, 

bei Handlingssystemen, in der Leiterplattenbestückung, 

in der Robotik oder in Automatisierungslösungen 

im Industrie-4.0-Bereich. Mit 40 × 10 × 10 mm ist der 

Sensorkopf der LEC-Reihe sehr kompakt. Die Sensorik ist etwa so 

flach wie ein Smartphone, dennoch ist die komplette Elektronik 

im Sensorgehäuse untergebracht. Trotz der kleinen Bauform sind 

zwei LEDs zur visuellen Funktions- und Statusüberwachung und 

eine Referenzmöglichkeit integriert. Die Sensoren werden mit 

analoger (1 Vss) oder digitaler Schnittstelle (LD) ausgeführt. Zudem 

kann der Anwender zwischen den Genauigkeitsklassen ± 8 µm 

und ± 15 µm entscheiden. Beide Sensoren sind intern mit einem 

weiteren Sensorchip zum Auslesen eines bandseitigen Referenzpunkts 

bestückt. Damit ist das Auffinden der Home-Position 

jederzeit präzise möglich. 

www.siko-global.com 


ANTRIEBSTECHNIK FÜR DIE PROZESSINDUSTRIE I SPECIAL 

Nichts dem Zufall 

überlassen 

Umfassende Sicherheitsfunktionen 

prädestinieren Frequenzumrichter 

für die Chemie 

Ein problemloser Anlagenbetrieb sowie die einfache 

Instandhaltung der kompletten Technik basiert 

auf kritischen Erfolgsfaktoren wie Sicherheit, 

hohe Verfügbarkeit und gute Regelperformance. 

Mit Frequenzumrichtern für die chemische 

Industrie sorgt ABB jetzt für eine maximale 

Verfügbarkeit und Sicherheit der Anlagen. 

Dirk Schaar ist 

Chefredakteur 

der Zeitschrift 

antriebstechnik 

Durch die Investition in die Reihe der 

Industrial Drive-Frequenzumrichter 

trägt ABB dazu bei, die Betriebskosten in 

der chemischen Industrie zu senken. So 

lassen sich durch den Einsatz der drehzahlgeregelten 

Antriebe anstelle von konventionellen 

Regelungsverfahren wie Drosselklappen 

bis zu 60 % Energie einsparen. Die 

ABB-Niederspannungsfrequenzumrichter 

bieten darüber hinaus eine verbesserte 

Regelung und Flexibilität des Prozesses. 

Durch ihren Einsatz wird der Prozess einfach 

durch die Drehzahl und das Drehmoment 

geregelt, die Maschinen werden 

geschützt und arbeiten im jeweils optimalen 

Betriebspunkt. Ein weiterer Vorteil ist 

das sanfte Anlaufen der Maschinen bei 

minimierten Netzrückwirkungen. Alle diese 

Faktoren tragen zu einer hohen Zuverlässigkeit 

und maximalen Verfügbarkeit und 

geringeren Energiekosten einer Anlage bei. 

Erfüllt die Anforderungen der 

Chemieindustrie 

01 Das optionale Atex-zertifizierte 

Thermistor-Schutzmodul FPTC-02 sorgt für 

eine vereinfachte Installation 

Die Industrial Drives der Serie ACS880 sind 

für den Einsatz in Industrieapplikationen, 

vor allem für Applikationen in der Prozessindustrie 

wie der chemischen Industrie ausgelegt, 

in denen unter anspruchsvollen 

Bedingungen eine optimale Motorregelung 

gefordert ist. Typische Anwendungsbereiche 

in der chemischen Industrie sind Kreisel-, 

Zahnrad-, Membran- und Kolbenpumpen, 

Lüfter, Kompressoren, Extruder, Mischer, 

Förderbänder sowie Granulatoren. Die flexibel 

einsetzbaren Niederspannungsfrequenzumrichter 

können exakt auf die Anforderungen 

der jeweiligen Industrie applikationen 

konfiguriert werden. Die Serie ACS880 beinhaltet 

zahlreiche Single Drive-Frequenzumrichter 

für die Wandmontage sowie Schrankgeräte 

und Frequenzumrichtermodule mit 

Leistungen von 0,55 kW bis 5,6 MW und 

Spannungen von 230 bis 690 V sowohl für 

geerdete, wie auch ungeerdete Netze. Die 

Produkte sind in Schutz arten bis IP55 für 

staubbelastete oder feuchte Umgebungen 

erhältlich und basieren auf der gemeinsamen 

Antriebsarchitektur von ABB. Bei ihr werden 

ein einheit liches Bedienpanel-Design, harmonisierte 

Parameterstrukturen, universelles 

Zubehör und die gleichen PC-Tools verwendet. 

Ferner bietet ABB Lösungen an, um die umfangreichen 

Anforderungen der chemischen 

Industrie zu erfüllen, z. B. die Namur-Empfehlungen 

NE37, NE38 und NE122. Der Einsatz 

langlebiger Komponenten, z. B. Lüfter 

mit einer Lebensdauer von 9 Jahren, reduziert 

den Wartungsaufwand auf ein Minimum 

und sichert eine hohe Verfügbarkeit Die 

ACS880 bieten darüber hinaus eine große 

Auswahl an Produktoptionen, inkl. dem integrierten 

Atex-zertifizierten Thermistorschutz. 

Die integrierten Sicherheitsfunktionen des 

ACS880 reduzieren die Notwendigkeit externer 

Sicherheitseinrichtungen, sodass die 

Konfiguration vereinfacht und der Platzbedarf 

für die Installation reduziert wird. Die 

Standardfunktion „Sicher abgeschaltetes 

Drehmoment“ (Safe Torque Off, STO) ist im 

ACS880 standardmäßig integriert. Das sicher 

abgeschaltete Drehmoment dient zur Verhinderung 

des unerwarteten Anlaufs oder 

ermöglicht andere Stoppfunktionen für eine 

sichere Wartung und einen sicheren Betrieb 

der Maschine. Mit dem aktivierten sicher 

abgeschalteten Drehmoment erzeugt der 

Antrieb kein Drehfeld und somit kann der 

Motor kein Drehmoment an der Welle erzeugen. 

Die integrierte STO-Funktion des 

ACS880 ist zertifiziert als sichere Abschaltfunktion 

gemäß der Atex-Richt linie. Dies 

ermöglicht den Einsatz der STO-Funktion 

des Frequenz umrichters als Aktuator beim 

Aufbau der Temperaturschutzfunktion. 

Die STO-Funktion des ACS880 ist nach EN/ 

IEC 61800-5-2 ausgeführt und entspricht 

auch den Anforderungen der EU-Maschinenrichtlinie 

2006/42/EC. Sie erreicht das hohe 


02 Die Serie 

ACS880 umfasst 

Single Drive- 

Frequenzumrichter, 

Schrankgeräte und 

Frequenzumrichtermodule 

Vollständig 

überarbeitet! 

Sicherheitslevel SIL 3 und PL e. Die Atex-zertifizierte 

sichere Abschaltfunktion erfüllt die 

Anforderungen der europäischen Atex-Richtlinie 

2014/34/EU und ist durch den Tüv Nord 

und VTT expert services Ltd. zertifiziert. 

Optionales 

Sicherheitsfunktionsmodul 

Zusätzliche Sicherheitsfunktionen können 

durch das optionale Sicherheitsfunktionsmodul 

FSO-12 ergänzt werden. Das einfach 

anschließbare und konfigurierbare Sicherheitsfunktionsmodul 

verfügt über verschiedene 

Sicherheitsfunktionen sowie eine 

Selbstdiagnosefunktion, die die aktuellen 

Sicherheitsanforderungen und Normen erfüllt. 

Verglichen mit externen sicherheitstechnischen 

Komponenten zeichnet sich 

FSO-12 durch eine nahtlose Integration 

seiner Funktionen in die Antriebsfunktionalität 

aus, sodass sich der Aufwand für 

Anschluss und Konfiguration der Sicherheitsfunktionen 

reduziert. 

