antriebstechnik 8/2018

19174 

8 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

www.antriebstechnik.de 

August 2018 

Steuern und Automatisieren 

Feldverteiler: Modulare Antriebssysteme 

bewähren sich in der Intralogistik 

Komponenten und Software 

Leistungsstarke Kleinstoßdämpfer 

für Handlingaufgaben 

Getriebe und Getriebemotoren 

Schwingungsoptimierung 

eines Antriebspakets 

Special 

Das leisten Antriebe in Schiffen 

und im maritimen Einsatz

Organ des FVA e.V. im VDMA 


TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE 

19174 

2015 

Marktübersicht und umfassender Einkaufsführer Sonderausgabe 


der Zeitschrift 

antriebstechnik 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 


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 


Großradtausch im Zementwerk 

in nur acht Stunden 

Elektromotoren 

Schritt- kontra Servomotoren – 

wer ist effizienter? 

Sensorik und Messtechnik 

10 Mal höhere Genauigkeit 

bei Lastmessungen 

ANT_AG_2016_09_001 1 06.09.2016 09:41:26 

Abo-Begrüßungsgeschenk: 

Der Bluetooth-Lautsprecher 

MSS-560.bt3 

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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Das Jahresabonnement umfasst 11 Ausgaben und kostet € 153,- (Ausland € 168,- netto) inkl. Versandkosten. Als Begrüßungsgeschenk 

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 

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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 

Nutze die 

Möglichkeiten 

Komplexe 

Hausaufgaben 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

Bjarne Stroustrup, der Erfinder der Programmiersprache C++, sagte 

einmal: „Ich habe mir immer gewünscht, dass mein Computer so 

leicht zu bedienen ist wie mein Telefon; mein Wunsch ging in 

Erfüllung: Mein Telefon kann ich jetzt auch nicht mehr bedienen.“ 

Stroustrup’s Aussage können wohl viele Menschen nachvollziehen. 

Komplexität ist daher auch seit Anfang des 21. Jahrhunderts eines 

der treibenden Themen in produzierenden Unternehmen. 

Angetrieben durch die Globalisierung der Märkte und kundenspezifischere 

Anforderungen an die Produkte wächst neben der Produktkomplexität 

auch die Komplexität in der globalen Wertschöpfungskette 

von produzierenden Unternehmen. Möglich werden diese 

Entwicklungen durch einen kontinuierlichen Technologiefortschritt 

und einen immensen Preisverfall von IT-Komponenten, mit denen 

wir unsere Maschinenbau-Produkte veredeln. Gleichzeitig ist 

Software zum essentiellen Bestandteil der Industrie geworden. 

Schaffen es die Unternehmen, sich so aufzustellen, dass sie in der 

Lage sind, die Komplexität zu managen? Meine Antwort: Wir 

Menschen werden auch in vielen Jahren noch unsere erschaffene 

Technik beherrschen! Unternehmen müssen aber ihre Hausaufgaben 

im „Lean-Prozess“ machen. Aufgrund der vielen Abhängigkeiten, 

die in der vernetzten Fabrik entstehen, ist dies eine schwierige 

Aufgabe. Es gilt daher, die bewährten Grundpfeiler Wertschöpfung, 

Wertstromorientierung, störungs- und fehlerfrei sowie effiziente 

Führung zu festigen und mit intelligenten Automatisierungslösungen 

anzureichern. Die Herausforderung, die es dabei zu 

meistern gilt: Mensch, Technik und IT im Arbeitsprozess 

so intelligent miteinander zu 

kombinieren, dass eine optimale Wertschöpfung 

sichergestellt wird. Ich bin sicher: Wir 

werden weiterhin unsere Geräte bedienen 

können und unser Gehirn 1.0 wird in einer 

Welt 4.0 hervorragend funktionieren und 

komplexe Aufgaben lösen. 

Systemtechnik 

Spindeltechnik 

Antriebstechnik 

Servicelösungen 

Dirk Schaar 

d.schaar@vfmz.de 

AMB 2018 Stuttgart, 18.–22.09.2018 

Jetzt in Halle C2, Stand 2D23 

KESSLER Group 

Franz-Kessler-Straße 2, 88422 Bad Buchau 

Tel.: +49 7582 809 - 0 

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www.kessler-group.biz

INHALT 

24 

30 

34 

Intelligent: Wie Bremsen eine aussagekräftige 

Datenbasis liefern, um Schlagworte wie 

Predictive Maintenance mit Leben zu füllen 

Durstlöscher: Chilenischer Limonadenhersteller 

setzt auf hygienische Verbindungslösungen 

für Abfüllanlagen aus Deutschland 

Special: Kompakte und leistungsdichte 

Lamellenpaketkupplungen bieten größtmögliche 

Sicherheit auf hoher See 

EDITORIAL 

3 Komplexe Hausaufgaben 

MAGAZIN 

5 Märkte, Unternehmen, Personalien und Veranstaltungen 

FVA-AKTUELL 

6 Aktuelles von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

10 TITEL Feldverteiler: Modulare Antriebssysteme für die 

Intralogistik 

12 Drucksensoren verhindern Schäden an Absetzkippern von 

Müllfahrzeugen 

14 Produkt-Highlights 

ELEKTROMOTOREN 

16 Kosteneffektive Präzision und Produktpositionierung bei 

Verpackung und Auszeichnung 


SPECIAL ANTRIEBSTECHNIK FÜR SCHIFFE 

UND MARITIME ANWENDUNGEN 

34 Wellenkupplungen für Offshore-Anwendungen vom 

DNV GL zertifiziert 

36 Leichtlaufende Profilführungen nehmen hohe Lasten für 

300-kg-Dach auf 

38 Schneckenradsatz macht Ruderpropeller für Binnen- und 

Seeschifffahrt tauglich 

40 Schiffsantriebe mit hoher Energiedichte und Langlebigkeit 


FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

46 Zerspankraftmodell für den Wälzfräsprozess 

RUBRIKEN 

42 Inserentenverzeichnis 

44 Impressum 

51 Vorschau auf Heft 9/2018 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

18 Schwingungsoptimierung eines Antriebspakets im oberen 

Leistungsbereich 

ANZEIGE 


KUPPLUNGEN UND BREMSEN 

24 Wie die Digitalisierung von der „Bremsen-Intelligenz“ 

profitiert 


KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

28 Kleinstoßdämpfer von ACE beweisen Leistungsstärke bei 

Handlingaufgaben 

30 Lapp liefert hygienische Verbindungs lösungen für 

Limonadenhersteller 


TITELBILD 

Getriebebau NORD GmbH & 

Co. KG, Bargteheide 

4 antriebstechnik 8/2018

MAGAZIN 

Shuttlewechsel im Betrieb 

Antrieb für künstliches Crewmitglied 

Besuchen Sieuns! 

Halle B6 /Stand 307 

04.-07.09.2018 

Hamburg 

Absolute Gestaltungsfreiheit 

Hochgeschwindigkeitsweiche 

Die Horizons-Mission des deutschen ESA-Astronauten Alexander 

Gerst, die Ende Juni zur Internationalen Raumstation ISS aufgebrochen 

ist, hat Motoren von Faulhaber an Bord. Sie dienen als 

Antrieb für den Astronauten-Assistenten CIMON („Crew Interactive 

Mobile Companion“), die erste künstliche Intelligenz für die 

ISS. Der frei fliegende Technologie-Demonstrator soll Astronauten 

bei Routinearbeiten 

unterstützen, indem er z. B. 

Prozeduren anzeigt oder Problemlösungen 

anbietet. Mit ihm können die Besatzungsmitglieder 

in einen echten Dialog treten. Der Assistent wurde im Auftrag des 

Raumfahrtmanagements im Deutschen Zentrum für Luft- und 

Raumfahrt (DLR) von Airbus in Friedrichshafen entwickelt. Er hat 

etwa die Größe eines Medizinballs und fliegt auf Zuruf zum Astronauten. 

Er wird von 14 kleinen Propellern bewegt. Diese werden 

von bürstenlosen DC-Servomotoren der Serie 0824 aus dem 

Hause Faulhaber angetrieben. Für ihre Steuerung sorgen Speed 

Controller der Serie SC1801. 

ACOPOStrak 

Höchste Effektivität 

in der Produktion 

www.br-automation.com/ACOPOStrak 

www.faulhaber.com 

Bouba Yaya Fadawa verstärkt internationalen 

Vertrieb von Michael Koch 

Bei Michael Koch stehen die Zeichen mit 

aktiven Energiemanagementlösungen 

und sicheren Bremswiderständen weiterhin 

auf Expansion. Bouba Yaya Fadawa 

(Bild) verstärkt deshalb seit Juli den internationalen 

Vertrieb. Der gebürtige 

Kameruner hat in Kamerun ein BWL 

Bachelor-Studium und in Deutschland 

den Master of Science abgeschlossen. Ab 

sofort unterstützt er bei Koch den internationalen 

Vertrieb, vor allem in den 

französischsprachigen Ländern. Die Neubesetzung 

ist ein weiterer Schritt, „die in der elektrischen Antriebstechnik 

bekannte Marke Koch noch stärker zu etablieren und 

wichtige neue Partnerschaften aufzubauen“ weiß Fabian Hofmann, 

Prokurist und Vertriebsleiter bei Koch. Besonders im Fokus 

steht neben dem Kerngeschäft der sicheren Bremswiderstände ein 

kräftiges Wachstum der dynamischen Energiemanagementlösungen. 

Abhängig von der Applikation kann durch sie die Ausbringungsmenge 

bis zu 50 % erhöht, die Ausfallsicherheit 

gewährleistet, Lastspitzen reduziert und bis zu 40 % elektrischer 

Energie eingespart werden. 

Antriebstechnik für die adaptive Maschine. 

Flexibler.Schneller.Produktiver. 

www.bremsenergie.de

FVA AKTUELL 

Tragfähigkeit von carbonitrierten 

Kegelrad- und Hypoidverzahnungen 

Irreversibler Kapazitätsverlust von 

Lithium-Ionen-Batterien 

Um den steigenden Leistungsanforderungen an Antriebskomponenten 

gerecht zu werden, liegt der Fokus aktueller Forschung 

unter anderem auf alternativen Wärmebehandlungsverfahren 

zum praxisüblichen Einsatzhärten durch Aufkohlen. 

Ein bereits an Stirnrädern erprobtes Wärmebehandlungsverfahren 

stellt das Carbonitrieren dar. Hierbei wird neben Kohlenstoff 

gezielt Stickstoff in die Randschicht des Bauteils eingebracht. 

Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens war es, 

die Übertragbarkeit der im Rahmen des Forschungsvorhabens 

FVA 513 I (AVIF-Nr.: A 235, „Carbozahn“) 

an Stirnrädern festgestellten 

Forschungsvorhaben 

FVA 513 II 

Tragfähigkeitssteigerungspotentiale 

IGF-Nr. 17902 N 

auf Kegelräder zu prüfen. Ausgehend 

von den an carbonitrierten Stirnrädern 

gewonnenen Erkenntnissen wurden unterschiedliche Randschichtzusammensetzungen 

durch Variation des Restaustenitund 

Carbidgehalts für die zu untersuchenden Kegelradverzahnungen 

definiert. Zur Einordnung der Ergebnisse in den Stand 

der Technik wurde eine einsatzgehärtete Referenzvariante mit 

üblichem Restaustenit- und Carbidgehalt untersucht. Zur 

Bestimmung der hinsichtlich Tragfähigkeitssteigerung optimalen 

Parametrierung wurden Screeningversuche mit fünf 

unterschiedlichen Wärmebehandlungsvarianten durchgeführt. 

Die zwei Varianten mit dem größten Tragfähigkeitspotential 

wurden in weiterführenden Hauptversuchen hinsichtlich 

der Schadensarten Grübchen, Zahnfußbruch und 

Fressen untersucht. 

Die Ergebnisse zeigen, dass durch Carbonitrieren eine Steigerung 

der Grübchentragfähigkeit an Kegelrädern erzielt werden 

kann – eine nennenswerte Minderung der Zahnfuß- 

Dauerfestigkeit im Vergleich zu herkömmlich einsatzgehärteten 

Kegelradverzahnungen tritt dabei nicht auf. Bezüglich der 

Schadensart Fressen wurde bei den carbonitrierten Kegelradverzahnungen 

eine etwas niedrigere Fresstragfähigkeit im 

Vergleich zu einsatzgehärteten Verzahnungen festgestellt, was 

auf eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit des restaustenitischen 

gegenüber dem martensitischen Randgefüges zurückgeführt 

werden kann. Hinsichtlich der betrachteten Schadensarten 

können die in FVA 513 I festgestellten Einflüsse 

auch an Kegelrädern bestätigt werden. Die Ergebnisse der 

Tragfähigkeitsuntersuchungen sind in die bereits etablierten 

Berechnungsverfahren für Kegelrad- und Hypoidverzahnungen 

eingeflossen. 

Autor: Alexander Drechsel, TU München Forschungsstelle für 

Zahnräder und Getriebebau, FZG 

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

Christian Kunze, Tel.: 069/6603-1674 

Lithium-Ionen-Batterien sind die Schlüsseltechnologie für die 

E-Mobilität. Für die Akzeptanz von E-Mobilen sind insbesondere 

die Energiedichte der Batterie und eine verlässliche Diagnostik 

von herausragender Bedeutung. So müssen hohe 

Reichweiten erreicht, der Gesundheitszustand und der aktuelle 

Ladezustand verlässlich bestimmt werden können. Hierzu ist 

ein gutes Verständnis des reversiblen und irreversiblen Kapazitätsverlusts 

unerlässlich, welches in bisherigen Modellen zur 

Lebensdauerprognose noch unzureichend abgebildet wurde. 

Die irreversiblen Verluste stellen dabei 

die tatsächliche Alterung dar, wohingegen 

die reversiblen Verluste unter 

bestimmten Bedingungen reaktiviert 

werden können. In kalendarischen 

sowie zyklischen Tests wurden starke Kapazitätsabnahmen für 

hohe Ladezustände und Kapazitätszunahmen über 100 % für 

geringe Ladezustände beobachtet. Dies konnte im Rahmen 

von kürzlich erschienen Veröffentlichungen durch den lateralen 

Fluss von Lithium-Ionen von und zu den geometrischen 

Anodenüberständen hinsichtlich der Kathode beschrieben 

werden. So fließt bei hohen Ladezuständen aktives Lithium 

vom aktiven Bereich der Anode in den passiven Bereich und 

erzeugt einen scheinbar höheren Verlust an aktivem Lithium 

bzw. Kapazität. Bei niedrigen Ladezuständen wird Lithium aus 

den Überständen reaktiviert und die entnehmbare Kapazität 

steigt. Die Zunahme bzw. Abnahme ist eine Funktion des 

Ladezustands, des Überstands (vor Testbeginn) und dem prozentualen 

Anteil des Überstands zum aktiven Teil der Anode. 

Der Einfluss der Überstände ist weiterhin abhängig von der 

Weglänge im Überstand und der Temperatur, wodurch die 

Ausgleichsprozesse von einigen Monaten bis hin zu Jahren in 

Anspruch nehmen können. Daher ist ein Verständnis nicht 

nur für die Alterung, sondern auch für die Diagnostik von 

hohem Stellenwert, da längere Standzeiten zu sehr starken 

Schwankungen der entnehmbaren Kapazität führen können. 

Im Rahmen des Projektes Anodenalterung wurde der Effekt 

quantifiziert, wodurch eine Beschreibung der tatsächlichen 

irreversiblen Alterung ermöglicht wurde. Die Ergebnisse wurden 

durch Post-Mortem-Analysen unterstützt. Die Erkenntnisse 

werden genutzt um Modelle zur Lebensdauerprognose um 

den reversiblen Anteil der Kapazität zu erweitern und dadurch 

Fehler in der SOH- und SOC-Bestimmung insbesondere für 

die Anwendung in der Fahrzeugdiagnostik zu minimieren. 

Autoren: Meinert Lewerenz, Dirk Uwe Sauer, RWTH Aachen Institut 

für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe, ISEA 

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

Alexander Raßmann, Tel.: 069/6603-1820 

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 756 I 

IGF-Nr. 18779 N 


SKF veräußert den Geschäftsbereich Lineartechnik und Aktuatorik 

SKF hat mit Triton eine Vereinbarung zur Veräußerung des 

Geschäftsbereichs Lineartechnik und Aktuatorik unterzeichnet. 

Der Kaufpreis beträgt 2,75 Mrd. SEK und gilt ohne Berücksichtigung 

von Finanzverbindlichkeiten und Barmitteln. Das Geschäft soll bis 

Ende 2018 abgeschlossen sein. Der Verkauf steht unter 

dem Vorbehalt der Zustimmung der Aufsichtsbehörden 

und erfolgt in Abstimmung mit Arbeitnehmervertretungen. 

Christian Johansson, 

Senior Vice President und CFO, erläutert: 

„Nach der erfolgreichen Entwicklung zu einer 

eigenständigen Einheit erhält der Geschäfts- 

MAGAZIN 

bereich eine neue Eigentümerstruktur, die ihm die weitere Entwicklung 

ermöglicht. Der Verkauf stellt auch für uns und unsere Aktionäre 

einen Mehrwert dar, indem unsere Bilanz verbessert und unser 

Produktportfolio geschärft werden.“ Der angekündigte Verkauf trägt 

zum Ziel der SKF Gruppe bei, sich auf das Kerngeschäft rund um 

rotierende Anwendungen und Generierung von Mehrwert 

in diesem Bereich zu fokussieren. Die Erlöse 

durch in diesem Rahmen getätigten Verkäufe 

betragen damit insgesamt rund 6,7 Mrd. SEK. 

www.skf.com 

Iwis Antriebssysteme eröffnet weiteres 

Logistikzentrum in Wilnsdorf 

Im Rahmen eines Sommerfestes wurde im Juni die Eröffnung eines 

neuen Logistikzentrums für Iwis Antriebssysteme gefeiert. Mit dieser 

Investition legen die Gesellschafter des Unternehmens den 

Grundstein für eine weitere positive Entwicklung des Standortes 

Wilnsdorf. Mit einer Bauzeit von nur sieben Monaten entstand ein 

neues halbautomatisches Hochregallager mit einer Kapazität von 

fast 4 000 Paletten-Stellplätzen. Iwis reagiert damit nach eigenen 

Angaben auf neue Anforderungen im Prozessablauf und erhöht die 

Warenverfügbarkeit für seine Kunden. Durch den Einsatz neuer 

intelligenter Regalbediengeräte und der direkten Verknüpfung mit 

SAP konnte die Zugriffszeit um 30 % reduziert werden. Aufgrund 

des überdurchschnittlichen 

Wachstums 

des Unternehmens 

in den letzten 

Jahren und neu gewonnener 

Großprojekte 

ist dieser Schritt 

laut Iwis unausweichlich 

gewesen. 

www.iwis.com 

Maxon Motor steigert Umsatz auf 

459 Mio. CHF 

Maxon Motor hat 2017 seinen Umsatz um 8,6 % auf die Rekordsumme 

von 459 Mio. Schweizer Franken (CHF) erhöht. Zum Wachstum 

trugen alle Märkte bei. Die Zahl der Mitarbeiter stieg auf 2 577. Das 

stärkste Marktsegment ist nach wie vor die Medizintechnik mit 40 % 

Umsatzanteil, gefolgt von der Industrieautomation mit 28 %. Mit 

Investitionen in Forschung und Entwicklung von 34 Mio. CHF und 

mehr als 360 Mitarbeitern weltweit brachte die Gruppe über 

20 neue Motoren und Getriebe auf den Markt. Die ersten Monate 

des laufenden Jahres waren durch ein starkes Wachstum innerhalb 

der Gruppe geprägt, so CEO Eugen Elmiger (Bild r.). Der Auftragsbestand 

sowie der Umsatz lagen bisher über dem Vorjahr. Aufgrund 

der allgemeinen Wirtschaftsentwicklung geht das Unternehmen 

aber davon aus, dass sich 

das Wachstum in der zweiten 

Jahreshälfte verlangsamen 

wird. „Deshalb werden 

wir die weitere Expansion 

mit der notwendigen 

Vorsicht angehen“, erklärte 

Karl-Walter Braun (l.). 

www.maxonmotor.com 

Hybridgetriebe 

industrial & marine - SAE Eingang bis zu SAE 0-18 

- bis zu 620 kW intern kombinierter Motor 

- bis zu 150 kW elektrische Maschine 

- Öl und Luft befüllte Trockenkupplung 

- voll elektronische Steuerung 

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Lastschaltgetriebe 

- 3, 2oder 1Gang Lastschaltgetriebe 

- maximales Kippdrehmoment Übersetzung >3 

- SAE 3oder SAE 4Eingang –SAE oder DIN 

Ausgang 

- elektronisches Getriebe Kontrollsystem (TCS) 

- Leistung bis 95KW –3000 U/min.

MAGAZIN 

B&R tritt dem Huawei-Testbed zu 

OPC UA TSN bei 

B&R ist dem OPC-UA-TSN-Testbed des chinesischen Netzwerkausrüsters 

Huawei beigetreten. Damit ist der Automatisierungsspezialist 

an den drei wichtigsten globalen Praxiserprobungen der 

Kommunikationstechnologie beteiligt. Die zwei weiteren sind die 

Testbeds des Industrial Internet Consortiums (IIC) in den USA und 

des Labs Network Industrie 4.0 (LNI) in Europa. „Das Huawei-Testbed 

gibt uns die Möglichkeit, die Standardisierung von OPC UA TSN 

auch in Asien voranzutreiben“, so Stefan Schönegger, Marketing 

Manager bei B&R. „Damit leisten wir einen weiteren wichtigen 

Beitrag zur weltweiten Harmonisierung der Industriekommunikation.“ 

Im Huawei-Testbed wird ein OPC-UA-TSN-Netzwerk aufgebaut, 

das die komplette Kommunikation in einer Smart Factory 

simuliert – vom Sensor bis zum ERP-System und weiter bis in die 

Cloud. Die Daten werden ausschließlich über OPC UA TSN übertragen 

– unabhängig davon, ob es sich um Daten für die Antriebssteuerung 

in harter Echtzeit handelt oder um aggregierte Kennzahlen 

für die Geschäftsführungsebene. Sämtliche Schnittstellen 

entfallen. 

www.br-automation.com/de 

Wechsel in der Geschäftsführung 

der Sick Vertriebs-GmbH 

Christian Weisenahl (Bild r.) ist 

seit 1. Juli 2018 Mitglied der 

Geschäftsführung der Sick Vertriebs-GmbH 

mit Sitz in Düsseldorf. 

Der Controlling-Spezialist 

tritt die Nachfolge von Roland 

Noz an, der den Sick-Konzern 

weiterhin beratend in strategischen 

Projekten unterstützen 

wird. Noz hatte die umsatzstärkste Tochtergesellschaft des Sick- 

Konzerns seit Gründung im Jahr 2005 erfolgreich geführt. Vorsitzender 

der Geschäftsführung bleibt Dr. Thomas Höfling (Bild l.). 

Weisenahl ist seit 2007 in unterschiedlichen Positionen bei der Sick 

Vertriebs-GmbH beschäftigt. Seit 2010 leitete er den Bereich 

Finance, Controlling und Internal Services. Als Mitglied der 

Geschäftsführung wird er künftig die kaufmännischen Bereiche 

und das Servicegeschäft verantworten. Höfling wird alle Vertriebsbereiche 

sowie das Produktmanagement leiten und die Sick Vertriebs-GmbH 

in der Konzerngeschäftsleitung der Sick AG vertreten. 

Beide berichten an Dr. Mats Gökstorp, der im Vorstand der Sick AG 

für das Ressort Vertrieb und Service zuständig ist. 

www.sick.com 

Markt für Predictive Maintenance wächst 

bis 2022 zwischen 20 und 40 % pro Jahr 

Zwar beschäftigen sich derzeit acht von zehn Unternehmen mit 

dem Thema vorausschauende Wartung, allerdings erschöpft sich 

das Engagement vielfach bereits im Sammeln von Betriebsdaten. 

Erfolgsentscheidend sind jedoch weniger die „richtigen“ Sensoren 

und Analyseverfahren als Offenheit für neues (Service-)Denken. 

Am Ende von Predictive Maintenance stehen neue Geschäftsmodelle 

und eine Unternehmenskultur, die nicht mehr in Silos 

denkt – so die Ergebnisse der aktuellen Roland-Berger-Analyse 

„Predictive Maintenance – From data collection to value creation“. 

Die Zukunftsaussichten für Anbieter im Bereich der vorausschauenden 

Wartung sind vielversprechend: So wird der weltweite Markt 

ausgehend von 2016 bis zum Jahr 2022 zwischen 27 und 39 % auf bis 

zu 11 Milliarden US-Dollar anwachsen. Der Großteil des Wachstums 

wird den Prognosen zufolge aus Europa kommen, wo einige 

Predictive-Maintenance-Lösungen bereits auf dem Markt oder in 

einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium sind. Gerade im 

international stark umkämpften Markt rund um das Thema IIoT 

zählen auch deutsche Anbieter zu den Vorreitern. 

www.rolandberger.com 

Icotek Gruppe mit Niederlassung in Italien 

Die Icotek Gruppe hat am 1.6.2018 ihre nächste Auslandsniederlassung 

eröffnet. Zusätzlich zu den bereits bestehenden internationalen 

Niederlassungen in der Schweiz, den USA, der Türkei, Frankreich 

und in Großbritannien ist Icotek nun auch in Italien vertreten. 

Alle Standorte haben eine eigenständige 

vertriebstätige Verantwortung. Die neue 

Niederlassung befindet sich in Buscate und 

gehört zu Mailand. „Wir freuen uns, Icotek 

jetzt auch in Italien zu etablieren – einem 

Markt, auf dem wir schon seit mehreren 

Jahren aktiv sind“, so Philipp Ehmann, 

Geschäftsführer von Icotek. Die Leitung der 

Icotek Italia s.r.l. übernimmt Massimiliano 

Desantis (Bild). 

