antriebstechnik 9/2018

19174 

9 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

www.antriebstechnik.de 

September 2018 

Wälz- und Gleitlager 

Robuste Gehäuselager trotzen 

Bedingungen in einer Doppelbandpresse 

Umrichtertechnik 

Antriebe kostenoptimal 

auslegen – so geht‘s 

Sensorik und Messtechnik 

Neue Drehgeber ersetzen 

alte Systeme 

Special 

Das leisten Antriebe in 

Werkzeugmaschinen

SpeedCore 

UNIFY 

ChamferCut 

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Bei der Zahnradproduktion zählen hohe Schnittgeschwindigkeiten, präzise 

Geometrien und extreme Belastbarkeit. Dafür stehen unsere Wälzfräser und 

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AMB Stuttgart 

18 –22 Sept. 2018 

Halle 1, Stand 1F50

EDITORIAL 

Planungssicher, 

aber nicht 

von der Stange 

Arbeit wird zum Spiel 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

das ganze Leben ist ein Spiel, und wer es als solches betrachtet, hat 

potenziell mehr Spaß und Freude. Spielen hat zudem positive Effekte 

und eröffnet neue Potenziale. Es lohnt sich daher, seine spielerische 

Ader ein lebenlang zu entwickeln oder wieder neu zu entdecken. 

Denn nicht Verbissenheit führt uns zum Ziel und zum Erfolg, sondern 

ein unverkrampftes Herangehen an alltägliche Aufgaben und Herausforderungen 

– vor allem auch in unserer Arbeitswelt. 

Unsere Industrie befindet sich in einem umfassenden Wandel. 

Maschinen beginnen direkt miteinander zu kommunizieren und 

Konstruktions- und Produktionsprozesse werden flexibler. Somit 

verändert sich die Rolle des Menschen im Maschinenbau und 

gleichzeitig seine Arbeitsweisen. Intuitiv verständliche Eingabemasken 

und konkrete Handlungsempfehlungen werden den 

Mitarbeiter immer mehr unterstützen, u. a. über Virtual Reality oder 

3D-Animationen. Die Umstellung von analogem zu digitalem 

Arbeiten lässt sich durch Werkzeuge wie die Gamification erleichtern. 

Sie beschreibt zunächst die Integration spielerischer Elemente 

in einen spielfremden Kontext. 

Für unseren Arbeitsalltag der Zukunft wird Gamification eine große 

Rolle spielen, denn gerade bei standardisierten Tätigkeiten sehnen 

sich Mitarbeiter nach Ablenkung und Belohnung. Arbeitgeber sind 

daher gefordert, spielerische Designprinzipien in standardisierte 

IT-Anwendungen zu integrieren. Und sie tun gut daran, denn auf 

lange Sicht werden sie deutliche Wettbewerbsvorteile generieren: 

Durch Steigerung von Produktionskapazitäten, vorausschauender 

Instandhaltung, besserer Produktentwicklung und vor allem in der 

gezielten Weiterbildung und Rekrutierung von Mitarbeitern. – Lasset 

die Spiele beginnen! 

Die Vorzugsreihe 

unserer Servogetriebe. 

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Übersetzungen als spezielle 

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für den effektiven Einsatz geben. 

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Dirk Schaar 

d.schaar@vfmz.de 

P.S.: Chinesen übernehmen 

deutsche Unternehmen – 

bisher keine Seltenheit. 

Nun platzte vor Kurzem der 

Verkauf eines Maschinenbauers. 

Uns beschäftigt das 

Thema seit Monaten. Lesen 

Sie unsere Editorial-Serie: 

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INHALT 

26 

42 

66 

Schneller – robuster – präziser: Pkw- 

Hersteller optimiert Karosserie-Handling 

mit Hubsystem 

Schritt für Schritt: Mehrachssystem 

ermöglicht laut Studie hohe 

Applikationsperformance 

Abdichten nach Bedarf: Neue Dichtungskonzepte 

sparen Energie und verlängern 

die Lebensdauer von Achse und Getriebe 

EDITORIAL 

3 Arbeit wird zum Spiel 

FVA-AKTUELL 

6 Aktuelles von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

MAGAZIN 

8 Märkte, Unternehmen, Personalien und Veranstaltungen 

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

14 TITEL Robuste Gehäuselager trotzen Bedingungen in 

einer Doppelbandpresse 

16 Kunststoff-Lager spielen Vorteile in automatisiertem 

Blisterzentrum aus 

20 Sonderlösungen für konkrete Anwendungsbereiche 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

24 Antriebe als treibende Kraft der Rotationsoptik in Leuchttürmen 

26 Pkw-Hersteller optimiert Karosserie-Handling mit Hubsystem 

LINEARTECHNIK 

30 Arbeitsergonomie: Elektrisch verstellbare Hubsäulen 

SPECIAL ANTRIEBE FÜR 

WERKZEUGMASCHINEN 

74 Faltenbälge halten Achsen von Werkzeugmaschinen frei 

von Schmutz 

78 Getriebesysteme sorgen für exakte Positionierung 

80 Zweigang-Schaltgetriebe ermöglicht prozesssicheres 

Umschalten von Spindeldrehzahlen in Universaldrehmaschine 

82 Spannkupplung für Mehrachsen-Simultan-Technologie 

84 Werkzeugmaschinen stellen Anforderungen an die Lagertechnik 

88 Antriebssystem bewegt Schwenkachsen mit Spitzenpräzision 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

94 Antriebskonzept für unstetige Vorschubbewegungen mit 

trägheitsbasiertem Impulsaktor 

96 Thermische Analyse und simulations basierte Optimierung 

des Kühlsystems einer Werkzeugmaschine 

RUBRIKEN 

10 Impressum 

92 Inserentenverzeichnis 

106 Vorschau auf Heft 10/2018 

UMRICHTERTECHNIK 

34 Antriebe im oberen Leistungsbereich kostenoptimal auslegen 

ELEKTROMOTOREN 

40 Was es bei der Auswahl von Kohlebürsten zu beachten gibt 

42 Mehrachssystem ermöglicht hohe Applikationsperformance 

44 Eisenlose Direktantriebe sorgen für höchste Präzision in 

optischen Anwendungen 

46 Motoren in Robotern ermöglichen vollautomatische 

Behandlung der Grünfläche 

SENSORIK UND MESSTECHNIK 

52 Folienhersteller ersetzt alte Systeme durch neue Drehgeber 

56 Drehgeber, Neigungssensoren und Winkelaufnehmer 

bewähren sich im maritimen Einsatz 

58 Summer of Engineering zu Gast bei Posital Fraba 

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

64 Wie die Skiving 3 -Technologie die Produktionskapazität steigert 

66 Neue Dichtungskonzepte sparen Energie 

70 Lapp schafft Verbindungen für Kunden und die smarte Industrie 

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Findling Wälzlager GmbH, 

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4 antriebstechnik 9/2018

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FVA AKTUELL 

Reibungsminderung durch Oberflächenbeschichtungen in vollgeschmierten 

elastohydrodynamischen Kontakten 

Die Energieeffizienz von Antriebssystemen kann durch Reduzierung 

der lastabhängigen Verluste und damit der Reibung in 

Wälzkontakten deutlich gesteigert werden. Die gezielte Anwendung 

von Diamond-like Carbon (DLC)-Beschichtungen bietet 

dabei großes Potenzial. Aus Vorarbeiten ist bekannt, dass mit 

DLC-Beschichtungen selbst bei Vollschmierung ohne Berührung 

der Oberflächen deutliche Reibungsreduzierungen möglich 

sind, was auf die Reduzierung der Flüssigkeitsreibung zurückzuführen 

ist. 

Ziel des Forschungsvorhabens war es deshalb, die Beeinflussung 

der Flüssigkeitsreibung durch DLC-Beschichtungen in 

geschmierten hochbelasteten Wälzkontakten besser zu verstehen 

und das Potenzial zur Reibungsreduzierung von Verzahnungen 

aufzuzeigen. Die Forschungsstelle für Zahnräder und 

Getriebebau (FZG) an der TU München befasste sich mit Modelluntersuchungen 

am Zweischeibenprüfstand, 

Komponentenuntersuchun- 

Forschungsvorhaben 

gen am FZG-Wirkungsgradprüfstand 

FVA 585 II 

und mit theoretischen Betrachtungen. 

IGF-Nr. 18490 N 

Das Institut für Oberflächentechnik 

(IOT) der RWTH Aachen befasste sich 

mit der Schichtauslegung, -entwicklung und -herstellung sowie 

der Analyse der DLC-Beschichtungen hinsichtlich der thermophysikalischen 

Eigenschaften und des Benetzungsverhaltens. 

Das große Potenzial von DLC-Beschichtungen zur Reibungsreduzierung 

kann für alle betrachteten Beschichtungen bestätigt 

werden. Mit polierten beschichteten Prüfscheiben wurden 

am Zweischeibenprüfstand Reduzierungen der Reibungszahl 

von bis zu 36 % und der Massentemperatur von bis zu 41 % gefunden. 

Messungen mit gleitgeschliffenen beschichteten Zahnrädern 

zeigten am Wirkungsgradprüfstand Abnahmen der mittleren 

Verzahnungsreibungszahl von bis zu 43 % und der Zahnmassentemperatur 

von bis zu 10 %. 

Auf Basis der experimentellen Untersuchungen zur Ermittlung 

der Temperaturleitfähigkeiten α T 

mittels Laserflashmethode, 

spezifischen Wärmekapazitäten c p 

, Dichten ρ und Wärmeleitfähigkeiten 

λ wurde der thermische Isolationseffekt der DLC- 

Beschichtungen nachgewiesen. Demnach wird die Wärmeleitung 

in den Grundkörper gehemmt, sodass es im Wälzkontakt 

zu höheren Kontakttemperaturen und gleichzeitig niedrigeren 

Massentemperaturen kommt. Die höheren Kontakttemperaturen 

durch DLC-Beschichtungen wurden durch Messungen mit 

Dünnschichtsensoren bestätigt. 

Die Reibungsreduzierung durch DLC-Beschichtungen wird auf 

die, aufgrund der höheren Kontakttemperaturen bedingte, niedrigere 

wirksame Schmierstoffviskosität im Wälzkontakt zurückgeführt. 

Dies bekräftigen im Rahmen der Modellbildung zu 

beschichteten Wälzpaarungen durchgeführte simulationstechnische 

und teil-analytische Berechnungen. Die simulationstechnischen 

Berechnungen umfassen u. a. kontaktauflösende 

Betrachtungen der Temperaturen, Schmierfilmdicke und 

Druckverteilung beschichteter Wälzkontakte. Simulierte Reibungskurven 

zeigen qualitativ und quantitativ sehr gute Übereinstimmung 

mit gemessenen. Da alle aus gemessenen Reibungskurven 

abgeleiteten kontaktintegralen Grenzschubspannungen 

auf sehr ähnlichem Niveau sind, ist nicht von Wandschlupf 

durch eine veränderte Benetzbarkeit der DLC-beschichteten 

Oberflächen auszugehen. 

Diskrete Beschichtungsvarianten, entwickelt auf Basis von Referenzschichtsystemen, 

zeigten tendenziell mit steigendem Kohlenstoffgehalt 

der Decklage eine zunehmend niedrigere Reibungszahl 

und Massentemperatur. Die Substitution des Dotierungselements 

von Zr auf Ti im Falle der DLC-Beschichtungen 

ZrCg und TiCg zeigte keinen signifikanten Einfluss auf die gemessene 

Reibungszahl und Massentemperatur. Die Bestimmung 

des Benetzungsverhaltens des Schmierstoffs auf den unterschiedlichen 

Beschichtungen zeigte im Gegensatz zur Korrelation 

der thermophysikalischen Eigenschaften mit den tribologischen 

Eigenschaften keinen einheitlichen Ursache-Wirkung- 

Zusammenhang. Weitere experimentelle Untersuchungen zum 

Einfluss der Schichtdicke und einseitig beschichteter Wälzpaarungen 

bestätigen den thermischen Isolationseffekt von DLC- 

Beschichtungen. 

Eine Einordnung der gemessenen Reibungsreduzierungen in 

die gemessenen thermophysikalischen Eigenschaften der DLC- 

Beschichtungen ist im Vergleich zu den gemessenen Eigenschaften 

des Stahlsubstrats möglich. 

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 18490 N der Forschungsvereinigung 

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

zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung 

(IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund 

eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 

Autoren: Martin Ebner, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, 

FZG, TU München, Matthias Thiex, Institut für Oberflächentechnik 

IOT, RWTH Aachen 

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

Dirk Arnold, Tel.: 069/6603-1632 

Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik e. V. 

Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt 

Tel.: 069 / 6603-1515 

E-Mail: info@fva-net.de 

Internet: www.fva-net.de 

6 antriebstechnik 8/2018 9/2018

Components for Your Equipment. 

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WindEnergy 2018 

25.–28. September 

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für den rauen und zuverlässigen Betrieb in Onshore- und Offshore-Windanlagen. 

Diese werden inkomplett geschlossenen Schrankeinheiten eingebaut und bilden mit 

den abgestimmten Zusatzkomponenten ein äußerst zuverlässiges Umrichtersystem. 

Das neue Liduro Fast Protection System verbessert erheblich die Sicherheit und 

Verfügbarkeit der Anlage. Zudem ermöglicht ein hocheffizientes Kühlsystem maximale 

Energieumformung bei maximaler Lebensdauer aller Komponenten imUmrichtersystem. 

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MAGAZIN 

50 Jahre Frequenzumrichter – 

und es geht weiter 

Vor 50 Jahren fertigte Danfoss die ersten Frequenzumrichter 

in Serie. Damit hielt die stufenlose, verlustarme Drehzahlregelung 

von Drehstromasynchronmotoren Einzug in die 

Antriebstechnik. Seitdem haben sich die Komponenten vom 

ölgekühlten Schwergewicht 

mit fünf Verstellmöglichkeiten 

hin 

zum vollelektronischen 

Frequenzumrichter mit 

LCD-Display entwickelt, 

der neben applikationsspezifischen 

Funktionen 

teils noch die Aufgaben 

einer SPS übernimmt 

und den betriebenen 

Motor auf Wicklungsfehler 

oder Vibration überwacht. Ein langer Weg für die 

Drehzahlregler VLT und ihre Geschwister aus der Vacon- 

Familie. Hybridisierung und Industrie 4.0 versprechen auch 

künftig sowohl große Sprünge der Antriebstechnologie als 

auch der Wirtschaftlichkeit. „Wir werden in den kommenden 

Jahren noch viel Neues sehen an intelligenten Funktionen 

durch Nutzung der Motor- und Anlagendaten und deren Einbindung 

in Industrie 4.0“, so Hannes Leichtfried, Danfoss 

Drives Deutschland. 

drives.danfoss.de 

Nabtesco eröffnet neue Niederlassung 

in Stuttgart 

Nabtesco ist seit dem 1. Juni 2018 mit einer Niederlassung in Stuttgart vertreten 

und betreut von dort aus seine Kunden im Raum Südwestdeutschland 

und der Schweiz. Der neue Standort ergänzt die Düsseldorfer Europazentrale 

des japanischen Herstellers und ist für Vertrieb und Service im 

Bereich „Precision“ verantwortlich. Dazu zählen Unternehmen aus der 

Robotik, dem Maschinenbau sowie den Bereichen Verpackungsmaschinen 

und Health Care. Zuständig für die neue Niederlassung ist Carlos 

Rivera. Als Area Sales Manager unterstützt er Bernd Doleschel, der auch 

zukünftig seinen Kundenstamm weiter betreuen wird. Carlos Rivera arbeitet 

inzwischen seit über sieben Jahren bei Nabtesco und kennt das Unternehmen 

sowie den Markt genau. 

„Viele unserer Kunden befinden 

sich in Baden-Württemberg. Insbesondere 

der Maschinenbau ist 

dort sehr stark vertreten. Die Eröffnung 

der neuen Niederlassung 

Süd war also quasi ein logischer 

Schritt“, so Carlos Rivera. „Ziel der 

Gründung ist die Stärkung unserer 

Präsenz in Süddeutschland und 

der Schweiz. Der neue Standort 

ermöglicht uns, unsere Kunden 

individueller und persönlicher zu 

betreuen sowie die Reaktionszeiten 

weiter zu verbessern.“ 

www.nabtesco.de 

TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE 

19174 

2018 

Marktübersicht und umfassender Einkaufsführer 

Organ des FVA e.V. im VDMA 


Sonderausgabe 

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Dieses jährlich erscheinende Tabellenwerk ist kompetenter 

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Antriebstechnik 

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8 ANT_Marktübersicht_Vertriebsanzeige_185x130_2017_11.indd antriebstechnik 9/2018 

1 08.11.2017 08:58:38

MAGAZIN 

Deutsche Werkzeugmaschinenindustrie hält Rekordauftragsniveau 

Im zweiten Quartal 2018 stieg der Auftragseingang der Deutschen Werkzeugmaschinenindustrie 

im Vergleich zum Vorjahreszeitraum um 2 %. Dabei legten die Bestellungen aus 

dem Inland um 29 % zu. Die Auslandsorders sanken um 9 %. Im ersten Halbjahr des laufenden 

Jahres stiegen die Bestellungen um 12 %. Das Inland zog um 34 % an, das Ausland 

legte 3 % zu. „Die Bestellungen aus dem In- und Ausland klaffen derzeit weit auseinander“, 

erläutert Dr. Wilfried Schäfer, Geschäftsführer des Branchenverbands VDW (Verein 

Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken) in Frankfurt am Main. „Investiert wird nach langem 

Zögern nun endlich im Inland, sowohl in Modernisierung als auch Erweiterung der 

Kapazitäten. Die Euro-Länder legen ebenfalls knapp zweitstellig zu. Sie bieten eine solide 

Basis für die Fortentwicklung des Geschäfts. Darüber hinaus lässt die Investitionsdynamik 

vor allem in Asien nach, weil sich die Nachfrage im größten Markt China, politisch gewollt, 

merklich beruhigt. Auch aus Indien und Südkorea war der Auftragseingang rückläufig“, 

so Schäfer weiter. 

www.vdw.de 

30 Jahre 

Präzisions-Miniatur- 

Schrittmotoren 

Die Präzision von Schweizer 

Uhren fließt in die Miniatur- 

Schrittmotoren von Faulhaber 

Precistep ein. Das Unternehmen 

feierte im Juni sein 30-jähriges 

Bestehen. 1988 wurde es im 

schweizerischen La Chaux-de- 

Fonds gegründet als Arnoux 

Richard SA Porte Echappement, 

kurz Arsape, für die Herstellung 

NEU 

JHS-3i Gehäuselager 

3i = 3 wichtige Verbesserungen 

von Uhrantrieben. Im Jahr 2000 

wurde es von Faulhaber übernommen, 

2012 erhielt es seinen 

heutigen Namen. Heute produziert 

das Unternehmen 2-Phasen-Permanentmagnet-Schrittmotoren 

von 6 bis 22 mm Durchmesser. 

Die winzig kleinen 

Antriebe mit beeindruckendem 

Leistung-Volumen-Verhältnis unterstützen 

die Miniaturisierung in 

vielen Branchen. Zusammen mit 

den Getrieben von Faulhaber 

Drive Systems können sie in Umgebungen 

arbeiten, die bisher 

kaum oder nicht erreichbar 

waren. Anwendungen finden sich 

von der Optik und Photonik, im 

medizinischen Bereich bis hin 

zur Luft- und Raumfahrt. 

1 Optimiertes Design 

Keine Vibration 

30% stabiler 

7% leichter 

2 Neues Dichtungs- design 

Verlängerte Lager lebensdauer 

(Faktor 2) 

Optimiert für verbesserte 

Fettformulierung 

3 Verbesserte Lithiumfett 

Formulierung 

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ausgezeichnete 

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MAGAZIN 

AC-Motoren feiert sein 20-jähriges 

Firmenjubiläum 

Neuer Vice President Programm Management 

bei Bühler Motor Nordamerika 

Am 19. März trat Karl Wagner seine neue Aufgabe als Vice President 

Programm Management North America bei Bühler Motor an. Mit 

seiner Expertise soll er dazu beitragen, die internationale Ausrichtung 

des Unternehmens auf die nächste Ebene zu heben und den 

Technologieführer für elektrische Antriebslösungen noch stärker 

als globalen Systemlieferanten aufzustellen. Zudem wird Karl 

Wagner als President and General Manager in naher Zukunft die 

Von der Gründung in Rödermark zum europaweit tätigen Motorenspezialist 

in Eppertshausen: Bereits seit zwei Jahrzehnten läuft bei 

der AC-Motoren GmbH der Motor rund. Das familiengeführte Unternehmen 

mit den zwei Nachkommen der Gründer an der Spitze, 

expandierte in zwei Jahrzehnten auf 16 000 m 2 . Seit der Gründung 

1998 wurde das Motorenlager des Unternehmens stetig aus- und 

umgebaut, umgezogen und vor allem: effizient genutzt. Heute bietet 

es Platz für ca. 150 000 Elektromotoren. Dank des gut organisierten 

Logistik-Systems und der unmittelbaren Verfügbarkeit vor Ort 

versorgt AC-Motoren seine Kunden mit allem, was das Motorenherz 

begehrt. Um das Jubiläum gebührend zu feiern, wurde die 

Website der AC-Motoren GmbH generalüberholt und aufpoliert. 

Ein Webauftritt, der sich abhebt und die Stärken der AC-Motoren 

GmbH nach außen trägt: Modern, gut organisiert und schnell – das 

Credo “E+Motion” verdeutlicht auch, was die Arbeit im Unternehmen 

so besonders macht. „Uns treibt der Wunsch nach Kundenzufriedenheit 

jeden Tag aufs Neue an”, sagt Timo Klussmann, 

Geschäftsführer des Unternehmens. 

www.ac-motoren.de 

Gesamtverantwortung für alle Aktivitäten von Bühler Motor im 

nordamerikanischen Markt mit den Standorten Morrisville, North 

Carolina (North American Tech-Center), Farmington Hills, 

Michigan (Sales- und Tech-Office) und Chihuahua, Mexiko (Produktion) 

übernehmen. Er folgt auf Mark Furtwängler, der diese 

Funktion seit März 2016 innehatte und ab Ende des Jahres in die 

Unternehmenszentrale nach Nürnberg zurückkehren wird. „Wir 

freuen uns, mit Karl Wagner einen Experten in Sachen Globalisierung 

und Lokalisierung gewonnen zu haben. Er verstärkt uns genau 

zum richtigen Zeitpunkt“, unterstreicht Peter Muhr, President and 

CEO der Bühler Motor Group. 

www.buehlermotor.de 

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 

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) 

Redakteurinnen: Dipl.-Medienwirtin (FH) Marie Krueger, 

Tel.: 06131/992-359, E-Mail: m.krueger@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: Angelina Haas, 

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

Doris Buchenau, Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

Anette Fröder, Anna Schätzlein, Sonja Schirmer, 

Mario Wüst 

Chef vom Dienst 

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer 

Anzeigen 

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

E-Mail: o.jennen@vfmz.de 

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

E-Mail: a.zepig@vfmz.de 

Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung 

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

Anzeigenpreisliste Nr. 54: gültig ab 1. Oktober 2017 

www.vereinigte-fachverlage.info 

Leserservice 

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG, 

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

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige 

Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit 

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

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Einzelheftpreis: € 15,50 (zzgl. Versandkosten) 

Jahresabonnement: Inland: € 153,- (inkl. Versandkosten) 

Ausland: € 168,- (inkl. Versandkosten) 

Abonnements verlängern sich automatisch um ein 

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor 

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. 

Verlag 

Vereinigte Fachverlage GmbH 

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz 

Postfach 100465, 55135 Mainz 

Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-100 

E-Mail: info@engineering-news.net, 


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Ein Unternehmen der Cahensly Medien 

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen 

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401 

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

(verantwortlich für den Anzeigenteil) 

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

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Senefelderstraße 2, 65549 Limburg 

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Lapp-Kabel übernimmt Schweizer Partner 

Lapp-Kabel hat seinen Schweizer Vertriebspartner Volland übernommen. 

Am 3. Juli unterzeichneten Unternehmensgründer 

Rudolf Volland (Bild 2. v. r.) und Geschäftsführer Reto Volland 

(2. v. l.) mit Lapp-Geschäftsführer Andreas Lapp (r.) und Matthias 

Lapp (l.), Europa-Geschäftsführer, den Kaufvertrag. Die Volland AG 

mit Sitz in Rümlang ist seit Gründung des Unternehmens 1960 

Vertriebspartner von Lapp und damit der erste im Ausland. Das 

Schweizer Unternehmen ist Systemanbieter von Kabeltechnik und 

beschäftigt aktuell 35 Mitarbeiter. Reto Volland, seit 32 Jahren 

PRÄZISIONSLAGER 

FÜR AUSGEZEICHNETE LAUFGENAUIGKEIT 

TOP 

QUALITY 

LEADER 

Qualitätsführer 

Dichtung, Schmierstoff und Stahl 

Geschäftsführer, wird die Geschäfte der neuen Lapp-Gesellschaft 

weiterhin führen. Die Kunden von Volland sollen nun nach Aussage 

des Unternehmens durch die direkte Einbindung in das 

Lapp-Netzwerk von einer größeren Produktauswahl, höherer Lagerverfügbarkeit, 

schnelleren Lieferungen sowie der Innovationskraft 

von Lapp profitieren. Die Übernahme erfolgt vorbehaltlich 

der Zustimmung der Behörden. 

Höchste Präzision, Hochleistungsschmierstoffe 

und innovative, reibungsarme Dichtungen 

machen NACHI Präzisionslager 

zur besten Option. 

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Nidec erstmals mit neuem Präsidenten 

Zum ersten Mal in 45 Jahren hat der japanische Elektromotoren- 

Hersteller Nidec einen neuen Präsidenten: Hiroyuki Yoshimoto 

(50). Firmengründer Shigenobu Nagamori (73) bleibt jedoch 

mit dem neuen Präsidenten und COO als Vorstandsvorsitzender 

und CEO an 

der Spitze des 

Unternehmens. 

Yoshimoto werde 

zunächst 30 % 

der Verantwortung 

übernehmen, 

erklärte 

Nagamori. Er 

selbst werde 

10 % seiner Zeit 

dem Vorstand 

der Kyoto Gakuen Educational Foundation widmen, die die Kyoto 

Gakuen Universität leitet. „Die restlichen 90 % sind Nidec vorbehalten. 

Infolgedessen wird das Unternehmen mit 120 % geleitet 

werden.“ Kurz nach seinem Eintritt in das Unternehmen habe 

Yoshimoto es geschafft, die angeschlagene Tochter Nidec Tosok, in 

nur einem Jahr zu retten und das Wachstum des Automobilgeschäfts 

in weniger als zwei Jahren deutlich zu steigern. Yoshimoto 

betonte, er wolle das Wachstum der Unternehmensgruppe durch 

Fokus auf fusionsgefolgte Integration weiter vorantreiben. 

www.nidec.com 

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Ihr Anstoß für 

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simalube –der automatische 

Schmierstoffspender 

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Wachstumskurs fortgesetzt 

Der dänische Klimatechnik-Spezialist Danfoss hat im 1. Halbjahr 2018 seinen Umsatz um 106 Mio. EUR 

auf 3,041 Mrd. EUR gesteigert. Dies entspricht einem währungsbereinigten Wachstum von 9 %. Bei 

anhaltend hohen Investitionen verbesserte 

sich das operative Ergebnis um 21 % auf 

370 Mio. EUR, während der Bilanzgewinn um 

27 % auf 253 Mio. EUR stieg. Diese Entwicklung 

ist neben dem höheren Umsatz auch auf 

den Verkauf des Wärmepumpen herstellers 

Thermia zurückzuführen. Das Wachstum sei 

in allen vier Geschäftssegmenten fortgesetzt 

worden, erklärte Kim Fausing (Bild), President 

und CEO von Danfoss. Ein besonders großes 

Wachstum habe es in China gegeben, wo der 

Bedarf an energieeffizienten Lösungen wie 

Wärmepumpen steigt und Fernwärmesysteme 

ausgebaut werden. Aber auch in den beiden 

größten Märkten Nordamerika und Europa sei die Nachfrage anhaltend hoch. Für das Gesamtjahr 

erwartet das Unternehmen seinen Marktanteil beizubehalten oder weiter auszubauen. 

www.danfoss.com 

WEG modernisiert den Watt Drive 

Maschinenpark in Markt Piesting 

WEG investiert in die Modernisierung des Maschinenparks 

seines Tochterunternehmens Watt Drive Antriebstechnik 

in Markt Piesting, Österreich. Der Getriebespezialist 

erhält in einem ersten Schritt eine 

neue Fertigungsmaschine mit einem Investitionsvolumen 

von 1,1 Mio. EUR. Die Installation erfolgte Anfang 

August 2018 mit einem der weltweit stärksten All-Terrain-Kräne 

vom Typ Demag AC 1000-9 mit einer Tragfähigkeit 

von 1 200 t. Das 4-Achsen Bearbeitungszentrum 

Makino A99E wird für die Gehäusebearbeitung 

der Getriebegehäuse eingesetzt. Das Ziel ist die effektive 

Steigerung der Produktionskapazitäten. Die Fertigungsmaschine 

wird an das bestehende Multi-Level- 

System (MLS) von Fastems und das Hochregallager 

angebunden, sodass die Bearbeitungszeiten zusätzlich 

um rund 25 % reduziert werden. Ab Herbst 2018 

erfolgt als weiterer Schritt ein Gebäudezubau zur Vergrößerung 

der existierenden Produktions- und Lagerfläche 

um mehr als 70 %. Bis 2023 sollen weitere Investitionen 

im zweistelligen Euro-Millionenbereich in 

den Maschinenpark getätigt werden. 

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n Bis zu 30% Kostenersparnisse dank reduzierter 

Maschinenstillstandzeiten 

n Schmierstellen werden konstant mit 

Schmierstoff versorgt 

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Befüllung erhältlich 

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Faulhaber übernimmt Dimatech SA 

Mit Wirkung vom 19. Juli 2018 übernimmt Faulhaber Antriebssysteme die Dimatech SA, einen schweizer 

Hersteller für leistungsstarke Schrittmotoren in Scheibenmagnettechnologie. Mit der Integration 

erweitert Faulhaber sein Portfolio im Bereich der Schrittmotoren im oberen Leistungsbereich und 

schafft so einen verbesserten Zugang zu weiteren Anwendungsfeldern im Bereich der Textilindustrie, 

Medizintechnik, Robotik und Automation. Dimatech mit Sitz in Les Bois im Schweizerischen Jura wird 

zukünftig als zusätzlicher Standort der nur wenige Kilometer entfernten Faulhaber Precistep SA integriert 

und geführt werden. Der Faulhaber Group Schrittmotorspezialist aus La Chaux-de-Fonds feierte 

erst kürzlich Firmenjubiläum und kann seine 30-jährige Erfahrung in der Vermarktung dieser Antriebstechnologie 

sehr gut einbringen. 


12 antriebstechnik 9/2018 

Simatec.indd 1 08.08.2018 10:57:39

MAGAZIN 

Neue Gestaltungsspielräume für Hybridantriebe 

Die SlimLINE- und DCT-Type-Synchronisierung sind beim Stahl-Innovationspreis 

unter die neun besten Produkte aus Stahl gewählt worden. Das 

Design der Systeme eröffnet Getriebeherstellern neue Gestaltungsspielräume 

für Hybridantriebe. Durch die Kombination der beiden Synchronisierungen 

wird der Bauraum in Doppelkupplungsgetrieben um bis zu 25 % 

reduziert, bei gleicher Leistung. Der Platzgewinn ermöglicht im Idealfall, 

den zusätzlichen Elektromotor für die Hybridisierung des Antriebs zu integrieren. 

Gleichzeitig wiegen die kompakten Getriebe bis zu 20 % weniger. 

Der Preis wird alle drei Jahre ausgelobt. In diesem Jahr waren 561 Projekte 

eingereicht worden. Die Gewinner wurden am 13. Juni im Rahmen des 

Berliner Stahldialogs bekannt gegeben. Eine Jury aus Wirtschaft, Forschung, 

Architektur und Design bewertete die Stahl-Innovationen nach 

deren Funktionalität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit. 

www.hoerbiger.com 

SKF und Hexatronic 

gehen Entwicklungspartnerschaft 

ein 

SKF und die Proximion AB sind 

eine Entwicklungspartnerschaft 

eingegangen: Ziel der gemeinsamen 

Initiative ist es, der vielversprechenden 

Glasfaser-Sensortechnik 

zur Industrietauglichkeit 

zu verhelfen. SKF bringt ihr 

Wissen im Bereich Sensorlager 

ein, während Proximion seine 

setting the standard 

Erfahrungen in Sachen Anwendungs-Integration 

beisteuert. 

Hinzu kommt das Know-how des 

Unternehmens bei der Entwicklung 

und Produktion von technisch 

anspruchsvollen Glasfaserleitungen 

und passenden Datensammlern. 

Dazu Dr. Victoria 

van Camp, Vorstandsmitglied der 

SKF AB und Chefin der Technologieentwicklung 

im Konzern: „Die 

Glasfaser-Sensortechnik bietet 

interessante Möglichkeiten, da 

sich entsprechend ausgestattete 

Lager zur Kontrolle von Produktionsprozessen 

und -qualitäten 

nutzen lassen. An dieser Sensortech 

nologie haben wir bereits 

seit einiger Zeit gefeilt. Dank der 

gemeinsamen Weiterentwicklung 

wird es uns sicher gelingen, die 

Technik schneller zur Marktreife 

zu treiben.“ 

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Maßstabil bei 

sehr hohen 

Temperaturen 

Robuste Gehäuselager trotzen 

Bedingungen in einer Doppelbandpresse 

Hybridgehäuselager von Findling Wälzlager sind dank 

ihrer Verschleißbeständigkeit, der langen Lebensdauer 

und der Performance die wartungsfreie Lösung für viele 

Anwendungen im Hochtemperaturbereich – zum Beispiel in 

Doppelbandpressen. Die selbstschmierenden Gehäuselagereinheiten 

trotzen nicht nur Temperaturen um die 400 Grad 

Celsius, sondern können auch große Druckbelastungen aushalten 

und sind außerdem wartungsfrei. 

D 

ie Berndorf Band Group gilt mit mehr 

als 90 Jahren Erfahrung und einem Umsatz 

von etwa 100 Mio. EUR als Weltmarktführer 

in der Herstellung von qualitativ 

hochwertigen Stahlbändern und Bandanlagen. 

Zum Produktsortiment im Bereich 

der Bandanlagen gehört eine modulare 

Doppelbandpresse, die dem Anwender eine 

flexible und kostensparende Produktion 

von z. B. faserverstärkten Platten aus Thermoplasten 

ermöglicht. „Ein wesentlicher Vorteil 

unserer Doppelbandpresse ist der flexible 

Modulwechsel ohne Bandausbau“, erläutert 

DI Gerhard Willimayer, Director Engineering 

& Procurement bei der Berndorf 

Band Group. „So können Prozesse durch 

einen raschen und einfachen Wechsel der 

Module an die jeweiligen Produktanforderungen 

angepasst werden. Kombinierbar 

sind Rollenmodule, Stangenteppichmodule, 

Gleitmodule und Kalandermodule.“ 

Hohe Temperaturen in den 

Rollenmodulen 

Die Doppelbandpresse besteht aus einem 

Ober- und Unterband. Das Ausgangsmaterial 

– zumeist Kunststoff in granularer 

Form – wird zwischen den Bändern aufgebracht 

und durchläuft anschließend die verschiedenen 

Module. Im Rollenmodul der 

Anlage werden die Werkstücke zwischen 

einer oberen und unteren Reihe von jeweils 

acht Rollen gepresst. Während die unteren 

Rollen stationär angebracht sind, können 

die oberen Rollen mittels Hydraulikzylindern 

auf- und abgefahren werden. So lässt 

sich der Abstand zwischen den Bändern 

einstellen, der wiederum von der gewünschten 

Dicke des Endproduktes abhängig 

ist. Das Rollenmodul ist in einem 

separaten Gehäuse untergebracht, das mittels 

Heißluft auf bis zu 400 °C aufgeheizt 

wird. Die hohen Temperaturen in Kombination 

mit dem Druck der Rollen ermöglichen 

die Verarbeitung der Ausgangsmaterialien 

zu meist plattenähnlichen Endprodukten 

wie z. B. Vinylböden (LVT), glas- oder car- 

Moderne Gehäuselager – 

Alternative zu Stehlagern? 

Ob die Gehäuselager von Findling eine 

Alternative für Stehlager sind, wollten 

wir von Geschäftsführer Klaus Findling 

wissen. Das Video finden Sie unter: 

http://bit.ly/2AiJtm2 


TITEL I WÄLZ- UND GLEITLAGER 

01 Die modulare Doppelbandpresse 

ermöglicht dem Anwender eine flexible 

und kostensparende Produktion 

02 Das Ausgangsmaterial wird zwischen 

den Bändern aufgebracht und durchläuft 

anschließend die verschiedenen Module 

bonfaserverstärkten Thermoplasten, Organoblechen 

oder auch thermoplastischen Prepegs 

und Laminaten. 

Gesucht und gefunden 

„Das Funktionsprinzip des Rollenmoduls 

gewährleistet optimale Resultate – für die 

verbauten Komponenten sind Druck und 

Hitze jedoch eine Herausforderung“, erzählt 

Willimayer. So auch für die Wälzlager, die 

für die beidseitigen Lagerungen jeder einzelnen 

Rolle benötigt werden. „In der Entwicklungsphase 

der Anlage begaben wir 

uns auf die Suche nach geeigneten Hochtemperaturlagern“, 

erinnert sich Willimayer. 

„Wir mussten jedoch feststellen, dass es auf 

03 Die Gehäuselagereinheiten 

der 

Ceraball-Serie sind mit 

einem Edelstahlgehäuse 

und Kugeln 

aus Siliziumnitrid- 

Keramik ausgerüstet 

04 Im Rollenmodul der Anlage kommen 

FYH-Hybridgehäuselager in einer Keramik/ 

Edelstahl-Kombination zum Einsatz 

dem Markt kaum Lösungen gab, die unsere 

Anforderungen erfüllen konnten.“ Schließlich 

stieß der Ingenieur auf die Hochtemperaturlager 

des japanischen Premium-Herstellers 

FYH, die die Karlsruher Findling 

Wälzlager GmbH in ihrem Sortiment führt. 

„Konkret handelt es sich hier um Gehäuselagereinheiten 

der Ceraball-Serie mit einem 

Edelstahlgehäuse und Kugeln aus Siliziumnitrid-Keramik“, 

erklärt Klaus Findling, 

Geschäftsführer der Findling Wälzlager 

GmbH. „Dank der innovativen Werkstoffe 

und der speziellen Konstruktion sind diese 

Lösungen bei Temperaturen von bis zu 

450 Grad Celsius einsetzbar.“ Die besonders 

leichten und harten Siliziumnitridkugeln 

dehnen sich bei Wärme nur geringfügig 

aus. Die ultraglatte Oberfläche und eine 

chemische Inertheit verhindern die sogenannte 

Kaltverschweißung im Betrieb und 

vermindern die Roll- und Gleitreibung, was 

sich auch positiv auf die Betriebstemperaturen 

auswirkt. Da klassische Schmierstoffe 

und Käfige bei diesen Temperaturen 

nicht eingesetzt werden, verfügen die 

Hybridlager in der Ausführung Y2 

über einen kronenförmigen Käfig 

aus Graphit, der gleichzeitig 

die Schmierung gewährleistet. 

Aufeinander abgestimmt 

„FYH hat die erste Ceraball-Serie bereits 

vor rund 30 Jahren auf den Markt gebracht 

und stetig weiterentwickelt“, so Findling. 

Die Gehäuse sind aus Edelstahl gefertigt – 

aber in diesem Fall nicht, um einer möglichen 

Korrosion vorzubeugen. Edelstahl hat 

die positive Eigenschaft, auch bei sehr 

hohen und variierenden Temperaturen 

maßstabil zu bleiben und so eine hohe 

Präzision zu gewährleisten. Gehäuse und 

Lagereinsatz müssen gut zusammenspielen, 

damit der Fluchtungsfehlerausgleich 

sichergestellt werden kann. Dies wiederum 

schont das Wälzlager und verhindert zusätzliche 

Kräfte durch Verspannungen. Wie 

extrem robust die Lösungen sind, zeigt ein 

weiteres Anwendungsbeispiel mit Lagern, 

die in einem Schmelzofen verbaut wurden: 

Während Standard-Gehäuselager jeden 

Tag mit einem Hochtemperatur-Fett nachgeschmiert 

und alle sechs Monate komplett 

ausgetauscht werden mussten, waren die 

Ceraball-Gehäuselagereinheiten über ganze 

sechs Jahre ohne eine einzige Nachschmierung 

im Einsatz. 

Die Sechs-Jahres-Marke haben die 

FYH-Hochtemperaturlager bei Berndorf 

noch nicht erreicht – die Doppelbandpressen 

sind erst seit rund zwei Jahren auf 

dem Markt. „Bis dato bewähren sich die 

FYH Lager sehr gut“, betont Gerhard 

Willimayer. „Bislang sind keinerlei Probleme 

aufgetreten – weder im Einsatz bei 

unseren Kunden, noch bei unserer eigenen 

Testanlage vor Ort.“ Anhand der Testanlage, 

die im Hauptsitz des Unternehmens 

im niederösterreichischen Berndorf 

steht, können sich interessierte Kunden 

ein Bild von der durchdachten Funktionsweise 

der Maschinen machen – inklusive 

der robusten FYH-Gehäuselager einheiten, 

die auch bei extrem hohen Temperaturen 

und Druckbelastungen zuverlässig ihre 

Aufgabe erledigen. 

Fotos: Findling Wälzlager 

www.findling.com 

antriebstechnik 9/2018 15


Karussellfahrt für 

Medikamente 

Kunststoff-Lager spielen Vorteile in 

automatisiertem Blisterzentrum aus 

Mit über 7 500 weltweit installierten Anlagen sind die Rowa-Systeme von Becton 

Dickinson im Medikamentenhandling führend. Neben der automatisierten Lagerung von 

Medikamenten und digitalen Systemen für den Verkaufsraum von Apotheken, bietet 

BD Rowa seit Kurzem eine Lösung die aus bis zu 700 Medikamenten individuelle 

Kombinationen für Patienten zusammenstellt und verblistert. Lagertechnik von Igus 

übernimmt dabei eine Führungsposition. 

M 

ehrere hundert Patienten, die im 

Durchschnitt sieben Tage im Krankenhaus 

bleiben, sind rund um die Uhr 

zuverlässig und fehlerfrei mit den benötigten 

Medikamenten zu versorgen. Diese Aufgabenstellung 

muss jede Krankenhausapotheke 

bewältigen. Damit steht sie vor 

einer Herausforderung, mit hohem Aufwand 

an Organisation, Verwaltung, Personal 

und Prüftechnik. Aber auch niederge- 

Stefan Niermann ist Leiter des Geschäftsbereichs 

Drylin Linear- und Antriebstechnik bei der 

Igus GmbH in Köln 

lassene Apotheken sehen sich der Herausforderung 

gegenüber, Pflegeeinrichtungen 

und ältere Menschen mit einer Vielzahl von 

Medikamenten nach immer individueller 

zusammengestellten Medikationsplänen 

zu versorgen. Dieser Aufwand kann künftig 

vereinfacht und gleichzeitig sicherer gestaltet 

werden – mit dem Rowa-Dose-System, 

einer Entwicklung der Becton Dickinson 

Rowa Germany GmbH. 

Aufgabe: Automatisches 

Verblistern 

Das System ist in der Lage, ein breites Spektrum 

unterschiedlicher Medikamente aus 

bis zu 700 Kanistern vollautomatisch die 

jeweils gewünschte Kombination zusammenzustellen 

und in einem Blisterbeutel zu 

verpacken. Ein Bedrucken des Beutels mit 

Daten wie Patientennamen, Inhalt, Einnahmezeitpunkt 

etc. gehört auch zum Arbeitsumfang, 

den „Rowa Dose“ auf kompaktem 

Raum erledigt. 

An den Längsseiten der Anlage sind Kanister 

angeordnet, aus denen die Medikamente 

jeweils einzeln dispensiert werden. 

Im Innern verfahren Fallrohre, an deren 

unterem Ende Sammeltrichter angebracht 

sind, auf einem karussellartigen Umlaufsystem. 

In den Trichtern sammeln sich die 

patientenbezogenen Medikamentenrationen, 

die im zweiten Produktionsschritt geblistert 

werden. 



01 Das Rowa-Dose-System ermöglicht das automatisierte Verblistern von Medikamenten 

Gesucht: Schnelles 

Umlaufsystem 

Voraussetzung für die zügige und 

fehlerfreie Bereitstellung der Medikamente 

an der Blistereinheit 

ist ein schnelles Umlaufsystem, 

das sich außerdem durch eine 

hohe Verfügbarkeit auszeichnen 

muss. Eine möglichst hohe Lebensdauer 

im 24/7-Betrieb stand 

deshalb im Anforderungskatalog 

der Rowa-Konstrukteure, ebenso 

geringer Abrieb – schließlich fördern 

die Fallrohre unverpackte 

Medikamente. 

Aus demselben Grund wurde 

eine komplett schmiermittelfreie 

Linear- und Kurvenführung gesucht. 

Weitere wichtige Aspekte 

bei der Auswahl waren die Fähigkeit, 

enge Kurvenradien zu fahren 

und eine möglichst geringe 

Reibung, die nicht nur Antriebsenergie 

spart, sondern auch Vibrationen 

minimiert und das Geräuschniveau 

niedrig hält. 

Gefunden: Profilführung 

in Sondergröße 

Die Lösung fand sich – nicht 

zum ersten Mal bei der Entwicklung 

von Rowa-Systemen – 

im Igus-Konstruktionsbaukasten 

der Lager- und Antriebstechnik. 

Als Horizontalführung der 

Fallrohre kommen Drylin-W- 

Profilführungen aus hartanodisiertem 

Aluminium zum Einsatz, 

allerdings in einer extra 

breiten bzw. hohen Ausführung, 

die höhere Kippkräfte aufnehmen 

kann und eine jederzeit 

stabile Führung des Fallrohrs gewährleistet. 

Diese Variante hat 

Igus inzwischen ins Standardprogramm 

übernommen. 

Expertise – Passion – Automation 

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der Robotik oder dem Waferhandling: 

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02 Kaum zu übersehen: Die Drylin-Steilgewindespindel führt den Greifer des Rowa Vmax 

Kommissionierautomaten in die Regale 

03 Blick in die Kurve des Umlaufsystems. 

Bei der Führung handelt es sich 

um ein kundenspezifisches Frästeil 

04 In jedem Rowa-Dose-System ist eine dreistellige 

Anzahl dieser Führungselemente verbaut – mit jeweils 

zwei wartungsfreien Drylin-W-Linearlagern 

05 Drylin-W-Profilführungen 

übernehmen die horizontale 

Führung der Fallrohre 

Eine echte Sonderlösung 

kommt an den Schmalseiten 

des Umlaufsystems zum Einsatz. 

Hier müssen 180°-Kurven mit einem Radius 

von nur 80 mm realisiert werden. Das 

geht nur mit kundenspezifischen Frästeilen, 

die Igus für diese Anwendung fertigt. 

Die enge Kurvenfahrt erfordert zudem spezifische 

Kunststoff-Gleiter, die die Einfahrt 

in die enge Kurve auch bei hohen Geschwindigkeiten 

meistern. 

Die individuelle Konstruktion bot zugleich 

die Möglichkeit, eine weitere Sonderfunktion 

zu realisieren: An den Schmalseiten 

lassen sich die Führungen öffnen, 

um einzelne Lager auszutauschen. Das 

setzt eine Fertigung mit hoher Präzision 

voraus, weil die Gleitlager diesen Ausschnitt 

jedes Mal überfahren – und das mit 

hoher Frequenz, denn in jedem Rowa- 

Dose-System sind mehrere hundert Führungselemente 

vom Typ Drylin W 10 mit 

Gleitfolien aus dem Hochleistungspolymer 

Iglidur J mit inkorporiertem Schmierstoff 

verbaut. Diese Materialpaarung sorgt für 

wartungs- und verschleißfreien Betrieb des 

Umlaufsystems über eine lange Laufzeit 

hinweg. Das bestätigen die bisherigen Tests 

von Rowa mit den ersten Prototypen des 

Umlaufsystems. 

Gute Erfahrungen 

Den Konstrukteuren von Becton Dickinson 

ist der Igus-Baukasten gut vertraut. Bekannt 

wurde die Marke Rowa 1996 mit einem 

automatischen Kommissioniersystem für 

Apotheken. Heute sind Rowa-Systeme in 

mehr als 40 Ländern weltweit im Einsatz. 

Herzstück der Rowa Vmax Anlagen ist 

der patentierte „Picking Head“: Ein Greifersystem, 

das zwischen den beiden Lagerzeilen 

verfährt und in beide Zeilen hineinfahren 

kann. Das geschieht mit beeindruckender 

Geschwindigkeit. Für die präzise 

Linearbewegung ins Regal hinein sorgt ein 

Drylin-Steilgewinde von Igus mit Kunststoffmutter. 

Das Verhältnis von Durchmesser 

(14 mm) und Steigung (25) schafft die 

Basis für sehr schnelle Pick-Vorgänge von 

Medikamenten. Die Geometrie ermöglicht 

– im Vergleich zu konventionellen 

Spindelsystemen – sowohl einen deutlich 

höheren Wirkungsgrad (Faktor 4 bis 5) als 

auch eine doppelte bis dreifache Lebensdauer. 

Als Igus diese Eigenentwicklung vor 

vier Jahren erstmals vorstellte, war BD 

Rowa das erste Unternehmen, das die 

Innovation einsetzte. 

Für die Rowa-Vmax-Systeme liefert Igus 

die Steilgewindetriebe als einbaufertiges 

System mit Kunststoffmutter und Kugellagerung 

– jeder einzelne Antrieb „tried and 

tested“ im Werk. Das muss auch deshalb 

sein, weil BD Rowa sehr hohe Anforderungen 

an die Präzision und Positioniergenauigkeit 

der Antriebskomponenten stellt. 

Aus Sicht von Igus ist BD Rowa ein anspruchsvoller 

Kunde, der gerade wegen 

seiner hohen Anforderungen in der Lage 

ist, seine Zulieferer zu besonderen Leistungen 

anzuspornen. Die kundenspezifischen 

Entwicklungen der Linearführungen zeigen 

das und auch die Energieketten, die in den 

Rowa-Kommissionierautomaten zum Einsatz 

kommen. Sie werden ebenfalls stark 

gefordert mit kurz getakteten Arbeitsspielen 

und sehr engen beidseitigen Biegeradien. 

Hier verlässt sich Rowa auf vorkonfektionierte, 

einbaufertige Systeme von Igus, die 

das Unternehmen mit Chainflex-Leitungen, 

die speziell für den Einsatz in Energieketten 

entwickelt worden sind, als „readychains“ 

in Köln fertigt. Fertig konfektioniert sind sie 

sofort einsatzbereit und der Kunde kann 

stets auf geprüfte Sicherheit und Systeme 

aus einer Hand vertrauen. 

Fotos: 01: Becton Dickinson Rowa GmbH; sonst.: Igus 

www.igus.de 



Spezialbefettung von Wälzlagern 

Findling Wälzlager hat in zwei Dosieranlagen zur Wälzlagerbefettung und in eine Spezialreinigungsanlage 

investiert. Die Reinigungsanlage gewährleistet ölfreie Wälzlager-Oberflächen mit 

einer nach VDA geforderten Oberflächenspannung von 40 mN/m, sodass sich auch hochwertige 

PTFE-Fette prozesssicher verarbeiten lassen. Weil bei Findling Rillenkugel-, Kegelrollen-, Pendelrollen- 

und Nadellager befettet werden müssen, setzt man auf zwei Systeme, die schnelle 

Fettwechsel und geringe Toleranzbereiche gewährleisten. Die kleinsten Lager werden mit 

Fettmengen von 0,05 g befettet, während nach oben nahezu keine Grenzen gesetzt sind. Fettfüllmengen 

von 80 % des freien Raumes lassen sich somit realisieren. Bei Lagern mit Spezialfetten wie 

PTFE scheidet eine ölbasierte Konservierung aus. Deshalb werden sie in Beutel oder Rollen 

verpackt, die eine Schutzgas-Atmosphäre erzeugen. Die Sonderbefettung von Lagern durch 

Findling ist für Kunden interessant, die komplexe Aufgaben in der eigenen Produktion nicht 

abbilden können oder wollen. Zudem lässt sich die Vorlaufzeit für Bemusterungen mit Sonderfetten 

reduzieren, indem Standardware aus dem Lagerbestand umgefettet wird. 

www.findling.com 

Anzeigen2018_146x202+3mm-DerKonstrukteur,antriebstechnik_180413_Layout 1 13.08.18 13:19 Seite 3 

Hygienische, leichtläufige 

Stehlager 

Ein kugelgelagertes Stehlager, 

das die Hygiene-Anforderungen 

der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie 

erfüllt, ist Xiros 

von Igus. Es besteht aus dem 

FDA-konformen Hochleistungskunststoff 

Xirodur B180. Damit 

WELLE-NABE-VERBINDUNGEN 

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6,5 - 4225000 Nm 

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ist es leichter als metallische 

Lösungen. Die Lager sorgen an 

Rollen- oder Transportförderern 

auch bei schweren Belastungen 

dafür, dass sich die Wellen 

leichtgängig drehen. Der Einsatz 

von Schmiermitteln bei der 

Wartung kostet Zeit und erfüllt 

nicht die hygienischen Anforderungen. 

