antriebstechnik 6/2019

19174 

06 JUNI 2019 

TITELSTORY 

18 I WÄLZLAGER 

Findling: 100 Jahre Innovationskraft 

38 I ELEKTROMOTOREN 

Kompakte Kraftprotze im Ex-Bereich 

60 I SPECIAL: SMARTE ANTRIEBE 

Der richtige Dreh 

32 I DER IDEENGEBER 

Wie man dem Cobot Beine macht 

Maximilian Hanekopf stellt „sein“ Lift- und Slidekit vor 

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Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.

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EDITORIAL 

KONKURRENTEN ODER 

PARTNER? 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

mit der Digitalisierung des Maschinenbaus gehen große 

Chancen einher: Die Effizienz steigt, Wartungsintervalle 

werden optimiert, neue Geschäftsfelder eröffnen sich. 

Natürlich gibt es auch Risiken. Und dabei spreche ich in diesem 

Fall nicht von den typischerweise vorgebrachten Ängsten vor 

Datenlecks oder Cyber-Spionage. 

Nein, oftmals hört man die Furcht vor den „Software-Riesen“, 

die das Geschäft mit den Prozessdaten möglicherweise an sich 

reißen und die Kräfteverhältnisse im Maschinenbau zu ihren 

Gunsten beeinflussen könnten. Klassische Maschinenhersteller 

und Zulieferer wären in diesem Szenario nicht mehr als 

„einfache“ Stahllieferanten. Diese Entwicklung haben wir zum 

Anlass genommen im Rahmen der 1. Mainzer Expertengespräche 

die Frage aufzuwerfen: „Maschinenbau-Mittelstand 

und Software-Giganten: Konkurrenten oder Partner?“ 

Unsere Experten aus der Software-, Antriebstechnik-, Automatisierungs- 

und Fluidtechnik-Branche sind sich sicher: Dies lässt 

sich nicht pauschal beantworten. Vielmehr muss man 

sämtliche Folgen der Digitalisierung (auf die Arbeitswelt, den 

internationalen Wettbewerb, usw.) betrachten, um zu einer 

abschließenden Einschätzung zu kommen. Eine ausführliche 

Zusammenfassung der hochkarätig besetzten Diskussionsrunde 

lesen Sie ab Seite 12. Viel Spaß bei der Lektüre wünscht 

Ihnen 

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38 

EDITORIAL 

03 Konkurrenten oder Partner? 

SOFTSTARTER 

6 Menschen, Unternehmen, Märkte 

10 Mangelndes Fachwissen und fehlerhafte Schmierung 

halten Hersteller von Industrie-4.0-Technologien ab 

12 Maschinenbau-Mittelstand und Software-Giganten: 

Konkurrenten oder Partner? 

16 Konkret nachgefragt – Antrieb: Elektrisch, oder 

Fluidtechnisch? 

SPECIAL 

Dunkermotoren GmbH, Bonndorf 

MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

18 TITEL Findling Wälzlager: 100 Jahre Erfahrung 

24 Neue Wälzlager-Lösungen für Spindelantriebe 

28 Maßgeschneiderte Lösungen mit hoher Präzision 

LINEARTECHNIK 

32 Der Ideengeber: Wie man dem Cobot Beine macht 

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60 

ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

ELEKTROMOTOREN 

34 Gleichmäßig von der Rolle 

38 Kompakte Kraftprotze 

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TITELBILD 

Findling Wälzlager GmbH, 

Karlsruhe 

4 antriebstechnik 2019/06 www.antriebstechnik.de

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

40 Was Sie bei Modernisierungen beachten müssen 

44 Effizienter Auslegungsprozess für Stirnräder – Teil 2 

SPECIAL: SMARTE ANTRIEBE 

52 Auf Befehl 

56 Smarte Getriebe für die digitalisierte 

Antriebstechnik 

60 Der richtige Dreh 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

62 FVA-Workbench: Neue Version noch 

nutzerfreundlicher 

64 Aktuelles aus der FVA 

66 PEER REVIEWED Simulation schnelldrehender 

Wellen-Lager-Systeme – Teil 1 

SERVICE 

73 Impressum 

MEIN TIPP 

In vielen Wirtschafts- und Industriebereichen wird 

mit brennbaren Stoffen in Form von Gasen, 

Dämpfen, Nebeln oder Stäuben gearbeitet, die in 

Verbindung mit Sauerstoff eine explosionsfähige 

Atmosphäre bilden. Für die Entwicklung und 

Produktion von Servomotoren im Ex-Bereich 

benötigt man deshalb viel Erfahrung und ein 

hohes Qualitätsbewusstsein, denn die 

Verantwortung eines Herstellers ist in diesem Fall 

besonders hoch. Lesen Sie hierzu ab Seite 38. 

Holger Seybold, Redakteur, h.seybold@vfmz.de

SOFTSTARTER 

ERSTE ‚DIGITAL NATIVE CNC‘ VORGESTELLT 

DIE TOP 

ONLINE-ARTIKEL 

UNSERER WEBSITE 

Anlässlich der Vor-Pressekonferenz zur Metallbearbeitungs- 

Messe EMO stellte Siemens seine neue Steuerung ‚Sinumerik 

One‘ vor und treibt so die digitale Transformation der 

Werkzeugmaschinenindustrie voran. Die neue Steuerung wartet 

mit Software zur Erstellung der Maschinensteuerung und 

dem dazugehörigen digitalen Zwilling aus einem Engineeringsystem 

auf und trägt so zu einer nahtlosen Integration von 

Hard- und Software bei. Aus diesem Grund spricht der 

Hersteller auch von einer ‚Digital Native CNC‘. Dank des 

nahtlosen Zusammenspiels von virtuellem und realem 

Portfolio sowie einer hoch performanten Hardware soll die 

Sinumerik One neue Maßstäbe in Sachen Produktivität, 

Leistungsstärke und Digitalisierung setzen. 

Die Sinumerik One ermöglicht Werkzeugmaschinenherstellern 

die vollständige virtuelle Abbildung ihrer Entwicklungsprozesse 

und reduziert damit signifikant die Produktentwicklungs- 

und die Markteinführungszeiten neuer Maschinen. 

Durch die virtuelle Vorbereitung der Inbetriebnahme lässt sich 

die Dauer der realen Inbetriebnahme deutlich reduzieren. 

Basierend auf dem virtuellen Maschinenmodell eröffnen sich 

für Maschinenhersteller und Maschinenbetreiber ganz neue 

Möglichkeiten. So lassen sich bereits vor Verfügbarkeit der 

realen Hardware Maschinenkonzepte und Funktionen 

zielgerichtet diskutieren. Die realitätsgetreue Bearbeitungssimulation 

der Sinumerik One ermöglicht es Maschinenanwendern, 

die Programmierung der Werkstücke und die 

Einrichtung und den Betrieb der Maschinen komplett am PC 

zu simulieren. Auch die Schulung des Personals kann abseits 

der realen Maschine bereits am digitalen Zwilling erfolgen. 

www.siemens.de 

An dieser Stelle präsentieren wir Ihnen die fünf 

meistgelesenen Artikel des Monats unserer 

Internetpräsenz. 

WWW.ANTRIEBSTECHNIK.DE 

Das Ranking umfasst alle Seitenaufrufe im Monats-Zeitraum bis 

ca. 2-3 Wochen vor Erscheinungstermin dieser Ausgabe. Die 

Berechnungsbasis von 100 % entspricht der Summe der fünf Plätze. 

31,9 % 

Phoenix Contact für Digitalisierung im 

strategischen Einkauf ausgezeichnet 

21,6 % 

Zwei Führungswechsel bei Parker 

16,3 % 

So sorgen Frequenzumrichter für Sicherheit 

im Vergnügungspark 

15,8 % 

Dieselmedaille 2019 geht an Wittenstein 

14,4 % 

Leantechnik baut Vertrieb um 

HUTH ÜBERNIMMT VERTRIEB UND MARKETING BEI KÜBLER 

Die Kübler-Gesellschafter und -Geschäftsführer Gebhard und Lothar Kübler haben die 

Geschäftsführung des Familienunternehmens mit Martin Huth erweitert. Er übernimmt 

die Verantwortung für Vertrieb und Marketing. In Hongkong geboren, hatte 

Huth (Bild r.) bereits mehrere Führungspositionen in der Sensorik und Automatisierung 

inne, oft in Asien. Für Kübler arbeitet der 53-Jährige seit 2012. Bis Ende 2018 lebte er 

als Direktor APAC in Asien und verantwortete dort den asiatisch-pazifischen Markt mit 

den Töchterunternehmen in China und Indien. Diese Länder entwickelte er zu wichtigen 

Wachstumstreibern. In seiner neuen Position soll Huth den Ausbau smarter 

Produkte und Lösungen vorantreiben. Außerdem soll er sich um eine rasche Einführung 

neuer Produkte kümmern und Vertriebsgebiete international weiter ausbauen. Die 

Brüder Gebhard (Bild M.) und Lothar Kübler (l.) wollen sich nun stärker auf strategische 

Geschäftsbeziehungen und Zukunftsprojekte konzentrieren. 

www.kuebler.com 


SOFTSTARTER 

100 JAHRE KONTINUIERLICHES WACHSTUM 

SPN Schwaben Präzision feiert in diesem 

Jahr sein 100-jähriges Bestehen. Aus dem 

einstigen Kleinbetrieb mit sechs Mitarbeitern 

ist einer der wichtigsten Arbeitgeber 

der Region mit über 300 Mitarbeitern 

geworden. Keimzelle des Unternehmens 

war Glashütte (Sachsen). Dort gründeten 

Ernst Pilz und Paul Hayard nach dem Ersten 

Weltkrieg eine Werkstatt für Zahnräder und 

Lohnverzahnungen. 1935 stieß Fritz Hopf als Teilhaber dazu. Nachdem dort die Produktion durch die Luftangriffe der Alliierten zum 

Stillstand kam, verlegte Hopf den Firmensitz nach Nördlingen. Zunächst auf die Herstellung von Wanduhren spezialisiert, wurde in den 

1950er Jahren auf Präzisionsmaschinenteile umgestellt. Das kontinuierliche Wachstum spiegelte sich in der Entwicklung z. B. von 

Doppelschneckengetrieben (1954), Planetengetrieben (Ende 1980er) oder Luftfahrtkomponenten (2000er) wider. Das Unternehmen 

feiert sein Jubiläum im September mit einer Gala, einem Familientag und einem Tag der offenen Tür. 

www.spn-drive.de 

www.100-jahre-spn.de 

FRISCHER WIND IM 

VERTRIEBS MANAGEMENT 

Bereits im 

September 

2018 hat Lapp 

Karl Heckel 

zum Executive 

Vice President 

Germany 

ernannt. In 

dieser Position 

verantwortet 

er seither die 

bundesweiten Vertriebsaktivitäten 

des Kabelspezialisten aus 

Stuttgart. 

Karl Heckl war zuvor in mehreren 

Führungspositionen bei einem 

international agierenden 

Unternehmen der Steuerungsund 

Automatisierungstechnik 

tätig, zuletzt als Vice President 

Sales und Market Management 

für EMEA. „Der Markt verändert 

sich, und deshalb müssen wir 

auch die Art, wie wir im Vertrieb 

arbeiten, ändern. Wir müssen vor 

allem die Strategie unserer 

Kunden noch besser verstehen 

und ausloten, wie wir Ihnen mit 

maßgeschneiderten, innovativen 

Verbindungslösungen helfen 

können, noch produktiver und 

noch besser zu werden“, so Heckl 

zu den Plänen. Der klassische 

Komponentenverkauf hingegen 

werde zukünftig vermehrt online 

stattfinden, z. B. über Konfiguratoren, 

die es den Kunden zu jeder 

Tages- oder Nachtzeit erlauben, 

passende Lösungen in Eigenregie 

zusammenzustellen. 

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DIE KUPPLUNG. 

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PRÄZISION 

Sicherheitskupplungen 

Metallbalgkupplungen 

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R+W ERWEITERT FÜHRUNGSSPITZE 

MEIN ONLINE-LESETIPP 

DIE MÄR VOM GERECHTEN PATENTWESEN 

Die Rechtspraxis im 

Patentwesen birgt für 

Patentinhaber und 

insbesondere für angegriffene 

vermeintliche 

Verletzer erhebliche 

Unwägbarkeiten und 

Risiken. Gerade mittelständische Unternehmen 

geraten zunehmend in die Defensive. Angriffe aus 

gewusst schwachen Patenten bedrohen den innovativen 

Mittelstand bis hin zur Existenzvernichtung. 

So kann bereits eine Klageerhebung Projekte zum 

Stillstand bringen noch bevor über Verletzung und 

Validität eines Patents entschieden ist. Der Patentverein 

erläutert an einem fiktiven Beispiel die 

Vorgehensweise von Unternehmen mit Patenten von 

zweifelhaft erfinderischer Höhe, und gibt sieben 

praktische Tipps, wie sich KMU wehren können. 

Jetzt lesen! 

www.antriebstechnik.de/OL619 

Holger Seybold, Redakteur, h.seybold@vfmz.de 

Foto: Shutterstock 

0001421380_000001.pdf - 07.01.2015 

R+W Antriebselemente hat seine Führungsebene ausgebaut. 

Zusammen mit Maximilian Crößmann und Holger Vogt als 

Verantwortliche besteht die Geschäftsleitung nun aus vier 

Personen. Der langjährige Mitarbeiter Maximilian Crößmann 

(Bild 2. v. l.), verantwortlich für Finanzen, Controlling und 

Personal, erhielt Prokura, ebenso wie Holger Vogt (2. v. r.), 

verantwortlich als Operation Manager für die Bereiche 

Produktion, Logistik und Einkauf. „Mit der Ernennung zum 

Prokuristen unterstreichen wir die hohe fachliche Kompetenz 

sowie die Führungsqualität beider Manager und erweitern 

deren Verantwortungsbereiche“, erklärte Geschäftsführer 

Steffen Herter (l.). Der Mutterkonzern von R+W, Poppe+Potthof, 

berief Herter zudem Ende 2018 in die Geschäftsführung der 

Holding. Dort trägt er die Verantwortung für die Division Drive 

Technology. Der vierte Verantwortliche ist der langjährige 

Prokurist Frank Kronmüller (r.), der weltweit die Bereiche 

Vertrieb und Marketing verantwortet. 

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FÜNFTE GENERATION IN DER 

GESCHÄFTSFÜHRUNG 

Mit Ferdinand 

Mayr ist die 

fünfte Generation 

in die 

Geschäftsführung 

bei Mayr 

Antriebstechnik 

eingetreten. 

Damit hat das 

Unternehmen 

nun drei 

Geschäftsführer aus drei Generationen. Dem Allgäuer 

Familienunternehmen steht nun neben Ferdinand Mayr 

(Bild r.) auch weiterhin dessen Großvater Fritz Mayr (M.) – 

seinerseits Enkel des Firmengründers – sowie Günther 

Klingler (l.) vor. Ferdinand Mayr ist künftig für die Digitalisierung 

des Unternehmens verantwortlich und steuert gemeinsam 

mit Günther Klingler die Finanzen und strategischen 

Entscheidungen. „Ich sehe es als eine meiner wichtigsten 

Aufgaben, die Herausforderungen von zunehmender Vernetzung, 

Digitalisierung und Industrie 4.0 zu meistern und die 

Chancen zu nutzen, die sie uns bieten“, sagte Ferdinand Mayr. 

Eines der neuesten Produkte des Hauses ist z. B. der Roba-brakechecker, 

ein intelligentes Modul für die sensorlose Überwachung 

elektromagnetischer Bremsen. 

www.mayr.com 

8 antriebstechnik 2019/06 www.antriebstechnik.de 

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SOFTSTARTER 

IGUS ROADSHOW: WUNSCHTERMINE JETZT BUCHBAR 

Igus startet auch in diesem Jahr eine Roadshow mit Motion-Plastics-Neuheiten. 

Besucher des Pop-up-Messestandes können die Produkte aus Hochleistungspolymeren 

dabei nicht nur anfassen, sondern auch virtuell erleben. Von Energieketten und 

Leitungen über Gleit-, Kugel- oder Linearlager bis hin zur Low Cost Automation, 

3D-Druck oder Smart Plastics – der Pop-up-Messestand bietet die Gelegenheit, die 

Hochleistungskunststoffe in der eigenen Firma kennenzulernen. Zu den Neuheiten, 

die ab April präsentiert werden, zählen z. B. die CFROBOT8.Plus Bus-Leitung mit 

doppeltem Torsionswinkel (± 360°/m) und garantierter Lebensdauer, das neue 

schmier- und wartungsfreie Hochlastlager Iglidur Q2E oder das intelligente Austauschlager 

Drylin W, das rechtzeitig vor Ausfall warnt. Neu ist die Möglichkeit, die 

Produktion des Motion-Plastics-Spezialisten und das hauseigene Testlabor durch eine 

Virtual-Reality-Brille zu besuchen. Ein Wunschtermin für einen Besuch kann vereinbart 

werden unter: www.igus.de/hausmesse. 

www.igus.de 

PARTNER-PORTAL 

FÜR DIGITALE 

INNOVATIONEN 

T H E B E N C H M A R K I N B E A R I N G S 

Schneider Electric hat Ende April 

2019 die Gründung von Schneider 

Electric Exchange gegeben, einem 

branchenübergreifend offenen 

Ökosystem zur Lösung von 

Nachhaltigkeits- und Effizienzfragen. 

Die Businessplattform 

stellt Technologieressourcen wie 

APIs, Analysen und Datensätze 

zur Verfügung, erlaubt den 

Zugang zu privaten und öffentlichen 

Organisationen und bietet 

einen digitalen Marktplatz – eine 

Art „App-Store“ für die Industrie. 

Eingebundene Partner haben die 

Möglichkeit, ihr eigenes Angebot 

auszubauen und einem weitaus 

größeren Kundenkreis anzubieten. 

Auf Grundlage des Portals 

soll die Community aus Herstellern, 

Systemintegratoren, 

Start-ups, Entwicklern, OEMs, 

Kunden und Distributoren bei der 

Erschließung neuer Marktpotenziale 

unterstützt werden. Im 

Fokus stehen die Entwicklung, 

das Teilen und der Verkauf von 

digitalen und IoT-Innovationen. 

Schneider Electric Exchange 

wurde zunächst im privaten 

Beta-Modus veröffentlicht und 

wird im November 2019 für eine 

breitere Kundenbasis geöffnet. 

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MANGELNDES FACHWISSEN UND 

FEHLERHAFTE SCHMIERUNG HALTEN HERSTELLER 

VON INDUSTRIE-4.0-TECHNOLOGIEN AB 

Deutsche Hersteller zeigen sich 

engagiert und optimistisch in 

Bezug auf Industrie-4.0-Technologien. 

86 Prozent der Befragten 

gehen davon aus, dass neue High-Tech- 

Lösungen Kostenvorteile für ihre Unternehmen 

mit sich bringen werden. Mangelndes 

Fachwissen gepaart mit Bedenken 

bezüglich des rasanten Veränderungstempos 

und der Kosten sind jedoch ein 

Hinderungsgrund für den verbreiteten 

Einsatz vernetzter, prognosefähiger und 

datengestützter Technologien. Angesichts 

dessen macht Shell Lubricants in seinem 

jüngsten Industriebericht „Exploring 

Industry 4.0“ deutlich, dass eine Zusammenarbeit 

von entscheidender Bedeutung 

ist, um vom Fortschrittspotenzial profitieren 

zu können. 

Heutzutage nutzen fast alle der befragten 

deutschen Hersteller (84 Prozent) mindestens 

eine Industrie-4.0-Technologie. 

Sensor gestützte Technologien (40 Prozent) 

sowie Cloud-Technologien (30 Prozent) 

werden am häufigsten eingesetzt, während 

Robotik (34 Prozent) und künstliche 

Intelligenz (20 Prozent) noch nicht so weit 

verbreitet sind. Über die Hälfte (52 Prozent) 

der Befragten gaben an, dass sie sich 

von diesen Technologien eine erhöhte 

Anlagenproduktivität versprechen. 

Dennoch ist eine abwartende Haltung in 

der Branche zu verzeichnen, wobei 

64 Prozent der Befragten die Rasanz der 

technologischen Entwicklung beklagen 

und 74 Prozent nicht gewillt sind, in neue 

Anlagen zu investieren, solange ihre 

bestehenden Anlagen immer noch voll 

betriebsfähig sind. 

Auch bestehen Bedenken bezüglich der 

Auswirkungen auf die Gesamtbetriebskosten 

(TCO). Mehr als die Hälfte der 

deutschen Unternehmen (60 Prozent) geht 

davon aus, dass eine Zunahme der 

Gesamtbetriebskosten infolge der Einführung 

neuer Technologien zu erwarten ist, 

vor allem aufgrund der höheren Vorabinvestitionen 

und des voraussichtlichen 

Anstiegs der Wartungskosten. 

Björn Arend, Shell Lubricants Technical 

Adviser, sagte: „Der Umfrage zufolge sind 

Hersteller vor allem mit der zunehmend 

unzureichenden Beherrschung dieser 

Technologien sowie einem Mangel an 

Unterstützung durch zuverlässige externe 

Experten konfrontiert (56 Prozent). Sie 

haben ebenfalls Bedenken in Bezug auf die 

Schwierigkeiten bei der Vorbereitung der 

Mitarbeiter auf die Verwendung dieser 

neuen Technologien (66 Prozent). Wir bei 

Shell Lubricants wollen das ändern und 

können ihnen dabei behilflich sein, diese 

Hürden zu bewältigen.“ 

Effektive Wartungspläne sind von entscheidender 

Bedeutung, damit Unternehmen 

einen maximalen Gewinn mit ihren 

neuen High-Tech-Anlagen erwirtschaften 

können. Interessanterweise teilten 

92 Prozent der Befragten die Meinung, 

dass sich die Einführung dieser neuen 

Technologien auf ihre Schmierstoffwahl 

auswirken würde. Dennoch halten es nur 

44 Prozent für erforderlich, dem Anlagenschutz 

mehr Bedeutung beizumessen und 

lediglich 28 Prozent sind gewillt, stärker 

auf die Schmierstoffqualität zu achten. 

Eine optimierte Schmierung kann sich 

erheblich auf die Komponentenlebensdauer, 

Wartungskosten und ungeplanten 

Ausfallzeiten auswirken und somit zu 

einer Senkung der Gesamtbetriebskosten 

(TCO) und einer verbesserten Anlagenproduktivität 

beitragen. Eine externe 

Unterstützung ist für Unternehmen, die 

ihre Wartungsverfahren verbessern 

wollen, von großer Wichtigkeit. 66 Prozent 

der Befragten, die Industrie 4.0-Technologien 

nutzen, streben eine Zusammenarbeit 

mit ihrem Schmierstofflieferanten an, 

um diesbezüglich Fortschritte zu erzielen. 

Shell bietet derzeit technische Expertendienstleistungen 

an, darunter das Live- 

Chat-Tool LubeChat und die Schmierstoffanalyse 

LubeAnalyst, mit dessen Hilfe 

Kunden nicht nur Testergebnisse, sondern 

auch eine Diagnose mit einer Erläuterung 

zu den verschiedenen Messwerten sowie 

einer Empfehlung speziell für ihre 

Maschinen bekommen. 

„Wir bei Shell Lubricants sind stolz auf 

unsere enge Zusammenarbeit mit den 

Kunden, die zu einer Verbesserung ihrer 

Anlagenwartung beiträgt und ihren 

jetzigen und zukünftigen Wettbewerbsvorteil 

erhöht. Diese Weitergabe von 

Know-how wird für Unternehmen bei der 

Bewältigung der bevorstehenden Veränderungen 

nur noch an Bedeutung gewinnen“, 

sagt Arend. 

www.shell.com 

METHODIK 

Diese von Shell Lubricants in Auftrag 

gegebene und vom Forschungsunternehmen 

Edelman Intelligence 

durchgeführte Umfrage basiert auf 

400 Befragungen von Beschäftigten 

des Herstellungssektors in acht 

europäischen Ländern (Frankreich, 

Italien, Polen, Deutschland, Großbritannien, 

Türkei, Niederlande, 

Spanien), die im Rahmen ihrer 

Tätigkeit Schmierstoffe bzw. 

Schmierfette kaufen, deren Kauf 

beeinflussen oder diese verwenden. 


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DIGITALE TRANSFORMATION 

MASCHINENBAU-MITTELSTAND 

UND SOFTWARE-GIGANTEN: 

KONKURRENTEN ODER PARTNER? 

Arbeiten klassische Maschinenbauer und Softwarehäuser bei Industrie 4.0 partnerschaftlich 

zusammen – mit dem Ziel, Mehrwerte durch neue Geschäftsideen und -modelle zu 

schaffen – oder liegt eine Konkurrenzsituation vor, die die Zusammenarbeit erschwert? 

Diese entscheidende Frage zu den künftigen Kräfteverhältnissen im Maschinenbau stellte 

unsere Fachredaktion 15 Experten im Rahmen der 1. Mainzer Expertengespräche.. 


Eine hochkarätige Expertenrunde 

diskutierte unter Moderation von 

Rainer Glatz vom VDMA. Dabei 

waren Microsoft, SAP, Bosch, Bosch 

Rexroth, Schaeffler, Siemens, Aventics, 

B&R, Schwäbische Werkzeugmaschinen, 

VDMA Fluidtechnik, Festo, Sick und 

GFOS. Anders formuliert – in der Runde 

waren Digitalisierer, Automatisierer, Maschinenbauer, 

Komponenten-Zulieferer 

und Gesamtanbieter. 

Bereits bei der Frage, wie die 

Gesprächsteilnehmer Industrie 4.0 

definieren, zeigten sich Unterschiede. 

Automatisierer fokussieren Vernetzung als 

Basis für den Datenaustausch zwischen 

Maschinen, namentlich die Kommunikationstechnologie 

OPC UA TSN. Stichworte 

hierbei: Standardisierung, Transparenz, 

Konvergenz, sehr kurze Latenzzeiten, 

hohe Datenmengen und Knotenanzahl 

sowie Durchgängigkeit vom Feld- bis zur 

ERP-Ebene. Die Datennutzung solle kein 

Selbstzweck sein, es gelte die Daten 

zielbringend zu nutzen, so etwa um die 

Produktivität und Effektivität zu steigern, 

also Predictive Maintenance, vorausschauende 

Wartung und neu entwickelte 

Geschäftsmodelle. Auch Komponenten- 

Zulieferer und Gesamtanbieter wollen 

OPC UA auf die Feldebene bringen, denn 

nur offene Standards gestatten die 

Ver netzung, wie sie künftig erforderlich 

sein wird. 