Timken erwirbt die Rollon Gruppe 

Die Timken Company, Anbieter hochentwickelter Wälzlager und 

Produkte für Antriebstechnik, hat eine Einigung zum Erwerb der 

Rollon Gruppe erzielt. Spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung 

von Linearführungen, Teleskopschienen und Linearachsen, 

ist Rollon ein führender Komplettanbieter für Linearbewegungskomponenten 

– mit Hauptsitz nahe Mailand, Italien, und Niederlassungen 

in Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, den 

USA, China sowie einem Repräsentationsbüro in Russland. Bedient 

werden Industriebranchen, etwa in den Marktsegmenten Personen- 

Schienenfahrzeuge, Aerospace, Verpackungstechnik, Logistik, Medizintechnik 

und Automation. Für das Gesamtgeschäftsjahr 2018 

werden Umsatzerlöse in Höhe von 115 Mio. EUR erwartet. Mit der 

Akquisition setzt Timken seinen Diversifikationskurs fort rund um 

ein Produktprogramm mit Wälzlagern, Getrieben, Ketten, Riemen, 

Kupplungen, automatischen Schmiersystemen, industriellen Kupplungen 

und Bremsen sowie zugehörigen Produkten und Services. 

www.timken.com 

www.icotek.com 


| AT12-14E | 

Physik Instrumente (PI) gründet 

PI Innovation GmbH 

Lucius Amelung (Bild), Gründer der PI 

micos GmbH in Eschbach bei Freiburg, 

übernimmt neue Aufgaben innerhalb der 

PI Gruppe und ist am 1.7.2018 zum 

Geschäftsführer der neuen PI Innovation 

GmbH ernannt worden. Mit der Gründung 

des neuen Unternehmens setzt PI 

weiter auf Fortschritt und Wachstum. Das 

Ziel von PI Innovation ist es, Markttrends 

und Kundenbedürfnisse noch früher zu 

erkennen und dieses Wissen in innovative 

Produkt- und Technologieentwicklungen 

zu überführen. Um sich mit dem gleichen Engagement für die 

Belange des neuen Unternehmens einsetzen zu können wie bislang 

für PI micos, übergab Lucius Amelung die Leitung der 

Geschäftsführung an Dr. Peter Schittenhelm, der diese Funktion 

nun zusätzlich zu seiner Verantwortung als Geschäftsführer 

Operations (COO) der PI Gruppe ausübt. Neben Lucius Amelung 

wird Markus Spanner, Kaufmännischer Geschäftsführer (CFO) der 

PI Gruppe, ebenfalls der Geschäftsführung von PI Innovation 

angehören. Im Zuge des Wechsels in der Geschäftsführung hat die 

Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG auch die verbliebenen 

Anteile an PI micos übernommen, sodass das Unternehmen nun 

ein 100-prozentiges Tochterunternehmen ist. 

Für neue Konzepte 

in der Maschinenkonstruktion: 

XTS. 

Das lineare Transportsystem 

von Beckhoff. 

www.pi.de 

Tox Pressotechnik: Mehr Marktnähe durch 

konsequente Internationalisierung 

Bisher war Tox Pressotechnik in den Ländern Tschechien und 

Mexiko vertreten, allerdings unter Federführung des deutschen 

Hauptwerks bzw. der Tochtergesellschaft in den USA. Mit dem 

Start der neuen 100-prozentigen Tochtergesellschaften zum 

1.1.2018 in Mexiko und zum 1.7.2018 in Tschechien wird das 

„Worldwide Sales and Service Network“ des Unternehmens weiter 

ausgebaut. Damit ist Tox in nunmehr 20 Ländern mit eigenen 

Halle 8, 

Stand 8108 Halle 3A, Stand 331 

www.beckhoff.de/XTS 

Kompetenz-Zentren und Niederlassungen und in mehr als 20 

Ländern mit Vertretungen präsent. Die tschechische Niederlassung, 

die auch den Markt Slowakei betreut, fungiert in den 

nächsten Jahren zudem als „verlängerte Werkbank“ für das 

deutsche Werk zur Absicherung der erforderlichen Produktionskapazitäten. 

Aktuell arbeiten sowohl am neuen Standort Saltillo 

im Norden Mexikos als auch am Standort Brünn (Brno) in 

Tschechien 15 Mitarbeiter. Mit der Dezentralisierung garantiert 

Tox praktische Markt- und damit Kundennähe. Und mit der dezentralen 

Produktion wird die zeitnahe Belieferung und Versorgung 

vor Ort gewährleistet. 

Mit dem hochkompakten eXtended Transport System (XTS) wird die 

Maschinenkonstruktion neu gedacht: In Kombination mit der PC- und 

EtherCAT-basierten Steuerungstechnik eröffnet das XTS mit einem 

Minimum an Komponenten – Motor, Mover und Führungsschiene 

– maximale Konstruktionsfreiheit. Unterschiedlichste Geometrien 

können gewählt und so völlig neue Maschinenkonzepte für Transport, 

Handling und Montage umgesetzt werden. Die Vorteile: eine erhöhte 

Produktionseffizienz und ein reduzierter Maschinen-Footprint. Auch 

mechanisch äußerst aufwändige Motion-Anwendungen lassen sich 

mit dem XTS per Software komfortabel und flexibel realisieren. 

Welche Maschine erfinden Sie mit dem XTS? 

www.tox-de.com

STEUERN UND AUTOMATISIEREN I TITEL 

Auf 

Erfolgskurs 

Feldverteiler: 

Modulare Antriebssysteme 

für die Intralogistik 

Die neue Feldverteilerbaureihe von 

Nord Drivesystems wurde speziell für den 

Einsatz in vernetzten Intralogistikanlagen 

konzipiert. Innerhalb kurzer Zeit hat sich 

die Antriebslösung für die flexible, 

dezentrale Installation bereits bewährt. 

Jörg Niermann ist Bereichsleiter Marketing bei 

der Nord Drivesystems Gruppe in Bargteheide 

B 

ei der Konzipierung des neuen Feldverteilers 

Nordac Link hatte Nord Drivesystems 

das Ohr nah am Markt. In enger Zusammenarbeit 

mit Schlüsselkunden aus der Intralogistik 

ist so eine Lösung entstanden, die 

die spezifischen Anforderungen der Branche 

erfüllt. 

Im Zuge der voranschreitenden Digitalisierung, 

Flexibilisierung und Individualisierung 

der Industrie fordern Kunden aus der 

Intralogistik, insbesondere in der Flughafentechnik 

und in Postverteilzentren, zunehmend 

modulare Antriebssysteme. Die 

Peripherie wie digitale und analoge Einund 

Ausgänge, das Bussystem sowie Sicherheitsfunktionen 

möchte vom Kunden frei 

gewählt werden. Installation und Inbetriebnahme 

sollen einfach und schnell erfolgen. 

Zudem soll die Baureihe alle relevanten 

internationalen Normen erfüllen. 

Mit dem Nordac Link möchte das Unternehmen 

aus Bargteheide diesen Anforderungen 

Rechnung tragen. „Die Baureihe wurde 

speziell für Anwendungen in vernetzten Intralogistikanlagen 

entwickelt und bietet eine 

komfortable Antriebslösung für die flexible, 

dezentrale Installation“, weiß auch Dr. Omar 

Sadi, Technischer Geschäftsführer bei Nord 

Drivesystems. Dank integrierter PLC können 

die effizienten Feldverteiler komplette Ablaufsteuerungen 

übernehmen und Prozesse 

autark regeln. Die Antriebssteuerung ist als 

Frequenzumrichter (bis 7,5 kW) sowie Mo 

torstarter (bis 3 kW) verfügbar und ermöglicht 

eine schnelle Inbetriebnahme, einfache 

Bedienung und Wartung. So werden alle 

Module, Bauteile und Anschlüsse über einfache 

Steckverbindungen zusammengefügt. 

Zusätzlich zur hohen Steckbarkeit sorgen 

integrierte Wartungsschalter und Handbedienschalter 

für eine hohe Benutzerfreundlichkeit. 

Der Feldverteiler ist für jede Anforderung 

und Anwendung frei konfigurierbar 

und mit allen marktüblichen Bussystemen 

kompatibel. Die Umrichter eignen sich für 

horizontale Fördertechnik sowie Schräg- und 

Vertikalförderer und bieten Hubwerksfunktionen 

und die Sicherheitsfunktionen STO 

und SS1 nach EN 61800-5-2. 

Gemeinsam viel bewegen 

Entstanden ist der Feldverteiler Nordac 

Link (SK 250E) durch die schrittweise Weiterentwicklung 

der dezentralen Antriebe 

aus dem Nord-Portfolio. Bereits 2009 feierte 

der Antriebsspezialist mit der Produkteinführung 

der Frequenzumrichterfamilie 

Nordac Flex (SK 200E) für die direkte Montage 

auf dem Motor große Erfolge in der Intralogistik. 

Durch diesen Marktzugang und 

den dadurch intensiven Kontakt zu den 

Schlüsselkunden der Branche hat das 

Unternehmen die Anforderungen und zukünftigen 

Bedürfnisse der Intralogistik, insbesondere 

in der Flughafentechnik und in 

Postverteilzentren, verstanden. 2014 startete 

Nord dann mit der Entwicklung einer hochflexiblen 

Baureihe von elektronischen Antrieben 

für die motornahe Wandmontage. 

Der Nordac Link entsteht. „Bereits früh 

haben wir Kunden in die Entwicklung mit 

einbezogen und so sichergestellt, dass alle 

Marktanforderungen der Branche entsprechend 

umgesetzt werden – ein entscheidender 

Schritt für den späteren Produkt erfolg“, 

erklärt Dr. Sadi. 

Den Markt kennen 

Mit dem Feldverteiler wurde das Produktportfolio 

im Bereich der elektronischen Antriebstechnik 

komplettiert. „Die Anwender 

haben die Möglichkeiten und Vorteile der 

intelligenten Antriebslösung erkannt und 

verstanden, dass der Nordac Link das 

perfekte Gerät für die Intralogistik ist. Das 

bestätigt auch das große Interesse und die 

hohe Nachfrage. Tendenz steigend“, so 

Dr. Sadi. Ausschlaggebend für den Produkterfolg 

ist demnach auch der Kundenwert. 

Der Feldverteiler erfüllt laut Unternehmen 

die Anforderungen der Kunden aus den 

definierten Zielbranchen. Er deckt die geforderten 

Funktionen in Bezug auf angeschlossene 

Peripherie, Kommunikation 

und Sicherheit ab. Außerdem ist er durch 

den Wandanbau und die steckbare Ausführung 

einfach zu installieren und zu warten. 


TITEL I STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

„Aber nicht nur Ausstattung, Zusammenstellung 

der Funktionen und Konstruktion 

kommen an, auch die Produktqualität beeindruckt“, 

weiß Dr. Sadi. Diese ist das Ergebnis 

eines mehrstufigen Validierungskonzepts, 

das sich konsequent an den Bedürfnissen 

der Anwender orientiert. Um die 

am Markt geforderten hohen Qualitätsstandards 

abzusichern, wurden innerhalb der 

Entwicklung sowohl Hard- als auch Software 

des Feldverteilers auf Herz und Nieren 

geprüft. Zu den umfassenden Qualitätsmaßnahmen 

gehörten u. a. Umwelttests 

(z. B. thermische Tests), Vibrationstests sowie 

Dauertests zur frühzeitigen Alterung 

der Geräte. Zudem wurde die Praxistauglichkeit 

im hauseigenen Applikationstestfeld 

sowie von realen Feldtestkunden unter 

Beweis gestellt. Somit stand der Markteinführung 

im Jahr 2017 nichts mehr im Wege. 

Am Markt etabliert 

Heute, gerade einmal anderthalb Jahre nach 

Start der Serienproduktion, hat sich der 

Feldverteiler am Markt etabliert. „Innerhalb 

kurzer Zeit konnten wir mit der variablen 

Antriebssteuerung bereits Erfolge erzielen – 

auch bei Neukunden, die wir auch aufgrund 

des Nordac Link den Vorzug gegeben haben“, 

erzählt Dr. Sadi. So wurden schon zahlreiche 

Projekte realisiert. Als Ergebnis der 

engen Zusammenarbeit mit den Kunden 

wird der Feldverteiler kontinuierlich weiterentwickelt, 

u. a. im Bereich der funktionalen 

Sicherheit. Auch wird er weiter regionalen 

Anforderungen angepasst. 

Mit dem Nordac Link hat Nord Drivesystems 

ein neues Kapitel auf dem Gebiet der dezentralen 

Antriebstechnik aufgeschlagen. Durch 

den Input der Anwender hat der Antriebsspezialist 

eine branchenoptimierte, passgenaue 

Lösung für die Intralogistik geschaffen. 

„Unsere ausgeprägte Kunden orientierung, 

unser konsequentes Marktverständnis sowie 

unser kontinuierliches Innovationsstreben 

waren dabei der Schlüssel zum Erfolg“, resümiert 

Dr. Omar Sadi. 

www.nord.com 

01 02 

03 

01 Der Nordac Link ist als Motorstarter 

sowie Frequenzumrichter verfügbar 

02 Der Feldverteiler bietet eine Antriebssteuerung 

für die flexible, motornahe 

Installation 

03 Als LogiDrive gibt es den Nordac Link 

Frequenzumrichter in Kombination mit einem 

zweistufigen Kegelradgetriebe und einem 

IE4-Synchronmotor 

04 

04 Der Feldverteiler ist für jede Anforderung 

und Anwendung frei konfigurierbar und mit 

allen marktüblichen Bussystemen kompatibel 

antriebstechnik 8/2018 11


Sicher ist sicher 

Drucksensoren verhindern Schäden 

an Absetzkippern von Müllfahrzeugen 

Sensoren zur Positionsüberwachung übernehmen in der 

Automatisierung hydraulischer Arbeitseinrichtungen 

wichtige Funktionen. Eingesetzt in Hebevorrichtungen, 

Landmaschinen oder Müllfahrzeugen erleichtern sie nicht 

nur die Arbeit des Fahrzeugpersonals – sie sorgen auch für 

deren Sicherheit und können Schäden an Fahrzeugen 

verhindern. Das weiß auch ein Anbieter von Absetzkippern 

aus Dessau-Roßlau. Lesen Sie mehr. 

Hydraulische Zylinder spielen in verschiedenen 

industriellen Anwendungen, 

vor allem jedoch im Bereich der 

Mobilhydraulik, eine entscheidende Rolle. 

Sie übernehmen in Erdbewegungs-, Bau-, 

Bergbau- und Landwirtschaftsmaschinen 

sowie in Nutzfahrzeugen mit hydraulischen 

Arbeitseinrichtungen, wie Straßenreinigungsfahrzeugen, 

Schneeräumfahrzeugen 

oder Abfallverdichtern, wichtige Funktio- 

Torsten Fuchs ist Niederlassungsleiter bei der 

Gefran Deutschland GmbH in Seligenstadt 

nen. Da speziell in dieser Fahrzeugkategorie 

ein hoher Automatisierungsgrad die 

Arbeit des Fahrzeugführers erleichtern und 

die Sicherheit des Fahrzeugs erhöhen soll, 

wurden hier die hydraulischen Systeme 

und Bewegungssteuerungen weiter entwickelt. 

Nur eine ständige Positionsüberwachung 

aller bewegten Teile und des hydraulischen 

Antriebskreislaufs garantieren 

jederzeit die Sicherheit sich in der Nähe 

aufhaltender Personen – unabhängig von 

der Tätigkeit des Bedieners. Überdies gestattet 

die weitgehende Automatisierung 

der mechanischen Teile unter Berücksichtigung 

der Betriebsbedingungen eine Optimierung 

des Energieverbrauchs. 

Abfallverdichtungssystem mit 

hydraulischem Antrieb 

Abfallverdichter sind vergleichsweise komplexe 

Fahrzeuge. Die Handhabung und Entleerung 

der Müllcontainer geschieht automatisch, 

je nach Fahrzeugtyp allerdings 

auf unterschiedliche Weise. Doch egal ob 

Front-, Heck- oder Seitenlader – in jedem 

Fall müssen die Fahrzeuge in der Lage sein, 

unterschiedliche Behälterformate sowie 

mögliche Hindernisse bewerkstelligen zu 

können. Ist der Müllcontainer in das Fahrzeug 

entleert worden, findet die Verdichtung 

des Mülls im Laderaum statt. Die 

modernsten Fahrzeuge verwenden ein 



Abfallverdichtungssystem mit hydraulischem 

Antrieb. Es nimmt den Abfall auf 

und presst ihn gegen den zuvor eingesammelten 

und verdichteten Müll. Dabei verschiebt 

sich das Gegenschild stückweise. 

Zum Entleeren des Müllwagens bewegt sich 

dieses Schild dann in die entgegengesetzte 

Richtung und befördert so den verdichteten 

Abfall hinaus. Werden zur Steuerung dieses 

automatisierten Verdichtungs- und Entleerungsprozesses 

für die einzelnen Betätigungsphasen 

Linearsensoren anstelle einfacher 

Endschalter verwendet, ist eine 

Optimierung der einzelnen Bewegungen 

möglich. Ihre Geschwindigkeit lässt sich 

der erforderlichen Präzision und den Gegebenheiten 

anpassen. Da Leistung nur 

dann abgefragt wird, wenn sie gebraucht 

wird, verlängert sich die Lebensdauer 

der mechanischen Komponenten und es 

sinken sowohl Energieverbrauch als auch 

Wartungskosten. Darüber hinaus gestattet 

die permanente Bewegungsüberwachung 

durch Sensoren eine Reduzierung der Risiken 

für Mensch und Maschine. Sie sorgt dafür, 

dass der Verdichtungsprozess gestoppt 

wird, falls die Gefahr besteht, dass Personen 

verletzt oder sperrige Teile die Maschine 

beschädigen könnten. Schließlich 

verdichten moderne Müllfahrzeuge den 

Abfall während der Fahrt. 

Drucksensoren für den 

Überlastschutz 

Das deutsche Unternehmen Meier-Ratio 

verwendet den neuesten Drucksensor von 

Gefran der Serie KS für die Überwachung 

der Belastung mehrerer Zylinder in ihren 

Absetzkippern der jüngsten Generation. Erreicht 

der Druck im Kreislauf den zulässigen 

Höchstwert, gestattet eine Schutzfunktion 

des Systems nur noch Bewegungen, die 

die Gesamtbelastung und damit den Druck 

im Kreislauf verringern. Der Sensor wird 

also als Überlastschutz eingesetzt, um 

Schäden am Absetzkipper zu verhindern. 

Bei Überschreitung des zulässigen Gesamtgewichts 

wird der Fahrer durch einen Alarm 

gewarnt. Die Sensoren der Serie KS zeichnen 

sich durch ihren einfachen Aufbau und 

besonders kleine Abmessungen aus. Sie 

sind stoß- und vibrationsfest und eignen 

sich für eine Vielzahl hydraulischer sowie 

pneumatischer Anwendungen. KS-Sensoren 

arbeiten ohne Füllmedium und besitzen 

ein Ganzmetallgehäuse aus Edelstahl. 

Da das Sensorelement komplett mit dem 

Anschlussnippel verschweißt ist, besteht 

keine Gefahr der Alterung oder Beschädigung 

durch aggressive Medien wie bei 

Gummidichtungen. Die Elektronik der letzten 

Generation von KS-Sensoren verfügt 

über Normsignalausgänge in Strom (4– 

20 mA) und in Spannung (0–10 VDC). Der 

erweiterte Temperaturarbeitsbereich von 

– 40 bis + 125 °C stellt eine optimale Stabilität 

sicher. Die Bandbreite der Messbereiche 

ist groß: Sie reicht von 0–1 bis 0–1 000 bar 

mit einer Mess-Ungenauigkeit kleiner 0,5 % 

v. Ew. (inkl. Nichtlinearität, Hysterese, Wiederholbarkeit 

und Nullpunkt- und Endwert-Offset). 

Linearsensoren sorgen für 

Präzision 

01 Hier fließen alle Informationen 

zusammen: Die Elektronik verarbeitet alle 

Signale und leitet sie an die Hydrauliksteuerung 

weiter 

02 Unter der Ladefläche angebracht: Zwei 

Drucksensoren der Serie KS (rechts oben) 

Das niederländische Unternehmen Geesink- 

Norba verwendet die potentiometrischen 

Linearsensoren der Serie PMI von Gefran 

zur Überwachung des Verdichters. Aufgrund 

ihres patentierten Systems für die magnetische 

Schleifermitnahme bietet diese Lösung 

in Anbetracht der heiklen Position auf 

der Pressplatte einen optimalen Schutz. Sie 

kontrolliert präzise Position und Parallelität 

und sorgt damit für eine ordnungsgemäße 

Verdichtung, ohne dass mechanische Bauteile 

Schaden nehmen. 

Die Serie PMI erfüllt alle technischen Anforderungen, 

ist jedoch in der Anschaffung 

günstiger als hochpräzise, und damit für 

diese Anwendung überqualifizierten magnetostriktiven 

Wegaufnehmer. Die potentiometrischen 

Sensoren sind druckfest gegenüber 

Arbeitsdrücken bis 250 bar (400 bar Scheitelwert). 

Das Gehäuse aus Edelstahl AISI 316 

und der Ausgang mit PUR-Kabel stellen eine 

hohe Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchungen 

sicher. Der Wegaufnehmer 

wird in den Versionen mit Sensorkopf, mit 

Einbauflansch oder mit Montagegewinde 

angeboten. Die Wege reichen von 50 bis 

1 000 mm. Auch in Sachen Präzision hat 

dieser Sensor die Nase vorn: So beträgt der 

maximale Linearitätsfehler 0,05 % vom 

Endwert und die Wiederholbarkeit liegt im 

Hundertstel-Millimeter-Bereich. 

Neben den beschriebenen Drucksensoren 

und Wegaufnehmern umfasst das 

Sensorprogramm von Gefran für die Mobilhydraulik 

auch Winkel-, Neigungs- und 

Drehsensoren. Eingesetzt in Hebezeugen, 

landwirtschaftlichen und Erdbewegungsmaschinen 

sorgen sie für eine sichere 

Steuerung von Maschinenbewegungen wie 

Lenkeinschlag und Beschleunigung und 

stellen die Sicherheit bei Drehung oder Neigung 

der Maschine sicher. So eignen sich 

z. B. die kompakten Singleturn-Winkelsensoren 

der Serien GRA und GRN zur Messung 

des Drehwinkels von Hebevorrichtungen, 

des Lenkeinschlags und des Gaspedals 

von landwirtschaftlichen Maschinen oder 

des Positionswinkels von Erdbewegungsmaschinen. 

Sie nutzen dazu die Hall-Technologie, 

sind mit oder ohne Welle erhältlich 

und überzeugen durch eine optimale elektromagnetische 

Verträglichkeit. 

Die präzisen Neigungssensoren mit einer 

oder zwei Achsen (XY/360°) sind mit Mems- 

Technologie ausgerüstet. Sie messen u. a. die 

Neigung der Fahrzeugachse und des Auslegers 

bei Hebezeugen sowie die Neigung 

der Antriebssteuerung oder des Dreipunkt- 

Krafthebers von landwirtschaftlichen Maschinen. 

Die einfach oder wahlweise redundant 

aufgebauten Sensoren verfügen über 

analoge und digitale Ausgänge. Mit den drei 

Versionen GIB (Basic Level), GIG (General 

Purpose) und GIT (Top Level) bietet Gefran 

für jede betreiberspezifische Anforderung 

das richtige Leistungsniveau. 

Der vibrationsfeste potentiometrische 

Seilzugaufnehmer GSF zeichnet sich durch 

seine große Robustheit aus. Er ergänzt die 

Produktreihe der Wegaufnehmer und dient 

bspw. der Steuerung und Positionsmessung 

von Teleskopausschub und Stützausleger 

von Hebevorrichtungen und Erdbewegungsmaschinen. 

Er eignet sich für einen großen 

Wegbereich und ist auch in einer redundanten 

Ausführung erhältlich. 

Alle Druck-, Dreh-, Linear- und Neigungssensoren 

sind nach SIL 2 zertifiziert. Für die 

Winkelsensoren ist die Typgenehmigung E1 

beantragt, damit die Sicherheit der Fahrzeuge 

und Maschinen unter den typischen 

kritischen Arbeitsbedingungen jederzeit 

sichergestellt ist. 

www.gefran.com 



Baugruppe für erweiterte Sicherheit 

Mit dem Profisafe-Schnittstellenmodul SK TU4-PNS bietet Nord erweiterte 

funktionale Sicherheit von Produktionsanlagen. Die Optionsbaugruppe erfüllt 

die höchsten Sicherheitsanforderungen, erlaubt die flexible Integration 

verschiedenster Sicherheitskomponenten und gewährleistet die sichere 

Kommunikation in Profinet-Umgebungen. Über Steckverbindungen können 

sichere Ein- und Ausgänge z. B. für Not-Aus-Schalter und Lichtgitter mit 

der Applikation verbunden werden. Für die Überwachung der sicheren 

Antriebsfunktion kann ein Drehgeber angeschlossen werden. Das Modul 

verfügt über zwei redundant arbeitende Mikroprozessoren und ist 

selbstüberwachend. 

Unterschiedliche Sichere Bewegungsfunktionen lassen sich einfach 

integrieren und erweitern somit die sicheren Stoppfunktionen der Antriebe: 

SLS, SSR, SDI, SOS und SSM. Das Modul ist verfügbar für die Umrichter der 

Baureihen Nordac Link, Nordac Flex und Nordac Pro. 

www.nord.com 

Modulare Automatisierungslösung für die Prozessindustrie 

ABB stellt eine digitale Technologielösung zur modularen Automatisierung vor. 

Die Lösung verbindet eine Orchestrierungsebene und eine Modulebene über 

die Technologie von Module Type Packages (MTP). Sie soll der Prozessindustrie 

dabei helfen, Kosten zu sparen, Risiken zu mindern, besser zu planen und 

schneller auf kundenspezifische Anforderungen zu reagieren. Die Lösung ist 

konzipiert für Pharma- und Biotechnologiebetriebe, Feinchemikalien und die 

Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Das System ist flexibel, sodass es auf sich 

schnell ändernde Anforderungen reagieren kann, z. B. maßgeschneiderte 

Medikamente, kurze Produktionskampagnen oder Multiproduktanlagen mit 

kleinen Chargengrößen. Die Lösung erlaubt die nahtlose Integration von 

verschiedenen vorhandenen Systemen, was die Stillstandszeit bei der 

Implementierung verkürzt. Vorautomatisierte, intelligente Module können 

einfach hinzugefügt, angeordnet und an die Produktionsanforderungen 

angepasst werden. 

www.abb.com 

Dezentrale I/O-Erweiterung 

für mobile Automation 

Mit dem neuen X90-CAN-Buscontroller erleichtert B&R die 

Anbindung dezentraler Sensoren und Aktoren auf mobilen 

Arbeitsmaschinen. Das skalierbare Steuerungs- und I/O-System 

ermöglicht eine effiziente Umsetzung von Automatisierungskonzepten 

für Baumaschinen, Agrar- und Kommunalfahrzeuge. 