FSO-12 wird in einem Steckplatz auf der 

Regelungseinheit installiert und kommuniziert 

direkt mit dem Frequenzumrichter. 

Das Modul verfügt über zahlreiche geberlose 

Sicherheitsfunktionen, darunter die in 

der chemischen Industrie wichtigen Funktionen 

„Sicherer Stopp 1“ (SS1) und „Sicher 

begrenzte Drehzahl“ (SLS). FSO-12 erfüllt 

die Sicherheitslevels SIL 3/PL e auch ohne 

Geberrückführung vom Motor und ist mit 

der EU-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG/ 

konform. Darüber hinaus kann das Modul 

auch als Ersatzteilpaket bestellt und nachträglich 

an dem Frequenzumrichter montiert 

werden. Erfordert die Anwendung eine 

sichere Drehgeber-Rückführung, kann dies 

mit dem sicherheitszertifizierten Dreh geber- 

Schnittstellenmodul FSE-31 und dem Sicherheitsfunktionsmodul 

FSO-21 realisiert werden. 

Das Modul meldet Drehgeber daten an 

das FSO-21 und kann gleichzeitig als Rückführung 

für den Frequenzumrichter verwendet 

werden. 

Thermistor-Schutzmodul 

Atex-zertifiziert 

Für den Frequenzumrichter vom Typ 

ACS880 steht außerdem ein Atex-zertifiziertes 

integrierbares Thermistor-Schutzmodul 

zur Verfügung. Das FPTC-02 Atex-zertifizierte 

Thermistor-Schutzmodul, Ex II (2) 

GD, ist als Schutzgerät baumustergeprüft 

und erfüllt die Anforderungen für Sicherheitskomponenten 

der europäischen Atex- 

Richtlinie 2014/34/EU. Es kann dadurch 

für den Temperaturschutz von Motoren in 

explosionsgefährdeten Bereichen (Ex-Motoren) 

verwendet werden. 

Die Lösung entspricht auch den Anforderungen 

der EU-Maschinenrichtlinie 2006/42/ 

EC und ist zertifiziert durch den Tüv Nord 

und VTT expert services Ltd. Diese Option 

ermöglicht eine erhöhte Prozess sicherheit 

und sorgt für eine vereinfachte Installation, 

da externe Sicherheitskomponenten eingespart 

werden können und sich damit auch 

die Verkabelung vereinfacht. 

Um eine noch größere Flexibilität bei der 

Einhaltung der Sicherheitsnormen zu erreichen, 

bietet ABB die Industrial Drives vom 

Typ ACS880 auch zusammen mit Niederspannungsmotoren 

für Ex-Bereiche als fertiges 

Paket an, das gemäß den IECEx- und 

Atex-Normen als Kombination geprüft, 

dimensioniert und zertifiziert ist. Eine solche 

Paketlösung spart Zeit und Kosten, da 

projektspezifische Prüfungen der Motor- 

Frequenzumrichter-Kombination nicht erforderlich 

sind. 

Fotos: ABB 

www.abb.de 

Die Berechnung und 

Gestaltung von Wälzlagern 

erreicht eine neue Ära 

Wälzlagerpraxis 

Das Standardwerk für 

Konstrukteure und Studenten 

in der 4. Auflage. 

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Der neue Technologiestandard 

Das leisten explosionsgeschützte Drehstrom-Asynchronmotoren für die Prozessindustrie 

In der Chemie- und Prozesstechnik haben sich robuste, explosionsgeschützte 

Drehstrom-Asynchronmotoren weltweit millionenfach bewährt. Zu den 

bekanntesten Vertretern gehört wohl der Chemstar, der gerade bei rauen Betriebsund 

Umgebungsbedingungen zum Einsatz kommt. Nun gibt es diesen auf einer 

neuen, standardisierten Plattform – mit den gleichen robusten Eigenschaften wie 

bisher, allerdings noch komfortabler bei Handling, Engineering und Service. 

Stefan Rausch ist Marketing Manager für 

Motoren bei der Siemens AG in Nürnberg 

Konstrukteure sind somit frei in der Auswahl 

der Motoren – Standard oder mit Ex- 

Schutz usw. – und bekommen dennoch die 

Sicherheit, dass der Engineering-Aufwand 

stets der gleiche ist. Das bedeutet, dass für 

Projektierung, Auswahl, Bestellung, Parametrierung, 

Inbetriebnahme und Service in 

beiden Fällen die gleichen Tools (z. B. DTdard 

in den genannten Branchen. Diesen 

Elektromotor gibt es nun auf der Siemens 

einheitlichen Ex-Motoren-Plattform Simotics 

XP. Als Simotics XP Chemstar deckt er den 

gleichen Bedarf ab wie bisher, liefert jedoch 

aufgrund der einheitlichen Plattform-Strategie 

des Herstellers an vielen Stellen wertvollen 

Zusatznutzen. 

Erhältlich für die Ex-Schutz-Zonen 1, 2, 

21 und 22 deckt er die wichtigsten Zündschutzarten 

Ex db eb, Ex eb, Ex ec, Ex tb und 

Ex tc ab und lässt sich so für die meisten 

Anwendungen im rauen Umfeld der Prozessindustrie 

einsetzen. Durch Integration 

in den Systembaukasten vereint der Motor 

die besten Eigenschaften aus zwei Welten: 

Einerseits erfüllt er, basierend auf der jahrzehntelangen 

Erfahrung und Expertise in 

Chemie, Öl und Gas, die gestellten prozesstechnischen 

Anforderungen an Robustheit 

und Sicherheit, andererseits bietet er rund 

um Logistik und Engineering alle Vorteile 

Charakteristisch für chemische und prozesstechnische 

Abläufe sind raue Betriebs- 

und Umgebungsbedingungen, teilweise 

in Verbindung mit explosionsgefährdeten 

Gasen und Stäuben, sodass Elektromotoren 

für Pumpen, Lüfter, Kompressoren, Mischer, 

Rührer, Extruder etc. nicht nur automatisierungstechnisch 

und bezüglich ihrer Energieeffizienz 

gefordert sind, sondern auch sicherheits- 

und materialtechnisch höchsten Ansprüchen 

genügen müssen. Aus diesem 

Grund gibt es spezielle Ausführungen von 

Drehstrom-Asynchronmotoren, die für die 

unterschiedlichen Betriebsbedingungen in 

diesen Branchen optimiert wurden. Einer 

der weltweit bekanntesten solcher Antriebe 

ist der Loher Chemstar als Technologiestanwie 

sie von den Standardmotoren bekannt 

sind. Kurz gesagt: Simotics XP bietet für 

Anwender ein explosionsgeschütztes Motorenspektrum, 

das in Umfang und Anspruch 

seinesgleichen auf dem Weltmarkt sucht. 

Mit der neuen Baureihe Simotics XP 

Chemstar wurden das technische Design, 

die Motordaten sowie spezielle Zusatzoptionen 

des traditionellen Chemstar entsprechend 

harmonisiert. 

Standardisierungsstrategie führt 

zu Vorteilen 


SPECIAL I ANTRIEBSTECHNIK FÜR DIE PROZESSINDUSTRIE 

Konfigurator, Sizer, usw.) genutzt werden 

können. Das Ergebnis: Arbeitserleichterung 

plus Zeitersparnis. Gleichzeitig wird auch 

der gesamte Beschaffungsprozess vereinheitlicht 

und die Lagerhaltung aufgrund der 

reduzierten Zahl der Varianten vereinfacht. 

In Verbindung mit der durchgängig erhältlichen 

Effizienzklasse IE3 lassen sich nun 

auch für die Chemie- und Prozesstechnik 

energiesparende Antriebslösungen auf einfache 

Weise projektieren und verwenden. 