Alle Parteien arbeiten daran, dementsprechend 

die Produktivität zu steigern, 

sie flexibler zu gestalten und neue Optionen 

auszuloten. Anhand von Prototypen, 

aufgerüsteten eigenen Werken oder im 

Selbsttest lernen sie, wo die neuralgischen 

Punkte sitzen. Im Proof of Concept, bei 

Leuchtturmprojekten oder in Kundengesprächen 

wird auch praktisch evaluiert: 

Welcher Nutzen lässt sich generieren, zu 

welchem Benefit und welche Maßnahmen 

kommen in welche Reihenfolge. Seit dem 

Startschuss zu Industrie 4.0 im Jahr 2011 

hat nahezu jedes größere deutsche Unternehmen 

Projekte initiiert. Gleichwohl 

fehlt es an offenen Standards, außerdem 

sind Komponenten oder Maschinen nicht 

frei kombinierbar. Das heißt der Nutzen ist 

noch wenig wertschöpfend oder in 

Einsparungen umsetzbar. Kurz: „Der Hype 

um das Buzzword Industrie 4.0 ist abgeebbt 

und jetzt geht es an die Kernarbeit“. 

Nun soll sich Industrie 4.0 beweisen, 

also Losgröße 1 bzw. bei der flexiblen 

Umstellung von Maschinen und in der 

Produktion. Dies umfasst Themen wie 

Datensammlung, Vernetzung, Visualisierung 

der Daten, Data Analytics, Machine 

Learning und Künstliche Intelligenz. 

Neben Fortschritten in der Produktivität 

und der Transformation durch Digitalisierung 

gehören Mitarbeiter und Kunden mit 

in die digitale Welt. 

Für ausgewiesene Global Player ist 

Industrie 4.0 „auch ein Wettbewerb der 

Nationen“. Ob beim Maschinenbauer, 

dem Lieferanten, Kunden oder Mit arbeiter 

– der Ausbau der digitalen Kompetenz 

ist DIE zentrale Herausforderung. 

Und bei allen konkurrierenden Technologien 

gilt es relevante zu identifizieren, um 

einen Mehrwert zu generieren und sich 

zu differenzieren. 

Hierbei spielt Software eine außerordentliche 

Rolle. Für Digitalisierer ist 

Software gleichsam das Backbone, auf 

dem Industrie 4.0 realisiert wird. Sie stellen 

bei Mittelständlern banale Gründe 

fest, woran es bei der Digitalisierung 

hapert: Prall gefüllte Auftragsbücher, 

mangelnde Experten und/oder Verständnis 

für Algorithmen oder Prognosen sowie 

Detailarbeit, also in welchen Schritten 

digitalisiert werden soll. 

Dem widerspricht ein Anwender, Disruption 

sei beim Endkunden weniger 

willkommen. Anwender präferieren eher 

einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess. 

Industrie 4.0 kann für ihre 

Kunden eine bessere, schnellere Hardware 

bedeuten oder eine Kombination 

aus Dienstleistung und Hardware in Form 

eines neuen Geschäftsmodells. Anwender 

sind unsicher, ob sie mittelfristig noch 

Maschinen mit diversen Zusatzpaketen 

wie Predictive Maintenance verkaufen 

oder ob Geschäftsmodelle wie etwa Pay 

per Use gefordert sind. Oder ob gar ihre 

Prozesse und Strukturen grundlegend 

überdacht oder zusätzliche komplett neu 

erschaffen werden. 

Softwarehäuser betrachten den Maschinenbau 

als Enabler für weitere Industrien, 

etwa die Konsumgüter- oder Automobilindustrie. 

Überall dort wo Massenpro dukte 

individualisiert werden müssen, brauche 

es Industrie-4.0-fähige Maschinen. Und 

den Trend zu neuen Geschäftsmodellen 

greifen Softwarefirmen gerne auf – Stichwort 

Maschine oder Flotte as a service. 

Ebenso bieten ihnen Technolo gien – wie 

Künstliche Intelligenz, Mixed Reality und 

IoT – ebenso wie ihren Kunden und Partnern, 

völlig neue Geschäftsoptionen und 

digitale Wertschöpfungs ketten. Die Großen 

der Softwareunter nehmen verstehen 

sich bei der digitalen Transformation als 

Partner der Industrie. So auch beim Thema 

Cloud, hier gehe es weniger um das ob, als 

um das wie. Cloud-Plattformen lassen sich 

[ 

] 

... was man kaum sieht

SOFTSTARTER 

auch lokal auf Maschinen und Ge räte bringen, wenn keine permanente 

Internetverbindung gewünscht oder möglich ist. 

WER DOMINIERT WO IM INTERNATIONALEN 

WETTBEWERB? 

Dass Digitalisierung rund um den Globus den Wettbewerb anheizt, 

nicht nur aber vor allem bei Industrieländern, ist für Deutschland 

als Exportnation Herausforderung und Chance zugleich. Dennoch 

– China und die USA sind mächtige Player. Wer die „Besten 

der Besten“ rekrutiert, hat immense Vorteile. Übereinstimmend die 

Gesprächsteilnehmer: Das Domänenwissen, das in Deutschland 

vorhanden ist, sei der Kern zum Erfolg. Bedeutsam sei das Wissen 

rund um die Maschine: Mechatronik, Präzision und Energie effizienz 

sowie die industrielle Maschinensicherheit, wo Deutschland 

weltweit Standards setzt. Deutschland könne künftig noch stärker 

Technologie exportieren. In nicht wenigen Industriebereichen degradiert 

die Software teilweise die Hardware. Software steht aber 

noch stärker im internationalen Wettbewerb. 

Geht es um Maschinen, die Losgröße 1 effizient realisieren, 

dann kann Deutschland punkten. Dies würde dafür sorgen, dass 

weniger Massenfertigung in China gefragt ist, sondern individuelle 

Produkte am Ort der Nachfrage – bei schneller Lieferung. 

Da neben gehe es beim Brand „Industrie 4.0“ auch um die Zusammenarbeit 

zwischen Regierung, Forschung und Industrie. Statt 

Blaupausen sollen vermehrt wettbewerbsfähige Lösungen exportiert 

werden. Es gelte, sich mit der realen Welt auseinanderzusetzen 

und sich nicht jahrelang in Arbeitskreisen und 

Standardisierungsgremien zu vergraben. 

Gerade Softwarehäuser betonen: Im Wettbewerb stehen „Digital 

Natives gegen Manufacturing Natives“. Während in Deutschland 

die Digitalisierung folgt und in der Fertigung stark ist, sei es in den 

USA umgekehrt. Japan und China würden derzeit als Fast Follower 

wahrgenommen. Zustimmung der Automatisierer: „Deutschland 

und Amerika schaukeln sich gegenseitig hoch und China beobachtet 

das Ganze, kopiert es, und führt es zielführend zusammen“. 

Generell scheinen Kunden aus asiatischen Ländern mutiger zu 

agieren, ob beim Mindset oder in einen Vor-Invest zu gehen. 

Gesamtanbieter heben hervor, dass Deutschland im B2B-Bereich 

eine gute Basis besitzt, um den internationalen Wettbewerb zu 

dominieren, nachdem die USA den B2C-Wettbewerb klar für sich 

entscheiden konnten. Aber nur bei geänderter Denkweise – 

deutsche Firmen müssten noch stärker über Unternehmens- und 

Branchengrenzen hinweg kooperieren. Auch die Kundenbedürfnisse 

müssten besser verstanden werden, um gemeinsam Problemlösungen 

zu entwickeln. Mit anderen Worten: Die Erfolgsrezepte 

von heute, die die letzten zwanzig Jahre gegolten haben, müssen 

nicht jene der Zukunft sein. 

WER SIND DIE NEUEN PLAYER BEI SOFTWARE? 

Bei aller Gemeinsamkeit bleibt „die Angst der Zulieferer, dass große 

IT-Konzerne in der digitalisierten Welt sich als Datenkraken 

zwischen Zulieferindustrie und deren Kunden setzen und ihnen 

künftig das Geschäft vermiesen“, wie der Moderator ausführt. Die 

angesprochenen Softwarehäuser widersprechen, sie verstünden 

sich als Datentreuhändler. Nicht maschinennahe Daten, sondern 

Datensätze wie „Meine Maschinenflotte hat im letzten Monat 

folgende Leistung generiert“ seien in anonymisierter Form von 

Interesse. Hieraus ließen sich über Kunden- und Maschinenherstellergrenzen 

hinweg neue Erkenntnisse ableiten. Der Unterscheidung 

zwischen Maschinen- und Unternehmensdaten stimmen 

Komponentenhersteller zu. Auch seien bei Applikationen wie ERP 

und MES die Daten bei den „Software-Giganten“ gut aufgehoben. 

Komplettanbieter ergänzen: Wenn dem Maschinenbauer zunehmend 

Mehrwertdienste angeboten werden, gelte es zu diskutieren, 

wie ein „fair share“ entsteht. Konkurrenz der Softwarehäuser seien 

vorrangig die Automatisierer – danach kämen die Maschinenbauer. 

Softwarehäuser „kommen von oben, von der Geschäftsebene, und 

enden auf der OPC-UA-Schnittstellen-Ebene“. 

WEM GEHÖREN DIE DATEN? 

Dazu die Softwareseite: „Die Daten gehören dem, der sie erzeugt, 

außer es ist vertraglich anders geregelt.“ Umstritten ist die Trennung 

zwischen Zustandsdaten der Maschine und Prozessdaten, die das 


ureigene Domänenwissen des Betreibers 

beinhalten. Gleiches gelte für die Datenspeicherung. 

Dies sei eine Frage von Partnerschaft 

und Vertrauen; aktuell gäbe es 

im Multi-Stakeholder-Modell aber noch 

keinen Ansatz, wie dieser Konflikt zu lösen 

wäre. Ob dies Nutzergremien klären sollen, 

sei fraglich. Auch ob zwischen Roh daten 

und „Smart Data“, also vorverarbeiteten 

Daten, unterschieden werden muss, ist 

umstritten. Denn Rohdaten seien genauso 

heikel wie andere, aus diesen ließe sich 

eine 1:1-Kopie der Fertigung ableiten. 

Anwender sehen diese Diskussion weniger 

hitzig. Sie stören sich daran, dass 

Firmen ihnen sagen, wie sie ihre Maschine 

verbessern können. Ihre Kunden wollen 

Lösungen für praktische Probleme, wie 

etwa Wartung organisiert oder Condition 

Monitoring implementiert wird. Bei diesen 

Angeboten sei der Kunde gerne bereit, 

seine Daten herauszugeben. Dazu ein 

Automatisierer: „Man muss den Nutzen 

finden, der groß genug ist, dass er sich für 

beide Seiten lohnt.“ Dem stimmen 

Softwarehäuser zu. 

Dennoch bleibe die Kernfrage: „Ab wann 

weiß ich, dass Google, Microsoft, SAP, Amazon 

meine Daten in meinem Sinne nutzt 

und nicht gerade ein eigenes Geschäft mit 

diesen Daten eröffnet?“ Und bei zunehmender 

Nutzung steige die Abhängigkeit 

und umso größer werde das Risiko, dass 

diese irgendwann mit den Daten Geld 

verdienen. 

Die anwesenden Softwareunternehmen 

meinen, das sei Frage des Vertrages 

und wehren sich gegen die Gleichsetzung 

von Amazon, Facebook und SAP oder 

Microsoft. Es bräuchte individualisierte 

Angebote, basierend auf Standardtechnologien. 

Der Mehrwert kann dabei für 

jedes Unternehmen unterschiedlich sein. 

Softwareanbieter sehen durchaus die 

Gefahr, dass z. B. Google mit Analytics ins 

Service-Geschäft für die Industrie 

ein steigen will. Es gelte vorab zu klären 

„mit wem mache ich welche Geschäfte 

auf welcher Vertragsbasis.“ Der Anwenderwunsch 

nach einer einzigen Plattform 

wird nicht geteilt, aber künftig werde es 

dennoch nur wenige große Industrieplattformen 

geben. Der Markt werde sich 

konsolidieren. 

RESÜMEE 

Die Diskutanten ziehen ein Fazit zu den 1. 

Mainzer Expertengespräche Technologie: 

„Es braucht den Mut, einfach mal Dinge 

zu machen. Weniger diskutieren, mehr 

Referenzprojekte schaffen.“ Wichtig sei 

es, Projekte umzusetzen, die den Kunden 

wirklichen Mehrwert und gleichzeitig Investitionssicherheit 

bieten. Auch können 

die Großen den Mittelstand mitziehen 

und als deutsche Industrie voranschreiten. 

Es solle nicht irgendwann heißen 

„Deutschland ist der Erfinder der Industrie 

4.0, heute ist es ein Technik-Museum“. 

Kurz – bei der Cloud-Kommunikation 

sollten alle die Schwierigkeiten mit inkompatiblen 

Insellösungen gar nicht erst 

aufkommen lassen. Es gelte künftig an 

den Use Cases zu arbeiten, und so herstellerunabhängig 

zu Standards kommen. 

[EINFACHSTANDA 

[RESSOURCENSCHO 

RDZUVERLÄSSIG NENDNACHHALTIG ] 

was man kaum sieht 

DER BRECObasic 

Beste Zahnriemenqualität aus 

Porta Westfalica, verbaut in 

Ihrer Anlage. 

Das ist Bewegung.

SOFTSTARTER 

HAYDAR KARTAL 

Product Management Elektrische Aktuatoren, SMC Deutschland GmbH, Egelsbach 

Dynamik, Kraft, Regelbarkeit, Laststeifigkeit und Wirtschaftlichkeit sind wichtige 

Kriterien, bei der Auswahl der optimalen Antriebstechnik von Maschinen. 

Elektrische und pneumatische Systeme stehen dabei im Wettbewerb. Als 

Hersteller in der Automatisierungstechnik verbindet SMC die Vorteile beider 

Welten. Pneumatische Antriebe sind leicht, robust und kostengünstig in der 

Anschaffung. Elektrische Antriebe hingegen überzeugen vor allem durch ihre 

Flexibilität, auch komplexe Verfahrprofile abfahren zu können. 

Entsprechend vielfältig ist das SMC-Programm: Es reicht vom Miniatur- und 

Schlittenantrieb, über Zylinder bis hin zu Endstufen. Neben Schritt- und Servomotoren 

gehören auch Riemen- und Spindelantriebe dazu, ebenso wie motorlose 

Antriebe. Die elektrischen Zylinder fasst SMC in der LEY-Serie zusammen. Mit 

ihnen lassen sich einfache, robuste und gewichtsparende Lösungen konstruieren, 

mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit und Beschleunigung. Gleichzeitig achtet SMC 

bis hin zu den Bohrungen auf eine weitgehend kompatible Gestaltung der 

Antriebe. So können Anwender bei einer Greiferanwendung von pneumatisch auf 

elektrisch umstellen, ohne die Gewindeposition verändern zu müssen. 

ANTRIEB: ELEKTRISCH, 

ODER FLUIDTECHNISCH? 

KONKRET 

NACHGEFRAGT 

VORTEILE 

VERBINDEN 

Die Wahl des richtigen Antriebsystems 

ist von vielen Faktoren 

abhängig und erweist sich nicht 

immer als einfach. Hydraulische 

Antriebe gelten als sehr leistungsstark. 

Elektrische Antriebe stehen 

hingegen für eine flexible 

Installation. Welche Kriterien 

sollten Anwender beachten, um 

den optimalen Antrieb für ihre 

Anwendung zu finden? 

NEUE 

PERSPEKTIVEN 

ERÖFFNEN 

FRANK KAUFMANN 

Markt und Produktmanagement Antriebssysteme, Business Unit Automation and Electrification 

Solutions, Bosch Rexroth AG, Lohr am Main 

Intelligente Antriebe schaffen mit offenen Schnittstellen die Voraussetzungen für 

modulare Maschinenkonzepte und fungieren als Klammer zur Verbindung von 

realer Automatisierung mit übergeordneten IT-Systemen zur Fabrik der Zukunft. 

Auf der Aktor-Seite geht die Entwicklung bei elektrischen Motoren in Richtung 

höherer Kraftdichte und zusätzlicher Funktionen. So erreichen aktuelle 

Synchron-Linearmotoren mit Eisenkern bei sehr kompakten Baumaßen 

Vorschubkräfte von bis zu 21 500 N. Die neue Generation rotatorischer 

Synchron-Servomotoren MS2N verbindet Dynamik mit Energieeffizienz. Der 

Motor dient in Verbindung mit den Antriebsreglern auch als Sensor und stellt 

Betriebsdaten für Condition Monitoring zur Verfügung. Elektrische Lösungen 

eröffnen als drehzahlvariable Pumpenantriebe auch der Hydraulik neue 

Perspektiven, ihre Stärken in vernetzten Anwendungen auszuspielen. 


SOFTSTARTER 

KLAUS WAGNER 

Bereichsleitung Entwicklung, Herbert Hänchen GmbH & Co. KG, Ostfildern 

Hydraulik hat viele Vorzüge: Physikalische wie die Entkopplung von 

Kraft und Geschwindigkeit, die Realisierung äußerst präziser 

Bewegungen von minimalen bis zu hohen Geschwindigkeiten, 

Beschleunigungen und Frequenzen. Auch die hohe Leistungsdichte 

ist schon immer ein entscheidender Vorteil. Gerade bei Hänchen 

haben wir in den letzten Jahren Entwicklungen vorangetrieben, die 

in vielen Anwendungen eine Neubewertung des Kosten-Nutzen- 

Verhältnisses ermöglichen: Hydraulische Pumpendirektantriebe als 

Plug-&-Play-Einheit ermöglichen den Einsatz von Linearantrieben 

ohne eigene Hydraulik-Spezialisten. Selbst entwickelte Software 

erlaubt die optimale Einbindung der Antriebsachse in Steuer- und 

Regelungsprozesse. Und: Das Dichtungssystem Servoseal bietet 

energieeffiziente Hydraulik-Lösungen für kurz- und langhubige 

Oszillationen ohne funktionsbedingte Leckage. Daher lohnt es sich 

bei jeder Anwendung, die möglichen Antriebstechnologien 

objektiv miteinander zu vergleichen. 

ÄUSSERST PRÄZISE 

BEWEGUNGEN 

CHRISTIAN STREITBERGER 

Produktmanager, Jenaer Antriebstechnik GmbH 

Die Auswahl des „richtigen“ Antriebssystems ist von vielen 

Faktoren abhängig und je nach Maschinenaufgabe zu 

entscheiden, da die verschiedenen Übertragungselemente ihre 

Stärken und Schwächen haben und nur in optimaler Kombination 

eine gute Antriebslösung ergeben. Für einen Kunden der 

Medizintechnik entwickelten wir elektromotorische Antriebe für 

mechanische und hydraulische Übertragungselemente. Nur durch 

die Kombination der verschiedenen Übertragungselemente 

konnte eine optimale Lösung für die Applikation erzielt werden. In 

speziellen Anwendungen bieten hydraulische Lösungen Vorteile 

bezüglich Wirtschaftlichkeit, die mit Elektroantrieben noch nicht 

erreicht werden. Ein Beispiel dafür sind Baumaschinen. 

Tendenziell ist ein Trend am Markt zu spüren, bei dem fluidtechnische 

Lösungen durch die besser regelbaren Elektrozylinder, bestehend 

aus hochintegrierten Motoren und Spindeln, ersetzt werden. 

KOMBINATION 

VERSCHIEDENER 

ELEMENTE 

DIRK LAUBENGEIGER 

Geschäftsführer, Ortlieb Präzisionssysteme GmbH & Co. KG, Zell 

Was spricht für einen Elektro-Servo-Zylinder? Kombiniert man die 

Funktionen eines Planetengetriebes mit denen einer Linearspindel 

in einer Planeten-Wälz-Gewindespindel (PWG), führt dies zu einer 

erheblichen Reduktion von Bauraum und Gewicht. Auch die 

Steigung kann kleiner ausgeführt werden als bei der 

Kugelgewindespindel, weil der Kugeldurchmesser keine Grenze 

setzt. Dabei ist die Untersetzungsfunktion Teil der Funktionalität, 

was zu einer Konstruktion ohne zusätzliches Getriebe mit einer 

ähnlich hohen Kraftdichte wie beim Hydraulikzylinder führt. 

Durch eine hochpräzise Fertigung ermöglichen wir bei Ortlieb eine 

Lebensdauer, die ein Vielfaches der Standzeit von Rollen- und 

Kugelgewindetrieben ermöglicht. Eine hohe Steifigkeit wird durch 

spielfrei vorgespannte Bauteile und eine robuste Konstruktion 

erreicht. Die große Tragfähigkeit bewirkt Bewegungen mit hoher 

Dynamik und hohem Wirkungsgrad. Es gibt also viele Argumente, 

die bei der Wahl eines Linearantriebs Beachtung finden sollten 

und die weiter reichen, als die Wahl der Basistechnologie. 

REDUKTION VON 

BAURAUM UND 

GEWICHT


TITEL 


TITEL 


LANGJÄHRIGE TECHNOLOGIEPARTNERSCHAFT 

100 JAHRE ERFAHRUNG 

Ein 100-jähriges Firmenjubiläum ist 

immer eine Besonderheit. So verbindet 

die Findling Wälzlager GmbH und die 

Behringer GmbH nicht nur dasselbe 

Gründungsjahr, sondern auch eine 

langjährige Partnerschaft. Aktuell 

kommen zahlreiche Produkte des 

Wälzlagerspezialisten Findling in den 

Bandsägen von Behringer zum Einsatz 

und überzeugen dort mit optimaler 

Leistung und Beständigkeit – das 

Ergebnis von 100 Jahren Innovationskraft. 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2019/06 19


TITEL 

Mit Behringer verbindet Findling Wälzlager eine enge 

Partnerschaft. Seit über fünfzig Jahren beliefert das 

Karlsruher Unternehmen den Komplettanbieter für 

Sägetechnik mit Wälzlagern. Damit jedoch nicht 

genug: Beide Unternehmen wurden 1919 gegründet und feiern 

somit in diesem Jahr 100-jähriges Jubiläum. Grund genug, die 

Zusammenarbeit einmal näher zu beleuchten: Derzeit werden in 

den Bandsägen von Behringer Kegelrollenlager, Flanschlager, 

Stehlager, Rillenkugellager, Stützrollen, Laufrollen und Axial- 

Schrägkugel lager verbaut – die Produkte werden ja nach Anforderung 

ausgewählt und eingesetzt. „In so gut wie jeder Behringer- 

Bandsäge finden sich Wälzlager von Findling“, so Julian Mack, Einkäufer 

bei Behringer. „Die Einsatzbereiche in den Bandsägen sind 

sehr vielseitig. Wir benötigen Wälzlager für Spannradlagerungen, 

Antriebsradlagerungen, Tragrollen der Peripherie, Laufrollen in 

Band führungen und nicht zuletzt Späneförderer.“ 

SEIT ÜBER ZWANZIG JAHREN KEINE REKLAMATION 

Bestes Beispiel für die jahrelange problemlose Zusammenarbeit ist 

eine konkrete Anwendung, für die Findling bereits seit 1996 ohne 

Reklamationen das passende Wälzlager liefert: „Wir benötigen jährlich 

rund 1 000 Rillenkugellager für eine Umlenkradlagerung, die 

wiederum zum Beispiel in unseren Hochleistungs-Bandsägemaschinen 

der Baureihe HBE Dynamic verbaut wird“, erläutert Mack. 

Die HBE Dynamic Modelle überzeugen durch Leistung, Bedienerfreundlichkeit, 

Energieeffizienz und Langlebigkeit. Nicht zuletzt 

gewährleisten sie besonders präzise Säge-Ergebnisse und tragen 

somit dazu bei, die Produktion des Endkunden profitabler zu gestalten. 

Nachgefragt werden die Bandsägen vor allem im Stahlhandel 

und der Industrie. Die Anforderungen an in der Umlenkradlagerung 

01 

01 Die HBE Dynamic Modelle überzeugen durch Leistung, Bedienerfreundlichkeit, 

Energieeffizienz und Langlebigkeit 

02 Unter anderem benötigt Behringer jährlich rund 1 000 Rillenkugellager 

für eine Umlenkradlagerung, die wiederum in den Hochleistungs-Bandsägemaschinen 

der Baureihe Dynamic verbaut wird 

03 Findling und Behringer haben vor Kurzem einen Mengenkontrakt 

über alle von Behringer benötigten Laufrollen abgeschlossen; 

aber auch Stützrollen von Findling Wälzlager werden in 

den Bandsägen verbaut 

02 

2 × 100 JAHRE HIGH-TECH 

Mit jährlich über 16 Mio. verkauften Produkten beweist die 

Findling Wälzlager GmbH seit nunmehr 100 Jahren ihre 

Verantwortung und Begeisterung für die Wälzlagertechnik. 

1919 gegründet, ist man heute ein hochspezialisiertes und 

weltweit agierendes Unternehmen. Fundament dieses Erfolges 

ist Abeg: Mit der auf Leistungskennwerten basierenden 

Auswahl- und Berechnungsmethode lässt sich das technisch wie 

wirtschaftlich optimale Wälzlager ermitteln. Mit der Erfahrung 

und dem Produktwissen aus tausenden Kundenanforderungen 

entwickelte sich zudem ein einzigartiges Dienstleistungsangebot 

von der anwendungstechnischen Beratung, der 

Schadensanalyse und Lebensdauertests bis hin zu herstellerunabhängigen 

Schulungen. Mit einer eigenen Fertigung für 

sonderbefettete und modifizierte Wälzlager lassen sich komplexe 

Kundenanforderungen flexibel und zeitnah umsetzen. Diese 

Innovationskraft zieht das in dritter Generation inhabergeführte 

Unternehmen aus dem engen Dialog mit seinen Kunden. 