Durch die standardisierte CANopen-Schnittstelle und die 

multifunktionalen Einund 

Ausgänge kann der 

Buscontroller vielseitig 

eingesetzt werden. Alle 

Funktionen können im 

Applikationsprojekt der 

Steuerung in der B&R- 

Entwicklungsumgebung 

Automation Studio 

konfiguriert werden. Alle Produkte des X90-Systems sind für den 

rauen Einsatz auf mobilen Arbeitsmaschinen ausgelegt. Sie haben 

einen Arbeitsbereich von – 40 bis + 85 °C (Gehäuseoberfläche) 

und sind resistent gegenüber Vibrationen, Schock bis 50 g, Salz, 

UV-Licht und Öl. Das Gehäuse entspricht der Schutzart IP69K. 

www.br-automation.com/de 

Anreihtechnik für höhere Leistungen 

Baumüller stellt neue Achseinheiten für sein Anreihsystem 

b maXX 5000 vor. Die Geräte decken einen Leistungsbereich mit 

Spitzenleistungen bis 240 kW ab, die gesamte Baureihe ist mit 

Nennleistungen von 1 bis 100 kW die richtige Lösung für zahlreiche 

Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau. Die 

Umrichterreihe b maXX 5000 umfasst Einspeise- und Rückspeiseeinheiten 

sowie Achseinheiten, die sich durch ein integriertes 

Drive-Connect-System schnell und einfach kombinieren lassen. 

So profitiert der Maschinenbauer von geringem Installationsaufwand 

und kurzen Inbetriebnahme- und Servicezeiten. Die 

Regler sind in den Kühlarten Luft, Wasser und Coldplate verfügbar 

und benötigen dank ihrer hohen Leistungsdichte nur einen 

geringen Bauraum. Über Steckmodule 

können die Geräte mit Sicherheitsfunktionen 

gemäß IEC 61800-5-2 

ausgestattet werden. Mit vier 

verschiedenen Modulen kann der 

Maschinenbauer die Sicherheitsfunktionen 

an die Ansprüche seiner 

Applikation anpassen. Durch 

einfaches Stecken kann er flexibel 

auf neue Anforderungen reagieren. 

www.baumueller.de 



Motor-Feedback-Systeme für 

Robotik-Direktantriebe 

Direktantriebe in Robotikapplikationen 

und Handlingsystemen 

sind zwei Einsatzgebiete 

der neuen Motor- 

Feedback-Systeme SEM70 

und SEM90 mit Hiperface- 

Schnittstelle aus dem Hause 

Sick. Ihre kompakte Baugröße 

spart Platz sowie Gewicht und ist für bewegte Roboterstrukturen 

ausgelegt. Das kapazitive Messprinzip und das lagerlose Sensorelement 

machen beide Hohlwellengeber vibrationsfest und 

langlebig. Zudem ermöglicht die erstmals in einer solchen Bauform 

umgesetzte mechanische Multiturn-Funktionalität einen Betrieb 

ohne externe Pufferbatterien und vermeidet so den Wartungsaufwand 

batteriegestützter Geber. Auch die Montage ist einfach: 

auf die Motorwelle aufstecken, drehen und fertig. Die Hohlwellendurchmesser 

– 25 mm beim SEM70 und 50 mm beim SEM90 – 

erlauben es, Kabel, Kühlleitungen und andere Verbindungen 

direkt durch die Motorwelle zu führen. Dadurch unterstützen sie 

die effiziente Integration elektrischer Antriebe in kollaborativen 

Robotern, bei denen eine innenliegende Kabelführung 

vorgeschrieben ist. Als SES70 und SES90 sind die Motor- 

Feedback-Systeme auch in Singleturn-Ausführung verfügbar. 

www.sick.com 

Analogeingangsmodul optimiert 

Prozessabläufe 

Mit dem Analogeingangsmodul 

PNOZ m EF 4AI für 

die konfigurierbaren, 

sicheren 

Kleinsteuerungen 

PNOZmulti 2 aus 

dem Hause Pilz 

lassen sich 

beliebige Prozessvorgänge 

sicher bis PL e bzw. SIL CL 3 erfassen und überwachen. 

Mit dem eigenständigen Modulprogramm (mIQ) lassen sich Werte 

feingranular einstellen. Dies sorgt für eine schnellere Verarbeitung 

direkt im Modul. Überwacht werden u. a. Druck, Temperatur, 

Durchfluss, Distanz, Füllstand, Seilgeschwindigkeit und -belastung. 

Dazu kommen Prozessabläufe, die Kraftzustände, Biegevorgänge 

oder Wegmessung einschließen. Das Analogeingangsmodul stellt 

vier unabhängige, sichere analoge Stromeingänge von 4 bis 20 mA 

mit einer Auflösung von 15 Bit plus Vorzeichen zur Verfügung. Der 

Messbereich liegt bei 0 bis 25 mA. Neben Einsatzmöglichkeiten 

im Serien- und Sondermaschinenbau oder im Bereich Food and 

Beverage eignet sich das Analogeingangsmodul auch für die 

Prozess- und Verfahrenstechnik, etwa bei Brennersteuerungen. 

www.pilz.com 

PC-basierte Steuerungen: Barrierefrei bis in die Cloud 

Beckhoff bietet eine offene PC-basierte Steuerungstechnik für die Prozessindustrie 

an. Mit ihr lassen sich ganzheitliche Lösungen für die barrierefreie 

Systemintegration bis in Zone 0/20 realisieren, inklusive einer durchgängigen 

Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud. Mit ihr können auch dezentrale 

Systeme ohne großen Aufwand verknüpft werden, bei einer gleichzeitig zentralen 

Auswertung und Prozesssteuerung. Das Automatisierungssystem eignet sich 

zudem für die Realisierung einer vernetzten Produktion innerhalb von Industrie- 

4.0-Konzepten. Neben den Standard-Automatisierungskomponenten steht 

auch ein Portfolio für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zur 

Verfügung. Hierzu zählen EtherCAT-Klemmen der Serie ELX für den direkten 

Anschluss von Feldgeräten oder mit zusätzlicher TwinSAFE-SC-Technologie, 

Multitouch-Control-Panels und -Panel-PCs der Serie CPX für den Einsatz in 

Ex-Zone 2/22 sowie TwinCAT als Softwareplattform. 

www.beckhoff.de 

AMO.indd 1 30.07.2018 14:15:00 



Für einen zuverlässigen Betrieb 

Kosteneffektive Präzision und Produktpositionierung bei Verpackung und Auszeichnung 

Branchen wie die Verpackung und 

Auszeichnung sind kostenbewusst 

und erfordern daher, dass die von 

ihnen verwendete Ausrüstung 

bei minimalen Betriebskosten 

kosteneffektiv und zuverlässig ist. 

Um bei Verpackung und 

Auszeichnung hochwertige 

Ergebnisse zu erhalten, ist es wichtig, 

dass Präzision und 

Produktpositionierung 

beibehalten werden. 

Lesen Sie mehr! 

Magnetaktivierte Federbandkupplungen lassen sich einfach 

reparieren und ersetzen – und das bei einer minimalen Ausfallzeit 

Das unvermeidbare Voranschreiten 

des Fortschritts 

bringt viele zeit- und energiesparende 

Innovationen und 

Lösungen mit sich. Neue Technologien ungeprüft 

anzunehmen, ist aber möglicherweise 

nicht die sparsamste Lösung. Ein 

Beispiel hierfür ist die Einführung von Servomotoren 

und Regelantrieben in Montageund 

Verpackungsanlagen. Federbandkupplungen 

und -bremsen bieten ein einfaches 

und effektives Mittel für genaue, von kumulativen 

Fehlern freie Schrittschaltung und 

Positionierung. Darüber hinaus können 

Federbandkupplungen bei verhältnismäßig 

kleiner Größe große Mengen statisches 

Drehmoment übertragen. 

Die häufigsten Anwendungen beinhalten 

mehrfaches Starten und Stoppen innerhalb 

einer einzelnen Umdrehung, z. B. Druckmaschinen, 

Frankiermaschinen, Förderanlagen 

und Verpackungsmaschinen. Im 

Dauerbetrieb stützen sich diese Maschinen 

darauf, dass die Produktposition täglich und 

über Wochen hinweg genau gleich bleibt, 

ohne dass Ausgleichmaßnahmen oder Einstellungen 

erforderlich werden. Durch eine 

enge Zusammenarbeit mit dem Hersteller 

Ana Maestro ist Sales Director bei der Altra 

Industrial Motion Corporation in Unna 

lassen sich die am besten 

geeigneten Abmessungen 

und die optimale 

Konfiguration für die Federbandkupplung 

ermitteln. So erhält man 

eine Lösung, die nicht nur Genauigkeit und 

Wiederholbarkeit realisiert, sondern auch 

Zuverlässigkeit und geringere Betriebskosten. 

Federbandkupplungen sind aber kein 

Patentrezept, jede Anwendung muss daher 

sorgfältig beurteilt werden, um einen effektiven 

Betrieb sicherzustellen. 

Wenn es darum geht, eine neue Maschine 

für eine gewerbliche Verarbeitungsanwendung 

zu bauen und zu installieren, können 

Erstausrüster (OEM) und Endabnehmer 

davon profitieren, die am besten geeignete 

Wahl zu treffen. Bei Verwendung der neuesten 

Innovationen sind die anfänglichen 

Technologiekosten viel höher und wirken 

sich direkt auf den Preispunkt der neuen 

Ausrüstung aus. Im Gegensatz dazu kann, 

die richtigen Betriebsparameter vorausgesetzt, 

ein einfacherer Ansatz eine beträchtliche 

Kostenersparnis sowie eine weit weniger 

komplizierte Wartungsroutine liefern. 

Außerdem ist der Anwender nach der 

Installation der Maschine für die Durchführung 

von Reparaturen zuständig: Instandsetzungen 

an Servomotoren und den 

dazugehörigen Antriebssystemen erfordern 

qualifizierte Wartungstechniker. Im 

Gegensatz dazu sind magnetaktivierte Fe 

derbandkupplungen einfacher zu reparieren 

und zu ersetzen und diese Vorgänge lassen 

sich bei minimaler Ausfallzeit durchführen. 

Unter diesen Umständen sind die 

mit einfacher Technik verbundenen Wartungskosten 

ein Bruchteil der Kosten, die 

den neuesten Antrieben und damit verbundenen 

Steuerungen zugeschrieben werden. 

Beurteilung der Anwendung 

Verarbeitungssysteme mit einer hohen 

Taktrate, z. B. von mehr als zehn pro Minute, 

erfüllen den ersten Schritt des Beurteilungsprozesses. 

Von diesem Punkt ausgehend 

müssen die Trägheiten und Geschwindigkeiten 

der Last analysiert und 

potentielle Reibungsquellen identifiziert 

werden, die Taktraten und Wiederholbarkeit 

beeinträchtigen. 

Dann können OEM und Anwender von 

der Beratung von Warner Electric profitieren, 

die Teil der Altra Industrial Motion Corporation 

ist. Von einzelnen Komponenten 

bis hin zu kompletten Verarbeitungsanlagen 

– der technische Kundendienst von 

Warner kann über die jeweils beste Lösung 

hinsichtlich Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit 

beraten. 

Fotos: Altra Industrial Motion 

www.altramotion.com 



Kleine Servomotoren mit hohen 

Drehzahl- und Leistungswerten 

Die BLDC-Servomotoren 1660 BHx von Faulhaber liefern, 

bezogen auf Abmessungen und Gewicht, hohe Drehzahl- und 

Leistungswerte bei geringer Vibration und Wärmeentwicklung. 

Damit eignen sie sich für Handstücke mit hohem Leistungsbedarf 

bei limitiertem 

Bauraum, z. B. Dentalhandstücke 

und 

elektrische Greifer 

sowie für Laborausrüstung, 

professionelle 

Handwerkzeuge oder 

Robotik. Die Hochleistungsmotoren 

gibt es 

in zwei Ausführungen. 

Die Serie 1660 BHS 

erreicht Drehzahlen bis 100 000 min -1 bei 96 W Leistung. Sie eignet 

sich für Geräte, die über einen langen Zeitraum laufen und eine 

niedrige Gehäusetemperatur brauchen. Die Serie 1660 BHT 

wiederum liefert ein Dauer-Abtriebsdrehmoment von knapp 

19 mNm und beherrscht auch variable Lasten. Mit 95 min -1 /mNm 

trägt die flache Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie zur Minimierung 

von Schwankungen bei. Das prädestiniert sie für den wiederkehrenden 

intermittierenden Betrieb mit hoher Dynamik und präzise 

Positionierungsaufgaben. 

www.faulhaber.com 

Antriebsrollen bieten höhere Leistung 

und geringeren Verschleiß 

Rulmeca stellt mit den intelligenten BL3 Drive Rollers die dritte 

Generation seiner 24 VDC Antriebsrollen-Technologie für 

angetriebene Rollenbahnen vor. Die neuen Antriebsrollen sind 

gegenüber ihren Vorgängern verschleißfester ausgelegt und 

decken einen mehr als 

doppelt so großen 

Geschwindigkeitsbereich 

(0,16 bis 1,25 m/s) 

bei bis zu 40 % mehr 

Drehmoment ab. 

Ausgestattet sind die 

Drive Rollers mit einem 

bürstenlosen Motor, der 

in einem 50 mm 

Mantelrohr eingebaut 

ist und benachbarte Rollen über Keilrippen- und Rundriemen 

sowie Ketten antreiben kann. Es werden keine zentralen Antriebseinheiten 

mit aufwendig auszulegenden Antriebsketten und 

Schutzvorrichtungen benötigen. Gleichzeitig sorgen die Antriebsrollen 

mit ihrem integrierten Motor für einen leisen sowie sicheren 

Betrieb und stellen dank kompakter Auslegung ohne aufwendigen 

Hauptantrieb eine effiziente Wartung der Rollenbahnen sicher. 

Zum Einsatz kommen die Antriebsrollen in Rollenbahnen der 

Verpackungs- und Logistikindustrie sowie in zahlreichen weiteren 

zu- und abführenden Förderanlagen der industriellen 

Produktion. 

www.rulmeca.de 

Vielseitig einsetzbare 

AC-Gehäusemotoren 

Groschopp bietet die AC-Gehäusemotoren IGK/IGL in Wechselstrom- 

und Drehstrom-Ausführung an. In der einphasigen 

Ausführung kommen sie häufig in Gebläsen, Pumpen, Bandförderern, 

Kassen- und Mischsystemen 

zum Einsatz. In 

der dreiphasigen Ausführung 

werden die Antriebe 

z. B. in Bearbeitungsmaschinen, 

in der Fördertechnik, 

aber auch in der 

lebensmittelnahen 

Industrie, in Verpackungsmaschinen 

oder in der 

Medizintechnik 

eingesetzt. Mit einem 

Frequenzumrichter reicht 

der Stellbereich von 8 bis 

80 Hz bei 50 Hz Normalfrequenz. 

Dadurch 

können die Motoren auch 

dauerhaft bei niedrigen 

Umdrehungszahlen 

betrieben werden. Mit 

ihren glatten Oberflächen lassen sie sich zudem leicht reinigen 

und ohne zusätzliche Fortschritt Beschichtung hat in Hygienebereichen unser Tempo 

einsetzen. Durch das geschlossene Gehäuse erreichen die 

Induktionsmotoren mit Konvektionskühlung die Schutzart IP65. 

Bei Bedarf wird das Gehäuse lackiert, hartcoatiert, silacoatiert 

oder in Edelstahl ausgeführt. 

www.groschopp.de 

Tel.: (0)4743/2769 04743 2769-0 ·· www.astro-motoren.de 

Zu Land, im Wasser, unter Wasser, in der Luft und im Weltall 

Elektrokleinmotoren bis 200 Watt nach Kundenwunsch 

Unsere modularen Elektro-Kleinmotoren und Getriebe ASTRO bauen Motoren wir GmbH in Millionen & Co. KG 

Debstedt · Große Beek 7 · 27607 Geestland 

Kombinationen – passgenau zu den Anforderungen Tel.: jedes (0) 04743 43 2769-0 Kunden. 

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ASTRO_LHA.indd 1 02.11.2017 14:30:44 

2017

Simulation von Industriegetrieben 

Schwingungsoptimierung eines Antriebspakets im oberen Leistungsbereich 

Bei der Entwicklung schwerer Antriebspakete ist es sinnvoll, konstruktive 

Auslegungen während des Entwicklungsprozesses durch Simulationen und 

Rechnungen zu verifizieren. Die genaue Kenntnis der Anregungen und Resonanzen 

bildet eine wichtige Grundlage für Optimierungen. Auf der Basis dieser Informationen 

lassen sich Antriebe mit einem Maßnahmenpaket aus den Bereichen 

Schwingungsanregung, -übertragung und -ausbreitung optimieren. 

Die akustischen und schwingungstechnischen Anforderungen an 

moderne Antriebe werden immer höher. Bei gleichzeitig steigenden 

Leistungen und Leistungsdichten sollen die Antriebe 

schwingungsarm ausgeführt sein. Ein besonderer Zielkonflikt ergibt 

sich dabei für die Verzahnung, weil die Auslegung auf eine maximale 

Lebensdauer häufig mit der Optimierung der Anregung kollidiert. 

Genaue Kenntnis des Schwingungsverhaltens ist von daher 

bei Antrieben im oberen Leistungsbereich von großer Bedeutung. 

Antriebspakete aus einer Hand 

Antriebe mit großen mechanischen Leistungen werden i. d. R. so 

konzipiert, dass die Komponenten auf geeigneten Unterkonstruktionen 

fertig montiert werden. Die Komponenten selbst sind 

dabei Serienteile oder zumindest von Serienteilen abgeleitet, während 

die umgebenden Teile auf die Bedürfnisse des Kunden hin 

Dr.-Ing. Konstantin Völker und Dipl.-Ing. Markus Lutz sind 

Mitarbeiter des Technologiekreises „Technische Akustik“ in 

Bruchsal; Dr.-Ing. Jörg Hermes ist Leiter Entwicklung 

Getriebe bei der SEW-Eurodrive GmbH & Co KG in Bruchsal 

konstruiert werden. Der Anwender bekommt ein auf ihn zugeschnittenes 

Antriebspaket aus einer Hand. 

Gegenstand dieser Untersuchungen war ein etwa 11 t schweres 

Antriebspaket, bestehend aus einem Industrieplanetengetriebe 

P092ADR180 mit einer Stirnradvorstufe und einer Gesamtübersetzung 

von i = 45,7. Angetrieben wurde das Paket von einem 

Asynchronmotor mit 1 000 min -1 und einer Betriebsleistung von 

440 kW (192 kNm am Getriebeabtrieb). Das Planetengetriebe in 

Flanschausführung war auf einem Planetenfuß befestigt. Die 

Stirnradstufe wurde über einen Support auf dem Fundamentrahmen 

abgestützt. 

Modalanalyse mit der FE-Methode 

Zur Bewertung der Bewegungsformen und Eigenresonanzen wurde 

der Antrieb mit dem Finite-Elemente-Programm Ansys modelliert. 

Zur Reduzierung der Rechenzeit wurde der Motor durch ein massives 

Ersatzmodel dargestellt, das Getriebe ohne drehende Teile 

(Verzahnung, Welle) modelliert und die Schweißnähte des Fundamentrahmens 

sowie des Planetenfußes und des Supports als 

durchgängig geklebt angenommen. Der Fundamentrahmen wurde 

an den für die Kundenmontage vorgesehenen Schraubstellen mit 

einer ideal steifen Umgebung verbunden. Die Einleitung des Betriebsmoments 

erfolgte querkraftfrei an der Abtriebswelle. Das 



01 FEM-Modell der 

Ausgangskonstruktion, 

Schwingungsform mit 

Relativbewegung 

zwischen Stirnradvorstufe 

und Planetengetriebe 

bei ca. 220 Hz 

03 

Antriebspaket in der Ausgangskonstruktion mit seinen 

Komponenten auf dem Fundamentrahmen sowie der 

charakteristische Messpunkt HSS an der Antriebswelle 

Stirnradvorstufe 

Industrieplanetengetriebe 

Motor 

02 FEM-Modell 

der Ausgangskonstruktion, 

Schwingungsform 

mit Nickbewegung 

des Getriebes im 

Getriebefuß 

Fundamentrahmen 

Support 

Planetenfuß 

Messpunkt HSS 

vertikal 

axial 

horizontal 

Ergebnis der numerischen Modalanalyse ergab zuerst eine Vielzahl 

von möglichen Resonanzfrequenzen und Moden. 

Als anregende Frequenzen kamen hauptsächlich die Antriebsdrehzahl 

und die Zahneingriffsfrequenzen in Frage, wobei die 

höchsten Schwingwerte und stärksten Auslenkungen im Bereich 

der eintreibenden Welle des Getriebes erwartet wurden. 

Besonders kritisch wurde eine Relativbewegung zwischen Planetengetriebe 

und Stirnradvorstufe eingeschätzt. Die zugeordnete 

Frequenz (228 Hz) lag in der gleichen Größenordnung wie die 

Zahneingriffsfrequenz der Planetenvorstufe (215 Hz). Für die spätere 

Optimierung war es wichtig, diese Bewegungsform weitgehend 

zu unterbinden oder zu beseitigen. 

Bei den weiteren Bewegungsformen handelte es sich um Bewegungen 

des gesamten Getriebes im Getriebefuß (Nick- und 

Schwenkbewegungen). Die Reduzierung der Amplituden dieser 

Bewegungsform war folglich ein Ziel der Optimierung. Schwingungstechnisches 

Optimierungspotenzial ergab sich auch bei der 

Anbindung zwischen der Stirnradvorstufe und dem Support. 

Quantitativer Vergleich durch 

harmonische Analyse 

In einem ersten Schritt wurde der Planetenfuß derart umkonstruiert, 

dass er das Planetengetriebe auch an der eintreibenden Seite 

abstützt. Damit wurden Nick- und Schwenkbewegungen des Antriebs 

unterbunden. Die Stirnradvorstufe wiederum wurde direkt 

an den Planetenfuß befestigt, sodass keine Bewegung zwischen 

Planetengetriebe und Stirnradvorstufe möglich ist. Bei der Simulation 

des optimierten Antriebspakets wurde dieser Freiheitsgrad 

nicht mehr festgestellt. Gleichzeitig entfiel damit der Support, dessen 

Funktion direkt von dem Planetenfuß übernommen wurde. 

Weiterhin wurde der Fundamentrahmen im Bereich des Planetenfußes 

durch zusätzliche Rippen verstärkt. Als zusätzliche Versteifung 

wurde das Gehäuse der Stirnradvorstufe von Grauguss auf 

eine Stahl-Schweiß-Konstruktion umgestellt. Durch den höheren 

E-Modul ergab sich somit bei vorgegebener Belastung eine geringere 

Verformung. 

04 

Optimiertes Getriebe mit Fundamentrahmen 

Stahl-Schweiß-Gehäuse 

statt Guss 

Verzahnung Vorstufe mit 

kleinerem Modul und 

geringerer Anregung 

Anbindung zwischen 

Planet und Vorschaltstufe 

ohne Einschnürung 

Verstärkter 

Fundamentrahmen 

Verstärkter Fuß mit 

Integration des Supports 

Bauteil Antrieb Stirnradstufe Planetenvorstufe 

Planetenendstufe 

[Hz] [Hz] [Hz] [Hz] 

1. Ordnung 16,67 366,67 214,49 25,16 

2. Ordnung 33,33 733,33 428,98 50,32 

3. Ordnung 50,00 1 100,00 643,47 75,48 

Tabelle 01: Antriebsfrequenz und Zahneingriffsfrequenzen im 

Ausgangszustand 

Aufgrund des großen Aufwands wurde das zentrale Planetengetriebe 

nicht modifiziert. Dafür wurde die Stirnradvorstufe neu 

und damit anregungsarm ausgelegt. Zum einen wurde der Modul 

von 9 auf 7 mm heruntergesetzt, also die Anzahl der Zähne erhöht. 

Dies führte zu einer Erhöhung der Zahneingriffsfrequenz und zu 

einer höheren Gesamtüberdeckung. Gleichzeitig nahmen die 



05 

Harmonische Analysen der Antriebspakete vor und nach der Optimierung 

Ausgangskonstruktion 

1,4 

1,2 

Amplitude [mm/s] 

1 

vertikal 

0,8 

0,6 

0,4 

0,2 

0 

0 100 200 300 400 500 

Frequenz [Hz] 

Optimierte Konstruktion 


1,4 

1,2 

1 

0,8 

–30% 

vertikal 

0,6 

0,4 

0,2 

0 

0 100 200 300 400 500 

Frequenz [Hz] 


3 

2,5 

horizontal 

2 

1,5 

1 

0,5 

0 

0 100 200 300 400 500 

Frequenz [Hz] 


3 

2,5 

2 

–60% 

horizontal 

1,5 

1 

0,5 

0 

0 100 200 300 400 500 

Frequenz [Hz] 

Zahnsicherheiten nur leicht ab, ohne sich einem kritischen Bereich 

zu nähern. Der resultierende theoretische Anregungspegel LA der 

neuen Verzahnung lag um 6 dB (LA0 = 1 N/mm) unter dem Wert 

der Standardvariante. 

Im nächsten Schritt wurde die Berechnung des optimierten Antriebspakets 

um eine harmonische Analyse erweitert. Eine Modalanalyse 

liefert Frequenzen und Formen, kann aber keine Aussage 

liefern, welche Schwingungsamplituden in einem Bauteil tatsächlich 

auftreten. Bei einer harmonischen Analyse werden die Ergebnisse 

der Modalanalyse durch die Zugabe einer Anregung gewichtet, 

sodass man Spektren und Schwingungsamplituden von 

Varianten untereinander vergleichen kann. In dem vorliegenden 

Fall erfolgte die rechnerische Anregung durch Einleiten einer Kraft 

an einem Referenzpunkt und Koppelung auf die Struktur des Hohlrades 

der Planetenvorstufe. Ausgewertet wurden die Beschleunigungen 

an mehreren Stellen des Antriebs. Die Summenkurven 

zeigten eine deutliche Reduzierung des Schwingungsniveaus der 

optimierten Variante im Vergleich zur Ausgangskonstruktion. Besonders 

in horizontaler Richtung nahm die Amplitude der kritischen 

Eigenresonanzfrequenz um 60 % ab. 

Schwinggeschwindigkeit 

an der Antriebswelle im 

Verhältnis zur Ausgangskonstruktion 

[%] 

Ausgangskonstruktion 

vertikal 100 66 

horizontal 100 72 

axial 100 29 

Optimierte 

Konstruktion 

Tabelle 02: Relative Schwinggeschwindigkeit am Betriebspunkt im Vergleich 

zwischen der Ausgangskonstruktion und der optimierten Variante 

Experimentelle Validierung mittels 

Prüfstandsversuch 

Beide Varianten wurden auf einem Lastprüfstand schwingungstechnisch 

untersucht und die Ergebnisse mit den Simulationen und 

Rechnungen validiert. Der Betriebspunkt für die Messungen lag bei 

440 kW und motorseits 1 000 min -1 , wobei der Antriebsmotor am 

Trafo betrieben wurde. Um Resonanzerscheinungen im Hochlauf 

bis 1 200 min -1 zu erfassen, wurde der Antrieb anschließend im Umrichterbetrieb 

bis maximal 250 kW betrieben. 