Ein hohes Maß an Standardisierung, wie 

Siemens es mit dem neuen Simotics XP 

Chemstar jetzt auch für die Prozessindustrie 

zur Verfügung stellt, zahlt sich in vielen 

Details aus: Die digitalen Informationen 

wie 2-D-Darstellungen, 3-D-Modelle sowie 

verschiedene technische Daten, die zur 

Ver fügung stehen, führen zu einer deutlichen 

Vereinfachung der Elektrokonstruktion. 

Die durchgängige Digitalisierung der 

neuen Elektromotoren erweist sich im 

Produktionsalltag als praktisch: Jeder 

Simotics XP besitzt z. B. auf dem Typenschild 

einen Data-Matrix-Code der direkt 

zu den individuellen technischen Daten, zu 

Zertifikaten und Ersatzteillisten führt. So 

funktioniert die Ersatzbeschaffung einfacher 

und wenn im Zuge von Wartungsarbeiten 

nur einzelne Anbau- oder Einbauteile 

wie Lager, Klemmkästen oder Lagergehäuse 

beschafft werden müssen, spart 

die Betriebstechnik Zeit. 

Optionspakete für 

maßgeschneiderte Motoren 

Die Bezeichnung Chemstar steht seit Jahrzehnten 

für maßgeschneiderte Motorenlösungen 

insbesondere in explosionsgefährdeten 

Bereichen der chemischen und 

petrochemischen Industrie sowie in der Ölund 

Gas-Branche. Wie bisher gibt es auch 

beim neuen Simotics XP Chemstar vorkonfigurierte, 

exakt auf die jeweilige Branche 

zugeschnittene Optionspakete mit typischen 

Speziallösungen bezüglich Korrosionsschutz 

(C4), Materialauswahl (rostfreier Stahl) sowie 

erhöhter Gewährleistung. Der Leistungsumfang 

reicht weiter bis zu den gängigen Spezifikationen 

von VIK, Shell usw. Der gesamte 

Leistungsumfang, zu dem auch frei wählbare 

Optionen wie reduzierte Anlaufströme, Motorüberwachung, 

verstärkte Lagerung, Tropenklimaausführung, 

Sonderanstrichsysteme 

(Bis C5M-M Klassifizierung) und einige weitere 

gehören, ist nun Teil der durchgängigen 

Plattform für explosionsgeschützte Niederspannungsmotoren 

Simotics XP. 

Durch die Integration dieses Motors in den 

Simotics-Systembaukasten steigt zudem 

dessen Flexibilität. Es gibt ihn wie bisher in 

Achshöhe AH 71 bis AH 355 für Leistungen 

von 0,25 bis 500 kW. Dabei führt der standardisierte 

Aufbau zu ausgesprochen kurzen 

Lieferzeiten. Die Folge sind kürzere Projektlaufzeiten 

und somit Einsparungen bei den 

Projektkosten in Verbindung mit den Vorteilen 

eines beschleunigten Time-to-Market. 

Weiteres Plus: Aufgrund einer schnelleren 

Beschaffung der speziellen Motoren für 

Chemie- und Prozesstechnikanwendungen 

kann auch die Lagerhaltung effizienter organisiert 

werden, was sich positiv auf Platzbedarf 

und Kapitalbindung auswirken kann. 

Der neue Chemstar 

Als neuer Technologiestandard für die chemische 

und Prozessindustrie sowie für die 

Öl- und Gas-Branche führt die Motorenreihe 

Simotics XP Chemstar die jahrzehntelange 

Entwicklungsgeschichte des alten Loher 

Chemstar fort. Durch den hohen Standardisierungsgrad 

kommen nun Vorteile zum Tragen, 

die den Umgang mit den Motoren für 

Die neue Motorengeneration Simotics XP 

Chemstar führt die jahrzehntelange 

Dominanz des Loher „Chemstar“ fort 

Anwender verein fachen und damit deren 

Alltag erleichtern: Durch gängige Konstruktionsplattform, 

flexibles Baukastenkonzept, 

fertige Optionspakete, umfangreiche Zertifizierungen 

sowie digitale Engineering- und 

Bestelldaten. Festdrehzahlbetrieb und drehzahlvariabler 

Betrieb am Umrichter sind gleichermaßen 

möglich. Simotics XP Chemstar 

der Zündschutzarten Ex db, Ex ec, Ex tb und 

Ex tc lassen sich dabei mit Umrichtern der 

Sinamics-Familie von Siemens betreiben, 

ohne dass ein Systemtest notwendig wäre. 

„Simotics XP Chemstar verbindet das Beste aus zwei Welten: 

Jahrzehntelange Erfahrung und die Vorteile der Standardisierung.“ 

In Verbindung mit umfangreichen Systemtests 

hat Siemens einen neuen Elektromotor 

entwickelt, der alle bisherigen Anforderungen 

rauer Umgebungsbedingungen erfüllt 

und gleichzeitig die Erfahrung aus über 

hundert Jahren Motorenentwicklung in sich 

vereint. Dadurch ergibt sich wie beschrieben 

in vielerlei Hinsicht eine spürbare Effizienzsteigerung 

beim Einsatz von explosionsgeschützten 

Drehstrom-Asynchronmotoren 

von der die gesamte Chemie- und Prozessindustrie 

sowie die Öl- und Gas-Branche 

profitieren. 

www.siemens.de 


Keine Chance 

für Keime 

Hygienegerechte Servotechnik für Steril- und Nassbereiche 

In der elektrischen Antriebstechnik gehört 

die Wittenstein SE zu den Pionieren im 

Bereich Hygiene Design. Bereits auf der 

Hannover Messe 2013 hat das Tochterunternehmen 

Wittenstein Alpha mit der 

Produktfamilie HDV die weltweit ersten, 

von der EHEDG zertifizierten, spielarmen 

Planetengetriebe im Hygiene Design präsentiert. 

Seitdem hat sich die Baureihe im 

Umfeld der Lebensmittelverarbeitung, der 

Getränkeabfüllung oder der Herstellung 

pharmazeutischer Produkte etabliert – u. a., 

weil Maschinenbauer und Betreiber davon 

profitieren, dass sich das HDV als Plug-&- 

Play-Antriebseinheit ohne weitere konstruktive 

Maßnahmen hygienegerecht in 

offene Maschinenstrukturen integrieren 

lässt. Doch dies ist nur ein Grund, weshalb 

Servotechnik im Hygiene Design mehr als 

nur ein Nischenmarkt ist. 

Verbraucherverhalten treibt 

ebenso wie ... 

Wieso liegt hygienegerechte Antriebstechnik zunehmend 

im Trend, was bedeutet Hygiene Design in der 

gerätetechnischen Umsetzung, welche Performance-, 

Prozess- und Produktrisiken können vermieden werden 

und welche Lösungen bietet das Produktportfolio 

der Firma Wittenstein? 

Verantwortlich für die verstärkte Nachfrage 

nach Automatisierungskomponenten im 

Hygiene Design im Allgemeinen und nach 

hygienegerechter Servoantriebstechnik im 

Besonderen sind zum einen die sich wandelnden 

Verbrauchergewohnheiten und 

auch der demographische Wandel. Dies 

führt zu einer stärker individualisierten 

Nachfrage, z. B. in Form unterschiedlicher 

Packungsgrößen für Single- und Familienhaushalte, 

einem zunehmenden Angebot 

an Convenience- wie auch an Bio-Produkten 

oder einem stetig steigenden Spektrum 

portionsverpackter Lebensmittel weit über 

Wurst- und Käseaufschnitt hinaus. Nachgefragt 

werden zudem immer hochwertigere 

Produkte, gerne auch mit längerer Haltbarkeit. 

All dies erfordert die Ausführung 

von Produktions-, Verarbeitungs- und Verpackungsanlagen 

nach Hygiene-Design- 

Richtlinien, um eine hohe Prozess- und 

Produktsicherheit beim Verarbeiten und 

Verpacken von Fleisch-, Fisch- und Wurstwaren, 

von Molkereiprodukten und bei der 

Abfüllung von flüssigen Lebensmitteln und 

Getränken zu gewährleisten. 