Die Kunststoff-Stehlager 

sind eine schmiermittelfreie 

Lösung mit FDA-konformen 

Komponenten. Durch den 

Werkstoff und die verbauten 

Edelstahlkugeln ist es sehr 

leichtläufig und korrosionsbeständig. 

Dank gleicher 

Abmessungen der Lochabstände 

können bestehende metallische 

Lager leicht umgerüstet werden. 

Die Stehlager eignen sich für 

Umgebungen bis + 80 °C. 

www.igus.de 

www.ringspann.de 

Ihr Nutzen ist unser Antrieb


Überall, wo sich etwas bewegt 

KBT Knapp Wälzlagertechnik entwickelt Sonderlösungen 

für konkrete Anwendungsbereiche 

Seit 60 Jahren entwickelt und 

fertigt KBT Knapp Wälzlagertechnik 

Lager- und Lineartechnikprodukte 

für konkrete Anwendungsbereiche, 

unter anderem für Werkzeugmaschinen, 

Montage- und 

Handhabungstechnik, Windkraftanlagen 

sowie Hebe- und 

Fördertechnik. Unter der 

Eigenmarke KBT, Knapp Bearing 

Technology, erwirtschaftet das 

Unternehmen einen Großteil des 

Jahresumsatzes. 

Kerstin Bohn ist in der Geschäftsleitung der 

KBT Knapp Wälzlagertechnik GmbH in 

Waiblingen tätig 

Nicht nur Sonderlösungen für diverse 

Anwendungsbereiche, auch das Standardprogramm 

wird von KBT Knapp Wälzlagertechnik 

bedient. Zum Beispiel Wälzlager, 

die sowohl in den Abmessungen wie 

den Belastbarkeiten genormt sind. Ihre Bezeichnungen 

sind nach einem ISO-zertifizierten 

Prinzip aufgebaut und in Online- 

Katalogen hinterlegt. Allein für gängige 

Wälzlagerserien gibt es 30 unterschiedliche 

Kategorien. Über mehr als 14 000 lagerhaltige 

Wälzlager und Linearkomponenten 

bietet der Hersteller im Online-Angebot, 

darunter u. a. Nadellager, Kugel- und 

Rollenlager, Gehäuselager, Gleitlager und 

Wellendichtringe. Die Funktionen von 

Nadellager, Rillenkugellager und Miniaturwälzlager 

werden im Folgenden skizziert. 

Nadellager sind Wälzlager mit Nadelrollen 

als Wälzkörper. Sie bestehen i. d. R. aus 

zwei zylindrischen Ringen sowie einem Nadelkranz 

mit Käfig. Auf engen Bauräumen 

können damit hohe Leistungen übertragen 

werden. Nadellager werden überwiegend 

als Loslager mit einer festen Passung versehen, 

damit die dünnwandigen Ringe gut 

unterstützt werden. Außenring, Nadelkranz 

und Innenring werden getrennt voneinander 

montiert, was den Montageaufwand 

insgesamt reduziert. Der Nadelkranz kann 

auch auf einer gehärteten und geschliffenen 

Welle laufen. Kombinierte Nadellager 

bestehen aus einem Radial-Nadellager und 

einem Schräg- oder Axiallager, sodass auch 

axiale Belastungen aufgenommen werden 

können. Der dabei benötigte Einbauraum 

ist minimal. 

Ein geräuscharmer Lauf und geringer 

Energieverbrauch werden bei Elektromotoren 

heute als selbstverständlich vorausgesetzt. 

Um diese Anforderungen zu erfüllen, 

müssen optimale Wälz- und Kugellager sowie 

Einbauverhältnisse gegeben sein. Dies 

stellt hohe Anforderungen an die Präzision, 

innere Geometrie, die Dichtungssysteme 

und die Befettung der Kugellager. 

In Elektromotoren werden häufig geräuschminimierte, 

einreihige Rillenkugellager 

eingesetzt, die für hohe Dreh zahlen 

ausgelegt sind. Das richtige Betriebs spiel 

sowie die Vorspannung der Lagerung, wenn 

nötig, sind ausschlag gebend, um einen 

ruhigen Lauf der Motoren zu sicherzustellen. 

Entscheidende Kriterien für ihre 



Effi zienz und Laufleistung sind die axiale 

und radiale Laufgenauigkeit. Die im Motor 

wirkende Verlustleistung muss dabei so gering 

wie möglich gehalten werden. 

Miniaturwälzlager für höchste 

Präzision 

Hightech erfordert Maßarbeit. In Branchen 

mit hochpräzisen Bewegungsabläufen 

müssen Lagerlösungen entwickelt werden, 

die auf kleinstem Raum funktionieren, z. B. 

in der Messtechnik, der Elektrotechnik, dem 

Elektromotorenbau, der Mikroelektronik 

sowie der Medizintechnik. Die kleinen, aber 

wichtigen Details lassen sich hier oft nur mit 

der Lupe entdecken: Der innere Aufbau der 

Miniaturlager wie die Laufbahnen, die 

Wälzkörper, die Abdichtung, die Lagerluft 

sowie alle Materialien werden an die 

spezifische Einsatzanforderung angepasst. 

Unterschiedlichen Variationen der Wälzlager 

und Linearführungen sind fast unbegrenzt 

möglich. Es gibt sie hinsichtlich 

Abmessung, Material, Form, innerer Aufbau, 

Käfigausführung, Oberflächenschutz, 

Befettung, Abdichtung sowie Verpackung 

und Lieferung. Die Bandbreite ihrer Größe 

sowie der Toleranz reicht z. B. vom Nanobereich 

bis zu einem Durchmesser von 

mehr als zwei Metern. Die Gebrauchstemperaturen, 

die die Lager aushalten 

müssen, liegen zwischen – 40 bis + 150 °C, 

im Extrem fall auch bis zu + 280 °C, z. B. bei 

einem Ofenlager. 

Eigenes Prüf- und Messlabor 

02 KBT Nadellager 

Um die hohen Qualitätsansprüche an die 

Wälzlager und Lineareinheiten sicherzustellen, 

hat das Unternehmen in ein eigenes 

Prüf- und Messlabor investiert. Messsysteme 

von Keyence, einem der weltweit 

größten Hersteller von Industriesensorik 

und Automatisierungstechnik, 1974 in 

Osaka/Japan gegründet, überprüfen die 

Einhaltung der Qualitätsnormen. Alle Wälzlager 

sind zudem geräuschgeprüft, und alle 

Chargen werden bei Wareneingang stichprobenartig 

vermessen und geprüft. 

Die Entwicklung aller KBT- (Knapp 

Bearing Technology) Produkte findet nach 

internationalen DIN- und ISO-Qualitätsstandards 

statt, die kontinuierlich überprüft 

und kontrolliert werden, u. a. durch 

Materialtestreports, Produktions reports 

01 KBT Sonderlager 

und Erstmusterprüfberichten. Auch die 

Teile nach verfolgbarkeit nach den Qualitätsmanage 

ment Vorgaben der Automobilindustrie 

ist gegeben. 

Die Konstrukteure und Entwicklungsingenieure 

von KBT führen technische 

Bestimmungen für Produktveredelungskomponenten 

durch, liefern Lebensdauerberechnungen 

und machen Vorschläge für 

den möglichen Einbau der Lager und Lineareinheiten. 

Damit setzen sie gleich zeitig 

einen hohen Standard für die Fertigung. 

Fotos: KBT Knapp Wälzlagertechnik 

www.knapp-waelzlagertechnik.de 

MOTEK 2018, Halle 6, Stand 6222 – www.knapp-waelzlagertechnik.de – Besuchen Sie uns! 

GEBALLTE 

KOMPETENZ IN 

WÄLZLAGERFRAGEN 

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Leicht, verschleißfest und 

selbstschmierend 

Oiles hat seine Reihe leichter 

Composite-Gleitlager Fiberflon 

um das Modell Fiberflon GH 

erweitert. Die Lager der Reihe 

bestehen aus Phenolharz- 

Gewebematerial mit Spezialadditiven 

wie PTFE. Sie sind 

korrosionsfrei, chemikalienresistent 

und nichtleitend, 

haben niedrige Reibungskoeffizienten 

und eine geringe Quellneigung. Auch beim Einsatz in 

rauen Umgebungen, z. B. in kaltem und schmutzigem Wasser, 

zeigen sie gute Gleitleistungen und eine hohe Verschleißfestigkeit. 

Für das neue Modell wurde die Werkstoff-Komposition optimiert. 

Bei ihm liegt die Unterwasser-Quellrate bei 0,3 % und der Verschleiß 

im Dauertest bei 0,021 mm. Dazu weist es eine Druckfestigkeit 

von über 150 N/mm 2 auf. Das selbstschmierende Gleitlager 

kann für Low-Speed-Anwendungen mit dynamischen Lasten von 

bis zu 30 N/mm 2 und statischen Lasten bis 50 N/mm 2 eingesetzt 

werden. Es eignet sich auch zur Wasserschmierung und ist 

ausgelegt für Einsatztemperaturen von – 40 bis + 120 °C. 

www.oiles.de 

Einzelpunktschmierung für 

Förderbänder 

Um Ausfälle von Förderbandanlagen 

in Recyclingbetrieben 

durch Lager- oder Motorschäden 

zu vermeiden, eignen 

sich Schmiersysteme von 

Permatec. Der Hersteller bietet 

dafür viele Produkte für die 

automatische Einzelpunktschmierung 

an. Diese Systeme 

leisten eine auf die Schmierstelle abgestimmte Dosierung über 

einen einstellbaren Zeitraum. Somit kommt es zu keiner Mangel-, 

aber auch zu keiner Überschmierung und damit verbundenen 

Verunreinigungen. Nach Anforderung können unterschiedliche 

Schmierstoffe eingesetzt oder sogar das Schmiersystem in eine 

maschinenabhängige Steuerung eingebunden werden. Durch 

eine automatische Schmierung an Förderbändern, z. B. mit dem 

Perma Star Vario, werden die Wartungsintervalle und Schmierfristen 

verlängert, und auch die Lagerhaltung von Schmierstoffen 

reduziert sich, da die Schmiersysteme mit dem passenden 

Schmierstoff bestellt werden können. Die Montage der Schmiersysteme 

ist manuell und ohne Spezialwerkzeug möglich. 

www.perma-tec.com 

Wälzlagertechnik in Standard- und Premiumqualität 

Mit den Eigenmarken HKW und HKC liefert Hecht Kugellager Wälzlagertechnik entsprechend dem aktuellen 

Stand der Technik. Die Lager der Produktreihe HKW in Kugellagerstahl 100Cr6 sind für hohe Ansprüche an 

Material, Lebensdauer, geräuscharmen Lauf und besondere Laufruhe ausgelegt. Sie werden umfangreichen 

Prüfverfahren von der Bestimmung der Materialgüte mittels Spektralanalyse bis zur Prüfung von 

Laufbahnrundheit, Schmiegung und Rauheit unterzogen. Damit sind die Lager für den zuverlässigen 

und langlebigen Einsatz z. B. in Getrieben, Elektromotoren, Antrieben und Drehgebern 

geeignet. Die Produktklasse HKC bietet hingegen wirtschaftliche Wälzlagertechnik für Fördertechnik, 

Verpackungsindustrie und alle Standard-Qualitätsanforderungen der Industrie. 

www.hecht-hkw.de 

Kugellager und Rollenlager 

• von 30 mm bis 1600 mm 

Außendurchmesser und 

in verschiedenen Ausführungen 

Spindeleinheiten 

• Bohr-, Fräs- und Drehspindeln 

• Spindeln mit angeflanschtem 

bzw. integriertem Motor 

• Spindeln für spezielle Einsatzgebiete 

www.slf-fraureuth.de 

SLF.indd 1 09.08.2018 09:30:22 


Patrouille Suisse 

Hybridfette verbessern anspruchsvolle 

Lagerschmierung 

Der Schmierstoffhersteller 

Rhenus Lub verfolgt mit den 

Premium-EP-Fetten Rhenus 

XPN 15 und Rhenus XPC 2 

einen neuartigen Ansatz: 

Die neuen Hochleistungsschmierfette 

nutzen die 

besten Eigenschaften 

diverser Verdickertypen und 

kombinieren diese mit 

weiteren Bestandteilen in 

einer neuen Rezeptur. Damit 

sind die Fette auf Basis der 

Hybridtechnologie für den 

Einsatz in Holzpelletierungsanlagen, 

Baumaschinen und 

Bergbau-Geräten sowie allen 

hochbelasteten Lagern 

prädestiniert, die stoßartigen 

Belastungen und Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Leistungsgarant 

ist die neue Formulierung auf Grundlage der Rhenus Spezial- 

Hybrid-Verdickertechnologie. Im Vergleich zu gängigen Lithiumoder 

Calcium-verdickten Fetten profitieren Anwender dadurch 

u. a. von einem verbesserten Performancelevel. Zu den Vorteilen 

des Schmierfetts zählen sehr gute Lagerstandzeiten, eine 

reduzierte Nachschmiermenge, mehr Leistung und sinkende 

Instandhaltungskosten. Auf Basis teilsynthetischen Öls schützen 

die Fette zudem vor Korrosion, sind wasserbeständig und gut 

haftend. 

www.rhenuslub.de 

Das Original 

–aus der Schweiz 

Steilgewindespindeln 

Gleitspindeltriebe 

gerollte Präzision 

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Wälzlagerprobleme in der 

Betonrohrfertigung gelöst 

Bei einem britischen Hersteller von Betonrohren kam es alle 

zwei bis drei Monate zu Lagerausfällen im Schneidenträger einer 

Betonsäge, die jedes Mal zu achtstündigen Stillständen führten. 

Im Rahmen des Added-Value-Programms untersuchten Ingenieure 

von NSK die Anwendung und stellten fest, dass Betonstaub 

die vorzeitigen Lagerausfälle 

verursachte. Der Staub 

drang an den Dichtungen 

vorbei in das Lager ein und 

verunreinigte den Schmierstoff 

der gedeckelten Rillenkugellager. 

NSK empfahl 

eine Umstellung auf 

Molded-Oil-Lager mit 

DDU-Dichtungen. Diese 

Lager sind mit einem 

firmeneigenen, ölimprägnierten 

Material befüllt, das 

aus Schmieröl und einem ölverwandten Polyolefinharz besteht. 

Das Schmiermittel wird von diesem Material kontinuierlich 

abgegeben. Die Betonsäge wurde entsprechend umgerüstet, und 

in den folgenden zwölf Monaten kam es zu keinem Lagerausfall. 

Der Anwender sparte dadurch im ersten Jahr 38 400 EUR an 

Service- und Stillstandkosten. 

www.nskeurope.de 

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Eichenberger Gewinde AG 

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wir bewegen. weltweit 

Ein Unternehmen der Festo Gruppe

Bei Salz, Wind und Wetter 

Faulhaber-Antriebe als treibende Kraft der Rotationsoptik in Leuchttürmen 

Leuchttürme wirken oft alt und ehrwürdig. In ihrem Inneren verbirgt sich allerdings 

robuste Technik. Wer an Frankreichs Küsten einen Blick in die Lampenhäuser der 

zahlreichen Leuchttürme wirft, hat deshalb gute Chancen, Faulhaber-Antriebe als 

treibende Kraft der Rotationsoptik zu sehen. 

Nirgends auf der Welt gibt es so viele imposante 

Leuchttürme wie an den Küsten 

Frankreichs. Die beeindruckenden Bauwerke 

sind dabei nicht unbedingt nur der Tatsache 

geschuldet, dass die Küsten abschnitte gefährlich 

sind. Vielmehr sind die Größe und 

die reichen Verzierungen auch Zeichen für 

den Nationalstolz des Landes. Für die Sicherheit 

der Schifffahrt sind sie zudem mit 

ihren Leuchtfeuern unverzichtbar. Moderne 

digitale Navigationshilfen schmälern zwar 

heute ihre Bedeutung, können aber die visuellen 

Schifffahrtszeichen nicht vollständig 

ersetzen. Insbesondere beim Ausfall des 

GPS, der Elektronik oder der Stromversorgung 

sind Leuchttürme deshalb eine überlebenswichtige 

Backup-Einrichtung. 

Das Blinken weist den Weg 

Die Leuchtturm-Dichte ist in Frankreich vor 

allem an der Ärmelkanalküste aufgrund der 

Gezeitenunterschiede des Wasserstands besonders 

hoch. Hier stehen rd. 120 Leuchttürme, 

die von der staatlichen Behörde Cerema 

betrieben, kontrolliert und instandgehalten 

Dipl.-Ing. (BA) Andreas Seegen ist Leiter 

Marketing bei Faulhaber in Schönaich und 

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

Redaktionsbüro Stutensee 

werden. In den meisten von ihnen drehen 

sich noch die Optiken des französischen 

Uhrmachers Henry Lepaute (1800 bis 1885), 

deren Funktionsweise auf der Grundlagenforschung 

des Franzosen Jean Augustine 

Fresnel basiert. Die Linsen sind aus 20 konzentrischen 

Kreisen aufgebaut mit einer 

Brennweite bis 700 mm. Sie brechen und 

bündeln das in alle Richtungen ausstrahlende 

Lampenlicht in eine horizontale Ebene und 

machen es damit weit sichtbar. 

Das typische Blinken der Leuchttürme 

lässt sich mit drei technischen Verfahren 

erreichen: Durch eine kontinuierliche Lichtführung 

mit blinkendem Leuchtmittel, einer 

kontinuierlichen Leuchtquelle mit starr angeordneten 

Linsen und umlaufender Blende 

sowie der Kombination aus Dauerlicht und 

umlaufendem Linsensystem. Letzteres ist 

die am häufigsten anzutreffende Variante. 

Hier setzt Cerema inzwischen auf LED-Technik 

und erschließt sich damit die Vorteile 

einer langlebigen und robusten Beleuchtung. 

Die Verfügbarkeit liegt nach Angaben 

von Cerema bei rd. 99 %. „Diese Betriebssicherheit 

wollen wir auch beim Antrieb für 

die Rotationsoptik erreichen“, betont Laurent 

Bernicot aus dem Bereich Navigations- und 

Positionssysteme bei Cerema. „Zuverlässigkeit 

war deshalb ein wichtiges Kriterium bei 

der Antriebsauswahl und brachte uns schlussendlich 

zu Faulhaber-Antrieben.“ 

DC-Kleinstmotoren der Serien 2342 und 

3257 sowie bürstenlose DC-Servomotoren 

der Serie 3268 – jeweils kombiniert mit abgestimmten 

Planetengetrieben – sind die treibende 

Kraft der verschiedenen Rotationsoptiken. 

Neben der generellen Funktionalität 

der Antriebe überzeugte in der Testphase 

vor allem das Verhalten gegenüber salzhaltiger 

Luft. „Wir haben Türme an Land und im 

Meer. Die Antriebe müssen auch dort sicher 

laufen und das nicht nur in Frankreich selbst, 

sondern auch in Französisch-Guayana oder 

den Überseeinseln Saint-Pierre und Miquelon 

vor der Küste Neufundlands.“ 

Doppelantrieb für Sicherheit 

Der hohe Anspruch an die Betriebssicherheit 

schlägt sich auch konstruktiv nieder. Jede 

Antriebseinheit besteht aus zwei Motoren, 

ein Aufbau, der sich auch in deutschen 

Leuchttürmen wiederfindet. „Zwei Motoren 

sind dabei mit einem Getriebe verbunden 

und laufen abwechselnd“, erklärt Dirk 

Berger, Pressesprecher des Wasserstraßenund 

Schifffahrtsamt in Stralsund. Der wechselseitige 

Betrieb harmonisiert die Betriebsstunden 

und sichert die Verfügbarkeit, da 

längerer Stillstand regelmäßig Anlaufschwierigkeiten 

zur Folge hätte. Sollte ein 

Motor ausfallen, schaltet die Anlage im 

Leuchtturm automatisch auf den zweiten 



01 Welcher der drei 

Motortypen zum 

Einsatz kommt, 

hängt von der Größe 

der Optik ab 

Motor um und meldet diese Störung an die 

Leitstelle. „Gerade die großen Leuchttürme 

werden bei uns fernüberwacht“, berichtet 

Berger. Hierbei sind zwei Eskalationsstufen 

in die Steuerung integriert: Vorwarnung bei 

sich androhenden Störungen und der Ausfall. 

Überwacht wird der Betrieb mit einem 

Sensor, der die Zeit pro Umdrehung misst. 

Berger: „Die Leuchtfeuer müssen sich mit 

exakt der Geschwindigkeit drehen, die ihrer 

Kennung entspricht.“ 

Hinter der Kennung steckt eine besondere 

Art der Blinkfolge, die in den Seekarten verzeichnet 

ist und vor allem nachts beim 

Navigieren die eindeutige Zuordnung eines 

Leuchtturms ermöglicht. „Unser Ziel ist 

deshalb eine konstante Rotationsgeschwindigkeit“, 

erklärt Bergers französischer 

Kollege Laurent Bernicot aus Plouzane in 

der Bretagne. „Deshalb müssen wir die 

Motoren präzise regeln.“ 

Die Steuerung in den französischen 

Leuchttürmen ist eine Entwicklung des 

Cerema-Fachbereichs EMF. Die Abkürzung 

steht für eau, mer, fleuves, also Wasser, 

Meer, Flüsse. Die Steuerung im Lampenhaus 

gibt vor, wie häufig und in welchem 

Takt das Licht pro Zeiteinheit zu sehen ist. 

Wie in Deutschland auch, misst ein Sensor 

die Rotations geschwindigkeit der Optik und 

überträgt die Informationen an die Steuerung. 

Nach der Berechnung stellt der Regler 

die Motordrehzahl über den analogen Sollwert 

direkt auf die Motorstromversorgung 

ein. Die Werte werden kontinuierlich kontrolliert. 

Wird ein Problem erkannt, speichert 

das System des EMF-Fach bereichs den Fehler 

und schaltet auf den zweiten Motor um. 

02 Sollte ein Motor ausfallen, schaltet die Anlage im Leuchtturm automatisch auf den zweiten 

Motor um und meldet die Störung an die Leitstelle 

Optik bestimmt Motorauswahl 

Welcher der drei Motortypen zum Einsatz 

kommt, hängt von der Größe der Optik ab. 

Der DC-Kleinstmotor der Serie 2342 ist für 

kleine Optiken zugeschnitten, die nur eine 

geringe Motorleistung erfordern. Er liefert 

bei 23 mm Durchmesser und 42 mm Länge 

ein Dauerdrehmoment von 19 mNm. Bei 

mittelgroßen Optiken wird die rotierende 

Blende der Serie 3257 in Bewegung gebracht, 

dessen Dauerdrehmoment bei 73,1 mNm 

liegt. Mit 32 mm Durchmesser und 57 mm 

Länge ist auch dieser Motor kompakt. 

Für den Einsatz in leistungsstarken Anlagen 

mit hoher Leuchtintensität und schwerer 

Konstruktion sind die bürstenlosen vierpoligen 

Servomotoren der Serie 3268 eingesetzt. 

Wenn Bernicot von „schweren Anlagen“ 

spricht, dann steckt dahinter eine Scheinwerferoptik, 

deren Masse zwischen 200 kg 

und 1 t liegt. Wichtig ist deshalb bei der Auslegung 

abseits des Normal betriebs, dass die 

Motoren kräftige Spitzenmomente liefern, 

um die hohen Anfahrdrehmomente zwischen 

5 und 8 Nm sicher zu beherrschen. 

„Auch das war ein Grund für die Auswahl der 

Faulhaber-Motoren“, erklärt Bernicot. Käme 

es zum Stillstand, weil die Leuchttürme nur 

in der Nacht in Betrieb seien, dann ließe sich 

beim Anhalten des Scheinwerfers die Optik 

über einen in der Rotationsmaschine integrierten 

Freilauf vom Motor entkoppeln. 

Vom Turmuhrantrieb zum 

präzisen Elektromotor 

Vor gut einhundert Jahren wurden die Optiken 

auf Leuchttürmen noch von einem 

Turmuhrantrieb gedreht. „In den 1930er Jahren 

kamen die ersten Elektroantriebe“, berichtet 

Berger. Eine weitere Modernisierungswelle 

startete in den 1980er Jahren. 

Diese Technik ist teilweise noch heute in Betrieb, 

wird aber sukzessive auf die neuen Antriebslösungen 

umgerüstet. Da die Rahmenbedingungen 

bei Leuchttürmen wegen der 

Ansprüche an die Verfügbarkeit mit langen 

Wartungsintervallen anspruchsvoll sind, 

ist es wichtig, eine enge Projektpartnerschaft 

zu pflegen. Cerema und die französische 

Faulhaber-Niederlassung arbeiten deshalb 

seit 2011 eng zusammen. 

Fotos: Aufmacher: stock.adobe.com (Ivan Dragiev); 

01 – 03: Faulhaber 

www.faulhaber.com


Schneller – robuster – präziser 

Pkw-Hersteller optimiert Karosserie-Handling mit Hubsystem von Leantechnik 

Den Transport von Rohkarosserien in Fertigungslinien der Automobilindustrie übernehmen 

in der Regel Elektrohängebahnen (EHB). Für die Trennung der Karossen von der Traverse am 

Ende der Produktionsstraße setzt ein namhafter Hersteller seit Kurzem ein Hubsystem von 

Leantechnik ein. Die Anlage läuft seitdem effizienter. Lesen Sie mehr. 

Sven Schürmann ist Leiter Marketing bei der 

Leantechnik AG in Oberhausen 

Elektrohängebahnen haben sich seit Jahrzehnten 

als Transportmittel in der Intralogistik 

bewährt. Mit den flurfreien Fördersystemen 

lassen sich problemlos große 

Distanzen überbrücken und hohe Durchsätze 

erzielen. In der Industrie sind die Anlagen 

in den verschiedensten Bereichen zu 

finden, wo sie Paletten, Gitterboxen oder 

andere Ladungsträger befördern. EHBs übernehmen 

z. B. Transportaufgaben in den Bereichen 

Montage, Verzweigen, Ein- und Ausschleusen, 

Sortieren, Stapeln oder Puffern. 

Die Bahnen bestehen aus einzeln angetriebenen 

Fahrzeugen mit jeweils einem Motorfahrwerk 

und einem Laufwerk, die über eine 

Traverse miteinander verbunden sind. 

Pkw-Hersteller suchte neues 

Handlingsystem 

Bei einem bekannten Pkw-Hersteller wurden 

die Rohkarosserien am Ende der Fertigungsstraße 

(Finish-Line) bisher aufwändig 

von der Traverse getrennt. Für diese Aufgabe 

kam lange Zeit ein Roboter zum Einsatz, 

der mit einem Kamerasystem ausgestattet 

war. Während ein Luftzylinder (700 

bis 800 mm Hub) die Traverse abstützte, 

musste der Roboter zunächst die Lage der 

Traverse über die Kameras erfassen und 

konnte erst dann die Verbindung zwischen 

ihr und der Karosserie lösen. „Das Kamerasystem 

ist ziemlich teuer und der komplette 

Vorgang kostet viel Zeit“, beschreibt Lean- 

technik-Konstrukteur Lukas Piofczyk die 

Ausgangssituation. „Die Konstruktion wackelt 

außerdem während des Trennprozesses stark 

und ist nicht sehr stabil.“ Der Pkw-Hersteller 

suchte deshalb schon seit Längerem nach 

einer Alternative für dieses teure und zeitraubende 

Verfahren. 

Leantechnik lieferte dem Unternehmen 

zu diesem Zeitpunkt schon seit einigen 

Jahren Hubsäulen, die Motorhauben und 

Türen in Gitterboxen aufstapeln und so für 

die Weiterverarbeitung durch Roboter bereitstellen. 

Da der Pkw-Hersteller mit der 

Leistung der Säulen zufrieden war, beauftragte 

er die Oberhausener damit, auch für 

die Trennung der Karossen von der Traverse 

eine effiziente Lösung zu finden. Piofczyk 

und seine Kollegen setzten sich mit dem 

Kunden zusammen und legten die erforderlichen 

Parameter fest. Von Anfang an 


SKF Multilog Onlinesystem IMx-8 

war klar: Die neue Anlage 

sollte schneller, robuster 

und präziser als die alte 

sein. Gefragt war darüber 

hinaus ein System, das 

sich nahtlos in die Fertigungsstraße 

einfügt und 

keine großen Montagearbeiten 

am Einsatzort 

erfordert. 

Die Wahl fiel auf 

eine Anlage vom 

Typ leantranspo. Unter 

diesem Markennamen 

fertigt der Hersteller komplette Positionier- 

und Handlingeinheiten mit Stahlbau, 

Anbauteilen und Motoren, die sofort in Betrieb 

genommen werden können. 

Grundlage sind präzise 

Zahnstangengetriebe 

01 Die Handlingsysteme werden in der Automobilindustrie u. a. für den 

Transport von Karosserien auf der Fertigungsstraße eingesetzt 

02 Hubsäulen sind ein Bestandteil der Aushebevorrichtung, 

mit der die Karossen von der Traverse der 

Elektrohängebahn getrennt werden 

Jede leantranspo-Anlage ist ein Unikat, da 

sie für eine spezielle Anwendung konstruiert 

wird. Alle Anlagen bestehen aber im 

Kern aus Zahnstangengetrieben der lifgound 

lean SL-Serie, die sich durch eine große 

Robustheit und eine hohe Präzision auszeichnen. 

Während die lifgo-Getriebe belastbar 

sind (bis zu 2,5 t) und sich deshalb 

für Anwendungen mit hoher Querkraftaufnahme 

eignen, sind die lean SL-Getriebe 

für einfache synchrone Hubaufgaben entwickelt 

worden, bei denen eine exakte 

Führung schon vorhanden ist. Dank eines 

Baukasten-Systems lassen sich beide Getriebe-Serien 

nicht nur innerhalb ihrer 

Reihe beliebig miteinander kombinieren, 

sondern auch untereinander. Konstrukteure 

sind deshalb flexibel und können mit den 

Getrieben jede Positionieraufgabe lösen. 

Pkw werden von Traverse 

getrennt 

Für das Ausheben der Karosserien aus der 

Traverse der Elektrohängebahn wählten 

Leantechnik-Konstrukteur Piofczyk und 

seine Kollegen eine leantranspo-Anlage bestehend 

aus einer Doppelsäule und zwei 

Hubsäulen. Die Doppelsäule sorgt für die 

nötige Stabilität, indem sie die Hängebahn 

abstützt, während die beiden Hubsäulen 

unter die Karosserie fahren, die Traverse 

abstützen und sie mit einem automatischen 

Schrauber vom Pkw lösen. Anschließend 

senken die Hubsäulen die Traverse ab, die 

dann von Robotern aufgenommen und ins 

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03 Für einen namhaften Pkw-Hersteller 

wurde eine Vorrichtung entwickelt, mit der 

die Karossen am Ende der Fertigungsstraße 

von der Elektrohängebahn getrennt werden 

04 Mit den modular aufgebauten Getrieben 

können Anwender eine Vielzahl verschiedener 

Positioniersysteme konstruieren 

Magazin gefahren wird. Das Kamera- System für die Roboter ist mit 

der neuen Positionieranlage überflüssig geworden, da die Demontage 

der Traverse jetzt schnell und präzise von den Hubsäulen 

durchgeführt wird. Auch die Stabilität der Anlage hat sich deutlich 

verbessert. 

Die Planung und Konstruktion der An lage war für die Ingenieure 

nicht ganz einfach, denn obwohl mehr Komponenten verwendet 

wurden, als beim alten System, stand nicht mehr Platz zur Verfügung. 

Durch eine ausgeklügelte Anordnung der Anlagen-Teile 

konnte der Bauraum dann aber optimal genutzt werden. 

Zurzeit ist die Aushebe-Anlage in einem Werk des Pkw-Herstellers 

im Probe- Betrieb. „Sie dient als Referenz für alle Standorte des Kunden“, 

berichtet Piofczyk. „Wenn sie erfolgreich läuft, könnte sie dort 

überall in der Fertigung zum Einsatz kommen.“ Zwar benötigen 

Automobil- Hersteller immer nur eine dieser Anlagen pro Fertigungslinie, 

sodass die möglichen Stückzahlen überschaubar sind. 

Dennoch ist die Aushebe-Anlage für das Unter nehmen ein wichti- 

ges Projekt, denn sie belegt einmal mehr die Kompetenz der Westfalen 

im Bereich der Positioniersys teme für die Fahrzeugproduktion. 

Lösungen für unterschiedlichste Aufgaben 

Handling- und Positioniersysteme von Leantechnik werden an verschiedenen 

Stellen des Fertigungsprozesses in der Auto-Industrie 

eingesetzt. Sie sind z. B. als Doppelhubsäulen an Rollfalzanlagen zu 

finden, an denen Anbauteile wie Fahrzeugtüren, Heckklappen oder 

Motorhauben produziert werden. Als Drei-Achs-Positioniersystem 

(DAP) sorgen sie wiederum dafür, dass Fahrzeughersteller auf 

wenigen Fertigungslinien eine große Bandbreite an Modellen selbst 

in kleinen Stückzahlen effizient fertigen können. 

Fotos: Aufmacher: Fotolia; sonst.: Leantechnik 

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Zustandsüberwachung von Kugelgewindetrieben macht Stillstände planbar 

Unerwartete Ausfälle von Kugelgewindetrieben verursachen in der Serienproduktion schnell hohe Kosten. Ein Ausfallkriterium ist der 

Verlust der Vorspannung zwischen Spindel und Mutter bedingt durch adhäsiven bzw. abrasiven Verschleiß an Laufbahnen und Kugeln. 

Diese Abnutzung lässt sich mithilfe von Guard Plus von August Steinmeyer messen. 

Sensoren erfassen die Vorspannung an der Wälzkontaktzone zwischen Kugel und Mutter. 

Eine Auswertelektronik leitet das Messsignal an die Maschinensteuerung weiter. Diese 

informiert den Maschinenführer über eine Ampelanzeige über den Zustand und empfiehlt 

einen Austausch des Kugelgewindetriebes. Zudem erlaubt das System die Erfassung von 

Bearbeitungskräften und überlagerten oder außergewöhnlichen Betriebskräften, wie sie 

bei einer Überlastfahrt oder einem Crash auftreten. Die Aufzeichnung der Daten über die 

Lebensdauer des Kugelgewindetriebs lässt Rückschlüsse auf eine Überlastung und damit 

auf den Zeitpunkt seines Austausches zu. Überdies hilft die Zustandsüberwachung dabei, 

die Schmierung des Kugelgewindetriebs auf die Erfordernisse durch anwendungsspezifische 

Belastungskollektive abzustimmen. 

www.steinmeyer.com 

Industriegetriebe für 

Heavy-Duty- 

Anwendungen 

Zwei zusätzliche Baugrößen 

ergänzen die modulare Baureihe 

der Industriegetriebe Maxxdrive 

von Nord. Die Getriebe der 

Baugrößen 5 und 6 bieten 

Nenndrehmomente von 15 und 

20 kNm. Darüber hinaus wurden 

die Baugrößen 5 bis 11 (Nenn - 

drehmomente von 15 bis 

80 kNm) um Extruderflansche 

ergänzt. Anwender profitieren 

von großzügig dimensionierten 

Customising 

Wir entwickeln für Ihre 

Applikation passende 

Lösungen. 

Eine unkomplizierte 

Plug-and-Play-Lösung 

Antriebsritzel und Motorflansch für alle gängigen Motortypen sind 

bereits im Getriebekopf integriert 

Drucklagern, die die Prozesskräfte 

sicher aufnehmen und 

eine lange Lebensdauer gewährleisten. 

Die Option „Extruderflansch“ 

kann individuell 

passend auf die Kundenwelle 

zugeschnitten und durch 

verschiedene Lagervarianten 

an die Kundenanforderung 

angepasst werden. Große 

Wälzlager sorgen für eine 

besonders hohe Radial- und 

Axial-Belastbarkeit sowie 

Langlebigkeit. Außerdem bieten 

sie ein modulares, flexibles 

Design. Damit eignen sich die 

Stirnradgetriebe und Kegelstirnradgetriebe 

im einteiligen Block- 

Gehäuse für Heavy-Duty- 

Anwendungen. 

12.– 13. sept 2018 

STAND A-103 

Hervorragende Drehmomentleistung sowie 

ein hohes Maß an Präzision bei einer 

geringen Baugröße – mit diesen Eigenschaften 

sind die Vollwellengetriebeköpfe 

der RH-N-Serie von Nabtesco wie 

geschaffen für den Einsatz in Werkzeugmaschinen. 

Darüber hinaus sind sie extrem 

wartungsarm, kundenspezifisch anpassbar 

und besonders flexibel, was die Motoradaption 

angeht. 

RH-N Serie 


www.nord.com 

Nabtesco.indd 1 02.08.2018 12:04:26 


Schaltzentrale mit 

Ergonomie-Garantie 

Elektrisch verstellbare Hubsäulen spielen für 

Arbeitsergonomie eine entscheidende Rolle 

Um den Einsatzsachbearbeitern, zum Beispiel öffentliche Leitstellen 

von Behörden und Organisationen, ein bestmöglich gestaltetes 

Arbeitsumfeld zu bieten, müssen die Arbeitsplätze hohen 

Anforderungen gerecht werden. Zur elektrischen Höhenverstellung 

seiner Leitstellentische und der Monitoraufhängungen verlässt sich 

das Unternehmen Eurofunk auf Hubsäulen des 

Lineartechnikspezialisten RK Rose+Krieger. 

01 

Die Leitstellentische zeichnen sich durch 

ihre Modulbauweise und damit die Möglichkeit 

zur individuellen Anpassung an die 

jeweilige Aufgabe sowie durch eine elektrische 

Höhenverstellung und eine große Fußfreiheit 

aus. Die elektrische Höhenverstellung 

der Tische sorgt für die Entlastung der 

Einsatzsachbearbeiter. Sie erlaubt es ihm, 

die Arbeitshöhe in einem Bereich von 720 

bis 1 250 mm frei zu wählen. Damit ist das 

Arbeiten im Stehen und Sitzen möglich. Eine 

Memory-Funktion speichert die Wunschhöhe 

von bis zu drei Nutzern. 

Aufgrund einer ebenfalls elektrisch höhenverstellbaren 

Monitoraufhängung, deren 

schlanker gebogener Aluminiumausleger 

mit bis zu fünf TFT-Bildschirmen bestückt 

werden kann, ist für den Mitarbeiter jederzeit 

eine optimale ergonomische Bildschirmposition 

sichergestellt. Um den Leitstellentisch 

der persönlich bevorzugten 

Position anzupassen, genügen wenige Hand 

Neben der Qualität der verwendeten Materialien 

und dem Design spielen vor 

allem die Ergonomie und Funktionalität der 

Arbeitsplätze eine wesentliche Rolle. „Leitstellentische 

müssen dem Wunsch nach 

individueller, ergonomischer Arbeitsplatzgestaltung 

in einer rund um die Uhr besetzten 

Leitstellenumgebung Rechnung tragen. 

Der Mitarbeiter benötigt sehr viel Fußfreiheit 

in der jeweiligen Sitzposition und er 

muss einen ungehinderten Zugriff auf seine 

Kommunikationstechnik haben. Zudem 

müssen Tischhöhe und Beleuchtung stimmen“, 

erklärt Peter Steinberger, Konstruktionsleiter 

bei der Eurofunk Kappacher 

GmbH. Das österreichische Unternehmen 

Bernd Klöpper ist Leiter Marketing bei der 

RK Rose+Krieger GmbH in Minden 

mit Sitz in St. Johann im Pongau ist einer 

der größten Systemspezialisten für die Planung, 

Errichtung und den Betrieb von Einsatzleitstellen 

und Notrufzentralen, im Bereich 

der öffentlichen Sicherheit sowie 

Industrie und Verkehr. Die Eurofunk-Einsatzleitstellen 

helfen, das Leben und die 

Sachwerte von 39 Mio. Menschen innerhalb 

Europas zu schützen. Zu den Produkten des 

Unternehmens zählen neben Einsatzleitund 

Management- sowie Kommunikationssystemen 

auch Multimedia- und Videomanagementsysteme 

und Einsatzleittische. 

Frei wählbare Arbeitshöhe 

02 


LINEARTECHNIK 

griffe auf der IDDS-Oberfläche des Touchscreens 

und der Leitstellentisch richtet sich 

auf die gewünschte Arbeitsplatzhaltung ein. 

Zur elektrischen Höhenverstellung seiner 

Leitstellentische und der Monitoraufhängungen 

verlässt sich Eurofunk auf 

Hubsäulen des Lineartechnikspezialisten 

RK Rose+Krieger. „Die Hubsäulen vom Typ 

Multilift und RK Slimlift entsprechen genau 

unseren Anforderungen hinsichtlich 

Belastbarkeit, Zuverlässigkeit und Temperaturbeständigkeit. 

Außerdem passen sie 

in ihrem Design optimal zu unseren Leitstellentischen“, 

sagt Steinberger. Für die 

Höhenverstellung setzt er pro Tisch zwei 

bis vier flach bauende Multilift-Hubelemente 

mit externem Antrieb und 

einem Hub von 500 mm in der Synchronausführung 

ein. „Die zweistufigen Hubsäulen 

sind mit 3 000 Newton äußerst 

kraftvoll, gleichzeitig jedoch so schlank, 

dass sie viel Freiraum für die Elektronik 

der Tische und die Füße der Mitarbeiter 

lassen“, so Steinberger weiter. 

Multilift-Hubelemente dienen typischerweise 

der stufenlosen Höhenverstellung 

von Arbeitstischen, Vorrichtungen, Montagearbeitsplätzen 

und vergleichbaren Applikationen. 

In der Eurofunk-Anwendung 

sind sie mit ihrer Basis in den Schaltschränken 

im hinteren Bereich der Tische platziert. 

Auf diese Weise bleibt vorne Platz zum 

Vorbeirollen mit dem Schreibtischstuhl. 

Und möchte der Sachbearbeiter bei der 

Arbeit stehen, fährt er den Tisch einfach in 

eine auf seine Größe abgestimmte Höhe. 

Die elektronische Steuerung verfährt dazu 

01 Die neue Generation des Multilift II ist 

eine Plug-&-Play-Lösung; diese umfasst u. a. 

zwei Hubsäulen und eine Synchronsteuerung 

02 Die Höhenverstellung der Leitstellentische 

gestattet das Arbeiten im Stehen 

03 Die eleganten Multilift-Hubsäulen 

passen perfekt zum Design der Eurofunk- 

Leitstellentische 

die Hubsäulen synchron. Eingebaute Sensoren 

sorgen dabei den Gleichlauf und bewirken 

eine dauernde Niveauanpassung 

der Säulen in beiden Fahrtrichtungen – 

auch bei unterschiedlicher Belastung. Je 

nach Multilift-Modell sind wahlweise Verfahrgeschwindigkeiten 

von 8 oder 16 mm/s 

und Hubkräfte von 1 000 oder 3 000 N im 

Lieferprogramm. Eurofunk nutzt zudem die 

optionale Memory-Funktion zum Speichern 

der Wunschhöhe von bis zu drei 

Mitarbeitern. Die Verstellung findet sowohl 

über Handschalter als auch per Kontaktschnittstelle 

über eine externe Steuerung 

statt. Bei Eurofunk werden zwei bis vier 

Hubelemente synchron betrieben. RK 

Rose+Krieger bietet jedoch mit einer 

spe ziellen Quadro-Antriebssteuerung die 

Möglichkeit bis zu 32 Multilift-Hubsäulenantriebe 

im Gleichlauf zu verfahren. 

Schlanke Stäbe für die 

Monitorbrücke 

Zur separaten Verstellung der Monitorbrücke 

setzt Eurofunk wahlweise Multilifte 

oder die noch schlankeren RK Slimlifte ein. 

Diese Hubsäulen mit ihrer filigranen Stabform 

sind für Druckbelastungen bis maximal 

4 000 N sowie Zugkräfte bis maximal 

2 000 N ausgelegt. Damit ist ein RK Slimlift 

allein in der Lage, die gebogene Monitortraverse 

mit bis zu fünf Bildschirmen zu tragen. 

Wie die Multilift-Säulen können auch 

RK Slimlift-Elemente im Synchron betrieb 

verfahren werden. Die schlanken Hubsäulen 

sind wahlweise mit integriertem oder 

externem, oberhalb des Innenprofils liegendem 

Antrieb erhältlich. 

Die Hubsäulen aus Aluminiumprofil ermöglichen 

die ergonomische Gestaltung 

der Leitstellenarbeitsplätze und gewähren 

Einsatzsachbearbeitern unterschiedlichster 

Größe eine optimale Körperhaltung – sowohl 

stehend als auch sitzend. 

Fotos: RK Rose+Krieger 

www.rk-rose-krieger.com 

Internationale 

Fachmesse für Produktionsund 

Montageautomatisierung 

D 08.– 11. OKT. 2018 

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Digitale Transformation 

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Die 37. Motek präsentiert System-Kompetenz 

und Prozess-Knowhow für Anlagenbau, 

Sondermaschinen und Roboter- 

Integration in Bestform! Industrie 4.0 für 

die Praxis in Produktion und Montage. 

2 Montageanlagen 

und Grundsysteme 

2 Handhabungstechnik 

2 Prozesstechnik zum Fügen, 

Bearbeiten, Prüfen und Kennzeichnen 

2 Komponenten für den 

Sondermaschinenbau 

2 Software und Dienstleistungen 

03 

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äg 

Veranstalter: P. E. SCHALL GmbH & Co. KG 

+49 (0) 7025 9206-0 

motek@schall-messen.de

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Stoßempfindlich 

Stoßfest 

Nicht lange warten auf 

Kugelumlaufführungen 

Hepcomotion hat seine Lagerbestände der HLG-Kugelumlaufführungen 

erhöht. Die Zunahme der Nachfrage, hatte die Lieferzeiten 

negativ beeinflusst. Sie verlängerten sich bis Ende März 

zum dritten Mal innerhalb der letzten vier Monate. Verantwortlich 

für die drastischen Lieferschwierigkeiten seien neben Kapazitätsengpässen 

auch Lieferengpässe für zahlreiche Materialien 

gewesen, darunter Elektronikartikel und Stahl. Die HLG-Kugelumlaufführungen 

eignen sich durch ihre gleichmäßige, reibungsarme 

Bewegung sowie ihre Stabilität und Tragfähigkeit für die 

meisten Automatisierungsanforderungen. Sie 

sind in Größen von 15 bis 55 mm erhältlich. 

Auch die Mini-Ausführung MLG 

ist laut Hersteller ohne lange 

Wartezeit lieferbar. 

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Software-Tool für Schienenführungen 

und -Gewindetriebe 

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Eine noch bessere Benutzerführung, aktualisierte Datenbanken 

und zusätzliche Berechnungen für mehr Sicherheit in der 

Auslegung von Schienenführungen und Gewindetrieben bietet 

die neueste Version des Linear-Motion-Designer von Rexroth. Das 

Software-Tool vereinfacht den gesamten Engineeringprozess von 

der Auswahl der Komponenten bis zur Bestellung im eShop. Die 

Programmierer nutzen dazu den aus der Software-Entwicklung 

bekannten Entwicklungsansatz der „User Experience“. So haben 

sie Elemente in die Bedienoberfläche integriert, die die Nutzer 

von ihren mobilen Endgeräten gewohnt sind. Die erweiterte 

Hilfefunktion erleichtert die Bedienung und gibt bei allen 

Schritten und Eingaben hilfreiche Zusatzinformationen. Zur 

Auslegung der mechanischen Komponenten für Linearbewegungen 

geben Anwender zunächst Prozessdaten ein. Das Tool 

gibt Hinweise für die optimale Dimensionierung. 

motion?plastics! 

Kunststoff statt Metall: Kugelumlaufführungen tauschen und 

die Vorteile der trockenlaufenden drylin ® 

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www.boschrexroth.de 

Linearaktuatoren für enge Bauräume 

Nanotec präsentiert Linearaktuatoren mit integrierter Linearführung 

und kurzer Bauweise in den Baugrößen NEMA 11 (28 mm) 

und NEMA 17 (42 mm). Bei den Serien LGA28 und LGA42 ist die 

Gesamtlänge der Führung nur 10 mm länger als der Arbeitshub, 

prozesstechnisch begrenzte Arbeitsräume können daher sehr 

effizient genutzt werden. Die neuen Linearaktuatoren bieten ein 

geringes Umkehrspiel sowie hohe Schub- und Zugkraft. Durch 

die integrierte Linearführung mit beweglichem Polygonprofil ist 

ein hochgenauer Vorschub ohne zusätzliche mechanische 

Komponenten möglich. Beide Serien sind in diversen Längen mit 

unterschiedlichen Wicklungen und optional mit Encoder erhältlich. 

Der elektrische Anschluss erfolgt über einen 

integrierten Stecker. Linearaktuatoren in dieser 

Ausführung eignen sich für Applikationen, die 

eine Kombination aus exakter Positionierung, 

schneller Bewegung und langer 

Lebensdauer erfordern. 

www.nanotec.de 


Igus.indd 1 22.08.2018 15:02:10

LINEARTECHNIK 

Drei-Achs-Positioniersystem 

bringt Flexibilität 

Die NC-Lokatoren von Leantechnik 

bieten Anwendern die Möglichkeit, 

zahlreiche Produktderivate wirtschaftlich 

innerhalb einer Linie zu 

fertigen. Die Drei-Achs-Positioniersysteme 

dienen der Positionierung von Haltern, Spannern oder 

Zentrierungen sowie der flexiblen Aufnahme von Produktkomponenten. 

Das System besteht jeweils aus AFP-Achsen in Längs-, 

Hub- und/oder Querachse und jeweils einem 24-V-DC-Servoantrieb 

mit integrierter frei programmierbarer Steuerung und 

CAN-Bus-Schnittstelle. Jede Achse und jeder Antrieb werden 

nach den Vorgaben des Kunden definiert und miteinander 

kombiniert. Die NC-Lokatoren sind als Systembaukasten konzipiert, 

der sich aus einzelnen Achsen, Antrieben und Befestigungsmitteln 

zusammensetzt, die sich nahezu beliebig miteinander 

verbinden lassen. So entsteht ein individuelles Positionierungssystem, 

dass sich flexibel an wechselnde Produktionsbedingungen 

anpasst. 

www.leantechnik.com 

Ihr Spezialist für 

Teleskopschienen im 

Schwerlastbereich 

Technische Beratung unter: 

Tel. +49 (0)89 27399605 · info@profilscope.de 

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auf der Motek 

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Flexibles Achssystem 

Achssysteme als Baukastenmodule 

Profilscope.indd 1 15.08.2018 11:51:31 

Hiwin erweitert sein Angebot bei den 

flexiblen Achssystemen HS2 

für komplexe Verfahrwege in 

zwei Dimensionen. Die Basis 

in x-Richtung bildet bei allen 

Achssystemen die Doppelachse 

HD, für eine ebenso schnelle wie genaue 

Positionierung. In der y-Achse gibt es neu, neben den Linearmodulen 

mit quadratischem Querschnitt, die Lineartische der 

Serie HT, die dank der integrierten Doppelführung hohe 

Momente aufnehmen können und besonders biegesteif sind. 

Der Hub ist in beide Achsrichtungen frei wählbar. Großzügig 

ausgelegte Energieketten sind kompakt und platzs parend in das 

Komplettsystem integriert. Egal welches System in welcher Baugröße 

für welche Anforderung benötigt wird: Jedes Teil der Hiwin- 

Mehrachssysteme ist passgenau auf das Ganze abgestimmt, denn 

alle Komponenten kommen aus einer Hand. Neben einfachem 

Einbau, höchster Präzision, Belastbarkeit und Lebensdauer sind 

dem Hersteller auch kurze Lieferzeiten wichtig. 

www.hiwin.de 

Aufgrund der Komplexität der Anwendungen und deren konstruktiver 

Zugänglichkeit hat sich HSB Automation die Aufgabe 

gestellt, die Schnittstellen zu den Achssystemen reproduzierbarer 

und einfacher zu gestalten. Die HSB-gamma- und HSB-sigma- 

Trägersysteme erfüllen bereits diese Anforderungen – unterstützende 

Darstellung und 

einfache Montierbarkeit, zum 

Teil auch ohne Zwischenplatten. 

Der Vorteil: durch 

diese Möglichkeiten wird der 

Systemaufbau einfacher und 

die Montagezeit reduziert. 