Die Behringer GmbH wurde 1919 durch August Behringer als 

mechanische Werkstatt gegründet. Nach dem zweiten 

Weltkrieg wurde die erste Bügelsägemaschine entwickelt 

und produziert. Im Jahr 1952 wurde die erste eigene 

Eisengießerei für die stetig wachsende Sägenproduktion in 

Betrieb genommen. Seit der Entwicklung der ersten Behringer 

Bandsäge maschine im Jahre 1977 und der Übernahme 

des Kreissägenspezialisten Eisele im Jahre 2000 gehört die 

Behringer GmbH zu den wenigen Komplettanbieter auf dem 

Markt der Sägetechnik. Heute umfasst die Produktpalette 

Band- und Kreis sägemaschinen, Bügelsägen sowie Anlagen 

für den Stahlbau. 

Der Kundenkreis erstreckt sich über den gesamten Metallund 

Stahlbau sowie den Maschinen- und Anlagenbau. 

Außerdem werden bei Stahlherstellern, Stahlhändlern, in 

Hüttenwerken und Schmiedebetrieben Behringer Sägemaschinen 

eingesetzt. 


TITEL 


03 

verbaute Rillenkugellager sind hoch: Schließlich trägt das Lager 

die Sägebandräder. Somit handelt es sich um das Herz und 

damit die wichtigste Lagerung der Bandsäge. Im Betrieb muss das 

Rillenkugellager die hohen Kräfte der Bandspannung tragen und 

die wechselnden Kräfte des Sägeprozesses aufnehmen; auch 

Vibrationen dürfen kein Problem darstellen. Auf der Wunschliste 

von Behringer standen zudem eine hohe Genauigkeit, eine gute 

Tragfähigkeit im Wiederholfall sowie eine lange Lebensdauer. 

BEGLEITUNG ÜBER DEN GESAMTEN 

PRODUKTLEBENSZYKLUS HINWEG 

Zu Beginn der Zusammenarbeit – also vor ca. 50 Jahren – konnte 

Findling Wälzlager diese Anforderungen mit japanischen Produkten 

erfüllen. Ab den 80er Jahren lieferte man koreanische Wälzlager 

des Herstellers KBC, dessen Produktion jedoch 2011 eingestellt 

wurde. Im Januar 2012 erfolgte dann die Bemusterung mit einem 

Top-Themen: 

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19. Internationaler VDI-Kongress 

Dritev–Getriebe in Fahrzeugen 

10. und11. Juli 2019, Bonn 

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TITEL 

04 Die Xspeed-Serie für hohe Drehzahlen gehört 

zur Abeg eXtreme Produktfamilie, mit der Findling 

Lösungen für Anwendungen mit speziellen 

Ansprüchen bietet 

ergänzt um ein breites Sortiment der Produkte von INA, SKF, Bosch 

Rexroth und FAG bis hin zu dem die ganze Wälzlagertechnik überspannenden 

Sortiment der Marke Abeg. 

Behringer jedenfalls ist mit den Leistungen von Findling Wälz lager 

rundum zufrieden: Gelobt werden die pünktlichen Lieferungen, ein 

guter Service, faire Preise und die gute Qualität der Produkte. Gerade 

haben die beiden Unternehmen einen Mengenkontrakt über alle von 

Behringer benötigten Laufrollen abgeschlossen. Die Zusammenarbeit 

der beiden „hundertjährigen“ Unternehmen wird also noch 

im Jubiläums-Jahr ausgeweitet. 

Fotos: Findling Wälzlager GmbH 

Rillenkugellager, das heute zum Xspeed-Sortiment gehört. Die 

Xspeed-Serie für hohe Drehzahlen gehört zur Abeg eXtreme Produktfamilie, 

mit der Findling Lösungen für Anwendungen mit speziellen 

Ansprüchen bietet. Dabei wird bewährte Lagertechnik auf 

die jeweiligen Anforderungen zugeschnitten – ein Konzept, das 

einerseits eine außergewöhnliche Lebensdauer der Wälzlager 

garantiert und andererseits ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bei 

kurzfristiger Verfügbarkeit ermöglicht. 

In der Xspeed-Serie erfüllen alle Rillenkugellager die Toleranzklasse 

P6, verfügen über eine in Nut geführte Dichtung und die 

Befettung erfolgt mit einem geräuscharmen Mehrbereichsfett für 

hohe Geschwindigkeiten. Statt der standardmäßigen Lagerluftklasse 

C0/CN wird eine in der Toleranz eingeengte Lagerluftklasse CM 

verwendet. Gleichzeitig verfügen die Lager auch über einen verbesserten 

Rundlauf. Nach einem einmonatigen Test erteilte Behringer 

die Lieferfreigabe für das Produkt, das seither problemlos im Einsatz 

ist. Findling Wälzlager begleitet seine Kunden über den gesamten 

Produktlebenszyklus hinweg, denn die Märkte verändern sich 

ständig. Damit schaffen die Experten konkrete Wettbewerbsvorteile, 

von denen auch Behringer profitieren konnte. Unter anderem ließ 

sich im Laufe der 50 Jahre bei diesem Produkt ein Preisvorteil von 

50 % realisieren. Das funktionierte nur, indem Findling die Chancen 

der globalen Beschaffung immer wieder zum Vorteil von Behringer 

nutzte. Das fördert die langfristige Zusammenarbeit und das 

Vertrauen in die Produktkompetenz im Bereich Wälzlager. 

WETTBEWERBSVORTEILE DANK GLOBALER 

BESCHAFFUNG 

Die globale Beschaffung von Wälzlagern ist eines der Spezialgebiete 

von Findling Wälzlager. Dabei werden benötigte Produkte weltweit 

dort eingekauft, wo sie in der benötigten Leistungsfähigkeit am 

wirtschaftlichsten hergestellt werden können. Gleichzeitig gilt es, 

die logistischen Herausforderungen zu meistern und die technische 

Unterstützung zu gewährleisten. Kunden können die Beschaffungsprozesse 

auch komplett an Findling Wälzlager auslagern, 

dabei gelten vertraglich abgesicherte und genau definierte Leistungskriterien 

und -kennzahlen. Das Unternehmen verfügt über 

ein branchenspezifisches Know-how in der Wälzlagerfertigung, wie 

es nur in den wenigsten Firmen vorhanden ist. Der Einkauf globaler 

Wälzlagertechnologie erstreckt sich von High-End-Produkten von 

Herstellern wie Nachi, FYH, JNS, SMT, NMB, ZKL Prag, ZVL-Auto 

www.findling.com/extreme/xspeed 

DIE IDEE 

„In so gut wie jeder Behringer-Bandsäge 

finden sich Wälzlager von 

Findling, wobei die Einsatzbereiche 

sehr vielfältig sind. Zudem sind die 

Produkte teilweise bereits seit 

mehreren Jahrzehnten auf dem Markt. 

Wir liefern über den gesamten 

Produktlebenszyklus hinweg flexibel 

das passende Wälzlager, wobei 

Behringer von unserem umfassenden 

Sortiment profitiert. Dank unserer 

globalen Beschaffungsstrategie 

können wir nicht nur jederzeit das 

passende Wälzlager bereithalten, 

sondern unseren Kunden auch 

konkrete Wettbewerbsvorteile 

verschaffen.“ 

Klaus Findling, Geschäftsführer, 

Findling Wälzlager GmbH 


MARKTPLATZ 

SCHRÄGKUGELLAGER TRAGEN AXIALE UND RADIALE 

LASTEN 

Timken erweitert sein Angebot an ein- und zweireihigen Schrägkugellagern 

um 250 Teilenummern. Diese Wälzlager-Bauformen kommen 

zum Einsatz, wo neben hohen Drehzahlen axiale und radiale Lasten 

auftreten, z. B. in Pumpen, Kompressoren oder Elektromotoren. Zu den 

Produkteigenschaften gehören verbesserte Laufbahnprofile, mehr 

Laufruhe, eine gesteigerte Hochgeschwindigkeitsfähigkeit, robustere 

Dichtungen sowie die Verwendung von Premium Mobil Polytex 

EM-Schmiermittel. Neben einreihigen Standardlagern umfasst das 

Angebot einreihige, universell abgestimmte Lager sowie zweireihige 

Varianten. Für die meisten Anwendungen eignen sich starre und 

robuste doppelreihige Schrägkugellager mit Käfigen aus Pressstahl. Für 

zusätzliche Festigkeit und Dauerhaltbarkeit unter Extrembedingungen 

sind einreihige Schrägkugellager mit Messingkäfigen lieferbar. Wahlweise 

können beide Bauformen mit Käfigen aus gegossenem, glasfaserverstärktem 

Polyamid 66 ausgestattet werden. 

www.timken.com 

PENDELROLLENLAGER NEHMEN 

TURBULENTE RADIALKRÄFTE AUF 

KBT Pendelrollenlager von Knapp bestehen aus zwei 

Rollenreihen, die in einer gemeinsamen konkaven 

Laufbahn käfiggeführt im Außenring abrollen. Der 

Innenring führt den Käfig und die Wälzkörper. Sie 

nehmen hohe, 

oft turbulente 

Radialkräfte auf, 

überlagert 

nehmen sie auch 

Axialkräfte auf. 

Auch bei starker 

Vibration sind 

Pendelrollenlager 

verschleißbeständig. 

Sie weisen 

eine hohe Unempfindlichkeit gegen Fluchtfehler und 

Stoßbelastungen auf und haben eine hohe Fresslastgrenze 

und Maßstabilität. Sie können dynamische Winkelfehler 

bis 3,5° aufnehmen. Eingesetzt werden die Lager in 

Vibrationsaggregaten und in Maschinen, die sehr stark 

beansprucht werden, z. B. in Straßenwalzen, Rüttlern, 

Sägegattern, Kompressoren, Schiffsantrieben oder 

Windrädern. Weitere Einsatzgebiete sind im Bergbau, in 

der Erzaufbereitung und in der Zuführ- und Fördertechnik. 

Die Lager werden grundsätzlich individuell und 

bezogen auf den Anwendungsfall gefertigt. 

www.knapp-waelzlagertechnik.de 

WÄLZLAGER SICHER ERWÄRMEN 

Induktionsanwärmgeräte mit umfassender Temperatursteuerung bietet NTN-SNR in der Reihe SmartTemp 

an. Damit bleiben die Eigenschaften der erwärmten Bauteile erhalten, um eine sichere Montage von z. B. 

Wälzlagern oder Zahnrädern sicherzustellen. Das Gerät erwärmt Bauteile und überwacht gleichzeitig die 

Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenring. Die graduelle Erwärmung eignet sich für empfindliche 

Bauteile, bei denen erwärmungsbedingte Spannungen Materialrisse verursachen. 

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SCHRÄGKUGELLAGER UND ZYLINDERROLLENLAGER 

NEUE WÄLZLAGER-LÖSUNGEN 

FÜR SPINDELANTRIEBE 

Hohe Präzision unter axialer und radialer 

Belastung, lange Lebensdauer und Eignung für 

hohe Drehzahlen: Diese Merkmale gehören zum 

Eigenschaftsprofil von Wälzlagern für die 

Spindeln von Werkzeugmaschinen. Neue 

Schrägkugellager und Zylinderrollenlager sollen 

diese Anforderungen erfüllen. 

Wälzlager, die in den Hauptspindeln von Werkzeugmaschinen 

zum Einsatz kommen, müssen sehr hohe 

Anforderungen an die Laufgenauigkeit erfüllen. 

Eventuelle Ungenauigkeiten beim Lauf der Spindel 

würden zu Mängeln oder Fehlern in der Bearbeitung – respektive 

an den bearbeiteten Produkten – führen. Typische Kennwerte wie 

Lagerreibmoment und nicht wiederholbarer Radialschlag („Nonrepeatable 

runout“; NRRO) müssen sich deshalb innerhalb enger 

Vorgaben bewegen. 

Das setzt eine extrem präzise Fertigung und Montage der Lagerkomponenten 

voraus, und es erfordert auch eine an die Einsatzbedingungen 

und Anforderungen angepasste Konstruktion der 

Wälzlager – zumal als weiterer kritischer Parameter die stetig steigenden 

Drehzahlen zu berücksichtigen sind. Daraus ergibt sich die Vorgabe, 

dass die Eigenerwärmung der Lager auch bei hohen Drehzahlen 

gering bleiben muss. Hinzu kommt, dass beim Fräsen und anderen 

Bearbeitungsprozessen hohe Radialkräfte auf das Lager wirken. 



01 Die Schrägkugellager der Robust Sursave-Baureihe wurden für 

den Einsatz in Hauptspindeln von Werkzeugmaschinen entwickelt 

WEITERENTWICKLUNG BEI SCHRÄGKUGELLAGERN 

NSK bietet dem Werkzeugmaschinenbau Wälzlager, die eigens für 

diesen anspruchsvollen Anwendungsbereich entwickelt wurden und 

die von führenden japanischen und europäischen Werkzeugmaschinen- 

bzw. Spindelherstellern eingesetzt werden. Dieses Programm 

ist unter der Bezeichnung „Robust“ bekannt. Zu ihm gehören die 

„Robust“-Schrägkugellager, die in unterschiedlichen Ausführungen 

verfügbar sind – u. a. mit Stahl- und Keramikkugeln, Lagerringen aus 

verschiedenen Spezialstählen und mehreren Käfigausführungen. 

Neu in diesem Programm sind die „Robust Sursave“-Schrägkugellager, 

die sich durch neu 

entwickelte Käfige von den 

bisher bekannten Lagern unterscheiden. 

Der „Sursave“- 

Käfig wurde im Hinblick auf 

ein möglichst geringes Reibmoment 

sowie hohe Zuverlässigkeit 

optimiert. Somit 

entsteht im Betrieb der Lager 

im Vergleich zu anderen 

Schrägkugellagern weniger 

Wärme, was einen wichtigen 

Beitrag zu zuverlässigen Bearbeitungsprozessen 

insbesondere 

bei sehr hohen Drehzahlen 

leistet. 

Expertise – Passion – Automation 

VERRINGERTES 

REIBMOMENT 

In Zahlen ausgedrückt: Die Lager 

können Drehzahlkennwerte 

von über 3 Mio. n × dm erreichen. 

Das ist ein Plus von 

20 Prozent im Vergleich zu konventionellen 

Schrägkugellagern. 

Das Lagerreibmoment von Robust 

Sursave-Lagern ist um bis 

zu 20 % geringer und der nicht 

wiederholbare Schlag (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 sehr hohe Oberflächenqualität 

der bearbeiteten Bauteile 

wie Zahnräder und andere 

Antriebselemente gewährleisten. 

Die höhere Leistung der 

Werkzeuge hat – in Kombination 

mit den verringerten 

Reibwerten der Lager – auch 

eine verbesserte Effizienz und 

Produktivität der gesamten 

Maschine zur Folge. 

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Die leistungsstarke Ventilinsel SY ist ein 100 % modulares Multitalent und höchst flexibel 

einsetzbar – von Standardanwendungen bis hin zu sicherheitsgerichteten Applikationen 

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verschiedene Ventilgrößen auf einer Insel kombinierbar, 

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02 

02 Zu den Vorteilen des 

Käfigdesigns der Robustride- 

Zylinderrollenlager gehört 

die vereinfachte Montage, 

weil die optimierte Führung 

der Wälzkörper deutlich 

größere Toleranzen bei der 

Lagerluft ermöglicht 

03 Der „nicht wiederholbare 

Radialschlag“ des 

Spindellagers hat großen 

Einfluss auf die Oberflächenqualität 

des 

bearbeiteten Bauteils 

03 

fluss im Lager wird so gelenkt, dass auch die Innenringlaufbahn 

(die aufgrund der Zentrifugalkräfte bei der Schmierstoffverteilung 

eher benachteiligt wird) bestmöglich mit Schmierstoff versorgt 

wird. Dabei entstehen geringere Planschverluste, und auch bei 

außerordentlich hohen Drehzahlen wird eine sehr gute Schmierstoffverteilung 

erreicht. Durch die verringerten Planschverluste 

wird schließlich auch die Geräuschentwicklung des Wälzlagers 

positiv beeinflusst. 

Diese konstruktiven Verbesserungen minimieren den Lagerverschleiß 

auch und gerade bei hoher Beanspruchung. Außerdem 

verkürzt sich die Einlaufzeit des Lagerfettes durch den optimierten 

Schmierstofffluss. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die 

Robustride-Wälzlager mit zylindrischer Bohrung wegen einer 

optimierten Führung der Wälzkörper deutlich größere Toleranzen 

bei der Lagerluft ermöglichen. Damit vereinfacht sich die Montage 

der Lager. 

Fotos: Aufmacher: iStock.com/Fertnig; sonst.: NSK Deutschland GmbH 

www.nskeurope.de 

Aktuell sind die ersten Baugrößen der Lager mit Sursave-Käfigen 

verfügbar. Sie werden sukzessive die bisherigen „Robust“-Schrägkugellager 

ersetzen und auch für Lager mit Keramikkugeln lieferbar 

sein. 

SCHRÄGKUGEL- ODER ZYLINDERROLLENLAGER? 

In Spindelantrieben kommen hauptsächlich Schrägkugellager und 

Zylinderrollenlager zum Einsatz. Im direkten Vergleich beider 

Lagerbauarten unterscheiden sich die Schrägkugellager durch kleinere 

Kontaktflächen und geringere Massen. Das prädestiniert sie 

für den Einsatz bei höheren Drehzahlen. Zylinderrollenlager bieten 

hingegen eine höhere Steifigkeit und die Aufnahmefähigkeit höherer 

Radiallasten. Für diese Anwendung bietet NSK ebenfalls Baureihen, 

die dezidiert für Spindellagerungen entwickelt wurden. Neu 

in diesem Programm sind die einreihigen Zylinderrollenlager mit 

der Bezeichnung „Robustride“. 

NEUES KÄFIGDESIGN 

Hauptmerkmal dieser Lagerbaureihe ist der Käfig, dessen Geometrie 

und Führung mit Blick auf das besondere Anwendungsprofil 

verbessert wurden. Zu den Ergebnissen der Optimierungsarbeit 

gehört eine bessere Verteilung des Schmierstoffs und – als 

Konsequenz daraus – eine verringerte und gleichmäßigere 

Wärmeentwicklung innerhalb des Wälzlagers. Der Schmierstoff- 

DIE IDEE 

„Die Entwicklung im Werkzeugmaschinenbau 

ist durch immer 

höhere Präzision, kürzere Bearbeitungszeiten 

und steigende Zerspanungsleistungen 

geprägt. Unser Ziel 

ist es, Spindellager für diese Anforderungen 

zu entwickeln und damit eine 

wichtige Voraussetzung für den 

stetigen Fortschritt in diesem 

anspruchsvollen Anwendungsbereich 

der Antriebstechnik zu schaffen.“ 

Stefan Henrichs, Manager Project 

Engineering, NSK Deutschland GmbH 


HIGHLIGHTS 

DER HANNOVER 

MESSE 2019 

SSEN SCHAFFT IDEEN *** WISSEN SCHAFFT IDEEN *** WISSEN SCHAFFT IDEEN *** WISSE 

Kennen Sie schon unser Digitorial? Das ist Storytelling in seiner modernsten Form. Wir greifen 

spannende Geschichten auf und erzählen sie auf einer Webseite ohne störende Navigation, 

Banner oder Sidebars. Der Nutzer navigiert sich mittels Scrollen Stück für Stück durch die 

lineare Handlung. Text, Bild und Video bilden hier eine Einheit und verschmelzen zu einem 

Gesamtkonzept. Es gibt also einen Anfang und ein Ende der „Geschichte“. 

Dabei stehen sämtliche digitale Formate und Formen zur Verfügung, also nicht nur Texte und 

Bilder wie im gedruckten Heft, sondern auch multimediale Inhalte wie Videos, Charts oder 

Galerien. So ergeben sich viel mehr Freiräume in der Gestaltung, Aufmachung und Zusammensetzung 

der Storys. Sie selbst bestimmen dabei die Scrollgeschwindigkeit, und ob Sie sich das 

integrierte Video anschauen, ein Whitepaper herunterladen, den weiterführenden Link benutzen 

oder durch die Bildergalerie zappen. So sieht unserer Meinung nach modernes interaktives 

Story telling aus: interaktiv – kurzweilig – informativ – unterhaltsam. 

Unser „Prototyp“ über das Konzept unseres Relaunchs steht nach wie vor unter www.antriebstechnik.de/digi_419 zur 

Verfügung. Das aktuelle Digitorial ist eine Zusammenfassung der Highlights der Hannover Messe. Diesmal haben wir für Sie 

neben interessanten Daten und Fakten die besten Videos herausgesucht und in den interaktiven Rahmen gegossen. 

Scrollen Sie doch gleich mal durch…! 

Fotos: Deutsche Messe AG 

Scrollen 

Sie sich durch 

die Highlights 

der Hannover 

Messe: 

www.antriebstechnik.de/ 

digi_619 

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MASSGESCHNEIDERTE LÖSUNGEN 

MIT HOHER PRÄZISION 

Im Vordergrund bei KBT Knapp Wälzlagertechnik, 

Waiblingen, steht die individuelle 

Kundenanwendung. Daraus resultieren 

maßgeschneiderte Wälzlagerlösungen, die mit 

kundenseitigen Konstrukteuren und 

Entwicklungsingenieuren abgestimmt werden: 

„Kreatives Engineering“ kommt seit diesem Jahr 

auch für Baugruppenlösungen zum Einsatz. 

Unter der Eigenmarke KBT (Knapp Bearing Technology) 

entwickelt der Systemspezialist für Wälzlagerlösungen seit 

60 Jahren Wälzlager- und Lineartechnikprodukte für eine 

Vielzahl von Anwendungen und Branchen. Was für ihre 

maßgeschneiderte Anpassung im Hause KBT Knapp Wälzlagertechnik 

gilt, bringt der Geschäftsführer für den Bereich Technik, 

Markus Bauer, auf den Punkt: „Durch Sonderlösungen und kreatives 

Engineering reduzieren wir Entwicklungskosten bis 30 Prozent“. 

TURBULENZEN ERLAUBT: 

KBT PENDELROLLENLAGER 

KBT Pendelrollenlager bestehen aus zwei Rollenreihen, die in einer 

gemeinsamen konkaven Laufbahn käfiggeführt im Außenring 

ab rollen. Der Innenring führt den Käfig und die Wälzkörper. Pendelrollenlager 

nehmen hohe, oftmals turbulente Radialkräfte auf, überlagert 

nehmen sie auch Axialkräfte auf. Trotz häufig starker Vibration 

sind Pendelrollenlager verschleißbeständig. Sie zeigen eine 

hohe Unempfindlichkeit gegen Fluchtfehler und Stoßbelastungen, 

außerdem bieten sie eine hohe Fresslastgrenze und Maßstabilität. 

Pendelrollenlager können dynamische Winkelfehler bis 3,5° aufnehmen. 

Zur Anwendung kommen sie in unterschiedlichen, stark 

be anspruchten Vibrationsaggregaten und (Schwing-) Maschinen, 

wie Straßenwalzen, Rüttlern, Kompressoren, Schiffsantrieben oder 

Windrädern. Weitere Einsatzgebiete finden sich im Bergbau, in der 

Erzaufbereitung sowie in der Zuführ- und Fördertechnik. 

Wälzlager in den Erregereinheiten dieser Maschinen müssen 

neben hohen Belastungen und hohen Drehzahlen auch Beschleunigungen 

und Zentrifugalkräfte bewältigen. Vielfach herrschen 

zudem ungünstige Umweltbedingungen vor, wie etwa Schmutz 

und Feuchtigkeit. Für jede dieser besonderen Applikationen werden 

die KBT Pendelrollenlager kundenspezifisch angepasst. 

HOCHPRÄZISE: RILLENKUGELLAGER IN BESTER 

(STAHL-) QUALITÄT 

Knapp Wälzlagertechnik hat seine seit Jahrzehnten bewährten Premium-Rillenkugellager 

kontinuierlich weiterentwickelt. Sie sind 

jetzt mit modifizierten Wälzlagerstählen verfügbar, d. h. korrosionsbeständigen 

Stählen mit hoher Überrollfestigkeit und hohem Reinheitsgrad. 

Verwendung finden ausschließlich Wälzlagerstähle mit 

hohem Widerstand gegen abrasiven und adhäsiven Verschleiß, die 

auch als Hybrid-Rillenkugellager und in Vollkeramik erhältlich 

sind. Damit lässt sich höchste Präzision und Oberflächengüte 

er reichen. Auch die Form- und Rundlaufgenauigkeit, die wiederum 

die Geräuschminimierung beeinflussen, spielen bei der Lagerauslegung 

eine wesentliche Rolle. 

Alle KBT-Premium-Rillenkugellager entsprechen hohen europäischen 

Qualitätsnormen. Sie sind im hauseigenen Prüflabor zu 

hundert Prozent hinsichtlich Abmessungen, Form und Lagetoleranz, 

Oberflächenbeschaffenheit und Laufgeräuschen geprüft. 

Kerstin Bohn ist Geschäftsführerin und verantwortlich für den Bereich 

Marketing, Personal und Qualitätsmanagement bei der KBT Knapp 

Wälzlagertechnik GmbH in Waiblingen 

FÜR HOHE ANFORDERUNGEN: KBT-SPINDEL- 

LAGER UND HOCHGENAUIGKEITSLAGER 

KBT-Spindellager sind einreihige Schrägkugellager aus massiven und 

gehärteten Außen- und Innenringen. Der Wälzkörpersatz besteht 


Jede 

Kombination – 

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Individuelle Antriebslösung in 48 Stunden, 

ab 1 Stück. 

01 Kreatives 

Wälzlager-Engineering 

und lagerhaltiges 

Vollsortiment 

–Motorkonzepte im Leistungsbereich von 10–750 Watt 

–Beliebig kombinierbar 

–Elektroniken zum drehzahl-, drehmoment- und 

positionsgesteuerten Betrieb 

Vorzugstypen innerhalb von 48 Stunden versandfertig. 

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aus Kugeln mit Massiv-Fensterkäfigen. Die Lager nehmen, überlagert 

zu radialen Kräften, auch axiale Kräfte in einer Richtung auf. 