... maschinenbauliche und 

wirtschaftliche Aspekte 

Carolin Ank ist Produktmanagerin bei der Wittenstein Cyber 

Motor GmbH in Igersheim und Manuel Peter ist Leiter 

Produktmanagement Getriebe & Anwendungen bei der 

Wittenstein Alpha GmbH in Igersheim 

Gleichzeitig zum sich stetig verändernden 

Verbraucherverhalten und zur Vermeidung 

von Produktrisiken setzen sich bei der 

Auslegung von Maschinen, z. B. für die 

Lebensmittel- und Getränkeindustrie, ver 



stärkt offene Maschinenkonzepte durch. 

Bislang wurden nicht hygienegerechte Antriebseinheiten 

– um sie vor der Bildung 

von Keimen und Mikroorganismen nach 

einem Produktaustritt oder der Nassreinigung 

zu schützen – eingehaust oder sogar 

gekapselt. Heute fordern die Maschinenbauer 

hygienegerechte Komponenten, die 

sich ohne zusätzliche konstruktive Maßnahmen 

auf einfache Weise integrieren und 

warten lassen. Dies hat sowohl technische 

als auch wirtschaftliche Gründe. So ist das 

Einhausen von Antrieben als Schutz vor 

einer eventuellen Kontamination trügerisch. 

Es können sich unter einer Abdeckung unbemerkt 

Feuchtigkeitsnebel, Ablagerungen 

und Schmutznester bilden. Sie bilden einen 

optimalen Nährboden für die Vermehrung 

von Mikroorganismen und können zu Produktkontaminationen 

im späteren Produktionsprozess 

führen. Zudem besteht das 

Risiko, dass Reinigungsdämpfe in das Schutzgehäuse 

eindringen und zu Korrosionsbildung 

an den Antriebskomponenten führen. 

Die im Betrieb zusätzlich entstehende Stauwärme 

unter der Einhausung birgt langfristig 

die Gefahr von Lagerschäden und 

Leckagen. Dies kann zu einer verkürzten 

Lebensdauer der Antriebe und somit einer 

geringeren Anlagenverfügbarkeit führen – 

und die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen. 

Darüber hinaus stellen die Fertigung einer 

Einhausung sowie ihr Montageaufwand für 

den Maschinenbauer einen vermeidbaren 

Kostenfaktor dar. Schließlich kommt bei der 

Abnahme der Maschine erschwerend hinzu, 

dass eine solche Schutzlösung, die unter 

Hygienegesichtspunkten nicht zertifizierbar 

ist, einen erheblichen Mehraufwand generiert, 

wenn sie in eine durchgängig im 

Hygiene Design ausgeführte Anlage integriert 

werden soll. Nicht ganz unwichtig ist 

zu guter Letzt der Design-Faktor: Durch die 

Materialauswahl und die konstruktiven 

Vorgaben geben die fast „zwangsläufig“ 

formschönen Hygiene-Design-Antriebslösungen 

in offenen Maschinenstrukturen 

fast immer ein besseres Bild ab als kantige 

Schutzgehäuse oder Kapselungen. 

Hygiene Design folgt Normen, 

Richtlinien und Empfehlungen 

Die gerätetechnischen Anforderungen an 

ein hygienegerechtes Design sind vielschichtig 

und folgen einer Reihe von Normen, 

Richtlinien und gesetzlichen Vorgaben. 

So legt zum einen die Maschinenrichtlinie 

2006/42/EG wichtige Grundlagen 

01 Bereits 2013 hat Wittenstein die ersten, 

von der EHEDG zertifizierten Planetengetriebe 

im Hygiene Design präsentiert 

hinsichtlich der Notwendigkeit und der 

Ausgestaltung des hygienischen Designs 

von Maschinen- und Automatisierungskomponenten. 

Unbedingt zu beachten sind 

zudem die Empfehlungen 

bzw. Vorgaben der EHEDG. 

Diese ist eine Expertengemeinschaft 

von Maschinen- 

und Komponentenherstellern, 

Fachleuten aus 

der Nahrungsmittelindustrie 

sowie von Forschungsinstituten 

und Gesundheitsbehörden. 

Ihr Ziel ist 

es, das Bewusstsein für Hygiene 

bei der Verarbeitung 

und Verpackung von Nahrungsmitteln 

zu stärken. Schließlich geben 

eine Reihe relevanter Normen, Richtlinien 

und gesetzliche Vorgaben den rechtlichen 

Rahmen für die Entwicklung und Inverkehrbringung 

hygienegerechter Produkte 

vor. Bereits bei der Entwicklung von Hygiene-Design-Produkten 

greifen bspw. die 

Gestaltungsanforderungen, wie sie in der 

B-Norm DIN EN ISO 14159:2008-07 für 

Maschinen mit Hygienerisiken generell und 

in der C-Norm DIN EN 1672-2: 2005+A1 

speziell für Nahrungsmittelmaschinen festgelegt 

sind. Die gesetzlichen, hygienerechtlichen 

Vorgaben, die neben der Maschinenrichtlinie 

und den EHEDG-Empfehlungen 

bei der Markteinführung und Inverkehrbringung 

von Produkten maßgeblich sind, 

sind die VO 1935/2004/EG über Materialien 

und Gegenstände, die bestimmungsgemäß 

mit Lebensmitteln in Berührung kommen. 

Die Wittenstein-Gruppe hat in den vergangenen 

Jahren eine besondere Hygiene- 

02 Das HDP + mit Abtriebsflansch setzt 

Maßstäbe im Hinblick auf Positioniergenauigkeit 

und Leistungsdichte 

Verantwortlich für die 

verstärkte Nachfrage 

nach hygienegerechter 

Servoantriebstechnik sind 

die sich wandelnden 

Verbrauchergewohnheiten. 

Carolin Ank 

Design-Kompetenz aufgebaut und weiß – 

zumal als Mitglied der EHEDG – worauf 

es bei der hygienegerechten Entwicklung 

und Auslegung von Getrieben, Servomotoren 

und Kleinantriebssystemen ankommt 

und hat dieses Know-how in 

vollem Umfang berücksichtigt und industriegerecht 

umgesetzt. 

Was bedeutet Hygiene Design 

im Antrieb? 

Hygiene-Design-Komponenten werden vor 

allem in Steril- und Nassbereichen eingesetzt. 

Das bedeutet, dass sie dort zum einen 

dem Austritt eines Prozessmediums ausgesetzt 

sein können, z. B. bei einer Leckage in 

der Rohrleitung oder Überfüllung eines 

Pufferbehälters. Darüber hinaus 

unterliegen sie regelmäßigen Reinigungsund 

Desinfektionsprozessen, bei denen 

z. B. chlorhaltige Schaumreiniger und Desinfektionsmittel 

zum Einsatz kommen. Daher 

ist die Auswahl medienbeständiger Materialien 

und bei Bedarf deren zusätz liche 

Bearbeitung erforderlich. Aus diesen Grün- 



03 Im Anlagenbetrieb zeichnet sich die 

Hygiene-Design-Lösung durch eine hohe 

Dynamik und Präzision aus 

04 Die Kleinservomotoren und Antriebsverstärker 

bilden ein Kleinantriebssystem für die 

hygienegerechte Antriebsautomatisierung 

Planetengetriebe mit EHEDG-Zertifikat ist, 

setzt das HDP + mit Abtriebsflansch Maßstäbe 

im Hinblick auf Positioniergenauigkeit 

und Leistungsdichte: Mit einem Verdrehspiel 

von weniger als einer Winkelminute 

und einem maximalen Beschleunigungsmoment 

von 760 Nm ist es geeignet 

für hochdynamische und kompakte Applikationen 

wie z. B. in der Deltarobotik. Maschinenbauer 

können die HDV- und HDP + 

Getriebe Plug-&-Play in offene Maschinenstrukturen 

integrieren. 