Zuerst wurden die Verformungen des Antriebspakets im stationären 

Betriebspunkt unter Last ausgewertet. Die Versteifungsmaßnahmen 

resultierten in bis zu 75 % geringeren Verformungen der 

optimierten Variante an der Antriebswelle der Stirnradvorstufe im 

Vergleich zur Ausgangskonstruktion. 

Deutliche Reduzierung der Schwingungsneigung 

Schwingungsmessungen im Betrieb ergaben für das optimierte 

Antriebspaket an der Antriebswelle der Stirnradvorstufe im Vergleich 

zur Ausgangskonstruktion eine deutliche Abnahme der 

Schwing geschwindigkeit. Der stärkste Rückgang um 71 % wurde in 

axialer Richtung verzeichnet, aber auch in vertikaler (– 34 %) und 

horizontaler Richtung (– 28 %) waren die Maßnahmen erfolgreich. 

Hochläufe ergaben bei der optimierten Variante keine ausgeprägten 

Resonanzbänder. 

Zuletzt wurde anhand der Schwingungsspektren verifiziert, welche 

schwingungstechnischen Maßnahmen zu dem tatsächlichen 

Rückgang der Schwingungen führten. Der ausgewertete Messpunkt 

lag antriebsseitig an der Stirnradstufe. Der stärkste Rückgang wurde 



06 

Prozentuale Verbesserung der Auslenkungen nach der Optimierung 

Absenkungen (vertikal) 

Verschiebungen (horizontal) 

–75% 

–50% 

–70% 

–10% 

bei der Zahneingriffsfrequenz der Stirnradvorstufe verzeichnet, 

deren Amplitude um bis zu 80 % zurückging. Dies war eindeutig auf 

die geringere Anregung aus der neuen Verzahnung zurückzuführen. 

Bei der Zahneingriffsfrequenz der Planetenvorstufe nahm die 

Amplitude in vertikaler Richtung deutlich ab, während der Trend in 

horizontaler Richtung nicht so eindeutig war. Im energetischen 

Mittel nahmen aber auch hier die Amplituden ab. Gleiches galt für 

die Zahneingriffsfrequenz der Planetenendstufe. Die Schwingungen 

aus der Antriebsfrequenz nahmen teilweise deutlich ab, was in 

der steiferen Struktur und damit auch besseren Positionierung der 

Teile zueinander im Betrieb begründet liegt. 

Prüfergebnisse bestätigten Simulationsdaten 

Die Untersuchungen zeigten den Vorteil des Einsatzes von Simulationswerkzeugen 

für eine zielgerichtete und kostengünstige Optimierung 

innerhalb des Entwicklungsprozesses. Speziell bei der 

Optimierung von schweren Antrieben mit großer mechanischer 

Leistung lässt sich die Anzahl der kosten- und zeitintensiven 

schwingungstechnischen Versuche deutlich reduzieren und auf das 

für eine Verifikation nötige Maß beschränken. 

www.sew-eurodrive.de 

PRECISION GEARS 

Seit 50 Jahren führend in hochpräzisen Verzahnungen 

Zahnräder und verzahnte Wellen 100 – 2.000 mm 

Alle Fertigungsschritte im Haus 

28.000 m² Produktionsfläche 

Eigene Härterei 

ZWP Zahnradwerk Pritzwalk GmbH 

Freyensteiner Chaussee 15 

www.zahnradwerk.com 

D-16928 Pritzwalk


Stirnrad-Schneckengetriebe für maximale Festigung und Steifigkeit 

www.nord.com 

Das Unternehmen Nord Drivesystems hat sein zweistufiges Stirnrad-Schneckengetriebe 

SK 02040 einem Redesign unterzogen. Das neue SK 02040.1 aus hochfestem Aluminium 

ersetzt das gusseiserne Produkt. Das aus Aluminium-Druckguss gefertigte Blockgehäuse 

gewährleistet maximale Festigung und Steifigkeit bei geringem Gewicht. Darüber hinaus 

ist Aluminium korrosionsfester als Stahl und lässt sich mithilfe zusätzlicher Maßnahmen 

wie der Oberflächenveredelung nsd tupH weiter schützen. Das SK 02040.1 verfügt über 

einen Leistungsbereich von 0,12 bis 1,10 kW und deckt Drehmomente bis 100 Nm ab. Die 

breite Übersetzungspalette (von 5,37:1 bis 330:1) ermöglicht die optimale Anpassung an 

die jeweiligen Kundenbedürfnisse. Das Getriebe ist in einer universellen Fuß-Flansch- 

Bauform erhältlich und bietet durch zahlreiche Ausstattungsvarianten und Befestigungsoptionen 

wie Flansche und Drehmomentenstütze große Flexibilität. Alle Varianten gibt es 

mit Voll- oder Hohlwelle. Der Motor kann direkt ohne Kupplung oder Adapter (IEC oder 

NEMA) angebaut werden. 

Kegelradgetriebe als flexible 

Plattformlösung 

Für elektrische Flurförderzeuge hat das Unternehmen 

ABM Greiffenberger das Kegelradgetriebe 

TDB230/254 Kombi entwickelt. Es 

lässt sich als flexible Plattformlösung auch in 

bestehende Fahrzeugreihen integrieren und für 

die Radgrößen 230 und 254 mm einsetzen. Es 

ist auch in Kombination mit einem Lenkantrieb 

und redundanter Lenküberwachung 

direkt am Antriebsrad lieferbar. Der Einbau 

funktioniert nach dem Plug-&-Play-Prinzip. 

Das Getriebe kommt mit einer kleineren 

Batterie als seine Vorgänger aus. Außerdem 

bietet es noch einmal 15 % mehr Drehmoment. 

Zur Funktionskontrolle und Lenküberwachung 

wurden verschiedene Sensoren verbaut, um 

z. B. die Stellung des Antriebs direkt am Rad 

kontrollieren zu können. So werden Fehler rechtzeitig 

erkannt. Die maximale Motorleistung beträgt 4 kW. 

Das Getriebe funktioniert darüber hinaus auch bei Temperaturen 

bis – 40 °C. Das Einsatzspektrum reicht von Palettenhubwagen 

über Kommissionierer und Schlepper bis hin zu fahrerlosen 

Transportsystemen. 

www.abm-antriebe.de 

Getriebe kombiniert Prinzipien des Wellund 

Zykloidgetriebes 

Sumitomo (SHI) Cyclo Drive Germany 

bietet mit E-Cyclo eine neue Familie 

kompakter Getriebe für präzise 

Anwendungen wie Handling-Roboter 

und kollaborierende Roboter (Cobots). 

Das „E“ in E-Cyclo steht für „elastic“, 

denn das Getriebe kombiniert die 

Prinzipien des Wellgetriebes und des 

Zykloidgetriebes. Ab Oktober 2018 

wird E-Cyclo in zwei, ab April 2019 in 

drei Baugrößen mit je drei Übersetzungen 

verfügbar sein. Merkmale des Getriebes sind die spielfreie Kraftübertragung 

bei hoher Steifigkeit sowie Übertragungsgenauigkeit. 

Das kleinste elastische Zykloidgetriebe ECY105 misst 84 mm im 

Außendurchmesser und 52 mm in der Länge. Es hat einen Hohlwellendurchmesser 

von 21 mm und wiegt 1,2 kg. Zudem bietet es 

eine relativ große Hohlwelle, durch die Versorgungsleitungen, 

Wellen und andere Medien durchgeführt werden können. Die 

integrierte Lagerung erlaubt hohe abtriebsseitige Belastungen. 

Das Getriebe deckt Nennbetriebsdrehmomente von 25 bis 63 Nm 

ab, kann aber mit einem Beschleunigungsdrehmoment bis zu 

137 Nm belastet werden. 

www.sumitomodrive.com 

Spielarme Getriebe für eine hohe Laufruhe 

Die spielarmen Stirnrad-Planetengetriebe des Herstellers Reckon 

sind neu im Sortiment von Servotecnica. Die Planetenträger sind 

mit Käfigen ausgestattet, sodass die Zahnräder nicht axial 

verschiebbar oder biegbar sind. Die hohe Steifigkeit sorgt dafür, 

dass die Zahnräder während der Beschleunigungsphasen gut 

ausgerichtet bleiben und sich nicht verbiegen können. Um die 

Wahl des richtigen Getriebes zu erleichtern, hat Reckon seine 

Modelle in fünf Serien unterteilt: X-treme, Booster und Ultimate 

sind ideal für Zahnstangen mit hoher Beschleunigung. Access, Wiser und Lively eignen sich für Standard-Applikationen. Insgesamt bietet 

das Sortiment eine Vielzahl an Baugrößen (von 5 bis 2 000 Nm) sowie Übersetzungen von 3-4-5-5-6-7-8-9-10 und deren Vielfachen bis 

zur Grenze von 100. Außerdem verwenden alle Stirnradgetriebe den kleinstmöglichen Schrägungswinkel, um stets ein Übersetzungsverhältnis 

von 2 zu gewährleisten und gleichzeitig die axialen Kräfte auf die Innenelemente zu reduzieren. So lässt sich nicht nur größtmögliche 

Laufruhe, sondern auch eine lange Lebensdauer gewährleisten. 

www.servotecnica.de 



Präzisionsgetriebe für die Positionierung sehr großer Traglasten 

Für die Positionierung sehr großer Traglasten hat Nabtesco das RV-2800N entwickelt. 

Mit einem Nenndrehmoment von 28 000 Nm sowie Beschleunigungs- und Bremsmomenten 

von 70 000 Nm ist das Vollwellengetriebe das größte Präzisionsgetriebe 

der Welt. Das Kraftpaket zeichnet sich durch eine hohe Schockbelastbarkeit (bis zum 

5-fachen des Nenndrehmoments), extreme Steifigkeit sowie hohe Drehmomentleistungen 

aus. Selbst das Bewegen ganzer Fahrzeuge meistern die Einbausätze 

mühelos. Seine kompakte Bauform hat das RV-2800N dem Hauptlager mit 

integriertem Innenring zu verdanken. Die Verstärkung der Exzenterwellenlagerung 

bewirkt eine sehr hohe Leistungsdichte. Mit einem äußerst geringen Spiel von 

< 2 arcmin arbeitet das Getriebe sehr genau und gewährleistet einen geringen 

Verschleiß sowie eine hohe Lebensdauer. Zum Einsatz kommt es dort, wo große 

Lasten punktgenau positioniert werden müssen. Anwendungsbereiche sind u. a. 

die Robotik, Automobilbau, Glasindustrie, Bergbau sowie Kräne. 

www.nabtesco.de 

Planetengetriebe 

aus dem Baukasten 

PDMD-A10098-00-7600 

Im Bereich der mittleren und der 

hohen Verdrehsteifigkeit bzw. 

des mittleren und niedrigen 

Verdrehspiels sind die Planetengetriebe 

RPS, RPL und G von 

Ruhrgetriebe angesiedelt. Für sie 

stehen vorkonfigurierte Baukastenelemente 

zur Verfügung, mit 

denen individuelle Anwendungen 

schnell realisiert werden können. 

Die RPS-Reihe zeichnet sich 

durch eine große Übersetzungsvielfalt 

von i = 3 bis i = 512, eine 

hohe Leistungsdichte, Laufruhe, 

Überlastfähigkeit und ein 

geringes Gewicht aus. Die RPL- 

Reihe ist charakterisiert durch 

eine höhere Torsionssteifigkeit, 

eine robustere Abtriebslagerung 

wie auch eine höhere radiale 

und axiale Belastbarkeit, eine 

lange Gebrauchsdauer und die 

kurze Bauweise. Die G-Reihe 

zeigt nur ein geringes Laufgeräusch, 

eine hohe Drehmomentaufnahme 

und ist ausgelegt für 

höchste Präzision. Diese 

Modelle haben eine vollnadelige 

Radlagerung, einteilige 

Planetenträger und einteilige 

Gehäuse für hohe Verdrehsteifigkeit 

und Belastbarkeit. 

www.ruhrgetriebe.de 

flender.com


Viele Informationen 

ohne kostspielige Sensorik 

Wie die Digitalisierung von der „Bremsen-Intelligenz“ profitiert 

Die Chancen durch Industrie 4.0 nutzen immer mehr Unternehmen, um die 

Fertigungsprozesse in ihren Werken zu optimieren. Dies verlangt aber, dass auch Daten 

zu Antriebs- und Bremssystemen ausgewertet werden können. Elektromagnetische 

Bremsen bieten hierfür die Basis: Die in der Bremse integrierte Spule liefert – ohne 

zusätzliche Sensorik – bereits eine Vielzahl an Informationen, die für vorbeugende 

Instandhaltung oder zur Fehleranalyse herangezogen werden können. 

Dominik Hettich ist Leiter Forschung und 

Entwicklung bei der Kendrion GmbH in 

Villingen-Schwenningen 

Die Digitalisierung bietet neue Perspektiven 

für die Weiterentwicklung innovativer 

und mitarbeiterorientierter Produktionssysteme. 

Durch den Einsatz von Industrie-4.0- 

Technologien können Unternehmen ihre 

Instandhaltungskosten sowie die Ausfallzeiten 

von Maschinen drastisch reduzieren 

und so ihre Produktivität erhöhen. Doch 

dazu gilt es zunächst einmal eine aussagekräftige 

Datenbasis zu generieren, um 

Schlagworte wie „Predictive Maintenance“, 

also vorausschauende Wartung, mit Leben 

zu füllen. Die kontinuierliche Überwachung 

von System- bzw. Betriebszuständen ist 

dann der Schlüssel zu höherer Effizienz, 

Produktivität und Transparenz. Bei elektromagnetischen 

Bremsen, die in vielen Automatisierungssystemen 

integriert sind, ist 

das einfacher als man zunächst denkt. Die 

Anzahl der Schaltzyklen, die Gesamtschaltarbeit 

oder der elektrische Stromverlauf 

beim Öffnen bzw. Schließen sind Informationen, 

die bei jeder elektromagnetischen 

Bremse erfasst, ausgewertet und entsprechend 

genutzt werden können. 

Funktionsprinzip als Datenbasis 

Die Basis dafür liefert das Funktionsprinzip. 

Federdruckbremsen z. B. nutzen die Kraftwirkung 

eines elektromagnetischen Feldes 

zum Aufheben der durch Federkraft erzeugten 

Bremswirkung. Die Bremse ist also 

im stromlosen Zustand geschlossen und 

öffnet beim Anlegen einer Spannung. Die 

Verbindung zur Welle des Motors über 


nimmt meist ein zentral angeordneter Mitnehmer, 

der auf der Motorwelle befestigt 

ist. Die Reibscheibe der Bremse ist axial beweglich 

und tangential fest mit diesem Mitnehmer 

verbunden. 

Permanentmagnetbremsen dagegen nutzen 

die Kraftwirkung eines permanentmagnetischen 

Feldes für die Erzeugung 

der Bremswirkung. Zum Aufheben der 

Bremswirkung wird das permanentmagnetische 

Feld durch ein elektromagnetisches 

Gegenfeld überlagert. 

Durch eine 

drehsteife und axial 

bewegliche Verbindung 

des Ankers 

mit der Flanschnabe 

der Bremse 

ist eine spielfreie 

Übertragung des 

Brems moments auf 

die Motorwelle des 

Motors und ein 

sicheres restmomentfreies 

Öffnen der Bremse möglich. 

Für beide Bremsentypen gilt, dass sie im 

stromlosen Zustand geschlossen sind. Es 

handelt sich also um Sicherheitsbremsen; 

bei Stromausfall oder bei Versagen der 

Energieversorgung, z. B. durch Leitungsbruch 

wird das System sicher gehalten. 

Für beide Wirkprinzipien gilt das Induktionsgesetz. 

Wenn sich also innerhalb der 

Spulenwicklung einer elektromagnetischen 

Bremse der magnetische Fluss (die Feldlinienkennzahl) 

verändert, wird in der 

Wicklung eine Spannung induziert, die Induktionsspannung. 

Auf dieser Grundlage 

lassen sich ohne zusätzliche Komponenten 

Informationen über die Bremse und ihren 

aktuellen Zustand generieren. Die entsprechende 

Auswertung kann z. B. der ohnehin 

vorhandene Umrichter oder Motion-Controller 

des Antriebs übernehmen. 

Den Zustand der Bremse im Blick 

Der Strom, der durch die Spule der Bremse 

fließt, kann z. B. mit einem Shunt-Widerstand 

gemessen werden. Der Stromverlauf 

Bremsen liefern eine aussagekräftige 

Datenbasis, um Schlagworte 

wie Predictive Maintenance 

mit Leben zu füllen. 

Dominik Hettich 

während des Öffnens und Schließens elektromagnetischer 

Bremsen liefert dann 

wertvolle Informationen zum Verschleiß 

der Bremse und der weiteren Lebensdauererwartung: 

Wenn sich der Anker der Bremse 

beim Öffnen oder Schließen bewegt, entsteht 

infolge des zeitlich veränderlichen 

magnetischen Flusses und der daraus 

resultierenden Induktionsspannung im 

Stromverlauf eine markante Ausprägung. 

Dieser Peak gibt Aufschluss über den 

Schaltzustand. Die Höhe des Stroms bei 

beginnendem Peak, z. B. beim Öffnen einer 

Federdruckbremse, ist ein Indiz für den 

Verschleißzustand der Bremse. Dabei kann


01 Schematische Darstellung einer Federdruckbremse (rechts) und einer Permanentmagnetbremse 

im Servomotor 

in Abhängigkeit des Öffnungsstroms über 

eine bremsenspezifische Kennlinie der vorliegende 

Betriebsluftspalt ermittelt und 

gegebenenfalls präventive Wartungsmaßnahmen 

eingeleitet werden. Die für jede 

Bremse typischen Kennlinien und Grenzwerte 

ermittelt und spezifiziert Kendrion 

bereits bei der Produktentwicklung. 

Alternativ lassen sich für vorbeugende 

Wartungsmaßnahmen auch die Anzahl der 

Bremsvorgänge oder besser noch die 

Gesamtschaltarbeit nutzen, um den Verschleißzustand 

der Bremse zu erkennen. 

Die Gesamtschaltzeit kann über Drehzahl 

und Massenträgheitsmoment berechnet 

werden. Sie ist z. B. bei Servoantrieben in 

der Robotik wichtig, wenn die Bremse während 

einer Bewegung den Antrieb im Notfall 

stoppt. Zusätzlich lassen sich über die 

Auswertung des Stromverlaufs Aussagen 

über den Schaltzustand der Bremse treffen. 

Diese sind für sicherheitskritische Applikationen 

von besonderer Bedeutung. Weitere 

Informationen zum Zustand der Bremse 

können darüber hinaus in zukünftigen 

Entwicklungen zur Kosten- oder Qualitätsoptimierung 

einfließen: z. B. das Temperaturniveau 

über die Einschaltdauer, die 

Anzahl der Betriebsstunden (Alterungszustand) 

und die Anzahl der Schaltzyklen 

(Dauerhaltbarkeit). 

Intelligente Wartungskonzepte 

02 Luftspaltbestimmung mittels Stromverlaufsauswertung zur Ermittlung der Verschleißreserve 

am Beispiel einer Federkraftbremse 

Die in der Bremse integrierte Spule liefert 

damit eine Vielzahl nützlicher Daten, die 

vom Umrichter oder der Steuerung ausgewertet 

werden. Anschließend können die 

Bremsendaten in der Cloud gespeichert 

und für intelligente Wartungskonzepte genutzt 

werden. Als Komponentenlieferant 

unterstützt der Bremsenspezialist Kendrion 

die Systemanbieter bei der Umsetzung und 

Auswertung der in den Bremsen generierten 

Signale und spezifiziert die festzulegenden 

Grenzwerte und Kennlinien für die 

jeweilige Applikation. Für Anwendungen 

ohne Umrichter oder Motion-Controller 

entwickelt Kendrion kundenspezifische 

Auswertmodule. Die Digitalisierung kann 

somit – wesentlich einfacher – durch die 

ohnehin vorhandene „Bremsen-Sensorik“ 

realisiert werden. 

Fotos: Aufmacher: BMW Group; sonst.: Kendrion 

03 Die im Magnetkreis integrierte Spule liefert eine Vielzahl nützlicher Daten 

www.kendrion-ids.com 



Intelligentes Überwachungsmodul von 

Mayr hat die Bremse immer im Blick 

Mit intelligenten Überwachungsmodulen 

für seine Yaw- und Pitchbremsen setzt 

Mayr Antriebstechnik neue Standards. 

Denn auch in der Windkraft rückt das 

Monitoring von elektromagnetischen 

Bremsen immer mehr in den Fokus. Das 

intelligente Modul Roba-brake-checker 

arbeitet ohne Sensoren. Stattdessen 

erkennt es durch die Analyse von Strom und 

Spannung die Bewegung der Ankerscheibe und weiß stets, in 

welchem Zustand sich die Bremse befindet. Neben Schaltzustand, 

Temperatur und Verschleiß überwacht es auf Zugweg- oder Zugkraftreserve, 

also ob der Magnet noch in der Lage ist, die Ankerscheibe 

anzuziehen. Mit dem Modul werden somit bei der Überwachung 

mehr Prozesse als mit Mikroschaltern und Initiatoren 

abgebildet. Bei Erreichen der Zugkraftreserve 

sendet der Roba-brake-checker frühzeitig ein 

Warnsignal, sodass noch eine bestimmte 

Betriebszeit der Bremse möglich ist. In einer 

weiteren Ausbaustufe übernimmt das Modul 

gleichzeitig auch die Ansteuerung der Bremse 

und ersetzt damit einen Gleichrichter. 

www.mayr.com 

Große Lasten schnell gestoppt 

Die stufenlose Haltebremse SHB von Leantechnik klemmt Lasten 

schnell, spielfrei und mit hoher Steifigkeit. Das Funktionsprinzip 

der SHB ist einfach, aber wirkungsvoll: Der Kolbenraum wird mit 

Druckluft befüllt, sodass die Kraft der vorgespannten Tellerfedern 

aufgehoben wird und die mit ihr verbundenen Bremsbacken die 

Profilschiene freigeben. Kommt es zu einer Unterbrechung der 

Druckluft-Zufuhr, wirkt die Federkraft auf die Bremsbacken, die 

dann die Profilschiene 

klemmen 

bzw. bremsen. 

Die SHB erreicht in 

den verfügbaren 

Ausführungen 

Nenn-Haltekräfte 

von bis zu 7 500 N, 

mit dem mitgelieferten Druckbooster sogar bis zu 30 000 N. Der 

Booster kommt immer dann zum Einsatz, wenn der im Druckluftsystem 

zur Verfügung stehende Druck für einen Betrieb der SHB 

nicht ausreicht. Ohne Booster wird die Bremse mit einem Druck 

von 6 bar betrieben, mit dem Booster sind bis zu 20 bar möglich. 

Durch den Einsatz der SHB erhöht sich nicht nur die Anlagensicherheit, 

sondern auch die Prozessgenauigkeit wird gesteigert, 

weil die NC-Achse durch die spielfreie Klemmung eine zusätzliche 

Versteifung erfährt. 

www.leantechnik.com 

Servolamellenkupplung für kleinere Drehmomenten 

Mit der Baureihe SCL präsentiert R+W seine spielfreie Lamellenkupplung 

mit Aluminiumklemmnaben, die auf kleinere Drehmomente 

ausgelegt ist. Die Kupplung eignet sich für dynamische 

Antriebsaufgaben mit häufigem Starten und 

Stoppen sowie Reversierbetrieb. Ihre Naben bestehen 

aus Aluminium, woraus ein geringes Gewicht und ein 

niedriges Massenträgheitsmoment resultieren. Die 

Lamellen selbst bestehen aus hochfestem Edelstahl 

und bieten eine hohe Leistungsdichte. Zur Befestigung 

des Lamellenpakets werden hochfeste Schrauben eingesetzt, die 

das Drehmoment über Reibschluss übertragen – absolut spielfrei. 

Es entstehen keine Mikrobewegungen in der Anbindung 

der Lamelle, was zu einer hohen Gesamtsteifigkeit 

führt. Die Welle-Nabe-Anbindung wird nur als kraftschlüssige 

Verbindung mit Klemmnabe, geteilter 

Klemmnabe und Konusklemmnaben angeboten. 

www.rw-kupplungen.de 

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Kleine Energieschlucker für 

große Flexibilität 

Kleinstoßdämpfer von ACE beweisen Leistungsstärke bei Handlingaufgaben 

Kleinstoßdämpfer eignen sich ideal 

dafür, bei Handlingaufgaben oder 

in der Automation Bewegungen zu 

bremsen, die dabei entstehende 

kinetische Energie wirksam 

abzubauen und diese effizient in 

Wärme umzuwandeln. Zwei 

Einsatzfälle zeigen, wie vielseitig 

und leistungsstark die 

hydraulischen Konstruktionselemente 

in der Antriebstechnik 

einsetzbar sind. Lesen Sie mehr. 

Robert Timmerberg, M.A., ist 

Fachjournalist aus Düsseldorf 

Kleinstoßdämpfer von ACE kommen 

häufig in der Konstruktion zum Einsatz, 

da sie z. B. gegenüber alternativen Dämpfungslösungen 

wie Gummipuffern, pneumatischen 

Bremszylindern oder Stahlfedern 

sich als effizient erweisen. Vor allem 

beim Tuning von Maschinen und Anlagen 

sowie für den Schutz von deren Endlagen. 

So fallen etwa im Vergleich zu pneumatischen 

Lösungen für das Abbremsen von Bewegungen 

keine Kosten für Druckluft oder 

Strom an. Mit linearen, degressiven oder 

progressiven Kennlinien versehen, arbeiten 

Kleinstoßdämpfer ohne Rückpralleffekte 

und machen Antriebe in Maschinen, Portalen 

und Anlagen durch punktgenaue Verzögerung 

Takt für Takt schneller. Aufgrund 

ihrer kompakten Bauweise lassen sich die 

Stoßdämpfer auch in bereits bestehende 

Maschinen einbauen und erlauben zudem 

häufig kleinere Gesamtkonstruktionen als 

dies mit anderen Dämpfungselementen 

möglich ist. Viele dieser Vorzüge spielen 

unterschiedliche ACE Kleinstoßdämpfer 

regelmäßig in Werkhallen aus, wie z. B. der 

nachfolgende Fall bei einer Werkzeugwechsler-Klappe 

an einer Fräsmaschine zeigt. 