Selbst die HSB-delta-Baureihe 

bietet vereinfachte 

direkte Montagelösungen: 

die Befestigung mittels der 

Befestigungsleisten direkt auf der Systemschlittenplatte. Die Produktvariabilität 

der System-Baureihen ermöglicht somit eine 

umfangreiche Darstellungskombination. 

www.hsb-automation.de 

VSM Antriebstechnik GmbH 

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

mit maßgeschneiderten Antriebslösungen 

kompakte Hohlwellen- 

Linearaktoren bis 180 kN 

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Den Umrichter im Visier 

Antriebe im oberen Leistungsbereich kostenoptimal auslegen – so geht‘s 

Die Integration von Umrichtertechnik 

ergibt eine Vielzahl neuer 

Freiheitsgrade in der Projektierung von 

Antriebssystemen. Durch eine 

konsequente Optimierung und 

Abstimmung der Systemkomponenten 

ist die VEM-Gruppe nun in der Lage, die 

optimale Antriebslösung für alle 

Kundenwünsche zu liefern. Wir stellen 

nicht nur das neue Portfolio vor, 

sondern auch eine Kostenrechnung. 

Welcher Weg lohnt sich? 

J 

ede Motortechnologie hat ihre Stärken und Schwächen. Neben 

einem Betrieb direkt am Netz (DOL) können alle Motoren mit 

einem Umrichter zur Drehzahlstellung ausgerüstet werden (Tabelle 

01). Bei Permanentmagnet-Motoren (PM) ist der Umrichter 

zwingend nötig. Synchronreluktanz-Motoren (SynRM) spielen im 

oberen Leistungsbereich keine Rolle. 

Werden die Motoren mit Umrichtertechnik zu einem Antriebssystem 

erweitert, ergeben sich die bekannten Vorteile: 

n volles Drehmoment schon bei Drehzahl 0 

n Reduzierung des Anlaufstromes auf Nennstrom 

n Steigerung der Energieeffizienz von Prozessen 

n Erhöhung der Drehzahl auch über die Nenndrehzahl hinaus 

Die verfügbaren Umrichtertopologien sind in Tabelle 02 aufgelistet. 

Jede Umrichtertopologie ist dabei auf bestimmte Anwendungen 

ausgerichtet und besitzt bestimmte Vor- und Nachteile. 

Die Umrichter, welche die Rotorspannung von Schleifringläufermotoren 

regeln, sind im Allgemeinen nur auf 30 – 50 % der Motornennleistung 

auszulegen. Dadurch sind diese Systeme oft günstiger 

als Vollumrichter. Im Zuge fallender Halbleiterpreise schwindet 

dieser Vorteil jedoch. Läufergespeiste Umrichtersysteme werden 

überwiegend beim Retrofit bestehender Anlagen (meist USK), im 

Windkraftbereich (DGASM) oder bei Schweranlauf-Anwendungen 

wie Mühlen, Schredder und Bandantrieben eingesetzt (SER). Ein 

Dr.-Ing. Jörg Schützhold und Dr.-Ing. Henri Arnold, 

beide im Bereich Antriebssysteme bei der VEM-Gruppe in Dresden 

Vergleich mit Vollumrichtersystemen lohnt sich aber immer noch, 

auch wenn in der weiteren Kostenbetrachtung nicht mehr darauf 

eingegangen wird. 

Kostenoptimale Auslegung 

Im Folgenden werden Preise für Antriebssysteme verschiedener 

Topologien und Spannungsklassen verglichen. Die vorgestellten 

Vergleiche erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit, aber Tendenzen 

in der Preisentwicklung sind gut zu erkennen. 

Aus Datenschutzgründen wird nicht der Wert in Euro dargestellt, 

sondern in der fiktiven Währung VEMos (V€M), welche einen 

festen Umrechnungskurs zum Euro hat. 

Analyse der Motorkosten 

Für einen gegebenen Anwendungsfall – d. h. eine feste Drehzahl- und 

Drehmomentenanforderung nach Kundenwusch – werden mit dem 

Einsatz von Frequenzumrichtern die Wicklung sowie die Kühlung 

von großen Elektromotoren angepasst. Somit kann das Nennmoment 

von Motoren gleichem Bauraums auch bei Drehzahlen deutlich oberoder 

unterhalb der bisherigen 50-Hz-Synchrondrehzahl erreicht werden. 

Die Polzahl ist nicht mehr zwingend an die geforderte Drehzahl 

gekoppelt. Dieser Freiheitsgrad wird zur Systemoptimierung genutzt. 

Zum Beispiel kann bei einer gewünschten Drehzahl von 2 500 min -1 

ein 4-poliger Motor zum kostenoptimalen System führen. 

Vergleicht man Asynchronmaschinen innerhalb einer Baugröße 

miteinander, ergeben sich folgende Zusammenhänge bezüglich 

der Polzahl: 



01 Unter der Marke 

VEMoDRIVE liefert VEM 

auf die Anwendung 

zugeschnittene geregelte 

Antriebssysteme 

n Zweipolige Maschinen weisen deutlich größere Wickelkopfausladungen 

und Rückenhöhen als bei anderen Polzahlen auf. Damit 

steigen die Eisenverluste und das drehmomentbildende Bohrungsvolumen 

sinkt. Für Antriebssysteme werden diese Maschinen 

nicht favorisiert. 

n Vier-, sechs- und achtpolige Maschinen haben jeweils kleiner 

werdende Wickelköpfe und ein größeres Bohrungsvolumen. Dadurch 

steigt das Drehmoment von der vier- bis hin zur achtpoligen 

Maschine leicht an. 

n Höherpolige Maschinen sind oft teurer aufgrund der höheren 

Nutzahl und weisen einen höheren Magnetisierungsstrombedarf 

auf. Außerdem steigen bei der Wahl einer höheren Polzahl die 

Statorfrequenz und damit auch Eisenverluste und Stromverdrängungseffekte. 

Polzahlen oberhalb der achtpoligen Ausführungen 

spielen nur eine untergeordnete Rolle. 

Es gilt je nach Anwendungsfall, erforderlichem Drehmoment und 

Stromgrenze des Umrichters zu entscheiden, welche Polzahl zum 

kostengünstigsten System führt. 

Um die verschiedenen Motortechnologien preislich zu bewerten 

wird der relative Motorpreis K M,rel 

verwendet, welcher sich aus dem 

absoluten Preis K M 

und dem Nennmoment M n 

ermittelt: 

Asynchronmaschinen 

(ASM) 

Synchronmaschinen 

(SM) 

Käfigläufer 

Schleifringläufer 

Vollpolläufer 

Schenkel polläufer 

PM-Läufer 

Tabelle 01: Übersicht über Motorentechnologien 

Umrichter mit 

Gleichstrom im 

Zwischenkreis 

(Thyristoren oder 

SGCT) 

Umrichter mit 

Gleichspannung im 

Zwischenkreis 

(IGBT oder IGCT) 

Variable Statorspannung 

(Asynchronmotoren, 

Synchronmotoren) 

n LCI 

(nur Synchronmotoren) 

n CSI 

n 2-Level 

(nur Niederspannung) 

n 3-Level-NPC 

(3 – 4,16 kV) 

n 5-Level-ANPC oder 

7-Level- Flying- 

Capacitor (6 kV) 

n Multilevel: Niederspannungs-H-Brücken 

in Reihenschaltung 

preiswert und robust; 

Optimierung für 

Schwer anlauf oder 

Umrichter betrieb möglich 

Schweranlauf besonders 

am schwachen Netz; 

Drehzahl regelung über 

Kaskadenschaltungen 

(USK, DGASM, SER) möglich 

hohe Drehzahlen; 

hohe Dynamik 

preiswerte Herstellung; 

hohe Drehmomente; 

hohe Polzahlen 

hoher Wirkungsgrad; 

hohe Leistungsdichte; 

Umrichter notwendig 

Variable Rotorspannung 

(Schleifringläufermotoren) 

n USK 

n SER bzw. 

DGASM 

Tabelle 02: Verfügbare Umrichtertechnologien im VEM-Portfolio 

02 

Relativer Preisverlauf für Motoren von VEM 

Das erforderliche Drehmoment bestimmt bei Motoren zusammen 

mit der Ausnutzungsziffer das Bohrungsvolumen und damit die 

Masse des Aktivteils, welche entscheidend zum Motorpreis beiträgt. 

Eine Normierung auf das Drehmoment bringt daher relativ einheitliche 

Preisverläufe. Aufgrund der Komplexität in der Motorauslegung 

sind die in Bild 02 dargestellten Preise nur Vereinfachungen 

und reale Preise können davon abweichen. Zum Beispiel 

führt ein großer Drehzahlstellbereich in den Feldschwächbereich 

hinein zu größeren Abmessungen. Auch der Einsatz von Umrichtern 

mit geringer Level-Anzahl führt zu erhöhten Kosten wegen 

K M,rel in V€M / Nm 

80 

LV ASM (p=4,6,8) 

HV ASM (p=4,6,8) 

60 

HV SM 

40 

20 

0 

2 Nm 20 Nm 200 Nm 2 kNm 20 kNm 200 kNm 2 MNm 

M n 



03 

relativer Preis in V€M / kVA 

160 

150 

140 

130 

120 

110 

100 

90 

80 

Normierter Preisverlauf für Niederspannungsumrichter 

(400/690 V Schrankgeräte, 6-Puls- und 12-Puls-Ausführungen) 

70 

0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 

Scheinleistung S in kVA 

400 V / Hersteller 1 




höherer Anforderungen an das Isoliersystem. Die üblichen Trends 

in der Preisentwicklung sind dennoch gut erkennbar. 

Zusätzliche Anforderungen an den Motor wie Gleitlager, Spezialkühler, 

Ausführung für den explosionsgefährdeten Bereich oder 

Schiffsklassifizierung können die Motorkosten allerding mühelos 

verdreifachen. Das ist in dieser Darstellung nicht berücksichtigt. 

Ein preislicher Schnittpunkt zwischen Niederspannungs- zu 

Mittelspannungsmotoren wird im Bereich um 20 kNm erwartet. 

VEM wird die Transnormmotoren-Reihe zukünftig bis in diese 

Region mit der Achshöhe 560 erweitern. 

Analyse der Umrichterkosten 

Bei Umrichtern tragen die abzugebende Spannung und der Strom 

entscheidend zum Preis bei, womit sich eine Normierung des Preises 

auf die Scheinleistung empfiehlt. Zum Vergleich wird daher der 

relative Umrichterpreis K FU,rel 

verwendet, welcher sich aus dem absoluten 

Preis K FU 

und der Scheinleistung S ermittelt: 


04 

300 

250 

200 

150 

Normierter Preisverlauf für Mittel- und Niederspannungsumrichter 

inklusive Transformator bei mittlerer Leistung 

100 

500 1.500 2.500 

3.500 9.500 15.500 21.500 

SinkVA 

400V 12p 

690V 12p 

Multizelle-3,3 kV 


Multizelle-6 kV 




LCI 10 kV (ohne Trafo/SVC) 

Abkürzungen 

USK 

Untersynchrone Stromrichterkaskade 

LCI 

Load Commutated Inverter 

DGASM Doppelt gespeiste Asynchronmaschine 

SynRM Synchronreluktanz-Motor 

PM 

Permanentmagnet 

SER-System Slip Energy Recovery System 

DOL 

Direct Online 

NPC 

Neutral Point Clamped 

CSI 

Current Source Inverter 

VSI 

Voltage Source Inverter 

AFE 

Active Front End 

DFE 

Diode Front End 

ASM 

Asynchronmaschine 

SM 

Synchronmaschine 

LV Low Voltage (< 1 000 V) 

HV High Voltage (> 1 000 V) 

In Bild 03 werden die relativen Preise für Niederspannungsumrichter 

in Schaltschränken von zwei Herstellern dargestellt. Während 

der relative Preis für kleinere Leistungen noch stark mit der Leistung 

fällt, bleibt dieser jedoch bei mittleren Leistungen ab ca. 

500 kW nahezu konstant. Auch bei dem Vergleich zwischen 400 V 

und 690 V Technologie zeigen sich ähnliche relative Preise. Das 

heißt im Umkehrschluss, dass für zwei Motoren gleicher Leistung 

(z. B. 1 MW), einer mit 400 V und einer mit 690 V Wicklung, bei den 

Umrichtern ähnliche Kosten zu erwarten sind. Um hier zu einer 

kostenoptimalen Auslegung zu kommen, sind daher weitere Randbedingungen 

zu betrachten: auch Motor-, Transformator- und 

Kabelpreise müssen in den Vergleich einfließen. 

Im weiteren Systemvergleich werden zusätzlich zu den Umrichtern 

auch Transformatoren betrachtet. Dabei wird ebenso eine Normierung 

der Preise auf die Scheinleistung durchgeführt, wobei sich für 

Transformatoren über einen weiten Leistungsbereich ein leistungsunabhängiger, 

relativ konstanter Preis von ca. 40 bis 45 V€M/kVA ergibt. 

Für den Preisvergleich bei höheren Leistungen (> 500 kVA) werden 

in Bild 04 Nieder- und Mittelspannungs-Umrichter inklusive 

Transformator verglichen. Sobald in einem Antriebssystem ein 

Transformator vorhanden ist, ist es nicht mehr notwendig, die Motorspannung 

nach der Netzspannung auszulegen. Dieser Freiheitsgrad 

wird genutzt, um eine kostenoptimale Antriebslösung zu finden. 

Zum Beispiel kann bei einem 10 kV Verteilernetz ein 6,6 kV 

Motor zur kostenoptimalen Lösung führen (oder andersherum). 

Die Niederspannungsumrichter von Hersteller 2 werden zur besseren 

Übersichtlichkeit nicht mehr dargestellt. Ebenso entfallen die 

400 V Umrichter in 6-Puls-Ausführung, da diese meist an das fabrikinterne 

Verteilernetz angeschlossen werden und keine separaten 

Kosten für den Transformator entstehen. 

Bei diesem Vergleich der Umrichter- und Trafopreise zeigt sich, 

dass Niederspannungsumrichter bis ca. 2,5 MW die kostengünstigste 

Variante darstellen. 

Analyse der Zusatzkosten 

Einige Antriebssysteme verlangen aus Gründen der Netzverträglichkeit 

zusätzliche Ausrüstung. Im Allgemeinen gelten Frequenzumrichter 

mit AFE oder höherpulsige DFE als ausreichend netzverträglich 

in Bezug auf Netzrückwirkungen. Diese Schaltungen 



kommen mit sehr geringem Filteraufwand aus. Sechspulsige DFE 

spielen im oberen Leistungsbereich nur eine untergeordnete Rolle. 

Besonders Thyristorbasierte Schaltungen (LCI, USK) verlangen 

den Einsatz von Kompensationsanlagen. Oft werden diese Anlagen 

aber nicht direkt dem Antrieb zugeordnet, sondern im Versorgungsnetz 

der Gesamtanlage mit projektiert. Des Weiteren benötigen 

Thyristorbasierte Schaltungen mit Stromzwischenkreis zusätzlichen 

Platzbedarf für die notwendigen Zwischenkreisdrosseln. 

Vergleich von Motor- und Umrichterkosten 

Da die Motorenpreise über dem Drehmoment aufgetragen werden, 

ist zur Berechnung der Leistung für den Kostenvergleich eine Drehzahlvorgabe 

notwendig. Werden die Motorkosten aus Bild 02 unter 

Verwendung einer beispielhaften Bemessungsdrehzahl von 

2 500 min -1 in den Vergleich von Bild 04 integriert, ergibt sich der 

Verlauf in Bild 05. Bei gleicher Abgabeleistung werden Motoren 

mit höherer Drehzahl stets kleiner und preisgünstiger. Dasselbe 

Phänomen ist auch bei Verbrauchern wie Pumpen oder Lüftern zu 

beobachten, welche ebenfalls bei einer höheren Auslegungsdrehzahl 

und gleicher Abgabeleistung kleiner und oft auch energieeffizienter 

werden. 

Wir haben unser gesamtes Know-how für geregelte 

Antriebssysteme aus Motoren, Frequenzumrichter 

bzw. Stromrichter und Transformatoren im 

Nieder- und Mittelspannungsbereich gebündelt. 

Die Projektierung gehört selbstverständlich dazu. 

Dr. Jörg Schützhold 

Da die Mittelspannungsmotoren in dem dargestellten Leistungsbereich 

höhere Preise aufweisen, verschwindet hier die Preisgrenze 

zwischen Nieder- und Mittelspannung, d. h. Antriebssysteme in 

Niederspannung sind meist günstiger als in Mittelspannung. Aufgrund 

kleiner werdender Spulenwindungszahlen im Motor sind 

Antriebe in Niederspannung allerdings nur bis ca. 4 MW sinnvoll 

herstellbar. 

Einbeziehung der Kabelkosten 

Wird der Kabelpreis auf die Kabellänge und die geforderte Strombelastbarkeit 

normiert, ergibt sich ein relativer konstanter Kabelpreis 

zwischen 0,20 bis 0,50 €/m/A. Der finale Preis in diesem Bereich 

ist davon abhängig, ob die reinen Einkaufskosten des Kabels 

oder auch die Installationskosten (Kabeltrasse/Personalaufwand) 

eingepreist werden. Bei der Preisbildung wird stets die gesamte 

Kabellänge zwischen Transformator und Umrichter sowie zwischen 

Umrichter und Motor betrachtet, da hier meist die gleiche 

Kabelanzahl und der gleiche Kabeltyp verwendet werden. 

Bei Einbeziehung dieser Kabelkosten in den vorherigen Preisvergleich 

(> 500 kVA), ist ein 690 V Antriebssystem schon bei 50 m 

Kabellänge stets günstiger als 400 V Antriebssystem (zwölf Puls, mit 

eingepreistem Transformator). In Bild 06 wird die Grenze zwischen 

Antrieben in 690 V und Mittelspannung über der Kabellänge dargestellt. 

Mit steigender Kabellänge sinkt diese Grenze stark, aufgrund 

der steigenden Kabelkosten durch die große Kupfermasse, 

welche für den hohen Strom bei Niederspannung notwendig ist. 

Mit steigender gewünschter Motordrehzahl steigt diese Grenze jedoch, 

da Motoren mit höherer Drehzahl bei gleicher Leistung weniger 

Drehmoment aufweisen und diese somit preisgünstiger in Niederspannung 

sind. 

05 


06 

HV-LV Grenze in kVA 

350 

300 

250 

200 

150 

Relativer Preisverlauf für Umrichter, Trafo und Motor bei 

einer Bemessungsdrehzahl von 2 500 min -1 

100 

500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 

3.500 

3.000 

2.500 

2.000 

1.500 

1.000 

S in kVA 

400V 12p 

690V 12p 





Verlauf der Preis-Grenze zwischen Nieder- und Mittelspannungsantrieben 

in Abhängigkeit der Kabellänge und der Motordrehzahl 

(Preis inkl. Umrichter, Trafo und Kabel und Motor) 

500 

0 100 200 300 

l Kabel 

in m 

Die gesamte Einheit betrachten 

n Motor 

500 

1.000 

1.500 

2.000 

2.500 

Dieser Artikel liefert einen Beitrag zur Auslegung eines kostenoptimalen 

Antriebssystems, welches genau auf die Anforderungen des 

Anwenders abgestimmt ist. Dabei ist es erforderlich, das gesamte 

Antriebssystem – bestehend aus Transformator, Umrichter, Motor 

und Kabeln – als Einheit zu betrachten und die Vielzahl an möglichen 

Antriebstopologien technisch und preislich zu bewerten. Es 

hat sich gezeigt, dass die Grenze zwischen Niederspannungs- und 

Mittelspannungsantrieben stark von den Kabelwegen und von der 

erforderlichen Motordrehzahl abhängig ist und im Bereich von ca. 

750 kW bis 3,5 MW liegt. Die Antriebssysteme von VEM werden somit 

im gesamten Leistungsbereich kostenoptimal ausgelegt. 

Fotos: VEM 

www.vem-group.com 


Robuster Frequenzumrichter für die Prozesstechnik 

Der Frequenzumrichter Nordac Base SK 180E von Nord Drivesystems umfasst Leistungsbereiche 

bis 2,2 kW und ist dezentral, außerhalb des Schaltschranks installierbar. Er bietet eine einfache 

Inbetriebnahme und Bedienung, ist flexibel in Ausstattung und Funktion sowie dank zahlreicher 

Kommunikationsschnittstellen mit marktüblichen Bussystemen kompatibel. Zudem schützt die 

Schutzart IP69K vor dem Eindringen von Staub sowie Wasser bei Hochdruck-/Dampfstrahlreinigung. 

Ausgelegt ist der Umrichter für den Betrieb von Asynchron- und Synchronmotoren. Er 

verfügt über eine Energiesparfunktion für den Teillastbereich und ermöglicht so einen 

energieeffizienten Betrieb: Bei wechselnden Lasten kann die Motorleistung 

automatisch an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden. 

Der Umrichter bietet eine integrierte PLC. Sie entlastet die 

übergeordnete Anlagensteuerung und erlaubt ein modulares 

Anlagendesign. Anwendungsdaten können dabei in Echtzeit 

durch die PLC dezentral ausgewertet werden. 

www.nord.com 

Neue Baugrößen für Umrichter 

HKR.indd 1 22.01.2018 13:57:16 

Siemens erweitert das Portfolio der Sinamics-Frequenzumrichter für Standard-Anwendungen 

Sinamics V20 um die Baugröße FSAC im Spannungsbereich 1AC 200 bis 240 V von 1,1 bis 1,5 kW. 

FSAC löst die bisherige Baugröße FSB ab. Neuerungen gibt es auch im Sinamics V90 Servoantrieb-Portfolio. 

Hier ist die kleinste Baugröße FSA nun als Profinet-Version mit 200 V Anschlussspannung 

erhältlich. Diese Baugröße umfasst die Profinet-Version für 0,1 und 0,2 kW, was den 

Platzbedarf um 10 mm verringert. Über diese Schnittstelle ist zudem nun auch mit nur einem 

Kabel eine Echtzeitübertragung von Prozess- und Diagnosedaten möglich. 

www.siemens.com 

DIE KOMBINATION VON 

GETRIEBEMOTOR UND 

FREQUENZUMRICHTER 

Die kombinierte Einheit von Yılmaz Redüktör Getriebemotor und 

Frequenzumrichter besitzt ein hohes Potential zur perfekten Lösung 

für jede technische Herausforderung. 

・ Nominales Drehmoment bis zu 470000 Nm 

・ Frequenzumrichter - Leistungsbereich von 0,12 kW bis 160 kW 

・ Frequenzumrichter (Integrated Serie) - Leistungsbereich von 0,25 kW bis 7,5 kW 

Yılmaz Redüktör GmbH 

Walter-Frese-Str. 21, 42799 Leichlingen / Deutschland 

Phone: +49 2175 1802 711 - Fax: +49 2175 1801 888 

E-Mail: info@yilmazreduktor.de 

Frequenzumrichter mit 

DC-Spannungsversorgung 

In den vier Jahren seit seiner Einführung konnte der Frequenzumrichter 

SD2M mit Drei-Level-Technologie bereits eine schöne 

Erfolgsgeschichte schreiben. Das Leistungsspektrum wurde 

kontinuierlich ausgebaut und somit konnten neue Einsatzbereiche 

erschlossen werden. Ein Beispiel dafür sind die Modelle 

mit DC-Spannungsversorgung, die einen Betrieb auch mit einem 

rückspeisefähigen Netzteil 

ermöglichen. So können auch 

solche Applikationen die 

Vorteile der Drei-Level-Technologie 

nutzen, bei denen 

prozessbedingt ein wiederholter 

Bremsbetrieb vorliegt, 

das ist bspw. im Bereich der 

Werkzeugmaschinen und 

Prüfstände der Fall. Die 

DC-Speisung eröffnet aber 

auch weitere Einsatzmöglichkeiten 

im regenerativen 

Bereich: Der Frequenzumrichter 

SD2M kann die Energie 

eines Generators mit hohem 

Wirkungsgrad in eine 

geeignete DC-Spannung 

umwandeln. Die SD2M-Modelle mit einer 3-phasigen Netzspannungsversorgung 

hingegen zielen vor allem auf Anwendungsbereiche 

mit kontinuierlicher Last, z. B. im Bereich der Turbo- 

Blower und Turbo-Kompressoren. 

www.sieb-meyer.de 


Yilmaz.indd 1 27.08.2018 16:01:02


Shuttlewechsel im Betrieb 

Modul für drahtlose Inbetriebnahme 

Siemens erweitert das Portfolio der Sinamics-G120-Umrichterreihen 

um eine Option für die drahtlose Inbetriebnahme, 

Diagnose und den Service. Mit dem neuen Sinamics G120 

Smart-Access-Module können Mobilgeräte wie Tablet, Smartphone 

oder Laptop kabellos via Wi-Fi mit den Umrichterreihen 

Sinamics G120, Sinamics G120C und Sinamics G120P verbunden 

werden. Das erleichtert das 

Umrichter-Handling 

erheblich. Das Modul wird 

in wenigen Schritten über 

einen herkömmlichen 

Webbrowser und ein 

gängiges Betriebssystem 

eingerichtet. Dank 

Webserver-Funktion ist ein 

Download zusätzlicher 

Software nicht nötig. Die 

intuitiv aufgebaute 

Bedienoberfläche und 

Menüführung machen das 

Modul benutzerfreundlich. Das G120 Smart-Access-Module ist 

für Sinamcis G120C, Sinamics G120 mit Control Unit CU230P-2 

und CU240-E2 sowie für Sinamics G120P mit CU230P-2 verfügbar. 

Da die Nutzung des Moduls nicht an einen bestimmten 

Webbrowser gebunden ist, ist der Kunde frei in der Wahl von 

Webbrowser und Endgerät. Via Smartphone, Tablet oder Laptop 

wird damit der Umrichter in Betrieb genommen, parametriert 

und gewartet. 


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Besuchen Sieuns! 

Halle B6/Stand 242 

Absolute Gestaltungsfreiheit 

Hochgeschwindigkeitsweiche 

ACOPOStrak 

Höchste Effektivität 

in der Produktion 

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Frequenzumrichter für mehr Effizienz 

und Flexibilität 

Der Frequenzumrichter Q2A von Omron kann Systemintegratoren, 

Maschinenbauer und Anlagenbetreiber den kompletten 

Arbeitsablauf von der Konstruktion über die Inbetriebnahme bis 

hin zur Wartung optimieren. Er steuert im offenen und geschlossenen 

Regelkreis die Drehzahl und 

das Drehmoment verschiedener 

Motortypen, wodurch die Leistung 

und Effizienz der Anwendung verbessert 

werden. Zudem verfügt der 

Umrichter über eine Spannungsvektor-Steuerung, 

was dynamischere 

Lösungen ermöglicht. Das Gerät 

benötigt weniger Grundfläche als 

das Vorgängermodell und kann auch 

side-by-side montiert werden, um 

weiteren Platz im Schaltschrank 

einzusparen. Ein integrierter 

EMV-Filter, eine DC-Drossel und 

ein Bremschopper sorgen mit 

integrierter funktionaler Sicherheit (STO SIL3) und externer 

24-VDC-Versorgung für die Steuerspannung für einen zuverlässigen 

Betrieb. Eine Programmierung über USB-Schnittstelle 

ohne externe Spannungsversorgung gehört ebenso zu den 

Merkmalen des Umrichters wie diverse Kommunikationsop 

tionen, eine benutzerfreundliche Bedienung und die 

Speicherung von Leistungsdaten auf einer SD-Karte für eine 

vorbeugende Wartung. 

Antriebstechnik für die adaptive Maschine. 

Flexibler.Schneller.Produktiver. 

www.industrial.omron.de


Kohlebürsten – nicht nur 

Verschleißteile … 

Was es bei der Auswahl zu beachten gibt und wie sich Fehler vermeiden lassen 

Auf den ersten Blick erscheinen 

Kohlebürsten vielleicht als 

triviale Verschleißteile. Aber 

tatsächlich zählen diese zu den 

wichtigsten Komponenten eines 

Motors. Die Qualität und 

ordnungsgemäße Wartung der 

Kohlebürsten wirken sich auf 

die Laufeigenschaften und die 

Lebensdauer eines Motors aus 

und sind damit maßgeblich für 

seine Gesamteffizienz. Menzel 

Elektromotoren erklärt, was sich 

beim Umgang mit Kohlebürsten 

in der Praxis bewährt hat und 

was häufig zu Problemen führt. 

Menzel Elektromotoren wurde vor kurzem für Reparaturarbeiten 

nach Südamerika gerufen: In einer Zementmühle war der 

Hauptmotor ausgefallen, und zwar innerhalb 24 Stunden nach einem 

Wechsel seiner Kohlebürsten. Schnell stellten die Servicetechniker 

fest, dass die vor Ort beschafften Bürsten der Grund für das Versagen 

des Motors waren. Die Bürsten von minderwertiger Qualität schlugen 

Funken und beschädigten die Schleifringoberfläche. Normalerweise 

muss ein durch Bürstenfeuer beschädigter Motor in einer 

Werkstatt repariert werden. Das Menzel-Team konnte das jedoch 

innerhalb einer Woche vor Ort erledigen. Die Ingenieure nahmen dazu 

den Motor auseinander, reinigten die Teile und schliffen den 

Schleifring ab. Die Bürsten selbst wurden durch Produkte aus hochwertigem 

Material ausgetauscht, die für die Anwendung geeignet 

sind. Weil das Bürstenfeuer auch die Bürstenhalter beschädigt hatte, 

wurden neue montiert. „Es wird häufig unterschätzt, wie wichtig es 

ist, hochwertige und auf spezi fische Anwendungsbereiche ausgelegte 

Kohlebürsten auszuwählen und sie ordentlich in Stand zu halten“, 

sagt Mathis Menzel, Geschäftsführer von Menzel Elektromotoren. 

„Unkenntnis, mangelnde Erfahrung und fehlende Wartung der Bürsten 

führen dann womöglich zu schweren Motorschäden.“ 

Menzel empfiehlt Betreibern, bei der Beschaffung von Ersatzbürsten 

immer ihren Motorlieferanten zu Rate zu ziehen. Es gibt jedoch 

auch einige einfache Regeln, mit denen Betreiber selbst eine 

gute Wartungsroutine entwickeln können, damit ihre Kohlebürsten 

eine lange Lebensdauer erreichen. 

Anja Leipold, Corporate Communications, bei der Menzel 

Elektromotoren GmbH in Berlin 

Vorbeugende Maßnahmen gegen Bürstenfeuer 

Kohlebürsten sollten regelmäßig auf Verschleiß überprüft werden. 

Daher ist jederzeit eine leichte Zugänglichkeit für Inspek tion und 

Wartung zu gewährleisten. Wenn mehr als 50 % der ursprünglichen 

Länge abgenutzt sind, sollten Bürsten ausgetauscht werden, denn 

danach ist der Federanpressdruck gegen den Schleifring zu gering. 

Der flächige Kontakt ist dadurch nicht mehr zuverlässig gewährleistet. 

Die Bürsten gleiten dann nicht mehr wie erforderlich und können 

daher Funken sowie Bürstenfeuer verursachen. Funken können 

auch durch fehlerhafte Handhabung, wie schlechte mechanische 

Passung, verursacht werden. Kohlebürsten müssen leicht in ihrer 

Halterung gleiten. Sie dürfen nicht klemmen bleiben und den Kontakt 

zum Schleifring verlieren, da es sonst zu Funkenschlag kommen 

kann. Das Spiel darf jedoch auch nicht zu groß sein, denn dann kann 

die Bürste „klappern“ – statt flächiger Auflage stoßen die Kanten abwechselnd 

gegen den Schleifring und nutzen sich ab. Dadurch kann 

kein sicherer Kontakt mehr zustande kommen. 

Mehr als die Summe ihrer Bestandteile 

Was macht die Qualität von Kohlebürsten aus? Kohlebürsten werden 

zumeist aus Graphit und Kupfer hergestellt. Der Kohlenstoff 

dient als Gleitmittel und bildet eine Patina aus. Kupfer sorgt für die 

Stromleitfähigkeit. Anwendungsspezifisch können unterschiedliche 

Zusammensetzungen der Bürsten erforderlich sein. So braucht 

ein Traktionsmotor für einen Zug in Sibirien eine andere Zusammensetzung 

als ein gleichmäßig durchlaufender Antrieb in einer 

Zementmühle in der Wüste Saudi-Arabiens. Es verlangt ein hohes 

Maß an Know-how, für eine bestimmte Anwendung bzw. einen 


Motor die richtige Mischung zu bestimmen. Auch kleine Veränderungen 

der Zusammensetzung können die Eigenschaften einer 

Bürste so beeinflussen, dass sie den Anforderungen nicht mehr gerecht 

wird. Diese grundsätzlichen Zusammenhänge sind den 

meisten Betreibern auch bekannt. Sie dürften jedoch nicht den 

Fehler begehen, die Qualität von Kohlebürsten allein an der richtigen 

Zusammensetzung festzumachen. Die molekulare Struktur 

des Materials spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle und auch 

die Schnittrichtung, in der die Bürsten aus dem Materialblock geschnitten 

wurden. Beides beeinflusst, wie gut der Schleifkontakt 

ist. Des Weiteren muss durch die Verankerung der Stromseile in 

den Kohlebürsten sichergestellt werden, dass die Bürste den Strom 

über die komplette Oberfläche gleichmäßig leitet. 

Auch der Installationsort spiele in diese Frage hinein. Für baugleiche 

Motoren in identischen Applikationen sind an verschiedenen 

Standorten unter Umständen unterschiedliche Kohlebürsten 

optimal. Maßgeblichen Einfluss darauf haben sowohl Luftfeuchtigkeit 

und Umgebungstemperatur als auch die Aufstellungshöhe 

sowie abrasive Partikel aus der Kühlluft. Lastschwankungen sind 

ebenfalls relevant. Es ist also wichtig, möglichst viel über die Anlage 

und das Nutzungsprofil zu wissen. 

KUNDENSPEZIFISCHE 

ANTRIEBE 

1 min -1 – 1.000.000 min -1 

1 Ncm – 10.000 Nm 

Ø 10 mm – 1.000 mm 

Keine unterschiedlichen Größen 

Abgesehen von Kohlebürsten, die für die Anwendung ungeeignet 

sind oder nicht die notwendige Qualität haben, stoßen Menzel-Ingenieure 

häufig auf andere vermeidbare Fehler. Z. B. werden Bürsten 

unterschiedlicher Größen eingesetzt oder bei der Instandhaltung 

wird nur ein Teil der Bürsten ausgewechselt. Menzel empfiehlt 

nicht nur, niemals verschiedene Bürsten typen zu mischen, sondern 

rät auch davon ab, Bürsten verschiedener Hersteller zu verwenden. 

„Auch kleine Abweichungen in der Zusammensetzung bewirken 

unterschiedliche Widerstände und führen damit zu asymmetrischen 

Rotorströmen. Dies hat einen ungleichmäßigen Verschleiß 

zur Folge, der sich über die Zeit nur verstärkt. Wir hatten sogar schon 

Fälle, in denen Bürsten, die einfach nur aus unterschiedlichen Chargen 

stammten, zu Problemen führten. Wir verwenden daher in unseren 

Motoren nur qualitativ hochwertige Bürsten aus demselben 

Produktionslauf.“ Ein passender und einheitlicher Bürstentyp ist an 

sich noch keine Gewähr für Qualität. Werden auf den ersten Blick 

geeignete Produkte zu viel günstigeren Preisen angeboten als die 

Originalausstattung, ist Vorsicht angezeigt. Menzel empfiehlt, Kohlebürsten 

und Halterungen generell vom ursprünglichen Motorlieferanten 

zu beziehen. Nur so kann man sicher sein, die Bürsten in der 

richtigen Qualität zu erhalten. Dann ist Verlass darauf, dass sich 

kostspielige Reparaturen vermeiden lassen, die häufig durch versehentliche 

Verwendung der falschen Bürsten oder den Einsatz minderwertiger 

Produkte verursacht werden. Wichtig ist natürlich auch, 

dass die regelmäßigen Kontrollen und Instandhaltungsmaßnahmen 

gemäß Herstellerempfehlung eingehalten werden. 

Investition in Qualitätsbürsten zahlt sich aus 

Beim Kauf von Kohlebürsten darf man nicht den Rotstift ansetzen. 

Was auf den ersten Blick kostengünstig aussehen mag, zahlt sich 

auf lange Sicht nie aus. Kohlebürsten sind zu elementar für eine 

gute Motorleistung, um bei der Qualität irgendwelche Zugeständnisse 

zu machen. Hochwertige und richtig ausgewählte Kohlebürsten 

haben eine längere Lebensdauer als einfache und nicht 

passende Produkte. Die Ausgaben für qualitativ gute Bürsten und 

Halter sind ein kleiner Posten gemessen an den Gesamtkosten für 

Anschaffung und Wartung eines Motors. Sie lohnen sich allemal, 

wenn man damit die beträchtlichen Aufwendungen für Reparaturen 

einspart, die bei einem Motorausfall entstehen, und wenn sich 

dadurch vor allem auch die erheblichen Folgekosten abwenden 

lassen, die durch einen Stillstand des Betriebs entstehen. 

www.menzel-motors.com/de 

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Brandenburger Strasse 10 D-88299 Leutkirch im Allgäu 

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www.ate-system.de 

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ATE.indd 1 13.08.2018 16:32:35 

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01 Entwicklungsingenieure Shahab 

Nakhjavan (rechts) und Johannes Losch 

mit dem Mehrachsdemonstrator 

Schritt für Schritt 

Studie: Mehrachssystem ermöglicht hohe Applikationsperformance 

Im Bereich der industriellen und 

mobilen Antriebstechnik steigen die 

Anforderungen an Integrität und 

Funktionalität. Automatisierungsund 

Stabilisierungsaufgaben 

erfordern ein hohes technisches 

Systemverständnis. Als Hersteller 

hochpräziser Antriebstechnik hat 

Harmonic Drive es sich zur Aufgabe 

gemacht, ein solches 

Systemverständnis Schritt für 

Schritt aufzubauen. Im Rahmen 

einer Konzeptstudie ist es nun 

gelungen, ein vollintegriertes 

Mehrachssystem zu entwickeln. 

Johannes Losch und Shahab Nakhjavan sind 

Entwicklungsingenieure Mechatronik bei der 

Harmonic Drive AG in Limburg 

Der Mehrachsdemonstrator zeigt modular 

aufgebaute Aktuatoren, sogenannte 

Achsmodule, mit integrierter Antriebsregelung. 

Anwendungen hierfür sind u. a. sogenannte 

Pan-&-Tilt-Systeme, welche zur 

Ausrichtung und Nachführung von Azimutund 

Elevationswinkeln dienen (z. B. zur 

Stabilisierung einer Kamera). Einen großen 

Vorteil bietet die dezentrale Regelung der 

Achsen. Es werden nur eine Spannungsversorgung 

und eine Kommunikationsschnittstelle 

benötigt, um viele kombinierte Achsmodule 

anzusteuern. 

Der Mehrachsdemonstrator 

Der Mehrachsdemonstrator kann mit 

Kleinspannung betrieben werden (24– 

60 VDC) und bietet verschiedene Kommunikationsschnittstellen 

(CANopen oder 

EtherCAT). Applikationsleitungen sowie die 

Bereitstellung der Versorgungsspannung 

sind zu jedem integrierten Achsmodul 

verfügbar, wodurch keine externen bzw. 

außerhalb der Aktuatoren verlaufenden 

Applikationskabel benötigt werden. Diese 

Option ermöglicht ein robustes Design. Sowohl 

die Kommunikations- als auch die 

Versorgungsleitungen werden intern gefiltert 

und geschirmt. Das Verhalten des 

Systems hinsichtlich elektromagnetischer 

Verträglichkeit (EMV-Verhalten) konnte 

inklusive Kabel und Schirmungen verbessert 

werden. Unterschiedlichste Bewegungsabläufe 

und Stabilisierungsaufgaben 

können mit dem System realisiert werden. 

Die optimale Einstellung zwischen Ak tuator 

und Antriebsregler ermöglicht ein hohes 

Maß an Wiederholgenauigkeit. Das Modell 

weist bei einer Last von etwa 3 kg und in 

einem simultanen Bewegungsablauf aller 

Achsen eine Wiederholgenauigkeit von 

wenigen μm auf. Präzise Positionieraufgaben 

sind in vielen Automatisierungsanwendungen 

zwingend erforderlich. Die 

Studie zeigt, welche Möglichkeiten Achsmodule 

dazu bieten. 

Das Achsmodul 

Für jedes Achsmodul ist ein Servoantrieb 

der Baureihe CanisDrive in der 

Baugröße 17 mit Kleinspannungswicklung 

vorgesehen. Mit dem erstmaligen Einsatz 



02 Der Harmonic Drive 

Mehrachsdemonstrator 

03 Das Harmonic 

Drive Achsmodul 

Untersetzung i [] 50 

Maximales 

Drehmoment 

T max 

[Nm] 44 

Maximale 

Drehzahl 

n max 

[min -1 ] 146 

Stillstandsdrehmoment 

T 0 

[Nm] 33 

Hohlwellendurchmesser 

d H 

[mm] 16 

Übertragungsgenauigkeit 

[arcmin] < 1,5 

Lost Motion [arcmin] < 1 

Torsionssteifigkeit 

K 3 

[x10 3 13 

Nm/rad] 

Umgebungstemperatur 

(Betrieb) 

[°C] 0 – 40 

(Standard) 

- 46 – 63 

(erweitert) 

Leistungsdaten CanisDrive 17 A-Aktuator- 

Technologie 

der CobaltLine-Getriebegeneration 

in Servoantrieben der 

Harmonic Drive AG, stößt die 

Baureihe CanisDrive in neue 

Dimensionen hinsichtlich Drehmomentendichte, 

Lebensdauer und 

Zuverlässigkeit vor. Diese neue Antriebsbaureihe 

zeichnet sich durchgängig durch 

ein höheres maximales Drehmoment von 

30 % aus. Darüber hinaus bieten die Servoantriebe 

dieser Baureihe eine große zentrale 

Hohlwelle, welche die Durchführung von 

Versorgungsleitungen für weiterführende 

Antriebssysteme ermöglicht. Die Servoantriebe 

bestehen aus einem Synchronservomotor 

sowie der Unit der Baureihe Cobalt- 

Line-CPM. Der Servomotor ist ein permanent 

erregter Synchronmotor, ausgestattet 

mit einem speziell entwickelten Ringmagnet 

zur Optimierung der Gleichlaufeigenschaften 

und zur Erhöhung der Robustheit. 

Die Servoantriebe der Baureihe Canis- 

Drive sind erhältlich in sechs Baugrößen 

und fünf Untersetzungen zwischen 50:1 

und 160:1 bei einem maximalen Drehmoment 

zwischen 23 und 841 Nm. Das 

kippsteife Abtriebslager ermöglicht die 

direkte Anbringung hoher Nutzlasten ohne 

weitere Abstützung und erlaubt so eine 

einfache und platzsparende Konstruktion. 

Durch die hohe Schutzart und den Korrosionsschutz 

ist die 

Baureihe ideal geeignet 

für den Einsatz 

unter rauen Umgebungsbedingungen. 

Als Getriebekopf kommen die 

Units der Baureihe CobaltLine mit der Untersetzung 

i = 50 zum Einsatz. Das Getriebe 

bietet eine große Hohlwelle zur Durchführung 

weiterführender Antriebssysteme. 

Durch das verstärkte Abtriebslager mit hoher 

Kippsteifigkeit und Präzision können 

die Units schnell und einfach hohe Lasten 

aufnehmen, zeichnen sich durch ihre hohe 

Lebensdauer aus und erlauben eine platzsparende 

Konstruktion. Aufgrund der Positioniergenauigkeit 

sind stabile Maschineneigenschaften 

mit kurzen Taktzeiten möglich. 

Für die Messung der Rotor- und 

Abtriebslage wird ein eigenentwickeltes 

magnetisches Messsystem verwendet. 

Industrielle und mobile 

Automatisierung 

Mithilfe von Achsmodulen wird eine 

Vereinfachung der Umsetzung zahlreicher 

Automatisierungsaufgaben erzielt. Automatisierungstechniker 

können schneller 

mit der Applikationsumsetzung arbeiten, 

da aufwendige Integrations- und Einstellprozesse 

zwischen Antriebsregler und Aktuator 

entfallen. Der integrierte Regler ist 

auf den dazugehörigen Servoantrieb abgestimmt, 

wodurch eine Zeit- und Kostenreduktion 

im Vergleich zu einer herkömmlichen 

Inbetriebnahme erzielt wird. 

Um Bewegungsvorgaben zu ermitteln, 

können Anwender mithilfe etablierter 

Feldbus-Schnittstellen eine Kommunikation 

zu vielen verschiedenen Achsmodulen aufbauen. 

Echtzeitfähige Steuerungen ermöglichen 

es, mehrere Achsmodule synchron 

anzu steuern bzw. Abläufe zeitlich zu koordinieren. 

Der Mehrachsdemonstrator 

veranschaulicht diese Möglichkeit. 

Kompakt und robust 

Das kompakte Design ermöglicht die Einsparung 

von Motor- und Geberleitungen. 

Roboter-Kinematiken bestehen oftmals aus 

vielen verschiedenen Antrieben, wodurch 

diverse Motor- und Geberleitungen von 

Achse zu Achse verlegt werden müssen. 

Gewicht und 

Kosten können 

mit Wegfall 

dieser Leitungen eingespart 

werden. Ein häufiger Ausfallgrund 

in der Automatisierungstechnik 

ist der Kabelbruch aufgrund von zu hoher 

mechanischer Belastung. Gründe können 

bspw. Kabeltorsion und Wechselbiegung 

sein. Die Auftretenswahrscheinlichkeit dieser 

Fehlerfälle kann durch dezentrale Achsmodule 

verbessert werden, da nur noch 

Versorgungs- und Kommunikationsleitungen 

seriell verlegt werden müssen und 

nicht parallel, wie es bei einer zentralen 

Regelung üblich ist. Des Weiteren steht 

mehr Platz im Schaltschrank zur Verfügung 

bzw. kann gänzlich auf einen Schaltschrank 

verzichtet werden, sofern eine Versorgung 

sichergestellt ist. 

Mithilfe interner Verkabelung und Schirmung 

wird eine hohe Robustheit erzielt, 

welche für mobile Anwendungen von besonderer 

Bedeutung ist. Alle Leitungen 

verlaufen intern durch die einzelnen 

Hohlwellen der jeweiligen Achsmodule. 

Zusätzlich können weitere Applikationsleitungen 

durch die Hohlwellen geführt 

werden, da aufgrund der dezen tralen 

Achsansteuerung ausreichend Platz vorhanden 

ist. 

Performance-Optimierung mit 

Software 

Ein Achsmodul mit integriertem Antriebsregler 

ermöglicht es, Getriebemotor und 

Antriebsregler aufeinander abzustimmen, 

wodurch eine hohe Applikationsperformance 

erzielt werden kann. Aktuell werden 

neue Möglichkeiten zur Verbesserung der 

Übertragungsgenauigkeit validiert. Durch 

Kompensationstabellen können Genauigkeitsverbesserungen 

erzielt werden. Zusätzlich 

wird derzeit an einer neuen Methode 

zur Drehmomentmessung gearbeitet. In 

vielen Anwendungen ist eine in direkte 

Messung des Drehmoments über den Motorstrom 

nicht ausreichend, daher stellt 

eine direkte Messung des Drehmoments 

einen großen Mehrwert dar. 

Fotos: Harmonic Drive 

www.harmonicdrive.de 



Dynamische 

Präzisions-Leichtgewichte 

Eisenlose Direktantriebe sorgen für höchste Präzision in optischen Anwendungen 

Optische Geräte müssen präzise arbeiten. Die erforderliche Genauigkeit 

lässt sich am besten mit eisenlosen Direktantrieben erzielen, denn diese 

haben keine störenden Kraftrippel und zeichnen sich aus diesem Grund 

durch einen optimalen Gleichlauf aus. Die A-Drive Technology GmbH 

bietet Anwendern verschiedene Linearantriebe mit eisenlosem 

Direktantrieb. Lesen Sie mehr. 

Die Anwendungsgebiete für optische 

Geräte und Anlagen sind vielfältig: Sie 

messen die Schichtdicke, analysieren Proben 

im Labor oder übernehmen die Qualitätskontrolle 

von Produkten in der Industrie. 

Die Konstruktion und Fertigung dieser 

Systeme ist eine anspruchsvolle Aufgabe, 

denn sie müssen hochgenau sein und Auflösungen 

im Mikrometer-Bereich liefern. 

Die Präzision der Geräte hängt dabei nicht 

nur von der eingesetzten Optik ab, sondern 

auch von den in ihnen verbauten antriebstechnischen 

Komponenten. 

Tom Kiel ist Geschäftsführer der A-Drive 

Technology GmbH in Taunusstein 

Eisenbehaftete und eisenlose 

Antriebe 

Eisenbehaftete Linearantriebe eignen sich 

nicht immer für den Einsatz in diesen Anwendungen, 

denn sie bilden im Betrieb 

Kraftrippel (Rastmomente) aus, die zu 

einem ungleichmäßigen Lauf des Motors 

führen können. Das Phänomen hängt mit 

der Bauweise der Motoren zusammen: Der 

elektrische Leiter wird hier durch Nuten geführt, 

um den magnetischen Luftspalt zu 

verringern. Diese Maßnahme soll die durch 

den Luftspalt begünstigte Entstehung von 

Streuflüssen verhindern, die die Leistung 

des Motors beeinträchtigen können. Der 

Nachteil dieser Konstruktion ist, dass die 

Nuten in regelmäßigen Abständen vom 

Permanentmagneten angezogen und wieder 

abgestoßen werden und so einen unruhigen 

Lauf des Motors verursachen. 

Lineareinheit MGV bietet 

höchste Präzision 

Für optische Geräte sollte deshalb ein 

eisenloser Antrieb gewählt werden, da dieser 

über eine selbsttragende, nutenlose 

Wicklung verfügt und daher keine Rastmomente 

erzeugt. A-Drive ist Spezialist für die 

Konfiguration von Standard-Antrieben für 

sensible Anwendungen und bietet mit der 

direktangetriebenen Lineareinheit MGV 

von Akribis eine passende Lösung an. Aufgrund 

ihrer Präzisions-Linearführungen 

mit Kugelkette sowie ihres hochauflösenden 

Messsystems (1 µm) ist die MGV ideal 

für die Ausführung hochgenauer und dynamischer 

Hubbewegungen. Ihr eisenloser 

AVM-Voice Coil-Motor zeichnet sich durch 

kürzeste Anregelzeiten, eine hohe Steifigkeit 

und beste Gleichlaufeigenschaften aus. 

Seine runde Bauform ermöglicht zudem 

eine einfache Wicklung des Leiters und ist 

dadurch kostensparend. Ein weiterer Vorteil 

der MGV ist die Encoder-Index-Puls- 



Technik: Diese erlaubt ein präzises Homing 

– so ist garantiert, dass die Achse exakt 

an die gewünschte Position gefahren wird. 

Da die Lineareinheit direkt angetrieben 

wird, ist sie darüber hinaus kompakt und 

beansprucht weniger Bauraum als spindeloder 

zahnriemengetriebene Modelle. 

Die Lineareinheit MGV ist für Hublängen 

von 15 bis 30 mm ausgelegt und erzeugt 

Spitzenkräfte von 29,4 bis 315 N. Der massearme 

Tauchspulmotor weist nur eine geringe 

Trägheit auf und bewegt den Läufer 

deshalb mit höchster Beschleunigung. Diese 

Eigenschaft ist für Anwendungen in der 

optischen Industrie wichtig, da z. B. Messgeräte 

in der industriellen Qualitätskontrolle 

Prüflinge in Sekundenbruchteilen abtasten 

können müssen. Längere Prüfvorgänge 

würden die Fertigungsprozesse verzögern 

und damit zu Einbußen in der 

Produktivität führen. Ein weiterer Vorteil 

der Lineareinheit MGV liegt in ihrer Skalierbarkeit: 

A-Drive kann sie exakt an die Anforderungen 

der zukünftigen Betreiber anpassen 

und z. B. die Hubbewegungen optimal 

auf das Einsatzgebiet abstimmen. 

Spezialist für individuelle 


01 Speziell für den Einsatz in Handling- 

Anwendungen mit höchster Dynamik wurde 

die eisenlose Lineareinheit entwickelt 

A-Drive aus Taunusstein konfiguriert seit 

fast drei Jahrzehnten Antriebstechnik- 

Produkte für Anwender aus den Bereichen 

Maschinenbau und Medizintechnik und 

arbeitet mit vielen namhaften Herstellern 

zusammen. Die Beratung, die das Unternehmen 

bietet, ist aus diesem Grund 

vollkommen unabhängig: „Unser Ziel 

ist es, die bestmögliche Lösung für 

unsere Kunden zu finden“, sagt Manfred 

Brucksch-Richter, Manager Business 

Development bei A-Drive. Nicht die Anwendung 

müsse an die Technologie angepasst 

werden, sondern umgekehrt. „Wir 

verstehen uns als Ergänzung zu den großen 

Herstellern“, beschreibt Brucksch-Richter 

die Philosophie seines Unternehmens. Er 

und seine Kollegen sehen sich als ausgelagerte 

Fachabteilung der Antriebstechnik- 

Produzenten und verfügen über ein entsprechend 

großes ingenieurtechnisches 

Know-how. Bei jedem Kunden-Projekt werden 

gezielt Mitarbeiter ausgewählt, die sich 

auf dem jeweiligen antriebstechnischen 

Teilgebiet am besten auskennen. Gemeinsam 

mit dem Kunden stellt das Unternehmen 

anschließend die passenden Komponenten 

zusammen, konfiguriert diese für 

dessen Anwendung und stimmt mit dem 

Hersteller deren Modifikation ab. 