Werden Spindellagerpaarungen in O- oder X-Anordnung eingesetzt, 

nehmen sie Kippmomente und Axialkräfte in beiden Richtungen 

auf. Lager in Tandem-Anordnung sind nur in eine Richtung 

axial belastbar. 

Die Eignung als Spindellagerung erreicht das Maschinenelement 

Schrägkugellager in erster Linie durch eingeengte Toleranzen 

in Geometrie und Formgenauigkeit. Dabei spielt die 

Stahlqualität eine große Rolle: KBT-Spindellager werden für eine 

optimale Ober flächenbeschaffenheit in besten Stahlqualitäten 

gefertigt. Sie gewährleisten maximale Führungsgenauigkeit bei 

physikalisch höchstmöglichen Drehzahlen. 

KBT-Hochgenauigkeitslager finden als Lagerung der Hauptspindeln 

in Werkzeugmaschinen Anwendung und erreichen eine 

deutliche Leistungssteigerung bei erhöhter Betriebssicherheit. 

Die Spindellager erfüllen die hohen Anforderungen der Elektro- 

Spindel-Hersteller. 

JETZT AUCH BAUGRUPPEN: OUTSOURCING 

FÜR PRODUKTSICHERHEIT 

Dank dem Outsourcing von ganzen Baugruppen mit Wälzlagern 

an KBT Knapp Wälzlagertechnik steigern Anwender ihre Produktivität 

und Flexibilität. Sie konzentrieren sich auf ihr Kerngeschäft 

und reduzieren ihre Teilevielfalt. Dies verbessert insgesamt ihren 

Logistikprozess und führt zu bedarfsorientierten Versorgungsund 

Bevorratungskonzepten. 

Baugruppen mit Wälzlagern entwickelt und produziert KBT 

Knapp als Kompakt- und Systemlösungen im Detail mit dem 

Kunden. Etwaige Fehlerquellen an den Baugruppen-Schnittstellen 

werden behoben. Schließlich wird die Funktionalität der 

Baugruppe geprüft und dokumentiert, was die kundenseitige 

Produktsicherheit erhöht. 

Geber Bremse Elektronik Motor Getriebe


Kreatives Engineering heißt auch hier: Anwendungsbezogene Entwicklung und 

Beratung für Kunden aus den Branchen wie Werkzeugmaschinen, Fahrzeugtechnik, 

Montage- und Handhabungstechnik oder Füll- und Verpackungstechnik. 

HÖCHSTE PRÄZISION: HAUSEIGENES 

PRÜF- UND MESSLABOR 

Um die hohen Qualitätsansprüche an die Wälzlager und Linear einheiten sicherzustellen, 

verfügt KBT Knapp über ein eigenes, professionelles Prüf- und Messlabor. 

Messsysteme von Keyence überprüfen die Einhaltung der Qualitätsnormen. 

Die Entwicklung aller Produkte erfolgt gemäß internationalen DIN- und ISO- 

Qualitätsstandards, die kontinuierlich überprüft und kontrolliert werden, u. a. 

durch Materialtestreports, Produktionsreports und Erstmusterprüfberichte. 

Auch die Teilenachverfolgbarkeit nach den Qualitätsmanagementvorgaben der 

Automobilindustrie ist sichergestellt. 

MIT BRIEF UND SIEGEL: ERFOLGREICHE 

RE-ZERTIFIZIERUNG 

Zertifizierte Qualität – dafür steht KBT Knapp Wälzlagertechnik. Das Zertifizierungsunternehmen 

EQ-Zert hat dem Waiblinger Spezialisten für Wälzlagersysteme 

2019 erneut attestiert, die Anforderungen der aktuellen Normrevision 

der ISO 9001:2015 zu erfüllen. Sie hat vor drei Jahren die alte ISO 

9001:2008 ersetzt. Spätestens alle drei Jahre ist eine vollständige Re-Zertifizierung 

mit erneuter Zertifikatserteilung verpflichtend vorgesehen. Dieser 

Standard sorgt für eine nachhaltige Qualitätssicherung sowie einen kontinuierlichen 

Verbesserungsprozess. 

NEBEN SONDERLÖSUNGEN AUCH STANDARDPROGRAMM: 

GROSSES ONLINE-LAGER 

Das Unternehmen bedient nicht nur Sonderlösungen, sondern ebenso das Standardprogramm. 

Über 14 000 lagerhaltige Wälzlager und Linearkomponenten 

befinden sich im Online-Angebot. 

Wälzlager sind sowohl hinsichtlich der Abmessungen als auch den Belastbarkeiten 

genormt. Ihre Bezeichnungen bauen nach einem ISO-zertifizierten Prinzip 

auf und sind in Online-Katalogen hinterlegt. Allein für gängige Wälzlagerserien 

gibt es 30 unterschiedliche Kategorien. KBT Knapp Wälzlagertechnik 

garantiert die Versorgungssicherheit seiner Kunden. 

„Wir sind Systemspezialist für anwendungsspezifische Wälz lagerlösungen. 

Durch kreatives Wälzlager-Engineering und lagerhaltiges Vollsortiment bieten 

wir unseren Kunden signifikante Wettbewerbsvorteile“, so der Geschäftsführer 

für den Bereich Vertrieb, Roger Dawidowsky. 

DIE IDEE 

„Die Anwendungspalette adressiert 

alle Geschäftsfelder ‚überall, wo sich 

etwas bewegt‘, auch bei Produkten 

für die Mars-Mission. Nur Wälzlager 

in höchster Präzision können solche 

Projekte verwirklichen. Knapp 

Wälzlagertechnik entwickelt und 

fertigt kundenspezifische Wälzlagerund 

Lineartechnikprodukte für einen 

konkreten Anwendungsbereich. 

Dieses ‚kreative Engineering‘ unter 

der Eigenmarke KBT, Knapp Bearing 

Technology, kommt im Maschinenund 

Apparatebau und der Fahrzeugtechnik 

zum Einsatz.“ 

Kerstin Bohn, Geschäftsführerin, 

KBT Knapp Wälzlagertechnik GmbH 

Fotos: KBT Knapp Wälzlagertechnik GmbH 

www.knapp-waelzlagertechnik.de 

02 Knapp Wälzlagertechnik 

in Waiblingen feierte 2018 

sein 60. Firmenjubiläum 

Markus Bauer, Geschäftsführer, 


Roger Dawidowsky, Geschäftsführer, 



EINBAUWERKZEUG BEI KRÄFTEN BIS 5 TONNEN 

Mit dem Fitting Tool FT-P von Simatec lassen sich Lager oder andere ringförmige 

Bauteile ein- oder aufpressen. In Kombination mit der mechanischen Presse ermöglicht 

es eine korrekte Montage von Bauteilen mit bis zu 60 mm Innendurchmesser. Dieses 

Werkzeug kann auf Pressen bis zu einer maximalen Einpresskraft von 5 t eingesetzt 

werden. Dadurch ermöglicht es Montagen, die durch Schlagen mit einem Hammer 

nicht durchzuführen wären. Hingegen können Dichtungen mit einem Innendurchmesser 

bis zu 60 mm problemlos mit dem Hammer – in 

Kombination mit dem Schlagrohr und den Ringen – montiert 

werden. Mit dem integrierten Spezialadapter DC können 

auch die C-Ringe des Simatool FT 33 auf Pressen verwendet 

werden. Der kompakte Hartschalenkoffer beinhaltet ein 

Schlagrohr, einen Adapter-Ring sowie sechs hochwertige 

Aluminiumringe, die sich auch bei hohen Einpresskräften 

nicht verformen. Zudem ist der Koffer mit einer eingeklebten 

Gebrauchsanweisung ausgestattet. Zur Anwendung 

des Fitting Tools gibt es ein Anwendervideo unter: 

www.youtube.com/watch?v=Dwn-wvvoreY&t 

Weitere Informationen gibt es auch unter: 

https://simatec.com/produkte/simatool 

Die Simatool-Werkzeuge werden zur mechanischen 

Montage und Demontage von Wälzlagern 

und Radialwellendichtungen eingesetzt. 

www.simatec.de 

Magnetscheibenkupplungen 

kontaktfreie 

Übertragung von 

Drehmomenten 

(durch Wandungen) 

MESSBARE PRODUKTIVITÄTSSTEIGERUNG DANK 

WÄLZLAGERWECHSEL 

In vielen Anlagen der Lebensmittelindustrie 

werden Wälzlager besonderen Beanspruchungen 

ausgesetzt, etwa durch die häufige 

Reinigung mit Wasser, Dampf und/oder 

Hochdruckreiniger. Zugleich dürfen aufgrund 

der erforderlichen Hygiene keine Schmierstoffe 

aus den Lagern austreten und in die Umgebung 

gelangen. Für dieses spezielle Anforderungsprofil 

hat NSK die Molded-Oil-Lager entwickelt. 

Diese kommen häufig erst bei der Nachrüstung 

zum Einsatz, wenn konventionelle Wälzlager 

häufiger versagen und entstehende Kostenund 

Arbeitsaufwände reduziert sowie Stillstandzeiten 

minimiert werden sollen. So kam 

es in einer britischen Großbäckerei wiederholt 

zum Ausfall der Wälzlager für die Riemenscheiben von Kuchenschneidemaschinen. 

Pro Jahr mussten etwa 20 Lagersätze ausgetauscht werden. 

Untersuchungen ergaben, dass die Ausfälle auf den Eintritt von Wasser und Feststoffpartikeln 

zurückzuführen waren. NSK empfahl deshalb den Austausch der verwendeten 

Standardlager durch Molded-Oil-Lager in Edelstahlausführung. Sie sind mit einem 

eigens entwickelten ölimprägnierten Material ausgerüstet, das aus Schmieröl und 

einem ölverwandten Polyolefinharz besteht. Dieses Trägermaterial gibt das Schmiermittel 

über lange Zeiträume kontinuierlich ab. Zugleich wird der Eintritt von Wasser 

oder festen Verunreinigungen in das Lager verhindert. Außerdem bleibt die Betriebsumgebung 

sauber, weil kein Fett austritt und kein Öl nachgefüllt werden muss. Infolge 

sind diese Wälzlager vor allem für Anwendungen mit starkem Wasserkontakt und 

gründlichen Reinigungsvorgängen geeignet. Bei einem Testlauf in der Großbäckerei 

konnte die Lagerlebensdauer an der Kuchenschneidemaschine von vier bis sechs auf 

26 Wochen gesteigert werden. Damit erhöhte sich die Produktivität der Fertigungslinie 

erheblich und der Anwender spart durch den Einsatz der Molded-Oil-Lager pro Jahr 

rund 9 400 EUR an Service- und Stillstandkosten. 

www.nsk.com 

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Anwendungsbeispiele: 

Antrieb von Pumpen, Rührwerken 

oder Kompressoren in geschlossenen 

Flüssigkeitsbehältern 

Antrieb von Ventilatoren in 

geschlossenen Behältern mit 

Gasen oder Dämpfen 

Kraftübertragung zu Unterwasser-Roboterarmen 

Übertragung von Anzeigevorgängen 

auf Rundskalen in 

einem anderen Medium 

Vermeidung von Motorvibrationsübertragungen 

Abkopplung von Gewichtseinflüssen 

bei Wiegevorgängen 

Übertragungsdrehmomente 

je nach Baugröße und Luftspalt: 

0,04 Nm bis 146 Nm 

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WIE MAN DEM COBOT 

BEINE MACHT 

Mit den modularen Cobot-Anwendungen 

Lift- und Slidekit erweitert SKF Motion 

Technologies den Arbeitsbereich der 

kollaborativen Roboter des Herstellers 

Universal Robots (UR) um ein Siebenfaches. 

Das Fachpublikum konnte sich in der 

Mainzer Opel Arena selbst ein Bild vom 

modularen Konzept verschaffen. Wir 

sprachen mit Maximilian Hanekopf über 

die Idee hinter der Neuentwicklung. 

Seit vielen Jahren arbeitet SKF Motion Technologies 

an individuellen Lösungen für die Cobotic und der 

damit einhergehenden Industrie 4.0. Entstanden ist 

ein ebenso breites wie leistungsfähiges Portfolio an 

hochwertigen, kombinierbaren Aktuatoren und Hubsystemen. 

Universal Robots veranstaltete im Mai eine Roadshow 

durch sechs Bundesligastadien in den Ballungszentren 

Deutschlands. Unter dem Motto „extend robots reach“ präsentierte 

SKF dort als UR+ Partner mit Lift- und Slidekit 

zwei dieser individuellen Linearachssysteme, mit denen 

sich die Arbeitsbereiche der Cobots erweitern lassen. 

Antriebstechnik sprach mit Maximilian Hanekopf, Application 

Engineer bei SKF Motion Technologies und somit 

immer ganz nah an der Anwendung. Im Gespräch verrät er 

uns, wie es zur Entwicklung des Lift- und Slidekit kam und 

welche Rolle Cobots für SKF Motion Technologies unternehmensstrategisch 

spielen. 

Das Interview führte Peter Becker, 

Redaktion antriebstechnik 

Herr Hanekopf, wie entstand die Idee zur vorgestellten Lösung 

für Cobots? Welche Kundenanforderungen wurden an Sie 

herangetragen? 

Die Idee, das Lift- und Slidekit zu entwickeln, entstand aus einem 

Kundenprojekt. Einer unserer Kunden suchte nach einer Huberweiterung 

für seine Palettiersysteme mit UR Cobots. Wir haben 

das Potenzial des Systems erkannt und aus der individuellen 

Kundenanforderung eine Standardlösung entwickelt, die es allen 

Nutzern von Cobots ermöglicht, mit unserem Plug-and-Play-System 

schnell und unkompliziert den Arbeitsbereich ihrer Cobots 

zu erweitern. 

Das Ziel ist es, den Einsatzbereich des im Vergleich zu unserem 

System relativ kostspieligen Cobots wirtschaftlich zu vergrößern. 

Mit unserem Lift- und Slidekit können wir die Reichweite des 

Roboterarms um das Siebenfache erweitern und bieten somit 

eine Alternative zum Einsatz eines größeren Roboters. Das Slidekit 

kann aktuell 1,80 Meter verfahren, das Liftkit hebt die Plattform 

des Cobot auf eine Höhe von 90 Zentimeter. In Sonderfällen 

haben wir aber bereits größere Hübe realisiert. 

Welche Vorteile hat der Betreiber, abgesehen von der räumlichen 

Erweiterung des Einsatzbereichs? 

Das Liftkit und Slidekit sind Plug-and-Play-Systeme inklusive aller 

notwendigen mechanischen und elektrischen Schnittstellen zum 

Roboter. Sie ermöglichen es dem Anwender, das System nach 

einer nur kurzen Setup-Zeit zu betreiben. Ein Mittelständler, der 


LINEARTECHNIK 

zwei oder drei Zellen mit kollaborativen Robotern einrichtet, kann 

durch das Lift- und Slidekit ohne Entwicklungsaufwand sofort 

produktiv werden. 

Welche Zielanwendungen hat SKF Motion Technologies für das 

System ins Auge gefasst? 

Wie bereits angedeutet: die erste Anwendung wurde im Palettier- 

Bereich „geboren“. Weiterhin haben wir auch bereits Cobots als 

Deckensysteme im Automotive-Bereich im Einsatz. Dies hat sich 

nun weiterentwickelt. Meist sehen wir unser System in Palettieranwendungen, 

da dort häufig Cobots eingesetzt werden, um einfache 

und monotone Aufgaben zu übernehmen. Gerade durch 

das Liftkit können auf diese Weise Paletten höher gestapelt werden. 

Hier reden wir von Stapelhöhen von bis zu zwei Metern, an 

Stellen an denen vorher 1,20 Meter das Limit waren. 

Das Slidekit wird zum einen als Ergänzung in dieser Anwendung 

als auch in der Werkstückbestückung eingesetzt, um Werkstücke 

von einer Station zur nächsten zu transportieren. Dort können wir 

aufwändige Förderbandlösungen ersetzen. 

Welche Rolle spielt der Cobot-Markt für SKF Motion 

Technologies? 

Wir sehen die Automatisierungstechnik als einen unserer Kernmärkte. 

Und wenn der Cobot in der Automatisierung DAS neue 

Thema, das „Hype“-Produkt ist, dann sind wir als SKF Motion 

Technologies da, um den Einsatz der Cobots mit unseren Produkten 

optimieren zu können. Unser Status als UR+ Partner hilft uns 

hierbei enorm. Wir erhalten Know-how in und Kontakte zu einer 

Branche, die wir bis dato noch nicht umfassend erschlossen hatten. 

Und UR erhält von uns eine Lösung, die die Cobots zu neuen Aufgaben 

befähigt. Es ist eine Win-Win-Situation für alle Beteiligten. 

Vom Cobot-Markt abgesehen sind wir mit unseren Produkten, 

von der Servoaktuatorik bis zum Linearführungssystem, natürlich 

auch in allen anderen Automatisierungsanwendungen vertreten. 

Wie entstehen neue Produkte bei SKF Motion Technologies? Wie 

sieht das Innovationsmanagement aus? 

Innovationen werden zum einen intern, als auch von unseren sehr 

innovativen Kunden angestoßen. Diese treten mit ihren Ideen an 

uns heran und wir entwickeln Produkte, die diese Innovationen 

umsetzen. Wir lassen uns als Zulieferer der Integratoren auch 

häufig von denselben inspirieren. Unsere Arbeit ist stark 

projektbezogen und auf Kundenwünsche adaptiert. Wenn wir 

dann weiterhin, wie im Fall der Cobots, großes Potenzial für den 

Markt erkennen, werden Standardlösungen generiert, um sie 

einem breiteren Publikum zur Verfügung zu stellen. 

Zusammenfassend: Wir arbeiten sehr nah am Kunden. Wir versuchen 

mit unserer starken technischen Beratung immer die 

Lösung zu finden, die genau so viel kann wie nötig. Darauf 

können sich unsere Kunden verlassen. Wir bieten immer die 

technisch sinnvollste Lösung. 

Wichtig zu wissen ist, dass wir über unsere technische Anwendungsberatung 

viele Dinge realisieren können, um den Kundenwünschen 

gerecht zu werden, auch wenn man diese nicht im 

Katalog findet. 

Noch zwei allgemeinere Fragen: SKF Motion Technologies agiert 

seit einigen Monaten losgelöst von SKF. Was bedeutet dieser 

Umstand für die Kunden? 

Für unsere Kunden und für den Markt ändert sich nur der Name. 

Ansonsten bleiben alle Ansprechpartner, Verkaufsprozesse sowie 

Theorie und Praxis: 

Rendering des Lift- und 

Slidekit sowie ein 

„realer“ Blick von oben 

am Demonstrator 

Produkte gleich. SKF Motion Technologies agiert weltweit, sodass 

wir auch damit global für unsere Kunden verfügbar sind. 

Wir sind beim neuen Eigentümer Kerngeschäft, was für uns ein 

großer Vorteil gerade hinsichtlich strategischer Entscheidungen 

ist. Natürlich gibt es auch Neues – beispielsweise sind wir seit 

Herbst vergangenen Jahres auf unserer eigenen Webseite direkt 

erreichbar. Alle Informationen zu unseren Lösungen der Lineartechnik 

sind dort unkompliziert zu finden. 

Durch die Eigenständigkeit erhoffen wir uns, dass wir flexibler 

und schneller agieren können, gerade in Bezug auf Marktanforderungen. 

Auch strategische Entscheidungen können in der aktuellen 

und künftigen Unternehmensform unabhängiger getroffen 

werden. 

Industrie 4.0 ist nach wie vor das Megathema im Maschinenbau. 

Wie passen die Lösungen von SKF Motion Technologies zu I40? 

Die Achsen sind systemisch in I40-Anlagen integrierbar. Wir 

arbeiten immer mit der Möglichkeit ein Feedback aus dem Antrieb 

zu erhalten. Sie können also Zustände abfragen, sind also 

Analyse- bzw. Condition-Monitoring-ready. Zudem lassen sich 

die Anlagen nutzerfreundlich über die Software optimieren. 

Unsere Produkte und Systeme sind kompatibel zu den 

Anforderungen von Industrie-4.0-Lösungen. 

Fotos: SKF Motion Technologies 

www.skfmotiontechnologies.com 



TROMMELMOTOREN 

GLEICHMÄSSIG VON DER ROLLE 

Der Hersteller von horizontalen 

Verpackungsmaschinen Barsch setzt zur 

motorischen Packstoffvorabrollung auf 

Trommelmotoren von Rulmeca. Sie sorgen 

dafür, dass die Folienspannung stets gleich ist – 

unabhängig vom Durchmesser einer Rolle. 

Gegenüber alternativen Konstruktionsformen 

überzeugt der lediglich 200 mm breite 

Trommelmotor durch seine platzsparende 

All-in-One-Konstruktion und einem 

vergleichsweise geringen Gewicht. 

Barsch, mit Sitz in Reiskirchen, Hessen, ist Spezialist für die 

horizontale Verpackung von Waren. Im Vergleich zu meistens 

vertikal verpacktem Schüttgut, wird die Ware hier individuell 

zugeführt und abgepackt. Spezialisiert hat sich der 

Anlagenbauer auf Maschinen, die Folien wie einen Schlauch um 

die Ware wickeln und dann verschweißen. Die Maschinen namens 

Flowpack bauen modular auf und erlauben so das einfache Anpassen 

der Anlagen an unterschiedlichste Güter. Denn jedes Produkt 

hat seinen spezifischen Bedarf – so etwa bei der Zuführung, die eine 

unterschiedliche Handhabungstechnik erfordert. Über Staudruckförderer 

zugeführte Ware ist bspw. mit passgenauem Abstand einzutakten. 

Und ein Hersteller von Grillanzünder-Tafeln bat darum, 

dass Barsch sie vor dem Verpacken zu Zweier-Packs stapelt. 

Andreas Flies ist Sales Manager Unit Handling 

bei derRulmeca Germany GmbH 

INDIVIDUELLE LÖSUNGEN ALS STANDARD 

Je nach Oberfläche und Geometrie der Ware kann sie außerdem über 

glatte Blechböden geschoben oder zur Folie getragen werden. Lässt 

sich die Ware schieben, dann ist die Folienzuführung oben bei den 

Maschinen positioniert und die Längsversiegelung des Folienschlauches 

erfolgt unterhalb der Ware. Muss sie hingegen getragen werden, 

erfolgt die Folienzuführung unten und die Versiegelung oberhalb der 

Ware. Trays gefüllt mit Obst oder Gemüse, gebündelter Spargel oder 

Schokolade und ein bis drei lose Paprika lassen sich schieben. Bananen, 

lose Möhren und Äpfel sowie Salate, Fisch, Wurst und Käse 

erfordern ein Tragen und müssen letztlich an der Folienzuführungskante 

mit der Folie auf dieselbe gezogen werden. 

Auch das Auslegen und Positionieren der Siegelwerkzeuge 

gleichwie der Etikettierung lässt sich individualisieren und ist für 

die Qualität einer solchen Verpackungsmaschine entscheidend. 

Ein stets gleichbleibender Standard sorgt bei jeder Maschinenauslegung 

für ihre hohe Qualität. 

QUALITÄT UND HOHER BEDIENKOMFORT 

Flowpackmaschinen von Barsch sind alle so ausgelegt, dass eventuell 

anfallender Schmutz direkt auf den Boden fällt. Dementsprechend 

ist das Gehäuse offen gestaltet und auch für Reinigungstätigkeiten 

leicht zugänglich. Zudem setzt das hessische Unternehmen auch 

nur Materialien und Verfahren ein, die sich optimal für den Lebensmittelbereich 

eignen, selbst wenn Spültabs, Grillanzünder oder gar 

zähes Material wie Knete zum Verpacken anstehen. Höchste Priorität 

hat zudem der störungsfreie Lauf der Maschinen. Nicht zuletzt 

sollen Barsch Maschinen ergonomisch gestaltet und bequem zu 

bedienen sein. Hierzu sind diverse Sensoren eingebaut, die den 

Maschinenbediener unterstützen. Die Maschine zeigt etwa rechtzeitig 

an, dass die Folienrolle bald verbraucht ist oder Produkte 

nicht richtig aufgelegt wurden. Außerdem sorgt sie durch eine aktiv 

geregelte Vorabrollung selbstständig dafür, dass die Folienspannung 

stets gleich ist, unabhängig davon wie groß die Rolle ist – diese 

Funktion sorgt für einen störungsfreien Betrieb. 

Eine aktiv geregelte Vorabrollung ist das Highlight bei Barsch. 

Andere Lösungen nutzen lediglich einen Bremsriemen, der auf 



02 

01 

01 Folienvorabwicklung mit Trommelmotor 

als schlanke und deutlich weniger 

störanfällige Lösung 

03 

02 Hauseigener Prüfstand für Rulmeca 

Trommelmotoren: Thermisches Profil 

des Motormantels lässt sich mit 

Wirkungsgrad und Motorkosten optimal 

ausbalancieren 

03 Rulmeca Trommelmotoren mit 

All-in-One-Konstruktion, die viele 

Bauteile für den Antrieb einspart 

den sich abwickelnden Packstoff aufgelegt wird. Er wirkt leicht 

bremsend, um die Rolle nicht zu schnell abzuwickeln und die 

dahinterliegende Folie unter Spannung zu halten. Die Bremswirkung 

des Riemens wird, je nach Durchmesser der Packrolle, 

manuell über eine Feder justiert. Mit abnehmendem Durchmesser 

der Packstoffrolle muss diese Feder entspannt werden. Vergisst 

das der Maschinenführer einmal, dann kann die Folie reißen. 

Folgen sind Materialverschwendung sowie kostenund zeitintensive 

Stillstandzeiten der Maschine. 

AKTIV GEREGELTE VORABROLLUNG 

DES PACKSTOFFS 

Barsch hat deshalb eine intelligente, aktiv geregelte Lösung für die 

zuverlässige Vorabrollung des Packstoffes entwickelt. Sie sorgt für 

eine stets gleichbleibende Folienspannung, unabhängig vom Füllstand 

und Durchmesser der Packstoffrolle. Die Folie wird hierzu 

über einen auf der Packstoffrolle aufliegenden Trommelmotor 

abgerollt. Ein Tänzerarm regelt die Geschwindigkeit des Trommelmotors: 

Je nach Auslenkung des Tänzerarms aus seiner Normalposition 

dreht sich der Trommelmotor schneller oder langsamer. 