Die Kleinservomotoren der Produktfamilie 

Cyber Dynamic Line im Hygiene Design 

und die Antriebsverstärker der Baureihe 

Simco Drive von Wittenstein Cyber Motor 

bilden zusammen ein Kleinantriebssystem 

für die hygienegerechte Antriebsautomatisierung 

in Produktions- und Verpackungsanlagen. 

Der große Vorteil bei der Integraden 

sind bei allen Hygiene-Design-Antriebslösungen 

von Wittenstein die außenliegenden 

Gehäuseoberflächen, die unter 

Umständen mit Produktaustritt oder mit 

Reinigungs- oder Desinfektionsmedien in 

Berührung kommen können im extrem 

widerstandsfähigen Edelstahl 1.4404/AISI 

316L ausgeführt. Dieser kohlenstoffarme 

Edelstahl weist eine hohe Beständigkeit 

gegen chlorhaltige Medien auf, die oxidativ 

auf die Gehäuseoberfläche einwirken könnten. 

Zudem fördert er die natürliche Absterberate 

von Bakterien und anderen Mikroorganismen 

auf seiner Oberfläche. Durch 

entsprechende Be arbeitung des Edelstahls 

wird die Rauheit auf mindestens R a 

< 0,8 µm 

reduziert – und die Oberfläche dadurch 

nahezu „spiegelglatt“. Dies minimiert die 

Anhaftungsmöglichkeiten für Produktreste 

und begünstigt gleichzeitig das rückstandfreie 

Abwaschen und Ablaufen von Reinigungs- 

und Des infektionsmitteln. Auch die 

in Getrieben eingesetzten Dichtungsmaterialien 

– PTFE am Abtrieb der Getriebe, 

Dichtringe am Deckel aus PUR, O-Ringe 

zwischen Motor und Getriebe aus Fluoropren 

sowie thermoplastisches Polyurethan 

(TPU) in Kabelverschraubungen – entsprechen 

den Anforderungen der EHEDG 

und auch der FDA an das Hygiene Design. 

Neben der Materialauswahl kommt es 

auch auf eine besondere konstruktive Auslegung 

an. So dürfen die Gehäuse keine 

mechanischen Übergänge, Spalten, Vertiefungen, 

herausstehende Verschraubungen, 

Hinterschnitte oder Toträume aufweisen, 

in denen sich Bakterien oder 

Mikroorganismen einnisten könnten. Kanten 

sollten glatt und abgerundet ausgeführt 

sein sowie einen Mindest-Rundungsradius 

von 3 mm aufweisen. Zudem gilt es, horizontale 

Flächen zu vermeiden, die ein 

vollständiges Ablaufen der Reinigungsbzw. 

Desinfektionsmedien nach dem Einwirken 

und Abspülen verhindern könnten – 

ebenso wie das Laser-gravierte Typenschild 

der Komponente. 

Für sauberes und hygienisches 

Antreiben 

Die Wittenstein-Gruppe hat den Trend zur 

Ausrüstung von Maschinen der Lebensmittel-, 

Fleisch- und Verpackungsindustrie 

mit hygienegerechter Antriebstechnik 

erkannt und bietet je nach Aufgabenstellung 

Servogetriebe 

Unsere 

und Kleinantriebssysteme 

im Hygiene Design 

an. Im Markt spielarmer 

Planetengetriebe überzeugen 

die Getriebebaureihen 

HDV und 

HDP + im Hygiene Design 

von Wittenstein 

Alpha durch hohe Produktivität 

und Verfügbarkeit. 

Während das 

HDV das derzeit einzige 

tion der kompakten Servomotoren mit 

einem Außendurchmesser von 40 mm besteht 

darin, dass sie nicht mehr aufwändig 

gekapselt oder im Unterbau einer Maschine 

versteckt werden müssen, sondern 

direkt in den prozessnahen Achsen z. B. 

eines Pick-&-Place-Roboters oder eines 

Abfüllventils eingesetzt werden können. Im 

Anlagenbetrieb zeichnet sich die Hygiene- 

Design-Lösung von Wittenstein Cyber 

Motor zudem durch eine hohe Dynamik und 

Präzision aus – ermöglicht durch die mit bis 

zu 32 Bit hochauflösende Stromregelung 

des Simco Drive Servoreglers und dessen 

schneller Strommessung unter 8 µs. 

Potenzial für mehr Performance 

Die Hygiene-Design-Antriebslösungen von 

Wittenstein können ohne weitere Maßnahmen 

direkt in eine Maschine oder eine nach 

Hygiene-Design-Grundsätzen konstruierte 

Anlage integriert werden. Schmutznester 

und Stauwärme sowie Reinigungs- oder 

Desinfektionsmitteldämpfe scheiden als 

Funktions- und Prozessrisiken aus. Ihre 

Hygiene-Design- 

Antriebslösungen können 

direkt in eine Maschine oder 

eine nach Hygiene-Design- 

Grundsätzen konstruierte Anlage 

integriert werden. 

Manuel Peter 

konstruktive und materialtechnische Ausführung 

ermöglicht Schutzarten bis IP69X 

bis maximal 30 bar. Dadurch sind sie CIPund 

SIP-geeignet und können ohne Bedenken 

eingeschäumt, hochdruckbestrahlt 

und gereinigt werden. 

Bisherige Maschinenkonzepte für den 

Hygienebereich sind im Wandel. Hygienegerechte, 

integrations- und wartungsfreundliche 

Antriebstechnik im Hygiene 

Design wird für den Maschinenhersteller 

zum Verkaufsargument – vor allem dann, 

wenn die Servogetriebe durch ihre Leistungsmerkmale 

eine hohe Präzision und 

Produktivität der gesamten Maschine oder 

Anlage gewährleisten. 

Fotos: Aufmacher Fotolia, 01– 04 Wittenstein SE 

www.wittenstein.de 



Plug-&-Play-Sensor ermöglicht 

vorausschauende Getriebewartung 

Flender stellt den Smart Sensor DX500 mit der 

dazugehörigen DX Assist App vor. Die 

Plug-&-Play-Lösung zur Messung von 

Vibrationen und Temperaturen am 

Getriebe meldet dem Anlagenbetreiber 

Unregelmäßigkeiten direkt per App auf 

sein Smartphone oder Tablet. Das System 

ermöglicht die Planung von vorausschauenden 

Servicearbeiten, bevor es zu 

ungeplanten Störungen oder Ausfällen 

kommt, und steigert so die Anlagenverfügbarkeit. 

Der Temperatur- und Schwingungssensor misst und 

überwacht die Parameter direkt am Getriebe und signalisiert 

Veränderungen über LED-Signale und per Alarmsignal in der 

DX Assist App oder über das Kundennetzwerk. Alle Alarme 

werden protokolliert und der Anlagenbetreiber kann die Bestellung 

von benötigten Ersatzteilen und detaillierten Getriebeanalysen 

durch Flender-Experten direkt per Klick anstoßen. 

Die Assist App ist somit ein Tool für das ganzheitliche Getriebemanagement. 

Der Betreiber erhält ein digitales und mobiles 

Service-Logbuch seines Getriebes, mit dem er sein Ersatzteilmanagement 

optimieren und die Wartungs- und Fehlerfolgekosten 

reduzieren kann. 

www.flender.com 

Antriebe für den Ex-Bereich 

aus dem Baukasten 

Atex-konforme Antriebskonzepte für die Prozessindustrie bietet 

Nord an. Im Programm hat der Hersteller Staub- oder Gas-Exgeschützte 

Motoren, Getriebe und elektronische Antriebstechnik 

für die Zonen 1, 2, 21 oder 22. Diese kommen aus einem Baukasten 

für flexible Antriebskonzepte mit optional für den Umrichterbetrieb 

ausgelegten Motoren sowie die Anbaumöglichkeit über 

IEC- oder Nema-Zylinder oder direkt an ein Getriebe für eine 

kompakte Lösung. Das 

Sortiment zeichnet sich 

durch die Integration von 

Fremdlüftern, Rücklaufsperren 

oder Bremsen, 

einen auf Wunsch 

kombinierten Staub-/ 

Gas-Ex-Schutz und 

Systeme für Temperaturen 

bis + 60 °C aus. Mit 

SK 180 E sind zudem Atex-konforme, dezentrale Frequenzumrichter 

erhältlich, die in Schutzklasse IP69K zu haben sind. 