Große Bandbreite an Produkten 

A-Drive passt zahlreiche Antriebstechnik- 

Produkte individuell an bzw. stellt sie zu 

Systemlösungen zusammen: Neben Lineareinheiten 

gehören u. a. Servo- und Schrittmotoren, 

Elektrozylinder, Servoregler, 

Drehtische und Schleifringe dazu. Wie in 

allen Produktkategorien haben die Hessen 

auch bei den Lineareinheiten mit eisenlosem 

Direktantrieb Modelle unterschiedlicher 

Hersteller für verschiedene Anwendungsbereiche 

im Portfolio: Die Baureihe 

MLU von sinadrives wurde z. B. für den Einsatz 

in Handling-Anwendungen mit höchster 

Dynamik entwickelt, ist aber auch für 

den Einsatz in der optischen Industrie sowie 

in der Pharmaproduktion geeignet. Die 

U-förmige Lineareinheit verfährt mit einer 

Geschwindigkeit von bis zu 9 m/s und bie- 

02 Der eisenlose AVM-Tauchspulmotor 

verleiht der Kurzhub-Lineareinheit optimale 

Gleichlauf-Eigenschaften 

tet Spitzenkräfte von 100, 200, 300 und 

400 N sowie Nutzhübe zwischen 26 und 

1 696 mm. Die MLU zeichnet sich durch 

besten Gleichlauf aus und verfügt über ein 

lineares Messsystem mit Auflösungen von 

5, 1 und 0,1 µm. 

Für kleine, hochpräzise Bewegungen 

wurde die Baureihe XRL konzipiert. Diese 

ist mit einer direkten Positionsmessung ausgestattet, 

hat einen eingebauten Encoder 

mit einer Auflösung von bis zu 0,005 µm und 

besitzt ein optisches Messlineal. Aufgrund 

ihres modularen Aufbaus kann die XRL als 

XY-Tisch montiert werden. Ergänzend zu 

den Lineareinheiten hat A-Drive auch einen 

eisenlosen Hochleistungs-Linearmotor im 

Sortiment. Der AUM von Akribis bietet Spitzenkräfte 

bis zu 6 197 N und hat aufgrund 

seines geringen Gewichts eine hohe Beschleunigung 

und einen hohen Wirkungsgrad. 

Ein integrierter Hallgeber sorgt für die 

präzise Positionserfassung des Läufers. 

Ganz gleich, ob es um den Antrieb für ein 

optisches Gerät geht oder um eine Lösung 

für den Maschinenbau: „Wir sind erst zufrieden, 

wenn der Kunde es auch ist“, sagt 

Brucksch-Richter. „Wenn das nicht der Fall 

ist, tüfteln wir mit unseren Technologiepartnern 

weiter.“ 

Fotos: A-Drive 

www.a-drive.de 



Sammeln, saugen, 

bürsten – einfach ein 

Pflegeprogramm 

auswählen und TurfRob 

arbeitet vollautomatisch 

und ganz ohne Aufsicht 

Smarte Kunstrasenpflege 

Motoren in Robotern ermöglichen vollautomatische Behandlung der Grünfläche 

Auf vielen Sportanlagen weltweit 

weicht der Hartplatz dem 

Kunstrasenplatz. Doch ein 

Kunstrasen erfordert viel Pflege. 

Mit dem TurfRob für vollautomatische 

Kunstrasenpflege 

der Melos GmbH gehört eine 

aufwändige Wartung der 

Grünfläche nun der Vergangenheit 

an. Ausgestattet ist der 

Pflegeroboter mit Antrieben von 

Dunkermotoren. Lesen Sie mehr. 

Janina Dietsche, 

Public Relations, 

bei der Dunkermotoren 

GmbH 

in Bonndorf 

G 

emeinsam mit den Lösungen der 

Konpro GmbH ermöglichen die 

intelligenten bürstenlosen Antriebe von 

Dunkermotoren eine optimale Platzpflege. 

Insgesamt drei Antriebe sorgen dafür, dass 

der Kunstrasen vollständig gereinigt wird: 

Das Sammeln von magnetischen Kleinteilen 

sowie das Saugen und Reinigen von 

Laub, Blättern und kleinen Ästen übernimmt 

der Roboter vollautomatisch und 

ganz ohne Aufsicht. Nach dem Aufsaugen 

geht es an die Zerkleinerung des Laubs. Die 

BLDC-Motoren von Dunkermotoren werden 

hier für die Verstellung der Saug- und 

Düseneinheit eingesetzt. 

Stellt man sich bildlich den Spielablauf 

eines Fußballspiels vor, wird vor allem der 

16-Meter-Raum durch die Fußballschuhe 

belastet: Zweikämpfe, Eckstöße, Torraumszenen 

– die größte Dichte an Fußballspielern 

herrscht dort. Stellt man sich dann 

vor, welcher mechanischen Belastung die 

Kunstrasenfaser ausgesetzt ist, ist es unabdingbar 

diese auch zu pflegen, um eine 

Langlebigkeit des Kunstrasens sicherzustellen. 

Die BLDC-Motoren ermöglichen 

hier die Verstellung der Bürsten vorne und 

die der Striegeleinheit hinten. Zwei 

Die BLDC-Motoren sind aufgrund ihrer 

Bauweise verschleißarm, wartungsfrei 

und robust. Die BG-Baureihe zeichnet 

sich u. a. durch eine hohe Dynamik 

und Wirkungsgrade bis zu 90 % aus 

weitere Antriebe werden beim TurfRob als 

„Fahrantriebe“ eingesetzt. 

Einfach per App steuern 

Um jederzeit die Kontrolle über den Roboter 

zu behalten, wird dieser einfach per App gesteuert. 

Der Bediener kann so je nach Rasentyp 

und Pflegeintensität das Programm 

selbst auswählen. Anschließend verbindet 

sich das Programm mit dem TurfRob und 

lässt diesen automatisch starten. Mit einem 

Wirkungsgrad von bis zu 90 % und der Möglichkeit 

des generatorischen Betriebs ermöglichen 

die BDLC-Antriebe eine bedarfsorientierte 

Verteilung der Energie und sorgen so 

für lange Akkulaufzeiten. Über die Kommunikationsschnittstelle 

der integrierten Antriebe 

können anwendungsnahe Zustandsinformationen 

zur Analyse an übergeordnete 

Steuerungssysteme übermittelt werden. 

Nicht nur bei der intelligenten Platz pflege 

durch den Kunstrasenroboter kommen die 

BLDC-Antriebe zum Einsatz – auch in 

„smarten Fabriken“ übernehmen sie Antriebsaufgaben 

und führen diese autonom 

aus. Die in die Motoren integrierte Intelligenz 

und Sensorik bieten die Grundlage 

für Datenanalysen, Energy- und Condition 

Monitoring sowie Predictive Maintenance. 

Fotos: Aufmacher: Fotolia; Einklinker: Melos GmbH/ 

A3Plus Werbeagentur; sonst.: Dunkermotoren 

www.dunkermotoren.de 



Niederspannungs-Servomotor mit 

Sinuskommutierung 

Die Erweiterung der Black-Panther-Baureihe von Groschopp um den 

EGK80-40 bietet einige technische Vorteile: Die optional realisierbare 

Sinuskommutierung bewirkt, verglichen mit der bisherigen Blockkommutierung, 

eine höhere Effizienz, sehr gute Gleichlaufeigenschaften 

bei niedrigen 

Drehzahlen sowie eine 

geringere Geräusch- und 

Wärmeentwicklung. 

Zudem bietet der Niederspannungs-Servomotor 

eine hohe Leistungsdichte, 

Positioniergenauigkeit und 

Dynamik. Durch den 

integrierten Servo-Regler 

wird der Verdrahtungsaufwand 

und Platzbedarf auf 

ein Minimum reduziert. Der Schaltschrank kann somit kleiner 

ausgelegt werden oder entfallen. Durch die Windows-basierte 

Bedienoberfläche der Programmiersoftware kann der Antrieb ohne 

Vorkenntnisse parametriert werden. Die Software bietet neben 

Monitoring-Tools auch den Oszilloskop-Modus sowie Diagnose- und 

Tuning-Funktionen an. Neben CAN-Bus kann der EGK80-40 optional 

um die Schnittstellen Profibus oder Profinet erweitert werden. Nach 

abgeschlossener Parametrierung über die Software kann der Motor 

im unabhängigen Betrieb über E/As gesteuert werden. 

www.groschopp.de 

Plattformkonzept für 

Niederspannungsmotoren 

Mit der Generation Simotics XP bietet 

Siemens ein technologisch durchgängiges 

Plattformkonzept für alle 

explosionsgeschützten Niederspannungsmotoren. 

Als 

zukunftsorientierte 

Plattform auf Grundlage 

des bewährten Simotics- 

Baukastensystems deckt sie 

alle Zündschutzarten ab und 

ist damit optimal für den 

Einsatz in explosionsgefährdeten 

Bereichen der Prozessindustrie 

geeignet. Durch den Einsatz von standardisierten 

Auswahl- und Engineeringtools sowie einer einheitlichen 

Dokumentation, die sich flexibel an die individuellen 

Anforderungen anpassen lässt, wird der Projektverlauf vereinfacht 

und verkürzt. Das für die Prozessindustrie optimierte 

Motordesign ist durchgängig über alle Zündschutzarten in 

Effizienzklasse IE3 verfügbar und reduziert bei hoher 

Motorverfügbarkeit und verbesserten Wartungsbedingungen 

die Lebenszykluskosten. Durch den Einsatz von Digitalen 

Zwillingen wird Simotics XP Teil des digitalen Unternehmens. 

Die Erkenntnisse daraus können über den gesamten Lebenszyklus 

hinweg genutzt werden. 


ELKALUB 

Hochleistungs-Schmierstoffe 

High Performance Lubricants 

LÄUFT LÄNGER 

Sieger im Kurz- und Normalhubtest 

Wettbewerber A 

757km 

Wettbewerber B 

852km 

Wir rüsten die Linearantriebe namhafter deutscher Hersteller aus. Denn sowohl 

H1-zertifiziert als auch konventionell sorgen Hochleistungs-Schmierstoffe von ELKALUB 

für eine deutlich erhöhte Lebensdauer der Komponenten. In Kurz- und Normalhubtests 

wurde festgestellt, dass ELKALUB VP 874 in seiner Leistungsfähigkeit die 

Schmierstoffe anderer Hersteller deutlich übertrifft: 

› geringster Prüfkraftverlust, geringste Verschleißtiefe 

bei 10 Mio. Doppelhüben mit 1mm Hub und Lastverhältnis P/C=0,5 

› Längste Gesamtstrecke im Normalhubtest (siehe Balkendiagramm) 

ELKALUB VP 874 

1.071km 

Performancevorteil Gesamtlaufstrecke 

normale Hublänge 

Nonfood Compounds 

Program Listed 

ELKALUB.com

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

Handling einfach per Tablet steuern 

Bosch Rexroth hat ein disruptives Lösungspaket für kartesische 

Handlings entwickelt, das eine preisoptimierte Motion-Steuerung 

mit Webtechnologien und Mehrwertfunktionen verbindet. Er 

erfüllt hohe Anforderungen bezüglich Robustheit, Genauigkeit 

und Produktivität. Dabei setzt es auf bewährte Technologie. Die 

Bedienung erfolgt einfach über ein handelsübliches Tablet und 

Pneumatik digitalisiert 

Die universelle, programmierbare Plattform Motion Terminal von 

Festo für eine hochflexible und adaptive Automatisierung mit 

digitalisierter Pneumatik steht ganz im Zeichen der Industrie 4.0. 

Unterschiedlichste Ventilfunktionen lassen sich flexibel programmieren 

und über Motion Apps ansteuern. Das Terminal vereint die 

Funktionen von über 50 Einzelkomponenten: Das vereinfacht den 

schließt Safe Teaching, Visualisierung und Programmierung mit 

ein. Hierfür wurde eine adaptive Halterung mit Zustimm- und 

Not-Aus-Taster entwickelt. Zudem beinhaltet das Grundpaket 

eine Safety-Steuerung zum Anschluss der Tablet-Halterung sowie 

kompakte Servomotoren und Antriebe zum Bewegen der 

Kinematik. Optional wird die komplette Mechanik des Handling- 

Systems einschließlich Greifer und Linearmodulen mit Riemenoder 

Kugelgewinde antrieb geliefert. Eine weitere Option ist das 

IoT-Gateway zur Datenerfassung für die kontinuierliche Prozessverbesserung, 

etwa durch Condition Monitoring. 

www.boschrexroth.de 

Engineering-Prozess und spart Hardware-Komponenten ein. 

Maschinen- und Anlagenbauer können völlig neue Plattform- und 

Modulbauweisen anwenden. Die Anlagenbetreiber gewinnen 

Wettbewerbsvorteile durch flexible und adaptive Anlagen, 

Datentransparenz, Kommunikationsfähigkeit, höchste Prozesssicherheit 

und eine einfachere Bedienung von komplexen 

Maschinen. Durch die eingebettete Software direkt auf der 

Feldebene sind z. B. eine bessere Energieeffizienz oder auch Selbstadaptionen 

bei Prozessabweichungen einfach per Softwarebefehle 

möglich. Ein händischer Eingriff des Wartungspersonals entfällt. 

www.festo.com 

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Servoantriebe für höchste Sicherheitsanforderungen 

Servoantriebe für zentrale Steuerungskonzepte bietet Parker in 

der PSD-Serie. Für eine schnelle und flexible Kommunikation 

mit dem Controller verfügen alle Komponenten über ein 

Ethernet-basiertes Feldbussystem, das kompatibel zu Ethercat 

und Profinet ist. Werden anlagenseitig mehrere Servoachsen 

mit Ein-, Zwei- oder Mehrachsmodulen benötigt, ist eine 

Multi-Achs-Version mit zentralem Netzmodul verfügbar. 

Netzteilmodule und Achsmodule sind über den gemeinsamen 

DC-Bus verbunden. Für kleinere Maschinen gibt es eine 

Einzel-Achs-Version. Mit der SD-Speicherkarte können bei 

einem Gerätetausch alle Informationen gesichert werden. Mit 

dem FSoE-Protokoll wird der Fokus auf die Sicherheitstechnik 

gelegt. Durch Ethercat-Kommunikation ergibt sich kein 

zusätzlicher Verdrahtungsaufwand. Die frei programmierbare Sicherheitssteuerung 

wird als Erweiterungsmodul in den Ethercat-Verbund integriert. Als FSoE-Master 

kann sie sämtliche Safety-Komponenten ansprechen. 

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Leistung exakt zugeführt 

Intelligente Servotechnik für das 

Industrie-4.0-Umfeld bietet Elmo mit 

seinen „Pure Power“-Antrieben an. 

Diese können einem System exakt die 

Leistung zuführen, die benötigt wird. So 

werden störende elektrische oder 

mechanische Oberwellen, übermäßige 

Hitze im Antrieb sowie elektromagnetische 

Störungen, mechanische Vibrationen 

und Resonanzen verhindert. Die hochperformanten, 

kompakten und robusten 

Servoantriebe können Maschinenbewegungen, 

Teile und bewegliche Geräte präzise erfassen, überwachen und analysieren. Die 

Echtzeit-Kraft-, Drehmoment-, Geschwindigkeit- und Positionsmessung bietet eine 

hochauflösende Magnitude und Time-Stamp-Data für jeden Parameter. Mit den 

gewonnenen Daten kann eine multidimensionale Maschinenanalyse durchgeführt, 

Information hinsichtlich des laufenden Zustands der Maschine gewonnen und 

Hinweise über die vorbeugende Wartung zur Verfügung gestellt werden. 

www.elmomc.com 

Mehr davon auf der 

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27. -29.11.2018 in Nürnberg 

Halle1, Stand 224 

©first-art.de 

Schlanke Motorsteuergeräte 

Für enge Platzverhältnisse im Schaltschrank erweitert Rittal seine Stromverteilungssysteme 

Riline Compact um besonders schmale Motorsteuergeräte mit nur 22,5 mm 

Breite. Mit ihnen ergibt sich ein um die Hälfte reduzierter Platzbedarf gegenüber 

45-mm-Standardschaltgeräten in diesem Strombereich und sogar 75 % Platzeinsparung 

gegenüber den 90 mm breiten Wendekombinationen. 

Sie lassen sich direkt auf das Board aufstecken und erhalten 

dadurch in einem Montageschritt ihre mechanische und 

elektrische Verbindung. Es gibt sie für drei gestaffelte 

Strombereiche: 0,6, 2,4 und 9 A. Sie erfüllen die Funktionen 

des Direktstarters und des Wendestarters in nur einem 

Gerät. Bei dem 3-phasigen Motorsteuergerät handelt es sich 

um einen leistungsfähigen Hybridschalter inklusive 

Stromüberwachung. Mit dem Eingangssignal schaltet 

zunächst die Elektronik zu, für die Hauptdauer übernehmen 

dann die mechanischen Kontakte. Eine Diagnosefunktion 

erkennt interne und externe Fehler. 

www.rittal.de 

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Automatisierungssystem. 

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Fax +49 6441 966-137 

www.lti-motion.com 

info@lti-motion.com

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

Flexible Automatisierung für die 

Hutschiene 

Die CPU-Einheit CP 731 von 

Sigmatek mit Intel Atom 

E3827 Dual-Core-Prozessor 

eignet sich für komplexe 

Steuerungs-, Regelungs- und 

Motion-Control-Aufgaben. 

Sie kann lüfterlos betrieben 

werden. Im Standard 

integriert sind ein 512 kByte 

SRAM, 2 GByte DDR3L 

Arbeitsspeicher und eine 

1 GByte microSD-Karte. Die Schnittstellen wie 2 × Ethernet, 

2 × Varan, 1 × CAN, 1 × USB 3.0 und 1 × USB 2.0 sind leicht 

zugänglich angeordnet. Flexibilität für Applikationstasks bietet die 

CPU durch zwei Echtzeit-Ethernet Varan-Manager, die parallel 

betrieben werden können. Somit lässt sich die Buslast individuell 

auf zwei Stränge verteilen. Einzelne Applikationsteile können via 

Software einem Core und einem Varan-Manager zugewiesen 

werden. Kombiniert werden kann die Hutschienen-CPU mit dem 

S-Dias-System, dessen kompakte I/O-Module direkt über die 

seitliche Bus-Schnittstelle angeschlossen werden können. Das 

OPC-UA-Protokoll sorgt für plattformunabhängige 

Kommunikation. 

www.sigmatek-automation.com 

Motorschutzschalter mit vereinfachter 

Konfiguration 

Mit den Motorschutzschaltern GV4 erweitert Schneider Electric 

sein TeSys-Programm um den Leistungsbereich von 0,25 bis 

55 kW. Die Serie umfasst die magnetischen Motorschutzschalter 

GV4 L sowie die Modelle GV4 P und GV4 PEM mit magnetischem 

und thermischem Schutz vor Kurzschluss und Überlast sowie 

zusätzlichen Alarm- und 

Fehlerdifferenzierungsfunktionen. 

Zur einfachen 

Wartung und Konfiguration 

ist der GV4 PEM mit 

NFC-Technologie 

ausgestattet. Seriennummer, 

Datenblätter und 

Betriebsanleitungen können 

damit per App direkt vom Gerät 

ausgelesen werden. Durch den direkten Zugriff auf Schutzeinstellungen 

oder Fehlerhistorie können zudem umgehend 

Maßnahmen zur schnellen Diagnose und Wartung eingeleitet 

werden. Die Schalter können per Ein-Klick-System auf einer 

Rückwand oder einer DIN-Hutschiene montiert werden. Für 

eine dauerhafte Verbindung sorgt die EverLink-Klemmentechnologie, 

mit der die Einzeladerverbindungen per Federdruck 

gehalten werden. 

www.schneider-electric.de 

Kompakter Controller kommuniziert via Ethercat 

Die intelligenten Motion-Controller der Serie Epos4 Compact von 

Maxon Motor sprechen nun eine zusätzliche Sprache: Die 

neuen Ethercat-Ausführungen entsprechen dem 

CoE-Standard (CAN application layer over Ethercat) 

und können einfach in bestehende Ethercat- 

Netzwerke integriert werden. Sie bieten eine 

anschlussfertige und einfache Lösung für die 

Ansteuerung von bürstenbehafteten 

DC-Motoren und bürstenlosen EC-Motoren 

(BLDC) mit Spitzenströmen bis zu 30 A. Dank des 

modularen Aufbaus eignen sie sich für Applikationen 

mit Ein- und Mehrachssystemen in kleinen Geräten 

und Maschinen sowie in der Robotik. Neben der 

intuitiven Software Epos Studio stehen Windows-DLL 

und Linux Shared Objects Libraries für die Einbindung 

in verschiedenste Mastersysteme zur freien 

Verfügung. Eine ausführliche Produktdokumentation 

rundet das Angebot ab. Erhältlich sind 

die flexibel einsetzbaren Steuerungen mit 

Ethercat in zwei Leistungsausführungen: 

50 V/8 A und 50 V/15 A. Weitere Varianten der 

Compact-Serie (Epos4 Compact 24/1.5 

Ethercat & Epos4 Compact 50/5 Ethercat) werden 

bis Ende 2018 folgen. 

www.maxonmotor.com 

VERTRAUEN IN EINE 

STARKE VERBINDUNG 

LQ Group. 

Systemlieferant für 

elektromechanische Ausrüstungen 

im Maschinen- und Anlagenbau. 

Wir machen es einfach. 

www.lq-group.com

Echtzeit-Austausch von Prozess- und Sicherheitsdaten 

ABB bringt neue Sicherheits-CPU-Module auf den Markt, die als Sicherheitssteuerung 

und Sicherheitsgerät fungieren können. In Verbindung mit der speicherprogrammierbaren 

Steuerung AC500/AC500-S können die Module Prozess- und Sicherheitsdaten 

nicht nur von einer Steuerung zu mehreren Geräten übertragen, sondern 

auch von einem Gerät zu mehreren 

Steuerungen. Hierbei kommt die Profinet/ 

Profisafe-Funktionalität Shared Device zum 

Einsatz. Die Lösung ersetzt Gateways, die 

teuer sind, wertvollen Platz im Schaltschrank 

beanspruchen und aufgrund der 

Beschränkung auf nur 12 Bytes von Sicherheitsdaten 

pro Gateway keine Realtime- 

Kommunikation von umfangreichen 

Sicherheitsdaten erlauben. Mit der Lösung 

können bis zu vier SPS-Controllersystemen 

maximal 1 440 Bytes von Prozessdaten zugeordnet werden, darunter höchstens 

384 Bytes von Daten zur funktionalen Sicherheit. Dies ermöglicht schnellere Reaktionen 

und optimiert so die Produktion und die vorausschauende Wartung, was 

wiederum die Stillstandzeiten reduziert. 

www.abb.de 

NEWSLETTER 

Der E-Mail-Service 

für Anwender 

aus dem gesamten Umfeld 

mechanischer und 

elektrischer Antriebstechnik. 

Aktuelle Nachrichten 

rund um mechanische, 

thermische und elektrische 

Antriebstechnik, 

sowie deren Steuerungen 

und Regelungen. 

Sicherheit für Mensch-Maschine-Kollaboration 

Motion Controller mit redundanter Sicherheitsabschaltung 

nach dem Safe-Torque- 

Off-Prinzip (STO) bietet die Baureihe MC 

5004 P STO von Faulhaber. Damit wird die 

Energieversorgung zum Motor sofort 

unterbrochen, sodass er kein Drehmoment 

mehr erzeugen kann. Die Geräte sind 

damit für den Betrieb bis Sicherheitsintegritätslevel 

SIL3 und Performancelevel 

PL e zertifiziert. Auf das Signal einer 

Sicherheitseinrichtung, z. B. einer Lichtschranke, wird die angetriebene Einheit 

normkonform abgeschaltet, das Ereignis lokal und übergeordnet signalisiert bzw. 

visualisiert. Zugleich entsprechen die Geräte mit ihrer Kommunikationsfähigkeit 

den Anforderungen hochgradig vernetzter Prozesse. Sie stehen mit den Schnittstellen 

USB, RS232, CANopen und EtherCAT zur Verfügung. Damit sind sie zur 

Echtzeit-Kommunikation mit der übergeordneten Prozessleittechnik fähig. Die 

Controller kommen ohne externes Sicherheitsrelais für die Unterbrechung der 

Motorversorgung aus. 


Robotik für die Smart Factory 

Das Modell der Pilz Smart Factory setzt sich aus insgesamt vier Modulen zusammen, 

die miteinander vernetzt, als intelligente Produktionsstraße personalisierte Produkte 

fertigen. Dabei sind von der Sensorik über die Antriebstechnik bis hin zur Steuerung 

und Robotik sämtliche Komponenten des Herstellers vertreten. Teil der Smart 

Factory sind die neuen Service-Robotik-Module mit Manipulator-, Steuerungs-, 

Bedien- und Software-Modul. Dabei ist Pilz Motion Control (PMC) als Robotersteuerung 

die Schnittstelle zwischen Manipulatormodul, Bedienmodul und der Steuerung: 

Die Antriebssteuerung PMCprimo MC übernimmt das Bewegungs-Management des 

Roboterarms. Wesentliches Merkmal der Service-Robotik-Module ist Offenheit, 

z. B. dank des Software-Frameworks 

ROS. So können sich Anwender ihre individuelle 

Service-Roboter-Applikation 

zusammenstellen. 

www.pilz.com 

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INFORMIERT 

http://bit.ly/News_VFV

Von der 

Rolle 

Folienhersteller ersetzt alte 

Systeme durch neue Drehgeber 

und Längenmesssysteme 

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. 

Material für 60 000 Chipstüten – so viel Verpackungsfolie passt auf 

eine ganz normale Rolle, wie sie bei Constantia Flexibles in 

Wiesbaden tagtäglich aus der Produktion kommt. Seit seiner Gründung 

1949 hat sich das Unternehmen zu einem weltweit agierenden 

Experten für flexible Verpackungslösungen entwickelt. Twistfolien, 

wie sie für verdrillte Bonbonwickler benötigt werden, gehören zu 

den erfolgreichsten Produkten des Unternehmens. Sie müssen dünn 

genug sein, um ausreichende Umdrehungen zu ermöglichen und 

damit das Bonbon sicher zu umhüllen. Andererseits muss das Material 

dick und robust genug sein, damit die Verpackungsmaschinen 

sie sicher greifen und verarbeiten können. Außerdem soll die Folie 

später in der verdrillten Form verharren und darf sich nicht selbsttätig 

wieder öffnen. Zusätzlich gelten hier höchste Anforderungen 

an die verwendeten Materialien und die Hygiene in der Verarbeitung, 

da direkter Kontakt zu den verpackten Lebensmitteln besteht. 

All das sorgt dafür, dass dieses Geschäft eine Menge an Expertenwissen 

voraussetzt – und genau damit hat sich Constantia Flexibles 

in der Nahrungsmittelbranche, aber auch der Pharma- und der 

Getränkeindustrie einen Namen gemacht. 

Das Unternehmen unterhält, neben dem Stammsitz in Wien, 

Standorte auf der ganzen Welt wie die Constantia Ebert GmbH in 

Wiesbaden. Hier hat man sich auf das Herstellen und Veredeln von 

Folien spezialisiert. Nach der Produktion werden sie nach Kundenwunsch 

bedruckt, bedampft oder beklebt und anschließend für den 

späteren Einsatz passend konfektioniert. 

Maßgeschneiderte Folien 

Neben technischen Folien für Dichtungsmasse oder Reinigungsmittel 

stellt Constantia Ebert vor allem Folien für die Direktverpackung 

von Lebensmitteln her. Entsprechend hoch sind die Anforderungen 

an die Qualität der Materialien und auch an die Hygiene über den 

gesamten Prozess. So werden Folien z. B. nach ihrer Bedruckung 

noch einmal mit einer weiteren Folie beklebt, damit der Aufdruck 

beim Transport nicht abgerieben werden kann und die verpackten 

Süßigkeiten später keinen direkten Kontakt zur Farbe haben. 

Kunden ordern hier die Verpackungsfolien genauso, wie sie 

später für den eigenen Prozess benötigt werden. So werden in 

Wies baden nicht nur Folien auf Extrusionsmaschinen hergestellt 

und anschließend veredelt – die Produkte werden auch geschnit- 

ten und gewickelt, wie die Verpackungsmaschinen beim Kunden 

das vorgeben. 

Für Bonbonwickler werden schmale Streifen benötigt, während 

für Chipstüten große Felder verwendet werden. Auch die Dicke der 

fertigen Rollen hängt vom Kundenwunsch ab. Bis zu 15 000 laufende 

Meter auf einer einzigen Rolle sind durchaus üblich. 

Eine besondere Herausforderung gibt es auch hier: Da die 

Schnittkanten minimal dicker sind als der Rest der Bahn, würde 

sich bei der hohen Anzahl der Wicklungen eine große Abweichung 

des Rollendurchmessers ergeben. An den Rändern würde sie deutlich 

dicker sein als in der Mitte, was die Weiterverarbeitung erschweren 

würde, denn es käme dadurch zu unterschiedlichen 

Drehzahlen für das Abwickeln. Probleme wären vorprogrammiert, 

sodass man die Rollen changierend wickelt. Dafür gleitet die Walze 

während des Wickelns horizontal hin und her, die Wulst am Rand 

verteilt sich über einen ganzen Bereich und der Aufbau am Rand 

bleibt in einem unkritischen Rahmen. 

Nähe und Qualität entscheiden 

Eine ganz wichtige Anlage im Prozess ist der Rollenschneider. Hier 

werden fertige Folien nach Wunsch konfektioniert. Damit die Menge 

am Ende stimmt, sorgt hier ein Längenmesssystem von Wachendorff 

für das richtige Maß. Neben den Laufmetern für die korrekte Folienlänge 

pro Spule werden die Daten auch in die Betriebsdatenerfassung 

übermittelt. „So können wir sehen, wie weit einzelne Aufträge sind 

oder wie viele Meter wir in einer Schicht produzieren“ erklärt Burkhard 

Baum, der in Wiesbaden für die technische Instandhaltung verantwortlich 

ist. „Wir hatten hier schon immer einen Drehgeber – das alte 

Modell eines Mitbewerbers fing allerdings bei hohen Drehzahlen an zu 

springen. Er ließ dadurch manchmal Meter aus, sodass die Längen am 

Ende nicht stimmten.“ Darum machte man sich auf die Suche nach 

einem Modell, das den hohen Ansprüchen besser genügen würde 

und wurde bei seinem Lieferanten Wachendorff Automation fündig. 

„Wir verwenden Drehgeber dieses Herstellers schon seit rund 

zehn Jahren“ erklärt Baum. „Immer, wenn irgendwo Geber erneuert 

werden müssen, stellen wir auf Wachendorff Automation um“, zeigt 

er sich begeistert. Der Grund liegt dabei nicht nur im guten 

Preis-Leistungs-Verhältnis der Produkte: „Die räumliche Nähe zu 

Wachendorff Automation spielt natürlich auch eine große Rolle“, 



01 Der Anpressdruck des Federarms von Wachendorff Automation kann eingestellt werden 

02 Für den Wechsel der Rollen oder sonstige Arbeiten am Laufband ist der Federarm 

mit wenigen Handgriffen weggeklappt und arretiert 

03 Am Extruder wird die Drehgeschwindigkeit direkt an der Walze abgenommen 

04 Wegen der strengen Hygienevorschriften mit Kittel und Haarnetz: 

Burkhard Baum (Mitte) mit Wachendorff Vertriebsingenieur Fouad Boudraa und 

Produktmanager Dieter Schömel 

führt er aus. Schließlich liegt Wiesbaden nur wenige Kilometer vom 

Wachendorff-Sitz in Geisenheim entfernt, wo die Drehgeber entwickelt 

und gebaut werden. „Schneller kann man Produkte und Service 

gar nicht bekommen – wenn es ganz eilig ist, bringt ein Kollege, 

der in Geisenheim wohnt, die Teile, die wir brauchen, einfach mit“ 

beschreibt er die unkomplizierte Zusammenarbeit. 

Denn wenn ein Drehgeber nach Jahrzehnten doch einmal ausfällt, 

dann muss es schnell gehen, um die Produktion aufrecht erhalten 

zu können. Da aus alten Zeiten noch ganz unterschiedliche 

Typen und Fabrikate unterschiedlicher Hersteller hier im Einsatz 

sind, ist eine vorbeugende Lagerhaltung schwierig. Umso besser, 

wenn mit Wachendorff Automation ein Lieferant in der Nähe ist, 

der ein sehr breites und tiefes Portfolio an Drehgebern im Programm 

hat, das keine Wünsche offen lässt und der auch das entsprechende 

Zubehör schnell liefern kann. 

Baum. Zur Arretierung wird einfach nur ein Stift herausgezogen, 

während der Bewegung festgehalten und wieder losgelassen, wenn 

der Arm in der gewünschten Position ist. So verbleibt der Arm dann 

sicher fixiert, bis der Stift wieder gelöst und der Arm zurückgeklappt 

wird. „Das spart Montagezeit und Nerven“, lacht Burkhard Baum. 

Nach diesem gelungenen Test wird er das neue System aus dem 

Hause Wachendorff Automation sicherlich künftig öfter einsetzen. 

Fotos: Aufmacher: Constantia, 01– 04: Wachendorff 

www.wachendorff-automation.de 

Vorteile für Instandhalter 

Speziell am Rollenschneider gab es bestimmte Vorgaben, die der 

neue Drehgeber erfüllen sollte: Da die Messung direkt auf der Folie 

erfolgt, muss das Material für die Lebensmittelindustrie geeignet 

sein: Leicht zu reinigen, mit genügend Grip auf der Folie, aber ohne 

Abrieb. Außerdem sollte der Anpressdruck variabel einstellbar sein, 

denn bei zu wenig Druck würde das Messrad wieder springen, während 

bei zu viel Druck Spuren auf der Folie entstehen können. Und 

für das Tagesgeschäft besonders wichtig: Der Arm sollte komplett 

wegklappbar sein, da hier sehr häufig die Rollen gewechselt werden 

und manchmal auch komplett neu durch alle Walzen der Anlage 

gefädelt werden müssen. „Wenn man dann jeweils den Arm abbauen 

muss, entstehen unnötige Wartezeiten und Montagekosten – das 

wollten wir unbedingt vermeiden“, so Baum weiter. 

Das neue Längenmesssystem konnte genau das bieten, was gefragt 

war: Der Federarm lässt sich exakt mit der Kraft vorspannen, 

die man für die jeweilige Aufgabe benötigt. „Wir haben ausprobiert, 

wie fest das Laufrad angedrückt werden muss und dann einfach mit 

Edding-Stiften Markierungen auf der Rasterung gemacht – so findet 

jeder unserer Monteure nach einem Umbau die richtige Position 

auf Anhieb wieder“ berichtet Baum aus der Praxis. 

Was die Oberfläche des Laufrades betrifft, sind bei Wachendorff 

verschiedene Varianten wählbar. „Wir haben uns für glatten 

Kunststoff entschieden, um Abrieb und Spuren zu vermeiden“, 

erklärt Baum. 

Der entscheidende Vorteil liegt für den Instandhalter aber in der 

Bauweise des Längenmesssystems: Der drehbar gelagerte Federarm 

kann mit einem Handgriff nicht nur von der Walze weggeklappt, 

sondern auch in dieser Position arretiert werden. „Dann ist 

er aus dem Weg und man kann ungehindert Rollen wechseln“, so 

I N T E L L I G E N C E T H A T M O V E S 

WWW.ROTEK-MOTOREN.DE 

antriebstechnik 9/2018 53 

ROTEK.indd 1 21.03.2018 09:22:37


IoT-fähige Messtechnik ebnet den Weg zu 

Industrial Analytics 

Die bewährte Message-Geräteserie von Delphin Technology 

wurde nun um ein neues Mastergerät für die industrielle Messwerterfassung 

und Analyse erweitert. Mit ProfiMessage D können 

Anwender eine Profinet-Schnittstelle nutzen und über OPC UA 

Server/Client mit Fremdsystemen kommunizieren (optional mit 

Wlan-Schnittstelle). Beliebige Messwerte lassen sich erfassen, 

analysieren und automatisch zu Cloud Datenbanken übertragen. 

Mit den umfangreichen Signalverarbeitungsfunktionen, Schnittstellen 

und der ausgereiften Messtechnik stellt das Gerät ein 

ideales IoT Device dar. Anwender haben so optimale Voraussetzungen, 

ihre Maschinen-, Anlagen- oder Prüfstandsdaten intelligent 

zu verarbeiten und zu übertragen. Über ein Display ist es 

möglich, wichtige Konfigurationsdaten und Messwerte vor Ort 

und ohne PC abzulesen. Weiteres Feature der ProfiMessage 

D-Geräte ist ihre leistungsfähige Prozessortechnik. Sie stellt 

genügend Ressourcen zur Verfügung, um Anwendungen rund um 

das Thema „Industrial Analytics“ zu realisieren. Markenzeichen 

der Geräteserie sind die 

universell einsetzbaren 

Sensoreingänge, eine hohe 

Datensicherheit und die 

vielfältigen Schnittstellen. 

www.delphin.de 

Positionsanzeige für prozesssichere 

Linearverstellungen 

In Kombination mit dem extern angeschlossenen linearen 

Magnetsensor MS500H ist die Positionsanzeige AP20S von Siko 

gut gerüstet, um die Position von Linearführungen bzw. Schieberverstellungen 

in Maschinen zu erfassen. Für den Bediener sind 

Soll- und Istposition direkt an der Verstellposition 

sichtbar, und diese Informationen 

werden auch an die übergeordnete Maschinensteuerung 

übertragen. Damit ist sie 

geeignet für den Einsatz in flexiblen Produktionsmaschinen 

jeder Art, z. B. Verpackungsmaschinen, 

Holzbearbeitungsmaschinen 

und Printmaschinen. Wo Produktionsmaschinen 

von Hand umgerüstet 

und eingestellt werden, 

um flexibel immer kleinere 

Losgrößen zu fertigen oder 

zu verpacken, bieten 

busfähige Positionsanzeigen von Siko 

Prozesssicherheit und kürzeste Rüstzeiten bei 

den Produktwechseln. Fehleinstellungen der Maschine gehören 

der Vergangenheit an, womit auch Ausschuss und Werkzeugbeschädigungen 

ausgeschlossen sind. 

www.siko-global.com 

Kraftaufnehmer zum Erfassen großer Druckkräfte 

Mit dem Kraftaufnehmer C6B bietet HBM eine flexible Lösung zum wirtschaftlichen 

Erfassen großer Druckkräfte. Er erfasst Nennkräfte von 200 kN bis 10 MN mit einer 

Genauigkeitsklasse von 0,5. Einsatzgebiete finden sich in der Bauindustrie, Schwerindustrie 

und Metallverarbeitung sowie bei dynamischen Messaufgaben in 

Forschung und Entwicklung. C6B ist sehr robust und verfügt über ein hermetisch 

verschweißtes Gehäuse aus rostfreien Materialien. Als Ausführung mit integriertem 

Kabel erreicht der Sensor die Schutzart IP68. Da der Kraftaufnehmer druckstabförmig 

aufgebaut ist, hat der Sensor einen sehr kurzen Messweg, was den Einsatz bei 

sehr schnellen Messungen, z. B. Aufprallversuchen, ermöglicht. Anwender profitieren 

von einer einfachen und schnellen Inbetriebnahme, da sich der Sensor 

optimal der Anwendung anpasst. Für die Installation stehen verschiedene elektrische 

Anschlussarten zur Verfügung. Zudem ist der Kraftaufnehmer mit Lasteinleitungen 

erhältlich, wodurch die Messunsicherheit in der Anwendung reduziert wird. 

www.hbm.com 

Seilzugsysteme für den Einsatz bei engen 

Platzverhältnissen 

Die Seilzugsysteme der Serie SZG von Wachendorff Automation 

sind robust und dennoch äußerst kompakt, sodass sie den Einsatz 

in sehr engen Bereichen ermöglichen. Zudem messen sie präzise 

die Position oder Positionsänderung von Objekten. Qualitätsbestimmende 

Bestandteile der Systeme sind ein Präzisionsmessseil 

und ein auf die konkrete Messaufgabe abgestimmter Drehgeber, 

der die Wegänderung in ein Signal wandelt. Die Mechanik ist 

optimal an die inkrementalen Drehgeber der Serie WDGI58B 

oder die absoluten Drehgeber WDGA58B angepasst. Der Drehgeber 

ist bei Auslieferung bereits montiert. Die Seilzugsysteme 

sind besonders schnell und einfach zu montieren. 

www.wachendorff-automation.de 



Frequenzmessumformer als Drehzahlwächter und Pulscounter einsetzbar 

Turck erweitert seine Interfacegerätefamilie IMX mit dem Frequenzmessumformer 

IMX12-FI. Die Geräte sind nicht nur als Drehzahlwächter einsetzbar, sondern auch als 

Pulscounter. In beiden Modi übertragen sowohl die einkanalige als auch die zweikanalige 

Variante Eingangsfrequenzen bis zu 20 000 Hz. Der einkanalige IMX12-FI kann auch Schlupf, 

Rechts-/Links-Lauf sowie Über- oder Unterdrehzahl überwachen. Ebenso kann der Nutzer 

ein Drehzahlfenster zur Überwachung parametrieren. Die zweikanalige Variante überträgt 

die jeweiligen Eingangsimpulse auf die analogen Ausgänge. Auch die Differenz zweier 

Frequenzen kann das Gerät auf einen Ausgang übertragen. Der Anwender kann den 

Frequenzmessumformer über IO-Link und ein FDT-Framework wie Pactware individuell auf 

seine Applikation anpassen. Es kann mit 0/4 – 20 mA aktiv oder passiv betrieben werden. 

Turck bietet Varianten mit Schraub- oder Federzugklemmen sowie mit oder ohne Hutschienen-Spannungseinspeisung 

an. Zudem kann der Frequenzmessumformer im 

Spannungsbereich von 10 bis 30 VDC betrieben werden, was den Einsatz in solar- oder 

windkraftbetriebenen Modulen erlaubt. 

www.turck.com 

Kraftaufnehmer für 

Druck-/Zugkräfte 

von 100 bis 500 N 

Die miniaturisierten Biegebalken-Kraftsensoren 

der 

Baureihe FS12 von Inelta sind 

in Ausführungen für Druck-/ 

Zugkräfte bis 100, 200 bzw. 

500 N erhältlich. Durch die 

geringen Abmessungen von 

30 × 9 × 8 mm (L × B × H) und 

ein Gewicht von nur 20 g 

eignen sich die DMS-basierten 

Sensoren mit Schutzart IP65 

zur präzisen Kraftmessung in 

Anwendungen mit begrenztem 

Einbauraum. Zu den typischen 

Einsatzbereichen zählen die 

taktile Kraftmessung in 

Roboterarmen, Belastungsprüfungen 

kleiner Bauteile 

oder die Messung von Fadenoder 

Seilspannungen. Trotz 

der geringen Abmessungen 

halten die FS12-Modelle 

vergleichsweise hohen 

Belastungen stand: Der 

Biegebalken aus Stahl gewährleistet 

eine Grenzkraft von 

150 % F.S. Im Nenntemperaturbereich 

von – 10 bis + 70 °C 

weisen die Sensoren eine 

geringe Linearitätsabweichung 

von unter 0,25 % F.S. auf, der 

Temperatureinfluss liegt unter 

0,5 % F.S./10 K. Die Signalausgabe 

erfolgt als 2 mV/V-Signal. 

Zur Fixierung auf ebenen 

Flächen verfügen die Sensorgehäuse 

aus vernickeltem 

Stahl über drei Montagebohrungen 

mit 2,1 mm 

Durchmesser. 

www.inelta.de 

DIE KUPPLUNG. 

FÜR DIE WELT DER 

INDUSTRIE 

Sicherheitskupplungen 

Lamellenkupplungen 

Zahnkupplungen 

RW-KUPPLUNGEN.DE


Sensoren zur See 

Drehgeber, Neigungssensoren und Winkelaufnehmer bewähren sich im maritimen Einsatz 

Von Sensoren für den maritimen 

Einsatz werden neben hoher 

Präzision unbedingte 

Ausfallsicherheit, minimaler 

Wartungsaufwand und die 

Ausstattung mit geeigneten 

Busschnittstellen verlangt. 

Forderungen, denen ein Spezialist 

für kunden spezifische Sensorik 

mit hoch robusten, EMV-sicheren 

Ausführungen, seewasserfesten 

Gehäusen, redundanter 

Messwerterfassung und 

verschleißfreien magnetischen 

Messsystemen gerecht wird. – 

Ein Querschnitt durch 

die typischen Einsatzbereiche. 

01 FSG-Sensoren auf der Brücke: 

Windfahnen, Anemometer, Anzeigegeräte 

und Encoder für die 

Kommandogeber-Position 

W 

ährend sich Seeleute vergangener 

Zeiten mit ein paar Hilfsgeräten zur 

Navigation begnügen und sich sonst ganz 

auf ihre Erfahrung verlassen mussten, hängen 

Steuerung und Manövrierfähigkeit 

heutiger Fracht- und Containerschiffe überwiegend 

von Sensoren ab. Ein großer Teil 

davon dient der Überwachung von Motoren 

und elektronischen Systemen. Daneben 

aber erfordern z. B. die Erfassung der 

Schiffskrängung, der Ruderlagen oder der 

Propellerblattstellungen elektromechanische 

Messsysteme, die Bewegungen und 

Positionen in elektrische Signale übersetzen. 

Ebenso ist die Positionserfassung 

von Ankerwinden, Schiffskranen und anderen 

Hebevorrichtungen heute ohne den 

Einsatz von Winkelsensoren undenkbar. 

Nicht zuletzt dienen Encoder auch der 

Wandlung von Kommandogeber-Positionen 

in Steuersignale. 

Stefan König ist Leiter Vertrieb bei FSG 

Fernsteuergeräte Kurt Oelsch GmbH in Berlin 

Neigungen und Stellwinkel 

erfassen 

Der Ausgleich von Krängungen beim Verladen 

und die sichere Lastenbewegung setzen 

eine zuverlässige Erfassung der Schiffs- oder 

Plattformneigungen voraus. Die Neigungssensoren 

der Baureihe PE-MEMS…/GS70 

von FSG gewährleisten durch ihr mikroelektromechanisches 

Messsystem eine hochgenaue, 

redundante Messung von Neigungen 

in der x- und y-Achse im Messbereich von 

± 60° bzw. 0 – 360° bei Einachs-Neigungssensoren. 

Je nach Winkelbereich und Signalausgang 

erreichen sie eine Genauigkeit 

von ± 0,05°. Zusätzlich sorgt ein integrierter 

Gyrosensor für die Kompensation von 

Schockbeanspruchungen. Die Neigungssensoren 

im passivierten Alu- oder V4A- 

Edelstahlgehäuse eignen sich für den Temperaturbereich 

zwischen – 40 und + 80 °C 

und erfüllen die technischen Sicherheitsanforderungen 

gemäß der Normen IEC 61508 

(SIL 2) und EN 13849 (PLd). Die Signalausgabe 

erfolgt wahlweise mittels CANopenoder 

CANopen-Safety-Protokoll, alternativ 

können die erfassten Werte auch als 4 – 20- 

mA-Normsignale ausgegeben werden. 

Drehgeber von FSG dienen auch unmittelbar 

der Manövrierfähigkeit von Schiffen: 

So überwachen die magnetischen Winkelaufnehmer 

der MH620-Serie die Propellerblattstellungen 

im Bugstrahlruder. Auch 

diese verschleißfrei arbeitenden Singleturndrehgeber 

sind im Sinne der funktionalen 

Sicherheit redundant ausgeführt. Als 

Rückmeldegeber für die Ruderlage kommen 

die Varianten der Reihe MH620/Z zum 

Einsatz. Sie verfügen zusätzlich über eine 

rückseitige Kreisskala mit Zeiger, welche 

die Wellenposition zur exakten Justierung 

der Geber anzeigt. 

Auf der Brücke 

Der Miniatur-Drehgeber MH609y-II-CAN 

wurde speziell zur Winkelaufnahme in sehr 

beengten Platzverhältnissen entwickelt und 

dient der Achsenerfassung von Kommandogebern 

zur Schiffsteuerung. Trotz seines 

geringen Durchmessers von 22,2 mm und 

einer Gehäuselänge von unter 39 mm integriert 

der nur 80 g leichte Encoder einen redundanten 

Hall-Sensor zur Winkelerfassung 

von 0 – 360° und eine CAN-Bus-Schnittstelle. 

Seine kontaktlos messende Hall-Sensorik 

erreicht eine Auflösung von 12 Bit/360° und 

gewährleistet eine mechanische Lebensdauer 

von mindestens 300 Mio. Zyklen. Der 

Miniatur-Encoder mit einer 6 mm starken 



02 Winkelaufnehmer dienen der Erfassung der Ruderlage – 

der Neigungssensor überwacht den Krängungswinkel des Schiffs 

03 Auch zur Steuerung der Ankerwinsch und der Überwachung der 

Schiffskran-Kinematik liefert FSG alle erforderlichen Sensoren 

Welle aus Edelstahl 1.4305 und einem seewasserfesten 

Aluminiumgehäuse hält Temperaturen 

von – 40 bis + 80 °C stand. Zudem 

zeichnet er sich durch hohe Schock- und 

Vibrationsfestigkeit aus. Zur Messung von 

Windgeschwindigkeiten bis maximal 50 m/s 

und der Windrichtungen liefert FSG Anemometer 

des Typs AN-60/MH und Windfahnen 

der Serie WR-Z/MH. Durch den 

speziell gekapselten Aufbau des magnetisch 

arbeitenden Messsystems sind die 

Windsensoren für den Einsatz unter extrem 

rauen Bedingungen geeignet. 

Zur Darstellung aller erfassten Größen, 

wie z. B. der Winkel- und Neigungspositionen 

sowie der Windgeschwindigkeiten, hat 

der Berliner Hersteller passende Analogoder 

Digitalanzeiger mit beleuchteten und 

beliebig gestalteten ein- oder mehrfarbigen 

Skalenblättern, Zeigerwinkeln und Zeigerdrehpunkten 

im Programm. 

Kontrolle von Ankerwinsch und 

Kran-Anwendungen 

Zum sicheren Setzen und Lichten des Ankers 

ist es von höchster Bedeutung, jederzeit 

die Länge der gesteckten Ankerkette oder 

-trosse zu kennen. Um beim Einholen ein 

Pendeln des Ankers und Beschädigungen 

am Schiffsrumpf zu vermeiden, muss zudem 

die Leistung der Winsch geregelt werden. 

Zur Messung und sicheren Regelung 

der Ankerwindenmotoren stellt FSG mit 

den Drehgebern des Typs MH10/10-CAN/ 

GS125 und den Nockenschaltwerken der 

Serie G15-MH1023/8SEN/GS120 robuste 

Lösungen bereit, die den funktionalen und 

sicherheitsrelevanten Anforderungen voll 

entsprechen. Ebenso liefert das Unternehmen 

Neigungs- und Positionsaufnehmer für 

die Überwachung der Schiffskran-Kinematik. 

Zur Neigungserfassung dienen auch hier 

die universellen Neigungssensoren der 

Baureihe PE-MEMS…/GS70, während sich 

Schwenkwinkel und -geschwindigkeit der 

Kranausleger mit den magnetischen Multiturn-Drehkranzgebern 

des Typs MH14/12- 

CAN messen lassen. Dazu werden die Drehkranzgeber 

mit Schutzart IP68 über ein verfedertes, 

spielfreies Zahnrad mit dem Zahnkranz 

des Auslegerantriebs verbunden. Für 

die Längenmessung der ausgelassenen 

Kran- bzw. Hubseile gibt es die Seilzuggeber 

der SL-Baureihe. Ausführungen dieser Baureihe 

sind für Seillängen bis zu 30 m verfügbar. 

Beim Aufwickeln sorgt eine Seiltrommelmechanik 

dafür, dass das flexible Messseil 

aus rost- und säurebeständigem Edelstahl 

stets in Lagen mit konstanten axialen 

Abständen auf die hochgenaue Messtrommel 

gespult wird. Die Trommelumdrehungen 

werden vom magnetischen Multiturngeber 

der Baureihe MH1023 aufgenommen, 

der bis zu 64 Umdrehungen erfasst. Optional 

lässt sich der robuste Seilzuggeber auch 

mit anderen handelsüblichen Drehgebersystemen 

kombinieren. 

Zuverlässig seit Jahrzehnten 

Das Berliner Traditionsunternehmen entwickelt 

und fertigt anwendungsorientierte 

Systemlösungen für nahezu jede industrielle 

mess- und regelungstechnische Anforderung. 