Das Auslenken des Tänzerarms wird über ein Linearpotenziometer 

erfasst und die Motorgeschwindigkeit über einen Frequenzumformer 

stufenlos geregelt. Eine solche aktiv gesteuerte Folienvorabrollung 

hat zum Vorteil, dass selbst dünne und perforierte oder auch 

qualitativ vergleichsweise schlechte Folien nicht so schnell reißen, 

weil die Folienzugkräfte stets konstant gehalten werden und es 

keinen ruckartigen Anlauf der Folie mehr gibt. Außerdem wird 

weniger Verpackungsmaterial beim Einstellen mit vorbedruckter 

Folie verschwendet, da sich das Druckbild schneller korrigieren


lässt und es keinen Schlupf in der Folie gibt. Denn ist die Folienrolle 

noch sehr voll, neigt sie nach dem Zuführungsstopp dazu, weiter zu 

drehen. Damit die Folie durch diese Masseträgheit nicht unnötig 

abrollt, wird sie durch die Friktion der Kunststoffrundringe, die 

über das Trommelmotorrohr gezogen sind, gebremst. Die motorische 

Folienvorabrollung ist bei einer Maschine mit automatischer 

Eintaktung inklusive, da dies die Taktzyklen mit Starts und Stopps 

zwingend erfordern. Bei Maschinen mit Fließfertigung ist sie optional 

und kann so Rüstzeiten und Maschinenanlauf beschleunigen. 

MIT KVP ZUM TROMMELMOTOR VON RULMECA 

Barsch setzt bei allen eingesetzten Komponenten auf hochwertige 

Bauteile, um besonders zuverlässige und langlebige Maschinen zu 

erzielen. Ein von der Berufsgenossenschaft Holz und Metall ausgezeichneter 

kontinuierlicher Verbesserungsprozess (KVP) sorgt für 

ständige Innovationen. So erhielten im Jahr 2014 Trommelmotoren 

von Rulmeca den Zuschlag. Denn Rulmeca Germany, als Teil der 

Rulmeca Gruppe mit Sitz in Alme, Italien, bietet zwei wesentliche 

Vorteile gegenüber bislang genutzten Motoren. Sie sind einerseits 

auch als 200 mm breite, also besonders kompakte Motoren verfügbar. 

Andererseits sind sie bei gleicher Auslegung leichter als die 

frühere Lösung. Erzielt wird dies durch den Materialmix, den das 

Unternehmen für die seitlichen Trommelmotordeckel einsetzt. 

Gegenüber reinen Edelstahldeckeln – die Rulmeca ebenfalls im 

Portfolio hat – ist auch eine Kombination aus Aluminium und 

dünner Edelstahl-Abdeckung erhältlich. Das spart einige hundert 

Gramm und erweist sich in dieser Applikation als deutlicher Vorteil, 

weil der Motor am Handgriff beim Rollenwechsel weggeklappt 

wird. Je leichter die Auslegung, desto einfacher die Handhabung. 

Zum Einsatz kommt seit Juni 2015 ein 80LS Trommelmotor mit 

einer Länge von 200 mm und 60 W Leistung in Edelstahl, ausgeführt 

in Schutzart IP66/69plus. Folglich lassen sich Rulmeca Trommelmotoren 

mit Hochdruck und Dampfstrahlern reinigen, was in 

der Lebensmittelindustrie heute nahezu unerlässlich ist. 

OPTIMIERTER NUTZEN DURCH INDIVIDUELLE 

AUSLEGUNG 

Nadine Barsch, Geschäftsführerin bei Barsch, resümiert: „Der 

Rulmeca Trommelmotor hat mich überzeugt. Er besticht durch 

seine sehr kompakte Bauweise und der All-in-One-Konstruktion. 

Zudem erweist sich der Support von Rulmeca als voll zufriedenstellend. 

Vertrieb und Technik waren stets ansprechbar und in der 

Bemusterungsphase auch offen für unsere Wünsche. Dadurch 

konnten wir gemeinsam eine effiziente und für uns passende 

Lösung entwickeln. So beziehen wir heute unseren Motor bspw. mit 

einer leistungsfähigeren Wicklung als in der Standardausführung, 

damit der Motor besonders kühl bleibt, bei einer individuellen 

Kabellänge von fünf Metern. Letzteres scheint zwar nur eine Kleinigkeit 

zu sein, ist andernorts aber keineswegs selbstverständlich.“ 

Die Fertigung der Rulmeca Motoren erfolgt in Deutschland, was 

Barsch voraussetzt, denn der Maschinenbauer fertigt selbst ausschließlich 

in Mittelhessen. Ob hochwertige Zukauf-Bauteile, Fertigungsstätten 

und Ansprechpartner – kurze Wege lautet die Devise. 

Fotos: Barsch GmbH & Co. KG, Rulmeca Germany GmbH 

www.rulmeca.de 

www.barsch.co 

DIE IDEE 

„Barsch favorisiert Trommelmotoren, 

da sie zwei Vorteile gegenüber den 

bislang im Einsatz befindlichen 

Motoren aufweisen: Sie verfügen 

über lediglich 200 mm Baubreite und 

stehen als besonders kompakte 

All-in-One-Konstruktion bereit. 

Zudem sind sie wahre Leichtgewichte, 

im Vergleich zu ihren Alternativen am 

Markt. Erzielt wird dies unter 

anderem durch den seitlichen 

Trommelmotordeckel, der statt 

Edelstahl nun in Aluminium und 

dünner Edelstahl-Abdeckung 

ausgeführt ist, was einige hundert 

Gramm spart.“ 

Andreas Flies, Sales Manager Unit 

Handling, Rulmeca Germany GmbH 

VIDEO 

04 Schwenkbarer Motor bei einer doppelten Packstoffträgerwelle – 

ein induktiver Näherungsschalter (hier blau) prüft, ob der 

Trommelmotor korrekt aufliegt 

Unter folgendem Link sehen Sie die 

Folienvorabrollung in Aktion: 

www.bit.ly/Vorabrollung 


ONLINE-KONFIGURATOR VEREINFACHT 

MOTORENAUSWAHL 

Mit dem Motorenkonfigurator 

von Heidrive werden 

dem Anwender die 

Varianten vielfalt und 

verschiedenste Motoroptionen 

und Möglichkeiten intuitiv und benutzerfreundlich 

präsentiert. Hierzu stellt der Online-Konfigurator für 

jeden Interessenten den passenden Servomotor aus 

über 150 Mio. Varianten zur Verfügung. Mithilfe der 

intelligenten Datenbankverknüpfung und der zielgerichteten 

Navigation durch Auswahlmenüs soll dem 

Nutzer eine schnelle und effiziente Konfiguration 

ermöglicht werden. 

www.heidrive-motion.net 

SERVOANTRIEBE MIT HOHER 

LEISTUNGSDICHTE 

Die hydraulischen 

Linearachsen CLDP 

und CLSP von Voith 

sind autarke Servoantriebe. 

Der CLDP 

zeichnet sich durch 

eine hohe Leistungsdichte 

und Dynamik 

aus. Seine Hauptkomponenten 

sind ein 

Servomotor, eine 

Innenzahnradpumpe und ein direkt gekoppelter Hydraulikzylinder. 

Der Aufbau ist kompakt, alle Hydraulikkomponenten 

sind integriert. So lässt er sich einfach in neue und bestehende 

Anlagen integrieren. Nur der elektrische Anschluss für den 

Servomotor ist noch nötig. Der Antrieb wird bei Anwendungen 

eingesetzt, die eine dynamische Reaktion, Reproduzierbarkeit 

und Zuverlässigkeit erfordern, z. B. Pressen, Prüfstände, 

Trenn-, Form- und Sondermaschinen. Der CLSP hat zusätzlich 

eine automatische lastabhängige Umschaltung der hydraulischen 

Übersetzung. Dadurch wird die Anschluss leistung 

reduziert, sodass die Baugröße des Motors und des Umrichters 

kleiner sind. Dieses Modell besteht aus Servo motor, 

4Q-Innenzahnradpumpe und Hydraulikzylinder. 

www.voith.com 

DOPPELTE LEISTUNG BEI GLEICHEN ABMASSEN 

Baumüller 

erweitert sein 

Servomotoren- 

Portfolio um die 

wassergekühlten 

Modellgrößen 45 

und 56. Mit 

platzsparendem 

Einbau bei hoher 

Leistungsdichte 

kommen bei den 

kleinen Baugrößen 

die Vorteile der Wasserkühlung zur Geltung. Bei hochdynamischer 

Bewegung und gleichzeitig hohem Effektivdrehmoment 

werden Servomotoren stark beansprucht und müssen folglich gut 

gekühlt werden. Für die richtige Temperatur sorgt dabei die 

Wasserkühlung und ermöglicht so, dass für eine hohe Nennleistung 

ein relativ kleiner Motor eingesetzt werden kann. Bei 

Ackermann.indd 1 

wassergekühlten Motoren ist das Gehäuse baugleich mit einer 

ungekühlten Variante und verbindet dadurch maximale Kühlung 

mit minimalen Abmaßen. Zudem können wassergekühlte 

Motoren auch bei engem Verbau nebeneinander gesetzt werden, 

ohne sich gegenseitig aufzuheizen. Besonders geeignet sind diese 

kompakten Motoren daher z. B. für den Einbau in Textilmaschinen, 

Kunststoffmaschinen sowie Umform- und Biegemaschinen. 

www.baumueller.de 



ANTRIEBE IM EX-BEREICH 

KOMPAKTE KRAFTPROTZE 

Immer häufiger werden Servoantriebe in 

explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt. 

Für solche Einsätze verfügt die Jenaer 

Antriebstechnik über langjährige Erfahrung 

und bietet ein umfangreiches Portfolio von 

Atex-zertifizierten Servomotoren an. 

In vielen Wirtschafts- und Industriebereichen wird mit brennbaren 

Stoffen in Form von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben 

gearbeitet, die in Verbindung mit Sauerstoff eine explosionsfähige 

Atmosphäre bilden. Die an diesen Orten installierten elektrischen 

Geräte und Anlagen müssen so ausgelegt und geprüft sein, 

dass keine Lichtbogenbildung oder hohe Temperaturen entstehen, 

welche zur Entzündung eines solchen Gas-Luft-Gemischs führen. 

Für die Entwicklung und Produktion von Servomotoren im Ex- 

Bereich benötigt man deshalb viel Erfahrung und ein hohes Qualitätsbewusstsein, 

denn die Verantwortung eines Herstellers wie der 

Jenaer Antriebstechnik (JAT), ist in diesem Fall besonders hoch. 

Zuverlässigkeit ist dabei oberstes Gebot. 

FÜR EX-ZONEN 1 UND 2 

Die Atex-zertifizierten Servomotoren der Ecospeed-Baureihe sind 

für vielfältige Anwendungen in den Ex-Zonen 1 und 2 geeignet. 

Dazu gehören Branchen wie die Lackierindustrie, Kunststoffverarbeitung, 

Druckindustrie, wo die Lösungsmittel der Druckfarben 

hoch entzündlich sind, und nicht zuletzt die Chemie z. B. beim 

Pumpen von entzündlichen Stoffen. Die Produktfamilie der Atex- 

Servo motoren deckt mit einem Spitzendrehmomentbereich von 3 

bis 12 Nm bei einer Nenndrehzahl von 500 bis 5 000 min -1 einen 

großen Teil dieser Industrieapplikationen ab. 

In Bezug auf den Leistungsbereich sind die Motoren mit Flanschmaß 

88 mm äußerst kompakt aufgebaut. 

Weitere Merkmale der Atex-Motoren sind: 

n gute Bewegungsperformance: hohe Drehzahlen, hohe Überlastfähigkeit, 

gute Rundlaufeigenschaften, wenig Cogging, 

n spezielle Isolationsmaterialien sorgen für hohe Lebensdauer der 

Motoren, 

n Temperatursensoren an jeder Motorwicklung schützen vor Überhitzung. 

Noch mehr Flexibilität bei der Auswahl erhält der Kunde dank der 

individuellen Anpassung des Motors an die jeweilige Applikation. 

Dazu gehören Haltebremse, Getriebe und speziell geeignete Kabel 

in angepasster Länge bis 35 m, die ebenfalls von JAT angeboten 

werden. Zudem steht eine Vielzahl an Encodern (Singleturn, Multiturn, 

Ink, SinCos) als Rückführung zur Verfügung. 

DAS GESAMTPAKET MACHT ES AUS 

Mit dem Kabelende des Motors hört das Angebot nicht auf, denn die 

meisten Maschinenbauer wünschen eine Gesamtlösung. Das weiß 

Christoph Grünenwald, Produktmanager und Ex-Beauftragter bei 

JAT, und stellt fest: „Gerade bei sensiblen Anwendungen, wie im 

Ex-Bereich, sind eine langjährige Erfahrung und sorgfältige Kundenberatung 

elementar. JAT übernimmt auf Wunsch die Auslegung der 

gesamten Antriebsstrecke, beginnend bei der Mechanik bis hin zur 

Software. Alle Komponenten sind perfekt aufeinander abgestimmt 

Eine runde Sache: die Atex-Motoren 

Baureihe Ecospeed 80B3x3 



und maximieren so die Betriebssicherheit der Anlage. Die Stillstandzeiten, 

verursacht durch Ausfälle, werden dadurch praktisch auf null 

reduziert.“ JAT bietet nicht nur den Motor, sondern auch den passenden 

Servoverstärker an. Die große Auswahl an Schnittstellen wie Profinet, 

Profibus, EtherCAT oder CANopen lässt einen Anschluss an 

nahezu jede Steuerung zu. Motor und Regler sind UL-zertifiziert und 

mit oder ohne Sicherheitsfunktion STO verfügbar. 

„Uns ist es wichtig, dass der Kunde ein parametriertes, vollständig 

eingerichtetes und anschlussfertiges Antriebssystem erhält“, 

führt Grünenwald weiter aus. „So lässt sich der Antrieb sofort in die 

Maschine implementieren. Für den Maschinenbauer reduzieren 

sich die Montage- und Inbetriebnahmezeit und somit auch die 

Kosten. Auf Kundenwunsch übernehmen wir vor Ort die Installation 

und die Optimierung der Mechatronik. Zudem schulen wir die 

Anwender sorgfältig, sodass sie schnellstmöglich in der Lage sind, 

das System effizient und zielgerichtet einzusetzen. Um den Kunden 

optimal zu unterstützen, bieten wir auch Fernwartung an. Die JAT 

übernimmt zudem Softwareanpassungen und erspart dem 

An wender Programmieraufwand.“ 

GROSSE ERFAHRUNG, KURZE LIEFERZEITEN 

Kritische Anwendungen, wie der Einsatz von Servomotoren im Ex- 

Bereich, erfordern, nebst der Fachkompetenz, ein hohes Qualitätsbewusstsein 

des Herstellers. JAT tritt gegenüber den Kunden als 

fachkundiger Atex-Experte auf und ist deshalb in der Lage, in allen 

Aufgabenstellungen optimal zu beraten und zu unterstützen. Auch 

nach der Auslieferung kann der Anwender auf ein komplettes 

Dienstleistungsangebot zurückgreifen. 

Für den internationalen Einsatz ist die gesamte Baureihe der 

Servomotoren gemäß der Norm IEC/EN 60079-1 (Geräteschutz 

durch druckfeste Kapselung „d“) zertifiziert. Trotz der zahlreichen 

Ausführungsvarianten sind die Motoren kurzfristig lieferbar und 

der Kunde profitiert von einer kürzeren Time-to-Market. Seine 

Maschine wird rascher am Markt eingeführt und seine Wettbewerbssituation 

verbessert sich erheblich. 

Fotos: Jenaer Antriebstechnik GmbH 

www.jat-gmbh.de 

DIE IDEE 

„Mit Antrieben und Know-How 

bestens aufgestellt für den Ex- 

Bereich: Die zertifizierte Motorenreihe 

mit den vielfältigen Optionen, 

ermöglichen es uns applikationsspezifisch 

und dennoch schnell und 

umfassend die Atex-Anforderungen 

unserer Kunden zu lösen. Ein nicht 

unwesentlicher Teil dafür ist unser 

Wissen und unsere Erfahrungen als 

zertifizierter Hersteller. Denn gerade 

in diesen sensiblen Bereichen, in 

denen eine explosionsgefährdete 

Gasatmosphäre existiert, ist eine 

kompetente Beratung des Kunden 

von Beginn an elementar.“ 

Christoph Grünenwald, Produktmanager 

und Ex-Beauftragter, 

Jenaer Antriebstechnik GmbH 



MASCHINENRICHTLINIE 

WAS SIE BEI MODERNISIERUNGEN 

BEACHTEN MÜSSEN 

Für Maschinenbetreiber ist bei Umbauten oder 

Modernisierungen auf den ersten Blick nicht 

klar, warum jetzt Gefährdungen betrachtet 

werden müssen. Denn die neu eingebaute 

Komponente ändert nichts an der Funktion. 

Doch der Betreiber ist verpflichtet, bei jeder 

Veränderung eine Gefährdungsbeurteilung 

durchzuführen. Dieser Artikel gibt Aufschluss 

darüber, was Sie wissen sollten. 

Ein Beispiel aus der Praxis: Ein Roboter bestückt die Warenträger 

automatisch mit Teilen. Der Roboter muss schließlich 

aufgrund von Ersatzteilmangel ausgetauscht werden. Im dargestellten 

Beispiel führt das u. a. zu Verbesserungen der Prozessgeschwindigkeit. 

Der Betreiber stellt sich die Frage, ob die mit 

der Modernisierung einhergehenden Änderungen Einfluss auf die 

Sicherheitsfunktionen der Maschine haben. Zudem interessiert 

ihn, ob der Retrofit aus Sicht der Maschinensicherheit zu einer 

„wesentlichen Veränderung“ der Maschine führt. Denn bei einer 

„wesentlichen Veränderung“ ist die Maschine nach Maschinenrichtlinie 

(MRL) wie ein neues Produkt zu behandeln. 

Das bedeutet, dass der Betreiber die EG-Konformität der Maschine 

neu bewerten und eine neue Konformitätserklärung ausstellen muss, 

um wieder die CE-Kennzeichnung zu erhalten. Unternehmen scheuen 

häufig vor umfassenden Retrofit-Plänen und damit einhergehenden 

Maßnahmen zurück, weil sie im Falle einer Neubewertung und dem 

damit verbundenen Bewertungsverfahren die komplette Verantwortung 

für die gesamte Maschine tragen müssen. Von einer gründlichen 

Anlagendokumentation ausgehend können jedoch viele Änderungen 

vorgenommen werden, ohne dass die Maschine damit „wesentlich 

verändert“ werden muss. Um dies feststellen zu können, 

sind mehrere Fragen zu beantworten. Dazu wurde am 9. April 2015 

vom deutschen Bundesministerium für Arbeit und Soziales (BMAS) 

ein Interpretationspapier zur Veränderung von Maschinen veröffentlicht. 

Dieses ist an das Produktsicherheitsgesetz (ProdSG) angepasst 

und enthält neue Erkenntnisse der Risikobeurteilung. 

mit den ursprünglichen Beschreibungen wird geprüft, ob durch 

den Umbau eine neue Gefährdung entstanden ist. Hierbei müssen 

alle Lebensphasen und Tätigkeiten berücksichtigt werden. Denn 

der Betreiber darf nur Maschinen zur Verfügung stellen, deren Verwendung 

nach dem Stand der Technik sicher ist. 

Existieren durch den neu installierten Roboter im genannten Beispiel 

keine neuen Gefährdungen, wird geprüft, ob eine Erhöhung 

des vorhandenen Risikos vorliegt. Da der Austauschroboter eine 

höhere Prozessgeschwindigkeit besitzt, kann es dadurch unter Umständen 

zu neuen Gefährdungen kommen. In jedem Einzelfall muss 

ermittelt werden, ob die Veränderungen an der Maschine sicherheitsrelevante 

Auswirkungen nach sich ziehen. Da eine neue 

Gefährdung bzw. eine Erhöhung eines vorhandenen Risikos durch 

die höhere Geschwindigkeit vorliegt, wird geprüft, ob die vorhandenen 

Schutzmaßnahmen der Maschine weiterhin ausreichen oder 

geeignet sind. Ist durch das bestehende Schutzkonzept die neue 

Gefährdung bzw. die Risikohöhe ausreichend minimiert und erfüllt 

die Anlage alle Anforderungen der gesetzlichen Vorgaben, so liegt 

keine wesentliche Veränderung der Anlage vor. Entsprechend behält 

die alte Konformitätserklärung ihre Gültigkeit und es ist kein neues 

Konformitätsbewertungsverfahren notwendig. Die vorhandene 

Gefährdungsbeurteilung des Arbeitsplatzes und des Arbeitsmittels 

wird vom Betreiber entsprechend angepasst. 

IST DIE VERÄNDERUNG SICHERHEITSRELEVANT? 

Der Betreiber ist verpflichtet, bei einem Maschinenumbau, bzw. einer 

Anpassung oder Modernisierung eine Gefährdungsbeurteilung 

durchzuführen. Diese stellt ein modernes Instrument zur Arbeitssicherheit 

dar, die gegenüber der herkömmlichen Unfallverhütung 

auch die betrieblichen Belange berücksichtigt. Bei einem Vergleich 

Marco Vry ist Senior Projektmanager der Ce-Con GmbH in Bremen und 

Alexandra Langstrof ist freie Mitarbeiterin der Ce-Con GmbH in Erkrath 



WESENTLICHE VERÄNDERUNG VON MASCHINEN 

Werden bei Umbauten oder Modernisierungen „wesentliche 

Veränderungen an Maschinen“ vorgenommen, erlischt die Konformitätserklärung 

des ursprünglichen Herstellers und der Betreiber 

ist im Gegenzug verpflichtet, die Konformität selbst zu bewerten. 

Ein Beispiel: Eine bestehende Fertigungsstrecke soll durch einen 

Fertigungsschritt ergänzt werden. Dabei kommt eine zusätzliche 

Maschine zum Einsatz, die aber nur bei einem bestimmten Produkttyp 

benötigt wird. Außerdem ist vorgesehen, ein Kamerasystem 

anzubringen, das den korrekten Sitz der Anbauteile feststellt, 

bzw. die unterschiedlichen Produkttypen automatisch erkennt. Um 

diese Änderungen integrieren zu können, muss der Schutzzaun vor 

dem Senkrecht-Förderer entfernt werden. In diesem Bereich entstehen 

neue Gefahrenstellen. Diese werden durch das Gestell des 

Kamerasystems und das Fördersystem verursacht. Das Unternehmen 

muss den Arbeits- und Gesundheitsschutz den Veränderungen 

entsprechend anpassen. Zum einen erhöht sich das Risiko bei 

bestehenden Gefährdungen (Senkrecht-Förderer). Zum anderen 

kommen neue Gefährdungen hinzu (Scherstelle Kamerasystem). 

Ist das bestehende Sicherheitskonzept, das innerhalb der Konformitätsbewertung 

der Maschinenhersteller ausgearbeitet wurde, 

nach dem Umbau nicht mehr ausreichend und das Risiko mit einfachen 

Schutzeinrichtungen weder eliminiert noch ausreichend 

minimiert, so liegt eine „wesentliche Veränderung der Maschine“ vor. 

SCHUTZEINRICHTUNGEN IM ZEITALTER VON 

INDUSTRIE 4.0 

Wo früher Schutzzäune das Erreichen verhindert haben, können 

heute optisch trennende Schutzeinrichtungen für die gleiche Sicherheit 

sorgen. Sie sorgen dafür, dass die Maschine bei Annäherung 

anhält. Schutzabdeckungen können so gestaltet werden, dass der 

Arbeitsablauf an Arbeitsplätzen nicht beeinträchtigt wird. 

Im aufgeführten Beispiel, bei dem eine bestehende Fertigungsstrecke 

um einen zusätzlichen Fertigungsschritt ergänzt werden soll, 

könnte das Sicherheitskonzept folgendermaßen aussehen: Durch 

einen Sicherheitslaserscanner wird der Bereich vor der eigentlichen 

Gefährdung auf dem Hallenboden überwacht. Durch Verletzung des 

Schutzfeldes wird die komplette Fertigungsstrecke sicherheitsgerichtet 

still gesetzt, sodass keine Gefahr bringende Bewegung der Maschine 

mehr vorhanden ist. Hierbei ist die Annäherungsgeschwindigkeit von 

Körperteilen, Stoppzeit der Maschinenbewegung und Reaktionszeit 

der Bauteile der Sicherheitsfunktion zu berücksichtigen. 

Abschließend sei erwähnt, dass im Alltag häufig Schutzeinrichtungen 

kombiniert werden. Zum Beispiel werden Lichtgitter und 

Veränderung 

Liegt eine neue 

Gefährdung vor? 

Ja 

Führt die neue Gefährdung 

zu einem Risiko? 

Ja 

Sind die vorhandenen Schutzmaßnahmen 

ausreichend? 

Nein 

Kann mit einfachen Schutzeinrichtungen 

das Risiko 

eliminiert oder ausreichend 

minimiert werden? 

Nein 

wesentliche 

Veränderung 

Der Betreiber ist verpflichtet, 

die Frage nach der „wesentlichen 

Veränderung“ zu klären 

Türen, die in feststehenden trennenden Schutzeinrichtungen eingebaut 

sind, mit Zustimmtastern und Zweihandbedienungen für 

eine bestimmte oder mehrere Bewegungen verbunden. Für die 

Konstrukteure bedeutet dies, dass eine fachlich korrekt durchgeführte 

Risikobeurteilung mit zugehöriger Abschaltmatrix und 

einem Safety Layout erstellt werden muss. Dieser aufwändige Prozess 

der Konstruktion und Verifikation ist notwendig, um alles zu 

prüfen und für Dritte nachvollziehbar zu dokumentieren. Denn 

nur, wer bereits von Beginn an abteilungsübergreifend an Sicherheit 

denkt und diese mit durchgängiger Terminologie in Schaltplänen, 

Risikobeurteilung und Benutzerinformation dokumentiert, 

kann eine Konformitätserklärung mit den Anforderungen von 

anzuwendenden Richtlinien und Normen unterzeichnen. 