Kleine Helfer beim 

Werkzeugwechsel 

Wird bei der Maschine eines Spezialisten für 

High-Speed- und High-Productive-Fräsmaschinen 

während oder nach der Bearbeitung 

einer Materialfläche ein anderes Werkzeug 

benötigt, fährt die Frässpindel zu einem 

rotatorischen Pick-up-Wechsler, setzt das 

Werkzeug ab und tauscht dieses aus. Dafür 

muss die Werkzeugwechsler-Klappe ihrerseits 

seitlich auf- und anschließend wieder 

01 Die selbsteinstellenden Kleinstoßdämpfer 

sind wartungsfrei und mit 

verschiedenstem Zubehör und 

Anschlussteilen 

verfügbar 


zugefahren werden. Um einen Materialschonenden 

Wechsel und geräuscharmen 

Endanschlag zu ermöglichen, sind für die 

beidseitige Endlagendämpfung der Klappe 

Kleinstoßdämpfer im Einsatz. Doch nicht 

nur das: damit unterschiedliche Kundenwünsche 

hinsichtlich Größe und Geschwindigkeit 

des Werkzeugwechslers erfüllt werden, 

kommen zwei verschiedene hochwertige 

Lösungen des Unternehmens 

innerhalb des Werkzeugwechselsystems 

zum Zuge. Alternativ ist dieses mit je zwei 

Dämpfern des Typs MC30EUM-1 bzw. mit 

zwei Vertretern der Ausführung MC25EUML 

ausgerüstet. Neben einem weichen Abbremsen 

und einem höchstmöglichen Maß 

an Materialschonung zeichnen sich die 

Dämpfer durch kurze Rückstellzeiten von 

0,3 s aus. In Kombination mit ihren bereits 

beschriebenen Eigenschaften sind daher 

hohe Geschwindigkeiten beim Werkzeugwechsel 

gepaart mit einer größtmöglichen 

Lebensdauer der Maschine die Folge. 

Die Besonderheit der aus gehärtetem 

Stahl gefertigten Kolbenstangen und Stoßdämpferkörper 

liegt darüber hinaus in 

deren Leistungsfähigkeit. Bei einem Gewicht 

von gerade einmal 29 g ist der Dämpfertyp 

MC25EUML in der Lage, bei maximal 

2,2 kg effektiver Masse bis zu 2,8 NM pro 

Hub aufzunehmen. Demgegenüber betragen 

maximale effektive Masse und Hubleistung 

beim MC30EUM-1 bis zu 1,9 kg bzw. 

3,5 NM. Mit diesen Werten und aufgrund 

der Vielfalt der Kleinstoßdämpfer ist die benötigte 

Bandbreite für die Klappen in dem 

hier gezeigten Frässystem sichergestellt. 

Kleinstoßdämpfer trotzen 

Glaspartikeln 

Immissionsschutz spielt in Betrieben eine 

zunehmend größere Rolle – i. d. R. geht es 

dabei um Lärm. Diesen zu reduzieren, stellt 

für die Stoßdämpfer kein Problem dar. Einerseits 

durch das weiche Aufnehmen der Kräfte, 

andererseits durch zusätzliche PU-Aufprallköpfe, 

die für Lärmreduzierungen von 3 bis 

7 dB sorgen. Bedenkt man, dass 3 dB bereits 

eine Verdopplung der Schall energie bedeuten, 

ein nicht zu unterschätzender Beitrag zum Arbeitnehmerschutz. 

Bei einer in einem Glasrecyclingsystem 

eingesetzten Glassortiermaschine 

geht es zusätzlich darum, bei der 

Wartung das Bedienpersonal und die Stoßdämpfer 

selbst vor Glasstaub zu schützen. 

Dieser wird gerade beim Schließvorgang der 

Wartungsklappe aufgewirbelt. Glasstaub führt 

jedoch sowohl in den Lungen der Arbeitnehmer 

als auch in den Dichtungssystemen der 

innovativen Maschinenelemente zu Risiken 

02 

03 

02 Zwei Kleinstoßdämpfer dämpfen 

erfolgreich die Werkzeugwechsler-Klappe, 

hinter der zehn Plätze für unterschiedliche 

Werkzeuge zur Verfügung stehen 

03 Links unten am Fuß dieser 

Glassortier maschine verzögert ein 

Kleinstoßdämpfer der Protection-Serie 

zuverlässig die Energie der schweren 

Bedienklappe 

und Nebenwirkungen, von denen die verkürzte 

Lebensdauer der Stoßdämpfer noch 

das geringste Problem ist. 

Um dies zu verhindern, ist beim Schließvorgang 

eine Lösung zu verzeichnen, die 

nicht nur resistent gegen aggressive Materialien 

ist, sondern die auch noch besser 

arbeitet als dies andere Konstruktionselemente 

wie Gummipuffer tun, wie sie für vergleichbare 

Aufgaben ansonsten Standard 

sind. Der Hersteller sorgt in diesem Fall für 

zuverlässiges Bremsen und Schließen durch 

Kleinstoßdämpfer der Protection-Serie. Dabei 

bauen zwei dieser Modelle die Masse 

der Klappe beim nach unten erfolgenden 

letzten Schlag wirksam ab. Nach Berücksichtigung 

aller relevanten Kenndaten kommen 

dafür zwei Kleinstoßdämpfer des Typs 

PMCN225EUM zum Einsatz. Die Stoßdämpfer 

nehmen 41 Nm pro Hub auf und 

bremsen effektive Massen von bis zu 25 kg. 

Diese Eigenschaften führen zum sicheren 

Verschluss der Wartungsklappe. 

Fotos: ACE Stoßdämpfer 

www.ace-ace.de 

[ 

] 

... was man kaum sieht


Chilenischer 

Durstlöscher 

Lapp liefert hygienische Verbindungslösungen 

für Limonadenhersteller 

Bevölkerungswachstum und verändertes 

Konsumverhalten sorgen dafür, dass die Food & 

Beverage-Branche weltweit wächst. Aus diesem 

Grund hat Lapp die Lebensmittel- und 

Getränkeindustrie weltweit verstärkt ins Visier 

genommen. Ein wichtiger Markt ist unter 

anderem Südamerika. So haben die 

Stuttgarter für einen weltweit führenden 

Hersteller von Erfrischungsgetränken 

Verbindungslösungen für eine 

Abfüllanlage in Chile geliefert. 

V 

om Wachstum in der Nahrungs- und 

Getränkeindustrie profitieren nicht nur 

die Nahrungs- und Getränkehersteller, sondern 

auch Maschinenbauer, die Abfüll- und 

Verpackungsanlagen, Dosier-Portioniermaschinen, 

Cutter, Mischer und vieles 

mehr für die Nahrungs- und Getränkeindustrie 

herstellen. Auch die Kabel und 

Stecker von Lapp sind ein wesentlicher 

Bestandteil der Produktionsinfrastruktur. 

Das Unternehmen, mit Stammsitz in 

Stuttgart, hat speziell für die Lebensmittelbranche 

Produkte für globale Märkte entwickelt, 

die auch den hohen Ansprüchen an 

die Hygiene gerecht werden. Dazu gehören 

z. B. neue Produkte wie die Kabelverschraubungen 

Skintop Inox und die nächste Entwicklungsstufe, 

die Skintop Hygienic aus 

hochwertigem V4A Edelstahl, die sogar in 

der Produktzone der Lebensmittelverarbeitung 

zum Einsatz kommen darf. Die Skintop 

Hygienic ist nach den Prinzipien des 

Hygienic Design konzipiert: Sie hat glatte 

Oberflächen und keine versteckten Öffnungen, 

in denen sich Lebensmittelreste festsetzen 

könnten. Die Kabelverschraubung 

hat deshalb lediglich zwei abgerundete 

Tatiana Blacker ist für die Marktentwicklung 

in Südamerika bei der Lapp GmbH in Stuttgart 

zuständig 

Flächen, an denen der Schraubenschlüssel 

ansetzen kann. Statt eines O-Rings besitzt 

sie über dem Anschlussgewinde eine Formdichtung 

aus lebensmittelechtem FKM- 

Elastomer. Fluorkarbon-Kautschuk (FKM) 

ist beständig gegen Witterung, Alterung 

und Ozon sowie gegen Chemikalien und 

hält Temperaturen bis 200 °C aus. Die Dichtungen 

der Skintop Hygienic sind an die 

Form der zu dichtenden Flächen angepasst 

und schließen mit diesen bündig ohne 

Spaltbildung ab. „Auch die Skintop Inox 

widersteht den oftmals harschen Bedingungen 

und häufigen Reinigungen in der 

Lebensmittelverarbeitung, ist aber weniger 

aufwändig ausgeführt und für die Verwendung 

in der Spritz-, nicht aber in der Produktzone 

vorgesehen“, erklärt Andreas 

Bauer, Leiter Produktmanagement Systemprodukte 

bei Lapp. 

Kabelmantel aus Spezial-TPE 

Nicht nur die Kabelverschraubungen müssen 

den aggressiven Reinigungsmitteln und 

heißem Dampf der Reinigungstrupps 

standhalten – auch die Kabel selbst. Deshalb 

brauchen sie einen besonders widerstandsfähigen 

Mantel. Für solche Fälle hat 

Lapp die Ölflex Robust und andere Robust- 

Leitungen im Portfolio. Sie verfügen über 

einen Mantel aus Spezial-TPE (thermo 

plastisches Elastomer), das die Materialforscher 

von Lapp Engineering in Cham, 

Schweiz, entwickelt haben. Die Wissenschaftler 

haben das Mischungsverhältnis 

der Polymere angepasst und Additive zugesetzt, 

die in die Compoundmatrix eingebaut 

werden, z. B. Verarbeitungshilfen, die 

eine extrem glatte Oberfläche erzeugen und 

bei Reinigung unter Hochdruck nicht ausgewaschen 

werden. Das Spezial-TPE übertrifft 

PUR oder nicht-optimiertes TPE in 

vielen Eigenschaften, insbesondere ist es 

resistent gegen Bioöle, Fette, Lebensmittelsäuren 

und Wasser. „Trotz des Verzichts auf 

PUR sind Kabel wie die Ölflex Robust 200 

widerstandsfähig genug, um auch offen auf 

dem Boden verlegt zu werden. Und im Gegensatz 

zu PUR ist das Spezial-TPE nicht 

hydrophil, es lagert sich also kein Wasser 

im Material ein – ein großer Vorteil in der 

reinigungsintensiven Lebensmittelindustrie“, 

weiß Bauer. 

Langer Atem für die 

Marktentwicklung 

„Trotzdem war es für uns anfangs gar nicht 

so leicht, die Hersteller in der Food & Beverage-Branche 

in Südamerika von diesen 

maßgeschneiderten Produkten zu überzeugen, 

weil wir bis vor einigen Jahren in der 

Region hauptsächlich als Hersteller von 


01 Die Skintop Hygienic aus 

hochwertigem V4A Edelstahl 

darf auch in der Produktzone 

der Lebens mittelverarbeitung 

zum Einsatz kommen 

Verbindungssystemen für die Maschinen- 

und Rohstoffindustrie aufgetreten 

sind“, erinnert sich Bauer. Die Experten 

von Lapp besuchten deshalb viele 

Anwender und Anlagen in Chile, Panama, 

Uruguay, Argentinien, Peru, 

Ecuador und Kolumbien, um deren 

Probleme, Anforderungen und 

Wünsche besser kennen zu lernen 

und um die Kenntnisse über die spezifischen 

Marktanforderungen zu 

vertiefen. Das aufwändige Vorgehen 

sei notwendig gewesen, weil nur 

ein Teil der Aufträge für Verbindungssysteme 

direkt vom Endkunden, 

dem Getränkehersteller, 

kommen. In den meisten Fällen 

vergeben Lebensmittelkonzerne 

die Aufträge 

an Subunternehmer, die 

ihrerseits die Kabel und 

Stecker einkaufen. Eine 

weitere Herausforderung 

war das sogenannte 

Listing. Um 

überhaupt als Zulieferer 

in Frage zu 

kommen, mussten die 

Stuttgarter als Zulieferer 

offiziell gelistet 

werden. „Dies ist uns im konkreten Fall des 

Herstellers von Erfrischungsgetränken in 

Chile gelungen“, so Bauer. Die Zusammenarbeit 

mit dem Limonadenhersteller hat 

sich in den vergangenen Jahren immer 

mehr intensiviert. Die ersten Anfragen des 

Getränkekonzerns und seiner Subunternehmer 

waren Instandhaltungsarbeiten 

an bestehenden Anlagen, 

mittlerweile werden Verbindungssysteme 

von Lapp auch für neue Anlagen 

eingesetzt. Der größte Auftrag kam in der 

zweiten Jahreshälfte 2017 mit 

Ölflex-Leitungen für eine Abfüllanlage und 

die automatische Palettierung. „Hier zahlt 

sich aus, dass wir für die Lebensmittel- und 

Getränkebranche Know-how und neue Produkte 

entwickelt haben“, sagt Bauer. 

Handelspartner vor Ort 

Besonders wichtig für eine erfolgreiche 

Marktentwicklung ist auch ein starker 

Vertrieb. Lapp hat zwar in Chile keine 

eigene Vertriebsniederlassung, aber mit 

der Firma Desimat Ingenieria einen Handelspartner. 

Desimat hat mittlerweile ein 

umfangreiches Lager mit Lapp-Produkten 

für die Lebensmittelindustrie und für den 

Maschinenbau aufgebaut. „Das garantiert 

kurze Lieferzeiten, wenn schnell ein Teil 

nachgefragt wird. Des Weiteren werden die 

Desimat-Mitarbeiter laufend von unseren 

Experten geschult. Das verbessert das 

lokale Know-how und erhöht die Chance 

für Aufträge“, berichtet Bauer. Mittlerweile 

macht der Handelspartner den größten 

Teil seines Umsatzes mit den Produkten 

aus Deutschland. 

Der lange Atem für die Markterschließung 

in Südamerika hat sich wohl gelohnt. 

„Mittlerweile hat sich die Qualität unserer 

Dienstleistungen und Produkte in der Lebensmittelbranche 

herumgesprochen. Ein 

weiterer großer Limonaden-Hersteller in 

Chile hat uns beauftragt, Leitungen für die 

Wartung älterer Anlagen zu liefern“, freut 

sich Andreas Bauer. 

www.lappkabel.de 

[GESCHLOSSENLEBE 

NSMITTELKONFORM ] 

was man kaum sieht 

DER BRECOprotect 

Beste Zahnriemenqualität aus 

Porta Westfalica, verbaut in 

Ihrer Anlage. 

Das ist Bewegung. 

02 Dank Spezial-TPE sind die die Ölflex-Robust-Leitungen besonders widerstandsfähig


Pilz bietet Orientierung für die 

Maschinensicherheit 

Validieren von Roboterapplikationen nach ISO/TS 15066, sicheres 

Programmieren nach EN ISO 13849 oder Risikobewertung und 

-analyse nach IEC 62061: Wer sich mit funktionaler Sicherheit 

beschäftigt, verstrickt sich leicht in Normen und Richtlinien. 

Mit dem Sicherheitskompendium 

gibt Pilz 

Konstrukteuren, Herstellern 

und Betreibern 

eine zuverlässige 

Orientierung für die 

wichtigsten Richtlinien 

der Maschinensicherheit. 

Das Standardwerk 

ist in der 5. Auflage 

erschienen. Aktuelle 

Themen wie sichere 

Mensch-Roboter-Kollaboration oder Sicherheit in der Industrie 4.0 

ergänzen in dieser Auflage das Sicherheitskompendium. Das Werk 

basiert auf dem umfassenden Wissen und der langjährigen 

Erfahrung des Autoren-Teams. Neben der CE-Kennzeichnung 

werden die wichtigsten normativen und technischen Grundlagen 

für funktionale Sicherheit vermittelt. Das Sicherheitskompendium 

dient als Leitfaden bei vielen Fragestellungen rund um die Sicherheit 

von Mensch, Maschine und Umwelt. Es steht als PDF in 

deutscher und englischer Ausführung auf der Pilz Website kostenlos 

zum Download bereit. 

www.pilz.com 

Gewebebandkabel als Alternative 

zu Flachleitungen 

Mit kundenspezifisch ausgelegten Gewebebandkabeln bietet das 

Unternehmen TKD eine Alternative zu konventionellen Flachleitungen 

und aufwändigen Schleppketten. Gewebebandkabel 

entsprechen einer schmalen Stoffbahn, bei der elektrische 

Leitungen, dünne Rundkabel, Lichtwellenleiter oder auch 

Schläuche in Längsrichtung 

verlaufen. Über textile Garne 

entsteht quer dazu ein Gewebe, 

das für klar definierte Abstände 

und feste Grundordnung sorgt. 

Die clever genutzte Webtechnologie 

erlaubt die Herstellung 

individueller Bandkabel- 

Konstruktionen ohne hohe 

kommerzielle Eintrittshürden 

und ohne Wärmeentwicklung. 

Problemlos können so auch 

kleinere Fertigungslose 

realisiert und empfindliche 

sowie wenig warmfeste 

Elemente beliebig angeordnet 

werden. Zudem bleiben die Mindest-Biegeradien der verwebten 

Elemente im textilen Verbund unverändert erhalten. Fertigungstechnisch 

lassen sich Gewebebandkabel bis zu einem Elementdurchmesser 

von 16 mm und einer Breite von 180 mm herstellen. 

Durch zusätzliches Vernähen oder Vernieten einzelner Gewebebänder 

können Gesamtbreiten bis zu 800 mm realisiert werden. 

www.tkd-kabel.de 

Flexibel und rückenrollentauglich 

Mehr Spielräume bei 

kraftschlüssigen 

Antrieben eröffnet 

der Hochleistungs- 

Schmalkeilriemen 

Super XE-Power 

Pro M=S aus dem 

Hause Optibelt. 

Er spart Platz und 

Gewicht bei der 

Antriebskonstruktion, und seine Zahnform ermöglicht extrem 

kleine Durchmesser innenlaufender Scheiben. Zusätzlich ist der 

flankenoffene Riemen extrem flexibel sowie rückenrollentauglich 

und ermöglicht damit die Konstruktion kompakter Antriebseinheiten. 

Zum Einsatz kommt er in einem Temperaturbereich von 

– 40 bis + 120 °C und zeigt selbst bei hohen Drehzahlen eine hohe 

Laufruhe. Seine Leistungswerte werden durch leistungsfähige und 

dehnungsarme Corde in Kombination mit einer für dynamische 

Belastungen optimierten Zahnform erzielt. Die rote Einbettmischung 

gewährleistet die Haftung des Zugstranges und sorgt für 

höchste Belastbarkeit. Der Riemen ist ungemessen satzverwendbar 

und eignet sich für den Maschinen- und Sondermaschinenbau, 

etwa für Kompressoren, Ventilatoren, Pumpen, Dreh- und 

Bohrmaschinen. 

www.optibelt.com 

Durchgängiges Datenmodell 

Siemens hat ein Digital-Enterprise-Lösungsportfolio entwickelt, 

mit dem Unternehmen der Prozessindustrie im Industrie-4.0- 

Umfeld arbeiten können. Das Portfolio umfasst Hard- und 

Software sowie Services für Unternehmen jeder Größe. Es bietet 

ein durchgängiges Datenmodell entlang des gesamten Anlagen- 

Lebenszyklus. Dieser digitale Zwilling ermöglicht es Anwendern, 

während des laufenden Betriebs eine höhere Flexibilität, kürzere 

Time-to-Market, gesteigerte Effizienz und verbesserte Qualität zu 

erreichen. Der australische Farbenproduzent Dulux hat bereits 

mit der Lösung ein „Digital Paint Plant“ realisiert. Sie ermöglicht 

die Fertigung in Losgröße 1 – das bedeutet 100 l Farbe statt bisher 

5 000 l pro Batch. Bei Pfizer in Freiburg wurde die Produktion von 

Tabletten und Kapseln mit der Lösung weiter automatisiert und 

digitalisiert. Bei veränderten Volumina wurden in der Vergangenheit 

bis zu vier Monate für Anpassungen benötigt. Heute ist dies 

in wenigen Minuten möglich. 

www.siemens.com 



Hochleistungszahnriemen auch in 

15-mm-Teilung 

Mulco erweitert seine 

Hochleistungszahnriemen-Familie 

Move 

um eine Teilung mit 

15 mm: zum einen mit 

der Endlos-Variante 

Brecoflexmove AT15 und 

zum anderen als Meterware 

mit der Brecomove 

AT15. Bei der Entwicklung 

wurde auf eine gesteigerte Riemensteifigkeit geachtet – weil 

sie es ist, die die Belastbarkeit eines Zahnriemengetriebes begrenzt, 

und nicht etwa die Reißfestigkeit des Zahnriemens. Trotz des 

stärkeren Zugträgers in den Zahnriemen können Standard-Zahnscheiben 

weiterhin verwendet werden. Um die größeren Momente 

sauber und verschleißfrei übertragen zu können, wurde zusätzlich 

die Zahnflanke FEM-optimiert. Ein zahnseitiges Laminat reduziert 

die Reibung und führt zu einer größeren Laufruhe. Ein kleinerer 

Mindestdurchmesser mit und ohne Gegenbiegung ermöglicht 

kompaktere Antriebe. Die Zahnriemen gibt es in den Breiten 25, 

32, 50, 75 und 100 mm. Es können auch steilere Start- und Stopprampen 

gefahren werden. 

www.mulco.de 

Zentrale PC-Software um neues Spindel- 

Service-Tool erweitert 

Sieb & Meyer hat seine zentrale PC-Software Drivemaster2 um ein 

neues Spindel-Service-Tool erweitert, mit dem Spindelhersteller 

bzw. -reparateure die Parametrierung von Einlaufzyklen automatisiert 

und überwacht durchführen. Speziell Kugellager benötigen 

nach dem Einbau individuelle und definierte Einlaufzyklen, um 

Der digitale Zwilling: Erfahrungsbericht 

zur Maschinen- und Antriebssimulation 

Der digitale Zwilling ist in aller 

Munde. Doch in welchen 

Bereichen macht der Einsatz 

von Simulationen Sinn und 

welche Vorteile bringen sie dem 

Maschinenbauer schon heute? 

Baumüller hat das Thema 

Simulation fest im Engineering- 

Prozess etabliert. Kunde und 

Partner ist der Maschinenbauer 

Karl Mayer Textilmaschinenfabrik, 

der Simulationen in 

Form von virtueller Inbetriebnahme 

erfolgreich einsetzt. 


Video 

Automatisierer und Maschinenbauer 

berichten über ihre 

Erfahrungen mit virtuellen 

Maschinenmodellen. 

https://youtu.be/E5zCuM8yIRk 

Entlade-Manager für große Kapazitäten 

Die Sicherheit von elektrischen Energiespeichersystemen weiter 

zu erhöhen, ist das Ziel der Neuvorstellung von Koch. Der 

dynamische Entlade-Manager DDM 4.0 sorgt in Verbindung mit 

einem passenden Bremswiderstand aus eigenem Haus dafür, dass 

große Elko- oder Superkondensator-Kapazitäten sehr zügig und 

vor allem sicher auf ein Spannungsniveau von nur noch 10 V 

entladen werden können. Das 6 kg schwere Gerät mit Maßen von 

340 × 102 × 187 mm entnimmt bei Bedarf in Verbindung mit den 

verbauten dynamischen Speicher-Managern DSM 4.0, einem 

Energiemanagementsystem des Herstellers in serienmäßiger 

Einstellung 3,5-kW-Leistung 

und führt diese in den 

passenden ohmschen 

Widerstand vom Typ 

B3H3.6100-1000IP65 ab. 

Der 13 kg schwere, sichere 

Bremswiderstand wird 

aufgrund seiner hohen 

Schutzart außerhalb des 

Schaltschranks platziert 

und kann so die entstehende 

Wärme gut abführen. 

www.bremsenergie.de 

die spezifizierte Rundlaufgenauigkeit und Lebensdauer gewährleisten 

zu können. Mithilfe des Tools kann der Anwender diese 

Einlaufzyklen ohne externe Steuerung/SPS realisieren. Somit lässt 

sich dieser Prozessschritt im Feld auch ohne aufwändigen Prüfplatz 

durchführen. Die Software ist die Schaltzentrale der gesamten 

SD2x-Produktfamilie. Dank der intuitiven Bedienung kann der 

Nutzer alle in der Praxis notwendigen Schritte einfach und schnell 

durchführen – von der initialen Parametrierung und Inbetriebnahme 

bis hin zur Diagnose. Sieb & Meyer aktualisiert und ergänzt 

die Software laufend; zuletzt wurde die Funktion „Motor Analyzer“ 

bereitgestellt: Mit diesem Werkzeug können Motor- und Systementwickler 

die jeweilige Motorauslegung im Hinblick auf erreichbare 

Leistungsdaten verifizieren. 

www.sieb-meyer.de 

Ihr Spezialist für: 

. Verfestigungsstrahlen 

(Shot Peening) 

. Druckluftstrahlen 

. Schleuderradstrahlen 

. Gleitschleifen 

. Röntgenografische 

Eigenspannungsmessung 

im Lohnauftrag 

OSK-Kiefer GmbH . Göppertshausen 5-6 . 85238 Petershausen 

Tel.: 08137/9316-10 . Fax: -16 . E-Mail: osk-petershausen@osk-kiefer.com

ANTRIEBSTECHNIK FÜR SCHIFFE UND MARITIME ANWENDUNGEN I SPECIAL 

Sicher unterwegs auf hoher See 

Wellenkupplungen für Offshore-Anwendungen vom DNV GL zertifiziert 

Lamellenpaketkupplungen in 

Schiffen oder anderen Offshore- 

Anlagen wie zum Beispiel 

Bohrinseln unterliegen erheblichen 

Anforderungen. Um den 

Anwendern auf hoher See immer 

größtmögliche Sicherheit zu 

gewährleisten, hat Mayr 

Antriebstechnik daher seine 

kompakten und leistungsdichten 

Lamellenpaketkupplungen vom 

DNV GL zertifizieren lassen. 

Simone Dauer ist Pressereferentin bei der 

Mayr Antriebstechnik GmbH in Mauerstetten 

O 

b in Antrieben von Schiffspropellern, 

mobilen Plattformen wie Bohrinseln 

zur Öl- und Gasförderung oder auch in 

Gezeitenkraftwerken – die Einsatzbereiche 

von Lamellenpaketkupplungen in der maritimen 

Industrie sind vielfältig. Erfolgt hier 

der Hauptantrieb z. B. eines Schiffspropellers 

über einen Elektromotor, so bieten 

Federstahl-Lamellenpaketkupplungen wie 

die Roba-DS von Mayr Antriebstechnik Vorteile. 