Sie eignen sich damit in Prozessanwendungen, die mit Hochdruck 

gereinigt werden. Zum Einsatz kommen sie z. B. in der 

Verpackungs- und Lebensmittelindustrie oder in Förder- und 

Pumpenanwendungen. 

www.nord.com 

Compound für die Herausforderungen 

der Food- und Pharmaindustrie 

Mit dem weißen Werkstoff Vi 770 verstärkt C. Otto Gehrckens 

(COG) seine Hygienic-Seal-Serie um einen weiteren Hochleistungs-FKM. 

Der Hightech-Werkstoff wurde für die hohe Materialbeanspruchung 

in den Produktionsanlagen der pharmazeutischen 

und Lebensmittel verarbeitenden Industrie konzipiert. 

Er eignet sich für SIP-, CIP- und auch WFI-Prozesse, womit Vi 770 

die strengen Maßgaben des Hygienic Design erfüllt. Neben 

Widerstandsfähigkeit gegenüber den hohen Belastungen durch 

diverse Reinigungsprozesse bietet die FKM-Neuheit eine generell 

sehr gute Medienbeständigkeit und ist auch gegenüber Wasserdampf 

beständig. Zudem erfüllt der Werkstoff die Forderung nach 

garantiert ADI-freien Dichtungswerkstoffen (Animal Derived 

Ingredients free). Wie alle Compounds der COG-Produktserie 

Hygienic Seal verfügt auch der Neuzugang über die Freigaben der 

FDA 21. CFR 177.2600, der USP Class VI, VO (EG) Nr. 1934/2004 

sowie die Zulassung nach 3-A Sanitary Standard 18-03. 

Ex-Motoren standardmäßig bis IE4 

WEG bietet die explosionsgeschützten Asynchronmotoren W22Xd 

für die Leistungsbereiche 7,5 bis 375 kW freiwillig nach den 

Standards der IE-Klassifizierung an – bis Energieeffizienzklasse 

IE4. Explosionsgeschützte Motoren sind von der Effizienz- 

Regelung der EU bislang ausgenommen. Da Energiekosten bei 

Elektromotoren zwischen 95 und 97 % der Gesamtlebenszykluskosten 

ausmachen, können mit IE-klassifizierten Ex-Motoren 20 

bis 40 % der Kosten einsparen. Um die energiesparenden Antriebe 

für den Ex-Bereich verfügbar zu machen, übertrug der Hersteller 

das Gehäusedesign der W22-Standardasynchronmotoren auf die 

Ex-Motoren. Dieses beinhaltet ein Kühlsystem, dessen aerodynamisches 

Konzept zu einer Verringerung des Geräuschpegels und 

zu einer Optimierung der 

Wärmeableitung beitragen. 

Das robuste Gehäuse mit 

integrierten massiven Füßen 

ermöglicht den Einsatz der 

Ex-Motoren selbst in den 

anspruchsvollsten Anwendungen 

und minimiert die Vibrationsund 

Geräuschentwicklung. 

www.weg.net 

www.cog.de 

antriebstechnik 7/2018 45 

KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18

Elektronisches Typenschild – Power 

Interface Communication: Kommunikationsverfahren 

für geberlose Motoren 

Wenn heute ein PC-Drucker über die USB-Schnittstelle an einen Laptop 

angeschlossen wird, ist die Erwartungshaltung des Anwenders, dass nach kurzer 

Zeit ein aktueller Treiber für den Drucker automatisch installiert wird – ohne 

weitere Installationsschritte. Genauso selbstverständlich ist, dass Laptop, 

Smartphone usw. herstellerunabhängig weltweit genutzt und vernetzt werden 

können – Wireless oder via RJ-45 Netzwerkkabel. Was in der IT selbstverständlich 

ist, ist bei Frequenzumrichter-betriebenen Elektromotoren für die 

Automatisierungstechnik bisher nur mit nennenswerten Einschränkungen möglich. 

Motor 3~ 50Hz IEC 34-1 

No. 

15 kW 1455 r/min. 

CI . F cos = 0.90 

400 V 

27.5 A 

230 V 

48.7 A 

Cat. No. IP 54 kg 

01 Typisches Motortypenschild 

Industrielle Servoantriebe verfügen heute meist über Motorfeedbacksysteme 

mit einer digitalen Schnittstelle. Über diese Schnittstellen 

können im Motor hinterlegte Daten – z. B. ein elektronisches 

Typenschild – gelesen werden. Diese Schnittstellen sind in der 

Regel herstellerspezifisch: 

n Der Encoderhersteller Heidenhain stattet seine Winkelmesssysteme 

standardmäßig mit einer digitalen, RS-485 basierten 

6-Draht-Schnittstelle aus. Das proprietäre EnDAT-Protokoll darf 

nicht von (Encoder-) Wettbewerbern genutzt werden. 

Prof. Dr.-Ing. Jens Onno Krah ist Leiter des Labors für Regelungstechnik, 

Alexander Abidin, M.Sc., und Dipl.-Ing. Christoph Hirschmeier sind 

Mitarbeiter am Institut für Automatisierungstechnik, alle an der TH Köln 

und Dipl.-Ing. Abednego Atsuri Johnson leitet den Arbeitskreis „Geregelte 

Elektroantriebe“ in der Forschungsvereinigung Antriebstechnik in Frankfurt a. M. 

n Die Firma Siemens nutzt bei dem Antriebssystem Sinamics die 

proprietäre Systemschnittstelle DRIVE-CLiQ, welches andere 

Steuerungshersteller nicht nutzen dürfen. 

n Die nicht proprietären Encoderschnittstellen wie z. B. BiSS (IC- 

Haus), Hiperface-DSL (Sick) oder SCS open link (Hengstler) 

konnten sich bislang nur eingeschränkt durchsetzen. Auch die 

offenen Encoderschnittstellen bieten bisher kein definiertes 

Format für ein elektronisches Typenschild. 

Bei in Motoren eingebauten Encodern mit digitaler Schnittstelle 

nutzen deshalb fast alle Hersteller noch immer ein proprietäres 

Format für das elektronische Motortypenschild, welches in 

einem dafür vorgesehenen Speicherbereich des Encoders – 

üblich sind wenige kByte – gespeichert wird. Herstellerübergreifend 

ist, dass die verschiedenen Encoderschnittstellen das Lesen 

und Schreiben des OEM-Speicherbereichs im Encoder unterstützen. 

Das funktioniert gut um ein elektronisches Typenschild zu 

realisieren, wenn Motor und Frequenzumrichter von einem Hersteller 

stammen. 



Parameter nur schätzen 

Der robuste und kostengünstige Asynchronmotor wird auch als 

das „Arbeitspferd“ der elektrischen Antriebstechnik bezeichnet. 

Angesteuert über einen Frequenzumrichter ist er in der Lage, 

gegen große Gegenmomente von Arbeitsmaschinen anzulaufen 

und kann gleichzeitig bei verschiedenen Drehzahlen hoch effizient 

betrieben werden. Der sensorlose Betrieb von Asynchronmaschinen 

hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da die 

messtechnische Erfassung von Drehzahl bzw. Winkel aufwendig 

ist und in der Praxis aus Kostengründen meist nicht erwünscht ist 

oder wegen ungünstiger Einsatzbedingungen, z. B. hohe Temperatur 

oder starke Vibration, kaum möglich ist. Auch werden mit 

Servomotoren realisierte Positionierantriebe zunehmend sensorlos 

geregelt, also auch ohne eingebautes Motorfeedbacksystem 

ausgeführt. 