Fotos: Ce-Con GmbH 

www.ce-con.de 

Nein 

Nein 

Ja 

Ja 

Liegt die Erhöhung 

eines Risikos vor? 

Ja 

Nein 

keine wesentliche 

Veränderung 

SCANIUS-LINE 

Moving into anew Direction 

„Aussteller LASER 2019, Halle B3, Stand B3.422“ 

piezosystem-MH.indd 1 23.05.2019 10:55:50 


AUSGEWÄHLT 

Holger Seybold, Redakteur 

DAS THEMA: 

SENSOR+TEST 

SENSORIK FÜR 

DIE ANTRIEBS- 

TECHNIK 

Insbesondere die Sensorik ist 

ein wesentlicher Baustein der 

industriellen Digitalisierung 

und ist auch in der Antriebstechnik 

kaum noch wegzudenken. 

Intelligente Sensoren 

registrieren und analysieren 

Drehzahl, Drehmoment, 

Position, Winkel, aber auch 

Spannung, Strom, Temperatur 

oder Rotationsschwingung. 

Was es in diesem Bereich Neues 

gibt, das können Sie auf der 

Sensor+Test in Nürnberg vom 

25. bis 27. Juni 2019 entdecken. 

Die folgende Auswahl zeigt 

einen kleinen Ausschnitt von 

dem, was die insgesamt mehr 

als 500 Aussteller präsentieren 

werden. 

Mehr Highlights finden Sie auf 

www.sensor-test.de 

SENSORTELEMETRIE-KIT JETZT AUCH ALS 

IP67-VARIANTE 

Manner Sensortelemetrie ermöglicht Testingenieuren ohne 

umfassende Kenntnisse der Sensortelemetrie, eine zuverlässige 

und präzise Erfassung von Messsignalen an rotierenden 

Wellen ohne Vorbereitungszeit oder Schulung. Der integrierte 

automatische Abgleich für die optimale Daten- und Energieübertragung 

zwischen Rotor- und Statoreinheit macht dies 

möglich. Das System Optima zeichnet sich durch seine 

Kompaktheit aus. Die nötigen Komponenten sind eine 

Stator-Pick-Up-Einheit mit integrierter Elektronik, ein 

Rotormess verstärker und eine Antennenschleife zur energetischen 

Kopplung der Komponenten. Das System mit einer 

hohen Übertragungsdistanz von 50 mm und seiner Einfachheit 

gibt es nun auch als IP67-Variante. Kennzeichnend ist, 

dass trotz der hohen Übertragungsdistanz eine zuverlässige 

Signalübertragung gegeben ist – und das ohne Batterien. 

Zudem sollen selbst bei hohen elektromagnetischen 

Störungen keine Signal Drop Outs stattfinden, und durch die 

bewährte induktive Übertragungstechnik soll es auch keine 

Interferenzprobleme mit Funkfrequenzen geben. 

www.sensortelemetrie.de 

LEISTUNGSMESSUNG MIT HÖCHSTER 

GENAUIGKEIT 

Prüfnormen definieren die Prüfanforderungen zur Wirkungsgrad-Bestimmung 

Umrichter-gespeister Antriebe. So 

ist etwa für die Leistungsmessung eine Genauigkeit von 

0,3 % gefordert. Das Konzept des Power Analyser LTT24 

beruht, wie bei einem guten Orchester, auf der Optimierung 

jeder einzelnen Komponente, wie Vorverstärker 

A/D-Wandler, Netzteil, Sensorversorgung, Sensorkabel 

u. v. m., sowie auf deren harmonische Abstimmung 

innerhalb des Gesamtsystems. Der LTT24 ist laut Labortechnik 

Tasler derart durchdacht, dass kein Platz mehr für Messfehler bleiben soll. Langsame, schnelle und sehr 

schnelle Kanäle können innerhalb eines modularen Gerätes kombiniert werden. Verzerrung und Rauschen 

zusammen, liegen bei nahezu – 100 dB und ermöglichen so im Endergebnis eine ENOB (effective number of 

bits) von echten 16 Bit über einen weiten Bereich von Frequenzen und Amplituden. Sämtliche Messkanäle 

z. B. für Volt, Strom, Widerstand, ICP, LVDT, DMS, Ladung etc. sind galvanisch getrennt und bieten bis in den 

MHz-Bereich stabile Sensorversorgungen, und das präziser als die Messauflösung von – 117 dB. 

www.tasler.de 


AUSGEWÄHLT 

FLEXIBILITÄT IN DER OPTISCHEN 

SCHWINGUNGSMESSUNG 

ULTRAFLACHER BERÜHRUNGS- 

LOSER POSITIONSSENSOR 

Vibroflex besteht als modulares Vibrometer aus dem 

Front-End Vibroflex Connect mit komfortablem Touchdisplay 

und einer Auswahl an Laser-Messköpfen. Die 

optionale Datenerfassungs- und Auswertesoftware 

Vibsoft ergänzt das Messsystem als Werkzeug für 

effektive und komfortable Datenanalyse. So können 

Dynamik, Akustik und Schwingung berührungslos und mit 

Laserpräzision an Strukturen von nano bis makro erforscht 

werden. Das modulare Schwingungsmesssystem mit 

konfigurierbarer Bandbreite von DC bis 24 MHz detektiert 

kleinste Bewegungen im Subpicometer-Bereich und 

Schwinggeschwindigkeiten bis 30 m/s. 

VibroFlex Xtra ermittelt hochaufgelöste Schwingungsmessdaten 

von jeder Oberfläche – selbst auf dunklen, 

biologischen, rotierenden oder bewegten Messobjekten. 

Die augensichere Lasertechnologie ist speziell für 

anspruchsvolle Messaufgaben geeignet, wie zerstörungsfreies 

Prüfen, Schwingwegmessungen aus größerem 

Abstand, quasistatische Wegmessungen bis hin zur 

Regelung von Shakern. 

www.polytec.com 

ASM präsentiert mit Posichron PCFP25 

einen berührungslosen, ultraflachen, 

magnetostriktiven Positionssensor für 

anspruchsvolle Einbausituationen, wie sie 

etwa in mobilen Maschinen oder Verpackungsmaschinen 

vorkommen. Der 

PCFP25 ist für Messlängen bis zu 

5 750 mm verfügbar, sein ultraschlankes 

Profil ist lediglich 8 mm hoch. Der Sensor 

ist resistent gegen Schmutz, Feuchtigkeit 

und Staub, widersteht Stößen bis zu 50 g 

und verfügt über die Schutzart IP67. Das 

flache Profil wurde speziell für Anwendungen 

mit begrenztem Einbauraum 

entwickelt. Es stehen analoge sowie 

digitale Ausgänge zur Verfügung. Der 

Sensor erreicht eine Linearität von 

± 0,02 % v. E. Für Sicherheitsanwendungen 

kann der Sensor in redundanter Bauweise 

montiert werden. 

www.asm-sensor.com 

POSITIONSSENSOREN MIT HÖHERER ROBUSTHEIT 

Die Temposonics R-Serie V ist der Nachfolger der aktuellen vierten 

Generation von MTS Sensor. Die neuen Positionssensoren haben eine 

höhere Robustheit gegen Vibrationen und hohe Temperaturen, sind 

bereit für Industrie 4.0 und passen ideal in bestehende Anwendungen. 

Sie sind noch leistungsfähiger in der Anwendung und bieten eine 

Abtastrate von bis zu 4 kHz mit Extrapolation. Darüber hinaus 

verfügen sie über Profinet mit IRT (Isochronous Real Time) und 

EtherNet/IP mit CIP Sync (Common Industrial Protocol) und einem 

typischen Jitter von ± 2 µm. Die neuen Industrie-4.0-Funktionen 

bieten den Anwendern große Vorteile, da sie neben den reinen 

Prozessdaten (Position/Geschwindigkeit) auch Zusatzinformationen 

über den Prozess liefern. So werden im laufenden Betrieb Status- und 

Statistikdaten aufgenommen und verarbeitet. Sie helfen, die Prozesse 

innerhalb der Anwendung besser zu verstehen. In Kombination mit 

der erhöhten Leistungsfähigkeit und der verbesserten Robustheit wird dem Anwender die Sicherheit geboten, dass 

bestehende Anwendungen noch verlässlicher arbeiten und zukünftige Anforderungen bereits erfüllt werden. 

www.mtssensor.de 



EFFIZIENTER AUSLEGUNGSPROZESS 

FÜR STIRNRÄDER – TEIL 2 

Die Auslegung von Stirnrädern 

lässt sich in drei Schritte 

unterteilen. Wir stellen dazu ein 

effizientes Verfahren für die 

Auslegung von Zahnrädern vor, 

das auf internationalen Normen 

für die Berechnung von 

Zahnradgeometrien und 

Festigkeiten basiert. Die ersten 

beiden Schritte haben wir im 

ersten Teil ausführlich 

beschrieben. In Schritt 3 wird nun 

die Mikrogeometrie der 

Zahnräder definiert. 

M. Sc. ETH Ilja Tsikur ist Vertriebsingenieur 

bei der Kisssoft AG in Bubikon, Schweiz 

Wellenberechnung 

Wellenversatz 

Optimale 

Zahnrad- 

Makrogeometrie 

Breitenlastfaktor K Hß 

01 

Strategie 

Optimale 

Flankenlinienkorrekturen 

02 

ISO 6336, Anhang E 

Herstellfehler 

Liste von Schleifschnecken 

und 

Abrichtscheiben 

01 Optimierung des Breitenlastfaktors mit Steigungskorrekturen 

02 Die Wellenbiegelinie 



03 Resultierende Linienlast ohne 


04 Resultierende Linienlast mit 


05 Einfluss einer fertigungsbedingten 

Verschränkung auf die Breitenballigkeit 

06 Die Kontaktanalyse 

03 

Im dritten und letzten Schritt wird die Mikrogeometrie der 

Zahnräder definiert. Zunächst werden Flankenlinienkorrekturen 

angewendet, um Wellenbiegung und -torsion, Wellenversätze 

aufgrund von Herstellfehlern, Lagerspiel, Verformung 

sowie Einflüsse der Gehäusesteifigkeit zu kompensieren. 

Optimale Flankenlinienkorrekturen führen aufgrund 

einer gleichmäßigeren Lastverteilung entlang der Flanke 

normalerweise zu einer Erhöhung der Drehmomentkapazität 

des Getriebes, wodurch sich der Breitenlastfaktor K Hβ 

verringert. 

Typischerweise wird eine Schrägungswinkel korrektur 

vorgenommen, um Wellenversätze zu kompen sieren. Außerdem 

wird die Breitenballigkeit angepasst, um zufällige Herstellfehler 

und Torsions effekte auszugleichen. 

Sobald eine optimale Lastverteilung entlang der Flanke erzielt 

wurde, werden Profilkorrekturen angewandt, um die Geräuschanregung 

der Zahnräder zu reduzieren. Sonstige Effekte 

wie geringere Kontakttemperatur und höherer Wirkungsgrad, 

gleichmäßige Normalkraftverteilung oder höhere Sicherheit 

gegenüber Graufleckigkeit können erzielt werden. 

Allerdings konzentrieren wir uns in diesem Artikel auf die Optimierung 

von Parametern im Zusammenhang mit der Geräuschanregung, 

z. B. auf die Eingriffslinie unter Last, die Amplitude 

der Drehwegabweichung, die Kraftanregung und die 

Harmonischen. 

04 

FLANKENLINIENKORREKTUREN 

Der Breitenlastfaktor K Hβ 

wird als der Quotient aus der höchsten 

Linienlast und der mittleren Linienlast über die Zahnbreite 

definiert [1]. Unter optimalen Bedingungen wäre der Breitenlastfaktor 

also gleich eins. In Anhang E von ISO 6336 wird 

ein Ansatz für die Berechnung des Breitenlastfaktors K Hβ 

unter 

Berücksichtigung von Wellenversatz durch Biegung, Torsionsverformung 

und Herstell fehler beschrieben (Bild 01). Flankenlinienkorrekturen 

werden angewendet, um die ungleichmäßige 

Lastverteilung zu kompensieren. 

Bei Zahnrädern mit höherer Qualität hängt der Breitenlastfaktor 

hauptsächlich von der Wellenverformung durch Biegung 

ab. Es ist daher wichtig, bei der Optimierung der Lastverteilung 

eine Berechnung der Wellenverformung durchzuführen. 

In Bild 02 sind die Resultate einer analytischen Berechnung 

einer Wellenverformung unter Berücksichtigung einer 

nichtlinearen Lagersteifigkeit dargestellt, welche auf die innere 

Lagergeometrie gemäß Beschreibung in ISO/TS 16281 [2] zurückzuführen 

ist (siehe rote Kurve). Die blaue Kurve stellt die 

Biegelinie mit unendlicher Lagersteifigkeit dar. Wenn also die 

Lagersteifigkeit nicht berücksichtigt wird, kann die Auslegung 

einer Schrägungswinkelkorrektur falsch sein und in manchen 

Fällen sogar zu einer schlechteren Lastverteilung führen, als 

wenn überhaupt keine Korrektur angewandt wird. 

05 

06 

Wellenberechnung 

Wellenversatz 

Kontaktanalyse 

Teillast 

Zahnsteifigkeitsmodell 

Herstellfehler 

Zahnradgeometrie 

und Flankenlinienkorrekturen 

Systemverhalten 

unter Last 

Drehwegabweichung, 

Eingriffssteifigkeit, 

Überdeckung 

Eingriffslinie 



07 

08 

09 

Darüber hinaus sollten Herstellabweichungen wie Nicht-Parallelität 

von Achsen (f ma 

) und Flankenlinien-Winkelabweichung (f Hβ 

) berücksichtigt 

werden. Da Herstellfehler ein positives oder negatives 

Vorzeichen haben können, sind mehrere Szenarien zu analy sieren. 

In Bild 03 ist die Lastverteilung für fünf verschiedene Fälle dargestellt: 

n f ma 

= 0 und f Hβ 

= 0 

n f ma 

(+) und f Hβ 

(+) 

n f ma 

(+) und f Hβ 

(–) 

n f ma 

(–) und f Hβ 

(+) 

n f ma 

(–) und f Hβ 

(–) 

Nach Anhang E von ISO 6336 ist die Festigkeitsberechnung mit dem 

höchsten Breitenlastfaktor (in diesem Beispiel K Hβ 

= 2,2) durchzuführen, 

der aus den fünf vorstehenden Fällen resultiert. 

Für eine Optimierung der Lastverteilung und des Breitenlastfaktors 

mit Herstellfehlern wird typischerweise die Breitenballigkeit erhöht. 

Das Ziel besteht darin, die maximale Linienlast in sämtlichen 

Szenarien mit Herstellfehlern zu reduzieren und die Linienlastspitzen 

von den Kanten der Zahnräder weg zu verschieben. In Bild 04 ist 

die Linienlast mit einer um 10 µm erhöhten Breitenballigkeit dargestellt. 

In diesem Beispiel liegt der höchste Breitenlastfaktor bei f ma 

(+) 

und f Hβ 

(+) und entspricht etwa 1,4. Die Berücksichtigung des resultierenden 

Breitenlastfaktors in der Festigkeitsberechnung führte zu 


10 

07 Der Eintritts- und Austrittsstoß 

08 Die Drehwegabweichung 

09 Die Kraftanregung 

10 Das Amplitudenspektrum 

einer um 45 % höheren Zahnfußsicherheit und einer um 20 % 

höheren Flankensicherheit. 

Eine wichtige, hier zu berücksichtigende Einschränkung bei 

der Herstellung ist die Herstellverschränkung. Wird die Breitenballigkeit 

bei Schrägstirnrädern durch Abwälzschleifen erzeugt, 

kann es durch die Schleifbewegung des Werkzeugs zu einer Verschränkung 

kommen. Findet keine Kompensation statt, kann 

eine höhere effektive Linienlast auftreten. In Bild 05 ist die 

Form der Breitenballigkeit mit Einfluss des fertigungsbedingten 

Twists dargestellt. Das Kompensieren der Verschränkung ist 

keine einfache Aufgabe, insbesondere mangels entsprechender 

Literatur. Es erfordert den Einsatz moderner Schleifmaschinen.


11 Die Kopf- und 

Fußrücknahme 

12 Die optimierte 

Eingriffslinie 


Drehwegabweichung 

11 


Kraftanregung 

12 

13 

14 


vorne 

1.13.0??.2XX 41×61mm 

1.13.0??.4XX 41 × 83 mm 

hinten 

ZAHNKONTAKTANALYSE UNTER LAST 

iStock © Wenjie Dong 

Das Ziel der Zahnkontaktanalyse unter Last (Loaded Tooth Contact Analysis, 

LTCA) ist es, den Zahneingriff unter Last auszuwerten. Für die Berechnung der 

Zahnverformung ist ein Zahnsteifigkeitsmodell erforderlich. Weber & Banaschek 

[3] stellen ein Analysemodell für die Zahnverformung vor, bei dem die 

Zahnradverformung in drei Hauptkomponenten unterteilt ist: 

n Radkörperdeformation 

n Zahnbiegeverformung 

n Hertz’sche Abplattung 

Basierend auf dieser Theorie kann ein analytisches Steifigkeits modell erstellt werden. 

Anschließend kann eine Zahnkontaktanalyse unter Last unter Berücksichtigung 

von Zahnverformung, Wellenversätzen, Herstellfehlern (z. B. Teilungsfehlern) 

und einer definierten Teillast für die Berechnung durchgeführt werden 

(Bild 06). Die Resultate der LTCA liefern wichtige Parameter für die Bestimmung 

der Geräuschanregung und deren Optimierung: 

n Drehwegabweichung 

n Amplitudenspektrum der Drehwegabweichung 

n Kraftanregung 

n Eingriffslinie unter Last 

Die Drehwegabweichung beschreibt die Abweichung des theoretischen Eingriffspunkts 

vom Eingriffspunkt unter Berücksichtigung der Zahnverformung. Insbesondere 

die Amplitude dieser Drehwegabweichung ist ein wertvoller Parameter 

für die Geräuschoptimierung. Die Fourier-Transformation liefert die Ordnungszahlen 

der Harmonischen und ermöglicht die Auswertung der Erreger frequenzen. 

Aus der Drehwegabweichung und der Eingriffsteifigkeit lässt sich die Kraftanregung 

[4] ableiten, die einen Vergleich der verschiedenen geometrischen 

Lösungen hinsichtlich der Schwingungserregung ermöglicht. Unter zusätzlicher 

Berücksichtigung der Drehwegabweichung lässt sich zudem die beste Variante 

mit reduzierter Geräuschentwicklung ermitteln. Darüber hinaus zeigt die 

Eingriffs linie unter Last die Änderung des Eingriffswinkels am Anfang und am 

Ende des Zahneingriffs. Dieses Phänomen wird weiter unten als „Eintritts- bzw. 

Austrittsstoß“ bezeichnet (Bild 07). 

Im Artikel-Teil 1 wurden zwei Beispiellösungen für das Feinaus legungsverfahren 

vorgestellt. In Bild 10 sind die Resultate einer Zahnkontaktanalyse unter Last dargestellt. 

Beide Lösungen weisen einen Eintrittsstoß am Anfang und einen Austrittsstoß 

am Ende des Zahneingriffs auf. Aufgrund einer höheren Überdeckung 

und einer höheren Steifigkeit sind die Amplituden der Drehwegabweichung und 

der Kraftanregung geringer bei der Lösung mit Hochverzahnung. Andererseits 

weist das Amplitudenspektrum beim Standardbezugsprofil geringere Ordnung der 

Harmonischen auf. 

PROFILKORREKTUREN 

fast forward solutions 

Modular 

Mechatronic 

Drive Solutions 

| Unzählige vordefi nierte 

Varianten 

| Lösungen wie 

maßgeschneidert 

Der letzte Schritt besteht in der Auslegung der Profilkorrekturen. In verschiedenen 

Bereichen, z. B. Geräuschanregung, Kontakttemperatur, Wirkungsgrad, Graufleckigkeit 

oder Fressen, lassen sich mit gut ausgelegten Profilkorrekturen Verbesserungen 

erzielen. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die Minderung 

der Geräuschanregung durch Verfolgung einer einfachen Strategie: 

1. Eintrittstöße am Anfang und Austrittsstöße am Ende des Zahneingriffs beseitigen. 

2. Die Amplitude der Drehwegabweichung minimieren. 

3. Harmonische der zweiten und höherer Ordnungen auf möglichst nahe null 

reduzieren. 

In ISO 21771 sind verschiedene Arten von Korrekturen definiert. Typischerweise 

wird eine Kopfrücknahme (Bild 11) an beiden Zahnrädern vorgenommen, um die 

Geräuschanregung der Zahnräder zu reduzieren. Der Betrag der Kopfrücknahme 

Cαa wird so angepasst, dass Eintritts- und Austrittsstöße beseitigt werden. Außerdem 

wird die Wälzlänge der Kopfrücknahme so gewählt, dass die Drehwegabweichung 

minimiert wird. 

In Bild 12 ist die Eingriffslinie unter Last mit beseitigten Eintritts- und Austrittsstößen 

bei Anwendung einer Kopfrücknahme von Cαa = 22 µm im Beispiel mit 

einem Standardbezugsprofil und Cαa = 15 µm im Beispiel mit Hochverzahnung 

dargestellt. 

Die Amplitude der Drehwegabweichung (Bild 13) wurde in beiden Fällen reduziert. 

Die geringsten Geräuschpegel sind bei dem Beispiel mit Hoch verzahnung zu 

erwarten: Der Verlauf der Kurve für die Drehwegabweichung ist flacher und hat 

eine kleinere Amplitude. Erklären lässt sich dies durch die höhere Überdeckung 

Modulares System: 

| DC Motoren 

| Getriebe 

| Bremsen 

| Encoder 

bMotion 

Modular Mechatronic Drive Solutions 

www.buehlermotor.com


15 

16 

15 Optimiertes 

Amplitudenspektrum 

16 Profildiagramme, 

Profil C (links), Hochverzahnung 

(rechts) 

und die nahezu konstante Steifigkeit der Hoch verzahnung. Dieselben 

Effekte lassen sich bei der Kraftanregung beobachten (Bild 14). 

Trotz Beibehaltung des Durchschnittswerts der Kraftanregung bei 

beiden Varianten kommt es zu einer Verringerung der Amplitudenwerte. 

In Bild 15 ist ein weiterer Vorteil der Anwendung einer Kopfrücknahme 

dargestellt: Die Harmonischen zweiter und höherer 

Ordnungen wurden insbe sondere im Beispiel mit der Hochverzahnung 

reduziert. Die Form eines Signals mit nur einer dominanten 

Harmonischen ähnelt der einer Sinus-/Cosinuswelle. Sind hinge- 

Teil 1 der Serie können Sie unter folgendem Link lesen: 

https://bit.ly/2YQmLZY 

gen viele Ordnungen von Harmonischen dominant, weist das Signal 

eher die Form einer Rechteckfunktion auf, was ungünstig ist. 

In Bild 16 sind die Profildiagramme beider Varianten dargestellt. 

Bei Herstellung durch Abwälzschleifen wird i. d. R. eine Abrichtscheibe 

verwendet, um die Schleifschnecke zu bearbeiten, mit 

deren Hilfe später die Korrekturen durchgeführt werden. Wenn sich 

die Korrekturen mithilfe der verfügbaren Schleif-/Abrichtwerkzeuge 

durchführen lassen, ermöglicht die Auswertung Einsparungen von 

Kosten und Zeit. In manchen Fällen werden die Korrekturen direkt 

in die Form des Abwälzfräsers integriert. 

Zahnräder werden i. d. R. mit einer Schleifzugabe hergestellt, die 

im Rahmen des Schleifprozesses entfernt wird, um den Anforderungen 

an die Dimensionen gerecht zu werden. Durch die Entscheidung 

für ein Wärmebehandlungsverfahren, dem das Zahnrad 


KIT ENCODER 

unterzogen wird, legt man grundsätzlich 

die Schleif zugabe für den Bearbeitungsprozess 

fest [5]. Durch Auswahl 

einer Wärme behandlung mit geringerem 

Verzug lässt sich die Schleifzugabe 

redu zieren, um den Aufwand für 

die Bearbeitung gehärteter Oberflächen 

zu minimieren und die Gesamtkosten 

der Herstellung zu verringern. 

Folglich ist die Umsetzung von Korrekturen 

mit dem Wärmebehandlungs- 

und Bear beitungsprozess verknüpft 

und sollte beim Konstruktionsprozess 

Berück sichtigung finden. 

DIE BEWERTUNG 

Das Verfahren für die Auslegung von 

Stirnrädern lässt sich in drei Hauptschritte 

unterteilen: Grobauslegung, 

Feinauslegung und Korrekturauslegung. 

Im Rahmen der Grobauslegung 

werden Dimensionen des Getriebes 

wie Achsabstand und Zahnbreite definiert. 

Sind die resultierenden Getriebedimensionen 

zu groß, lassen sich 

mit einem höherwertigen Werkstoff 

oder durch eine Wärmebehandlung 

bessere Resultate erzielen. 

Im nächsten Schritt wird die Makrogeometrie 

der Zahnräder definiert. 

Parameter wie Normalmodul, Eingriffswinkel, 

Schrägungswinkel und 

Bezugsprofil werden optimiert, um 

verschiedenen Konstruktionskriterien 

gerecht zu werden. Die Aufstellung 

einer Liste mit verfügbaren Fräsern 

kann dabei helfen, die Herstellkosten 

zu optimieren. Alternativ kann ein 

nicht standardisiertes Bezugsprofil 

verwendet werden, um bestimmte 

Eigenschaften wie eine höhere Eingriffssteifigkeit 

oder eine höhere Überdeckung 

zu erzielen. 

Im letzten Schritt wird die Mikrogeometrie 

der Zahnräder definiert. Es 

wurde gezeigt, dass sich die Drehmomentkapazität 

eines Getriebes durch 

Umsetzung gut konstruierter Flankenlinienkorrekturen 

deutlich erhöhen 

lässt. Eine Verschränkung infolge des 

Herstellverfahrens kann das Potenzial 

für Optimierungen begrenzen. Eine 

Zahnkontaktanalyse unter Last ermöglicht 

die Quantifizierung von Geräusch 

parametern wie der Eingriffslinie 

unter Last einschließlich Eintritts- 

und Aus trittsstößen, Amplitude 

des Drehweg fehlers, Kraftanregung 

und Harmonische. Anschließend werden 

Profilkorrekturen angewandt, um 

die vorstehenden Para meter zu verbessern 

und die Ursachen für Schwingungen 

zu mindern. 