Diese Kupplungen sind robust, zuverlässig 

und temperaturbeständig: Sie eignen 

sich daher besonders für den Einsatz unter 

den extremen Umgebungsbedingungen auf 

dem Meer. Außerdem sind die Roba-DS- 

Kupplungen verschleißfrei, d. h., sie reduzieren 

den nötigen Wartungsaufwand auf 

ein Minimum. Wie bereits für das Vorgängermodell 

Roba-D hat Mayr auch für 

die kompakteren und leistungsdichteren 

Roba-DS-Ganzstahlkupplungen bis Baugröße 

2200 die Typen-Zulassung durch den 

DNV GL (Det Norske Veritas und Germanischer 

Lloyd) erhalten. „Dieses Zertifikat 

bestätigt die hohe Qualität und Zuverlässigkeit 

der Kupplung mit gewohnt sicherer 

Dimensionierung und Auslegung. Für den 

Einsatz auf hoher See gewährleistet dies 

größtmögliche Betriebs- und Funktionssicherheit“, 

weiß Günter Hable, Konstrukteur 

bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten. 

Leistungsdichte kombiniert 

mit Spielfreiheit 

Bei Kupplungen spielt heute eine hohe 

Leistungsdichte eine wichtige Rolle. Hohe 

Leistungsdichte bedeutet kleine Außendurchmesser, 

reduziertes Gewicht und geringe 

Massenträgheitsmomente. Dadurch 

können Lastwechsel schneller erfolgen, der 

Antrieb beschleunigt und verzögert in kürzerer 

Zeit. Durch die geringere zu beschleunigende 

Masse sinken daneben auch die 

Betriebskosten und die Handhabung und 

Montage der Kupplung wird erleichtert. 

In kompakt ausgelegten Maschinen oder 

Schiffsmotoren, in denen nur wenig Einbauraum 

zur Verfügung steht, sind kleine 

Abmessungen ebenfalls von Vorteil. Darüber 

hinaus spart eine kompakte und leistungsdichte 

Bauweise auch bei der Herstellung 

der Kupplung Rohstoffe und Material. 

Bei den Roba-DS-Lamellenpaketkupplungen 

sind die im Katalog angegebenen Nennmomente 

ohne jegliche Einschränkung 

nutzbar. Eine Reduzierung des Nennmoments 

aufgrund Verlagerung, Lastkollektiv 

oder Wuchtanforderung ist nicht notwendig. 

Die Kupplungen sind kompakt, leistungsdicht 

und bauen sehr klein. „Bei 

Anbietern, die bei der Dimensionierung 

Ver lagerungen und Wechselmomente berücksichtigen 

müssen, muss bei gleichem 

Nennmoment und auch gleicher Drehzahl 

häufig eine größere Kupplung ausgewählt 

werden. Die Roba-DS-Lamellenpaketkupplungen 

vereinen gleichzeitig hohe Leistungsdichte 

mit absoluter Spielfreiheit. 

Denn konstruktive Details, wie das Strahlen 

der Lamellen und der Einsatz speziell geformter 

Bundbuchsen, sorgen für einen 


01 Die robusten Roba-DS-Lamellenpaketkupplungen 

eignen sich besonders für den 

Einsatz unter den extremen Umgebungsbedingungen 

auf dem Meer 

spielfreien Kraftfluss mit ausgezeichneter 

Kraftflussdichte zwischen An- und Abtrieb“, 

weiß Günter Hable und ergänzt: „Die 

Roba-DS übertragen Drehmomente bis 

zum Nennmoment absolut spielfrei und 

mit konstant hoher Torsionssteifigkeit. Die 

ange gebenen Wellenversätze können in 

Summe zu 100 % ausgeschöpft werden 

ohne Einfluss auf das übertragbare Drehmoment. 

Die Lamellenpaketkupplungen 

gleichen radialen, axialen und winkligen 

Versatz von Wellen aus und schützen dadurch 

die Lager vor unerwünschter Belastung 

und somit vor unnötigen Ausfallzeiten 

und Kosten.“ 

Maßgeschneiderter, zertifizierter 

Überlastschutz 

Neben Wellenkupplungen bietet Mayr 

Antriebstechnik für den Einsatz auf hoher 

See auch anwendungsoptimierte Sicherheitskupplungen, 

die ebenfalls, z. B. durch 

den DNV GL oder das American Bureau 

of Shipping (ABS), zertifiziert sind. So 

schützen z. B. EAS-Elementkupplungen 

u. a. Propellergondeln in Bohrschiffen oder 

Antriebe von Bohrinseln zuverlässig vor 

Schäden durch Überlast. Um eine Überlastkupplung 

korrekt in den Antriebsstrang 

einzubinden, muss generell die Anwendung 

als Ganzes betrachtet werden. Gerade 

für den Einsatz unter schwierigen Umgebungsbedingungen 

wie auf dem Meer, 

entwickelt das Mauerstetter Unternehmen 

daher individuelle, maßgeschneiderte 

Lösungen zum Schutz vor Überlast und 

lässt diese durch anerkannte Prüfstellen 

zertifizieren. Dafür kann Mayr auf langjährige 

Erfahrung, umfassendes Knowhow 

in Entwicklung und Konstruktion 

sowie auf moderne Prüfmöglichkeiten 

zurückgreifen. 

Fotos: Aufmacher: shutterstock/am70; 01 + 03: Mayr 

Antriebstechnik; 02: Transtech 

www.mayr.com 

02 Roba-DS-Lamellenpaketkupplungen 

beim Einsatz im Antrieb einer 

Offshore-Bohreinrichtung 

03 Funktionsprüfung einer EAS-Elementekupplung 

auf dem eigens dafür angepassten 

Prüfstand 



Industriekomponente 

trifft Luxusyacht 

Leichtlaufende Profilführungen nehmen hohe Lasten für 300-kg-Dach auf 

Das Unternehmen Xtenders in Almere bei Amsterdam hat sich auf den Bau von Tendern 

für große Yachten spezialisiert. Unlängst hat der Betrieb eine nach Maß gebaute 

Ausführung mit einem Kabinendach gebaut, das komplett im Rumpf versenkt werden 

kann, damit das Boot in die Yacht passt. Die Führungen des Verstellsystems sind von 

Rollon geliefert worden. 

Klaus-J. Hermes ist Marketingleiter 

bei der Rollon GmbH in Düsseldorf 

„Das Bauen von Tendern ist ein Nischengeschäft“, 

sagte hierzu Koen Keijsers, Entwicklungsingenieur 

bei Xtenders. „Jährlich werden 

weltweit höchstens 100 Luxusyachten 

mit einer Länge von mehr als 70 Meter gebaut. 

Das ist das Segment, für das wir arbeiten.“ 

Tender sind Beiboote, die im Rumpf 

der Yacht transportiert werden. Wenn die 

Yacht vor Anker geht, wird das Boot aus seiner 

„Garage“ oder der „Tender Bay“ zu Wasser 

gelassen. Sie werden für den Transport 

von Personen, Material und Einkäufen vom 

und zum Land aber auch für den Wassersport 

und andere Freizeitaktivitäten eingesetzt. 

Häufig darf der Eigner die Luxusyacht 

nicht selbst steuern, aber mit dem Tender 

kann er sich ausleben. Das ist laut Keijsers 

einer der Gründe dafür, dass diese Beiboote 

meistens sportlich und luxuriös ausgestattet 

werden. Sie haben nicht nur schwere 

und kräftige Motoren, die Geschwindigkeiten 

von 45 bis 50 Knoten ermöglichen, sondern 

auch Navigationsanlagen, Bordcomputer 

und eine moderne Einrichtung. 

Von Standard zu individuell 

Bei Xtenders arbeiten zurzeit rund 30 Mitarbeiter. 

Das Unternehmen hat in den vergangenen 

Jahren sechs Standardfahrzeuge 

entwickelt, die entsprechend den „Safety Of 

Life At Sea“-Vorschriften auch als Rettungs- 


SPECIAL I ANTRIEBSTECHNIK FÜR SCHIFFE UND MARITIME ANWENDUNGEN 

01 Tender sind Beiboote zum Transport von 

Personen und Material, die im Rumpf von 

Yachten transportiert werden 

02 Für das Verstellsystem zum Versenken 

des Kabinendachs griff Xtenders auf eine 

Mono Rail-Profilschienenführung zurück 

03 Die Profilschienenführungen sind 

vernickelt und widerstehen dem salzigen 

Meerwasser 

boote eingesetzt werden können, Festrumpfschlauchboote, 

D-RIBS, Beachlanders, „Limousinen“ 

mit Längen von 8 bis 12 m und 

die luxuriöse 16-m-Serie. Der Aufbau besteht 

meist auch aus Standardkomponenten, 

wobei der Kunde die Farbtöne und die 

weitere Ausstattung wählen kann. 

„Wenn ein Auftrag eingeht, werden die 

Spezifikationen und Wünsche des Eigners 

aufgenommen. Anschließend wird das 

Layout des Boots erstellt“, erklärte Keijsers. 

„Einrichtung und Ausstattung werden gewöhnlich 

auf die hauptsächliche Verwendung 

der Tender abgestimmt. Wenn das 

Boot zum Beispiel als Wassertaxi für den 

Transport von Passagieren und Einkäufen 

zum und vom Land eingesetzt werden soll, 

muss es viele Sitzplätze haben. Bei einem 

reinen Sportboot kann der Eigner zum Beispiel 

ein ausklappbares Sonnendeck, eine 

Position für ein Jet-Ski oder eine Treppe für 

Taucher vorgeben. Der Bau eines Tenders 

dauert, je nach Ausführung, zwischen acht 

und 24 Monaten.“ 

Xtenders strebt danach, den Entwurfsund 

Bauprozess soweit wie möglich zu 

standardisieren. Hierzu arbeitet das Unternehmen 

mit einer Reihe von Standardlieferanten 

zusammen. Die Individualisierung 

verlangt jedoch technische Maßarbeit, für 

die regelmäßig nach spezialisierten Zulieferern 

gesucht werden muss. 

Einfahrbares Sonnendach 

Eine dieser Sonderlösungen war ein einfahrbares 

Kabinendach für einen auf Maß 

gebauten Tender mit dem Rumpf einer 8 m 

langen Limousine. „Der Raum für den Tender 

im Rumpf der Yacht war nur 1,6 Meter 

hoch und wäre damit für das Boot selbst 

dann zu niedrig gewesen, wenn das Sonnendach 

nach unten geklappt worden wäre. 

Die Lösung bestand darin, die gesamte Kabine 

im Rumpf des Boots auf das Niveau 

des Decks abzusenken. Wir haben dafür 

eine Lösung mit vier Schneckenantrieben 

an den Ecken entwickelt“, führte Keijsers 

aus. „Für diese Konstruktion waren verschiedene 

Änderungen am Entwurf erforderlich. 

Die wichtigsten Änderungen waren 

die vier Säulen im Rumpf, in denen die 

Schneckenantriebe und die Führung zum 

Absenken des Dachs untergebracht sind.“ 

Dach mit 300 kg 

Die Entwicklung dieses Verstellsystems war 

nicht ganz einfach. Das Dach wiegt nämlich 

über 300 kg. Es ist zwar aus leichter Kohlefaser 

gefertigt, aber die Fenster sind mit 

Echtglas versehen, da die Sicht damit besser 

ist als bei Kunststoff. Die schwierigsten 

Herausforderungen lagen in der Synchronisierung 

der vier Antriebe um das Dach 

gleichmäßig abzusenken, sowie beim Auffangen 

von Schwingungen und Stößen. Sowohl 

zwischen den Führungen und dem 

Rumpf als auch zwischen Antrieb und Sonnendach 

wurden Dämpfer aus Gummi eingefügt. 

So wird mehr Flexibilität erreicht um 

Unebenheiten im Rumpf auszugleichen 

und Stöße aufzufangen. Für das Verstellsystem 

wurden verschiedene Linearführungen 

ausprobiert. Letztlich entschied Xtenders sich 

für Profilschienenführungen des Typs Mono 

Rail von Rollon. Das sind robuste Führungen, 

die dank der Laufwagen mit vier Kugelreihen 

reibungslos und ruhig laufen, aber 

dennoch eine hohe Belastung aufnehmen 

können. Die Mono Rails des Verstellsystems 

sind vernickelt und widerstehen damit dem 

salzigen Meerwasser gut. Das Absenken des 

Dachs dauert zwei Minuten. 

„Wir stellen hohe Anforderungen an die 

Systeme und Komponenten, denn sie müssen 

äußerst zuverlässig sein“, so Keijsers. 

„Zur Wartung und Reparatur müssen wir 

Monteure per Flugzeug zu dem Hafen schicken, 

wo das Schiff zufällig gerade liegt. Das 

sind Reisekosten, die man natürlich gern 

vermeiden möchte. Das Verstellsystem für 

das Kabinendach muss sehr robust und 

gegen Meerwasser beständig sein. Daher 

bestehen alle Komponenten aus Edelstahl 

und die Antriebe haben die höchste IP- 

Klasse. Wir hätten das System überdimensionieren 

können, um mehr Sicherheit 

einzubauen, haben das aber nicht getan, 

weil das Gewicht beim Bau von Schiffen 

auch ein Kriterium ist. Solche neuen Lösungen 

sind immer spannend. Wir testen 

sie natürlich gründlich, haben jedoch 

nicht die Möglichkeiten und die Zeit, sie in 

der Praxis ausgiebig zu erproben. Darum 

suchen wir mit sehr viel Sorgfalt die besten 

Lieferanten aus.“ 

Fotos: Xtenders 

www.rollon.de 



Schiffsgetriebe ahoi! 

Schneckenradsatz macht Ruderpropeller für Binnen- und Seeschifffahrt tauglich 

Eine Schifffahrt ist nur solange lustig, wie auch Knoten gemacht werden. Dem 

Stillstand vorbeugend achtet der Hamburger Hersteller für Manövriertechnik 

Jastram bei seinen Ruderpropellern und Querstrahlern auf Manövrier fähigkeit 

wie auf den Wirkungsgrad des Antriebes. Dazu passt die Geschichte von Jastram 

mit ZAE, wie es gelungen ist, den Ruderpropeller gemäß den Klassifizierungsanforderungen 

sowohl für Binnengewässer als auch für die offene See zu 

konstruieren. Damit Schlepper, Fährschiffe und Boote zuverlässig in welche See 

auch immer stechen können. 

Dipl.-Ing. (FH) Gerrit Goosmann 

ist im Verkauf bei der ZAE- 

Antriebssysteme GmbH & Co KG 

in Hamburg tätig 

Was wäre der Handel ohne See- und Binnenschifffahrt? Große 

Seehäfen wie Hamburg, Bremerhaven und der Jade-Weser- 

Port sind Türöffner für den weltweiten Handel. Mit Rhein, Elbe und 

Donau nutzt Deutschland wichtige Wasserstraßen Europas. Aber 

eine Seefahrt hört auf, lustig zu sein, wenn der Antrieb eines Schiffes 

ausfällt und dieses manövrierunfähig wird. Damit gelten für den 

Manövrier- oder Schiffsantrieb extrem hohe Anforderungen an Betriebssicherheit 

und Zuverlässigkeit. 

Als Hersteller von Schiffsantrieben und -steuerungen hat Jastram 

im Jahr 2011 begonnen, mit ZAE Antriebssysteme einen Schneckenradsatz 

für das Drehwerk eines Ruderpropellers neu zu entwickeln. 

Resultierend aus dem partnerschaftlichen Engineering beider Unternehmen 

und deren Erfahrungen bezüglich der Normenwelten 

und Antriebsauslegung stand die Herausforderung an, Drehwerksgetriebe 

für Ruderpropeller so zu konzipieren, dass damit sowohl 

Binnen- als auch Seeschifffahrt gewährleistet ist. Absolute Vorgabe 

sind dabei die DNV-GL Klassifikationsanforderungen, deren Erfüllung 

eine Bedingung für den Einsatz des Jastram Ruderpropellers 

mit ZAE-Radsätzen in der Schifffahrt ist. 

Maritime Kooperation ohne Grenzen 

Angefangen hat es damit, dass Jastram Unterstützung bei ZAE bzgl. der 

detaillierten Spezifikationen eines Schneckenradsatzes gesucht hat. 

Das Treffen von maritimer Erfahrung mit industrieller Getriebe- und 

Antriebskompetenz ergab bereits wichtige Erkenntnisse für die generelle 

Auslegung des Schneckenradsatzes. Die Leistungsberechnung 

wurde optimiert und Detailkonstruktionen wie z. B. die Adaption des 

Drehgebers an der Schneckenwelle diskutiert, der die Position/Ausrichtung 

des Ruderpropellers definiert. Entscheidend waren die fundierten 

Erfahrungswerte der ZAE bei der Werkstoffauswahl des Schneckenrades, 

bezüglich des unterschiedlichen Verschleißverhaltens von 

Nickel-Bronze und Aluminium-Mehrstoffbronze und Sphäroguss. 

Hausinterne Versuche auf ZAE-eigenen Prüfständen mit unterschiedlichen 

Materialien und deren Verhalten mit vorherrschenden Rahmenbedingungen 

wie Schmierung, Drehmoment, Gleitgeschwindigkeit 

und Einschaltdauer ergaben letztendlich den Zuschlag für Nickel- 

Bronze als Werkstoff. Mit einem Tragbildberechnungsprogramm 

wurde zudem eine Berechnung für verschiedene Fräserverzahnungen 

durchgeführt, um Veränderungen in der Größe und Lage des Tragebildes 

bei verschiedenen Werkzeugdurchmessern bewerten zu können. 

Ergebnis war eine Vergrößerung des Fräsers, um dem Tragbild bei dem 

geforderten axialen Verschiebeweg Rechnung zu tragen. 

Der ersten Auslieferung der Radsätze stand damals nichts mehr im 

Wege. Die Dokumentation der Qualität erfolgte gemäß des im allge- 


SPECIAL I ANTRIEBSTECHNIK FÜR SCHIFFE UND MARITIME ANWENDUNGEN 

01 Gondel mit Düsenund 

freiem Propeller 

02 Werkstoffauswahl 

Schneckenradkranz 

meinen Maschinenbau üblichen und für die 

Binnenschifffahrt ausreichenden Abnahmeprüfzeugnisses 

3.1 gemäß DIN EN 10.204 – inklusive 

Ist-Maße der Radsätze, Härteprüfzeugnisse der Schneckenwellen sowie 

die Materialprüfzeugnisse der Ausgangswerkstoffe. 

Unterschiedliche Klassenzulassungen 

Anders verhielt es sich, als Jastram 2016 eine Klassenabnahme der 

Ruderpropeller auch für die offene See anstrebte. Zunächst konnte ein 

Projekt kurzfristig bedient werden, indem eine nachträgliche Abnahme 

eines bereits gelieferten Radsatzes erfolgte. Hierzu wurden Materialprüfungen 

durch die Klassifikationsgesellschaft DNV an einem lagerseitig 

vorhandenen Radsatz aus derselben Charge durchgeführt. 

Offen war noch die Klärung mit der Norwegischen Klassifikationsgesellschaft 

zum Wirkungsgrad des Schneckenantriebes für den 

Ruderpropeller. Laut Vorschrift bestehen zur Vermeidung von 

Stick-Slip-Effekten spezielle Anforderungen an den Wirkungsgrad 

von Drehwerksgetrieben für den Ruderantrieb auch bei hohen 

Übersetzungen. Als Maßnahme wurde der Radsatz mit dem verwendeten 

Getriebeöl ISO VG 150 und der maximalen Eingangsdrehzahl 

für Volllast als auch für den im normalen Fahrbetrieb unter 

Teillast nachgerechnet. Damit waren für das erste Projekt alle Erfordernisse 

für eine Seeschiffzulassung erfüllt. 

Doch grundsätzlich galt es, in Zusammenarbeit mit den Klassifizierungsgesellschaften, 

die Zulassung des Schneckenradsatzes 

auch für die Seeschifffahrt zu erlangen. Für ZAE bedeutete dies vor 

allem die eigene Zertifizierung für die notwendige Umstempelgenehmigung 

gemäß den Statuten der Klassifikationsgesellschaft 

DNV-GL zu erhalten. Somit wird gewährleistet, dass ein zertifiziertes 

Ausgangsmaterial zu qualitativ hochwertigen Schneckenradsätzen 

verarbeitet werden kann, ohne dass die Zertifizierung entlang 

der Prozesskette verloren geht. 

Nach erfolgreichem Abschluss des Audits wurde ZAE 2017 die 

Umstempelgenehmigung erteilt und die Hamburger im Zuge dessen 

auf dem „approval finder“ des DNVGL gelistet. Nachdem 

neue – ebenfalls zertifizierte – Lieferanten für die Ausgangswerkstoffe 

und beteiligte Unternehmen wie die Härterei erschlossen 

wurden, waren somit alle Norm-Voraussetzungen erfüllt. Die Fertigung, 

Prüfung, Dokumentation sowie Abnahme der Schneckenradsätze 

gemäß DNV-GL Klassifikationsanforderungen konnte starten, 

sodass ein Einsatz des Jastram Ruderpropellers mit ZAE-Radsätzen 

auch in der Seeschifffahrt gewährleistet ist. 

Branchenübergreifende Kompetenz 

Betrachtet man die Synergie aus der Zusammenarbeit 

von Jastram mit ZAE, so 

profitieren beide von den jeweiligen 

Kompetenzfeldern. Während Jastram 

03 Drehwerksantrieb Ruderpropeller 

einen Partner gefunden hat, der fundiertes, technisches Wissen in 

der Antriebstechnik aufweist und zudem neuen Herausforderungen 

aufgeschlossen ist, hat die ZAE ihr Anwendungsfeld in die 

maritime Richtung ausweiten können. 

Die Tatsache, als Reflexion des Projekts nun DNV-GL gelistet zu 

sein, verleiht der ZAE mehr Tiefgang in dieser Branche. Bisher wurden 

diverse Antriebslösungen für unterschiedlichste Anwendungen 

im maritimen Bereich entwickelt und geliefert, z. B. für Antriebe 

für die elektromechanische Betätigung von Schotten, Bühnentechnik 

für Kreuzfahrtschiffe, Getriebemotoren als Turnantrieb an 

Großdieselaggregaten sowie Fischfiletieranlagen für Fischkutter, 

und redundante Leuchtturmantriebe. Als Projektierungspartner 

hat die ZAE den Fokus, fundierte Erfahrungen im Getriebebau bei 

Auslegung und Ausführung zum Vorteil des Kunden einzubringen. 

Flankiert von den Aspekten der Energieeffizienz und Ressourcenschonung 

sind im gesamten Antriebsstrang viele Faktoren zu beachten, 

die die Antriebslösung beeinflussen. 

Darüber hinaus helfen branchenübergreifende Systemlösungen 

bei der Erfüllung von Anforderungen, wie z. B. Druckausgleichsmembranen 

für notwendige Entlüftungen von schnelllaufenden, 

kompakten Getrieben aller Art. Die Sicherheit gegen Ölaustritte war 

anfangs für eine medizintechnische Applikation gestaltet worden 

und ist heute eine patentierte Technologie für schnelllaufende Servoachsen 

in diversen Industriebranchen, die spezielle Anforderungen 

an eine saubere und ölfreie Umgebung vorschreiben. 

Insgesamt profitiert Jastram von der Getriebewelt, die ZAE im 

Detail kennt. Ausschlaggebend ist das gegenseitige Verständnis von 

Systemanbietern mit dem Entwicklungspartner, die offenen Potenziale 

im Antriebsstrang zu heben – angefangen bei den Werkstoffen, 

weiter über die Tragfähigkeit der Flanken bis hin zu den notwendigen 

Normen und Prüfprozessen, die man auf der Fahrt des Ruderpropellers 

vom Fluss bis ins Meer durchschwimmen muss. 

Fotos: Aufmacher: Pixabay; sonst.: ZAE 

www.zae.de 

„Wir haben fundiertes Wissen erarbeitet“ 

Die partnerschaftliche Entwicklung des Drehwerkantriebs für 

den Ruderpropeller zusammen mit Jastram war insbesondere 

aufgrund des zwischenmenschlichen Wirkens von beiden 

Seiten sehr effizient. Besonders erfreulich ist, dass bei der 

Beratung auf Expertenwissen bzgl. des Verschleißverhaltens 

und der Lastfähigkeit unterschiedlicher Schneckenradmaterialien 

zurückgegriffen werden konnte, welches wir auf unseren 

hausinternen Prüfständen erarbeitet haben. Darüber hinaus 

haben wir fundiertes Wissen in Bezug auf die Anforderungen 

von Klassifikationsgesellschaften erarbeitet, deren Ergebnisse 

sich auch in neue Projekte einbringen lassen. 

Dipl.-Ing. (FH) Gerrit Goosmann 



Große Drehmomente – 

große Bewegungen 

Schiffsantriebe mit hoher Energiedichte und Langlebigkeit 

Der Geschäftsbereich „Antriebstechnik“ des 

Motorspindelherstellers Franz Kessler 

ist in einem eigenständigen Unternehmen 

konzentriert, der Kessler Energy GmbH. 

Das Tochterunternehmen der Kessler Group 

entwickelt und fertigt Direktantriebe für 

maritime Anwendungen, ganze Antriebssysteme 

für Elektroboote, bis hin zu Antrieben für 

Rührwerke und den Anlagenbau. 

I 

hren Ursprung hat die Kessler Group am Sitz von Franz Kessler 

und wurde 1923 in Chemnitz gegründet. Heute hat das Unternehmen 

seinen Hauptsitz in Bad Buchau und beschäftigt weltweit rund 

800 Mitarbeiter. Eine Kernkompetenz ist die Entwicklung von Motorspindeln 

und direkt angetriebenen Rundachseinheiten für Bearbeitungszentren. 

Die Tochtergesellschaft Kessler Energy bietet 

hingegen ein breites Produktportfolio an Asynchron-, Synchron-, 

01 

Dipl.-Ing. (FH) Markus Sinner ist Teamleiter Konstruktion 

bei der Kessler Energy GmbH in Bad Buchau 


Torque- und Linearmotoren, Sonderlösungen und Antriebssystemen, 

u. a. für maritime Anwendungen. In dividuelle Lösungen 

werden mit dem Anwender gemeinsam entwickelt. Komplette 

Antriebssysteme können so optimal angepasst werden. Patrick 

Trolliet, Geschäftsführer der Kessler Energy GmbH, berichtet: 

„Unsere Wurzeln im Motorenbau haben uns stark gemacht. In Zusammenarbeit 

mit unseren Kunden entwickeln wir uns ständig 

weiter. Diese Expertise bringen wir nun auch verstärkt in Branchen 

außerhalb der Werkzeugmaschine ein.“ 

Innovative Produkte zur 

Leistungsübertragung 

fürden Marinebereich 

Direktantriebe in Schiffen und Sport-Motorbooten 

Die drehmomentstarken und energieeffi zienten Motoren kommen 

u. a. in Schiffen, Sport- und Motorbooten, in Anwendungen 

für erneuerbare Energien, in Kraftfahrzeugen sowie im Anlagenbau 

zum Einsatz. 