Bei Motoren ohne eingebauten Encoder gibt es bisher keine 

Möglichkeit ein elektronisches Typenschild automatisch auszulesen. 

Zur Unterstützung der Inbetriebnahme gibt es inzwischen 

leistungsfähige Tools. Durch das automatische Ausmessen der 

Motorkennwerte können Parameter geschätzt werden. Das unterstützt 

eine Inbetriebnahme, hat aber nicht nur bei langen Motorleitungen 

Grenzen. 

Die Erwartungshaltung der Anwender von Frequenzumrichtern 

und Servoantrieben lässt sich wie folgt zusammenfassen: 

n Wenn ein Frequenzumrichter an einen Motor angeschlossen 

wird, soll dieser sich automatisch und sicher mit den passenden 

Parametern konfigurieren, damit der Antrieb maximale Leistung 

bei einem optimalen Wirkungsgrad bereitstellen kann, auch 

wenn Motor und Frequenzumrichter (FU) von unterschiedlichen 

Herstellern kommen und auch bei Motoren ohne eingebauten 

Encoder. 

n Während des Betriebs sollen Temperaturen und auch andere 

Kenngrößen überwacht werden: Condition Monitoring. 

n Natürlich ohne zusätzliche Stecker und Kabel – und zu minimalen 

Kosten. 

Vor diesem Hintergrund starteten der Fachverband Nahrungs- und 

Verpackungsmaschinen des VDMA und die Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik e.V. (FVA) das Forschungsvorhaben „Motor 

als Cyber-physikalisches System – Elektronisches Typenschild“, 

welches aktuell an der TH Köln bearbeitet wird. Zu bearbeiten sind 

zwei Aufgabenstellungen: 

n Definition der Darstellung des elektronischen Typenschilds zur 

digitalen Speicherung: Wie kann das Typenschild in einem 

motor integrierten Speicher – z. B. im EEPROM eines Encoders 

mit digitaler Schnittstelle – herstellerübergreifend hinterlegt und 

ausgelesen werden. Die Spezifikation der Daten wird in Zusammenarbeit 

mit dem ZVEI festgelegt. 

n Für Motoren ohne eingebaute Encoder soll über das vorhandene 

Motorkabel ähnlich einer Power Line Communication 

auf dieses elektronische Typenschild zugegriffen werden. Dazu 

soll im Motor eine kostengünstige Elektronikbaugruppe integriert 

werden. Diese neue Schnittstelle soll das Auslesen des 

elektronischen Typenschilds primär für eine schnelle Inbetriebnahme 

und auch Condition Monitoring ermöglichen und 

02 

03 

Bei Servomotoren ist es üblich, dass ein elektronisches 

Typenschild in einem OEM-Speicherbereich des motorintegrierten 

Encoders gespeichert ist 

Aus der Anstiegszeit der IGBT-Endstufenspannungen kann 

die Bandbreite abgeschätzt werden 

wird im Folgenden als Power Interface Communication (PIC) 

bezeichnet. 

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf den zweiten Punkt – 

Kommunikation mit einer motorintegrierten Elektronik über das 

Standard Motorkabel. 

Power Interface Communication 

Eine Herausforderung für die PIC zwischen FU und Motor sind die 

pulsweitenmodulierten Spannungen von dem FU. Die Spannungsflanken 

bei Frequenz umrichtern mit IGBT-Leistungshalbleitern 

betragen ca. 5 kV/µs. Bei einer Zwischenkreisspannung von ca. 

600 VDC ergibt sich eine Anstiegszeit t r 

(rise time) von 


04 

05 

06 

Motoranschlussleitung als Übertragungsstrecke: a) Ersatzschaltbild 

für die Kommunikation, b) mit Hochpassfilter, 

c) mit Berücksichtigung von Umrichter und Motor 

Labortestimplementierung der FSK Modulation zum 

Senden (Tx) 

Labortestimplementierung der FSK Demodulation zum 

Empfangen (Rx) 

Aus der Anstiegszeit t r 

kann mit der von Oszilloskopen bekannten 

Faustformel die Bandbreite BW abgeschätzt werden. 

Betrachtet man die Ausgangspannung eines IGBT-Frequenzumrichters 

im Frequenzbereich, so ist erkennbar, dass erst Fre- 

quenzen deutlich über ca. 3 MHz zur Kommunikation genutzt werden 

können. Daraus ergibt sich, dass der Frequenzbereich von 14 

bis 500 kHz, genutzt von Schmalband Powerline Communication 

(NB_PLC) G3-PLC für die Kommunikation im Niederspannungsnetz 

vor dem Hausanschluss, nicht geeignet ist. 

Breitband Powerline (BPL) nach IEEE 1901 nutzt einen Frequenzbereich 

bis ca. 70 MHz. Die aktuelle Version HomePlug AV2 

nutzt den Frequenzbereich 30 bis 68 MHz. Hier sind, weil parallel 

viele Trägersignale verwendet werden, für diese Anwendung unnötig 

hohe Datenraten erreichbar. Hohe Frequenzen limitieren die 

maximale Leitungslänge. 

In [1] wird eine Standard-Ethernet-basierte Kommunikationsmethode, 

die das Stromkabel zwischen einem Motor und einem 

Umrichter verwendet, vorgeschlagen. Darüber hinaus werden 

experimentelle Ergebnisse und zwei Anwendungen vorgestellt. 

Fokus sind die Übertragungsrate und die Latenzzeit, um Prozessdaten, 

wie z. B. die Encoderposition zu übertragen. Vorgeschlagen 

wird die Verwendung von Motordrosseln, um die Übertragung 

zu verbessern. 

Für diese Anwendung sind Frequenzen zwischen 5 und 20 MHz am 

besten geeignet. Leider wird dieser Bereich bei Power Line Communication 

bisher nicht schmalbandig benutzt, wodurch keine verfügbaren 

Standardkomponenten genutzt werden können. 

An der TH Köln durchgeführte Messungen bestätigten, dass bei 

marktüblichen Motoranschlussleitungen Trägerfrequenzen um 

10 MHz zur Übertragung besonders gut geeignet sind. Auch zeigte 

sich, dass der Wellenwiderstand der Motoranschlussleitungen unabhängig 

vom Hersteller bei ca. 100 Ω liegt. Die gemessene Amplitudendämpfung 

von bis zu 150 m langen Leitungen lag bei 10 MHz 

unter 10 dB. 

In Bild 04 ist die Kommunikation über die Motoranschlussleitung 

schematisch dargestellt. Als Übertragungsstrecke werden 

eine Motorphase gegen Schirm genutzt. Bild 04a zeigt eine einfache 

Übertragungsstrecke mit einer geschirmten Leitung mit 

dem Wellenwidertand Z 0 

= 100 Ω. Links wird mit einer Stromquelle 

in Kombination mit dem Abschlusswiderstand eine Signalspannung 

gesendet (Tx). Rechts befinden sich ein Abschlusswiderstand 

und ein Empfänger für die Signalfrequenz (Rx). 

Bild 04b zeigt die Übertragungsstrecke auf beiden Seiten erweitert 

um passive LC-Hochpassfilter 2. Ordnung mit je 3 MHz Grenzfrequenz 

– und zusätzlichen Dioden zur Spannungsbegrenzung. 

Zumindest umrichterseitig sollten Y-Kondensatoren verwendet 

werden. Der Schirm ist in der Regel umrichter- und motorseitig 

geerdet. Bild 04c zeigt die Übertragungsstrecke mit einer Berücksichtigung 

des Umrichters – als Spannungsquelle U u 

mit Impedanz 

Z U 

– und dem Motor – als Spannungsquelle U i 

mit Induktivität 

L M 

. Nicht dargestellt ist die entsprechende Kommunikation 

von Motor zum Umrichter. 