Fotos: Kisssoft AG 

www.kisssoft.ag 

Literaturverzeichnis: 

[1] ISO 6336, Tragfähigkeitsberechnung von 

gerad- und schrägverzahnten Stirnrädern, Teile 

1, 2, 3 und 6, 2006 

[2] ISO TS 16281, Wälzlager – Dynamische 

Tragzahlen und nominelle Lebensdauer-Berechnung 

der modifizierten nominellen Referenz-Lebensdauer 

für Wälzlager, 2008 

[3] Weber C., Banaschek K.: FVA-Bericht 129 und 

134, Elastische Formänderung der Zähne und 

der anschliessenden Teile der Radkörper von 

Zahnradgetrieben, FVA 1955 

[4] FVA-Bericht Nr. 487, 2011 

[5] Nicholas Bugliarello, Biji George, Don Giessel, 

Dan McCurdy, Ron Perkins, Steve Richardson & 

Craig Zimmerman: Heat Treat Processes for 

Gears, Gear Solutions, Juli 2010 

DIE IDEE 

„Zur Nachrechnung von Stirnrädern 

gibt es diverse Normen wie ISO, DIN, 

VDI, AGMA usw. In den Normen ist 

jedoch nicht enthalten, wie eine 

Verzahnung ausgelegt werden soll. Es 

fehlte bisher also eine technische 

Anleitung, welche die einzelnen 

Schritte zur Stirnradauslegung 

durchläuft und dabei die aktuellen 

technologischen Herausforderungen 

mitberücksichtigt. Die vorliegenden 

Ausführungen bieten dem Ingenieur 

einen Vorschlag, wie eine solche 

Auslegung in der Praxis durchgeführt 

werden kann.“ 

Ilja Tsikur, Vertriebsingenieur, 

Kisssoft AG 

Frischer Wind 

bei Motor-Feedback 

Motor-Feedback für Servo- und 

Schrittmotoren 

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Maschinen und Robotik 

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Sensor+Test 2019 

Besuchen Sie uns! 

Halle 5 / Stand 341

SPECIAL 

SMARTE ANTRIEBE 

Michael Burgert ist Produktmanager Brushless DC Motors 

bei der Dunkermotoren GmbH in Bonndorf 



ANSTEUERUNG VON SERVOMOTOREN 

AUF BEFEHL 

In intelligenten Servomotoren nehmen 

Mikrokontroller Messwerte von Sensoren auf. 

Ununterbrochen berechnen sie zum Beispiel 

daraus wie die Motorwicklung im jeweils 

nächsten Schritt mit Energie versorgt werden 

muss oder ob ein Algorithmus einen kritischen 

Wert ergibt. Die Motorkunden wollen sich weder 

mit Messwerten noch mit komplexen 

Algorithmen auseinandersetzen. Sie erwarten, 

dass sich der Motor dann dreht und Leistung 

abgibt, wenn es die Maschine, in welcher der 

Motor eingebaut ist, erfordert. Aber welche 

Methoden sind vorhanden, um dem Motor 

Befehle zu erteilen und ihn anzusteuern? 

Anwender fordern einfach bedienbare Komponenten. 

Doch wie können die Anwender dem Motor möglichst 

einfach mitteilen, was er zu tun hat? Zwei grundlegend 

unterschiedliche Methoden haben sich hier herausgebildet, 

die beide sehr stark nachgefragt werden: „Stand-alone“- 

Betrieb und Bus-Betrieb. 

FÜR DEN STAND-ALONE-BETRIEB 

PARAMETRIERT 

Motoren, die für den Stand-alone-Betrieb vorgesehen sind, werden 

für eine bestimmte Aufgabe eingerichtet und führen diese dauerhaft 

selbstständig aus. Dafür gibt es viele praktische Beispiele: 

n Ein Antriebsmotor für ein Fließband wird mit zwei unterschiedlichen 

Festdrehzahlen parametriert, eine für den Servicebetrieb 

und eine für den Dauerbetrieb. Der Motor wird eingebaut, die 

gewünschte Festdrehzahl und die Drehrichtung werden per 

digitalem Eingang ausgewählt. 

n Ein Spannmotor in einer Umreifungsmaschine wird in den 

Stromregelmodus versetzt und für die hohe Dynamik optimiert. 



01 

Danach stellt der Bediener die Zugkraft per analogem Eingang 

über ein Potentiometer stufenlos ein und startet den Spannvorgang 

per digitalem Eingang. 

n Oft führen intelligente Servomotoren auch komplexere Standalone-Aufgaben 

aus, z. B. können sie während Fahrbewegungen 

selbstständig Hindernisse erkennen, Korrekturbewegungen ausführen 

und unerwartete Betriebszustände anzeigen. 

In jedem dieser Fälle wird der Motor für eine bestimmte Anwendung 

vorbereitet und führt Aufgaben in Abhängigkeit von Vorgaben 

über digitale und analoge Eingänge aus. Betriebszustände gibt der 

Motor über digitale Ausgänge aus, weswegen dieser Betrieb auch 

IO-Betrieb (engl.: input/output) genannt wird. Motoren im IO- 

Modus sind sehr beliebt, weil sie sehr viele Anwendungsbereiche 

abdecken. Gleichzeitig ist während des Betriebes keine übergeordnete 

Steuerung notwendig. 

SYNCHRONISIERTE BEWEGUNGSABLÄUFE 

MITTELS BUS-BETRIEB 

02 

Doch auch für den Bus-Betrieb gibt es eine Vielzahl von Argumenten. 

Wenn Bewegungsabläufe synchronisiert werden müssen oder 

ein einzelner Motor immer neue Bewegungsprofile ausführen 

muss, schickt eine übergeordnete Steuerung Fahrbefehle per Bus 

an den jeweiligen Motor. Gleichzeitig gibt der Motor auch Statusinformationen 

an die Steuerung zurück, z. B. Positions-, Strom oder 

Temperaturinformationen. Statusinformationen sind bei manchen 

Anwendungen sogar wichtiger als die Fahrbefehle. Nehmen wir die 

Fließbandanwendung. In vielen Fällen genügt es, dass der Motor 

im Fehlerfall einen digitalen Ausgang setzt. Eine Lampe geht an. 

Der Instandhalter korrigiert den Fehler. 

Der Motor generiert aber deutlich mehr Informationen, die erst 

durch eine Bus-Verbindung nach außen transportiert, dort analysiert 

werden und einen Mehrwert erzeugen. Mit seinen Sensoren 

kann der Motor feststellen, ob das Fließband mehr Energie benötigt, 

als direkt nach der Inbetriebnahme. Dies kann ein Hinweis auf 

Verschleiß im Band sein. Über den Verlauf des Energieverbrauchs 

können Rückschlüsse zur Nutzung des Bandes gezogen werden: 

Wird das Band zyklisch/azyklisch benutzt, welche Anzahl Güter 

wird transportiert, wird das Band oft unzulässig überladen oder 

läuft das Band ständig in Unterlast? 

01 Intelligenter Servomotor BG 95 dPro 

02 Intelligente Servomotoren können 

unterschiedlich angesteuert werden 

03 Intuitive Softwaretools erleichtern die 

Inbetriebnahme 

03 

BEIDE METHODEN AUF EINER PLATTFORM 

VEREINT 

Im Stand-alone- oder im Bus-Betrieb bieten sich viele Möglichkeiten. 

Die schier unendliche Vielzahl von möglichen Anwendungen 

macht es essenziell, dass die Motoren sehr flexibel sind. Es muss 

aber auch unkomplizierte Wege geben, die Motoren einzurichten 

und in Betrieb zu nehmen. 

Die große Herausforderung bei Dunkermotoren, einem Hersteller 

intelligenter Servomotoren, war es, Motoren und Inbetriebnahmetools 

für beide Betriebsarten, sowohl den Bus- als auch den 

Stand-alone-Betrieb auf einer Plattform zu vereinen. Bei der entwickelten 

Motor-Control-Plattform standen die Flexibilität und die 

unkomplizierte Inbetriebnahme im Vordergrund. 

So hatte sich in der Vergangenheit gezeigt, dass viele Anwender 

Sonderfunktionen im Stand-alone-Betrieb wünschen. Beispielsweise 

ein Alarm bei einem Schleppfehler, einen „Boost“-Eingang 

für kurzzeitige, extreme Überlast oder die Wahl zwischen Drehzahl-, 

Stromregel- und Positionierbetrieb im Stand-alone-Betrieb. 

Diese mussten i. d. R. als Sonderfirmware oder als Ablaufprogramm 

(Motion Programm) von Dunkermotoren realisiert werden. Wertvolle 

Projektzeit ging dabei verloren. 

Mit der Motor Control-Plattform ist bereits der Standard sehr flexibel 

gestaltet: Anwender können im IO-Modus den digitalen 


Eingängen und Ausgängen beliebig 

Funk tionen zuordnen. Sonderprogrammierungen 

entfallen in den meisten Fällen. 

Ideen der Anwender können schnell 

umgesetzt werden, Änderungen erfordern 

kein aufwändiges Umprogrammieren 

mehr, es müssen lediglich Parameter 

angepasst werden. Auch komplexe 

Aufgaben sind einfach mit der Motor 

Control-Plattform realisierbar: Ablaufprogramme, 

so genannte „MotionApps“ 

werden in der weit verbreiteten Sprache 

„C“ geschrieben und laufen dann Standalone 

auf einem gewünschten Motor. Im 

einfachsten Fall wird damit z. B. ein 

Zyklen-Zähler programmiert. Die Motion- 

App erhöht nach jedem Positionierzyklus 

einen Wert, der dann jederzeit, 

ausgelesen werden kann. Grenzen nach 

oben gibt es keine. Ganze Verpackungsmaschinen, 

elektronische Pressen oder 

Pick-&-Place-Stationen können auf 

überge ordnete Steuerungen verzichten, 

wenn die Abläufe dezentral in Motoren 

mit Motion Apps programmiert wurden. 

Im Bus-Betrieb spielt der Motor ganz 

andere Stärken aus: Hier kommt es 

da rauf an, dass der Motor möglichst 

schnell die Befehle ausführt, die ihm die 

übergeordnete Steuerung aufgetragen 

hat und möglichst detailliert seinen 

Betriebszustand kommuniziert. Inzwischen 

gibt es dafür mehr als 600 verschiedene 

Motion-Parameter. Diese Vielzahl 

an Parametern sorgt für einen 

extrem flexiblen Einsatz des Motors. 

Es geht aber auch einfach. Möchte ein 

Anwender dem Motor über den Bus 

lediglich Start- und Stopp-Befehle senden, 

stehen dafür Quickstart-Befehle zur 

Verfügung: Drehzahl setzen, Startbefehl 

senden, Motor läuft. Aktuell kommunizieren 

Dunkermotoren über die Bussysteme 

CANopen, EtherCAT, Profibus, 

Profinet und über die eher einfache 

RS485-Schnittstelle. 

FLEXIBLE INBETRIEBNAHME- 

SOFTWARE 

Einfach zu bedienen und flexibel sind 

die Motoren damit einerseits. Andererseits 

musste dies auch für die Inbetriebnahmesoftware 

gelten. Für die Entwicklung 

des Software-Tools war Voraussetzung, 

dass Benutzer sowohl mit wenigen 

Klicks die wichtigsten Parameter setzen 

können, als auch die über 600 Parameter 

bei Bedarf einfach auszulesen und zu 

verändern. Entsprechend hat das Tool, 

Drive Assistant 5, viele grafische 

Elemente erhalten, die es erlauben, intuitiv 

Parameter zu verändern. Darüber 

hinaus kann der Benutzer mit ausklappbaren 

Bedienelementen Schritt für 

Schritt mehr Details anzeigen lassen 

und bearbeiten. 

Für die Inbetriebnahme von Motoren 

durften keine Wünsche offenbleiben. 

Somit hat das Tool eine erweiterte Oszilloskopfunktion 

erhalten, umfangreiche 

Tuning-Möglichkeiten und eine Skript- 

Funktion, die realitätsnah Betriebsfunktionen 

nachbildet. Motoren mit sämtlichen 

oben genannten Bussystemen 

können damit zukünftig in Betrieb 

genommen werden. 

Sowohl für den Stand-alone- als auch 

für den Bus-Betrieb stellt Drive Assistant 

5 ein Inbetriebnahmetool dar, dass 

es dem Benutzer erlaubt, die Funktionen 

der intelligenten Servomotoren möglichst 

effektiv zu nutzen. Und das, ohne 

dass sich der Anwender mit internen 

Messwerten oder mit komplexen Algorithmen 

auseinandersetzen muss. 

Fotos: Dunkermotoren GmbH 

www.dunkermotoren.de 

DIE IDEE 

„Durch eine integrierte Steuerungselektronik 

können moderne smarte 

Elektromotoren neben einfacher 

Strom-, Drehzahl- und Positionierregelung 

auch komplexe Fahrprofile 

ausführen. Nutzer dieser Motoren 

wollen aber alles andere als komplexe 

Systeme programmieren. Deshalb 

müssen smarte Elektromotoren im 

Bus-Betrieb viele Sprachen sprechen, 

um Befehle von Steuerungen 

auszuführen. Zum anderen müssen 

bedienerfreundliche Tools zur 

Verfügung stehen, die helfen, 

Motoren für den Stand-alone-Betrieb 

einzurichten.“ 

Michael Burgert, Produktmanager 

Brushless DC Motors, 

Dunkermotoren GmbH 

Kabel & Leitungen 

• Über 33.000 Produkte ab Lager 

• Kundenindividuelle Lösungen 

• Alle Branchen und Anwendungen 

• Eigene Produktion in Spitzenqualität 

QUALITÄT 

Made in Germany 

helukabel.com

BEREIT FÜR INDUSTRIE 4.0 

SMARTE GETRIEBE FÜR DIE 

DIGITALISIERTE ANTRIEBSTECHNIK 

Im Rahmen der Hannover Messe 2019 hat 

Wittenstein Alpha als wohl erster Komponentenhersteller 

serienmäßig verfügbare, smarte 

Getriebe vorgestellt. Sie verfügen über ein 

integriertes Sensormodul mit IO-Link-Schnittstelle 

und bieten so volle Industrie-4.0-Konnektivität. 

Sie sind in der Lage, Größen wie Temperatur, 

Vibrationen, Betriebsdauer oder Einbaulage 

direkt im Getriebe zu erfassen, zu speichern, 

auszugeben sowie in integrierten Logikfunktionen 

zu verarbeiten. Nicht nur für das Condition 

Monitoring ergeben sich hieraus völlig neue 

Perspektiven. 

Michael Herkert ist Produktmanager bei der 

Wittenstein Alpha GmbH in Igersheim 

Mechatronische Antriebssysteme mit sensorischer, dezentraler 

Intelligenz, die Informationen eigenständig 

erfassen, logisch auswerten, intern speichern und 

über standardisierte Schnittstellen und Protokolle 

kommunizieren können, sind eine wesentliche Voraussetzung für 

die Umsetzung des Industrial Internet of Things (IIoT). Wittenstein 

bündelt die Gesamtheit dieser smarten Ausstattungsmerkmale 

und Funktionalitäten mit der ergänzenden Bezeichnung „cynapse“ – 

und öffnet dadurch der bislang rein mechanischen Komponente 

„Getriebe“ das Tor in die digitale Antriebswelt. 

IIOT-KONNEKTIVITÄT INDUSTRIEGERECHT 

INTEGRIERT 

Die Alpha Premium Line ist die erste Getriebebaureihe von 

Wittenstein mit „cynapse“-Funktionalität. Physisch umgesetzt wird 

diese durch ein kompaktes Modul mit einem Temperatursensor, 

einem 3-Achs-Beschleunigungssensor, einem Mikrocontroller 

sowie einer IO-Link-Schnittstelle. Das Modul ist formschlüssig, 

elegant und industriegerecht in das Getriebe integriert – d. h. kein 

außen aufgestecktes Bauteil und kein Risiko von Beschädigungen 

im eingebauten Zustand. Dadurch gibt es auch äußerlich keinen für 

die Maschinenintegration relevanten Unterschied zwischen den 

Alpha Premium Line-Getrieben mit und ohne „cynapse“ – existierende 

Konstruktionslösungen können unverändert bestehen 

bleiben, da die Getriebe in der Bauform, in der Größe und in der 

Kontur identisch sind. 

TRANSPARENZ BIS ZUM ABTRIEB 

Konnten Getriebe bislang nicht kommunizieren, haben sie jetzt 

erstmals „etwas zu sagen“. Die smarten Getriebe mit „cynapse“ können 

Einflussgrößen aus dem Prozess sowie dem Einsatzumfeld 

identifizieren, messen, an die Maschinensteuerung senden sowie 



01 Das Modul ist formschlüssig in das Getriebe integriert, 

dadurch können existierende Konstruktionslösungen unver ändert 

bestehen bleiben 

mit Applikationen auf IIoT-Plattformen austauschen. Dynamische 

Produktinformationen wie Lebens- und Betriebszeit, Temperatur, 

Beschleunigung, Vibrationen oder Einbaulage liefern Einblicke in 

den aktuellen Betriebsstatus und gewährleisten eine durchgängige 

Transparenz im Antriebsstrang bis zum Abtrieb des Getriebes. 

Möglicherweise problematische Zustandsdaten wie bspw. eine 

falsche Einbaulage oder unzulässige Temperaturen können 

dadurch frühzeitig erkannt und behoben werden, bevor es zu 

einem Schadensfall kommt. Darüber hinaus speichern und kommunizieren 

die smarten Getriebe auch statische Informationen der 

Produkt identität, z. B. die Seriennummer. Dies hilft im Servicefall, 

wenn nach vielen Jahren Betriebszeit ein außen aufgebrachtes Typenschild 

nicht mehr lesbar oder nicht mehr vorhanden sein sollte. 

DEZENTRALE LOGIK ÜBERNIMMT 

ÜBERWACHUNGSFUNKTIONEN 

Einen wichtigen Teil der „cynapse“-Intelligenz bilden die integrierten 

Logikfunktionen. Sie ermöglichen es den smarten Getrieben, in 

Eigenregie intelligente Überwachungsaufgaben auszuführen und 

bspw. Ereignisse zu zählen, zu interpretieren oder definierte 

Schwellwerte zu überwachen. Sind Vibrationen im Rahmen des 

Prozesses noch zulässig, oder lässt eine Überschreitung des Grenzwertes 

auf Probleme im Antriebsstrang oder der Applikationen 

schließen? Ist eine Erwärmung über eine bestimmte Temperatur 

hinaus tolerierbar, oder muss sie bspw. in Lebensmittel verarbeitenden 

Prozessen auf jeden Fall vermieden werden? Darf ein 

Schneckengetriebe in der aktuellen Einbaulage betrieben werden, 

oder ist die eingefüllte Ölmenge zu gering, um eine ausreichende 

Schmierung zu gewährleisten? Solche und ähnliche Fragen können 

smarte Getriebe eigenständig beantworten, in dem sie die sensorischen 

Informationen intern auswerten, die Ergebnisse melden 

und bspw. das Anlaufen eines falsch eingebauten Getriebes verhindern 

oder eine Wartung anfordern. Mögliche Ausfallursachen 

wie Überhitzungen, Überlastbetrieb, Lagerschäden oder Einbaufehler 

lassen sich so im Rahmen einer zustandsorientieren, vorbeugenden 

Instandhaltung zuverlässig erkennen. Dies gewährleistet 

eine verbesserte Verfügbarkeit des Antriebsstranges, trägt entscheidend 

zur optimalen Verfügbarkeit und Produktivität der Maschine 

bei und vermeidet zuverlässig mögliche Folgeschäden im Antriebsstrang 

oder in der Maschine. Darüber hinaus sind die Daten auch 

zur Lebenszyklusanalyse des Getriebes nutzbar – das smarte 

Getriebe legt sie hierfür per Datenlogger im internen Eventspeicher 

ab und erstellt zudem eine jederzeit abruf- und auswertbare 

Ereignis-Historie. 

REDUNDANZ UND PLAUSIBILITÄT BEI DER 

ÜBERWACHUNG KOMPLETTER SERVOANTRIEBE 

Die Prozessdaten kommen bei Getrieben mit „cynapse“ zum ersten 

Mal direkt aus dem Getriebe und werden unmittelbar vom Getriebe 

selbst erfasst – und nicht von zusätzlicher externer Sensorik oder 

dem Gebersystem im elektrischen Antrieb. Im Zusammenspiel mit 

Blue Range 

gegen Bakterien 

Paradox: 

Ausgerechnet die Reinigung von Lebensmittelmaschinen 

verbreitet Bakterien im ganzen 

Betrieb. Anders mit der „Blue Range“ von SKF: 

Dank ihrer extrem glatten Oberfläche bietet 

die extrem dichte Kugellagereinheit den 

meisten Keimen keinerlei Nistplatz. 

So sorgt das hygienische Design der blauen SKF 

Food Line-Lager für mehr Sauberkeit und 

Sicherheit – bei geringerem Wartungsaufwand 

und weniger Wasserverbrauch. 

® SKF ist eine eingetragene Marke der SKF Gruppe | © SKF Gruppe 2019


02 Smarte Getriebe verfügen über ein 

integriertes Sensormodul mit IO-Link-Schnittstelle 

und sind so in der Lage, Größen wie Temperatur, 

Vibrationen, Betriebsdauer oder Einbaulage direkt 

im Getriebe zu erfassen, zu speichern, auszugeben 

sowie in integrierten Logikfunktionen zu 

verarbeiten 

digitalen Motorfeedback-Systemen eröffnet die Sensorik im Getriebe 

neue interessante Möglichkeiten. So werden grundsätzlich durch 

die gleichzeitige Datenerfassung im Motor und im intelligenten 

Getriebe redundante Überwachungen möglich. Weichen bspw. die 

Temperaturwerte des Getriebes signifikant von denen im Motor ab, 

kann dies ein Hinweis auf die Überlastung des Motors sein – die sich 

eventuell auf eine falsche Auslegung zurückführen lässt. Verändern 

sich während der Betriebsdauer miteinander korrelierende Daten 

des Getriebes und des Motors, zeigt dies unter Umständen funktionsrelevante 

Veränderungen in einer der beiden Komponenten. 

Solche und andere Plausibilitätsbetrachtungen können die Transparenz 

im Servoantrieb – und damit dessen Verfügbarkeit – weiter 

verbessern. 

LEADER IN „CYBERTRONICS“ 

Mechanische Standardkomponenten werden smart – Wittenstein 

setzt konsequent auf die Digitalisierung der eigenen Produktwelt. 

Dies beweisen u. a. das sensorisierte Galaxie Antriebssystem, die 

Servoantriebslösung iTAS mit Webserver für fahrerlose Transportfahrzeuge 

und ein smartes Antriebssystem, das das Unternehmen 

für den Einsatz in Schwerlast-Abschaltschraubern entwickelt und 

umgesetzt hat. Die neuen Getriebe von Wittenstein mit „cynapse“- 

Funktionalität sind ein weiterer Meilenstein auf dem Weg in die 

digitale Zukunft der Antriebstechnik und im Maschinenbau. Auch 

die künftigen Antriebslösungen des Unternehmens werden smarte 

Eigenschaften besitzen. Zusätzlich wird das gesamte Portfolio der 

intelligenten Antriebstechnik für das Internet der Dinge und die 

Cloud um geeignete digitale Services ergänzt. Das Unternehmen 

selbst wird sich dadurch vom Antriebshersteller und Mechatronikkonzern 

zum Leader in „Cybertronics“ wandeln. 

Fotos: Wittenstein Alpha GmbH 

www.wittenstein.de 

DIE IDEE 

„Smarte Getriebe mit voller Industrie- 

4.0-Konnektivität, die Einflussgrößen 

aus dem Prozess sowie dem Einsatzumfeld 

identifizieren, die dynamische 

Produktinformationen wie Lebensund 

Betriebszeit, Temperatur, 

Beschleunigung, Vibrationen oder 

Einbaulage bereitstellen und die über 

integrierte Logikfunktionen verfügen, 

sind in der Lage, die Performance und 

Verfügbarkeit von Antriebssträngen 

wesentlich zu verbessern.“ 

Michael Herkert, Produktmanager, 

Wittenstein Alpha GmbH 


INDUSTRIEGETRIEBE ZUGESCHNITTEN AUF 

BANDFÖRDERANLAGEN 

Nord erweitert die Industriegetriebe-Familie 

Maxxdrive 

mit der Serie Maxxdrive XT für 

Bandförderanlagen. Diese 

fügt sich ein in das Baukastensystem 

für Anwendungen mit 

hohen thermischen Grenzleistungen 

und ergänzt die 

Baureihe durch ein zweistufiges 

Kegelstirnradgetriebe. Der Leistungs- und Drehzahlbereich 

wurde auf Branchen abgestimmt, in denen geringe Übersetzungen 

bei hohen Leistungen gefragt sind, z. B. in der Schüttgut- und 

Mineralienindustrie. Die Getriebe sind widerstandsfähig gegen 

Verschmutzung und für den rauen Betrieb geeignet. Dazu 

kommen sie ohne eine externe Kühlung aus. Sie sind mit einem 

stark verrippten Block-Gehäuse und einem integrierten Axiallüfter 

ausgerüstet. Durch die vergrößerte Oberfläche und die 

Luftführungshauben wird die Luftkühlströmung optimiert. Die 

Abtriebsdrehmomente liegen zwischen 15 und 75 kNm bei 

einem Übersetzungsbereich von 6,3 bis 22,4. Es gibt sieben 

Baugrößen für Leistungen von 50 bis 1 500 kW. 

www.nord.com 

PLANETENGETRIEBE MIT HOHEM DREHMOMENT 

KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18 

Für Anwendungen, die ein hohes 

Drehmoment erfordern, bietet Nanotec 

High-Torque-Planetengetriebe in den 

zwei Größen GP42 und GP56 an. Beide 

werden in ein- und zweistufigen 

Varianten angeboten, ihr Nennmoment 

liegt zwischen 1,8 und 23,5 Nm. Das 

maximale Getriebespiel beträgt 0,95 °. 