Die Entwicklungs- und Versuchs- 

„Robustheit ist nicht genug: Auf Anfrage sind alle 

Sensoren mit DNV GL-Zertifikat verfügbar.“ 

Abteilungen führen alle erforderlichen 

Funktionstests praxisnah durch und überprüfen 

in rechnergestützten Simulationen 

Maßnahmen zum EMV-Schutz. Neben einer 

Vielzahl von Standardprodukten zur Winkel-, 

Neigungs- und Längenerfassung liefert 

FSG vor allem kundenspezifische Lösungen 

für Einsatzgebiete, in denen Messgeräte 

und Aufnehmer rauen klimatischen Bedingungen, 

starken Erschütterungen und Vibrationen 

sowie heftigen mechanischen Einwirkungen 

standhalten müssen. Dazu zählen 

neben dem Schiffs- und Offshore-Bereich 

Krananlagen, Bagger und Baumaschinen, 

der Schienenverkehr sowie Anwendungen 

der Wasser- und Energiewirtschaft. 

Fotos: FSG 

www.fernsteuergeraete.de 


SUMMER OF ENGINEERING 

ZU GAST 

BEI POSITAL FRABA 

01 Geschäftsführer Christian 

Leeser (rechts) im Gespräch 

mit Chefredakteur Dirk Schaar 


“Spielfreude” und Industrieunternehmen 

– das passt auf den 

ersten Blick nicht gleich zusammen. 

Für den Drehgeber-Hersteller 

Posital Fraba aus Köln ist sie 

allerdings fest in der Firmen-DNA 

verankert. Aber was bedeutet 

Spielfreude, wie wirkt diese sich 

auf die Technologien aus und 

warum macht sie das Unternehmen 

so einzigartig? Unsere Innovationsscouts 

haben einen Tag lang 

mitgespielt... 

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Dirk Schaar, Leitender 

Chefredakteur, Vereinigte Fachverlage GmbH, Mainz 


WIR SIND ALLE IN 

EINEM SPIEL 

WAS IST SUMMER OF ENGINEERING? 

Im Sommer 2018 gingen unsere Redakteure bereits im dritten Jahr 

auf multimediale Deutschland-Tour. Diesmal drehte sich alles um 

„Innovation Excellence“, also Unternehmen, die von uns wegen ihrer 

besonderen Fähigkeiten ausgewählt wurden. Eine Station dieser 

Roadshow führte und zu Posital Fraba in Köln. Sie möchten mehr 

über unsere Tour erfahren? Spannendes finden Sie auf unserem Blog: 

www.summer-of-engineering.de 

SUMMERof 2018 

ENGINEERING

Et hätt noch immer jot jejange * – so lautet der §3 des „Kölschen 

Grundgesetzes“. Der Kölner meint damit: Was gestern gut 

gegangen ist, wird auch morgen funktionieren. Genau das 

könnte man auch über die Firmengeschichte der Posital Fraba 

GmbH sagen. Seit 100 Jahren ist der Kölner Hersteller von Drehgebern 

nun im Markt unterwegs und hat Höhen und Tiefen durchlebt. Aber 

es ist immer irgendwie gut gegangen. Dass man heute so gut aufgestellt 

ist, hat man einem Wandel in der Firmenphilosophie zu 

verdanken – als vor 25 Jahren Christian und Dr. Achim Leeser die 

Posital Fraba übernahmen. Aber der Reihe nach. 

Hier zwischen Neumarkt und Dom liegt sie also, die Firmenzentrale 

der Fraba GmbH. Mitten in der Kölner Fußgängerzone 

klingeln wir am Türschild. Die Tür öffnet sich und nun sind es noch 

ein paar Treppen bis zum Ziel. Wir betreten den großen Raum, in 

dem zunächst alles weiß zu sein scheint: die Wände, die Tische, die 

Stühle… Und Türen suchen wir beinahe vergeblich. Jeder Mitarbeiter 

hat heute Morgen wieder nicht „seinen“ Platz eingenommen, 

sondern sich im offenen „Hotelkonzept“ einen Platz gesucht. „Das 

trägt zur effizienten Nutzung der Räume bei. Es gibt bei uns keine 

Sicht- und Informationsbarrieren. Und jeder im Team hat Zugang 

zu all unseren Primärdaten“, erklärt uns Christian Leeser, Geschäftsführer 

und Anteilseigner der Posital Fraba. So setzt man auf 

ein internes Kommunikationssystem, das sämtliche Mitarbeiter 

offen einbindet und nahezu auf E-Mails verzichtet. Das kommt vor 

allem dem täglichen Austausch innerhalb der weltweiten Standorte 

zugute. Kundenanfragen können so schneller und umfassender 

über Grenzen hinweg beantwortet werden. „So kann jeder die 

maximale Leistung für das Unternehmen bringen“, sagt Christian 

Leeser. Aber das war nicht immer so. 

IN GUTEN UND IN SCHLECHTEN ZEITEN 

Im Jahr 1918 gründete Franz Baumgartner mit einem Patent für 

einen Petri-Schalter die Firma Franz Baumgartner elektrische 

Apparate GmbH – kurz Fraba. Als Pionier im Bereich elektrischer 

Steuerungssysteme wuchs sein Unternehmen in den folgenden 

Jahren rapide. 1960 stellt man das erste mobile Dialysesystem vor 

und bereits 1963 beginnt der Verkauf von absoluten „Bürsten“ 

Gebern – und damit der Einstig in das Drehgebergeschäft. Im Alter 

von 80 Jahren zog sich der Firmengründer schließlich 1968 zurück 

und übergab die Geschäfte an seine Neffen. Die Fraba beschäftigte 

damals 400 Mitarbeiter. Obwohl nur 5 Jahre später der erste optische 

Absolutdrehgeber auf den Markt gebracht wurde, sorgten 

02 Jörg Paulus (links): „Durch Mass Customization 

schaffen wir es, dass der Kunde innerhalb von nur drei Tagen 

sein Produkt auf dem Tisch liegen hat.“ 

03 Das „Hotelkonzept“ 

trägt zur effizienten 

Nutzung der Räume an 

allen Fraba-Standorten bei

04 

Blick in die Produktion im 

polnischen Slubice 


05 Die Montage der 

Drehgeber erfolgt zwar manuell, 

aber nach voll automatisierten 

Anweisungen 

06 Dr. Michael Löken 

erklärt die Unterschiede zwischen 

optischen und magnetischen 

Drehgebern 

Fehlentscheidungen und verpasste Chancen in anderen Bereichen 

für den rapiden Abstieg des Unternehmens. 1993 erfolgte die entscheidende 

Wende: Dr. Achim und Christian Leeser und Axel 

Wiemann, Leiter der Drehgebersparte von Fraba, übernahmen die 

Firma mit ihren noch 110 verbliebenen Mitarbeitern. „Mein Bruder 

und ich kamen aus dem Beratungsgeschäft. Wir wollten ein Unternehmen 

kaufen und es komplett neu gestalten. Nur marode musste 

es sein, da wir kein Geld hatten“, erinnert sich Christian Leeser 

25 Jahre zurück. Die Brüder hatten dabei eine klare Vorstellung von 

einer Organisation: „Wir wollten Mitarbeitern nicht ihre Grenzen 

aufzeigen, sondern ihnen zeigen, dass sie mehr schaffen können, 

als sie sich selbst zutrauen. So stießen wir dann auf die Fraba, bei 

der unser Vater als freier Handelsvertreter lange aktiv war, und 

starteten mit der Umstrukturierung unseres neuen Unternehmens.“ 

Aber es sollte für die drei Gründer der nun entstandenen Fraba- 

Gruppe nicht einfach werden, ihre gemeinsame Mission und Leitprinzipien 

umzusetzen, zu sehr war das Unternehmen geschwächt. 

„Die verbliebenen Mitarbeiter waren demoralisiert, die Räumlichkeiten 

marode – eigentlich war alles platt! So mussten wir in den 

ersten vier Jahren heftig ums Überleben kämpfen, mussten Teilbereiche 

verkaufen, umziehen und haben letztlich auch durch 

Glück diese Zeit überstanden“ erzählt Christian Leeser. Ihre vier 

Kernwerte „Kompetenz“, „vollständige Information“, „faires Geben 

und Nehmen“ und „dynamische Entwicklung“ ließ sich nur allmählich 

in die DNA des Unternehmens einbringen. 

Der endgültige Start in die neue Ära gelang im Jahr 1998 mit der 

erfolgreichen Konsolidisierung des Drehgebergeschäfts und profitablem 

Wachstum. Fraba beschäftigte damals 50 Mitarbeiter. Weiteres 

Wachstum, neue Mitarbeiter und neue Produkte kamen schnell 

hinzu. „Aber ein ganz wichtiger Schritt fehlte uns noch zur endgültigen 

Umsetzung: Wir wollten unser bis dahin handwerkliches 

Geschäftsmodell in ein komplett digitalisiertes, zukunftsfähiges 

System umwandeln, um uns skalierbar und vor allem global aufstellen 

zu können“, erinnert sich Christian Leeser. Mit der Eröffnung 

des Fertigungswerkes im polnischen Slubice, der Computerisierung 

der Fertigungsprozesse, der Implementierung eines neuen 

Internet-basierenden EDV-Systems und der Gründung der Entwicklungsgesellschaft 

am Standort Aachen hat Fraba die grundlegende 

und zukunftsweisende Strukturänderungen erfolgreich 

einführen können. 

05 06 


SPIELFREUDE IMMER DABEI 

„Wir wollten in unserer Firma immer etwas Besonderes machen, 

durchaus Risiken eingehen und vor allem polarisieren, denn unsere 

Erfahrungen aus der Beraterzeit zeigten, dass das Engagement 

junger Mitarbeiter oftmals in großen Unternehmen schwindet“, 

erklärt Christian Leeser. Seine Antwort war: Spielfreude! „Diese 

macht heute unsere Prozesse aus. Spielfreude ist eine Situation, in 

der eine Gruppe von Menschen auf ein Ziel gerichtet auf einem 

Leistungsniveau zusammenarbeitet, das höher ist als 100 % von 

dem, was man glaubt erreichen zu können. Kein Mitarbeiter 

braucht dabei Angst zu haben, Fehler zu machen. Wir alle befinden 

uns in einem Spiel, in dem jeder im Team alles für den gemeinsamen 

Sieg tut und hochmotiviert ist.“ Und dabei ist dem Geschäftsführer 

klar, dass sich ein solches Konzept nicht einfach vorschreiben lässt, 

sondern nur die Basis dafür geschaffen werden kann, damit Spielfreude 

entsteht und wächst. 

Etwas Besonderes hat die Fraba dann schließlich auch mit ihrem 

neuen und ungewöhnlichen Standort in der Kölner Innenstadt 

geschaffen. Die Lage und die Büroräume sind so ausgelegt, um neue 

Mitarbeiter zu rekrutieren, die längst in der digitalen Arbeitswelt 

angekommen sind. So konkurriert man nicht mehr mit dem Wettbewerb 

im alten Industrieumfeld, sondern eher mit Digitaldienstleistern, 

denen man durchaus schon einige Talente entlocken konnte. 

Auch die Firmensprache Englisch trägt sicherlich dazu bei, dass junge 

talentierte Mitarbeiter ein Auge auf Fraba als Arbeitgeber werfen. 

„An erster Stelle stehen aber unsere Kernwerte, die vom Management 

genauso wie von den Mitarbeitern bedingungslos eingefordert 

werden können. Unsere Informationspolitik ist so offen, dass jeder 

Mitarbeiter Zugang zu allen Informationen hat, selbst bis zu 

Gehaltsliste der Kollegen und Führungskräfte“, so Christian Leeser. 

Mit dieser Offenheit – Open Book Policy genannt – will man nicht 

nur Mitarbeiter halten, sondern gezielt, ohne Widerstände, anspornen 

und motivieren. „Wir glauben, dass die Organisation am 

leistungsfähigsten ist, wenn alle Informationen ohne Widerstände 

dahin fließen, wo sie genutzt werden und jeder einzelne viel mehr 

weiß, als es in vielen anderen Unternehmen der Fall ist. Oberste 

Aufgabe für jeden Mitarbeiter ist es, sich in diesem System und für 

sein Themengebiet überflüssig zu machen. Die Geschäftsleitung 

hat dafür zu sorgen, dass niemand dadurch einen Nachteil erfährt, 

sondern dafür belohnt wird“, ist sich Christian Leeser sicher. 

VOLLAUTOMATISIERT ZU LOSGRÖSSE 1 

Das Spiel endet bei Posital Fraba nicht bei den Mitarbeitern. Es 

greift, wenn es um den wirtschaftlichen Erfolg und um die Entwicklung 

neuer Technologien und Geschäftsprozesse geht. Mass Customization, 

der Produktfinder und die Einführung magnetischer 

Multiturn-Drehgeber – statt optischer Systeme – sind die wesentlichen 

Eckpunkte dabei. 

„Als wir die Produktion von Köln nach Slubice verlagert haben, 

war unser Ziel, eine komplette Standardisierung und Digitalisierung 

der Fertigung zu realisieren“, erinnert sich Jörg Paulus, Deutschland- 

und Europachef bei Posital Fraba. Basis dafür bildete ein bis 

heute modular aufgebauter Encoder-Baukasten, mit dem sich über 

1 Mio. unterschiedlicher Sensorvarianten realisieren lassen. Der 

Kunde kann sich online über den Produktfinder aus über 3 000 erfassten 

Bauteilen in kürzester Zeit seinen optimal konfigurierten 

Drehgeber generieren. Verfügbarkeit und sogar der Preis wird 

07 Der Wiegand-Draht ist 

das Herzstück der magnetischen 

Multiturn-Drehgeber 

gleich mit ausgegeben. In Zukunft soll auch das Ersatzteilgeschäft 

darüber abgewickelt werden. Dafür wird das Angebot der Marktbegleiter 

digitalisiert und der Kunde kann über eine Cross-Reference 

das zu seiner Applikation passende, adäquate Fraba-Produkt 

finden und bestellen. „Hiermit tragen wir den Anforderungen der 

Maschinenbauer nach maßgeschneiderten Produkten, kleinsten 

Losgrößen und einer schnellen Lieferung Rechnung. Durch Mass 

Customization schaffen wir es, dass der Kunde innerhalb von nur 

drei Tagen sein Produkt auf dem Tisch liegen hat, mit Express sogar 

innerhalb von 24 Stunden“, erklärt Jörg Paulus. 

Jährlich verlassen so mehr als 5 000 verschiedene Encoder 

Varianten das polnische Werk mit seinem einzigartigen Fertigungskonzept. 

Gesteuert wird die Fertigung vollautomatisch. Der Mitarbeiter 

erhält den Auftrag über sein Tablet und führt ihn Schritt für 

Schritt durch – geführt von Piktogrammen und klaren Arbeitsanweisungen. 

„Wir benötigen daher in Sublice keine Facharbeiter, 

sondern können sogar neue Mitarbeiter innerhalb von zwei Wochen 

in alle Abläufe der Produktion einarbeiten, weil das gesamte Auftragswesen 

lückenlos digitalisiert ist. Wir haben einen Weg gefunden, 

bei dem wir die Intelligenz der Fertigung aus den Köpfen der Mitarbeiter 

in unser System bringen konnten“, so Jörg Paulus. 

EIN FAST MAGISCHER PROZESS 

Von der Kölner Innenstadt machen wir uns nun auf die Fahrt nach 

Aachen. Dort betreibt Posital Fraba seit 2011 sein Entwicklungszentrum 

für elektronische und mechanische Produkte innerhalb der 

Industrieautomation. Heute arbeiten hier 40 Ingenieure und Techniker 

aus 20 Nationen, um innovative Produkte und fortschrittliche Technologien 

zu entwickeln. „Der Standort ist nicht zufällig gewählt, bietet 

Aachen doch mit seinen technischen Hochschulen die idealen 

Voraussetzungen, um die besten Ingenieure für unser Unternehmen 

zu finden.“, freut sich Dr. Michael Löken, Leiter des Entwicklungszentrums, 

als er uns durch die Räume führt. Und auch hier entdecken 

wir wieder das schon bekannte Hotelkonzept – bis auf einen Raum: 

Über ein ausgeklügeltes Spulensystem windet sich der dünne 

Draht durch die Maschine. Für das Auge ist es kaum erkennbar, 

aber der aus der Legierung Vicalloy bestehende Draht hat seine 

08 Ingenieure arbeiten im Fraba-Entwicklungszentrum in 

Aachen an Verbesserungen der Produkte 


Hochtouren. „In Aachen dient die Maschine in erster Linie der 

Forschung und Entwicklung. Wir wollen diesen beinahe magischen 

Prozess der Herstellung noch weiter erforschen und dadurch unsere 

Produkte noch besser für unsere Kunden machen. Die Technologie 

steht erst am Anfang. Zudem planen wir aber auch hier zu produzieren, 

denn als Alleinlieferant haben wir heute schon jede Menge 

Unternehmen, die den Wiegand-Draht von uns beziehen. So können 

wir eine stabile und zuverlässige Lieferkette garantieren“, freut sich 

Dr. Michael Löken auf eine spannende Zeit. 


09 Mit dem Produktfinder kann der Kunde innerhalb kürzester 

Zeit seinen optimalen Drehgeber konfigurieren 

Struktur in diesem aufwendigen Fertigungsprozess mit Kaltumformung 

und Tempern deutlich verändert. „Der in diesem Raum 

hergestellte Wiegand-Draht ist das Herzstück unserer heutigen 

magnetischen Multiturn-Drehgeber“, so Dr. Michael Löken. 

Der in Aachen produzierte Wiegand-Draht weist durch parallele 

weich- und hartmagnetische Bereiche eine Hysteresekurve mit 

ausgeprägten Sprungstellen auf. Die plötzliche Änderung der Magnetisierung 

verursacht in einer nahen Spule einen Spannungsimpuls, 

dessen Größe und Form nicht davon abhängt, wie schnell das 

äußere Magnetfeld sich ändert. Die US-Erfindung aus den beginnenden 

70er-Jahren, die auf John Wiegand zurückgeht, garantiert 

absolute Multiturn-Positionsmessungen – ohne Batterien und 

wartungfrei. „Die ursprünglich im Bereich Zugangskontrollkarten 

angewandte Technologie setzen wir seit 2005 ein. Wir waren damit 

der erste Lizenznehmer des Erfinders, der die Wiegand-Energy- 

Harvesting-Technik für Drehgeber-Anwendungen nutzbar machte“, 

erklärt Dr. Michael Löken. Als das von John Wiegand gegründete 

US-Unternehmen HID 2012 das Produkt aufkündigte, entschloss 

sich das Führungsteam von Posital Fraba kurzerhand, die gesamte 

Technologie, inkl. Maschinen, Muster, Anleitungen, usw. zu kaufen. 

„Auch die Wiegand-Bibel mit allen Rezepturen konnten wir übernehmen“, 

berichtet Dr. Michael Löken. So wurde eine Maschine 

nach Aachen verfrachtet, die zweite produziert heute am Fraba- 

Standort im amerikanischen Hamilton den besonderen Draht auf 

VIDEO 

www.summer-of-engineering.de/fraba_2018 

Kommen Sie mit auf die 

spannende Reise durch die 

Welt von Spielfreude und 

Drehgeber-Technologie 

bei Posital Fraba in Köln 

und Aachen 

EIN QUANTENSPRUNG 

Nur 15 mm lang und 0,25 mm dick – so wird der Wiegand-Draht 

konsequent schon seit vielen Jahren in die Posital Fraba-Sensoren 

eingebaut. 2005 kam so bereits die erste Serie von magnetischen 

Multiturn-Drehgebern auf den Markt. Zuvor hatte man mit Hochdruck 

an einer Alternative zur optischen, absoluten Positionserfassung 

gesucht. „Christian Leeser kam damals zu mir und sagte: Der 

optische Drehgeber ist tot – wir sollten in Zukunft auf die magnetische 

Technologie setzen“, erinnert sich Jörg Paulus. Und er sollte Recht 

behalten, bieten diese Sensoren doch zahlreiche Vorteile und machten 

Posital Fraba zum Trendsetter unter den Encoder-Herstellern. Erst 

die Weiterentwicklung der Hall-Sensorik und immer leistungsfähigerer 

Mikrocontroller mit intelligenter Signalverarbeitung ebneten 

den Weg zu magnetischen Absolutwertgebern, die problemlos 

Auflösungen von 16 Bit mit einer Genauigkeit von 0,09° erzielen. 

„Treiber unseres Erfolgs sind heute völlig neue Produkte, wie unsere 

hochauflösenden magnetischen IXARC-Anbaudrehgeber oder die 

Kit-Encoder für Motorfeedback, mit denen wir den Markt technologisch 

aufgemischt haben und den Kunden eine Alternative zu aufwendigen 

und teuren optischen Abtastsystemen und klassischen 

Resolvern an die Hand geben konnten“, freut sich Jörg Paulus. 

SELBSTBEWUSST IN DIE ZUKUNFT 

An dieser Stelle endet nun unser Streifzug durch die Welt von Posital 

Fraba und die spannende 100-jährige Firmengeschichte, aber 

nicht, ohne einen Blick in die Zukunft zu werfen, denn das Team 

von Christian Leeser hat viel vor: „Wir wollen auch beim Verkauf 

unserer Produkte ungewöhnliche Wege gehen. Dazu nutzen wir 

bereits Amazon, Conrad Elektronik und Mercateo, werden diese 

Absatzkanäle aber weiter ausbauen“, erklärt der Geschäftsführer. 

Und auf die Frage, ob man sich auch ein Beispiel an Google nehme, 

antwortet Christian Leeser selbstbewusst: „Wir haben unsere Ideen 

lange vor Google entwickelt und auch Industrie 4.0 hatten wir nie 

als Orientierungspunkt. Wir haben immer die Dinge losgetreten, 

die uns persönlich wichtig waren und das Gesamtkunstwerk Posital 

Fraba ins Spiel gebracht haben. Das wird auch in Zukunft so sein.“ 

Der Tag hat uns gezeigt, wie innovativ und „anders“ das Unternehmen 

ist. Dabei geht das Team in Sachen Firmenphilosophie 

und Technologieentwickung oft ungewöhnliche Wege. Aber genau 

dies macht das Kölner Unternehmen so besonders. Posital Fraba ist 

für künftige Herausforderungen bestens aufgestellt. Man wird weiterhin 

mit Ideenreichtum hochwertige Produkte für seine Kunden 

entwickeln und dabei immer im Spiel bleiben. 

*Es ist noch immer gut gegangen. 

www.posital.de 



Robuster Sensor für Neigung, 

Beschleunigung und Vibration 

Der neue Inertialsensor von Micro-Epsilon wurde für raue Umgebungsbedingungen 

entwickelt. Vibrationen und Schwingungen 

lassen sich damit zuverlässig überwachen. Die kompakten 

Sensoren liefern trotz kleiner Bauweise hochpräzise Messergebnisse. 

Sie sind außerdem extrem temperaturstabil und zeigen sich 

in industrieller 

Umgebung 

äußerst robust. 

Mit diesen 

Sensoren werden 

Neigung, 

Beschleunigung 

und Vibration 

bestimmt. 

Neigungssensoren 

überwachen 

sicher 

und präzise die 

Neigungswinkel von Maschinen und Maschinenkomponenten. 

Sie bieten eine Winkel-Rückkopplung für die Bewegungssteuerung 

oder zur Erkennung kritischer Kippstellungsgrenzen. Im 

Einsatz sind sie bspw. bei Kränen, um so rechtzeitig vor deren 

Umsturz oder einem bevorstehenden Unfall zu warnen. Die 

Sensoren zur Beschleunigungs- und Vibrationsmessung überwachen 

sicher und präzise die Beschleunigungswerte von sensiblen 

Anlagenteilen und eignen sich für Überwachungsaufgaben 

oder zur vorausschauenden Systemwartung. In Landmaschinen 

integriert, überwachen sie u. a. das Mähwerk, um Kollisionen 

zu erkennen und somit Schäden zu verringern oder gänzlich 

zu verhindern. 

NEU 

Release 

03/2018 

KISSsoft Highlights 

Fordern Sie noch heute eine kostenlose Testversion 

von KISSsoft unter www.KISSsoft.AG an! 

▪ Festigkeitsbewertung von asymmetrischen 

Verzahnungen 

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Effektive Überwachung per 

Dehnungssensor 

Piezoelektrische Dehnungssensoren von Kistler bewahren 

Maschinen vor Überlast und helfen dabei, die Beanspruchung 

von Werkzeugen in Fertigungsbereichen wie der Stanz-, 

Umform- und Fügetechnik genau zu überwachen. Dank 

einfacher Montage und weitem Messbereich eignen sie sich 

besonders für das Retrofitting bestehender Anlagen. Die sehr 

kompakt bauenden Sensoren können an geeigneter Stelle mit 

nur einer Schraube direkt an der Maschine befestigt werden. 

Treten unregelmäßige Kraftspitzen auf, wird dies sofort registriert, 

ohne dass die Sensoren selbst Gefahr laufen, beschädigt 

zu werden – bei Überlast „rutschen“ sie solange auf der Oberfläche, 

bis eine Entlastung erfolgt. Dank hoher Eigenfrequenz 

und weitem Messbereich spielt es keine Rolle, ob die auftretenden 

Kräfte sehr klein oder sehr groß sind. Piezoelektrische 

Oberflächendehnungssensoren sollen somit ein Frühwarnsystem 

für effektiven Maschinenschutz bieten, das dabei hilft, 

teure Stillstandzeiten zu reduzieren. Um wertvolle Prozessdaten 

auch bei einzelnen Montageschritten 

zu gewinnen, bietet der 

Hersteller auch Dehnungssensoren, 

die als Messdübel 

direkt in das Werkzeug 

integriert werden. 

www.kistler.com 

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Maschine – Werkzeug – Prozess 

Wie die Skiving 3 -Technologie die Produktionskapazität eines Getriebe-Herstellers steigert 

Bei dem italienischen 

Getriebe-Spezialisten SIAP 

ist die erste Liebherr 

Skiving-Maschine LK 500 

im Einsatz. Sie eignet sich 

besonders für Innenverzahnungen 

und ist zugleich 

eine innovative Investition, 

die Produktivität und 

Qualität gleichermaßen 

maximieren soll. 

Die Stadt Maniago steht in Italien in erster 

Linie für eines: Messer und Schneidwerkzeuge. 

Am Wildbach Còlvera am Fuß 

der karnischen Alpen wurden seit dem 

15. Jahrhundert mit Wasserkraft die Schleifsteine 

der Messerschmiede angetrieben – 

der Beginn einer großen handwerklichen 

Tradition, aus der sich ein industrielles 

Zentrum entwickelt hat. Seit 1960 baut SIAP 

dort Getriebe, seit 1988 als Teil der international 

tätigen Carraro-Gruppe. Getriebe, 

Achsen und Auftragsproduktionen sind das 

Geschäft der Italiener. 

„Wir befinden uns ständig im Wachstum“, 

erklärt Geschäftsführer Paolo De Col. In den 

letzten Jahren wurde das Firmengelände 

permanent erweitert. „Wir müssen praktisch 

jedes Jahr eine neue Halle anbauen.“ 

Dazu gehört natürlich auch eine ständige 

Erweiterung des Maschinenparks, der inzwischen 

auf über 200 Maschinen angewachsen 

ist – rund 30 davon aus dem Hause 

Liebherr. Die letzten Neuerwerbungen 

waren eine Wälzschleifmaschine LCS 500, 

eine Wälzfräsmaschine LC 300 und – als 

Thomas Weber ist Marketingleiter bei der 

Liebherr-Verzahntechnik GmbH in Kempten 

erste ihrer Art in einer Produktionsumgebung 

– die Wälzschälmaschine LK 500. 

Partnerschaft mit langer Historie 

„Mit Liebherr verbindet uns eine lange Geschichte. 

Zum einen sind zwei Liebherr-Gesellschaften 

unsere Kunden, die Verbindung 

zum Konzern besteht daher schon lange. 

Zum anderen haben wir 2003/04 ein Werk 

in Indien eröffnet, das wir mit rund 25 Liebherr-Maschinen 

ausgestattet haben“, erzählt 

Paolo De Col. „Die Teile wurden in Deutschland 

gefertigt und in Indien zusammengesetzt. 

So entstand gleichzeitig mit unserer 

Niederlassung die Liebherr Machine Tools 

India in Bangalore. Wir haben durch die Bestellung 

der Carraro-Gruppe von 25 Maschinen 

den indischen Markt geöffnet, der sich 

in unserer Produktion von der Qualität der 

Maschinen überzeugen konnte.“ 

Auch beim Thema Wälzschälen hat SIAP 

Vertrauen in die Kemptener Technologien 

bewiesen. In Maniago steht die erste produzierende 

Wälzschälmaschine des Unternehmens. 

„Für uns ist Skiving ein neues, interessantes 

Thema. Mit Liebherr haben wir 

die Chance, eine neue Maschine mit einem 

neuen Prozess gemeinsam weiterzuentwickeln. 

Liebherr lernt hier alle Herausforderungen 

der Massenproduktion kennen – 

wir haben dafür Zugriff auf die Entwickler 

und können in unserem Sinne Verbesserungen 

anstoßen – sowohl an der Maschine 

als auch am Prozess und den Werkzeugen.“ 

Der Liebherr-Ansatz Skiving 3 (Maschine, 

Werkzeug und Technologie) kommt auch in 

der Zusammenarbeit mit SIAP zum Tragen. 

Kosten und Qualität im Fokus 

Auf die Frage, warum SIAP die neue Technologie 

überhaupt einführt, antwortet Vertriebsleiter 

Luca Cadelli: „Der Markt fordert 

dieses Bearbeitungsverfahren. Wälzschälen 

verspricht eine bessere Qualität bei sinkenden 

Kosten. Diese Kombination ist für unsere 

Kunden unwiderstehlich, denn jeder 

achtet auf Kosten und Qualität.“ Cadelli und 

De Col gehen davon aus, dass eine erfolgreiche 

Einführung des Skiving³-Prozesses 

mittelfristig wettbewerbsentscheidend ist. 

Bei SIAP produziert die LK 500 z. B. Innenverzahnungen 

– ein klassisches Einsatzgebiet 

für das Wälzschälen, da hier alternativ 

nur die wesentlich langsamere Technik 

des Wälzstoßens zum Einsatz kommen 

kann. „Wir sind mit der Produktionsgeschwindigkeit 

sehr zufrieden“, berichtet 

der Geschäftsführer. „Die Maschine arbeitet 


01 Skiving 3 eignet 

sich besonders für 

Innenverzahnungen 

02 Der Maschinenpark von SIAP umfasst über 200 Einheiten – rund 30 davon von Liebherr 

etwa fünfmal so schnell wie unsere Stoßmaschinen. 

Wenn wir unsere Produktion 

ausweiten, vergleichen wir die Anschaffung 

einer Skiving-Maschine mit dem Kauf von 

drei Stoßmaschinen der neuesten Generation.“ 

In diesen Vergleich fließen dann auch 

die weiteren Kosten ein: Bedieneranzahl, 

Aufstellfläche, Werkzeugkosten, Rüstzeiten. 

Schon ohne die Wälzschälmaschine verfügt 

SIAP aktuell über eine tägliche Produktionskapazität 

von 3 000 Hohlrädern. 

Schälen wird Räumen teilweise 

ersetzen 

Für große Stückzahlen setzt SIAP auf fünf 

Räummaschinen. Da die Räumnadeln bei 

geringen Losgrößen in der Anschaffung 

und im Schärfen sehr teuer sind, werden sie 

bei SIAP für gerade Verzahnungen eingesetzt. 

In Zukunft erwartet das Unternehmen 

eine teilweise Ablösung des Prozesses 

durch Skiving. „Räumen wird sich künftig 

nur noch für Massenproduktionen lohnen. 

Gerade bei großen Zahnrädern werden die 

Werkzeugkosten entscheiden, ob wir räumen 

oder schälen“, prophezeit Paolo De 

Col. Ab einer gewissen Größe werden die 

Räumwerkzeuge so teuer, dass sich das Verfahren 

ohnehin nicht mehr lohnt. 

Ein weiterer entscheidender Vorteil des 

Schälens: Die Qualität bleibt über die 

gesamte Standzeit des Werkzeugs durchgängig 

hoch. „Der Prozess ist absolut stabil. 

Damit erfüllt Schälen drei Ansprüche: 

Qualität, Kostenvorteil und Beständigkeit 

des Prozesses.“ 

Da SIAP nicht nur Zahnräder, sondern 

auch komplette Getriebe produziert – z. B. 

für Gabelstapler – verfügt das Unternehmen 

über eine tiefe Prozess- und Qualitätskompetenz. 

Letztere zeigt sich auch in der 

Ausstattung der Produktion: In Laboren für 

Metallurgie, Messtechnik und Reinheit 

untersuchen Prüfingenieure die Produkte. 

Ein Projekt ist „clean production“, die kontaminationsarme 

Produktion für möglichst 

reine Bauteile. 

„Wir sind immer offen für innovative 

Ansätze und Technologien“, betont Paolo 

De Col. „Daher sind wir auch gerne beim 

Wälzschälen den Weg Skiving³ mit Liebherr 

gegangen.“ Bis zum Jahresende soll die Maschine 

voll in die Produktion eingebunden 

sein und das komplette Teilespektrum fertigen. 

Dann entscheidet SIAP auch über 

weitere Anschaffungen – und eine weitere 

LK 500 steht mit auf der Wunschliste. 

www.liebherr.com 

[ 

] 

... das man kaum sieht

Abdichten nach Bedarf 

Neue Dichtungskonzepte sparen Energie und verlängern die Lebensdauer von Achse und Getriebe 

Rotationsdichtungen für Drehverteiler bedeuten immer einen Kompromiss zwischen 

hoher Umfangsgeschwindigkeit und hoher Druckbeaufschlagung. Abhilfe schaffen 

Dichtungskonzepte, wie sie u. a. in modernen Reifendruckregelanlagen zum Einsatz 

kommen. Hier wird nur im druckaktivierten Zustand Reibung erzeugt. Das senkt den 

Kraftaufwand und verlängert die Lebensdauer des gesamten Systems. 

Wer auf schwergängigem Gelände mit 

einem entsprechend angepassten 

Reifendruck unterwegs ist, kann einiges an 

Diesel-Kraftstoff sparen. Auch beim Beladen 

von Lkw spielt der richtige Reifeninnendruck 

eine wichtige Rolle. Um ihn an 

die jeweiligen Bedingungen anzupassen 

und so die Traktion eines luftbereiften 

Fahrzeugs zu verbessern, kommt heutzutage 

meist eine Reifendruckregelanlage 

zum Einsatz. Sie wird in Gelände- und Militärfahrzeugen 

sowie in modernen Landund 

Baumaschinen verbaut. 

Hoher Energieverbrauch durch 

permanente Reibung 

Wie bei allen Anwendungen mit wechselnden 

Phasen von Druckbeaufschlagung wird 

bei einer Reifendruckregelanlage Druckluft 

durch rotierende Maschinenteile geführt 

und der Reifendruck je nach Geländebeschaffenheit 

oder Beladungszustand immer 

Andreas Schwarz ist Sortimentsmanager 

Dichtungs- und Antriebstechnik bei der Sahlberg 

GmbH in Feldkirchen 

wieder verändert. Da der Druck zeitweise 

sehr hoch ist, muss die Achse bzw. Nabe gut 

abgedichtet sein. Herkömmliche Rotationsdichtungen 

aus PTFE (Polytetrafluorethylen), 

die bei Drehverteilern für rotierende 

Wellen eingesetzt werden, funktionieren 

allerdings nur, wenn die Vorspannung so 

hoch eingestellt ist, dass die Dichtung die 

Gegenlauffläche permanent berührt. Das 

heißt, es besteht eine ständige Reibung – 

auch im drucklosen Zustand. Dadurch 

muss ein radiales, sich um die eigene Achse 

drehendes System wesentlich mehr Kraft 

aufwenden, was einen erhöhten Energieverbrauch 

zur Folge hat. 

Hinzu kommt, dass die Dichtung relativ 

schnell verschleißt. Vor allem aber kann der 

permanente Druck auf die Welle zu einem 

Welleneinlauf führen: Eine Standard-Dichtung 

bewirkt bereits nach 168 Stunden einen 

Welleneinlauf von 10,1 µm. Auf den ersten 

Blick ist das nicht viel. Bei empfindlichen 

Systemen kann der Welleneinlauf über einen 

längeren Zeitraum hinweg jedoch deutliche 

Funktionsbeeinträchtigungen zur Folge haben 

und im schlimmsten Fall einen Austausch 

der gesamten Welle erfordern. Vor 

diesem Hintergrund bedeuten herkömmliche 

Rotationsdichtungen immer einen Kompromiss 

zwischen hoher Umfangsgeschwindigkeit 

und hoher Druckbeaufschlagung. 

Reduzierung der Reibung durch 

neue Dichtungskonzepte 

Bei den innovativen Dichtungslösungen, 

die die Firma Sahlberg in ihrem Sortiment 

hat, braucht sich der Konstrukteur dagegen 

nicht mehr zwischen hoher Drehzahl und 

hohem Druck zu entscheiden. Ein Beispiel 

ist der Turcon Roto L von Trelleborg Sealing 

Solutions: Aufgrund moderner Werkstoffe 

und einem ausgefeilten Mechanismus 

muss die Dichtung hier nicht permanent 

stark vorgespannt sein. Die Dichtlippe lässt 

sich auf den abzudichtenden Wellendurchmesser 

anpassen, ohne dass dabei eine 

hohe Anpresskraft erforderlich ist. Im 

drucklosen Zustand ist sie nur über Reibschluss 

mit dem sie umgebenden Elastomer 

verbunden. Das verringert die Anlegefläche, 

und die Reibung wird auf ein nicht 

mehr messbares Minimum reduziert. 

Auch im druckbelasteten Zustand erzeugen 

die neuen Systeme bei Antriebsanwendungen 

mit wechselnder Druckbeaufschla- 



01 Rotationsdichtung Turcon Roto L 

02 Turcon Roto L Bestandteile und Aufbau 

gung wesentlich weniger Reibung. Beim 

Turcon Roto L etwa lässt sich die Reibung 

laut Hersteller auf weniger als die Hälfte 

reduzieren. Erreicht wird dies vor allem 

durch die effektive Kombination aus Elastizität 

und Stabilität: Kommt es zu einer 

Druckaktivierung der Dichtlippe, wird diese 

auf das bewegliche Elastomer gedrückt, die 

Dichtkante verschiebt sich nach hinten, der 

Reibschluss wird verstärkt. Die nötige Stabilität, 

um auch sehr hohen Drücken standzuhalten, 

ist durch einen Metallkern im 

Innern sichergestellt. Bei einer Reduzierung 

des Drucks stellen sich Elastomer und 

Dichtlippe zurück in die neutrale Lage und 

schalten das System wieder auf reibungslos. 

Deutlich minimierter 

Welleneinlauf 

Durch den Dichtungswerkstoff Turcon 

M12, eine spezielle PFTE-Mischung von 

Trelleborg, geht zum einen weniger Leistung 

verloren. Zum anderen ist das Mate rial 

auf die neuesten Öle ausgelegt und besonders 

verschleißresistent. Auch der Welleneinlauf 

wird deutlich reduziert: Beim Einsatz 

des Turcon Roto L etwa liegt er nach 

780 Stunden bei nur 4,59 µm. Das 

soll die Lebensdauer des Gesamtsystems 

um das Vierfache verlängern. Außerdem 

kann der neue Dichtungswerkstoff gegen 

Schmiermittel/Fette und gleichzeitig gegen 

Luft abdichten – eine Anforderung, die von 

den bisher standardmäßig ver bauten Rotationsdichtungen 

nicht zufriedenstellend erfüllt 

wurde. Speziell bei hoher Druckbeaufschlagung 

kam es häufig zu Ölleckagen. 

Ob Reifendruckregeldruckanlage oder 

andere Antriebe mit wechselnder Druckbeaufschlagung: 

Die neuen Dichtungssysteme 

bieten durch ihre bedarfsgerechte 

Funktionsweise handfeste Vorteile. Beispiel 

Fahrzeugtechnik: Der Motor braucht auch 

bei hoher Drehzahl verhältnismäßig wenig 

Kraft, dadurch sinkt der Sprit-Verbrauch, 

gleichzeitig werden Traktion und Sicherheit 

erhöht. Auch Ausfallzeiten durch Druckverlust 

und Reifenpannen kommen so gut wie 

nicht mehr vor. Insgesamt lassen sich durch 

die neuen Dichtungskonzepte die Betriebskosten 

senken. 

Fotos: Trelleborg Sealing Solutions 

www.sahlberg.de 

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Beste Zahnriemenqualität aus 

Porta Westfalica, verbaut in 

Ihrer Anlage. 

Das ist Bewegung. 

das man kaum sieht


Windkraftanlagen automatisch und 

kontinuierlich schmieren 

Die Simalube Schmierstoffspender von Simatec stellen eine 

kontinuierliche Schmierung von Komponenten sicher. Dies 

erhöht die Zuverlässigkeit der Anlage und reduziert Stillstandzeiten 

sowie Anlagenausfälle. Die zu schmierenden Bauteile in 

einer Windkraftanlage benötigen je nach Funktion und Belastung 

unterschiedliche Schmierstoffmengen. Dank diverser Größen – 

15, 30, 60, 125 und 

250 ml – kann auf 

jeden Schmierpunkt 

individuell eingegangen 

werden. Mit 

zusätzlichen Adaptern 

lassen sich die 

Schmiermengen 

vervielfachen. 

Simalube schmiert 

automatisch für die 

Dauer von ein bis 

zwölf Monaten. Die 

gewünschte Laufzeit kann am Spender stufenlos eingestellt 

werden. Bei langen Schmierleitungen kann mit dem Simalube 

Impulse ein Gegendruck von bis zu 10 bar (145 psi) überwunden 

werden. Angetrieben wird der Schmierstoffspender von einer 

Gasentwicklungszelle, die hinter dem Kolben einen Überdruck 

erzeugt. Dadurch presst der Kolben den gewünschten Schmierstoff 

automatisch und gleichmäßig in die Schmierstelle. 

www.simatec.de 

Support um portable Messtechnik 

erweitert 

Das Haupt-Release 7.13 der Software Quindos von Hexagon für 

Spezial-Geometrien mit einem Lösungspaket von der Standard- 

Inspektion bis zum Powertrain-Bereich steht zum Download 

bereit. Das Portfolio der unterstützenden Messsysteme wurde mit 

dem Leica Absolute Tracker AT 960 und dem Leica Absolute 

Tracker AT um portable Messtechnik erweitert. Mit der Integration 

dieser 

Systeme wurden 

Optimierungen 

vorgenommen, 

von der auch die 

Bauteilinspektion 

mit dem Romer 

Absolute Arm 

profitiert. Vergrößerte 

Auswertedisplays 

und integrierte 

Feedbackscreens 

unterstützen den Anwender bei der Bauteilinspektion bei 

größerer Sichtentfernung. Das Release umfasst auch eine neue 

Option der Quindos Basis für scanfähige portable Messgeräte. Das 

optionale Modul Pfeilverzahnung ergänzt die schnelle Auswertung 

der relativen axialen und radialen Lage von zwei Schrägverzahnungen. 

Auch das Scannen mit Drehtisch für die Topographiemessung 

von Spiral-Kegelrädern wird unterstützt. 

www.hexagonmi.com 

Systemberechnung weiter ausgebaut 

In der neuesten Version der Systemberechnung „SystemManager“ 

von GWJ gibt es für den Import und die automatische Vernetzung 

von Gehäusen und Planetenträgern eine 

alternative Methode für die Vernetzung. 

Diese bietet eine optimierte Netzqualität 

und erlaubt auch die Vernetzung von 

sehr komplexen Geometrien. Zudem 

werden rotierende 3-D-elastische Bauteile, 

z. B. Planetenträger, nun auch in der 

Eigenfrequenzberechnung über die 

modale Reduktion mit berücksichtigt. 

Zusätzlich wurden die bisherigen Verbindungstypen 

Stirnräder, Planetenstufen, 

Kegelräder, Schnecken und Riemen durch Kupplungsverbindungen 

ergänzt. Neben dem Kopieren, Verschieben oder Spiegeln 

können Wellen jetzt auch aufgetrennt 

oder zusammengefügt werden. Alle 

Lagertypen werden mit getrenntem Innenund 

Außenring in 2D und 3D dargestellt. 

Grafiken und Diagramme lassen sich 

per copy & paste in andere Dokumente 

einfügen. Zu Vergleichszwecken können 

diese jetzt auch im System eingefroren 

werden. 

www.gwj.de

Teilbarer Kabeldurchlass mit 

Bürstenleisten 

Mit der KEL-BES-S 32 bietet Icotek eine weitere Größe seiner 

Kabeldurchlässe mit Bürstendichtung an. Der Kabeldurchlass ist 

für runde Ausbrüche mit einem Durchmesser von 32 mm 

geeignet. Er wird direkt in den Ausbruch eingerastet bzw. mit 

einer Gegenmutter verschraubt. Die Teilbarkeit des Systems 

ermöglicht eine nachträgliche Montage. Hier wird der Rahmen 

um die Leitungen herum installiert. Ein Abklemmen der 

Leitungen ist nicht erforderlich. Die Bürstendichtungen eignen 

sich zur Abschirmung gegen Staub und Zugluft, bieten Kantenschutz 

und schließen Ausbrüche optisch ansprechend ab. Die 

Serie findet ihren Einsatzort bei der Leitungseinführung 

in Schalt- und Netzwerkschränken, 

Schaltkästen und Maschinen. 

Neben den metrischen 

Ausbruchsgrößen M32 

und M50 sind auch 

eckige Ausführungen 

erhältlich. 

InnovativePower 

Transmission 

Komponenten 

für den 

Windenergieanlagen- 

Markt 

www.icotek.com 

Schmierritzel für offene Zahnräder und 

Zahnstangen 

Mit dem Modell LP2 führt SKF ein neues Lincoln-Schmierritzel 

für offene Zahnräder und Zahnstangen in den Markt ein. Es 

bietet einen modularen Aufbau sowie die Möglichkeit, schnell 

drehende Anwendungen mit bis zu 80 min -1 zu schmieren. Da 

das Schmierritzel keine 

Druckluft benötigt, entsteht 

auch kein Sprühnebel, der die 

Umgebung verschmutzen 

könnte. Außerdem eignet sich 

das Schmierritzel für höherviskose 

Schmierstoffe (z. B. Schmierfett der NLGI-Klasse 2). 

Darüber hinaus liefert es eine bessere Schmierqualität als eine 

manuelle Schmierung, senkt die Kosten und minimiert neben 

dem Arbeitsaufwand auch die Unfallgefahr. Dank seines 

modularen Aufbaus können die Kunden das LP2 anwendungsspezifisch 

konfigurieren. Grundsätzlich eignet sich das Schmierritzel 

für Anwendungen in den Bereichen Windenergie, Bergbau, 

Bauwesen, Schifffahrt und Materialtransport sowie für große 

Drehkranz- und -Pitchlager. 

www.skf.com 

Altra Industrial Motion Wind 

Technology bietet mit Fachwissen 

und langjähriger Erfahrung 

Produkte für ein breites Spektrum in 

Windenergieanlagen an. 

www.altramotion.com/RenewableEnergy 

Ameridrives • Stromag • Svendborg Brakes 

Twiflex • Warner Electric 

Besuchen Sie uns auf der 

WindEnergy in Hamburg 

B1 EG Stand #412 

25–28 September 2018 |Hamburg, Deutschland


Lapp schafft Verbindungen … 

… für Kunden und die smarte Industrie 

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. Marie Krueger von der Redaktion antriebstechnik hat sich bei Lapp 

einmal umgeschaut und das ein oder andere Video-Statement eingefangen. 

Mit Industrie 4.0 steht ein großer Schritt 

an: Daten sind der neue Rohstoff des 

21. Jahrhunderts. Damit verschmilzt die 

physische Welt mit der digitalen, gleichzeitig 

nimmt die Vernetzung zu – jede Maschine, 

jedes „Ding“ tauscht mit anderen 

Informationen aus. Das hat Konsequenzen 

für die Organisation in produzierenden Unternehmen, 

besonders was den Fluss von 

Daten betrifft. Die klassische Automatisierungspyramide 

mit der Unternehmens 

(ERP)-Ebene an der Spitze, der Steuerungsebene 

in der Mitte und der Feldebene an 

der Basis wird sich in eine Infrastruktur 

ohne Hierarchien auflösen. Das Analysieren 

und Visualisieren, das Treffen von Entscheidungen 

und ihre Umsetzung in physikalische 

Bewegungen sowie das Erfassen 

von Informationen in einem digitalen Zwilling 

finden laufend und simultan statt und 

bedingen einander. 

Gut fürs Geschäft 

Die Revolution in den Fabrikhallen hat 

auch positive Auswirkungen auf das 

Geschäft von Lapp. Denn wenn jeder 

mit jedem kommuniziert, nimmt die 

Zahl der Verbindungen explosionsartig 

zu. Für den Anbieter integrierter Verbindungssysteme 

ist das eine gute Nachricht. 

„Lapp schafft Verbindungen in Fabriken, 

für Maschinen, für jede industrielle 

Tätigkeit“, sagt Georg Stawowy, 

Vorstand der Lapp Holding AG für Technik 

und Innovation. 

Wichtig ist dabei ein ganzheitliches Verständnis, 

das über das reine Produkt-Knowhow 

hinausgeht. „Wir bezeichnen uns 

als Kundenversteher und Lotse“, ergänzt 

Stawowy. Damit ist gemeint, dass Lapp die 

Herausforderung des Kunden versteht und 

für ihn eine Lösung maßschneidert. Die 

umfasst die passenden Produkte aus dem 

hauseigenen Portfolio, wenn nötig auch 

Spezialanfertigungen, außerdem – wie 

immer häufiger nachgefragt – die einbaufertige 

Konfektionierung bis hin zum Engineering. 

Stawowy: „Dazu gehört auch, die 

Kunden mit dem neuesten Wissen zu versorgen, 

etwa über Webinare oder Erklärvideos.“ 

Diese Schulungsaktivitäten sollen 

künftig ausgebaut werden, etwa zu Grundlagen 

der Automatisierungstechnik. 

Wildwuchs bei Ethernet-Standards 

Seit den 1990er Jahren ist Ethernet die unumstrittene 

Nummer eins in lokalen Datennetzen 

(LAN: Local Area Network). Über die 

Einhaltung der Standards für Ethernet 

wacht das Institute of Electrical and Electronics 

Engineers, kurz IEEE, auch I triple E 

ausgesprochen. Das gelingt erfolgreich bei 

Anwendungen im Büroumfeld, etwa wenn 

PCs miteinander verbunden werden sollen. 

Wer ein LAN-Kabel in seinen Rechner 

steckt, kann i. d. R. sicher sein, dass dieser 

mit einem anderen Rechner oder einem 

Internetrouter einwandfrei kommuniziert. 

Anders sieht es in Fabriken aus. Mittlerweile 

gibt es mehr als 20 Industrial-Ethernet- 

Systeme, die sich alle mehr oder weniger in 

technischen Details unterscheiden und 

daher inkompatibel sind. Hinzu kommen 

mehr als 50 Feldbus-Systeme wie Profibus 

oder CAN-Bus, die von Anbietern von Automatisierungstechnik 

favorisiert werden. 

Auch diese sind i. d. R. untereinander nicht 

kompatibel. Feldbus-Systeme sind in Fabriken 

weit verbreitet, weil sie als robuster gelten. 

Sie übertragen kleinere Datenpakete als 



Ethernet, sind dafür aber echtzeitfähig. Das 

ist wichtig bei zeitkritischen Abläufen in 

Maschinen, etwa wenn ein Antrieb in Mikrosekunden 

auf das Signal eines Sensors reagieren 

soll. Das Bedienpersonal an der Maschine 

möchte außerdem sicher sein, dass 

die Maschine sofort stoppt, wenn man den 

roten Not-Aus Schalter drückt. Mit Ethernet 

ist das bisher nur bedingt möglich, wobei es 

Standardisierungsbestrebungen von IEEE 

gibt, die standardisierte Echtzeitfähigkeit 

auch in Ethernet zu implementieren. 

Dass die Zukunft auch in Fabriken Ethernet 

gehört, legen die Marktdaten nahe. Industrial 

Ethernet wächst derzeit mit 22 % 

pro Jahr, Feldbus-Systeme legen nur noch 

mit sechs Prozent zu. 2018 wird die Zahl der 

Installationen von Ethernet in Fabriken die 

von Feldbussen erstmals überholen. Die 

Ursache liegt in der zunehmenden Vernetzung 

und Digitalisierung in Zeiten von 

Industrie 4.0, die eine Auflösung der Automatisierungspyramide 

zur Folge hat. Darunter 

versteht man die Ebenen in der 

Fabrikkommunikation, mit der Feldebene 

als unterster Ebene. Über der Feldebene liegen 

die Steuerungsebene, die Prozessleitebene, 

die Betriebsleitebene und zuoberst 

die Unternehmensebene mit ihren ERP- 

Systemen, allen voran SAP. Bisher hatten 

diese Ebenen unterschiedliche Funktionen, 

daher arbeiteten dort auch unterschiedliche 

Programme, Sensordaten mussten sich 

von einer Ebene zur nächsten nach oben 

hangeln, umgekehrt sickerten Planungsdaten 

ebenenweise nach unten. Das macht 

die Fabriksteuerung kompliziert und wenig 

agil, auf eine flexible Produktion mit Losgröße 

eins ist die klassische Automatisierungswelt 

nicht ausgelegt. 