Weil die Übertragung durch die Schaltflanken immer wieder gestört 

wird, wurde mit 9 600 Baud bewusst eine vergleichsweise langsame 

Übertragungsrate gewählt. Diese Punkt-zu-Punkt Kommunikation 

im Halbduplex-Betrieb ist vergleichbar mit der digitalen 

Schnittstelle von Hiperface [2]. Eine Halbduplex-Übertragung 

erfüllt die Anforderungen und ist kostengünstiger als eine Vollduplex-Kommunikation. 

Gute Ergebnisse wurden mit der Frequenz Shift Key (FSK) Modulation 

bei ca. 10 MHz erzielt. Bei FSK handelt es sich um eine 

digitale Frequenzmodulation (FM). Gesendet werden alternativ 

zwei Frequenzen, eine (f 0 

) für eine binäre „0“ und eine geringfügig 



07 Der Testaufbau 

andere (f 1 

) für eine binäre „1“. Empfängerseitig werden die Amplituden 

der beiden Frequenzen ermittelt und verglichen. 

Weil verfügbare Power Line Communication Technik diesen 

Frequenzbereich nicht nutzt, wurden für die PIC-Untersuchungen 

FPGA-basierte Kommunikationsmodule an der TH Köln erstellt: 

n Ein LC-Filter zum Ein- und Auskoppeln des Trägersignals mit 

Dioden zur Spannungsbegrenzung 

n Ein Interface Modul mit 100 MHz/10 Bit DA- und 10 Bit AD- 

Wandler [3,4] 

n Das FPGA Evaluation Kit DE 10 Lite von Altera/Intel [5] 

Basierend auf dieser Hardware können verschiedene Modulationsverfahren 

in Software (VHDL) getestet werden. 

Bild 05 zeigt eine schematische Darstellung des Labortestaufbaus 

im Sendebetrieb. Je nachdem ob eine „0“ oder eine 

„1“ gesendet werden soll, wird im FPGA digital die Frequenz f 0 

oder f 1 

generiert und zyklisch auf den 10-Bit Digital Analog (DA-) 

Wandler geschaltet. Das FPGA-generiert alle 10 ns ein neues 

Datenwort um die Trägerfrequenz zu erzeugen. Das entspricht 

einer Taktfrequenz von 100 MHz. Der DA-Wandler erzeugt in 

Abhängigkeit von dem angelegten Datenwort einen entsprechenden 

Strom, der am Widerstand R 0 

einen proportionalen Spannungsabfall 

bewirkt. 

Bild 06 zeigt eine schematische Darstellung des Labortestaufbaus 

im Empfangsbetrieb. Die Spannung an R 0 

wird mit dem 10- 

Bit Analog Digital (AD-)Wandler mit 100 MHz abgetastet. Damit 

ist die Abtastfrequenz ca. 10 Mal höher als die Trägerfrequenz 

und ca. 10 000 Mal höher als die Baudrate. Dadurch wird eine 

robuste Übertragung möglich. Die vollständig digitale Signalverarbeitung 

ist in VHDL codiert und erfolgt im FPGA. Diese 

FSK-Demodulation mit Software nennt man auch Software 

Defined Radio. 

Bild 07 zeigt ein Foto des Labortestaufbaus mit einem Frequenzumrichter 

von Danfoss [6]. Die bisherigen Versuche sind 

vielversprechend. 

Die Übertragung mit 9 600 Baud erfolgte in beide Richtungen 

fehlerfrei, auch während der SEW-Motor [7] sich drehte. Der 

Umrichter wurde mit 400 VAC versorgt und die Taktfrequenz war 

auf 4 kHz konfiguriert. Untersucht wurden unterschiedlich lange 

geschirmte Leitungen zwischen 20 und 150 m. Zusätzlich wurde 

die Übertragung mit einem 100 m langen ungeschirmten Kabel 

getestet. Übertragen wurden jeweils 1 Mio. Zeichen ohne Fehler. 

Bemerkenswert ist, dass bei aktiver PWM die Signaldämpfung 

durch die IGBT Endstufe zwar signifikant ist, die Übertragung aber 

nicht beeinträchtigt. 

Ziele und Ausblick 

Ziel des Forschungsvorhabens ist, dass die Kosten für die zusätzliche 

Elektronik im Umrichter und für die Elektronik im Motor – bei 

hohen Stückzahlen – nicht zu hoch werden sollen. Aktuell werden 

mit dem Testaufbau Frequenzumrichter und Motoren von anderen 

Herstellern getestet. Parallel dazu wird ein Netzteil entworfen, damit 

die Elektronik im Motor kostengünstig aus der Motorphasenspannung 

mit Energie versorgt werden kann. 

Literaturverzeichnis: 

[1] A. Kosonen, M. Jokinen, J. Ahola, N. Niemelä, and J. Toukonen, “Ethernet 

based broadband power line communication between motor and inverter,” 

Electr. Power Appl., vol. 2, no. 5, pp. 316–324, Jan. 2008 

[2] Hiperface, www.sick.com/de/de/motor-feedback-systeme 

[3] Datenblatt THS5651A, 125 MHz, 10-Bit DAC, www.ti.com 

[4] Datenblatt AD9215, 105 MHz, 10-Bit ADC, www.analog.com 

[5] DE10-Lite Board, www.terasic.com 

[6] Manual 2 kW Danfoss AutomationDrive FC-302P1K5T5E20H1BG 

[7] Manual SEW PM Motor MOVIGEAR®-DSM 

Glossar 

FPGA 

FSK 

FU 

IGBT 

PIC 

VHDL 

Field Programmable Gate Array 

Frequency Shift Key 

Frequenzumrichter 

Isolated Gate Bipolar Transistor 

Power Interface Communication 

Very high speed integrated circuit Hardware Description Language 

Danksagung 

Unser Dank geht an folgende Firmen, die das Projekt unterstützen: 

ABB, AMK Arnold Müller, Danfoss VLT Antriebstechnik, FAWema 

Maschinenfabrik, GEA Food Solutions Germany, Getriebebau Nord, 

Hauni Maschinenbau, Krones AG, Schneider Electric, SEW-Eurodrive, 

Sick AG und Siemens AG. 


VORSCHAU 

IM NÄCHSTEN HEFT: 8/2018 

ERSCHEINUNGSTERMIN: 16. 08. 2018 • ANZEIGENSCHLUSS: 01. 08. 2018 

01 

02 

03 

04 

01 Energiespeichersysteme aus Frequenzumrichter, Rückspeiseeinheit 

und Energiespeicherelementen wurden ursprünglich für die Achterbahntechnik 

entwickelt. Heute beweisen sie ihre Vorzüge in industriellen 

Applikationen im kleinen Leistungsbereich von einigen KW bis mehrere MW. 

02 Ein Kunstrasen erfordert viel Pflege. Mit dem Turfrob für vollautomatische 

Kunstrasenpflege gehört eine aufwändige Wartung der Grünfläche 

nun der Vergangenheit an. Ausgestattet ist der Pflegeroboter mit 

Antrieben von Dunkermotoren. 

Der direkte Weg 

im Internet: 


als E-Paper: 

www.engineering-news.net 

Redaktion: 

d.schaar@vfmz.de 

WORLD OF INDUSTRIES: 

www.en.engineering-news.net 

03 Hybride Antriebsysteme für Anwendungen in der Schifffahrt machen 

sich meist sehr schnell bezahlt, schonen die Umwelt und punkten mit 

weniger Lärm. Zwei mit einem dieselelektrischen Hybridsystem ausgerüstete 

Fähren in Amsterdam machen vor, wie das geht. 

04 Selbst das robusteste Wälzlager leidet irgendwann unter Verschleiß. 

In vielen Fällen reicht aber ein professionell wiederaufgearbeitetes Wälzlager 

vollkommen aus. Das schont Ressourcen, senkt Instandhaltungskosten 

und ist trotzdem „so gut wie neu“. 

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten) 


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antriebstechnik 7/2018

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