So hat Kessler Energy bspw. einen High-Speed-Torquemotor für 

eine Super yacht entwickelt. Dieser ist Teil des geräusch- und vibrationsarmen 

Antriebssystems. Der hocheffiziente Torquemotor wird 

permanent von umgebendem Wasser gekühlt und bietet ein Drehmoment 

von 14 000 Nm sowie eine maximale Drehzahl von 500 1/min. 

Antriebssysteme für Elektroboote können mit einem 100 kW 

starken Direkt antrieb von Kessler Energy, basierend auf der neuesten 

Synchronmotortechnologie mit integriertem Frequenzumrichter, 

aufgewartet werden. Es handelt sich dabei jedoch um ein 

skalierbares System, d. h. die Antriebssysteme sind somit auch für 

verschiedene Leistungsklassen erhältlich. Der Motor wird durch 

ein ausfall sicheres Speichersystem aus eigener Batteriekonfektionierung 

mit einer hohen Energiedichte und Langlebigkeit gespeist. 

Die Über wachung für den Bootsführer findet über einen eigens 

entwickelten Bord computer mit Anzeige der Geschwindigkeit, 

dem Ladezustand und der Reichweite statt. Für die Sicherheit 

sorgt ein Überwachungssystem, bestehend u. a. aus Interlock und 

Isolationswächter sowie ein auf dem neuesten E-Mobilitätsstandard 

basierendes Hochvoltsystem. 

Von der elektrischen und mechanischen Konstruktion, über die 

numerische Berechnung anhand der FEM-Methoden und analytischen 

Berechnungsprogrammen, bis hin zum Test, der Inbetriebnahme 

und der Parameteroptimierung bietet das Unternehmen 

alle Schritte aus einer Hand. Circa 12 000 Motoren im Jahr liefert 

die hauseigene Motorenproduktion, bei der hochmoderne Fertigungslinien 

zum Einsatz kommen. 

Fotos: Aufmacher: Fotolia; 01 + 02: Kessler Energy 

www.kessler-energy.de 

Hoch entwickelte Technologie 

und Materialien mit fundiertem 

Ingenieurswissen 

Herstellung von zuverlässigen Kupplungen aller 

Art, Bremsen, sowie Übertragungskupplungen für 

Marineapplikationen mit höchsten Ansprüchen. 

01 Patrick Trolliet ist 

Geschäftsführer der 

Kessler Energy GmbH 

www.altramotion.com/marine 

02 Für eine Yacht 

steuert Kessler Energy den 

Querstrahlrudermotor bei 

BibbyTurboflex • Stromag •Twiflex • Wichita Clutch 

02 

„Besuchen Sie uns auf der SMM – 

Halle B1 –Stand 404“ 

September 04-07, 2018 /Hamburg /Deutschland 

Sie finden uns in der 2Etage im Britischen Pavillon


SMM Hamburg: alles für Schiffe 

Die internationale Leitmesse der maritimen Wirtschaft findet 

alle zwei Jahre auf dem Gelände der Hamburg Messe und 

Congress GmbH statt. Rund 2 200 Aussteller und 50 000 

Besucher aus allen Kontinenten machen die Fachmesse zur 

führenden Branchenveranstaltung weltweit. Die SMM deckt 

die komplette Wertschöpfungskette der maritimen Wirtschaft 

ab, bringt internationale Entscheider und Experten zusammen 

und ist die Plattform für Innovationen der Branche. 2018 

findet die Messe vom 4. bis 7. September statt. Vor allem im 

Bereich der Antriebstechnik hat die Messe viel zu bieten. 

So finden Sie dort zahlreiche Aussteller mit Kupplungen, 

Bremsen, Lager, Motoren, Getrieben oder Antriebswellen. 

Wir haben für Sie in diesem Special einige Neuheiten 

zusammengetragen. 

www.smm-hamburg.com 

Inserentenverzeichnis Heft 8/2018 

Robuste Getriebe für Hubanwendungen 

Das Unternehmen Bonfiglioli präsentiert 

seine robusten Jack-up-Getriebe für 

Hubanwendungen im 

maritimen Einsatz. 

Die Antriebe 

finden ihren 

Einsatz vor allem 

in Hubplattformen 

oder 

-schiffen. Alle Antriebe sind abgenommen nach den Normen des 

American Bureau of Shipping (ABS). Zertifikate von Det Norske 

Veritas und Germanischer Lloyd (DNV GL) und der China Classification 

Society (CCS) sind ebenso verfügbar. Von 163 000 bis 

1,245 Mio. Nm reicht das Drehmomentenspektrum für die Hubanwendung, 

die Haltekräfte reichen von 263 000 bis 1,766 Mio. Nm. 

Die mehrstufigen Planetengetriebe auf der Grundlage der Serie 

700T von Bonfiglioli können von hydraulischen oder elektrischen 

Motoren angetrieben und auch mit Parallelwelleneinheiten 

kombiniert werden, um auch in begrenzten Bauräumen eingebaut 

werden zu können. Optimierte Konstruktionsdetails und hochpräzise 

Verzahnungen sind die Basis für hohe Effizienz und 

Zuverlässigkeit der Antriebe. 

Anwendungsspezifische Eintriebsund 

Abtriebsoptionen 

runden das Angebot ab 

und bieten die notwendige 

Flexibilität, um auf 

jede Anforderung 

reagieren zu können. 

Altra Industrial Motion, Braintree/ 

Massachusetts (USA).................................41 

AMO, St. Peter am Hart (Österreich)....15 

ASTRO Motorengesellschaft, 

Geestland......................................................17 

B&R Industrie-Elektronik, 

Bad Homburg................................................. 5 

Beckhoff Automation, Verl......................... 9 

BRECO, Porta Westfalica....................29, 31 

Frizlen, Murr.................................................45 

igus®, Köln.....................................................42 

Kessler energy, Bad Buchau....................... 3 

Liebherr-Werk, Biberach......................4. US 

OSK-Kiefer, Petershausen.........................33 

Oswald Elektromotoren, 

Miltenberg....................................................43 

Reich Kupplungen, Bochum....................27 

Siemens AG, Nürnberg..............................23 

Skarke Ventilsysteme; Rimbach.............44 

Transfluid, Gallarate/VA (Italien)............. 7 

untitled exhibitions, Stuttgart...............25 

ZWP Zahnradwerk Pritzwalk, 

Pritzwalk........................................................21 

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Getriebe für maritime Trends 

Sensorknoten auf einem Ausstellungsgetriebe 

Um im hart umkämpften Marinemarkt zu 

bestehen, müssen Unternehmen die richtige 

Balance zwischen Kosteneinsparung 

finden und dürfen die Zukunft nicht 

verschlafen. „Wir bei Reintjes in 

Hameln arbeiten aktuell an 

einigen Forschungsprojekten 

im Bereich Industrie 4.0 

und die Herausforderungen 

sind vielfältig, 

technisch sowie 

administrativ“, erklärt 

Geschäftsführer Klaus 

Deleroi. Die Zustandsüberwachung 

von Schiffsgetrieben, 

das Condition 

Monitoring, ist solch ein 

Projekt. Im Falle von Reintjes sogar die energieautarke und drahtlose Zustandsüberwachung 

von Schiffs getrieben. Zusammen mit Forschungsein richtungen und 

Industriepartnern ist es gelungen, die am Getriebe gemessenen Daten per Funk 

auszulesen und die dafür nötige Energie direkt an der Messstelle zu gewinnen. 

Möglich wurde dies durch ein Energy-Harvesting-System, das sich Temperaturunterschiede 

zu Nutze macht. 

Eine besondere Herausforderung lag u. a. darin, dass viele Schiffe nur selten bei 

konstanten Drehzahlen betrieben werden. Die Zeitanteile bei hohen Drehzahlen 

sind oft nur gering und die Entwicklung eines Systems, welches ausreichend 

Energie bereitstellen kann, war somit technisch sehr aufwendig. Das Condition- 

Monitoring-System sollte, aufgrund des geringen Bauraums in Schiffsgetrieben, 

zudem nicht allzu groß sein und auch in miniaturisierter Form alle Funktionen 

integriert haben. Ebenso wie die Miniaturisierung war die Modularität des Systems 

von großer Wichtigkeit, denn die Vielfalt der Anwendungen und Leistungen sind 

sehr unterschiedlich, was sich in den verschiedenen Konstruktionen von Getrieben 

und deren Größen widerspiegelt. 

Durch das neue Zustandsüberwachungssystem werden Anwender nun frühzeitig 

z. B. über einen nötigen Ölwechsel oder zu hohe Temperaturen oder Schwingungen 

informiert. Mögliche Langzeittrends zur effizienteren Wartungsplanung und ein 

einfaches Retrofitting runden die Vorteile für Schiffseigner ab. Auch die Herausforderung 

einer neuen Down-Angle-Baureihen-Entwicklung nahm man bei 

Reintjes an. Insbesondere die konischen Stirnräder, welche bei dieser Getriebebaureihe 

einen Achswinkel von 8 bis 10° zwischen Antriebs- und Abtriebswelle 

erzeugen, wurden dabei auf Herz und Nieren geprüft, genauso wie die für diese 

Getriebeart essentielle und komplexe Beveloidverzahnung. Die Down-Angle- 

Konfiguration ermöglicht eine horizontale Installation des Motors, während die 

Abtriebswelle durch die Neigung im Getriebe schräg nach unten verläuft. So kann 

die Welle deutlich kürzer gefertigt, und der Platz im Maschinenraum eingespart 

werden. „Wir sind Verzahnungsspezialist, bieten unseren Kunden aber auch 

ganze Antriebslösungen an. Auf der diesjährigen SMM werden wir also wieder ein 

innovatives Getriebe präsentieren“, freut sich Klaus Deleroi. 

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Ortlinghaus entwickelte eine eigenständige Rutschkupplungslösung 

für den Hauptantrieb von Schiffen. Die unbegrenzte 

Schlupffunktion bietet eine Kontrolle der Schiffsgeschwindigkeit, 

wenn sie zwischen Diesel-Hauptmotor und Festpropeller eingebaut 

ist. Der Prop.act ist eine untenliegende Systemlösung, die an beiden 

Enden durch Gelenkwellen im Antriebsstrang verbunden werden 

kann. Das Plug-&-Play-System ermöglicht die Reduzierung der 

Propellerdrehzahl auf null, während der Dieselmotor noch im 

Leerlauf läuft. Die neueste Entwicklung Prop.act 75 HD ist in der 

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Öl- und Gas-Förderung 

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Mit dem neuen Subsea Valve Actuator (SVA) stellt Bosch Rexroth 

eine Alternative zu den bislang eingesetzten Tiefsee-Aktuatoren 

bei der Offshore Öl- und Gas-Förderung vor. SVA sind autarke Baugruppen 

mit einem eigenen Fluidkreislauf und einem drehzahlvariablen 

Pumpenantrieb. Das Zentralaggregat und die kilometerlangen 

Leitungen für das Fluid entfallen. Die SVA benötigen nur 

eine Spannungsversorgung und eine Datenleitung. Eine Verdrängersteuerung 

regelt den Förderstrom nahezu verlustfrei aus der 

Drehzahl heraus. Im Vergleich zu rein elektromechanischen Aktuatoren 

verbrauchen SVA in der Spitze bis zu 75 % weniger Strom. 

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Lage, ein dauerhaftes Abrutschen bis zur Nenndrehzahl des 

Dieselmotors zu realisieren. Diese erweiterte Rutschfunktion bis 

zur Nenndrehzahl ist z. B. für die Brandbekämpfung von Schleppern 

vorgesehen, bei denen die Feuerlöschpumpe direkt von der 

Hauptmaschine angetrieben wird. Mit Prop.act 75 HD ist es 

möglich, die Hauptmaschine sowohl für den Betrieb der Feuerlöschpumpe 

als auch für den gleichzeitigen Betrieb des Propellers 

zu verwenden. 

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IMPRESSUM 

erscheint 2018 im 57. Jahrgang, ISSN 0722-8546 

Redaktion 

Leitender Chefredakteur/Chefredakteur: 

Dipl.-Ing. (FH) Dirk Schaar, 

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

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Doris Buchenau, Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

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Elektrische und hybride Schiffsantriebe 

Baumüller bietet hybride und vollelektrische Schiffsantriebe für Binnenschiffe, Yachten, 

Fähren und Offshore-Vessels an. Zum Programm gehört z. B. der serielle Hybrid, bei 

dem ein Verbrennungsmotor den Generator antreibt, und die Elektromotoren direkt 

BEWEGUNG! 

den Antrieb der Schiffsschrauben übernehmen. Hier steht ein rein elektrischer Betriebsmodus 

zur Verfügung, und der Verbrennungsmotor wird stets im optimalen Wirkungsgrad 

bei minimalem Verbrauch und Schadstoffausstoß betrieben. Speziell für den 

Schiffbau hat der Hersteller seine Produkte angepasst und von Lloyd’s zertifizieren 

lassen. So wurden etwa die High-Torque-Motoren DST2 mit Wing-Mounts ausgestattet, 

die die Integration in die Schiffskonstruktion erleichtern. Auch im Kleinen kann der 

Antriebsspezialist helfen, z. B. dem dampfbetriebenen Traditionsschiff Prinz Heinrich, 

in dem ein Baumüller-Scheibenläufermotor die Kraftübertragung auf das Ruder 

unterstützt und damit das Manövrieren vereinfacht. 


Von Brandschutz bis Hydraulik – Alles für Schiffe 

Danfoss zeigt auf der Schiffs- 

Leitmesse SMM in Hamburg 

sein Portfolio von Marineprodukten. 

Zu sehen sind 

z. B. die Feuerlöschsysteme 

SEM-Safe auf Basis der Hochdruck-Wasservernebelungsoder 

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-Technologie. 

Der Bereich Antriebstechnik 

stellt seine Technologiekonzepte 

für Hybridantriebsund 

Bordnetztechnik vor. Eine 

Neuheit für DC-Bordnetze ist 

dabei die Schutzvorrichtung 

DCGuard, die für eine extrem 

schnelle Trennung von Netzteilen 

im Fall eines Kurzschlusses 

sorgt. Das Thema Antriebe reicht 

von Haupt- bis zu Hilfsantrieben 

z. B. von Winden oder Pumpen. 

Von IXA und Industrial Automation 

wird das Angebot an Sensoren von Druck- über Temperatur- bis hin zur Messung 

der Emissionen im Abgas gezeigt. Der Unternehmensbereich Power Solutions zeigt 

hoch zuverlässige Hydrauliklösungen für mobile Einsatzbereiche, in denen die Kraft 

der Elektrik nicht ausreicht oder andere Gründe den Einsatz von Hydraulik nahelegen – 

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Werkzeugdrehung 

Spanungsdicke 

Kraft 

Kraft 

Zerspankraftmodell für den 

Wälzfräsprozess 

Bei der Auslegung eines spanenden Fertigungsverfahrens 

ist die genaue Kenntnis der im Prozess wirkenden 

Zerspankraft von elementarer Bedeutung [DENK11]. 

Nach der auftretenden Zerspankraft richtet sich die 

Dimensionierung von Maschinenkomponenten und 

die Prozessauslegung. Der gesamte Leistungsbedarf 

einer Werkzeugmaschine wird durch die im Schnitt 

auftretenden Belastungen festgelegt. Eine präzise 

Auslegung der Maschinenkomponenten und 

Prozessparameter ermöglicht eine hohe Fertigungsbzw. 

Bauteilqualität. 

01 

Vorgehensweise zur Berechnung der Zerspankraft beim 

Wälzfräsen 

Spanungsgeometrien Spanungsquerschnitt Kraft je Querschnittselement 

abgewickelte Schneidkante 

Momentankraft Kraftverlauf je Schneideneingriff Kraftverlauf 

F c,resFr,res 

F a,res 

Werkzeugdrehwinkel 

F c,res 

F r,res 

F a,res 


v c 

h cu 

F c 

/b 

F c 

F r 

F a 


Das in diesem Bericht untersuchte Wälzfräsen ist ein hochproduktives, 

spanendes Fertigungsverfahren mit geometrisch 

definierter Schneide zur Herstellung von Stirnrädern [PFAU76, 

KLOC17]. Aufgrund der komplexen Kinematik des Verfahrens entstehen 

zeitlich veränderliche Spanungsgeometrien. Die Berechnung 

der Kinematik und der resultierenden Zerspankraft, welche 

die Werkzeug- und Maschinenbelastung bestimmen, ist deshalb 

nur rechnergestützt sinnvoll möglich [KARP12]. Die Auslegung von 

Wälzfräsprozessen kann mit der Fertigungssimulation SpartaPro 

durchgeführt werden. SpartaPro ermöglicht die Berechnung der 

auftretenden Spanungsgeometrien in Abhängigkeit von Werkzeug, 

Werkstück und den Prozessparametern. Die Fertigungssimulation 

nutzt die in den 1980er Jahren von Gutmann und Bouzakis entwickelten 

Zerspankraftmodelle, welche aus in Längsdrehprozessen 

entstandenen Daten gebildet wurden [BOUZ81, GUTM88]. 

In den letzten Jahrzehnten führte die Weiterentwicklungen der 

Werkzeugmaschinen zu immer effizienteren Prozessen. Der Einsatz 

neuer Schneidstoffe ermöglichte höhere Schnittgeschwindigkeiten 

und Vorschübe, wobei letzteres in größeren Spanungsdicken 

resultierte. Die Versuchsgrundlage der Modelle von Gutmann und 

Bouzakis deckt die heute üblichen Parameter beim Wälzfräsen 

nicht gänzlich ab. Daher ist das Ziel der zugrunde liegenden Untersuchungen, 

die Berechnungsbasis nach Gutmann für Einsatzstahl 

und Vergütungsstahl anzupassen und zu erweitern. Als Analogieprozess 

wird dazu ein Drehversuch verwendet, welcher im unterbrochenen 

Schnitt ausgeführt wird. 

Grundsätzlich lässt sich die Arbeit, die nötig ist, um einen Werkstoff 

zu zerspanen, in die Anteile Scherarbeit, Trennarbeit und Reibungsverlustarbeit 

an der Trennfläche unterteilen. Welcher dieser 

Anteile im Prozess dominiert, hängt hauptsächlich von der Spanungsdicke 

ab. Bei großen Spanungsdicken muss überwiegend 

Scherarbeit aufgewendet werden, während bei kleiner Spanungsdicke 

Trennarbeit und Reibungsverlustarbeit aufgewendet werden 

müssen [GUTM88]. 

Zur modellhaften Beschreibung der Zerspankraft gibt es unterschiedliche 

Herangehensweisen. Die Ansätze lassen sich in empirische 

und theoretische, spanbildungsmechanische Ansätze sowie 

Mischformen daraus unterteilen. Empirische Modellansätze beruhen 

auf Zerspankraftwerten, die bei der Messung von tatsächlich 

auftretenden Belastungen erfasst wurden. Mit dem Ziel, verfahrensspezifische 

Schnittkraftgesetze abzuleiten, wird ein Ansatz zur 

Berechnung der Zerspankraft formuliert, indem die ermittelten Daten 

durch Funktionen angenähert werden. Die Annäherung kann 

mathematisch durch Linear- und Potenzfunktionen geschehen. 

Als Beispiel für die Potenzfunktionen ist der Ansatz nach Kienzle 

zu nennen, der auch heute noch zur Bestimmung der Zerspankraft 

im Fräs- und Drehprozess verwendet wird. Kienzle stieß dabei auf 

einen nicht linearen Zusammenhang zwischen spezifischer Schnittkraft 

und Spanungsdicke. Daraus leitete er eine exponentielle Gleichung 

ab, die die Bestimmung der spezifischen Schnittkraft ermöglicht, 

vgl. Gl. 2.1 [KIEN52]. 

Stand der Erkenntnisse 

Wie bei nahezu allen Fertigungsprozessen ist auch beim Wälzfräsen 

die Kenntnis oder Vorhersage der im Bearbeitungsprozess wirkenden 

Kräfte von großem Vorteil. Die Kenntnis wird für die Dimensionierung 

des Werkzeuges, die Auslegung der Maschine oder die 

Wahl einer passenden Schnittgeschwindigkeit genutzt. 

Felix Kühn, M.Sc., ist wissenschaftl. Mitarbeiter, Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Christoph 

Löpenhaus ist Forschungsgruppenleiter und Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs ist 

Institutsleiter, alle am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen 

n F i 

[N] Schnittkraft 

n k i1.1 

[N/mm] Spezifische Schnittkraft 

n m i 

[-] Spanungsdickenexponent 

n h cu 

[mm] Spanungsdicke 

Die Werte k und m sind für jeden Werkstoff und jede Kraftrichtung 

explizit zu bestimmen. Ein möglicher Einfluss der Schnittgeschwindigkeit 

bleibt bei diesem Modell jedoch unberücksichtigt. 

Auf Grundlage der von Kienzle entwickelten Potenzfunktion aus 

dem Orthogonal-Längsdrehprozess und dem ersten Modell zur Berechnung 

der Zerspankraft von Ziegler [ZIEG67] erarbeitete Bouza 


F c /b [N/mm] 

WÄLZFRÄSEN 

02 

Zielsetzung und Lösungsweg 

03 

Versuchsaufbau zur Zerspankraftmessung 

Analogieversuch 

Werkstück 

Schnittkraft 

Drangkraft 

z x f r 

y 

Messrichtungen 

Kraftmessung 

Ziel 

Optimierung eines Berechnungsmodells zur 

Ermittlung der Zerspankräfte beim Wälzfräsen 

Bezogene 

Zerspankraft 

v c [m/min] 

Daten 

h cu [mm] 

Lösungsweg 

Empirisches 

Zerspankraftmodell 

F [N] 

Messung 

Rechnung 

Modellbildung 

h cu 

[mm] 

Validierung des 

Zerspankraftmodells 

F [N] 

[°] 

SPARTApro vs. 

Wälzfräsprozess 

Werkzeugmaschine Gildemeister NEF 480 

Nennleistung P = 11 kW 

Drehzahl n max 

= 2240 1/min 

Werkstückdurchmesser d max 

= 200 mm 

Mehrkomponenten-Dynamometer 

Wirkungsweise piezoelektrisch 

F x,max 

, F y,max 

= 5 kN 

F z,max 

= 10 kN 

Werkstück 

Drangkraft 

z x 

y 

f r 

Messrichtungen 

Dynamometer Werkzeughalter Werkstück Wendeschneidplatte Wendeschneidplatte 

r 

h cu 

Schnittkraft 

kis 1981 ein erstes rechnergestütztes Zerspankraftmodell für das 

Wälzfräsen. Das Modell erlaubt die Abbildung der Zerspankraft für 

unterschiedliche Wälzstellungen und somit auch für einzelne Zähne. 

Dazu werden die Schneidkante und der Span bei jeder Wälz- und 

Drehstellung der Spanfläche in n Elemente zerlegt. Somit lässt sich 

die von einem Spanelement i auf den Schneidzahn wirkende Zerspankraft 

F i 

bestimmen. Auch hier erfolgt die Berechnung der Zerspankraft 

komponentenweise aus Schnitt- FSi und Drangkraft FDi, 

wobei sich letztere aus der vektoriellen Addition von Vorschub- FVi 

und Passivkraft FPi bestimmen lässt [BOUZ81]. 

und eine Linearfunktion überlagert, vgl. Gl. 2.6. Dabei ist der Exponentialteil 

im unteren Bereich der Spanungsdicke definiert und die 

Linearfunktion für den oberen Spanungsdickenbereich gültig. Darüber 

hinaus hat Gutmann den Einfluss der Schnittgeschwindigkeit 

als zweiten wesentlichen Parameter neben der Spanungsgeometrie 

untersucht und ebenfalls in seinem Modell berücksichtigt. Dabei 

stellte er fest, dass der Einfluss der Schnittgeschwindigkeit durch 

die Summe aus einem konstanten Grundwert und einer Exponentialfunktion 

angenähert wird. Der Exponentialteil strebt für sehr 

große Schnittgeschwindigkeiten gegen Null, sodass der konstante 

Grundwert einen Grenzwert darstellt. Im Bereich hoher Schnittgeschwindigkeiten 

wird die Zerspankraftfunktion somit nur noch 

von der Spanungsgeometrie bestimmt. Die Spanungsdicken- 

Schnittgeschwindigkeits-Gesamtfunktion setzt sich aus den beiden 

Einzelfunktionen zusammen und ermöglicht somit eine genaue 

Beschreibung der spannungsbreitennormierten Zerspankraftkomponenten 

[GUTM88]. 

n Fs i 

[N] Schnittkraft 

n k i1.1 

[N/mm 2 ] Auf den Spanungsquerschnitt 1 mm 2 

bezogenen Kraftkomponente 

n b i 

[mm] Spanungsbreite 

n h i 

[mm] Mittlere Spanungsdicke 

n x,y,z [-] Koordinatenrichtungen 

n F Vi 

[N] Vorschubkraft 

n F Pi 

[N] Passivkraft 

n F Di 

[N] Drangkraft 

Mit dem Modell von Bouzakis lassen sich auch erstmals Spanungsdicken 

und Spanungslängen mit der Methode der Durchdringungsrechnung 

einbinden. Die einzige Einschränkung ist eine Mindestspanungsdicke 

von h cu 

> 50 µm, bedingt durch einen degressiven 

Verlauf der Prozesskräfte über dem Vorschub in diesem Bereich 

[KLOC08]. 