Flache Hierarchien in der 

industriellen Kommunikation 

Mit der Auflösung der Automatisierungspyramide 

verschwinden diese Ebenen, die 

Kommunikation findet in flachen Hierarchien 

statt. Jeder redet mit jedem – ERP- 

01 Ethernet setzt sich durch in der industriellen Datenkommunikation: Aktuelle Maschinen 

werden bis zum Aktor oder Sensor mit Ethernet verbunden 

Systeme können z. B. direkt auf Sensoren an 

der Maschine zugreifen und so erfahren, ob 

es zu einer Störung kommen könnte, die die 

Lieferfähigkeit beeinflusst. Das geht allerdings 

nur, wenn auch die Verbindungstechnik 

das Schubladendenken überwindet. 

Kein Wunder also, dass das im Büroumfeld 

etablierte Ethernet auch in der Produktion 

und Logistik Einzug hält, natürlich mit entsprechend 

robusteren Komponenten. „Unsere 

Produkte sind herstellerneutral und 

immer auf die Anwendung zugeschnitten. 

Das heißt, sie können für alle gängigen 

Kommunikationssysteme eingesetzt werden“, 

betont Guido Ege, Leiter Produktmanagement 

und -entwicklung bei Lapp. 

Lapp beobachtet den Markt für Industrial 

Ethernet seit vielen Jahren und hat zwei 

Trends ausgemacht, die künftig größere Bedeutung 

am Markt bekommen werden. Ein 

Trend sind Hybridleitungen, sogenannte 

Ein-Kabel-Lösungen. Dabei handelt es sich 

um Leitungen, die Kabel unterschiedlicher 

Funktionen in einem Mantel vereinen, 

i. d. R. sind dies Anschlussleitungen für 

Servoantriebe mit integrierten Feedbackleitungen 

zur Abfrage der Sensoren. 

Ein zweiter Trend ist das Downsizing. 

Waren beim bisherigen Ethernet zwei oder 

vier Adernpaare notwendig, kann durch 

Single Pair Ethernet über ein Adernpaar bis 

zu 1 Gbit/s übertragen werden. Der Anwender 

profitiert von reduziertem Installationsaufwand 

und erzielt Platz- und Kostenvorteile. 

Die dazu notwendige Hardwareentwicklung 

auf der Chip-Seite ist in der 

Automobilindustrie vorangeschritten und 

kann adaptiert werden. Kosten, Robustheit 

und die durch die geringeren Datenraten 

größeren möglichen Längen sprechen dafür, 

dass Single Pair Ethernet auch in der 

Industrie an Bedeutung gewinnen wird. 

Fotos: Lapp 

www.lappkabel.de 

Videostatement 

Videostatement 

02 Kabel für Single Pair Ethernet sind kompakter und 

einfacher zu installieren als herkömmliche Ethernetkabel 

mit vier Aderpaaren 

Georg Stawowy, Vorstand der 

Lapp Holding AG für Technik 

& Innovation, erläutert, 

warum Daten der Rohstoff 

des 21. Jahrhunderts sind 

http://bit.ly/lapp_stawowy 

„Quo vadis Ethernet?“ – 

Das beantwortete uns Guido 

Ege, Leiter Produktmanagement 

und -entwicklung 

bei Lapp 

http://bit.ly/lapp_ege 



Produktdaten im webbasierten Eplan-Datenportal 

Die technischen und elektrischen Produktdaten sowie Produktmakros 

der elektronischen Antriebstechnikkomponenten von 

Nord stehen nun im webbasierten Eplan-Datenportal zur 

Verfügung und können entsprechend von allen Mitgliedern für 

ihre Projektarbeit genutzt werden. Eplan Electric P8 ist eine der 

wichtigsten Softwarelösungen für CAD-Projekte. Sie bietet nahezu 

unbegrenzte Möglichkeiten für die Projektplanung, die Dokumentation 

und das Management von Automationsprojekten. Ihre 

Produktmakros stehen für die Motorstarter und Frequenzumrichter 

der Modellreihen SK135E, SK180E, SK200E und SK500E 

sowie für alle Zubehörteile der elektronischen Antriebstechnik des 

Unternehmens zur Verfügung. In der Rubrik „Dokumentation/ 

Software“ der Website stehen alle aktuell verfügbaren Produktmakros 

für Eplan P8 zudem als kostenloser Download bereit. 

www.nord.com 

Komplexität reduziert 

Im Bereich Verbindungskomponenten für die Automatisierungstechnik 

setzt LQ Mechatronik-Systeme auf reduzierte Komplexität. 

Einzelverbindungen werden zu funktionalen Baugruppen 

zusammengefasst. Optimierte Steuerungs- und Installationssysteme 

sorgen für prozesssichere und langlebige Energieführungen. 

Das W-TEC Energiekabel und den X-TEC Steckverbinder gibt es in 

vielfältigen Varianten. Der T-Verteiler sorgt in der Intralogistik für 

zuverlässige Daisy-Chain-Verbindungen 

zwischen Haupt- und 

Anschlusskabel der Fördereinheiten. 

Beim M15 Power, einem 

anwenderfreundlichen, robusten 

Steckverbinder, gewährleistet eine 

Umspritzung einen hohen Schutz 

gegen Staub und Spritzwasser 

nach IP67 und macht ihn manipulationssicher. 

Eine Kernkompetenz 

des Herstellers sind zudem fertig vormontierte Energieketten. 

Dazu bieten die Mechatronik-Experten eine ganzheitliche 

Betreuung rund um die Installationstechnik an. Nahezu jede 

Anschlussvariante kann passgenau gefertigt werden. 

www.lq-group.com 

Neue Einblicke in den Antriebsstrang 

Mit Analyze My Drives präsentiert 

Siemens eine Mind App für 

Antriebssysteme im Bereich 

Motion Control. Mit dem 

Plug-in „Manage MyMachines/ 

Remote“ wird außerdem die 

Mind App Manage MyMachines 

für den Werkzeugmaschinenbereich 

um ein intelligentes 

Remote-Feature ergänzt. Die App und das Plug-in sind Applikationen 

für MindSphere, das offene IoT-Betriebssystem von Siemens. 

Mit Analyze My Drives für die Umrichter Sinamics V20 und V90, 

Sinamics G modular und kompakt und Sinamics S bis 250 kW 

können Maschinenbetreiber die Antriebskomponenten ihrer 

Maschinen überwachen: Die Applikation sammelt sämtliche 

Betriebsdaten und wertet diese aus. So lässt sich durch die kontinuierliche 

Kontrolle von Stromaufnahme, Drehmoment und 

Frequenz tatsächlicher Wartungsbedarf erkennen. Der Maschinenbetreiber 

wird über kritische Betriebszustände informiert und der 

Maschinenbauer kann seinen Service bedarfsgerecht anbieten. 

Eine Wartung in festen Intervallen ist so nicht mehr notwendig. 

www.siemens.de 

Alle Phasen plus PE-Leiter platzsparend 

anschließen 

Zum effizienten Anschließen eines Drehstrommotors offeriert 

Weidmüller im Klippon Connect Applikationsprogramm die 

5,1-mm-breite Motoranschlussklemme AMC 2.5. Mit ihr lassen 

sich alle drei Phasen plus PE-Leiter zeit- und platzsparend 

anschließen. Der PE-Anschluss ist als Omega-Feder ausgeführt, 

d. h. sobald der Anwender die Klemme auf die Tragschiene 

aufrastet, wird ein zuverlässiger Kontakt hergestellt. Unter der 

Prämisse „eine Reihenklemme pro Motor“ realisiert der 

Anwender einen besonders übersichtlichen Aufbau im Schaltschrank. 

Vor dem Hintergrund zunehmender Komplexität der 

Anlagen ist dies ein großer Gewinn. Die Motoranschlussklemmen 

können sowohl mit als auch ohne integrierte Abschlussplatte 

eingesetzt werden. Die Variante (AMC 2.5 800 V, Breite 6,1 mm) 

mit integrierter Abschlussplatte ist für 800-V-Applikationen 

nutzbar. Eine effiziente Potenzialverteilung 

innerhalb der Motoranschlussklemme 

ist durch den 

Einsatz vertikaler Querverbindungen 

möglich, einzelne Ebenen 

werden so schnell und sicher 

verbunden. 

www.weidmueller.com 

Dreiphasige bürstenlose Motortreiber 

realisieren hohe Drehzahl 

Toshiba Electronics Europe präsentiert neue dreiphasige bürstenlose 

Motortreiber. TC78B015FTG ist für Anwendungen mit 

12-V-Stromversorgungen und TC78B015AFTG für Anwendungen 

mit 24 V gedacht. Die ICs unterstützen hohe Drehzahlen für 

kleine Lüftermotoren und sind geeignet für Industrieanwendungen. 

Für kühlende Lüfter, wie sie in Servern zum Einsatz 

kommen, wird minimale Größe mit hoher Drehzahl kombiniert, 

was maximale Kühlleistung sicherstellt. Die Treiber-ICs sind in 

Gehäusen vom Typ WQFN 36 (5 × 5 × 0,8 mm) untergebracht, die 

auf der Platinenfläche montiert werden können. Die hohe 

Drehzahl wird mit einem 150°-Kommutierungssystem erreicht. 

Die Drehung ist schneller und stabiler als bei einer Sinuskommutierung 

und die Vibrationen sind geringer als bei einem 

herkömmlichen 120°-Kommutierungssystem. Der niedrige 

Durchlasswiderstand 

(oberer + unterer Wert: 0,24 Ω 

(typ.)) senkt die Wärmeerzeugung 

aufgrund des 

erhöhten Motorstroms, der 

bei Antrieben mit hoher 

Frequenz zu finden ist. 

www.toshiba.de 


special 

Antriebe für Werkzeugmaschinen 

Eine Werkzeugmaschine kann keine guten Bearbeitungsergebnisse 

zur Verfügung stellen, wenn Ablagerungen von 

Spänen oder Kühlschmiermitteln die Beweglichkeit ihrer 

Achsen einschränken. Passgenaue Faltenbälge von Hema 

schützen den Antriebsstrang vor diesen Einflüssen. 

Bild: HEMA Maschinen- und Apparateschutz GmbH, Seligenstadt

ANTRIEBE FÜR WERKZEUGMASCHINEN I SPECIAL 

Rundumschutz für den Antriebsstrang 

Faltenbälge von Hema halten Achsen von Werkzeugmaschinen frei von Schmutz 

Eine Werkzeugmaschine 

kann keine guten 

Bearbeitungsergebnisse zur 

Verfügung stellen, wenn 

Ablagerungen von Spänen 

oder Kühlschmiermitteln 

die Beweglichkeit ihrer 

Achsen einschränken. 

Passgenaue Faltenbälge 

von Hema schützen den 

Antriebsstrang vor diesen 

Einflüssen. Jeder Faltenbalg 

wird individuell gefertigt. 

Lesen Sie mehr. 

D 

ie Maschinensicherheits-Experten haben 

mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Produktion 

der Schutzsysteme, die u. a. an CNC- 

Maschinen eingesetzt werden. Ihr Knowhow 

zahlt sich für die Anwender aus, denn 

die Konstruktion der Abdeckungen für diesen 

Anwendungsbereich ist keine einfache 

Aufgabe. Die Ingenieure müssen das richtige 

Verhältnis zwischen Bewegungswiderstand, 

Dichtheit und Haltbarkeit finden – 

wenn es nicht stimmt, kann der Faltenbalg 

im schlimmsten Fall die Dynamik der 

5-Achsen-Bewegung beeinträchtigen. 

Markus Boldak ist Leiter Vertrieb bei der 

Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH 

in Seligenstadt 

Maßanfertigung eröffnet 

Konstrukteuren viele Freiheiten 

Bei der Konstruktion seiner Faltenbälge 

arbeitet Hema eng mit seinen Anwendern 

zusammen. Gemeinsam werden die Anforderungen 

definiert, die der Balg erfüllen 

muss. Diese individuelle Fertigung verschafft 

Werkzeugmaschinen-Herstellern 

große Flexibilität bei der Konzeption ihrer 

Anlagen. Für die Produktion seiner Faltenbälge 

verwendet der Hersteller ausschließlich 

hochwertige Materialien wie z. B. Preotex, 

die spezielle Beschichtungen erhalten. 

Sie schützen die mechanischen Komponenten 

der Maschinen vor Kühlschmierstoffen, 

Schmutz, Staub, Ölen und Fetten. 

Etwas andere Maßstäbe gelten für Faltenbälge 

in Bereichen mit starkem Späne 

beschuss und Funkenflug. „Hier setzen 

wir hitzebeständige und selbst verlöschende 

Materialien ein“, berichtet Jürgen 

Heberer, Leiter Konstruktion Schutzsysteme 

bei Hema. 

Faltenbälge müssen sich der 

Maschine exakt anpassen 

Der Ingenieur und seine Kollegen sind mit 

Werkzeugmaschinen bestens vertraut und 

wissen um die Bedingungen, unter denen 

sie eingesetzt werden: „Moderne Schutzabdeckungen 

müssen den komplexen Geometrien 

in der Werkzeugmaschine folgen“, 

erklärt Heberer. Die Faltenbälge sollten 

zudem unempfindlich gegenüber scharfkantigen 

Spänen und aggressiven Kühlschmiermitteln 

sein und hohe Temperatu 


SPECIAL I ANTRIEBE FÜR WERKZEUGMASCHINEN 

01 Dieser lamellengeschützte Faltenbalg 

für einen japanischen Werkzeugmaschinenbauer 

ist eines von vielen 

maßgeschneiderten Schutzsystemen 

02 Der Faltenbalg ist 

eine ideale Lösung 

für Anwendungen mit 

wenig Bauraum 

03 Individuell konzipierte Rückwandsysteme 

schützen in Bearbeitungszentren der spanenden 

Fertigung sensible Maschinenteile 

vor Verschmutzung 

ren problemlos vertragen können. Faltenbälge 

für CNC-Maschinen müssen zusätzlich 

kompakt sein, da der Bauraum begrenzt 

ist. Gefordert wird hier nicht nur eine optimale 

Anpassung an die Umgebung, 

sondern auch der gleichzeitige Schutz 

mehrerer Achsen. 

Das Unternehmen achtet deshalb bei der 

Konstruktion der Faltenbälge darauf, dass 

die Einbaumaße der Abdeckungen möglichst 

kompakt sind und sie nur so viel 

Masse wie unbedingt nötig aufweisen. Aus 

diesem Grund eignen sich die Schutzsysteme 

optimal für Maschinen mit hohen 

Prozessgeschwindigkeiten und komplexen 

Spindelbewegungen. 

Faltenbälge für Anwendungen mit starkem 

Funkenflug werden zusätzlich mit 

Edelstahllamellen ausgestattet. Zum Einsatz 

kommen diese bei der Samurai-Baureihe, 

einer konsequenten Weiterentwicklung 

der Elastic-Faltenbälge von Hema. Die 

Lamellen werden an der Oberkante der 

Falten befestigt und verstärken dadurch die 

Faltenbälge. In der Hochgeschwindigkeitszerspanung 

stellen sie einen wirkungsvollen 

Schutz gegen schnelle, heiße und 

scharfkantige Späne sicher. Je nach Bedarf 

und Anwendungsgebiet können für die 

Samurai-Faltenbälge alle Materialien, Formen, 

Verarbeitungsarten und Abmessungen 

der Elastic-Baureihe miteinander kombiniert 

werden. 

Für Maschinen mit wenig Bauraum bietet 

Hema den Samurai I Fastaf TW an, dessen 

Zusammendruckmaß in eine um 90° gekippte 

Ebene verlagert wurde. Konstrukteure 

haben dank dieser platzsparenden 

Bauweise einen größeren Spielraum bei der 

Planung von Werkzeugmaschinen als mit 

herkömmlichen Faltenbälgen. Trotz seiner 

Geometrie ist der Fastaf TW selbst im 

Radius dicht, da die Kraftflüsse und Spannungen 

in den verbauten Teilen geschickt 

verlagert wurden. 

W-Faltenbalg kommt mit wenig 

Platz aus 

Viel kompakter als herkömmliche Systeme 

ist der neue W-Faltenbalg von Hema: Waren 

bei einem Auszug von 1 150 mm bisher 

19 Falten erforderlich, sind es bei diesem 

Faltenbalg nur noch 15. „Die Ersparnis von 

vier Falten reduziert den Bauraum um gut 

16 mm“, sagt Jürgen Heberer. Das fällt ins 

Gewicht in einer Werkzeugmaschine, in der 

zahlreiche Komponenten auf engstem 

Raum nebeneinander verbaut sind. Der 

neue W-Faltenbalg beansprucht aber nicht 

nur wesentlich weniger Platz als herkömmliche 

Faltenbälge, sondern ist mit einem ca. 

20 % größeren Hub auch leistungsstärker. 

Ein weiterer Pluspunkt der Abdeckung ist 

die verbesserte Dynamik: Im Gegensatz zu 

Standard-Faltenbälgen kommt der W-Faltenbalg 

ohne Stützrahmen aus und ist deshalb 

leichter. Er wird aus einer Kombination 

von Standard-Materialien mit Faltenbreiten 

zwischen 30 und 50 mm gefertigt. 

Für die Herstellung der Faltenbälge setzt 

Hema Sondermaschinen ein, die eigens für 

diesen Zweck konstruiert wurden. Auf den 

modernen Maschinen werden die Stoffe 

maßgenau plissiert und zugeschnitten und 

anschließend mit dem Führungsrahmen 

verschweißt, laminiert oder thermisch verklebt. 

Die Führungselemente oder Gleitmaterialen 

der Faltenbälge sind genietet, 

verpresst oder geklebt. Wenn Edelstahllamellen 

verwendet werden, geschieht die 

Befestigung mithilfe der Klammertechnik. 

Da der Hersteller bei der Konstruktion 

der Faltenbälge mit einem 3D-Programm 

arbeitet, ist man hinsichtlich der Auslegung 

der Schutzsysteme flexibel: Änderungen an 

den Maßen können sogar noch bis kurz vor 

Fertigungsbeginn vorgenommen werden. 

Damit alle Bauteile sich zu einem späteren 

Zeitpunkt problemlos reproduzieren lassen, 

dokumentieren die Ingenieure alle 

relevanten Daten sorgfältig (DIN EN IS0 

9001:2015). So ist sichergestellt, dass der 

Kunde bei einem erneuten Auftrag dasselbe 

Produkt erhält. 

Die konstant hohe Qualität seiner Faltenbälge 

ist es dem Unternehmen wichtig, deshalb 

unterziehen die Ingenieure sie intensiven 

Tests. Am Firmensitz in Seligenstadt 

hat man zu diesem Zweck einen Bereich 

eingerichtet, in dem u. a. Lebensdaueranalysen 

durchgeführt werden. Aus diesen 

Tests ergibt sich auch, wie lange die Faltenbälge 

im Dauerbetrieb funktionsfähig sind. 

Fotos: Hema 

www.hema-group.com 



Das Herz der Metallbearbeitung schlägt in Stuttgart 

Deutsche und internationale Experten für die 

spanabhebende Metallbearbeitung treffen sich 

vom 18. bis 22. September auf der AMB in 

Stuttgart. Mehr als 1 500 Aussteller werden ihre 

Entwicklungen und Innovationen auf einer 

Bruttoausstellungsfläche von mehr als 

120 000 m 2 präsentieren. Und die Zeichen 

stehen gut, dass die AMB 2018 die größte 

AMB aller Zeit werden wird. „Mit der neuen 

Paul Horn Halle, der Sonderschau AMB Digital 

Way und dem dazugehörigen Kongress haben 

wir die besten Voraussetzungen geschaffen, 

um die AMB 2018 noch größer und besser 

aufzustellen“, erläutert Ulrich Kromer von 

Baerle, Sprecher der Geschäftsführung Messe 

Stuttgart. Die Anbieter für Steuerungs- und 

Antriebstechnik finden sich ab sofort direkt am 

Eingangsbereich Ost und der Halle 2 am Zutritt 

zum Messegelände. 

In unserem Special finden Sie bereits jetzt jede 

Menge Neuheiten, die auf der AMB zu sehen 

sein werden. Werfen Sie einen Blick hinein. 

www.messe-stuttgart.de/amb 

Kompakte Servomotoren für 

CNC-Mehrspindler 

Der achtspindlige Drehautomat MS40C-8 von Index ist mit 

AKM-Servomotoren von Kollmorgen ausgestattet. Der CNC- 

Mehrspindler eignet sich für die vollautomatische Herstellung 

komplexer Metallbauteile, kann aber auch für die kosteneffiziente 

Produktion einfacher Teile mit doppelter Ausbringungsmenge 

genutzt werden. Sein Herzstück ist die kompakte Spindeltrommel 

mit acht fluidgekühlten Motorspindeln in Synchrontechnik. 

Diese erreichen Drehzahlen bis 7 000 min -1 mit einer Leistung 

Hohlwellen-Schleifringe mit 

Pneumatikschlauch-Anschluss 

Die Hohlwellen-Schleifringe vom Typ SVTS-C 05 aus dem Hause 

Servotecnica wurden für Anwendungen in Drehtischen, Bearbeitungszentren 

und der Robotik sowie in Leitungsrollsystemen 

entwickelt. Bei diesen Applikationen sind zunehmend elektrische 

Schleifringe gefragt, die Druckluft übertragen können. Um dies zu 

gewährleisten, integrierte Servotecnica in die Bohrung (Ø 38 mm) 

der Schleifringe eine Durchführung mit Gewinden zum Anschluss 

von Druckluftleitungen. Diese Drehdurchführung kann Drücke 

bis 10 bar übertragen und ist für Drehzahlen bis 300 Upm ausgelegt. 

Die Anzahl der Leistungskreise beträgt zwischen 6 und 

24 Leitungen für Stromstärken bis 15 A und 

Spannungen bis zu 600 VAC/VDC. Die Schleifringe 

besitzen in der Standardversion die 

Schutzklasse IP51. Zudem sind sie optional 

mit der Schutzklasse IP65 lieferbar. 

www.servotecnica.de 

Reibungslos und sorgenfrei produzieren 

von 24 kW und Drehmomenten bis 57 Nm. Die permanenterregten 

Servomotoren von Kollmorgen sind in den Querschlitten 

eingebaut. Genutzt werden sie unter anderem als Positionierachsen 

für die Werkzeugträger. Durch ihr Kraft-zu- 

Volumen-Verhältnis kann mit kleineren Antrieben gearbeitet 

werden. Ihre Drehmomentdichte ermöglicht es, die rotative 

Motorumdrehung getriebelos in eine lineare Bewegung 

umzuwandeln. Die Kugelrollspindeln sind dafür direkt mit der 

Motorwelle verbunden. 

www.kollmorgen.com 

Mayr Antriebstechnik bietet mit seinen Kupplungen und Bremsen 

Komplettlösungen aus einer Hand für den zuverlässigen Schutz 

von Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren. So sorgen 

z. B. spielfreie, leistungsstarke Servokupplungen für eine sichere 

Verbindung zwischen den Wellen. Sie unterliegen dabei je nach 

Anwendungsfall ganz unterschiedlichen Anforderungen. Deshalb 

hat Mayr verschiedene Metallbalg-, Elastomer- und Lamellenpaketkupplungen 

im Programm und 

seinen Standardbaukasten um neue 

Nabenausführungen und Zwischenhülsen 

ergänzt. 

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NSK MOTION SOLUTIONS 

Von Anwendungen für Werkzeugmaschinen, Spritzgusstechnik und Maschinenbau bis hin 

zu Medizin- oder Messgeräten bietet NSK beste technische Lösungen mit einer Vielzahl 

von Engineering-Services. Ganz gleich, ob Linearführung, Kugelgewindetrieb, Axialschrägkugel- 

oder Hochgenauigkeitslager, NSK entwickelt und fertigt perfekt auf Ihre Bedürfnisse 

zugeschnittene Produkte aus einer Hand. NSK, der einzige Full-Service-Anbieter auf dem 

Markt, bringt Ihr Unternehmen den entscheidenden Schritt vorwärts. Mehr Informationen 

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Präzision ist (fast) alles 

Getriebesysteme für den Werkzeugmaschinenbau sorgen für exakte Positionierung 

Im Werkzeugmaschinenbau hat Präzision höchste Priorität. Schließlich gilt es, für eine hohe 

Fertigungsqualität und -effizienz Rohlinge und Werkzeuge mit hoher Geschwindigkeit 

mikrometergenau zu positionieren. Nabtesco verfügt über Lösungen, die exaktes Arbeiten bei 

geringem Bauraum ermöglichen. Lesen Sie mehr. 

Für den Antrieb der unterschiedlichen 

Achsen einer Werkzeugmaschine bietet 

Nabtesco nicht nur diverse in den Baugrößen 

fein abgestimmte Einbausätze mit und 

ohne integrierte Schrägkugellager an. Auch 

zahlreiche Exzentergetriebe mit Hohlwelle 

finden sich im Produktprogramm. Diese 

erlauben es, Versorgungsleitungen, Datenkabel 

oder Antriebswellen durch die Mitte 

des Getriebes zu führen. Gerade in Werkzeugmaschinen, 

in denen der Bauraum nur 

beschränkt ist, ist dies ein großer Vorteil. 

Jedes einzelne Zykloidgetriebe von Nabtesco 

zeichnet sich neben einer kompakten Bauform 

auch durch hohe Positioniergenauigkeit 

und Steifigkeit aus. Die hohen Drehmomentleistungen 

bei minimalem Spiel von weniger 

als einer Winkelminute erlauben zudem 

schnelle und präzise Positionierbewegungen 

Daniel Obladen ist Head of Sales General 

Industries bei der Nabtesco Precision Europe 

GmbH in Düsseldorf 

mit hohen Traglasten ohne Nachschwingen. 

Außerdem stellt eine hohe Schockbelastbarkeit 

bis zum Fünffachen des Nennmoments 

großzügige Sicherheitsreserven, bspw. für 

den Fall eines Not-Halts, sowie eine lange 

Lebensdauer sicher. 

Zykloidbauweise: Vorteile 

gegenüber Planetengetrieben 

Zu verdanken haben die Nabtesco-Getriebe 

ihre Leistungsdaten dem Funktionsprinzip 

mit zweistufiger Untersetzung: Durch die 

doppelten Kurvenscheiben wird die Drehzahl 

reduziert. „Aus diesem Grund spricht 

man bei Zykloidgetrieben auch von ‚Reduziergetrieben’. 

Das zweistufige Untersetzungsprinzip 

und die geringe Massenträgheit 

vermindern zudem Vibrationen und 

dank der Rollen-Exzenterkonstruktion verteilt 

sich die Kraft gleichmäßig, was für 

minimalen Hystereseverlust und enorme 

Widerstandsfähigkeit gegen Schockbelastungen 

sorgt“, erklärt Marcus Löw, Geschäftsführer 

von Nabtesco Precision Europe. Dies 

mache die Zykloidgetriebe ebenso vielseitig 

wie widerstandsfähig. 

Verwendung finden die Zykloidgetriebe 

von Nabtesco z. B. in automatischen Werkzeugwechslern, 

kurz ATC. Hier bieten sich 

die neuen RF-P-Einbausätze an, die der 

Hersteller mit Europazentrale in Düsseldorf 

speziell für Hochgeschwindigkeitsanwendungen 

auf kleinstem Bauraum konzipiert 

01 Hohlwellengetriebe, wie hier die 

RV-C-Baureihe, erlauben es, Kabel und 

Leitungen durch das Innere des Getriebes 

zu führen 


hat. „Vor allem die Ausführungen 

mit einer Kette, bei denen die 

Drehzahl deutlich erhöht werden 

kann, sind für ATCs wie geschaffen. 

Aufgrund der optionalen 

Ausführung mit Gehäuserotation 

kann der Anwender zudem das Kettenrad 

direkt mit dem Getriebegehäuse 

drehen lassen“, so Löw. 

Speziell auf die Positionierung von 

Magazinen in Werkzeugmaschinen sind 

auch die „Kraftpakete“ der RA-EA/EC-Serie 

ausgelegt. Bei einem Scheibenmagazin 

wird eine große Scheibe, deren Durchmesser 

von der Größe und Anzahl der 

Werkzeuge abhängig ist, durch das zentrisch 

angebaute Getriebe zum Werkzeugwechsel 

exakt positioniert. Der Antrieb ist 

dabei so konzipiert, dass er ohne großen 

Aufwand in der Konstruktion und mechanischen 

Fertigung in das System integriert 

werden kann. Gleiches gilt beim Einsatz in 

einem Kettenmagazin. Die robuste Konstruktion, 

die hohe Überlastfähigkeit und 

die hohen Untersetzungen prädestinieren 

die RA-EA/EC-Getriebe für den Einsatz in 

Werkzeugmagazinen. Löw: „Die einbaufertigen 

Getriebe können mit ihrer speziell 

angepassten Gehäuseform per Motorflansch 

und Ritzel schnell und einfach in 

Scheiben- oder Kettenmagazine integriert 

werden. Hier stellen sie dank ihrer ganzzahligen 

Übersetzung die punktgenaue 

Positionierung des Wechselsystems sicher.“ 

Robuste Bauweise für schwere 

Drehtische 

03 Präzisionsgetriebe eignen 

sich gut für Drehtische und 

Schweißtischpositionierer 

02 Die kompakten Zykloidgetriebe 

bieten sich für 

Werkzeugmaschinen an, in 

denen wenig Bauraum zur 

Verfügung steht 

Für den Antrieb von horizontalen Drehtischen 

in Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren 

bieten sich die Zykloidgetriebe 

der RS-Serie an. Dabei handelt es 

sich um hochpräzise Hohlwellengetriebe 

mit integriertem Winkelgetriebe. Bei 

Schweißanwendungen ermöglichen sie es, 

alle auf der horizontalen Achse liegenden 

Schweißpunkte – selbst komplizierte geometrische 

Strukturen – im Zehntelmillimeterbereich 

punktgenau zu erreichen, 

ohne dass das Werkstück aus- und wieder 

eingespannt werden muss. 

„Die Besonderheit der RS-Getriebe ist 

ihre extreme Robustheit und die Aus legung 

auf schwere Lasten. Dank ihrer gusseisernen 

Basis lassen sie sich einfach auf 

dem Boden montieren, was einen stabilen 

und strapazier fähigen Stand garantiert“, 

sagt Geschäftsführer Löw. Der 

Motor wird im rechten Winkel angebaut 

und ist somit leicht zugänglich. Die 

hohle Mittelachse der RS- Serie erlaubt es 

außerdem, Kabel, Schläuche und Leitungen 

hindurchzuführen. So kommen die 

Präzisionsgetriebe mit wenig Bauraum aus. 

Die montagefreundlichen Baugruppen 

werden herstellerseitig bereits mit Schmierstoffen 

gefüllt und komplett abgedichtet. 

Die Getriebeköpfe sind mit verschiedenen 

Servomotoren kompatibel und werden mit 

entsprechenden Flanschen und Kupplungen 

geliefert. 

Modulares Design sorgt für 

Flexibilität 

Die RS-Serie besteht aktuell aus drei verschiedenen 

Ausführungen, die sich in ihrer 

Baugröße und den unterstützten Nenndrehmomenten 

(2 548 bis 8 820 Nm) und 

Beschleunigungs- bzw. Bremsmomenten 

(bis zu 17 640 Nm) unterscheiden. Im Falle 

eines Not-Aus können die Getriebe je nach 

Baugröße sogar Lastspitzen von bis zu 

35 280 Nm auffangen. Das im Getriebe 

integrierte Hauptlager erlaubt Axiallasten 

von bis zu 9 t. 

Auch die RH-N-Baureihe bietet eine 

hohe Leistungsdichte und eignet sich somit 

für Anwendungen mit hohen Traglasten. Ihr 

modulares Design mit definierten Schnittstellen 

macht dieses Getriebe flexibel, was 

die Motoradaption angeht. So lassen sie 

sich selbst an marktführende Servoantriebe 

anpassen. Die in Deutschland endmontierten, 

vorgeschmierten Getriebeköpfe sind 

nicht nur leistungsoptimiert, sondern dank 

ihres innovativen Tribologiekonzepts auch 

wartungsarm. Da Antriebsritzel und ein 

Motorflansch für gängige Motortypen bereits 

in den Getriebekopf integriert sind, 

ist die neue Baureihe eine Plug-&-Play- 

Lösung für jeden Maschinenkonstrukteur. 

Neben den verschiedenen 

Standard-Serien bietet 

Nabtesco am Europasitz 

in Düsseldorf auch die 

Möglichkeit, Getriebe 

kundenspezifisch anpassen 

bzw. komplette Getriebesysteme 

individuell für den 

jeweiligen Anwendungsbedarf 

entwickeln zu lassen. 

Fotos: Nabtesco 


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Umschalten auf Effizienz 

Zweigang-Schaltgetriebe ermöglicht prozesssicheres Umschalten von 

Spindeldrehzahlen in Universaldrehmaschine 

Von Universal-Drehmaschinen wird viel 

gefordert – sie müssen mehrere Verfahren 

beherrschen und im Idealfall eine 

maßhaltige Komplettbearbeitung von 

Teilen mit hoher Oberflächengüte 

ermöglichen. Die Spinner 

Werkzeugmaschinenfabrik hat eine 

Baureihe entwickelt, die mit einem 

Zweigang-Schaltgetriebe von Stöber 

Antriebstechnik ausgestattet ist. Die 

Anlage kann sowohl bei relativ niedrigen 

Spindeldrehzahlen leistungsstark 

zerspanen als auch für kleine Durchmesser 

die Drehzahlen kurzzeitig erhöhen. 

Ulla Göransson ist im Marketing bei Stöber 

Antriebstechnik in Pforzheim tätig 

Mit welchen Herausforderungen müssen 

Hersteller von Werkzeugmaschinen 

heute umgehen? Helmut Maier überlegt 

nicht lange: „Sie werden immer komplexer, 

weil die Ansprüche der Fertiger konsequent 

zunehmen“, weiß der Leiter der Elektro- und 

Software-Entwicklung bei der Spinner Werkzeugmaschinenfabrik 

GmbH in Sauerlach, 

das etwa 20 km südlich von München liegt. 

„Hatte eine klassische Drehbank vor 50 Jahren 

in der Regel nur zwei Achsen, eine Spindel 

und einen Werkzeugträger, bauen wir 

heute Anlagen mit bis zu 15 Achsen oder 

Spindeln, drei Werkzeugträgern und bis zu 

100 Werkzeugen.“ Anwender bearbeiten darauf 

oft harte Materialien zu maßhaltigen 

Bauteilen und mit guten Oberflächen, möglichst 

wirtschaftlich und produktiv. Mit diesen 

Anforderungen stiegen nicht nur die 

durchschnittlichen Spindeldrehzahlen und 

Achsgeschwindigkeiten stetig an. Haben 

Betriebe noch vor einigen Jahren Werk stücke 

in mehreren Arbeitsgängen auf unterschiedlichen 

Maschinen gefertigt, erledigen sie 

dies heute komplett auf einer Anlage und in 

einem Arbeitsgang. Und um effizient zu 

produzieren, werden die Drehmaschinen 

häufig automatisch be- und entladen, damit 

sie z. B. nachts oder an den Wochenenden 

mannlos weiterlaufen können. Die Spinner 

Unternehmensgruppe zählt zu den wenigen 

Anbietern, die Anwendern sowohl Zerspanung 

als auch Automation aus einer 

Hand liefern. Denn neben der Werkzeugmaschinenfabrik 

gehören auch die Spinner 

Automation GmbH in Markgröningen bei 

Stuttgart und ein Fertigungswerk in der 

Türkei zum Verbund. 

Mit etwa 550 Mitarbeitern stellt die Unternehmensgruppe 

an den drei Standorten 

über 1 000 CNC-Drehmaschinen, Bearbeitungszentren, 

Werkzeugschleifmaschinen 

und Automationslösungen im Jahr her. Mehr 

als 60 % der Anwendungen werden weltweit 

in über 60 Länder exportiert. „Unsere 

Kunden kommen aus unterschiedlichen 

Branchen wie Automotive, Medizintechnik, 

Handwerk oder aus der Uhrenindustrie. 

Zahlreiche Maschinen sind in Forschungseinrichtungen 

und Ausbildungswerkstätten 

wie in Berufsschulen oder Universitätsinstituten 

im Einsatz“, beschreibt Maier. 

Zusammenarbeit auf Augenhöhe 

Bei der Herstellung der oft hochspezialisierten 

Bearbeitungszentren spielen Zulieferer 

für den Anbieter eine große Rolle. Denn der 

Maschinenbauer benötigt für seine Anlagen 

Komponenten, die genau die gewünschten 

Anforderungen erfüllen. Dabei arbeitet der 

Hersteller bevorzugt mit ausgewählten Mittelständlern 

auf Augenhöhe zusammen – 

z. B. mit der Stöber Antriebstechnik aus 

Pforzheim. Den Auftakt machten vor einigen 

Jahren Servo Motoren und -Antriebsmodule 

für Fräs maschinen der Baureihe CM400. 

„Wir konnten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis 

bieten und überzeugten mit dem 

technisch besten Gesamtkonzept für die Antriebe“, 

sagt Udo Cyrol, bei Stöber zuständig 

für den Vertrieb von Antriebs- und 

Automatisierungstechnik. 

Was die Verantwortlichen bei Spinner 

ebenfalls an ihrem Zulieferer schätzen, ist die 

gute und schnelle Beratung. Das zeigte sich 

bei der Entwicklung der CNC-Universaldrehmaschinen 

der TC-Baureihe, die in vier 

Baugrößen erhältlich ist. Die größte Version 

ist die TC800. Die kompakte Revolver-Drehmaschine 

erreicht eine Drehzahl von 

2 600 min −1 bei einer maximalen Leistung von 

63 kW. Der Radial- oder Axial revolver ist für 

bis zu 24 Werkzeuge aus gelegt. Zudem besteht 

die Option einer Y-Achse sowie einer 

Gegenspindel. Anwender können auf dieser 

Maschine Drehteile mit Durchmessern bis 



800 und Längen bis 1 500 mm fertigen. „Wir 

haben den Fokus auf eine leistungsstarke Zerspanung 

bei relativ niedrigen Spindeldrehzahlen 

gelegt“, beschreibt Maier. „Daneben 

soll die Spindeldrehzahl trotzdem kurzzeitig 

hoch genug sein können, um kleine Durchmesser 

mit ausreichender Schnittgeschwindigkeit 

bearbeiten zu können – und für ein 

präzises Feindrehen.“ Somit eigne sich die 

Maschine auch für die Stangenbearbeitung. 

Nur ein Getriebe erforderlich 

01 Udo Cyrol von Stöber (links im Bild) im 

Gespräch mit Helmut Maier von der Spinner 

Werkzeugmaschinenfabrik 

Um bei der Hauptspindel von der niedrigen 

auf die hohe Drehzahl zu wechseln und umgekehrt, 

war bisher zwar nur ein Schaltgetriebe 

verbaut – aber von zwei Herstellern. 

Grund dafür: das jeweilige Steuerungssystem, 

das der Anwender im Einsatz hatte. 

Denn damit kamen auch die Motoren von 

unterschiedlichen Anbietern – und wiesen 

verschiedene Abmessungen auf. Stöber als 

Hersteller und Entwickler antriebstechnischer 

Komponenten empfahl das Zweigang- 

Schaltgetriebe PS25. „Je nachdem welches 

Motorfabrikat angebaut werden muss, kann 

der Maschinenbauer die Getriebeschnittstelle 

mit einfachen Adapterteilen modifizieren 

und so, ohne doppelte Lagerhaltung, 

das Getriebe für den minutenschnellen Anbau 

an den je weiligen Spindelmotor bereitstellen“, 

erläutert Cyrol. Diese Vorteile überzeugten 

auch die Firma Spinner. 

Mit seinen zwei Schaltstufen eignet sich das 

PS25 von Stöber optimal für die präzise 

Feinbearbeitung mit hoher Drehzahl sowie 

bei geschalteter Untersetzung mit Vervielfachung 

des Motormoments für eine große 

Zerspanleistung. Der Bediener kann einfach 

und prozesssicher per Steuerung 

zwischen diesen beiden Leistungsprofilen 

wechseln. Um diese Drehzahlen umzusetzen, 

verfügt das Getriebe in der ersten 

Schaltstufe über einen Direktgang. Mit der 

Übersetzung i = 1 sind Planetenträger und 

Planetensatz vollständig entkoppelt, und 

das Motormoment wird nahezu verlustfrei 

übertragen. Weil dadurch kaum Wärme entsteht, 

verbessert dies die Energieeffizienz. 

Beim Wechsel auf die zweite Schaltstufe 

stehen für die Grobbearbeitung und die Zerspanung 

harter Werkstoffe Übersetzungen 

mit i = 4 oder i = 5,5 zur entsprechenden 

Drehmomentvervielfachung zur Ver fügung. 

Ein schrägverzahntes Planeten getriebe 

kommt zum Einsatz. Dies führt zu einem ruhigen 

Lauf bei hohem Wirkungsgrad und 

somit geringer Wärmeentwicklung. 

Maschinenperformance erhöhen 

Der Wirkungsgrad des Zweigang-Schaltgetriebes 

liegt bei über 95 %. Damit eröffnen 

sich gleich mehrere Optionen: Der Anwen- 

02 Die Universaldrehmaschine kann u. a. bei 

relativ niedrigen Spindeldrehzahlen leistungsstark 

zerspanen 

der verringert bei unveränderten Drehzahlen 

die thermische Belastung der Maschine 

und spart Kosten für die Kühlung ein. Zudem 

kann er – ohne den Wärmeeintrag des 

Getriebes zu vergrößern – mit deutlich 

höheren Drehzahlen arbeiten als mit vergleichbaren 

Anlagen und so die Performance 

der Maschine steigern. „Mit unserer 

TC800 ist sogar das Hochgeschwindigkeitszerspanen 

möglich“, sagt Maier. 

Spinner hat mithilfe der PS25-Zweigang- 

Schaltgetriebe nicht nur eine effiziente Universal-Drehmaschine 

entwickelt. Der Maschinenbauer 

kann auch seine Lagerhaltung 

stark reduzieren. „Wir haben in Stöber 

einen zuverlässigen Partner gefunden, der 

uns qualitative Produkte schnell und pünktlich 

liefert“, resümiert Maier zufrieden. 

Fotos: Stöber 

www.stoeber.de 

we invite. 

Welcome toGMN at AMB 2018 

Halle 1–Galerie L-Bank Forum ·Stand 1Z146 

SPINDLE TECHNOLOGY | HIGH PRECISION BALL BEARINGS | FREEWHEEL CLUTCHES | NONCONTACT SEALS 

GMN Paul Müller Industrie GmbH &Co. KG 

ÄußereBayreutherStr.230 ·D-90411 Nürnberg 

Phone: +49 911-5691-251 ·Fax: +49 911-5691-699 

Mail: vertrieb.spi@gmn.de 

.de

01 

Präzision im Tausendstel 

Spannkupplung für Mehrachsen-Simultan-Technologie: Genaue Feststellung angetriebener 

Positionierachsen möglich 

Diesmal zeigt Ringspann auf der AMB 2018 in Stuttgart nicht nur Präzisions-Spannzeuge, 

Welle-Nabe-Verbindungen, Drehmoment- und Kraftbegrenzer, Bremsen und Rutschnaben – 

erstmals vorgestellt wird auch eine Spannkupplung für den Einsatz in den angetriebenen 

Drehschwenktischen von Mehrachsen-Bearbeitungszentren. 

Geht es um das Beherrschen der drei 

Faktoren Kraft, Dynamik und Präzision 

in Mehrachsen-Bearbeitungszentren, so 

fällt der Konstruktion der Werkstückaufnahmen 

und Spannelemente eine zentrale 

Rolle zu. Stetig steigende Anforderungen an 

die erzielbaren Genauigkeiten und umsetzbaren 

Drehmomente sind dabei keine 

Überraschung mehr – am wenigsten für die 

Zulieferer. Als aber ein namhafter Maschinenbauer 

eine Hochpräzisionslösung für 

das Feststellen der angetriebenen Positionierachsen 

des Drehschwenktisches eines 

neuen Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrums 

benötigte, trug der Maschinenbauer seine 

Wunschvorstellungen bei Ringspann vor. 

Im Koordinatenfeld von Fräsmaschinen 

und Bearbeitungszentren bilden die Drehschwenktische 

oder -portale die A- und die 

Michael Stöcker ist freier 

Fachjournalist aus Darmstadt 

C-Achse. Ihre Funktion besteht darin, ein 

ebenso präzises wie schnelles Anfahren des 

zu bearbeitenden Werkstücks in jede beliebige 

Winkelstellung zu ermöglichen. 

Dazu werden die Positionierachsen bei der 

neuesten Generation von Drehschwenktischen 

mit modernen Torquemotoren angetrieben, 

die sich direkt und genau ansteuern 

lassen. „Sobald nun während der 

mit hoher Präzision ablaufenden Simultanbearbeitung 

exakte Winkelstellungen unter 

Last zu halten sind, müssen diese Achsen 

gehalten – also festgestellt – werden. Dazu 

gibt es zwar bereits Klemmelemente-Lösungen 

am Markt, doch keine erfüllte die 

strengen Kriterien des Kunden“, erläutert 

Schlautmann, der Leiter der Sparte Spannzeuge 

bei Ringspann. 

Spannkupplung geht in Serie 

Basierend auf einem bestehenden Spanntechnik-Konzept 

des Herstellers nahm sich 

ein interdisziplinäres Team aus Ingenieuren 

des Anwenders und Ringspann- 

Spezialisten der Aufgabenstellung an. Das 

Team entwickelte und realisierte eine neue 

Spannkupplung, die den Maschinenbauer 

überzeugte. Das Besondere daran: Bei 

Drehmomenten von bis zu 2 400 Nm 

stellt die Spannkupplung einen Verdrehwinkel 

von höchstens 0,007 Grad sicher. 

Schlautmann: „Mit diesen technischen 

Eckdaten – und vor allem mit dieser Genauigkeit 

– ist unsere neue Spannkupplung 

für Drehschwenktische eine Ausnahmeerscheinung 

unter den in diesem Bereich 

bekannten Feststellelementen.“ 

Auf dem AMB-Stand von Ringspann können 

sich die Messebesucher die Funktionsweise 

der neuen Spannkupplung erläutern 

lassen. Sie werden u. a. erfahren, dass hierbei 

Spannscheiben aus dem Sortiment die 

axiale Kraft von Druckfedern in eine wirkende 

Radialkraft übertragen und einen 

speziell designten Verformungskörper ver- 



01 Produktgruppe reibschlüssiger Welle-Nabe-Verbindungen. Hier bietet das Unternehmen Konusspannelemente 

und Schrumpfscheiben für Drehmomente von 0,16 bis zu 4 225 000 Nm 

02 Weltweit im Werkzeugmaschinenbau im Einsatz sind die formschlüssigen Sikumat-Drehmomentbegrenzer 

03 Die elektromagnetischen Scheibenbremsen der Baureihe EV punkten u. a. mit schlanken Einbaumaßen, 

geringem Gewicht und Industrie-4.0-Features 

04 Präzisionsspannzeuge zur mechanischen Bearbeitung zylindrischer Innen- und Außenflächen, die vielfach als 

standardisierte Komplett-Spannzeuge zu haben sind 

02 03 04 

jüngen. „Auf diese Weise stellen wir die 

verdrehsteife Klemmung des Achszapfens 

sicher. Schnell gelöst wird die Klemmung 

dann durch Beaufschlagung der Spannkupplung 

mit 115 bar Hydraulikdruck. Der 

Torquemotor kann die Achse dann wieder 

frei in jede andere Winkelstellung fahren“, 

erklärt Schlautmann. 

Die Spannkupplung für Drehschwenktische 

wird inzwischen in Serie gefertigt 

und bereichert das Spanntechnik-Portfolio 

von Ringspann. Auf der AMB zeigt das 

Unternehmen aber auch weitere Komponenten 

aus diesem Bereich. So etwa Präzisionsspannzeuge 

zur mechanischen Bearbeitung 

zylindrischer Innen- und Außenflächen, 

die vielfach als standardisierte 

Komplett-Spannzeuge in neun Varianten 

verfügbar sind und der Kunde zwischen je 

vier Flanschfuttern und Flanschdornen in 

den Bautypen Scheibenblock, Kegelbüchse, 

Kegelhülse, Flachkörper und Kegelbüchsen-Spitzendorn 

wählen kann. Mit Rundlaufgenauigkeiten 

von ≤ 10 µm eignen sich 

diese Spannzeuge für anspruchsvolle Aufgaben 

der Zerspanungstechnik. 

Als weiteres Highlight wird zudem der 

2016 entwickelte Dehnhülsen-Spanndorn 

HDDS ausgestellt, der eine Alternative zu 

hydraulischen Dehnspannzeugen in der 

Verzahnungstechnik und Feinzerspanung 

darstellt. Das Produkt punktet mit Rundlaufgenauigkeiten 

von ≤ 5 µm, nimmt Werkstücke 

mit Bohrungen bis Toleranzklasse 

IT10 auf und reduziert beim vollautomatisierten 

Einsatz den Aufwand für die Zuführund 

Positioniertechnik. Die HHDS-Baureihe 

wurde inzwischen um einen weiteren, 

kleineren Dehnhülsen-Spanndorn erweitert, 

sodass jetzt auch Bohrungen ab 22 mm 

Durchmesser (bisher 32 mm) gespannt 

werden können. 

Große Auswahl technischer 

Lösungen 

Auf seinem diesjährigen AMB-Messestand 

zeigt das Unternehmen aber nicht nur 

Komponenten aus seiner Spanntechnik- 

Sparte, sondern lädt auch zu einem Streifzug 

durch seine anderen Produktangebote 

für den Werkzeugmaschinenbau ein. Denn 

Ringspann bietet u. a. eine große Auswahl 

technischer Lösungen für den sicheren Betrieb 

der Haupt- und Nebenantriebe von 

Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren. 

Beispiele hierfür sind die formschlüssigen 

Sikumat-Drehmomentbegrenzer 

und die reibschlüssigen Rimostat 

Rutschnaben. Als Überlastsicherung für 

WZM-Antriebe und -Spindeln stehen sie 

einbaufertig für viele verschiedene Grenzdrehmomente 

(0,5 bis 10 000 Nm) und 

Drehzahlbereiche (1 000 bis 

13 000 min -1 ) zur Wahl. Als 

Überlastschutz für Schubund 

Zugstangen eignen sich 

hingegen die bi-direktional 

wirkenden Kraftbegrenzer für 

05 Auf der AMB 2018 präsentiert 

das Unternehmen erstmals 

seine neue Spannkupplung für 

die hochpräzise Feststellung 

der angetriebenen 

Positionierachsen 

Ausrastkräfte von 3 600 bis 140 000 N. Ebenfalls 

ausgestellt wird eine Auswahl von 

Überlastkupplungen. 

Einen weiteren Fixpunkt im diesjährigen 

Messeprogramm von Ringspann bilden 

reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen. 

Konstrukteure und Einkäufer der WZM 

Industrie werden in Stuttgart repräsentative 

Beispiele für alle technisch relevanten 

Typen dieser Verbindungselemente finden: 

Außenspannende Schrumpfscheiben zum 

spielfreien Befestigen von Hohlwellen und 

Naben auf Wellen, innenspannende Konus- 

Spannelemente für das kraftschlüssige Verbinden 

von Naben auf Wellen, innenspannende 

Sternscheiben für Anwendungen 

mit häufigem Spann-Löse-Wechsel sowie 

Sternfedern für den Toleranzausgleich von 

Kugellagern. Auch Spannsysteme zum reibschlüssigen 

Befestigen von Torquemotoren 

auf Maschinenwellen gehören zu diesem 

Sortiment. Insgesamt deckt Ringspann mit 

seinen Welle-Nabe-Verbindungen Drehmomente 

von 0,16 bis 4 225 000 Nm ab. 

Da der Hersteller auf seinem Weg 

zum One-Stop-Supplier für hochwertige 

Komponenten der Antriebstechnik 

in den letzten Monaten 

auch sein Bremsen-Programm 

ausgeweitet hat, werden 

die WZM-Hersteller auf 

dem Messestand des Unternehmens 

dazu ebenfalls zahlreiche 

Exponate antreffen. 

Fotos: 04: Industrieblick/Fotolia; 

sonst.: Ringspann 

www.ringspann.de 



Hochgenau und 

immer schneller 

Werkzeugmaschinen stellen ganz besondere 

Anforderungen an die Lagertechnik 

Die spanende Fertigung stellt besondere Anforderungen an das Design von Wälzlagern 

und Kugelgewindetrieben. Die Kombination von immer höheren Bearbeitungsgeschwindigkeiten, 

hoher Steifigkeit und sehr exaktem Positionieren machen die 

Entwicklung von Antriebskomponenten exakt für dieses Anwendungsprofil erforderlich. 

Steigende Drehzahlen, hohe Zerspanungsleistungen 

und immer höhere Präzision 

in der Oberflächenbearbeitung: Das 

sind zentrale Trends in der spanenden Metallbearbeitung. 

Die Werkzeugmaschinen 

der neuesten Generation arbeiten mit sehr 

hohen Spindeldrehzahlen und erreichen 

ein sehr gutes Oberflächen-Finish. Im 

Hochleistungssegment der Großanlagen 

stellen die Maschinen neue Zerspanungsrekorde 

auf. So hat ein schwedischer Hersteller 

kürzlich mit einem Hochgeschwin- 

Andreas Kropp ist Application Engineering 

Manager Precision bei der NSK Deutschland 

GmbH in Ratingen 

digkeits-Bearbeitungszentrum in einer 

Minute 16,4 l Aluminium-Vollmaterial in 

Luftfahrtqualität zerspant. 

Hohe Anforderungen an den 

Spindelantrieb 

Dass die Antriebe solcher Anlagen sehr 

hohe Anforderungen an Drehzahl und Beschleunigung 

erfüllen müssen, bedarf keiner 

näheren Erklärung, und es gilt nicht nur 

für den (rotativen) Spindelantrieb, sondern 

auch für die Linearachsen des Maschinenportals. 

Zudem müssen bei sämtlichen Bearbeitungszentren 

die Spindelantriebe 

hohe axiale und radiale Kräfte aufnehmen 

können, was wiederum eine sehr präzise 

Abstimmung aller Komponenten im Antriebssystem 

voraussetzt. 

Exakt für diese wirklich herausfordernden 

Bedingungen – zu denen noch widrige 

Umgebungseinflüsse wie Kühlschmierstoffe, 

Späne und Schleifstaub hinzukommen 

– hat NSK die Robust-Reihen entwickelt: 

ein branchen- und anwendungsspezifisches 

Programm an Wälzlagern für 

Werkzeugmaschinen. Es gibt sie in unterschiedlichen 

Ausführungen u. a. mit Stahlund 

Keramikkugeln, Lagerringen aus verschiedenen 

Spezialstählen und mehreren 

Käfigausführungen. 

Hauptspindellager für 

schnelllaufende Maschinen 

Als Hauptspindellager werden überwiegend 

Schrägkugellager in Hochgenauigkeits-Ausführung 

eingesetzt. Hier erreichen 

die Lager – insbesondere bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung 

– sehr hohe 

Drehzahlen. Zugleich sind die Anforderungen 

an die Laufgenauigkeit extrem hoch, 



01 Als Spindellager werden häufig Hochgenauigkeits-Schrägkugellager 

verwendet 

02 Für die Hochgenauigkeits-Schrägkugellager 

wurde der Robust Sursave-Käfig entwickelt 

03 Zum Kugelgewindetriebe-Programm 

gehört eine neue Baureihe nach DIN-Norm 

und das bei hohen Axial- und Radialkräften. 

Außerdem muss die Eigenerwärmung 

der Lager trotz hoher Drehzahlen gering 

bleiben, um die geforderten extrem hohen 

Laufgenauigkeiten zu erreichen. 

Neu im Programm der Robust-Schrägkugellager 

ist der Sursave-Käfig, der für 

schnelllaufende Hauptspindeln von Werkzeugmaschinen 

entwickelt wurde. Neben 

der Eignung für sehr hohe Drehzahlen gehört 

das sehr niedrige Reibmoment zu den 

charakteristischen Merkmalen der Sursave- 

Käfige. Es bewirkt eine nur geringe Wärmeentwicklung, 

was – wie oben beschrieben – 

einen wichtigen Beitrag zu zuverlässigen 

Bearbeitungsprozessen bei hohen Drehzahlen 

leistet. 

20 % höhere Drehzahlkennwerte 

In Zahlen ausgedrückt: Die neuen Lager 

können Drehzahlkennwerte von über 

3 Millionen n x dm erreichen. Das ist ein 

Plus von 20 % im Vergleich zu konventionellen 

Schrägkugellagern. Das Lagerreibmoment 

von Robust Sursave-Lager ist um 

etwa 20 % geringer und der nicht wiederholbare 

Schlag („Non-repeatable runout“; 

NRRO) ist in diesem Vergleich sogar um die 

Hälfte kleiner. 

Die Summe dieser Eigenschaften – hohe 

Drehzahlen, geringes Reibmoment und 

sehr hohe Laufgenauigkeit – führt dazu, 

dass Spindeln, die mit Robust Sursave- 

Schrägkugellagern ausgerüstet sind, eine 

exzellente Oberflächenqualität der bearbeiteten 

Bauteile, z. B. von Spritzgussformen 

und Antriebselementen, gewährleisten. Die 

höhere Leistung der Werkzeuge hat auch 

eine verbesserte Effizienz und Produktivität 

der gesamten Maschine zur Folge. 

Kugelgewindetriebe für die 

Linearachsen 

Auch für die linearen Antriebe von Werkzeugmaschinen, 

z. B. für die Hauptachsen 

oder Materialzuführungen, hat NSK – als 

weltgrößter Hersteller von Präzisions-Kugelgewindetrieben 

– ein eigenes Programm 

entwickelt. Das Programm umfasst diverse 

Bauformen mit Wellendurchmessern von 

FREQUENZUMRICHTER 

mit Multi-Level-Technologie 

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04 Kugelgewindetrieb und 

Lagerung bilden eine 

aufeinander abgestimmte, 

einbaufertige Einheit 

05 Mit den Rollenführungen für die Linearachsen von 

Werkzeugmaschinen wird das Angebot komplett 

4 bis 200 mm und zahlreiche Sondertypen 

für spezielle Anforderungen wie extreme 

Geräuscharmut, kurze Hübe und höchste 

Positioniergenauigkeit. 

Zu den Neuheiten gehört hier eine Serie 

von DIN-konformen Kugelgewindetrieben. 

Mit einem Drehzahlkennwert von 160 000 

eignen sie sich ohne Einschränkungen für 

Hochgeschwindigkeits-Anwendungen der 

spanenden Bearbeitung, bei denen auch ein 

sehr präzises Positionieren erforderlich ist. 

Zugleich zeichnen sich die neuen Kugelgewindetriebe 

durch sehr hohe Laufruhe 

aus. Das schafft beste Voraussetzungen für 

minimale Vibrationen im Linearsystem und 

zugleich für geringe Geräuschentwicklung. 

Maßgeblich verantwortlich für diese sehr 

vorteilhafte Eigenschaftskombination sind 

die von Grund auf neu entwickelten Umlenksysteme 

der Baureihe. Abmessungen 

und Toleranzklassen der gesamten Baureihe 

entsprechen den Anforderungen der 

ISO 3408-2, die die DIN 69051 ersetzt hat. 

Aufeinander abgestimmt 

Als ein führender Hersteller sowohl von 

Kugelgewindetrieben als auch von Wälzlagern 

bietet NSK dem Werkzeugmaschinenbau 

lineare und rotative Lager, die exakt 

aufeinander abgestimmt sind und die noch 

durch Linearführungen ergänzt werden 

können. Von diesem Angebot machen viele 

namhafte Hersteller Gebrauch. Die Kugelgewindetriebe, 

die durch eigens für diesen 

Zweck entwickelte Axial-Schrägkugellager 

geführt werden, zeichnen sich – je nach 

Baureihe bzw. Auswahl – durch sehr hohe 

Laufruhe, hohe Steifigkeit, exakte Positionierbarkeit 

und sehr hohe Verfahrgeschwindigkeiten 

aus. 

Dass ein Hersteller von Antriebskomponenten 

seine Kunden im Werkzeugmaschinenbau 

durch Engineering unterstützt, ist 

selbstverständlich. Die NSK-Ingenieure des 

European Technology Center (ETC) in 

Ratingen legen die Lager bzw. Kugelgewindetriebe 

aus und können dabei auch umfassendes 

Know-how aus den jeweiligen 

Anwenderbranchen (z. B. dem Werkzeugmaschinenbau) 

vorweisen. 

Zu den Besonderheiten im Serviceangebot 

gehört jedoch die Beratung der Anwender 

von Werkzeugmaschinen im Rahmen 

des AIP-Programms (Added Value Programme). 

Anlass ist zumeist der Wunsch 

nach Optimierung der Lagerstellen, wenn 

vorhandene Lösungen aus Anwendersicht 

nicht zufriedenstellend sind. Branchenexperten 

analysieren in diesen Fällen vor 

Ort die Einbausituation und die Umgebungsbedingungen 

und machen Optimierungsvorschläge. 

Dabei wird das Kostensparpotenzial 

genau belegt. 

Ein Praxisbeispiel 

Ein aktuelles Beispiel aus der AIP-Praxis 

zeigt, wie umfassend diese Dienstleistung 

ist. Im spanischen Werk eines weltweit tätigen 

Herstellers von Kfz-Bremssystemen 

kam es aufgrund von Ausfällen der Kugelgewindetriebe 

in den Bearbeitungszentrum zu 

erheblichen unplanmäßigen Stillständen. 

Die mittlere Lebensdauer der knapp 120 Kugelgewindetriebe, 

die in diesen Anlagen im 

Einsatz sind, betrug etwa sechs Monate. 

NSK untersuchte drei der defekten Kugelgewindetriebe, 

um die Hauptursache der 

Ausfälle zu ermitteln, die bei hoher Last 

und unter ungünstigen Umgebungsbedingungen 

arbeiteten. Die technische Abteilung 

von NSK entwickelte daraufhin eine 

Sonderausführung mit verbesserten technischen 

Eigenschaften. Als Basis wurde ein 

Kugelgewindetrieb für hohe Drehzahlen 

und Lasten gewählt, der mit einer Hochleistungsdichtung 

und dem K1-Schmiersystem 

ausgestattet ist, das eine optimale Schmierung 

auch unter schwierigen Einsatzbedingungen 

sicherstellt. 

Sechsfach höhere Lebensdauer 

Die erhöhte dynamische Tragzahl dieses 

Antriebs führt dazu, dass auf jeder einzel- 

nen Kugel eine geringere Vorspannung 

lastet. Dadurch wiederum verringert sich 

die Reibung und damit der Energieverbrauch 

des Bearbeitungszentrums sowie 

der Verschleiß und auch die Betriebstemperatur. 

Das Mutterndesign wurde individuell 

an die Anwendung angepasst, 

um eine höhere Steifigkeit zu erreichen 

und den Einbau der neuen Kugelgewindetriebe 

ohne Änderung der Umgebungskonstruktion 

zu erreichen. 

In den kritischsten Einsatzbereichen der 

Anlage wurden zwei dieser neuen Kugelgewindetriebe 

eingebaut. Der Test erwies 

sich als sehr erfolgreich. Er führte zu längeren 

Maschinenstandzeiten und hohen 

Kosteneinsparungen aufgrund des Wegfalls 

von ungeplanten Wartungsarbeiten. 

Der Test läuft aktuell noch weiter; bisher 

wurde eine sechsfache Lebensdauer der 

Kugelgewindetriebe erreicht. Als Ergebnis 

werden nun alle Kugelgewindetriebe im 

Schadensfall nach und nach auf solche 

von NSK umgerüstet. 

Ausbau der Engineering- 

Kapazitäten 

Dieses Beispiel zeigt, dass es in der spanenden 

Bearbeitung viele Stellschrauben zur 

Optimierung von rotativen und linearen 

Antrieben gibt. Mit dem AIP-Programm 

unterstützt NSK die Anwender darin, diese 

Potenziale zu erschließen und die Lebensdauer 

der Antriebe zu steigern. Den Herstellern 

der Maschinen bietet NSK intensives 

Engineering bei der Entwicklung neuer 

Maschinengenerationen. Um die breite 

Kundenbasis in Deutschland hier bestmöglich 

zu unterstützen, baut das European 

Technology Center seine personellen 

und prüftechnischen Kapazitäten kontinuierlich 

aus. 

Fotos: Aufmacher: iStock.com/Fertnig; 

sonst.: NSK 

www.nskeurope.de 


Rüstzeiten in Presswerken verringern 

Für kurze Rüstzeiten in Presswerken bietet Jakob eine pneumatische Greiferschienenkupplung an. 

Die GKZ ist leicht, extrem steif und selbsthemmend spannend ausgeführt. Wie hydraulische Systeme 

ist sie unabhängig von Stromausfällen, aber auch wartungsarm wie Kupplungen mit Elektroantrieb. 

Sie kann an alle gängigen Greiferschienenprofile 

angepasst werden und 

ermöglichen einen hochdynamischen 

Transport und ein präzises Ablegen der 

Teile. Angeboten werden sie für die 

axiale und vertikale Trennung von 

Schienen. Neben der pneumatischautomatischen 

gibt es noch eine 

manuell-mechanische Version. Diese 

werden konventionell mit einer 

Schraube fixiert. Die Kupplungen 

schließen selbst 5 mm breite Spalte 

zwischen Aktiv- und Passivteil selbsttätig. Die Kupplungen sind elektrisch abgefragt. Sie werden 

entweder direkt oder über einfache Adapterplatten in die Greiferschienen eingebaut. Zusätzlich 

können auf die automatischen Systeme Energiekupplungen aufgesetzt werden. 

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Umrichter für Gleichlauf und Fliegende Säge 

Nord Drivesystems hat dezentrale Antriebe im Programm, mit denen sich auch anspruchsvolle 

Anwendungen wie Gleichlauf und Fliegende Säge einfach umsetzen lassen. Durch die interne PLC 

und die Positioniersteuerung Posicon in die Frequenzumrichter Nordac Link und Nordac Flex 

können sich im Master-Slave-Betrieb mehrere Antriebe 

synchronisieren. Durch die Posicon-Funktionalität sind 

die Umrichter in der Lage, die aktuelle Position des 

Antriebs zu ermitteln. Funktionen wie Gleichlauf und 

Fliegende Säge können so schnell und präzise 

ausgeführt werden. Bis zu drei Slave-Umrichter lassen 

sich standardmäßig durch einen Master-Umrichter 

ansteuern, ohne Notwendigkeit für eine übergeordnete 

Steuerung. Die Umrichter sind darüber hinaus frei 

konfigurierbar. Mit den dezentralen Antriebseinheiten 

lassen sich komplexe, aber auch einfache 

Anwendungen regeln. Die vernetzten Antriebe verfügen 

über vielfältige Schnittstellen und eignen sich für 

Industrie-4.0-Anwendungen. 

▪ Korrosionsbeständige 

Einheiten für leichte bis 

schwere Verstellaufgaben 

▪ Wash-down fähig 

▪ FDA-konforme Schmierstoffe 

▪ Umgebungstemperatur 

-30°C bis +80°C 

▪ Baugröße 30 und 40 

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Robuste und langlebige Lineartische 

Laserbearbeitung, Elektronikfertigung, optische 

Inspektion, aber auch viele andere Automatisierungslösungen 

verlangen nach dynamischen, 

präzisen und gleichzeitig langlebigen Positioniersystemen, 

die sich auch möglichst einfach in die 

Maschinen integrieren lassen. Physik Instrumente (PI) hat 

deshalb das Produktportfolio für industrielle Positionierlösungen 

um die Lineartische L-412 und L-417 erweitert. Die einzelnen Typen der Serie 

unterscheiden sich in den Breiten 116 mm (L-412) und 166 mm (L-417) und eignen sich für Lasten 

bis 40 kg (L-412) und bis 45 kg (L-417). Die Stellwege beginnen bei 52 mm und reichen bis 813 mm; 

die maximale Geschwindigkeit beträgt 300 mm/s. Mit einer optionalen Bremse ist auch vertikaler 

Betrieb möglich. Treibende Kraft der Tische sind leistungsstarke, energieeffiziente Synchron- 

Servomotoren, die je nach Ausführung an Versorgungsspannungen von 75 bis 320 V arbeiten. Die 

robusten, langlebigen Motoren positionieren dank hochauflösender Inkremental- oder Absolut- 

Encoder auf wenige Mikrometer genau, decken große Drehzahlbereiche ab und sind überlastfähig. 

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LINEAR- 

PROFIL- 

VERBINDUNGS- 

MODUL- 

TECHNIK 

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Motek 08.-11. Oktober 2018 

Halle 4 | Stand 4410 / 4411

Überlegene Kinematik 

Antriebssystem bewegt Schwenkachsen mit Spitzenpräzision 

Höchste Drehmomentdichte und 

feinste Positioniergenauigkeit 

waren die entscheidenden 

Auswahlkriterien des 

Maschinenbauunternehmens 

Hekuma an das Servoantriebssystem 

einer Schwenkachse, die mit 

hoher Dynamik zwei benachbarte 

Spritzgießmaschinen bedient. 

Erfahren Sie, warum die Wahl auf 

das Antriebssystem Galaxie D von 

Wittenstein fiel. 

Nadine Hehn ist Mitarbeiterin im Vertrieb Start-up 

Galaxie bei der Wittenstein SE in Igersheim und 

Sebastian Höhne ist Mitarbeiter im Vertrieb bei 

der Wittenstein Alpha GmbH in Igersheim 

Da das kompakte Galaxie D in der 

Schwenkachse komplett unzugänglich 

verbaut ist, legte man bei Hekuma Wert auf 

eine dauerhaft service- und wartungsfreie 

Lösung. Mit hoher Spielstabilität und 

einem innovativen Motorfeedback-System, 

dessen Multiturnfunktionalität keine Batteriepufferung 

erfordert, erfüllt das Antriebssystem 

auch diese aus Endkundensicht 

wichtigen Anforderungen. Im Gegensatz zu 

dem zuvor eingesetzten Spannungswellgetriebe, 

das sich darüber hinaus für diese 

Präzisionsanwendung als zu weich – also 

nicht ausreichend torsionssteif und spielarm 

– erwiesen hatte. 

Führend bei Automatisierung 

von Spritzgießmaschinen 

Die Hekuma GmbH – seit wenigen 

Monaten in Hallbergmoos bei 

München beheimatet – ist ein führender 

Hersteller von Hochleistungs-Automationssystemen 

für 

Kunststoff-Spritzgießanlagen. 

Das Kerngeschäft des zur Elexis-Gruppe 

gehörenden Unternehmens umfasst leistungsfähige 

Entnahmesysteme für die 

Spritzgussproduktion, die Integration von 

Spritzgießmaschinen und -formen sowie 

schlüsselfertige Komplettlösungen für die 

Arbeitsgänge Entnehmen, Bearbeiten, 

Montieren, Beschriften, Prüfen und Verpacken. 

„Unseren Kunden geht es vor 

allem um die hochverfügbare Automation 

der vor- und nachgelagerten Fertigungsschritte 

in der Spritzgussproduktion“, sagt 

Alexander Kappes, teamleitender mechanischer 

Konstrukteur. 

Dies gilt auch für die Transfereinheit, die 

bei einem Konsumgüterhersteller einen 

zweistufigen Spritzgießprozess mit 

duro- und thermoplasti- 

01 Das Antriebssystem 

Galaxie D ist 

eine kompakte 

mechatronische Einheit 



Eigenständige Getriebegattung 

schen Substraten verbinden wird. „Hohe 

Verkaufszahlen erfordern in der Produktion 

eine hohe Kavitätenzahl bei gleichzeitig 

kurzer Zykluszeit“, erläutert Reinhard 

Steinhoff von der Mechanischen Konstruktion 

bei der Beschreibung der Anlage. 

„Jedes Einlege- und Entnahmeelement hat 

32 Kavitäten. Die Zykluszeit liegt bei 20 Sekunden 

und die Maschine läuft im Dreischichtbetrieb 

an 340 Tagen im Jahr. Die 

Schwenkeinheit mit dem Galaxie D bewegt 

somit jährlich mehr als 47 Millionen 

Spritzgießartikel.“ Neben der Dynamik des 

Getriebes gebe es jedoch ein weiteres entscheidendes 

Argument. „Der Schwenkarm 

der Umsetzeinheit dreht in y-Richtung um 

180 Grad und hat eine bewegte Masse von 

etwa 270 Kilogramm. Um die Kavitäten für 

das reibungslose Handling der Spritzteile 

millimetergenau vor den Spritzgießmaschinen 

zu platzieren, war daher eine 

hohe Steifigkeit des Antriebs bei gleichzeitig 

minimalem Verdrehspiel gefordert“, 

erklärt Alexander Kappes. Für die servotechnische 

Umsetzung stand jedoch nur 

ein begrenzter Bauraum zur Verfügung. 

„Der Umstieg auf eine neue Motor-Getriebe- 

Einheit durfte zu keinen konstruktiven Änderungen 

an der Schwenkeinheit führen“, 

bestätigt Steinhoff. Das Galaxie D bietet 

alle Merkmale für eine hohe Positioniergenauigkeit 

und platzsparende mechanische 

Integration. 

Galaxie ist als eigenständige und aus Prinzip 

überlegene Getriebegattung wissenschaftlich 

bewiesen und im Markt anerkannt. Die 

entscheidenden Merkmale – dynamisierte 

Einzelschubzähne statt starren Zahnrädern, 

vollflächiger Multizahneingriff mit hydrodynamischem 

Kontakt und mathematisch 

exaktem Gleichlauf sowie ein segmentierter 

Außenring als Lager – führen dazu, dass die 

Getriebekinematik bezogen auf den Marktstandard 

in allen wichtigen technischen 

Disziplinen bekannten Planeten-, Zykloid-, 

Exzenter- und Spannungswellgetriebe deutlich 

– teilweise sogar um Faktoren – überlegen 

ist. Deren prinzipbedingte technische 

Kompromisse, wenn z. B. gleichzeitig sehr 

hohe Präzision und Drehmomentdichte gefordert 

sind, gehören mit Galaxie der Vergangenheit 

an. Die Getriebekinematik gewährleistet 

Bestleistungen bei Spielfreiheit, 

Gleichlauf, Steifigkeit, Drehmomentdichte 

und Überlastsicherheit, ohne diese Merkmale 

gegeneinander ausspielen zu müssen. 

Verdrehsteifigkeit durch 

Einzelschubzahnkinematik 

Die aus Anwendungssicht für Hekuma 

entscheidende Anforderung war die Gewährleistung 

einer hervorragenden und 

dauerhaft gleichbleibenden Positioniergenauigkeit. 

Das Galaxie D erfüllt dieses 

Leistungsmerkmal durch seine hohe Verdrehsteifigkeit 

sowie das auf weniger als 

eine Winkelminute reduzierte Verdrehspiel. 

Die Einzelschubzahnkinematik bewirkt, 

dass fast alle Einzelzähne gleichzeitig am 

Zahneingriff – und damit an der Drehmomentübertragung 

und der Steifigkeitsbildung 

– beteiligt sind. Hinzu kommt, dass 

die Zahnflanken der Einzelzähne sowie des 

Hohlrades erstmals als Logarithmische 

Spirale ausgeführt sind, wodurch im Multizahneingriff 

der Kontakt nicht mehr wie bei 

Getrieben mit Zahnrädern nur linear, sondern 

bei Galaxie als Flächenkontakt erfolgt 

– mit höherem Traganteil. Auch bei der 

Wechselbelastung im Nulldurchgang ist so 

eine hohe Steifigkeit gewährleistet. 

Verdrehspiel dauerhaft konstant 

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WERKZEUGMASCHINEN 

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. Einbaufertige, kompakte Lagereinheiten 

. Hohe axiale Tragfähigkeit 

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. Hohe Kippsteifigkeit 

. Kundenspezifische Sonderausführungen 

Neue 

Bauform: 

Der zweite Aspekt der Positioniergenauigkeit, 

wie sie Hekuma fordert, betrifft das 

Verdrehspiel. „Grundsätzlich wäre die Auslegung 

des Galaxie D als Null-Spiel-Variante 

möglich gewesen“, blickt Kappes zurück. 

„Wir haben uns dann aber für ein reduziertes 

Verdrehspiel von weniger als einer Winkelminute 

entschieden. Es bildet zusammen 

mit der Verdrehsteifigkeit unsere Genauigkeitsanforderungen 

optimal ab und 

ermöglicht es gleichzeitig, bei der Positio 

RTB ABS mit 

integriertem 

Absolut- 

wertgeber 

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PRÄZISIONSLAGER UND LINEARTECHNIK 

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02 03 

02 Das Galaxie D ist 

in der Schwenkachse 

komplett unzugänglich 

verbaut 

03 Eine extrem hohe 

Kippsteifigkeit des 

Antriebs bei gleichzeitig 

minimalem 

Verdrehspiel waren 

gefordert 

04 

05 

04 Der Schwenkarm 

der Umsetzeinheit dreht 

in y-Richtung um 180° 

und hat eine bewegte 

Masse von etwa 270 kg 

05 Die Zusammenarbeit 

hat reibungslos 

funktioniert: v. l. Nadine 

Hehn (Wittenstein), 

Alexander Kappes und 

Reinhard Steinhoff 

(Hekuma) 

nierung auftretende Verriegelungskräfte 

abzufangen.“ Und sein Kollege Reinhard 

Steinhoff ergänzt: „Da die Transfersysteme 

auf den jahrelangen Dauerbetrieb ausgelegt 

sind, ist vor allem wichtig, dass das einmal 

eingestellte Verdrehspiel dauerhaft konstant 

bleibt.“ Dies wird beim Galaxie D prinzipbedingt 

sichergestellt, weil sich beim 

flächigen Eingriff von Polygon und Einzelzähnen 

schon ab geringen Drehzahlen ein 

hydrodynamischer Schmierfilm mit einem 

großen, stabilen Druckpolster aufbaut. Eine 

Abnutzung in der Verzahnung wird dadurch 

auf ein Minimum reduziert – wie 

Mikroskop-Aufnahmen belasteter Kontaktgebiete 

an Einzelzähnen nach Dauerversuchen 

und hoher Praxisbeanspruchung 

der Getriebe belegen. Da zudem auch die 

Passung zwischen den runden Zahnkörpern 

und den Zahnträgerbohrungen nicht 

messbar verschleißt, bleibt bei Galaxie ein 

einmal eingestelltes Verdrehspiel über die 

Lebensdauer absolut konstant – auch bei 

der Null-Spiel-Variante. 

Für den wartungsfreien Einsatz 

Das kinematische Prinzip des Getriebes 

verspricht einen dauerhaft service- und 

wartungsfreien Einsatz. Die nach der 

Logarithmischen Spirale gestaltete Verzahnungsform 

führt zu einem mathematisch 

exakten Gleichlauf. Zudem ist durch die 

konstante Druckverteilung beim Zahneingriff 

sowie die hydrodynamische Schmierung 

weder mit dem abriebbedingten Entstehen 

von Verschleißpartikeln noch einer 

Verunreinigung der Schmiersubstanzen im 

Getriebe zu rechnen. Darüber hinaus wird 

das Schmieröl entsprechend der Einbaulage 

des Galaxie D ausgewählt und eingefüllt. 

„Ein Trockenlaufen von Teilen der 

Kinematik, wie bei einem bereits verbauten 

Spannungswellgetriebe geschehen, wird 

dadurch ebenso vermieden wie die Notwendigkeit, 

im Betrieb der Maschine 

Schmiermittel in den Servoantrieb nachzufüllen“, 

stellt Kappes fest. 

Um die mechanischen Präzisionsvorteile 

auch regelungstechnisch in höchste Positioniergenauigkeit 

umsetzen zu können, 

kommt in dem bei Hekuma eingesetzten 

Video 

Wie das Galaxie Antriebssystem 

funktioniert und welche besonderen 

Eigenschaften es auszeichnet, entdecken 

Sie im Video: 

http://bit.ly/2JWuUEx 

Galaxie D erstmals das rotative Motor-Feedback-System 

SEM90 von Sick Stegmann 

zum Einsatz. Das holistisch abtastende 

Multiturn-System ermöglicht eine hochauflösende 

Positionsregelung des Servoantriebes. 

Die Multiturnfunktionalität mit 

4 096 Umdrehungen wird dabei mechanisch 

realisiert. „Der Geber kommt ohne 

eine Puffer-Batterie aus, die nach entsprechender 

Laufzeit aufwändig ausgetauscht 

werden müsste“, beschreibt Steinhoff einen 

weiteren wartungsrelevanten Aspekt. Steuerungstechnisch 

angebunden ist das im 

Galaxie D eingesetzte Motorfeedback-System 

SEM90 per Hiperface an einen Movidrive-Umrichter 

von SEW Eurodrive. „Die 

Validierung seitens SEW und die Inbetriebnahme 

zusammen mit Wittenstein bei 

Hekuma haben reibungslos funktioniert“, 

blickt Steinhoff zurück. 

Das neue Antriebssystem hat Hekuma 

überzeugt und durch seine Positioniergenauigkeit, 

kompakte Bauform, hohe 

Dynamik und Wartungsfreiheit einen 

bleibenden Eindruck hinterlassen. Dem 

Einsatz in weiteren Handlingsachsen mit 

speziellen Anforderungen an Bauraum, 

Leistungsdichte und Genauigkeit steht 

daher nichts im Weg. 

Fotos: Wittenstein SE 

www.wittenstein.de 



Servomotoren-Angebot nach oben erweitert 

Das Antriebssystem-Gesamtpaket Servo One mit abgestimmtem Servomotor und Servoregler von LTI ist 

mit zwei weiteren Servomotor-Baureihen nach oben abgerundet worden. Damit stehen nun standardmäßig 

Asynchronmotoren der Baureihe DA bis 3 024 Nm und Synchronmotoren der Baureihe DS2 bis 

1 344 Nm Nenndrehmoment zur Verfügung. Die asynchrone Ausführung ist in sechs Achshöhen von 100 

bis 280 mm erhältlich, die synchrone Variante umfasst die Achshöhen 100, 132, 160 um 

200 mm. Beide Reihen gibt es in den Kühlarten oberflächenbelüftet 

(Schutzart IP54), durchzugsbelüftet (IP23) und wassergekühlt (IP54). Die 

Motoren sind mit allen gängigen Optionen verfügbar, z. B. Bremsen, 

Passfeder, Singleturn- und Multiturn-Encoder, Resolver, sichere Drehgeber, 

verstärkte Lagerung und isolierter Lagerung. Die beste Anpassung an den 

Servoregler ist bei der Synchronbaureihe 147 und bei der Asynchronbaureihe 

335 Wicklungsvarianten gegeben, für eine stromoptimale 

Reglerzuordnung. 

www.lti-motion.com 

Set zur 

Maschinenintegration 

Das Eneskamicro-System 

von Joke Technology, mit Sitz 

in Bergisch Gladbach, ist 

jetzt in Maschinen einfach 

einsetzbar. Antrieb und 

Steuergerät lassen sich so in 

Robotern integrieren und 

nutzen. Mit der SPS-Tauglichkeit 

wird das System vor 

allem für Unternehmen 

interessant, in deren Produktion 

bestimmte Bearbeitungsschritte 

des Oberflächenfinish 

in Serie erfolgen 

und automatisierbar sind. 

Fräsen, Schleifen, Entgraten 

und Polieren können so 

effizienter durchgeführt 

werden. Der bürstenlose 

Gleichstrommotor der 

Motorspindel für den 

CNC-Einsatz leistet bis zu 

60 000 U/min. Die Laufruhe 

des Motors sichert ein 

akkurates Ergebnis der 

Oberflächenbearbeitung. 

Werkzeuge mit einem Schaftdurchmesser 

von 2,35 bis 

6 mm können gespannt 

werden. Für den Einbau in 

Vorrichtungen und Robotern 

gibt es ein komplettes Set mit 

Steuergerät, Motor und 

Spannzangen. Das System ist 

aus Edelstahl, entsprechend 

robust und rostfrei und damit 

auch für den Reinraumeinsatz 

geeignet. Wo bereits Steuergeräte 

des Herstellers im Einsatz 

sind, reicht die Nachrüstung 

mit der Motorspindel. 

www.joke.de 

alpha Linear Systems: Dynamisch. Präzise. Individuell. 

Haben Sie an den linearen Antrieb ganz individuelle 

Anforderungen in Bezug auf Laufruhe, Positioniergenauigkeit 

und Vorschukraft? Dann haben wir für Sie 

die optimal abgestimmte Lösung. Es ist nicht allein die 

Kopplung von Getriebe, Ritzel und Zahnstange, sondern 

unser Know-how in der überzeugenden, individuellen 

Systemlösung –und das über alle Klassen. 

Sie haben noch Fragen? 

Wir beraten Sie gerne: Tel. +49 7931 493-0 

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in einer Systemlösung. 

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Die extrem schnelle 

Montage revolutioniert 

das Verstiften von 

Zahnstangen. 

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Intuitiv nutzbare CNC-Steuerung mit 

hoher Performance 

Die CNC-Steuerung 95.00 für das mechanische Bohren und 

Fräsen von Leiterplatten von Sieb & Meyer setzt Maßstäbe in 

Bezug auf Bedienbarkeit, Performance und Konnektivität. Die neu 

gestaltete Bedienoberfläche ermöglicht eine intuitive Nutzung 

Leitungsdaten im Realbetrieb 

evaluieren 

Igus hat seine intelligente Leitung weiterentwickelt: Mit dem 

CF.Q-Modul in Kombination mit Isense werden Wartungen 

einfacher und effizienter gestaltet. Mit dem Modul lassen sich die 

elektrischen Eigenschaften in zusätzlichen Messadern prüfen und 

und reduziert so Fehlerpotenziale. Die Steuerungen lassen sich 

zudem einfach und schnell einrichten. Das Hard- und Softwaresystem 

besteht aus dem CNC-Controller sowie den Servoverstärkern 

und Frequenzumrichtern für HS-Bearbeitungsspindeln, 

wobei alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Das 

ermöglicht Performancesteigerungen in Bezug auf Produktivität 

und Genauigkeit. Als Basis für IIoT- und Industrie-4.0-Anforderungen 

dient ein MQTT-basiertes Kommunikationsprotokoll. 

Zusätzlich stehen mit Micro-Services weitere Protokolle wie 

OPC UA, SECS/GEM oder Restful API zur Verfügung. Auch 

webbasierte Auswerte- und Visualisierungslösungen lassen sich 

optional nutzen, z. B. der SM LineManager 4.0. 

www.sieb-meyer.de 

kontinuierlich mit Erfahrungswerten einer Chainflex-Leitung 

abgleichen. So werden Beschädigungen durch Unterbiegung oder 

extreme Belastungen erkannt. Zudem lassen sich im Vorfeld 

Richtwerte für die Leitungen festlegen. Ist das Modul installiert, 

informiert es durch Betätigung eines Öffnerkontaktes, wenn sich 

die definierten Werte der elektrischen Parameter verändern. Die 

Kombination aus Erfahrungswerten und Echtzeitmessung 

ermöglichen präzise Wartungsvorhersagen für Leitungen. 

Möglich macht das die Industrie-4.0-fähige Applikation Isenseonline: 

Stellt diese durch einen Vergleich der erfassten Echtzeitwerte 

an der Leitung und der Erfahrungswerte in der Datenbank 

Schwankungen fest, fordert es zur Wartung auf. 

www.igus.de 

Inserentenverzeichnis Heft 9/2018 

Hubdreh-Motoren mit neuem Design 

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

Altra Industrial Motion, Braintree/ 

Massachusetts (USA).................................69 

ate, Leutkirch................................................41 

B&R Industrie-Elektronik, 

Bad Homburg...............................................39 

BRECO, Porta Westfalica....................65, 67 

Chemie-Technik, Elkalub, Vöhringen....47 

Eichenberger Gewinde, 

Burg/AG (Schweiz)......................................23 

Frizlen, Murr.................................................79 

Geiss, Sulzbach............................................45 

GINO, Bonn...................................................51 

GMN Paul Müller, Nürnberg....................81 

GSC Schwörer, Eisenbach.........................12 

HEIDENHAIN, Traunreut......................4. US 

HKR, St. Johann............................................38 

igus®, Köln.....................................................32 

INTORQ, Aerzen...........................................13 

Jenaer Antriebstechnik, Jena..................68 

Kammerer Gewindetechnik, 

Hornberg........................................................25 

KISSsoft, Bubikon (Schweiz)....................63 

KNAPP Wälzlagertechnik, 

Waiblingen....................................................21 

Koyo Deutschland, Hamburg.................... 9 

Liebherr-Werk, Biberach............................. 7 

LMT Fette Werkzeugtechnik; 

Schwarzenbek.........................................2. US 

LQ Mechatronik-Systeme, 

Besigheim......................................................50 

LTI Motion, Lahnau.....................................49 

Mannesmann, Maschinenfabrik, 

Remscheid.....................................................28 

NACHI EUROPE, Krefeld............................11 

Nabtesco Precision Europe, 

Düsseldorf.....................................................29 

NSK Deutschland, Ratingen....................77 

Profilscope, München................................33 

PWB encoders, Eisenach...........................63 

R+W Antriebselemente, 

Klingenberg..................................................55 

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

RK Rose+Krieger, Minden.........................87 

RODRIGUEZ, Eschweiler...........................89 

ROTEK, Bremerhaven.................................53 

Schaeffler Technologies, Homburg......... 5 

Schall, Frickenhausen................................31 

SCHMIDT-KUPPLUNG, Wolfenbüttel....93 

SIEB & MEYER, Lüneburg..........................85 

simatec, Wangen a. Aare (Schweiz)......12 

SKF, Schweinfurt.........................................27 

SMC Deutschland, Egelsbach.................17 

Spindel- u. Lagerungstechn., 

Fraureuth.......................................................22 

SycoTec, Leutkirch.......................................41 

VSM Antriebstechnik, Griesheim..........33 

WITTENSTEIN alpha, Igersheim.............91 

YILMAZ REDÜKTÖR, Leichlingen............38 

ZAE-AntriebsSysteme,Hamburg.............. 3 

Linmot erweitert die Produktpalette der Hubdreh-Motoren um 

einen weiteren Motortyp. Die Serie PR02 bietet ein neues Design, 

bei dem die Motoren inklusive Zusatzkomponenten in einem 

schlanken Gehäuse integriert sind. Neben dem Linearmotor und 

dem Drehmotor können weitere Optionen wie eine magnetische 

Feder oder ein Drehmomentsensor eingebaut werden. Die Feder 

Magspring sorgt dafür, dass die Gewichtskraft der bewegten Last 

passiv kompensiert wird. Der Drehmomentsensor ermöglicht 

präzise, reproduzier- und protokollierbare Verschließvorgänge, 

wie sie z. B. in der Pharmaindustrie gefordert sind. Im stromlosen 

Zustand wird das Absenken der Achse somit effektiv verhindert. 

Der Anwender profitiert beim neuen Design von der verkürzten 

Einbaulänge der gesamten Einheit und dem hygienischen 

Design mit einfach zu reinigenden Oberflächen. Die 

Leistungsdaten der PR02-52 Serie entsprechen 

denjenigen der PR01-52er Serie, mit einem 

Hub von 100 mm. Der Hubdreh- 

Motor erzeugt eine maximale 

Kraft von 255 N und ein 

maximales Drehmoment 

von 2,2 Nm. Die 

Motoren des Typs 

PR02 sind ab Mitte 

2018 lieferbar. 

www.linmot.com 



Steilgewindespindel bietet absolute 

Wartungsfreiheit 

Präzisionslager für die Positionierung von 

Dreh- oder Rundtischen 

Für die Positionierung von Dreh- oder Rundtischen in Bearbeitungszentren 

eignen sich die hochpräzisen Axial-Radial-Zylinderrollenlager 

der RTB-Serie von Rodriguez. Dank ihres kippsteifen 

Verhaltens erfüllen sie die hohen Anforderungen an Genauigkeit, 

Steile Gleitgewindetriebe kommen dort zum Einsatz, wo eine Drehbewegung 

in eine rasante Längsbewegung umzusetzen ist. Für solche 

Aufgaben entwickelte Eichenberger Gewinde die Steilgewindespindel 

Speedy, die eine hohe Abriebfestigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizient 

und absolute Wartungsfreiheit aufweist. Die gerollten 

Spindeln sind mit Flankenwinkeln von 8 bis 120° sowie verschiedenen 

Durchmessern und Steigungen erhältlich. Dabei sind selbst 

extremste Kombinationen wie 8 mm Durchmesser bei 600 mm 

Steigung möglich. Da Speedy zudem aus verschiedensten Rohmaterialien 

kalt gerollt und mit Kunststoff- oder Bronzemuttern aller Art 

kombiniert werden kann, ist für jede Applikation eine maßgeschneiderte 

Lösung möglich. Auf Wunsch ist diese mit fettfreiem Lauf erhältlich, 

wobei der Hersteller eine sorgfältige, minimale Initialschmierung 

empfiehlt. Diese bedarf keiner Nachschmierung, erreicht aber im Vergleich 

zum Trockenlauf eine bis zu 15-fach höhere Lebensdauer. 

www.gewinde.ch 

Tragfähigkeit und Steifigkeit in der spanenden Bearbeitung. Die 

Baureihe RTB...ABS verfügt über einen integrierten Absolutwertgeber, 

der eine absolute Positionserfassung in Echtzeit mit einer 

Auflösung bis zu 25 bit ermöglicht und für den Einsatz in Torquegetriebenen 

Rundtischen gedacht ist. Darüber hinaus sind die 

Lager der Version RTB...AMS auch mit einem integrierten Winkelmesssystem 

verfügbar. Dank der induktiven Messmethode sind 

diese Lager robust, temperaturstabil und einfach zu installieren. 

Das System ist zudem modular aufgebaut, sodass es alle Anforderungen 

an Auflösung und Präzision erfüllt. 

www.rodriguez.de 

Überwachung von Spannwegen 

Balluff bietet berührungslos und damit verschleißfrei arbeitende induktive Positioniersysteme 

BIP für die präzise Überwachung von Spannwegen an Spannvorrichtungen für 

Werkzeuge und Werkstücke an. Sie sind leicht in jede Umgebung zu integrieren und dies 

auch bei knappem Einbauraum. Ihre wichtigsten Merkmale sind: flexibel einstellbarer 

Messbereich, applikationsorientierte Wiederholgenauigkeit und Linearität, vielseitiges 

Bauformkonzept sowie analoge und digitale Schnittstellen. 

www.balluff.com 

OB GEDREHT, GEFRÄST ODER 

GESCHLIFFEN WIRD - 

Wir haben die perfekte 

Kupplung für Ihre 

hochproduktive 

Werkstückbearbeitung! 

SCHMIDT-KUPPLUNG 

GmbH

Antriebskonzept für unstetige 

Vorschubbewegungen mit 

trägheitsbasiertem Impulsaktor 

Am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) 

der Universität Stuttgart wird ein Verfahren erforscht, welches sprungartige 

Geschwindigkeitsänderungen bei Vorschubantrieben ermöglicht. Hierzu wird die aus der 

klassischen Mechanik bekannte Impulsübertragung beim Stoß ausgenutzt. Mittels eines 

zusätzlichen Aktors können unstetig ausgelegte Bahnprofile mit konstanter 

Bahngeschwindigkeit und ohne Geometriefehler durchfahren werden. Dabei reduziert sich die 

Anregung der Maschinenstruktur, was für Fertigung und Handhabung Vorteile bringt. 

Dipl.-Ing. Peter Zahn ist wissenschaftlicher 

Mitarbeiter am Institut für Steuerungstechnik 

der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen 

(ISW) der Universität Stuttgart 

Der Link zum Video 

Ein Video zum Projekt finden Sie unter: 

www.youtube.com/watch?v=pjKDaIYcjTw 

Vorschubantriebe ermöglichen eine definierte Relativbewegung 

zwischen Werkzeug und Werkstück innerhalb von Produktionsanlagen. 

Die verfügbare Antriebskraft begrenzt jedoch das Beschleunigungsvermögen, 

folglich sind nur kontinuierliche Änderungen 

der Geschwindigkeit möglich. Zur Fertigung von Werkstücken 

mit einer nicht-stetigen Kontur ist dabei ein Kompromiss 

zwischen einer konstanten Bahngeschwindigkeit sowie einer 

hohen Konturgenauigkeit notwendig. Außerdem wirken hohe Beschleunigungen 

in den Antrieben gleichzeitig als unerwünschte 

Anregung auf die Maschinenstruktur zurück. 

Ein heute übliches Verfahren zur synchronisierten Bewegung 

mehrerer Achsen stellt das Überschleifen von Unstetigkeiten, z. B. 

Ecken eines Werkstücks, dar. Eine Verletzung der Kontur wird in 

Kauf genommen, um eine möglichst konstante Bahngeschwindigkeit 

zu halten. Eine Alternative ist der Genauhalt – hier bleibt die 

Geometrie exakt erhalten, da erst wieder beschleunigt wird, wenn 

die Antriebe komplett zum Stillstand gekommen sind. Der Ein 


Geschwindigkeit [m/s] 

Beschleunigung [m/s 2 ] 

Schleppfehler [m] 

|P1 (f)| 

VORSCHUBANTRIEBE 

01 

Schematischer Aufbau eines Vorschubantriebs mit 

Impulsaktor 

02 

Versuchsaufbau zur Verifikation 

X Aktor,rel 

F LDA 

X LDA 

F Aktor 

m impuls 

m tisch 

Maschinenbett 

03 

Resultierendes Bewegungsprofil des Vorschubantriebs 

04 

Schwingungsanregung am Gestell 

Bewegungsgrößen Vorschubantrieb 

0.5 

0 

Impulsaktor inaktiv 

Impulsaktor aktiv 

0.25 

Spektrum Beschleunigungsmessung Gestell 

Impulsaktor inaktiv 

Impulsaktor aktiv 

–0.5 

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 

500 

300 

100 

–100 

–300 

–500 

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 

x10 –3 

2 

0.2 

0.15 

0.1 

0.05 

0 

–2 

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 

Zeit [s] 

0 

10 0 10 1 10 2 10 3 

Frequenz (Hz) 

bruch der Bahngeschwindigkeit wirkt sich jedoch häufig negativ auf 

die Prozessqualität aus. 

Neues Konzept für Vorschubantriebe 

Zielsetzung eines derzeit am ISW untersuchten Verfahrens ist es, 

unstetigen Profilen besser zu folgen. Für die hierzu notwendigen 

sprungförmigen Geschwindigkeitsänderungen wird das physikalische 

Prinzip der Impulsübertragung mittels eines Zusatzaktors für 

Vorschubantriebe umgesetzt. Bild 01 stellt das Konzept schematisch 

dar: Eine separat angetriebene, träge Zusatzmasse, welche 

relativ zum Maschinentisch montiert ist, überträgt ihre Bewegungsenergie 

mittels Stößen auf eine oder mehrere Vorschubachsen. 

Daraus resultieren, äquivalent zu einem sehr hohen Beschleunigungsvermögen, 

maximale Bahntreue und konstante Bahngeschwindigkeit. 

Wesentliche Herausforderungen bilden die Auslegung 

des Impulsaktors sowie die steuerungstechnische Kopplung 

von Grundantrieb und Aktor. 

Für die praktische Evaluation des Konzepts wurde ein Vorschubantrieb 

mit Lineardirektantrieb, wie in Bild 02 dargestellt, erweitert. 

Der Impulsaktor wird hier am Tisch möglichst nahe des 

Schwerpunkts angebracht. Wesentliche Komponenten sind der 

Antrieb durch eine Tauchspule sowie beidseitige gehärtete Kontaktflächen 

zur Stoßübertragung. Ein vorberechnetes Profil für die 

Bewegung der Impulsmasse stellt sicher, dass zu definierten Zeitpunkten 

ein Stoß auf den Tisch mit, zu den Massenverhältnissen 

passender Geschwindigkeit, erfolgt. Hiermit ist auch eine mehrfache 

Geschwindigkeitsänderung der Achse möglich. Die resultierende 

Geschwindigkeit am Tisch kann mittels des Impulserhaltungssatzes 

gesteuert werden. 

Messtechnische Bewertung 

Anhand eines treppenförmigen Geschwindigkeitsprofils, (Bild 03 

oben), lassen die Auswirkungen auf die Bewegungsgrößen beurteilen. 

Ohne Aktivierung des Aktors (rot) werden die maximalen Beschleunigungen 

(Mitte) durch den Grundantrieb limitiert und es stellen 

sich unvermeidliche Schleppfehler (unten) an den Übergängen ein. 

Mit Impulsaktor (grün) fällt der Schleppfehler um eine Größenordnung 

kleiner aus. Gleichzeitig wachsen die effektive Beschleunigung 

der Achse und damit die Steilheit des Geschwindigkeitsprofils stark an. 

Einen weiteren Vorteil stellt die reduzierte Anregung der Maschinenstruktur 

dar. Ohne Impulsaktor müssen die Beschleunigungskräfte 

vom Gestell aufgenommen werden, welches dadurch entsprechend 

seiner Eigenfrequenzen in Schwingung gerät. Mit aktiviertem 

Impulsaktor wird für die kurzzeitige Beschleunigung die 

Bewegungsenergie der Impulsmasse genutzt. Da der Grundantrieb 

entsprechend entlastet wird, treten deutlich kleinere Reaktionskräfte 

auf und die Anregung der Struktur wird reduziert. Dies lässt 

sich auch am Spektrum einer Beschleunigungsmessung (Bild 04) 

zeigen. Ohne Impulseintrag ist die mechanische Eigenfrequenz 

deutlich erkennbar, mit aktivem Aktor reduziert sich die kritische 

Anregung im Bereich der ersten Eigenfrequenz signifikant. 

Ausblick 

Weitergehende Untersuchungen im Rahmen eines laufenden Forschungsvorhabens 

befassen sich u. a. mit der Optimierung der Kontaktflächen 

zur Stoßübertragung, der Umsetzung für Mehrachssysteme 

sowie der optimierten Ansteuerung und Evaluation im 

Rahmen realer Prozesse. 


Thermische Analyse und simulationsbasierte 

Optimierung des Kühlsystems 

einer Werkzeugmaschine 

Während der Produktionsprozesse wird ein Teil der elektrischen, hydraulischen und 

mechanischen Energie als Energieverluste in der Werkzeugmaschine in Wärme 

umgewandelt. Die eingeführte Wärme führt zu Temperaturschwankungen und ruft 

eine thermo-elastische Verformung der Maschinenstruktur hervor. Um die thermoelastische 

Verformung zu verringern, muss die Maschine gezielt temperiert werden. 

Bisherige Forschungsarbeiten konzentrierten sich vor allem auf die Reduzierung des 

Energiebedarfs der Antriebe. Das thermische Verhalten der zu kühlenden Komponenten 

des Kühlsystems ist jedoch noch nicht im Detail erforscht. 

M. Sc. Linart Shabi und Dipl.-Ing. Juliane Weber sind wissenschaftl. Mitarbeiter 

am Institut für Fluidtechnik der TU Dresden; Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber ist 

Hochschullehrer und Inhaber der Professur für Fluid-Mechatronische 

Systemtechnik und Leiter des Instituts für Fluidtechnik der TU Dresden 

Bei Werkzeugmaschinen steigen im Allgemeinen neben der 

Produktivität auch die Anforderungen an die Genauigkeit der 

Bauteile und an die Energieeffizienz der Fertigungsprozesse [1]. 

Leistungsverluste, die während des Produktionsprozesses in der 

Maschine entstehen, werden nahezu vollständig in Wärme umgewandelt. 

Wird diese Wärme nicht abgeführt, kann es zu thermoelastischer 

Verformung der Maschinenstruktur kommen. Diese 

Verformung der Maschinenstruktur beeinflusst direkt die Lage des 

Tool Center Point (TCP) der Werkzeugmaschine. Dadurch wird die 

Präzision der Maschine beim Fertigungsprozess reduziert. 


FLUIDTECHNIK 

Zur Beherrschung und Steuerung des thermo-elastischen Verhaltens 

von Werkzeugmaschinen bilden fluidtechnische Systeme, wie 

das Kühl- und das Kühlschmierstoffsystem, zentrale Stellelemente. 

Deshalb sind solche Systeme heutzutage bei spanenden Werkzeugmaschinen 

nicht mehr wegzudenken [2]. Sie sind dafür verantwortlich, 

die entstehende Wärme aus der Werkzeugmaschine 

abzuführen und somit ein konstantes Temperaturniveau zu gewährleisten. 

In vorhergehenden Arbeiten konnte nachgewiesen 

werden, dass der Anteil des Energieverbrauches aller fluidtechnischen 

Systeme (Hydraulik-, Schmier-, Kühl- und Kühlschmierstoffsystem) 

fast die Hälfte des Gesamtmaschinenverbrauches beträgt 

[3, 4]. Sie sind damit wesentliche Verbraucher elektrischer 

Energie und selbst bedeutende Wärmequellen innerhalb der 

Werkzeugmaschine. Frühere Studien wurden in [2, 5, 6, 7] durchgeführt, 

um den Energieverbrauch und die Energieverteilung an 

den Werkzeugmaschinen zu analysieren und zu bestimmen. Diese 

konzentrierten sich jedoch darauf, den Energieverbrauch durch 

Entwicklung effizienterer Komponenten und neuer Steuerungsstrategien, 

wie z. B. einer Abschaltsteuerung von Komponenten 

während der Wartezeiten, zu senken. Das thermische Verhalten 

der zu kühlenden Komponente des Kühlsystems und seine Effektivität 

wurden noch nicht im Detail erforscht. Daher ist eine detaillierte 

Analyse der bestehenden Kühlsystemstrukturen und ihres 

thermischen Verhaltens notwendig, um neben einer Steigerung 

der Energieeffizienz der Werkzeugmaschine auch eine gleichmäßige 

Temperaturverteilung zu gewährleisten. 