Das Problem mit dem degressiven Verlauf bei kleinen Spanungsdicken 

griff Gutmann in seiner Arbeit auf und wählte im Gegensatz 

zu Bouzakis eine Modellfunktion, die eine Exponentialfunktion 

n F [N] Zerspankraft 

n b [mm] Spanungsbreite 

n A i 

[-] Koeffizient 

n h cu 

[mm] Spanungsdicke 

mit 

n A i 

[-] Koeffizient 

n a ij 

[-] Faktoren 

n v c 

[m/min] Schnittgeschwindigkeit 

Die Faktoren a i,j 

mit i,j = 1, 2, 3 müssen mit numerischen Verfahren 

so bestimmt werden, dass der empirische Zusammenhang so genau 

wie möglich abgebildet wird. Zusätzlich bieten die Faktoren die 


Kraft F [N] 

Kraft F [N] 

F [N] 

F [N] 

04 Bestimmung der Zerspankraft im Einstechdrehversuch 05 Bestimmung der angepassten Koeffizienten 

Einstechdrehversuch 

Werkstoff: 

42CrMo4 

R m 

= 950 N/mm 2 

Prozessdaten: 

v c 

= 45 m/min 

h cu 

= f r 

= 0,32 mm 

Legende: 

Schnittkraft 

Drangkraft 

Auswertebereich 

2500 

2000 

1500 

1000 

500 

0 

–500 

3,8 3,9 4 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5 

Zeit t [s] 

4000 

3000 

2000 

1000 

0 

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 

h cu 

[mm] 

Bekannte Koeffizienten Neue Koeffizienten Mess-/Rechenwerte 

a11 a 21 

a 31 

c ij 

x a ij 

a 11 

* c 11 

a 21 

* c 21 

a 31 

* c 31 

a 12 

a 22 

a 32 

a 12 

* c 12 

a 22 

* c 22 

a 32 

* c 32 

a 13 

* c 13 

a 23 

* c 23 

a 33 

* c 33 

a 13 

a 23 

a 33 

F i 

= b · A 1 

· (h cu 

+ A 2 

· (1– e – )) 

Mess-/Rechenwerte 

h cu 

[mm] 

n 

∑ s 2 = min 

i 

i=1 

h cu 

[mm] 

v c 

h cu 

A 3 

A 1 

= C 11 

a 11 

+ C 21 

a 21 

· e – c 31 

a 31 

Möglichkeit das Modell für verschiedene Werkstoffe anzupassen. 

Dies wirkt sich insbesondere positiv auf die Genauigkeit des Modells 

im Bereich kleinerer Spanungsdicken im Bereich von 

h cu 

= 0–100 µm aus [GUTM88]. 

Auf Grund der komplexen Prozesskinematik des Wälzfräsens ist 

eine Berechnung der Spanungsgeometrien nur rechnergestützt 

sinnvoll. Hierzu wurde am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH 

Aachen die Fertigungssimulationssoftware SpartaPro entwickelt 

[KLOC03, BREC14]. Das Vorgehen der Software ist in Bild 01 dargestellt. 

Auf Grundlage von Werkzeug-, Werkstück- und Prozessparametern 

findet eine geometrische Durchdringungsrechnung statt. 

Anhand dieser Durchdringungsrechnung werden Prozesskennwerte 

wie z. B. Spanungslängen und Spanungsdicken berechnet. 

Zur Ermittlung der Zerspankraft wurden die Modelle nach Gutmann 

und Bouzakis in der Software SpartaPro implementiert 

[BOUZ81, GUTM88]. Für das Modell nach Gutmann ist zusätzlich 

noch die Auswahl des Werkstoffes möglich. Die Datenbasis für 

diese Werkstoffkennwerte wurde von Gutmann entwickelt und in 

weiteren Arbeiten am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH 

Aachen weiterentwickelt und angepasst [GUTM88, KLOC07]. Zunächst 

werden die in der Durchdringungsrechnung simulierten 

Spanungsgeometrien als Spanungsquerschnitte über der abgewickelten 

Schneidkante aufgetragen. Hierbei treten als Funktion vom 

Werkzeugdrehwinkel definierte Spanungsdicken und -breiten auf. 

Die eigentliche Berechnung der Zerspankraftkomponenten erfolgt 

unter Verwendung des von Gutmann aufgestellten Berechnungsmodells. 

Die Schnittkraft verläuft orthogonal, die Drangkraft parallel 

zur Spanfläche. Um die Gesamtbelastung des Werkzeugs für alle 

Schnitte zu ermitteln, werden die für jede Wälzstellung auftretenden 

Belastungen über den Umfang kumuliert. 

Zielsetzung und Lösungsweg 

Das Ziel der in diesem Bericht zugrunde liegenden Untersuchungen 

ist es, das Modell von Gutmann für die Zerspankraftberechnung 

für die in der Verzahnungsherstellung eingesetzten Werkstoffe 

Einsatzstahl und Vergütungsstahl zu optimieren und weiterzuentwickeln. 

Die Untersuchungen sollen in einem Parameterfeld 

durchgeführt werden, welches den heutigen Stand der Technik 

überschreitet. Auf Basis der Untersuchungen werden die Koeffizienten 

der Berechnungsmethode nach Gutmann angepasst, vgl. 

Bild 02. Als Analogieversuch zur Ermittlung der Zerspankraft 

unter definierten Bedingungen dient ein Drehversuch. Entgegen 

den Arbeiten von Gutmann und Bouzakis wird ein Einstechdrehversuch 

im ungebundenen Schnitt durchgeführt. Bei dem Einstechdrehversuch 

wird der Einfluss der Schneidenecke auf die 

Messergebnisse eliminiert. Auch wird das zu zerspanende Werkstück 

so ausgeführt, dass ein unterbrochener Schnitt, wie er beim 

Wälzfräsprozess vorliegt, resultiert. Mithilfe der im Analogieversuch 

entstandenen Datensätze lässt sich für den Wälzfräsprozess 

das bereits bestehende Berechnungsmodell von Gutmann optimieren. 

Die Berechnungen erfolgen mithilfe der Simulationssoftware 

SpartaPro. 

Zur Verifikation des Modells werden mit dem Werkstoff, der bereits 

im Analogieversuch eingesetzt wurde, Wälzfräsversuche 

durchgeführt und die Zerspankräfte im Prozess gemessen. Die 

Messergebnisse werden mit Zerspankraftberechnungen verglichen, 

um Rückschlüsse auf die Modellgüte ziehen und den Effekt 

der Optimierungsmaßnahmen bewerten zu können. 

Analogieversuch zur Erhebung der Datenbasis 

Der Versuchsaufbau ist in Bild 03 dargestellt. Die Versuche wurden 

auf einer Drehmaschine vom Typ Gildemeister NEF480 durchgeführt. 

Auf dem Werkzeugsupport der Maschine wurde die Kraftmessplattform, 

ein Mehrkomponenten-Dynamometer, montiert. 

Die Messplattform erlaubt die gleichzeitige piezoelektrische Aufnahme 

der Schnitt-, Drang- und Passivkraft. Da diese Kräfte in 

Messrichtung des Dynamometers zeigen, können sie direkt aufgenommen 

und ausgewertet werden. Die Schnittkraft entspricht dabei 

der in Richtung der Werkstückachse auftretenden Kraftkomponenten, 

die Drangkraft ist senkrecht zur Schnittfläche orientiert. 

Die aufgenommenen piezoelektrischen Signale werden durch 

einem Messkraftverstärker verstärkt, am angeschlossenen Messrechner 

in Kraftsignale konvertiert und dort aufgezeichnet. 

Um die Genauigkeit der Vorhersage der beim Wälzfräsen auftretenden 

Zerspankraftkomponenten zu steigern, wurden Werkstücke 

konstruiert, mit denen der Wälzfräsprozess im Einstechdrehversuch 

möglichst genau nachgebildet werden kann. Dies schließt sowohl 

den ungebundenen als auch den unterbrochenen Schnitt ein. 

Durch Einbringen von radialen Nuten in das Werkstück wird der 

Einfluss der Schneidenecke eliminiert und daraus resultierend ein 

mehrflankiger Span verhindert. Bei jeder Messung wird das Werkzeug 

so platziert, dass sich die Schneidenecke in einer der Nuten 

befindet. Im Zuge der Kraftmessung werden einzelne Stege, welche 

die Breite b = 3 mm aufweisen, ausschließlich von der Hauptschneide 

zerspant. Der unterbrochene Schnitt wird dadurch realisiert, 

dass die radialen Nuten an zwei gegenüberliegenden Stellen 

auf dem Umfang abgeflacht wurden. Analog zum Wälzfräsen entsteht 

so eine Unterbrechung des Schnitts. 


Spindelmoment M sp 

[Nm] 

berechnetes Spindelmoment M [Nm] 

WÄLZFRÄSEN 

06 

Werkstück: 

16MnCr5 

R m 

= 710 N/mm 2 

m n 

= 14 mm 

z 2 

= 42 

Berechneter Werkstoff: 

20MnCrB5 QT 

R m 

= 714 N/mm 2 

Werkzeug: 

d a0 

= 270 mm 

Schnittdaten: 

v c 

= 40 m/min 

f a 

= 3,5 mm 

Gleichlauf 

Vergleich zwischen Messung und Berechnung des 

Spindelmoments 

2500 

2000 

1500 

1000 

berechnetes Moment 

(20MnCrB5 QT) 

M sp,mit = 1274 Nm 

gemessenes Moment 


500 

berechnetes Moment 

(1988-16MnCr5N) 


0 

0 60 120 180 240 300 360 

Werkzeugdrehwinkel [°] 

07 

Vergleich der Spindelmomente für Einsatzstahl 

Kraftmessungen: 

3000 

Spindelstrommessung 

Werkstück: 

m n 

= 1,5–18 mm 

Einsatzstahl 

Schnittdaten: 

v c 

= 40–400 m/min 

f a 

= 1,5–6 mm 

Gleichlauf/Gegenlauf 

M Sp 

2500 

2000 

1500 

1000 

500 

Bestimmtheitsmaß: 

R 2 = 0,968 

0 

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 

gemessenes Spindelmoment M [Nm] 

Bei den untersuchten Werkstoffen werden die Einsatzstähle 20Mn- 

CrB5, 18CrNiMo7-6, 25MoCr4 sowie der Vergütungsstahl 42CrMo4 

eingesetzt. Die verwendeten Einsatzstähle unterscheiden sich 

durch die unterschiedlichen Kohlenstoffanteile und die eingesetzten 

Legierungselemente, sodass ein großes Spektrum der für Verzahnungsbauteile 

typischen Einsatzstähle abgedeckt wird. Die 

Vergütungsstähle wurden einer Wärmebehandlung unterzogen 

und auf drei verschiedene Härtestufen vergütet. Diese Härtestufen 

entsprechen Zugfestigkeiten von R m 

= 950 N/mm 2 , 1 100 N/mm² 

und 1 250 N/mm². 

Zur Bearbeitung werden Hartmetall-Wendeschneidplatten der 

Zerspanungshauptgruppe K10 mit einer AlCrN-Beschichtung verwendet. 

Die Platten haben einen Freiwinkel von α = 7° und werden 

mit einem Spanwinkel von γ = 0° eingesetzt. Die Bestimmung der 

Zerspankräfte erfolgt in einem Schnittgeschwindigkeitsbereich von 

v c 

= 20 m/min bis 750 m/min und Spanungsdicken zwischen 

h cu 

= 0,01 mm und 0,64 mm. So kann der Einfluss der Schnittgeschwindigkeiten 

auch für niedrige Schnittgeschwindigkeiten abgebildet 

werden. Insgesamt wird mit den gewählten Werkstoffen 

und Prozessparametern ein großer Bereich der industriell üblichen 

Prozessparameter abgebildet. 

Ergebnisse der Analogieversuche 

Aufgrund des unterbrochenen Schnitts im Einstechdrehversuch ergibt 

sich ein veränderlicher Kraftverlauf. Dieser ist in Bild 04 exemplarisch 

für den Werkstoff 42CrMo4; mit R m 

= 950 N/mm² bei einer 

Spanungsdicke von h cu 

= 0,32 mm und einer Schnittgeschwindigkeit 

von v c 

= 45 m/min dargestellt. Der Verlauf der Schnittkraft weist 

ein höheres Niveau als der Verlauf der Drangkraft auf. Bei der Auswertung 

wurde der Bereich des Anschnitts auf Grund der Einschwingerscheinungen 

ausgelassen. Der ausgewertete Bereich ist 

in Bild 04 markiert. Kurz vor dem Auswertebereich liegt der Bereich 

des Anschnitts, der Zeitbereich, in welchem die Schneide Späne erzeugt. 

Gut erkennbar sind die lokalen, im Vergleich zum markierten 

Bereich größeren, Amplituden. In diesem Versuchspunkt betragen 

die Schwingungen teilweise mehrere hundert Newton. Der Kraftverlauf 

kann über mehrere Intervalle gemittelt und in Schnitt- und 

Drangrichtung bestimmt werden. Zur Übersicht ist der exemplarische 

Versuchspunkt in die zugehörige Versuchsreihe dieser Härtestufe 

bei einer Schnittgeschwindigkeit von v c 

= 45 m/min eingeordnet. 

Diese Versuchsreihe ist im unteren Bereich von Bild 04 als 

Funktion der Spanungsdicke h cu 

aufgetragen. 

Eine Auswertung, wie sie hier für einen Versuchspunkt dargestellt 

ist, wurde für sämtliche Versuchsreihen für Einsatzstahl und 

Vergütungsstahl durchgeführt. Somit entstand zu jedem Wertetripel 

aus Spanungsdicke, Schnittgeschwindigkeit und Werkstoff 

jeweils ein gemittelter Messwert für die Schnitt- und Drangkraft. 

Die gemessenen Kraftverläufe dienen als Eingangsdaten für die Anpassung 

der Zerspankraftkoeffizienten auf Basis der von Gutmann 

ermittelten Formel, vgl. Gl. 2.6. Für jeden Versuchspunkt wurde damit 

ein rechnerischer Wert beider Zerspankraftkomponenten bestimmt. 

Als Berechnungsgrundlage dienten die ebenfalls von Gutmann 

entwickelten Schnitt- und Drangkraftkoeffizienten für den 

jeweiligen Werkstoff. Die Formel, in welche die Koeffizienten eingesetzt 

werden, soll unverändert bleiben. Der Grund dafür ist die hohe 

Genauigkeit der Abbildung im Modell, bedingt durch die große Anzahl 

an Parametern. Allerdings geht damit auch ein komplexeres 

Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Koeffizienten einher. 

Die Vorgehensweise zur Anpassung der Faktoren ist in Bild 05 

beschrieben. Als Startwert für die Faktorberechnung werden die 

von Gutmann bestimmten Zerspankraftkoeffizienten verwendet 

und mit Optimierungsfaktoren C i,j 

multipliziert. Zunächst wurden 

die Faktoren C i,j 

= 1 gesetzt, um die bekannten Gutmann Faktoren 

zu berücksichtigen und den Kraftverlauf zu berechnen. In Bild 05 ist 

unten links die Abweichung zwischen den im Einstechdrehversuch 

gemessenen Werten und den mit den bekannten Gutmann Faktoren 

ermittelten Rechenwerten dargestellt. Die Differenz dieser Verläufe 

wird durch Anpassen der Optimierungsfaktoren minimiert. 

Diese Annäherung wurde durch die numerische Minimierung der 

Fehlerquadrate s i 

² realisiert. Nach dieser Optimierung können die bekannten 

Faktoren a i,j 

mit den angepassten Optimierungsfaktoren C i,j 

multipliziert werden. Auf diese Weise ergeben sich für jeden Werkstoff 

neue Zerspankraftkoeffizienten für Schnitt- und Drangkraft. 

Validierung der Kraftberechnung 

Zur Überprüfung der Ergebnisse der Kraftberechnung werden Versuche 

im industriellen Umfeld durchgeführt. Die Ermittlung des 

Spindelmoments erfolgt in diesen Versuchen durch eine Messung 

des momentenbildenden Motorstrom-Ist-Werts. Durch den Spindelstrom 

kann auf das Spindelmoment und somit auch auf die Zerspankräfte 

zurückgerechnet werden. Die gemessenen Spindelmomente 

werden anschließend mit den berechneten Spindelmomenten 

verglichen. Zur Verdeutlichung ist exemplarisch der 

Momentenverlauf einer Verzahnung aus Einsatzstahl 16MnCr5 in 

Bild 06 dargestellt. Hierzu wird eine Verzahnung m n 

= 12 mm aus 

dem Werkstoff 16MnCr5 bearbeitet. Zum Vergleich werden Berechnungen 

anhand der Daten für den vorvergüteten 20MnCrB5 im 

vorvergüteten Zustand durchgeführt, da dieser Werkstoff sowohl in 


erechnetes Spindelmoment M [Nm] 

08 

Vergleich der Spindelmomente für Vergütungsstahl 

Kraftmessungen: 

150 

Spindelstrommessung 

Werkstück: 

m n 

= 1– 4 mm 

42CrMo4 

Schnittdaten: 

v c 

= 100–260 m/min 

f a 

= 2–3 mm 

Gleichlauf/Gegenlauf 

M Sp 

120 

der Zusammensetzung als auch in der Festigkeit dem bearbeiteten 

Werkstoff am nächsten kommt. Für eine Geschwindigkeit von 

v c 

= 40 m/min und einen Vorschub von f a 

= 3,5 mm sind der gemessene 

und der berechnete Momentenverlauf in Bild 06 für eine 

Werkzeugumdrehung dargestellt. Zusätzlich zu den Berechnungen 

auf Basis der neu erzeugten Zerspankraftwerte ist eine Berechnung 

mit den alten Parametern nach Gutmann dargestellt. Der Mittelwert 

der nach dem erweiterten Modell berechneten Kräfte weicht 

von den Messwerten um 4,1 % ab. Die Berechnung nach Gutmann 

hingegen liegt um 19,8 % unterhalb dieser Werte. Der gemessene 

Kraftverlauf weist einen höheren dynamischen Anteil als der berechnete 

Kraftverlauf auf. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die 

Rechnungen rein statisch durchgeführt werden und daher keine 

dynamischen Einflüsse, die z. B. aus den Nachgiebigkeiten von Maschine 

und Aufbau resultieren, berücksichtigt werden können. Die 

Charakterisierung des Kraftverlaufs wird sehr gut wiedergegeben. 

Für die Bearbeitung von Einsatzstahl wurden im industriellen 

Umfeld umfangreiche Spindelstrommessungen durchgeführt und 

mit den berechneten Spindelmomenten verglichen. Es wurde bei 

den Messungen im industriellen Umfeld versucht das Bearbeitungsfeld 

bestmöglich zu erfassen. Es konnten Messungen von 

Modul 1,5 mm < m n 

< 18 mm durchgeführt werden. Auch der Prozessparameterbereich 

wurde von 40 m/min < v c 

< 400 m/min und 

1,5 mm < f a 

< 6 mm umfangreich abgebildet. Die Ergebnisse des Vergleichs 

zwischen berechneten und gemessene Spindelmoment ist 

in Bild 07 dargestellt. Die Modellgüte weist ein Bestimmtheitsmaß 

von R² = 0,968 auf. 

Für den Vergütungsstahl 42CrMo4 konnte aufgrund der geringen 

Verbreitung nicht so ein umfangreiches Bearbeitungsfeld wie beim 

Einsatzstahl untersucht werden. Der Vergleich zwischen dem 

berechnetem und gemessenem Spindelmoment ist in Bild 08 

dargestellt. Die Messungen wurden im Bereich von Modul 1 

mm < mn < 4 mm durchgeführt. Der Prozessparameterbereich 

wurde von 100 m/min < v c 

< 260 m/min und 2 mm < f a 

< 3 mm variiert. 

Bei der Kraftberechnung von Vergütungsstahl zeigt sich eine 

gute Übereinstimmung aus Berechnung und Messung. Das Berechnungsmodell 

für Vergütungsstahl hat ein Bestimmtheitsmaß von 

R² = 0,98. 

Zusammenfassung und Ausblick 

90 

60 

30 

Bestimmtheitsmaß: 

R 2 = 0,98 

0 

0 30 60 90 120 150 

gemessenes Spindelmoment M [Nm] 

Für Verzahnungsprozesse ist die genaue Kenntnis der beim Schnitt 

auftretenden Belastungen von großer Bedeutung. Die resultierende 

Zerspankraft bestimmt die Dimensionierung von Prozessparametern 

und Maschinenkomponenten. Auch der gesamte Leistungsbedarf 

einer Werkzeugmaschine ist proportional zur Zerspanleistung. 

Zur genauen Bestimmung der Zerspankraft des Wälzfräsens wurden 

in den 1980er Jahren Berechnungsmodelle auf Grundlage von 

Analogieversuchen entwickelt [BOUZ81, GUTM88]. Diese sind in 

der am WZL entwickelten Berechnungssoftware SpartaPro implementiert. 

Die Zerspankraft wird auf Grundlage der im Prozess gebildeten 

Späne mithilfe einer Durchdringungsrechnung berechnet. 

Die von Gutmann und Bouzakis berechneten Zerspankraftmodelle 

wurden auf Grundlage von Prozessparametern aufgestellt, welche 

den heutigen Stand der Technik nicht gänzlich abdecken. 

Zur Optimierung der Berechnungen wurde ein Analogieversuch 

entwickelt, durch den die Zerspankräfte im ungebundenen, unterbrochenen 

Schnitt gemessen werden können. So kann der Einfluss 

der Schneidenecke bei der Bestimmung der Zerspankraftwerte 

eliminiert werden. Der Versuch basiert auf dem Einstechdrehen. 

Im entwickelten Versuchsaufbau wurden Zerspankräfte für Einsatzstahl 

und für Vergütungsstahl ermittelt. Die Versuche wurden 

bei Schnittgeschwindigkeiten von v c 

= 20 m/min bis 750 m/min 

durchgeführt. 

Die ermittelten Koeffizienten wurden in das Berechnungsprogramm 

SpartaPro implementiert. Zur Verifikation des Modells wurden 

Zerspankraftmessungen im industriellen Umfeld durchgeführt. 

Ein Vergleich der berechneten und der gemessenen Spindelmomente 

zeigt mit einem Bestimmtheitsmaß von R² = 0,968 für Einsatzstahl 

und R² = 0,98 für Vergütungsstahl gute Übereinstimmung. 

Neben den klassischen Verzahnungswerkstoffen Einsatzstahl 

und Vergütungsstahl wird auch Gusseisen ADI zur Zahnradherstellung 

eingesetzt, welches eine Herausforderung bezüglich der Zerspanung 

darstellt. Zur Bearbeitung von ADI in der Zahnradherstellung 

gibt es noch wenige Forschungsergebnisse. Auch die Zerspankraftberechnung 

von ADI wurde noch nicht untersucht. Daher soll 

in der Zukunft die Zerspankraftberechnung z. B. für Gusseisen ADI 

erweitert werden. 

Literaturverzeichnis: 

[BREC14] Becher, C.; Brumm, M.; Krömer, M.: Design of Gear Hobbing Processes 

Using Simulation and Empirical Data. 9th CIRP Conference on Intelligent 

Computation in Manufacturing Engineering, Naples, 2014 

[BOUZ81] Bouzakis, K.-D.: Konzept und technologische Grundlagen zur 

automatisierten Erstellung optimaler Bearbeitungsdaten beim Wälzfräsen. 

Habil.-Schr. RWTH Aachen, 1981 

[DENK11] Denkena, B; Tönshoff, H.: Spanen. Grundlagen. 3. Auflage 

Springer, 2011 

[GUTM88] Gutmann, P.: Zerspankraftberechnung beim Wälzfräsen. Diss. 

RWTH Aachen, 1988 

[HOFF70] Hoffmeister, B.: Über den Verschleiß am Wälzfräser. Diss. 

RWTH Aachen, 1970 

[KARP12] Karpuschewski, B.; Halle, T.; Stark, S.; Beutner, M.: Experimental and 

numerical determination of cutting force and temperatures in gear hobbing. 

Key Engineering Materials, 2012 

[KIEN52] Kienzle, O.; Victor, H.: Einfluß der Wärmebehandlung von Stählen auf 

die Hauptschnittkraft beim Drehen In: Stahl u. Eisen, 74. Jg 1954, Nr. 9, S. 530–539 

[KLOC03] Weck, M.; Winter, W.; Klocke, F.; Winkel, O.: Analysis of Gear Hobbing 

Processes by Manufacturing Simulation. In: Wissenschaftliche Gesellschaft für 

Produktionstechnik (WGP). Production Engineering: Research and Development. 

Volume X, Issue 1. WGP Annals, WGP Eigendruck, Berlin, 2003 

[KLOC07] Klocke, F.; Schalaster, R.: Zerspankräfte beim Hochleistungswälzfräsen. 

In: Tagungsband zur 48. Arbeitstagung „Zahnrad- und Getriebeuntersuchungen“. 

Aachen: WZL RWTH Aachen, 2007 

[KLOC08] Klocke, F.; König, W.: Fertigungsverfahren – Drehen, Fräsen, Bohren. 

Band 1, 8. Aufl. Springer, Berlin, 2008 

[KLOC10] Klocke, F.; Gorgels, C.; Weber, G.: Belastung an der Schneide In: 

Tagungsband zum Seminar „Aktuelle Entwicklungen beim Vorverzahnen“, 

Aachen, 2010 

[KLOC17] Klocke, F.; Brecher, C.: Zahnrad- und Getriebetechnik. Auslegung – 

Herstellung – Untersuchung – Simulation. 1. Aufl. München: Carl Hanser, 2017 

[ZIEG67] Ziegler, K.: Untersuchungen der Hauptschnittkraft beim Wälzfräsen von 

Stirnrädern. Diss. RWTH Aachen, 1967 

[PFAU76] Pfauter, H.: Pfauter – Wälzfräsen. Springer. Berlin, 1976 


IM NÄCHSTEN HEFT: 9/2018 

ERSCHEINUNGSTERMIN: 11. 09. 2018 • ANZEIGENSCHLUSS: 27. 08. 2018 

01 

02 

03 

04 

01 Verfügbarkeit und lange Wartungsintervalle sind wichtige Kriterien 

bei der Auswahl von Leuchtmitteln. Wer an Frankreichs Küsten einen 

Blick in die Lampenhäuser der Leuchttürme wirft, hat also gute Chancen, 

Faulhaber-Antriebe als treibende Kraft der Rotationsoptik zu sehen. 

02 Hybridgehäuselager von Findling Wälzlager sind für Anwendungen 

im Hochtemperaturbereich geeignet – z.B. in Doppelbandpressen. Sie 

trotzen aber nicht nur Temperaturen um die 400 °C, sondern können auch 

große Druckbelastungen aushalten und sind außerdem wartungsfrei. 

Der direkte Weg 

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als E-Paper: 

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Redaktion: 

d.schaar@vfmz.de 

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03 Zehntausend Meter auf einer Rolle sind noch gar nichts, wenn es 

um Verpackungsfolien geht. Damit am Ende alles passt, sorgen Drehgeber 

und Systeme von Wachendorff Automation für das richtige Maß. 

04 Daten sind der Rohstoff des 21. Jahrhunderts. Damit sie in Bewegung 

bleiben, braucht es eine leistungsfähige Infrastruktur. Doch mit dem 

Thema Industrie 4.0 wächst auch die Datenkommunikation rasant. 

Betriebe setzen dabei immer stärker auf Ethernet-Verbindungslösungen. 

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten) 


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antriebstechnik 8/2018

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