Das Ziel dieser Arbeit ist eine simulationsbasierte Studie über die 

neuen entwickelten Kühlsystemstrukturen vorzustellen. Zuerst 

werden experimentelle Untersuchungen zum thermischen Verhalten 

der Kühlsystemkomponenten einer Demonstrationsmaschine 

für zwei verschiedene Prozesse (Leerlauf- und Fertigungsprozess) 

durchgeführt. Auf dieser Basis erfolgt die Entwicklung und Validierung 

eines Simulationsmodells für die aktuelle Kühlsystemstruktur. 

Für experimentelle Untersuchungen steht das Bearbeitungszentrum 

DBF630 von Scharmann (Versuchsmaschine) am WZL der 

RWTH Aachen zur Verfügung. Die Untersuchung trägt dazu bei, 

Informationen über die Effizienz des Kühlsystems zu erhalten, d. h. 

wie die individuelle bedarfsgerechte Bereitstellung des Kühlmediums 

für jede Komponente abgestimmt ist. Dies bietet die Möglichkeit 

neue Optimierungsansätze abzuleiten, wie z. B. die Dezentralisierung 

der Systemstruktur. 

Zunächst geben wir einen Überblick über die Demonstratormaschine 

DBF630 mit besonderem Fokus auf das Kühlsystem sowie 

die Ist-Stand-Analyse des Kühlsystems für einen Leerlauf- und Fertigungsprozess. 

Dann wird der Modellierungsansatz für die Simulation 

gezeigt. Abschließend werden die Optimierungsansätze der 

neuen entwickelten Kühlsystemstrukturen diskutiert sowie deren 

Potenziale gegenüber der aktuellen Kühlsystemstruktur dargestellt. 

Demonstratormaschine und Ist-Stand-Analyse 

des Kühlsystems 

Die analysierte und experimentell untersuchte Demonstratormaschine 

in Bild 01 ist das Bearbeitungszentrum DBF630 von 

Scharmann. Diese Werkzeugmaschine hat drei Linearvorschubachsen 

(X, Y, Z) und eine Drehachse (B). Die zusätzliche U-Achse 

01 Freiheitsgrade der Demonstratormaschine DBF630 [3] 

02 

14 

6 

12 

15 

Schematische Darstellung des Kühlsystems der DBF630 und 

die Positionen der Temperatursensoren 

11 

3 

5 

z 

4 

13 Eingangstemperatur 

Ausgangstemperatur 

Tanktemperatur 

y 

x 

2 

8 

1 

9 

7 

10 

1) Ständer 

2) Spindelkasten 

3) Maschinenbett 

4) Drehtisch 

5) Werkstück 

6) Elektr. Schaltschrank 

7) Hauptspindel 

8) Antrieb Y-Achse 

9) Antrieb X-Achse 

10) Antrieb Z-Achse 

11) Tank 

12) Lüfter Schaltschrank 

13) Kühlaggregat 

14) Hauptantriebpumpe 

15) Stromventil 

wird hauptsächlich für einen Drehprozess verwendet und ist während 

des Fräs- oder Bohrprozesses inaktiv. Die Hauptspindel (Motorspindel) 

der DBF630 ist eine Getriebespindel mit zwei Stufen. In 

der Stufe 1 erreicht die Spindel eine maximale Drehzahl von 

804 min -1 bei einem Übersetzungsverhältnis von 8,2. In dieser Stufe 

besitzt die Spindel eine hohe Zerspanleistung durch ein hohes 

Drehmoment von 1 700 Nm bei 195 min -1 . In Stufe 2 beträgt die 

maximale Spindeldrehzahl 3 500 min -1 bei einem Übersetzungsverhältnis 

von 1,5. So kann die Spindeldrehzahl sowohl durch das 


03 

Position in mm 

1500 

1000 

500 

0 

– 500 

04 

Werkzeug 1 

Verwendete Werkzeuge im Fertigungsprozess [11] 

Fräserdurchmesser 

Schnitttiefe 

Lastzyklus im Leerlaufprozess [4] 

0 50 100 150 

Zeit in s 

Spindelposition X (mm) 

Spindelposition Y (mm) 

Drehgeschwindigkeit 

Vorschubgeschwindigkeit 

Spindelposition Z (mm) 

Spindeldrehzahl (U/min) 

Werkzeug 1 

R390-32T16-11M 

32 mm 

2 mm 

Werkzeug 2 

2100 U/min 

630 mm/min 

200 250 275 

Rotation Drehtisch 

Werkzeug 2 

R390-080Q27-17M 

63 mm 

4 mm 

1100 U/min 

660 mm/min 

Übersetzungsverhältnis als auch durch den Motor, der mit einem 

Frequenzumrichter gekoppelt ist, variiert werden. Die Gesamtleistung 

der Maschine beträgt 35 kW. 

Wie in Bild 02 dargestellt, kühlt das Kühlsystem der DBF630 

gleichzeitig drei Komponenten (elektrischer Schaltschrank 6, Drehtisch 

4 und Hauptspindel 7). Eine Konstantpumpe 14 versorgt die 

zu kühlenden Komponenten über ein Stromventil 15 mit einem 

Kühlmedium von 40 l/min bei einem Systemdruck von 5,2 bar. 

Durch die Stromventile kann das Kühlmedium und damit die Kühlleistung 

des jeweiligen Kreislaufes eingestellt werden. Jedes Stromventil 

wird vom Hersteller entsprechend dem zu erwartenden 

Kühlbedarf im jeweiligen Kreislauf einmalig eingestellt und danach 

nicht mehr verändert. Die verwendeten Stromventile, type Tacosetter 

Inline 100 [8], in der Demonstratormaschine kommen aus 

3000 

2000 

1000 

0 

1000 

Spindeldrehzahl U/min 

dem Heizungsbereich der Haustechnik und beinhalten zusätzlich 

neben einem hydraulischen Abgleich eine Durchflussmessung, die 

das fließende Fluid durch das Stromventil zeigen kann. Mit den 

Abgleichventilen werden, wie bereits erwähnt, die erforderlichen 

Fluidmengen für die Teilsysteme einmalig eingestellt. Zur Vermeidung 

von Korrosionen und Kalkablagerungen findet ein Gemisch 

aus Wasser und 20 bis 40 % Antifrogen N als Kühlmedium Anwendung. 

Das Kühlaggregat 13 als Wärmesenke ist im Rücklauf des 

Kreislaufes integriert. Das Funktionsprinzip des Kühlaggregates 

(linkslaufender Carnot-Kreisprozess oder Clausius-Rankine-Prozess) 

ist ähnlich dem einer Kältemaschine (z. B. Kühlschrank) und 

basiert auf einer Zwei-Punkt-Regelung der Kühlmediumstemperatur. 

Im Gegensatz zum elektrischen Schaltschrank, der mithilfe 

eines Luft-Wärmetauschers 12 gekühlt wird, werden die Hauptspindel 

und der Drehtisch durch integrierte Kühlkanäle direkt 

durch das Kühlmedium gekühlt. 

Um das thermische Verhalten der zu kühlenden Maschinenkomponenten 

innerhalb des Kühlsystems zu bestimmen, werden Maschinenmessungen 

mit definierten Belastungszyklen durchgeführt. 

Die Maschinenmessungen enthalten verschiedene Teilprozesse, 

wie z. B. das Ein- und Ausschalten der Maschine, den Standby-Betrieb, 

den Leerlaufprozess sowie den Fertigungsprozess [9]. Die 

durchgeführte Untersuchung der Demonstratormaschine DBF630 

umfasst vier unterschiedliche Betriebsphasen: Warmlauf-, Einricht-, 

Leerlauf- und einen exemplarischen Fertigungsprozess. Die 

Ergebnisse des Leerlauf- sowie Fertigungsprozesses werden in 

diesem Beitrag dargestellt. Der Leerlaufprozess basiert auf der ISO 

230-3 [10], in der der typische Belastungszyklus definiert ist. Innerhalb 

des Leerlaufprozesses werden zwei Lastzyklen analysiert: Ein 

kurzer Lastzyklus (275 s) für die Leistungserfassung und ein langer 

Lastzyklus (dreimalige Wiederholung des kurzen Lastzyklus über 

insgesamt 1 100 s), der der Erfassung der Temperaturentwicklung in 

den zu kühlenden Komponenten des Kühlsystems dient. Wie in 

Bild 03 gezeigt, wird im Leerlaufprozess des kurzen Lastzyklus zunächst 

die Hauptspindel achtmal auf die maximale Drehzahl von 

3 500 U/min beschleunigt und wieder abgebremst. Danach dreht 

sich der Drehtisch mit seiner maximalen Drehzahl für ca. 10 s. Anschließend 

erfolgt die Bewegung der translatorischen Achsen X, Y 

und Z. Im exemplarischen Fertigungsprozess wird ein Stahlblock 

(S235JR) mehrmals mit zwei verschiedenen Werkzeugen plangefräst. 

Die Spezifikationen der verwendeten Werkzeuge und daraus 

resultierenden Schneidbedingungen sind in Bild 04 dargestellt. 

Für die praktische Untersuchung des Kühlsystems wird die Demonstratormaschine 

mit umfangreicher Messtechnik für die Erfassung 

der Zielgrößen Temperatur, Volumenstrom und Druck ausgestattet. 

Für die Bestimmung der Fluidtemperatur an den Komponenten 

kommen hauptsächlich Thermoelemente (Typ T, Klasse 1) 

zur Anwendung. Die Kalibrierung der Temperatursensoren erfolgt 

in einem umgewälzten Flüssigkeitsbad bei 100 °C und im Eisbad bei 

0 °C. Dies steigert die absolute Messgenauigkeit der einzelnen Temperatursensoren 

auf ± 0,1 K. In Bild 02 ist z. B. die Lage der angebrachten 

Temperatursensoren im Kühlsystem dargestellt. Die Verteilung 

des Volumenstroms an den Komponenten kann direkt aus 

den Stromventilen, Tacosetter Inline 100, abgelesen werden. Der 

Systemdruck lässt sich aus dem integrierten Druckmessgerät 

(Manometer) auf der Pumpendruckseite ablesen. 

Aufgrund der Zwei-Punkt-Temperaturregelung des Kühlaggregates 

lassen sich die Temperaturverläufe, wie in Bild 05 dargestellt, 

nach dem Zustand des Kühlaggregats unterteilen. Das heißt in der 

Kühlstrategie dieser Werkzeugmaschine besteht keine Regelung 

der Komponententemperatur auf eine Solltemperatur. Die Temperaturentwicklung 

des Drehtisches sowie des Schaltschrankes 

unterscheidet sich im ausgeschalteten Zustand des Kühlaggregates 


FLUIDTECHNIK 

(Phase KAG aus) deutlich von der in der Hauptspindel. In den 

Zeiten, in der das Kühlaggregat inaktive ist, 300 bis 600 s und 900 bis 

1 400 s, liegt am Schaltschrank und Drehtisch die Temperaturdifferenz 

des Kühlmediums zwischen Ein- und Auslass ca. bei – 0,5 bis 

– 1 K. Das Kühlmedium wird abgekühlt, während die Komponenten 

erwärmt werden. Nur die Hauptspindel führt über die gesamte 

Prozesszeit Wärme an das Kühlmedium ab. Dies äußert sich in 

einer dauerhaften Erwärmung des Kühlmediums um maximal 3 K. 

Vor dem Leerlaufprozess erfolgt ein Warmlauf- und Einrichtprozess 

für ca. 300 s. 

Betrachtet man den ersten Hauptsatz der Thermodynamik für 

ein offenes, stationär durchströmtes System, kann für jede Komponente 

der Wärmestrom sowie die Änderung der Wärmemenge wie 

folgt berechnet werden: 

Bild 06 und Tabelle 01 verdeutlichen den übertragbaren Wärmestrom 

bzw. die Wärme durch das strömende Fluid, nach Gl. 1 und 2, 

aus den Komponenten Hauptspindel, elektrischer Schaltschrank 

und Drehtisch. In beiden Darstellungen hebt sich der Zeitraum 

zwischen 600 und 900 s deutlich ab, in dieser Phase ist das Kühlaggregat 

aktiv. 

Wird das Kühlmedium aktiv gekühlt, erhöht sich der Wärmestrom. 

Alle drei Komponenten übertragen Wärmeenergie an das 

Kühlsystem und werden somit gekühlt. 

Die Temperaturentwicklung der drei Komponenten im Fertigungsprozess, 

wie in Bild 07 dargestellt, sieht derjenigen im Leerlaufprozess 

sehr ähnlich. Beim ausgeschalteten Kühlaggregat (Phase 

KAG aus) ist die Fluideintrittstemperatur im Schaltschrank und 

Drehtisch höher als die Fluidaustrittstemperatur, dies beträgt ca. 

– 0,3 bis – 1 K, das Kühlmedium kühlt ab, während die Komponenten 

erwärmt werden. Beim zugeschalteten Kühlaggregat (Phase 

KAG ein) werden beide Komponenten aktiv gekühlt. Nur die Hauptspindel 

wird aktiv, wie im Leerlaufprozess, während des ganzen 

Prozesses gekühlt, die maximale Temperaturdifferenz beträgt 3,3 K. 

Mithilfe der Gl. 1 und 2 werden der Wärmestrom sowie die 

Wärme von Schaltschrank, Drehtisch und Hauptspindel für den 

Fertigungsprozess berechnet. Das Kühlaggregat schaltet sich im 

Bereich von 0 bis 95 s und von 820 bis 1 100 s ein. Bild 08 und 

Tabelle 02 geben einen Überblick über die Wärmezufuhr während 

des Fertigungsprozesses. 

Modellbildung und Validierung 

Simulationsmodelle bieten eine gute und flexible Möglichkeit zur 

Untersuchung und gezielten Weiterentwicklung eines Systems. Um 

belastbare Aussagen aus Simulationsmodellen ableiten zu können, 

ist es notwendig, das Verhalten des Realsystems zu analysieren und 

die Wirkzusammenhänge für die Modellerstellung aufzubereiten. 

Ziel der Modellbildung ist die Formulierung von geeigneten mathematischen 

Beschreibungsformen. Die resultierende, gleichungsbasierte 

Systembeschreibung wird anschließend mit den entsprechenden 

Parametern charakterisiert [12]. Wie in der Elektrotechnik 

gelten in der Thermik und Hydraulik die Knoten- und Maschenregel 

sowie die Gesetze zur Reihen- und Parallelschaltung von 

Widerständen. Die Berechnung der thermischen und hydraulischen 

Widerstände zwischen zwei Knoten basiert auf folgenden 

Zusammenhängen [13]: 

05 

Temperatur in °C Temperatur in °C 

06 

Wärmestrom in W 

36 

32 

28 

36 

32 

28 

Temperaturentwicklung der Komponenten und Tank im 

Leerlaufprozess 

Elektr. Schaltschrank 

24 

24 

300 520 740 960 1180 1400 300 520 740 960 1180 1400 

Zeit in s 

Zeit in s 

24 

24 

300 520 740 960 1180 1400 300 520 740 960 1180 1400 

3200 

2400 

1600 

800 

Motorspindel 

Zeit in s 

Q ES 

in kJ Q DT 

in kJ Q MS 

in kJ 

KAG aus (300 s bis 600 s) – 99 – 280 230 

KAG ein (600 s bis 900 s) 165 248 656 

KAG aus (900 s bis 1 400 s) – 101 – 183 651 

Tabelle 01: Wärmeeintrag des Schaltschrankes, des Drehtisches sowie 

der Hauptspindel während des Leerlaufprozesses 


36 

32 

28 

36 

32 

28 

Drehtisch 

Tank 

KAG aus KAG ein 

Zeit in s 

KAG aus 

Eingangstemperatur Ausgangstemperatur Tanktemperatur 

0 

Berechnete Wärmeströme und Wärmemengen im 

Leerlaufprozess 

Wärme in kJ 

1600 

1200 

– 800 

0 350 700 

Zeit in s 

1050 1400 

– 400 

0 350 700 

Zeit in s 

1050 1400 

Hauptspindel (MS) Elektr. Schaltschrank (ES) Drehtisch (DT) 

Q ES 

in kJ Q DT 

in kJ Q MS 

in kJ 

KAG ein (0 s bis 95 s) 44 110 233 

KAG ein (95 s bis 820 s) – 58 – 147 627 

KAG ein (820 s bis 1 100 s) – 32 – 248 642 

Tabelle 02: Wärmeeintrag des Schaltschrankes, des Drehtisches sowie 

der Hauptspindel während des Fertigungsprozesses 

800 

400 

0 


07 

Temperaturentwicklung der Komponenten und Tank im 

Fertigungsprozess 

36 


36 

Drehtisch 


32 

28 

24 

24 

0 275 550 825 1100 0 275 550 825 

Zeit in s 

Zeit in s 

36 

32 

28 

08 

Motorspindel 

24 

24 

0 275 550 825 1100 0 275 550 825 1100 

Zeit in s 


32 

28 

36 

32 

28 

KAG aus 

Eingangstemperatur Ausgangstemperatur Tanktemperatur 

KAG ein 

Berechnete Wärmeströme und Wärme im 

Fertigungsprozess 

Tank 

Zeit in s 

KAG ein 

1100 

Für den Knotenansatz nach Kirchhoff gilt: 

Bild 09 stellt ein grundlegendes thermo-hydraulisches Netzwerkmodell 

dar. Das Fluidvolumen bzw. die Masseeigenschaften sind 

im Knotenpunkt konzentriert. Diese Knoten entsprechen somit den 

hydraulischen und thermischen Kapazitäten. Thermische und hydraulische 

Widerstände verbinden die Knoten miteinander. 

Die Parametrierung des Simulationsmodells erfolgt anhand der 

entsprechenden Geometrieparameter (Länge, Innen- und Außendurchmesser), 

die aus den Maschinenunterlagen hervorgehen. 

Außerdem ist der Wärmeaustausch der Leitungen mit der Umgebung 

durch freie Konvektion zu berücksichtigen, da diese in der 

Praxis innerhalb der Maschine frei zur Umgebung liegen. Der zugehörige 

Wärmeübergangskoeffizient kann mit folgenden thermodynamischen 

Gleichungen berechnet werden: 

3200 

1600 

Wärmestrom in W 

2400 

1600 

800 

0 

– 800 

0 275 550 

Zeit in s 

Wärme in kJ 

1200 

800 

400 

0 

– 400 

825 1100 0 275 550 

Zeit in s 

825 1100 

Hauptspindel (MS) Elektr. Schaltschrank (ES) Drehtisch (DT) 

09 

Grundlegende Beschreibungselemente des thermo-hydraulischen 

Netzwerkmodells [13] 

Druckaufbaugleichung: 

n 

Temperaturgleichung: 

n 

p 

1 

. 

2 

V i 

dt 

T 

1 

. 

. 

C 2 

Q i 

dt 

h 

T C 

2 

Q 3 

th 

i = 1 

i = 1 

p 1 

p 2 p 2 

, T 2 

. 

. C h 

, C th . 

. 

V 1 

V 1 

V 2 

V 2 

. 

. 1 

Drosselgleichung: 

T 2 

Q 2 

V 2 

∆p 

R 

. 1 

h1 

V 1 

∆p 

R h1 

thermischer Widerstand: 

1 

Q . 

∆T 

R th 

. 

T Q 

1 2 

Zusätzlich wird der konvektive Wärmetransport durch erzwungene 

Konvektion in hydraulischen Leitungen berücksichtigt, der Wärmeübergangskoeffizient 

lässt sich wie folgt bestimmen: 

Wärmestrom Q 

. 


FLUIDTECHNIK 

Außerdem wird der Wärmeübergang durch die Wärmeleitung in 

den Leitungen durch Gl. 15 bestimmt: 

10 

Strukturmodell des Kühlsystems in der 

Simulationssoftware 


. 

Q E 

Hauptspindel 

Auf Basis der Modellierungsmethode (Bild 09) und der Maschinenunterlagen 

wird ein Simulationsmodell für die aktuelle Kühlsystemstruktur 

entwickelt. Der Kühlkreislauf besteht hauptsächlich aus einer 

Pumpe, dem Stromventil, hydraulischen Leitungen, dem Kühlaggregat 

und den zu kühlenden Komponenten (elektrischer Schaltschrank, 

Drehtisch und Hauptspindel) als Wärmequellen. Bild 10 zeigt am 

Beispiel des elektrischen Schaltschrankes das Strukturmodell des 

Kühlsystems, welches in die Simulationssoftware implementiert wird. 

Für die modellgestützte Untersuchung des Systems erfolgt eine 

domänenübergreifende Systemsimulation mit SimulationX (ESI ITI 

GmbH). Bild 11, 12 und Tabelle 03 veranschaulichen den direkten 

Vergleich der Fluideintritts- und Fluidaustrittstemperaturen der 

Komponenten sowie der hydraulischen Größen von Simulation 

und Messung. Die Kühlleistung des Kühlaggregates (6 kW laut 

Maschinenunterlagen) wird im Simulationsmodell als negativer 

Wärmestrom betrachtet. Die Übereinstimmung des Modells mit 

der Realität ist bezüglich der thermischen und hydraulischen Größen 

hinreichend genau. Das Simulationsmodell ist somit validiert 

und für weitere Studien nutzbar, z. B. zur Durchführung einer Sensitivitätsanalyse 

und Entwicklung neuer Kühlsystemstrukturen [14]. 

Simulationsbasierte Optimierung des Kühlsystems 

Die Untersuchung zweier Demonstratormaschinen hat gezeigt, dass 

der Energiebedarf der fluidtechnischen Systeme am Bearbeitungszentrum 

DBF630 44 % bzw. am Bearbeitungszentrum DMU80 eVo 

linear 51 % des gesamten Energieverbrauchs der Werkzeugmaschinen 

beträgt [3, 4]. Es besteht somit ein großes Potenzial zur Reduzierung 

des Energieverbrauches und Steigerung der Effizienz der Werkzeugmaschinen 

durch eine Optimierung der Funktionsweise der 

fluidtechnischen Systeme. Die Untersuchung des Kühlsystems der 

DBF 630 hat darüber hinaus gezeigt, dass ausreichende Kühlkapazität 

(Tank um 8 K abgekühlt, Bild 11 d, Bild 12 d) vorhanden ist, die 

Kühlung allerdings unzureichend auf den Prozess und den individuellen 

Kühlungsbedarf der Komponenten abgestimmt ist. Die Kühlung 

entspricht nicht der Temperaturentwicklung der Komponente. 

Um diesem Defizit zu begegnen, ist die Betrachtung neuer Konzepte 

und Strukturen für die Optimierung der aktuellen Kühlsystemstruktur 

erforderlich. Bild 13 stellt drei neue Strukturen eines Kühlsystems 

dar, die für eine bedarfsgerechte und komponentenspezifische 

Versorgung eingesetzt werden können, im Unterkapitel werden die 

betrachteten neuen Strukturen detailliert beschrieben. Die neue 

Struktur zeigt auch die Möglichkeit des Individualisierungsgrades 

für neu entwickelte Kühlsystemstrukturen. 

Dezentralisierte, unabhängige Systeme ermöglichen eine bedarfsgerechte 

sowie komponentenspezifische Versorgung und somit 

eine gezielte Temperierung. Die untersuchten Varianten zur 

Optimierung des Kühlsystems werden nach folgenden Kriterien bewertet: 

stabiler Temperaturverlauf in den Komponenten, geringer 

Pumpendruck und geringer Energiebedarf bezogen auf hydraulische 

Pumpenleistung infolge der reduzierten Druckverluste und 

Regelung eines bedarfsgerechten Fluides im System. 

5 

4 

3 

2 

2 

1 7 

M 

11 


36 

32 

28 

6 

5 

4 

3 

1) Pumpe 

2) Stromventil 

3) PE-Schlauch 

4) Verrohrung 

5) Schlauchleitung 

6) Schaltschrank 

7) Kühlaggregat 

8) Tank 

8 

Messung Simulation 

Elektr. Schaltschrank [l/min] 12 12,2 

Drehtisch [l/min] 12 12,2 

Hauptspindel [l/min] 12,5 12,5 

Bypass [l/min] 3,5 3,1 

Systemdruck [bar] 5,2 5,5 

Tabelle 03: Vergleich der hydraulischen Größen aus Simulation und 

Messung 

Q H 

Drehtisch 

Thermische Verbindung 

Th. Kapazität C t 

Th. Widerstand R t 

Wärmestrom Q 

. 

Pumpe V, p 

Hydraulische Verbindung 

Hydr. Kapazität C p 

Hydr. Widerstand R h 

Stromventil 

Tank 

Simulations- und Messergebnisse der Temperaturentwicklung 

im Vergleich für den Leerlaufprozess 


24 

24 

300 520 740 960 1180 1400 300 520 740 960 1180 1400 

Zeit in s 

Zeit in s 

36 

32 

28 

Motorspindel 

36 

32 

28 

KAG aus 

24 

24 

300 520 740 960 1180 1400 300 520 740 960 1180 1400 

Zeit in s 

Zeit in s 

Eingangstemperatur Messung 

Ausgangstemperatur Messung 

Tanktemperatur Messung 

Temperatur in °C 


Drehtisch 

Tank 

36 

KAG aus KAG ein 

32 

28 

Eingangstemperatur Simulation 

Ausgangstemperatur Simulation 

Tanktemperatur Simulation 

Struktur 1 

Die erste untersuchte Kühlsystemstruktur, Struktur 1, ist eine zentrale, 

drehzahlvariable Antriebseinheit mit Proportionalventilen. 

Wie in Bild 14 dargestellt, besteht diese Struktur aus drei Kompo- 


12 


36 

32 

28 

24 

36 

32 

28 

13 

Simulations- und Messergebnisse der Temperaturentwicklung 

im Vergleich für den Fertigungsprozess 

Aktuelle Struktur 


Neue Kühlsystemstrukturen für Werkzeugmaschinen 

36 

32 

28 

24 

0 275 550 825 1100 0 275 550 825 1100 

Zeit in s 

Zeit in s 

Motorspindel 

24 

24 

0 275 550 825 1100 0 275 550 825 1100 

Zeit in s 

Zeit in s 

Eingangstemperatur Messung 

Ausgangstemperatur Messung 

Tanktemperatur Messung 



36 

32 

28 

KAG ein 

Drehtisch 

Tank 

KAG aus 

KAG ein 

Eingangstemperatur Simulation 

Ausgangstemperatur Simulation 

Tanktemperatur Simulation 

Struktur 1 Struktur 2 Struktur 3 

nenten: dem Schaltschrank, dem Rundtisch und der Motorspindel. 

Trotz einer zentralen, variablen Antriebseinheit werden die Komponenten 

mithilfe der Proportionalventile einzeln gekühlt. Die 

Steuerung des Kühlsystems vergleicht die Ist- und Solltemperatur 

der zu kühlenden Komponente und stellt auf dieser Basis die Proportionalventile 

sowie die zentral geregelte Antriebseinheit ein. 

Jede Komponente wird mit einem anderen bedarfsgerechten Kühlvolumenstrom 

versorgt. Wenn die Temperaturentwicklung in der 

Komponente nicht die vordefinierte Grenze überschreitet, bleibt 

das zugehörige Ventil inaktiv. Das Temperatursignal TIST entspricht 

der mittleren Komponententemperatur. Die Erfassung erfolgt 

über Temperatursensoren in den Komponenten. Hierfür bedarf 

es eines geeigneten Konzeptes zur Sensorintegration. 

Weiterhin wird ein mittlerer äquivalenter Wärmestrom aus den 

berechneten Wärmeströmen im Leerlaufprozess für jede einzelne 

Komponente ermittelt und im Modell hinterlegt, dies sind 1 500 W 

für die Hauptspindel und jeweils 150 W für den Schaltschrank und 

den Drehtisch. Darüber hinaus wird das Verhalten des Kühlsystems 

in der Simulation als stationär betrachtet, sodass die Wärmekapazität 

der Bauteile vernachlässigt werden kann. Im entwickelten Simulationsmodell 

werden für die Komponenten bspw. drei unterschiedliche 

Solltemperaturen definiert, 26 °C für den elektrischen 

Schaltschrank, 27 °C für den Drehtisch und 28 °C für die Hauptspindel. 

Diese Individualisierung der Solltemperatur ist in der aktuellen 

Systemstruktur nicht möglich. Die zu kühlenden Komponenten, 

wie bereits erwähnt, werden in den festgelegten Temperaturbereich 

des Kühlaggregates gekühlt. 

Außerdem wird die Systemeintrittstemperatur auf der Saugseite 

der Pumpe in der Simulation mit 25 °C berücksichtigt. Das Kühlaggregat 

verbleibt in der Zwei-Punkt-Temperaturregelung als Bypass- 

Kühlung und referenziert auf die Mischtemperatur des Kühlmittels 

am Auslass aller Komponenten. Der Volumenstrom durch ein Proportionalventil 

kann nach folgender Formel berechnet werden: 

Konstante Antriebseinheit Zentral geregelte Antriebseinheit 

mit konstanten Stromventilen mit Proportionalventilen 

14 

T Soll 

Maschinensteuerung 

Kaltes Fluid Warmes Fluid Gemischtes Fluid mit vordefinierter Temperatur 

Regelungsstrategie der Struktur 1 

Schaltschrank 

. 

Q E 

Dezentralisierte, geregelte 

Antriebseinheit ohne 

Stromventile 

Drehtisch 

. 

Q T 

Dezentralisierte, geregelte 

Antriebseinheit, Tanks 

und Kühlaggregate 

Hauptspindel 

. 

Q MS 

Bezogen auf die Regelstrategie in Bild 14 ist zu erkennen, dass die 

betrachtete Kühlsystemstruktur drei Regelgrößen (Komponententemperaturen) 

und vier Stellglieder (drei Proportionalventile 

und eine variable Pumpe) aufweist. Das macht das System mit 

einem aktuellen Konzept überbestimmt. Um dieses Problem zu 

lösen, können drei Ansätze berücksichtigt werden [15]: 

n Definition einer Zwangsbedingung 

n Entfernen eines Stellgliedes aus dem aktiven Regelkreis 

n Definition einer zusätzlichen Regelgröße 

Die Gl. 16 und 17 zeigen die Abhängigkeit der einzelnen Volumenströme 

von den Komponenten. Aufgrund dieser Zusammenhänge 

der einzelnen Kühlkreisläufe handelt es sich um ein sogenanntes 

Multiple-Input-Multiple-Output-System (MIMO-System) mit Kreuzkupplungen. 

Dies bedeutet, dass ein Stellglied gleichzeitig mehrere 

Stellgrößen beeinflusst. 

M 

Sensorsignal 

Steuersignal 

Pumpe 

T IST 

. 

Q KAG 



Wärmeeintrag/-austrag 

Thermischer Widerstand 

Wärmekapazität 

Hydraulische Kapazität 

Verstellb. Drosselventil 

Tank 

Struktur 2 

Die zweite Optimierungsstruktur, Bild 15, der betrachteten Kühlsystemstrukturen 

ist eine dezentralisierte mit drehzahlgeregelten 

Antriebseinheiten ohne Stromregelventile. Die Versorgung der 

Komponenten erfolgt mit individuellen Antriebseinheiten und mit 

gemeinsamem Tank und Kühlaggregat. Es bedarf keiner Stromregelventile 

zur Parallelisierung des Volumenstroms. 


FLUIDTECHNIK 

Wie in Struktur 1, die Steuerung des Kühlsystems vergleicht die 

Ist- und Solltemperaturen der zu kühlenden Komponenten und 

regelt auf dieser Basis die Drehzahl der Pumpen und folglich den 

Volumenstrom. Jede Pumpe fördert somit einen unterschiedlichen, 

bedarfsorientierten Kühlvolumenstrom. Wenn die Temperaturentwicklung 

in der Komponente nicht die vordefinierte Grenze 

überschreitet, bleibt die Pumpe inaktiv. Durch die individuelle Versorgung 

der einzelnen Komponenten mit den dezentralen drehzahlvariablen 

Antriebseinheiten arbeiten die Kreisläufe unabhängig 

voneinander. Daher besteht dieses System aus mehreren unabhängigen 

Single-Input-Single-Output-Steuerungen (SISO-System). 

Somit kann jede Temperatur über einen PI-Regler geregelt werden. 

Der I-Anteil des Reglers eliminiert die verbleibende Regelabweichung 

des P-Anteils. 

Die Systemrandbedingungen der Struktur 1 gelten auch für die 

Struktur 2 hinsichtlich der Solltemperatur der Komponenten, der 

Wärmezufuhr, der Systemeintrittstemperatur und der statischen 

Betriebsbedingungen des Kühlsystems. 

Struktur 3 

Der Systemaufbau der Struktur 3 in Bild 16 ist ein dezentrales System. 

Jeder Kreislauf im System verfügt über eine drehzahlvariable 

Antriebseinheit, einen Tank und eine Kühleinheit. Der Kreislauf 

könnte mehr als eine zu kühlende Komponente beinhalten. Genau 

wie bei Struktur 2 benötigt diese Struktur keine Stromregelventile. 

Die Steuerung des Kühlsystems vergleicht die Ist- und Solltemperatur 

der zu kühlenden Komponenten und stellt auf dieser Basis die 

drehzahlvariablen Antriebseinheiten ein. 

Die grundsätzliche Idee zur Untersuchung dieser Struktur liegt in 

vollständig getrennten Kreisläufen. Dadurch können insbesondere 

bei großen Bearbeitungsmaschinen die Leitungslängen verkürzt werden, 

indem das jeweilige Kühlsystem möglichst nah an der zu kühlenden 

Komponente platziert wird. Ein weiterer Vorteil dieser Struktur 

liegt in der Möglichkeit, die unterschiedlichen Komponenten mit 

unterschiedlichen Kühlmedien zu kühlen. Dies ist mit den Kühlsystemstrukturen 

1 und 2 durch den gemeinsamen Tank nicht möglich. 

Das übrige Modell ist im Vergleich zu Struktur 2 unverändert. 

15 

T Soll 

16 

T Soll 


M 

Sensorsignal 

Steuersignal 

Pumpe 

T IST 



M 

Schaltschrank 

. 

Q KAG 

. 

Q E 

Schaltschrank 

. 

Q E 

M 

M 

Drehtisch 

. 

Q T 






Drehtisch 

. 

Q T 

M 

M 

Hauptspindel 

. 

Q MS 




Tank 

Hauptspindel 

. 

Q MS 

Ergebnisse und Auswertung 

Die Auswertung der Ergebnisse der neuen Kühlstrukturen sollte mit 

der Regelung des Temperaturverlaufs des Kühlsystems als erstes 

Bewertungskriterium beginnen. Im Ergebnis der Simulationsmodelle 

werden bei allen drei untersuchten Kühlsystemstrukturen 

die vorgegebenen Solltemperaturen eingehalten. Die berechneten 

Temperaturverläufe von Schaltschrank, Drehtisch und Hauptspindel 

sind in Bild 17 in Abhängigkeit des Wärmeeintrags dargestellt. 

Die vorgegebenen Solltemperaturen sind jeweils durch eine hellblau 

gestrichelte Kennlinie, die berechneten Ist-Temperaturen 

durch eine durchgezogene hellblau eingefärbte Kennlinie und die 

Temperaturen der aktuellen Systemstruktur anhand einer lila eingefärbten 

Kennlinie ersichtlich. Durch einen Vergleich der Temperaturverläufe 

von den drei geregelten Systemstrukturen und dem 

aktuellen System fallen zwei Unterschiede auf. 

Erstens sind, durch die Verwendung eines Regelkreises, die erreichten 

Fluidaustrittstemperaturen der jeweiligen Komponente 

(Schaltschrank, Drehtisch und Hauptspindel), im Gegensatz zum 

aktuellen System, in allen Kühlkreisläufen konstant. Das heißt, trotz 

des erhöhten Wärmeeintrags in den Komponenten der neuen Kühlstrukturen 

bleiben die Fluidaustrittstemperaturen der Komponenten, 

auch als Komponententemperatur angenommen, bis auf geringe 

Abweichungen konstant bei den Solltemperaturen (26, 27 

und 28 °C). Dies ist auf die Anpassung der Kühlvolumenströme an 

Sensorsignal 

Steuersignal 

Pumpe 

T IST 

. 

. 

Q KAG1 

. 

Q KAG2 


Q KAG3 







Tank 

den jeweiligen Kühlbedarf durch die Regeleinheit zurückführbar. 

Eine konstante Komponententemperatur führt zur Minimierung 

oder zum Ausschluss von thermischer Biegung an den Komponenten, 

sodass die Komponente nur eine translatorische Verformung 

aufweist, die durch die Korrekturmethoden einfach kompensiert 

werden kann und minimiert die Verlagerung des TCP [16,17]. Im 

aktuellen Kühlsystem steigen die Fluidaustrittstemperaturen der 

Komponenten mit steigendem Wärmeeintrag an. 

Der zweite große Unterschied besteht in der Einstellbarkeit des 

Temperaturniveaus der jeweiligen Komponente durch vorgegebene 

Solltemperaturen (Bild 17 a–c) am Regelkreis. Das aktuelle 

Kühlsystem wird lediglich einmalig auf einen gemittelten Kühlvolumenstrom 

eingestellt und anschließend immer mit einem 

fest vorgegebenen Volumenstrom unabhängig vom tatsächlichen 

Kühlbedarf betrieben. Als Folge dieses Systemverhaltens steigen 

die Ist-Temperaturen mit steigendem Wärmeeintrag beim aktuellen 


17 



18 

Ges. hydr. Leistung in W 

29 

28 

27 

400 

320 

240 

160 

80 

Simulationsergebnisse der neuen Kühlstrukturen im 

Vergleich zur aktuellen Kühlstruktur 

Schaltschrank (ES) 

25 

150 180 210 240 270 300 

Wärmeeintrag in W 

Gesamtpumpenleistung in den aktuellen und neuen 

Kühlsystemstrukturen 

0 

1800 2400 3000 3600 

Ges. Wärmeeintrag in W 

P hydr. 

DBF 630 P hydr. 

DMU80 

P hydr. 

Struktur 1 / DBF630 

P hydr. 


P hydr. 



26 25 

25 26 

29 

28 

27 

25 26 

25 

1500 

Volumenstrom Temperatur in l/min °C 

P hyd 

P hyd 

P hyd 

P hyd 

Aktuelle Struktur Struktur 1 

Struktur 2 Struktur 3 

Kühlsystem. Neben den Kreisläufen von Schaltschrank und Drehtisch 

wirkt sich die Abhängigkeit der Ist-Temperatur von der 

thermischen Last (Wärmeeintrag) besonders deutlich im Kreislauf 

der Hauptspindel aus. Hier schwankt die Komponententemperatur 

zwischen 27 und 29 °C. Mit allen drei geregelten Systemstrukturen 

können hingegen konstante Komponententemperaturen in 

allen Kreisläufen gewährleistet werden. Bei allen geregelten 

Systemstrukturen ergibt sich eine geringfügige Abweichung 

(Bild 17 a–c) von 0,2 °C der Ist-Temperaturen von den Solltemperaturen. 

Diese Regelabweichung ist auf die im Regelkreis benötigte 

Regeldifferenz zurückzuführen. 

29 

28 

27 

Drehtisch (DT) 

25 

150 180 210 240 270 300 


Motorspindel (MS) 

20 

Volumstromverläufe 

16 

12 

8 

4 

0 

2000 2500 3000 1800 2400 3000 3600 



Temperatur aktuelles System 

T IST 

System Struktur 1, 2, 3 

. 

V ES (DT) 

aktuelles System 

. 

V MS 


T Soll 


. 

V ES 


. 

V MS 

aktuelles System 

. 

V DT 


Im Diagramm der Volumenstromverläufe (Bild 17 d) fallen zunächst 

die reduzierten Volumenströme der neuen Kühlsystemstrukturen 

im Vergleich zu der aktuellen Kühlsystemstruktur auf. In 

den Kühlkreisläufen von Drehtisch und Schaltschrank sind die 

Volumenströme von 12 l/min in der aktuellen Kühlstruktur auf 2 

bis 2,5 l/min bzw. 2,5 bis 5 l/min in den neuen Kühlstrukturen 

reduziert. Dies entspricht einer gemittelten Reduzierung von etwa 

80 % im Kreislauf vom Drehtisch und etwa 70 % im Kreislauf des 

Schaltschranks. Im Kreislauf der Hauptspindel liegt der Kühlvolumenstrom 

der aktuellen Systemstruktur bei 12,5 l/min und bei den 

geregelten Systemstrukturen zwischen 8 und 16 l/min. Es kann 

festgestellt werden, dass die temperaturabhängige Volumenstromregelung 

ein Weg ist, das Kühlsystem energieeffizienter und bedarfsgerechter 

zu gestalten. Grundsätzlich ist es für das Temperaturverhalten 

nicht entscheidend, ob der Volumenstrom durch eine 

geregelte Antriebseinheit in jedem Kreislauf, wie in Struktur 2 und 3 

oder durch eine geregelte Pumpe und Proportionalventile, wie in 

Struktur 1, eingestellt wird. 

Das zweite Bewertungskriterium der untersuchten neuen Kühlsystemstrukturen 

ist die erforderliche hydraulische Leistung der 

Antriebseinheit, berechnet nach Gl. 18, dieser Systeme mit der 

aktuellen Kühlsystemstruktur zu vergleichen. Die gesamte hydraulische 

Leistung der Pumpe in der aktuellen Kühlsystemstruktur von 

zwei Demonstratormaschinen (DBF630 & DMU80) und Struktur 1, 

2 und 3 für unterschiedliche Wärmeeinträge ist in Bild 18 dargestellt. 

Mit der zentralen drehzahlvariablen Antriebseinheit, Struktur 

1, beträgt die gesamte hydraulische Leistung ca. 160 W bei maximaler 

Wärmezufuhr. Die gesamte hydraulische Leistung der drehzahlgeregelten 

Antriebseinheiten in Struktur 2 und 3 beträgt ca. 120 

bzw. 110 W bei maximaler Wärmeeinbringung. Im Vergleich dazu 

beträgt die hydraulische Leistung der Antriebseinheit (aktuelle 

Struktur) der DBF630 370 W (40 l/min bei 5,5 bar) und der DMU80 

bis 340 W (45 l/min bei 4,5 bar). Eine signifikante Reduzierung der 

hydraulischen Leistung von 56,7 bis 53 % in Kühlstruktur 1 gegenüber 

den aktuellen Kühlstrukturen von DBF630 und DMU80 ist 

möglich. Analog zur Kühlstruktur 1 können Einsparungen der hydraulischen 

Leistung von 67 bis 64,7 % für Kühlstruktur 2 und 70,5 

bis 67,6 % für Kühlstruktur 3 gegenüber den aktuellen Kühlstrukturen 

von DBF630 und DMU80 erzielt werden. 

Zusammenfassung und Ausblick 

Die Untersuchungsergebnisse des Kühlsystems der DBF630 im 

Leerlauf- sowie im Fertigungsprozess haben bewiesen, dass ausreichende 

Kühlkapazitäten vorhanden sind, die Kühlung allerdings 

unzureichend auf den Prozess und den individuellen Kühlungsbedarf 

der Komponenten abgestimmt ist. Daher ist die Untersuchung 

und Bewertung neuer Kühlsystemstrukturen, sowohl 

simulativ (Netzwerkmodelle) als auch experimentell (Versuchsstand), 

von großer Bedeutung. 

Die Simulationsergebnisse der entwickelten Kühlsystemstrukturen 

haben gezeigt, dass ein stabiles Temperaturfeld gegenüber dem 

Ausgangszustand erzielt werden kann. Darüber hinaus führt die 

bedarfsgerechte Volumenstromversorgung zu einer Verbesserung 

der hydraulischen Leistung der Pumpen. Die hydraulische Pumpenleistung 

der neuen Strukturen ist etwa 53 bis 70,5 % geringer als 

die der aktuellen Kühlstrukturen. 

Die weiteren Forschungsarbeiten des Projektes werden sich zum 

einen auf eine energetische Analyse des Gesamtsystems für die 

neuen Kühlsystemstrukturen in der Simulation konzentrieren. 

Dies bedeutet, dass der Energieverbrauch von Elektromotor, 


FLUIDTECHNIK 

Frequenzumrichter usw. berücksichtigt wird. Dadurch kann der 

Wirkungsgrad jeder Kühlstruktur vorhergesagt werden. Zum anderen 

sollen die betrachteten neuen Kühlstrukturen ihren Nutzen in 

der Praxis und nicht nur in der Simulation zeigen. Dazu wird ein 

Versuchsstand entwickelt, der eine experimentell fundierte Aussage 

über die Strukturen hinsichtlich ihrer Effizienz ermöglicht. 

Schließlich ist es möglich durch den Anschluss des Versuchstandes 

an eine Demonstratormaschine die Verschiebung des TCP der 

Werkzeugmaschine zu messen und mit der Verschiebung durch ein 

konventionelles Kühlsystem zu vergleichen. Somit könnten verschiedene 

Betriebsstrategien getestet werden, um neben einer 

Steigerung der Energieeffizienz der Werkzeugmaschine auch eine 

gleichmäßige Temperaturverteilung zu gewährleisten. 

Literaturverzeichnis: 

[1] Großmann, K., Gritt, O., Thermo-energetic Design of Machine Tools. 

Heidelberg: Springer-Verlag; 2015. S. 1–12 

[2] Wegener, K., et al., Fluid elements in machine tools. In CIRP Annals – 

Manufacturing Technology 66 (2017) S. 611–634 

[3] Shabi, L., Weber, J., Weber, J., Analysis of the Energy Consumption of Fluidic 

Systems in Machine Tools. The 50th CIRP Conference on Manufacturing Systems, 

Taiwan, May 3th–5th, 2017 

[4] Weber, J., Weber, J., Thermo-energetic Modelling of Fluid Power Systems. 

In: Großmann K, editor. Thermo-energetic Design of Machine Tools. Heidelberg: 

Springer-Verlag; 2015. S. 49–60 

[5] Brecher, C., Effizienzsteigerung von Werkzeugmaschinen durch Optimierung der 

Technologien zum Komponentenbetrieb-EWOTeK. Apprimus Verlag, Aachen, 2012 

[6] Denkena, B., Garber, T., NCplus Prozess- und wertschöpfungsorientiert 

gesteuerte Werkzeugmaschine. PZH Verlag, 2013 

[7] Götze, U.,. Koriath, HJ., Kolesnikov, A., Lindner, R., Paetzold, J., Scheffler, C. 

Energetische Bilanzierung und Bewertung von Werkzeugmaschinen. Tagungsband 

Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik 

eniPROD. Chemnitz, 2010 

[8] http://www.taconova.com/fileadmin/user_upload/dp_taconova/downloads/DB/HA/TacoSetter_Inline_100_d.pdf, 

aufgerufen am 28.03.2018, 18:40 

[9] Dietmair, A., Verl, A., Wosnik, M., Zustandsbasierte Energieverbrauchsprofile, 

wtWerkstattstechnik online, ISSE-2008, Jahrgang 98/2008 

[10] International Standard ISO 230-3. Test code for machine tools, part 3: 

Determination of thermal effects. Second edition 2007-08-15 

[11] Weber, J., Weber, J., Thermo-Energetic Analysis of the Fluidic Cooling Systems 

in Tooling Machines. 9th International Fluid Power Conference, Aachen, March 

24–26, 2014 

[12] Abel, D., Bollig, A.,Raipid Control Prototyping- Methoden und Anwendungen. 

Springer Verlag Berlin Heidelberg 2006. S. 77–80 

[13] Weber, J., Weber, J., Thermo-energetic analysis and simulation of the fluidic 

cooling system of motorized high-speed spindles. SICFP2013, Linköping, Sweden 

June 3th–5th, 2013 

[14] Shabi, L., Weber, J., Weber, J., Model-based Analysis of Decentralized Fluidic 

Systems in Machine Tools. SICFP2017, Linköping, Sweden June 7th–9th, 2017 

[15] Popken, J., Shabi, L., Weber, J., Weber, J., System Modelling and Control 

Concepts of Different Cooling System Structures of Machine Tools , In: first CIRP 

Conference on Thermal Issues in Machine Tools, Dresden, March 21–23, 2018 

[16] Weck, M., Brecher, C., Werkzeugmaschinen und Fertigungssysteme. Band 2: 

Konstruktion und Berechnung. 8. Auflage Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2006 

[17] Großmann, K., Jungnickel, G., Prozessgerechte Bewertung des thermischen 

Verhaltens von Werkzeugmaschinen. Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und 

Steuerungstechnik, Technische Universität Dresden, Eigenverlag ISBN3-86005- 

547-X, 2006 

Danksagung 

Die präsentierten Forschungsarbeiten erfolgten innerhalb des 

Projektes „Thermo-energetische Beschreibung fluidtechnischer 

Systeme“ im Sonderforschungsbereich Transregio 96 (Förderkennzeichen 

SFB/TR 96, A04). Die Autoren danken der Deutschen 

Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung. 

Formelzeichen 

A m 2 Leitungsquerschnitt 

B m 3 /s/Pa 0,5 Durchflusskoeffizient 

c Fluid 

J/(kg × K) Spezifische Wärmekapazität des Kühlmediums 

C th 

J/K Thermische Kapazität 

C hy 

m 3 /Pa Hydraulische Kapazität 

D H 

m Hydraulischer Durchmesser 

D m Außendurchmesser der Rohrleitung 

d a 

m Außendurchmesser der Rohrleitung 

d i 

m Innendurchmesser der Rohrleitung 

g m/s 2 Gravitation 

Gr – Grashof-Zahl 

K‘ Pa Kompressionsmodul 

l m Länge der Rohrleitung 

L m Charakteristische Länge 

kg/s 

Massestrom 

Nu – Nusselt-Zahl 

∆p Pa Druckdifferenz 

p 1 

/p 2 

Pa Ein- und Ausgangsdruck 

p Pa Druck 

p 0 

Pa Versorgungsdruck 

Pr – Prandtl-Zahl 

W 

Wärmestrom 

Q th 

J Wärme bzw. thermische Energie 

Re – Reynolds-Zahl 

R th 

K/W Thermischer Widerstand 

R hy 

Ns/m 5 Hydraulischer Widerstand 

t s Zeit 

T w 

K Umgebungstemperatur 

T ∞ 

K Wandtemperatur der hydr. Leitung 

∆T K Temperaturdifferenz 

ϑ 1 

/ϑ 2 

°C Ein- und Ausgangstemperatur 

Q ES 

/Q DT 

/ J Thermische Energie, Schaltschrank/Drehtisch/ 

Q MS 

Hauptspindel (Motorspindel) 

m 3 /s 

Volumenstrom 

V L,0 

m 3 Leitungsvolumen zw. Pumpe und Ventilen 

y i 

– Relative Ventilschieberstellung 

α frei 

W/(m 2 × K) Wärmeübergangskoeffizient durch die freie 

Konvektion 

α erzwungen 

W/(m 2 × K) Wärmeübergangskoeffizient durch die 

erzwungene Konvektion 

α Leitung 

W/(m 2 × K) Wärmeübergangskoeffizient durch die 

Wärmeleitung 

β 1/K Ausdehnungskoeffizient 

λ Fluid 

W/(m × K) Wärmeleitfähigkeit des Kühlmediums 

λ Luft 

W/(m × K) Wärmeleitfähigkeit der Luft 

λ Leitung 

W/(m × K) Wärmeleitfähigkeit der hydr. Leitungen 

υ m 2 /s Kinematische Viskosität 

ρ kg/m 3 Dichte 

η kg/(s × m) Dynamische Viskosität 

η wd 

kg/(s × m) Dynamische Viskosität bei Wandtemperatur 


VORSCHAU 

IM NÄCHSTEN HEFT: 10/2018 

ERSCHEINUNGSTERMIN: 01. 10. 2018 • ANZEIGENSCHLUSS: 14. 09. 2018 

01 

02 

03 

04 

01 Individualisierte Automatisierungsaufgaben lassen sich oft durch 

eine Kombination von Linearbewegungen wirtschaftlich und zuverlässig 

realisieren. Rollon liefert dafür modulare Komponenten und 

Anwendungs-Know-how aus einer Hand. 

02 Dank der Formeldatenbank können Motorenentwickler Berechnungen 

für individuell gestaltbare Mess- und Prüfaufgaben nun einfach 

und schnell erstellen. 

Der direkte Weg 

im Internet: 


als E-Paper: 


Redaktion: 

d.schaar@vfmz.de 

WORLD OF INDUSTRIES: 

www.en.engineering-news.net 

03 Alte Krane und Containerbrücken mit Energieketten zu modernisieren 

bringt Betreibern eine ganze Reihe von Vorteilen. Erfahren Sie, 

wie eine wirtschaftliche Modernisierung möglich ist. 

04 Die Anforderungen aus dem Weltmarkt verlangen von der 

Deutschen Industrie eine langfristige Strategie, um weiterhin gefragt 

und gleichzeitig wirtschaftlich zu bleiben – auch bei Kupplungen. 

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten) 


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

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antriebstechnik 9/2018

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