Durch eine simulationsgestützte Verzahnungsauslegung wurden 

Verzahnung, Materialien und Härtungsverfahren optimiert. Ihr 

modularer Aufbau ermöglicht eine einfache Anpassung. 

www.nanotec.de 

SPIELREDUZIERTE GETRIEBE FÜR DIE INTRALOGISTIK 

Die Antriebe ECI von Ebm-Papst können werksseitig mit spielarmen Planetengetrieben der Baureihe PE 

kombiniert werden. In den Getrieben kommen einsatzgehärtete, geschliffene und nadelgelagerte 

Hohl-, Planeten- und Sonnenräder zum Einsatz. Mit einer speziellen Oberflächenbehandlung wird eine 

erhöhte Übertragungsgüte erreicht, was z. B. in der Intralogistik wichtig ist. Durch eine hohe Zahnflankengüte 

und eine Lebensdauer-Fettschmierung arbeiten die Getriebe geräuscharm und mit einem 

hohen Wirkungsgrad. Durch die robuste Konstruktion und die Verzahnungsgeometrie haben die 

Getriebe ein geringes Verdrehspiel und eine hohe Verdrehsteifigkeit. Dank eines integrierten axialen 

Längenausgleichs wird die thermisch bedingte Längenausdehnung der Motorzapfenwelle kompensiert. 

Durch einen Viton-Wellendichtring wird Schutzklasse IP64 erreicht. Die ECI-Motoren sind Gleichstrommotoren 

in elektronisch kommutierter Ausführung mit Nennabgabeleistungen von 50 bis 750 W. 

www.ebmpapst.com 

PRECISION GEARS 

Seit 50 Jahren führend in hochpräzisen Verzahnungen 

Zahnräder und verzahnte Wellen 100 – 2.000 mm 

Alle Fertigungsschritte im Haus 

28.000 m² Produktionsfläche 

Eigene Härterei 

ZWP Zahnradwerk Pritzwalk GmbH 

Freyensteiner Chaussee 15 

www.zahnradwerk.com 

D-16928 Pritzwalk


DIGITALISIERTE AUTOMATION 

DER RICHTIGE DREH 

Intelligente Sensoren im Feld sind eine 

wesentliche Voraussetzung für die digitale 

Transformation von Prozessen, wie sie in der 

Fabrik- und Logistikautomation in 

zunehmendem Maß umgesetzt wird. Echte 

Mehrwerte können hier smarte IIoT-Encoder 

(Industrial Internet of Things) wie der AHS36 

IO-Link Advanced und der AHM36 IO-Link 

Advanced von Sick liefern. 

Beide rotativen Advanced-Encoder sind als intelligente Feldgeräte 

auf die zukunftssichere Integration in smarte IIoT- 

Strukturen ausgelegt. Das Messen von Positionen und 

Geschwindigkeiten wird ergänzt um die Erfassung und 

Kommunikation umfangreicher Diagnose-Daten bspw. für das 

Condition Monitoring. Neu sind auch das Parametrieren und Überwachen 

unterschiedlicher, applikationsrelevanter Grenzwerte 

direkt im Encoder – einschließlich der Meldung von Unter- oder 

Überschreitungen. Hierauf aufbauend sind der AHS36 IO-Link 

Advanced und der AHM36 IO-Link Advanced in der Lage, dezentrale 

Entscheidungen zu treffen und autark auszuführen – d. h. „ohne 

Rücksprache“ mit dem Automatisierungssystem einer Maschine. 

Diese Smart Tasks können die Kommunikationslast in den Ethernet- 

und Feldbusnetzwerken, in welche die IO-Link-Encoder integriert 

sind, wesentlich reduzieren und das Antwortzeitverhalten verbessern. 

Zudem lassen sich über die direkte Kommunikation von IO-Link- 

Geräten im Feld Prozesse und deren Qualität positiv beeinflussen. 

Martin Hummel ist Produktmanager Encoder in der Division Motion Control 

Sensors bei der Sick Stegmann GmbH in Donaueschingen 

MAXIMALE FLEXIBILITÄT UND KOMPATIBILITÄT 

BEI DER INTEGRATION 

Die rotativen Singleturn-Encoder AHS36 IO-Link und die Multiturn-Encoder 

AHM36 IO-Link werden zur Messung von Absolutpositionen 

und Geschwindigkeiten in Maschinen und Anwendungen 

in der Fabrik- und Logistikautomation eingesetzt. Aufgrund 

ihres vollmagnetischen Wirkprinzips und des widerstandsfähigen 

Metallgehäuses sind diese Encoder sehr robust. Gleichzeitig bieten 

sie anwendungsgerechte Präzision: Die Singleturn-Variante AHS36 

IO-Link bietet eine Auflösung bis 14 Bit – der AHM36 IO-Link mit 

mechanischem, batterie- und wartungsfreiem Multiturn erreicht 

eine Auflösung bis 26 Bit. 

Integrationstechnisch sind beide Produktfamilien auf maximale 

Flexibilität ausgelegt. Mit ihrem Durchmesser von nur 36 mm sind 

sie ideal für Anwendungen mit begrenztem Einbauraum. Gleichzeitig 

eröffnen bspw. unterschiedliche Wellenausführungen und 

multifunktionale Adapterflansche mit verschiedenen Montagelochbildern 

ein hohes Maß an Flexibilität bei der Gestaltung und 

Adaption der mechanischen Schnittstelle. Erreicht wird schließlich 

eine nahezu vollständige Kompatibilität mit größeren Bauformen 

und mit anderen Geberfabrikaten am Markt, sodass ein einfacher 

und risikofreier Umstieg auf diese intelligenten Encoder 

möglich ist. 

Die IO-Link-Encoder können über einen IO-Link-Master und den 

Download ihrer IODD (IO Device Description/Gerätebeschreibungsdatei) 

aus dem zentralen IODDfinder-Portal in übergeordnete 

Feldbuswelten integriert werden. Auch die Parametrierung kann – 

alternativ zum Sick-Engineeringtool Sopas – über diese Schnittstelle 

erfolgen. Im Gegensatz zu Ethernet-Encodern benötigen IO-Link- 

Encoder weder eine getrennte Spannungsversorgung noch eine 

individu elle Verkabelung. Ihre Signale können über IO-Link-Master 

im Feld gesammelt und über ein Kabel übertragen werden. Dadurch 

lassen sich die Integrationskosten deutlich reduzieren. Im Falle eines 

Gerätetauschs sind die Einstellungen der einzelnen Encoder dank 

Data Storage-Funktion per IO-Link direkt auf den neuen Encoder 

übertragbar, wodurch Stillstandzeiten minimiert werden können. 


Mit ihrem Durchmesser von nur 

36 mm und ihrer drehbaren, 

elektrischen Anschlusstechnik 

eignen sich die Encoder ideal für 

Anwendungen mit begrenztem 

Einbauraum 

„SMART ADVANCED“ MACHT 

DEN UNTERSCHIED 

Die IO-Link Schnittstelle der AHS/AHM36- 

Encoder bildet die kommunikative Basis für die 

verschiedenen Leistungsumfänge Basic und 

Advanced. Bereits die Basic-Version – in Schutzart IP65 

und spezifiziert für Einsatztemperaturen zwischen – 20 

und + 70 °C – bietet alle funktionalen Vorteile von IO-Link. Die 

Advanced-Ausführungen vergrößern das Einsatzspektrum nochmals, da 

sie zugleich Schutzart IP66 und IP67 entsprechen und für einen Arbeitstemperaturbereich 

von – 40 bis + 85 °C geeignet sind. Vor allem aber erfüllt die erweiterte, dezentrale Intelligenz 

dieser neuen IIoT-Encodergeneration die Voraussetzungen für die erfolgreiche Einbindung 

in umfassendere Edge-Computing-Konzepte bei der Umsetzung von Industrie 4.0 und der 

Smart Factory. Ein Merkmal der smarten Encoder ist die Vielzahl zusätzlich parametrierbarer 

Daten. Schon in den Basic-Versionen einstellbar sind u. a. die Schritte pro Umdrehung, 

die Zählrichtung oder die Abtastrate für die Berechnung der Geschwindigkeit. Bei den 

Advanced-Versionen können zudem das Format der 8-Byte-Prozessdatenausgabe angepasst, 

die Rundachsfunktion und elektronische Nocken eingestellt, der Umfang eines Messrades 

eingegeben oder obere und untere Grenzwerte für Position, Temperatur und diagnoserelevante 

Parameter festgelegt werden. Damit übernehmen diese Encoder Funktionen, 

die ansonsten im Automatisierungssystem der Maschine umgesetzt werden müssen. Dies 

spart Kommunikationsaufwand zwischen Feld- und Leitebene sowie Programmieraufwand 

bspw. in der Maschinen-SPS. Die smarten Encoder von Sick verfügen zudem über zwei 

Diagnosespeicher, von denen einer durch den Anwendern individuell zurückgesetzt werden 

kann und der andere die gesamte Diagnose-Historie unveränderlich und lückenlos 

dokumentiert. In den Advanced-Encodern kann auch der Anschluss-Pin 2 als Multifunktions-Pin 

genutzt werden. Als Trigger- 

Ausgang meldet der Encoder über den 

Pin bspw. das Erreichen von Grenzwerten. 

Als Trigger-Eingang kann er für das 

Setzen des Preset-Wertes oder für das 

Rück setzen des Diagnosespeichers 

genutzt werden. Auch die bereits erwähnten 

Smart Tasks können über Pin 2 

aktiviert werden, wenn bspw. das Signal 

einer Lichtschranke die Längenmessung 

eines Objektes durch den Encoder startet. 

Darüber hinaus sind beide IIoT- 

En coder unter der Bezeichnung AHS36 

IO-Link Inox und AHM36 IO-Link Inox 

als mechanisch robuste, chemisch materialbeständige 

und dementsprechend 

langlebige Volledelstahl-Versionen mit 

Schutzart IP69K verfügbar. Sie finden 

Einsatz in Anwendungen im Food-, 

Beverage- und Pharmaumfeld oder im 

Outdoor-Bereich. In allen Applikationen 

eröffnen die IIoT-Encoder AHS36 IO- 

Link und AHM36 IO-Link als intelligente, 

kommunikationsfähige und entscheidungsautarke 

Sensoren neue Perspektiven 

für ein effizientes und zukunftssicheres 

Edge Computing. 

DIE IDEE 

„Bisher waren umfangreiche Funktionen 

Absolut-Encodern mit Ethernetoder 

Feldbus-Schnittstelle vorbehalten. 

Mit AHS/AHM36 IO-Link 

Advanced ist es gelungen, den 

Funktionsumfang deutlich zu 

erweitern – und das auf wesentlich 

kleinerem Bauraum mit flexibler 

Mechanik- und Anschlusstechnik.“ 

440 000 Nm 

Fotos: Sick Stegmann GmbH 

www.sick.de 

Martin Hummel, Produktmanager 

Encoder, Sick Stegmann GmbH

FVA AKTUELL 

FVA-WORKBENCH 

NEUE VERSION NOCH 

NUTZERFREUNDLICHER 

Die im Mai veröffentlichte Version 5.5 der 

Simulationsplattform für Getriebesysteme 

beschleunigt Entwicklungsprozesse und 

ermöglicht noch detailliertere 

Berechnungsergebnisse. In die Software fließen 

aktuelle Forschungsergebnisse aus dem 

Netzwerk der Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik e. V. ein. 

Die neue FVA-Workbench Version ist deutlich schneller und 

nutzerfreundlicher. Nutzer können in kürzester Zeit einzelne 

Getriebekomponenten bis hin zu Gesamtsystemen 

auslegen. Während der Berechnung schlagen Einfüge- 

Wizards automatisch passende Werte vor, die manuell angepasst 

werden können. Mithilfe der Wizards lassen sich jetzt komplexe 

Planetenstufen schnell modellieren. Für verschiedene Bauformen 

(z. B. Ravigneaux- und Wolfromsätze) kann der Anwender, angefangen 

von der Berücksichtigung der Einbaubedingung bis hin zur 

automatisierten Berechnung der abhängigen Größen 

(z. B. Achsabstände und Profilverschiebungen), 

in kürzester Zeit ein sehr komplexes 

Planetengetriebe modellieren. 

Die von den Wizards automatisch vergebenen 

Werte können jederzeit 

auf individuelle Anforderungen 

angepasst werden. So lassen sich nicht nur symmetrische Systeme 

berechnen, sondern auch Planetengetriebe, bei denen die 

Planeten unsymmetrisch verteilt sind. Abweichungen, wie Bohrungstoleranzen, 

an den Planetenbolzen lassen sich ebenso 

berücksichtigen wie die steifigkeitsabhängige Lastaufteilung. 

NEUE FEATURES VERBESSERN AUSSAGEKRAFT 

UND DETAILTIEFE 

In der neuen Softwareversion werden erstmals Lastkollektive in der 

Gesamtsystemberechnung berücksichtigt. Anwender können die 

Lebensdauer sowohl von Stirn- und Kegelradverzahnungen als 

auch von Wälzlagern ermitteln. So wird eine betriebsfeste 

Aus legung des Getriebes ermöglicht. 

Neu sind: 

n Vorgabe der Wöhlerlinien oder Berechnung nach ISO 6336 und 

ISO 10300, 

n Berechnung der Schadensarten Fressen und Verschleiß nach 

AGMA 925-A03, 

n Zahnflankenbruchberechnung nach ISO 6336-4, 

n Verschleißberechnung nach der Dissertation Plewe (1980). 

Neben Planetenträgern und Getriebegehäusen sind nun auch Radkörper 

in vielen gängigen CAD-Formaten einlesbar. Dabei wird der 

Radkörper zunächst automatisiert an die FEM-Vernetzung der Verzahnung 

angepasst. In Sekundenschnelle erfolgen anschließend 

sowohl FEM-Vernetzung als auch Positionierung und 

Anbindung an das Getriebemodell. Automatisierung, 

interaktive Nutzerführung 

und benutzerfreundliche 

Assistenten machen diese Schritte 

zum Kinderspiel. 

Windkraftgetriebe mit 

Berechnungsergebnissen für Welle, 

Lager und Verzahnung 


FVA AKTUELL 

„Effiziente FE-Methoden sind für die Optimierung der Leistungsdichte 

von Getriebestufen unverzichtbar. Daher arbeitet das WZL 

seit über 30 Jahren erfolgreich an der Entwicklung und Validierung 

der FE-basierten Zahnkontaktanalyse. Seit dem Release der 

FVA-Workbench 5.5 können im FE-Zahnkontaktanalyse Feature 

auch freie Radkörpergeometrien berücksichtigt werden. Der Radkörper 

wird dabei als CAD-Modell importiert und vollautomatisiert 

an das FE-Modell der Verzahnung angebunden. Dank der 

herausragenden Zusammenarbeit der FVA GmbH mit den Forschungsinstituten 

CAD der Universität Bayreuth und dem WZL der 

RWTH Aachen können Softwareanwender nun effizient und 

benutzerfreundlich Gewichtspotenziale durch Anpassung der 

Radkörpergeometrie heben“, Dr. Christoph Löpenhaus, Oberingenieur 

Getriebetechnik beim Werkzeugmaschinenlabor WZL 

der RWTH Aachen. 

Mit FEM werden Planetenträger, Gehäuse und Radkörper realitätsnah 

modelliert. Dadurch ist auch die anschließende Interpretation 

der Berechnungsergebnisse problemlos möglich. FE-Körper 

werden verformt in 3D-Ansichten dargestellt und so die Plausibilisierung 

der Ergebnisse erleichtert. 

NEUE KEGELRADBERECHNUNG ERMÖGLICHT 

HOCHDETAILLIERTE ANALYSEN 

Das neu integrierte Feature BECAL 6 ermöglicht eine hochdetaillierte 

Analyse von Kegel- und Hypoidverzahnungen. Dabei wurden 

die Erkenntnisse der FVA Forschungsvorhaben FVA 223 XII (örtliche 

Tragfähigkeitsberechnung) und FVA 223 XV (Tragbildvermessung) 

in Berechnungsfeatures umgewandelt. 

Neu: 

n Örtliche Berechnung der Tragfähigkeit gegen Fressen nach Klein 

(FVA 519) 

n Örtliche Berechnung der Tragfähigkeit gegen 

Grauflecken nach Hombauer (FVA 516) 

n Berechnung und Ausgabe von Bemaßungen des numerisch 

berechneten Tragbildes 

n Quantitativer Vergleich von Soll- und Ist-Zustand der Form und 

Lage des Tragbildes 

„Das neue BECAL 6 macht die Kegelradberechnung in der FVA- 

Workbench noch performanter und nutzerfreundlicher. Dank der 

damit verfügbaren Features können Berechnungen am Puls der 

Forschung durchgeführt werden“, ist sich Dr. Stefan Schumann, 

Institut für Maschinenelemente und Maschinenkonstruktion, 

Technische Universität Dresden, sicher. 

UMFANGREICHE ERGEBNISAUSGABE MIT DRAG 

AND DROP HTML REPORTS 

Mit dem Reporting-Feature der FVA-Workbench können individualisierte 

Reports ganz einfach per Drag & Drop erstellt werden. 

Komplexe Zusammenhänge werden so anschaulich in Form von 

strukturierten Abschnitten visualisiert und ermöglichen eine aussagekräftige 

Bewertung der Ergebnisse. 

Die Version 5.5 beinhaltet über 40 neue Darstellungsmöglich keiten 

bspw. zu Lastkollektiven, Kraftanregung von Stirnradstufen und 

Pressungsverteilungen auf Schneckenstufen. Die Grafiken des 

HTML-Reports können gedreht, gezoomt und Wertepaare ausgelesen 

werden. Damit haben Kunden und Anwender das gleiche, interaktive 

Nutzungserlebnis und Designmodifikationen des Getriebes können 

schon in der Produktentwicklungsphase diskutiert werden. 

Fotos: FVA GmbH 

www.fva-service.de 


FVA AKTUELL 

FORSCHUNGSVORHABEN FVA 580 II, IGF-NR. 19027 N 

DÜNNE SCHMIERFILME II 

Reibung und Verschleiß von Wälzlagern werden maßgeblich durch den verwendeten 

Schmierstoff und die resultierende Schmierfilmausbildung im Wälzkontakt 

beeinflusst. Bei fettgeschmierten Kontakten kann es, abhängig von der 

Fettzusammensetzung und Betriebsparametern, zu einer unerwünschten 

Schmierfilmabnahme aufgrund eines Schmierstoffmangels im Kontakt kommen. 

Dieser Effekt wird als Starvation bezeichnet und tritt nach Definition in der Literatur 

bei der Rollgeschwindigkeit auf, bei der die Schmierfilmdicke unter die des Grundöls 

absinkt. Da diese Abnahme bisher nicht prognostiziert werden kann und es somit zu 

Unsicherheiten bei der Auslegung von Wälzlagern führen kann, war es Ziel in dem 

Vorhaben, die Einflüsse auf die Schmierfilmausbildung fettgeschmierter EHD Kontakte 

zu identifizieren. 

Dafür wurden an einem Kugel/Scheibe-Tribometer Schmierfilmdickenmessungen 

an unterschiedlichen Schmierfetten durchgeführt. Mit der erarbeiteten Messprozedur 

können Schmierfette nun reproduzierbar hinsichtlich ihrer Schmierwirkung verglichen 

werden und das Auftreten von Starvation identifiziert werden. Dabei zeigte 

sich, dass die Schmierfette mit PAO Grundöl und Lithium/Komplex- bzw. Polyurea- 

Verdicker ein spätes Auftreten von Starvation im Vergleich zu den anderen Schmierfetten 

aufweisen. Im Allgemeinen zeigen die Ergebnisse, dass Verdicker und Grundöl 

zusammen den Schmierfilm bilden und die Gewichtung dieser Anteile von der Fettzusammensetzung 

sowie den Betriebsparametern abhängig ist. Der Verdicker trägt 

zum einen durch eine Verdickerschicht, die sich auf den Oberflächen der 

Kontaktpartner absetzt, und zum anderen durch freie Verdickerpartikel, die den 

Kontakt passieren können, zum Schmierfilmaufbau bei. Der Grundölanteil bildet sich 

aus der Menge an ausgeblutetem Öl, welches im Betrieb aus dem Fett austritt, und 

bewirkt einen hydrodynamischen Schmierfilmaufbau. Die zur Verfügung stehende 

Menge an ausgeblutetem Öl wird durch das Ausblutverhalten des Fettes bestimmt, 

welches teilweise mit der Schmierfilmausbildung korreliert werden konnte. Des 

Weiteren wird die zur Verfügung stehende Menge an ausgeblutetem Öl durch dessen 

Strömungsverhalten um den Kontakt beeinflusst. Verdrängung und Rückströmung 

von Öl werden als Replenishment bezeichnet, welches das Schmierstoffangebot 

zwischen zwei Überrollungen bestimmt. 

Förderung: AiF (IGF) 

Autor: Dennis Fischer, RWTH Aachen, Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung MSE 

Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik e. V. 

Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt 

Tel.: 069 / 6603-1515 

E-Mail: info@fva-net.de 

Internet: www.fva-net.de 

Kontakt: Forschungsvereinigung 

Antriebstechnik e. V. (FVA), 

Dirk Arnold, Tel.: 069/6603-1632 


FVA AKTUELL 

FORSCHUNGSVORHABEN FVA 627II, IGF-NR. 18600 BG 

WÄLZLAGERGRAUFLECKIGKEIT II 

Wälzlager in hochdynamischen 

Anwendungen, wie 

z. B. Windenergieanlagen, 

können Oberflächenermüdung 

in Form von Grauflecken zeigen. Die 

Mechanismen, die zum Auftreten von 

Graufleckigkeit im Wälzlager führen, sind 

bisher nur unzureichend geklärt. Das Ziel 

des Vorhabens bestand darin, das 

Verständnis zu den möglichen Bildungsmechanismen 

von Grauflecken in unterschiedlichen 

tribologischen Kontakten zu 

erweitern, übergeordnet zusammenzuführen 

und Grundlagen für ein Prüfverfahren 

zur Bewertung der Graufleckentragfähigkeit 

von Wälzlagerschmierstoffen 

zu erarbeiten. Hierfür wurden Versuche am 

Zwei-Scheiben-Prüfstand, an Wälzlagern 

und an Verzahnungen durchgeführt. 

Begleitend zu den experimentellen Arbeiten 

wurden umfangreiche mikroanalytische 

Untersuchungen an einem Großteil der 

Prüfkörper vor und nach der Beanspruchung 

durchgeführt. Die Kontaktbedingungen 

in den untersuchten tribologischen 

Kontakten wurden mithilfe von 

TEHD-Simulationen abgebildet. 

Als zentrales Ergebnis zeigten die durchgeführten 

Untersuchungen, dass gerichtete 

Oberflächenstrukturen, welche sich kreuzen, 

deutlich graufleckenkritischer zu bewerten 

sind als parallel zueinander laufende 

Oberflächenstrukturen. Somit sind die 

Lastwechselzahl und die Beanspruchung 

an den Rauheitsspitzen von entscheidender 

Bedeutung für die Graufleckenbildung. 

Die Untersuchungen an Verzahnungen aus 

unterschiedlichen Werkstoffen zeigten, 

dass der Werkstoff einen untergeordneten 

Einfluss auf die Graufleckenbildung 

besitzt. Die Beanspruchung an den 

Oberflächen wird ebenfalls durch die sich 

bildenden tribologischen Schichten aus 

den Interaktionen zwischen Schmierstoffadditiven 

und den Maschinenelementoberflächen 

beeinflusst. Anhand umfangreicher 

mikroanalytischer Untersuchungen 

konnten die bisher existierenden Schadenshypothesen 

zur Entstehung von Graufleckigkeit 

von sieben auf drei mögliche 

Hypothesen reduziert werden. So konnten 

z. B. keine Hinweise auf einen korrosiven 

Angriff der Oberfläche gefunden werden. 

Harte Reaktionsschichten, die zum 

Ab platzen führen, wurden nicht nachgewie 

sen. Im Gegenteil, Nanohärtemessungen 

ergaben Triboschichten, 

welche weicher als die Werkstoffoberfläche 

waren. Letzt endlich konnten nur die 

Hypothesen, welche die Graufleckigkeit 

auf ein mecha nisches Ermüdungsphänomen 

zurück führen, bestätigt werden. 

Aus den Erkennt nissen mit Modellschmierstoffen 

konnten Versuchsbedingungen 

für ein zukünftiges Prüfverfahren 

für Wälzlagerschmierstoffe ab 

geleitet werden. In ersten Versuchen mit 

Praxisschmierstoffen konnten mit diesen 

Prüfbedingungen Grauflecken in unterschiedlicher 

Ausprägung erzeugt werden. 

Förderung: AiF (IGF) 

Autor: Andreas Stratmann, RWTH Aachen, Institut 

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PEER REVIEWED 

SIMULATION SCHNELLDREHENDER 

WELLEN-LAGER-SYSTEME – TEIL 1 

01 

01 Algorithmus Lagerberechnung 

Zur Auslegung von Spindel-Lager-Systemen werden effiziente Berechnungsprogramme 

benötigt. Auf Basis der Programme WinLager und NewSpilad wurde die 

Berechnungsumgebung MTPlus entwickelt, welche durch eine gekoppelte 

FE-Berechnung die Wechselwirkungen einzelner Lager bei beliebiger Anordnungen 

berücksichtigt. Ein modularer Aufbau ermöglicht die einfache Integration neuer 

Berechnungsmethoden sowie die Implementierung verschiedener Lagertypen. 

Wälzlager sind ein zentrales Maschinenelement von 

Werkzeugmaschinen, deren Anwendung in Hauptspindeln 

hohe Anforderungen an Drehzahleignung, 

Steifigkeit und Genauigkeit stellt. Zur Auslegung von 

Spindel-Lager-Systemen nutzen Hersteller Berechnungsprogramme, 

die einerseits die Eigenschaften der Wälzlager, andererseits die statischen 

und dynamischen Eigenschaften des Wellensystems, bestehend 

aus den Steifigkeits-, Dämpfungs- und Masseneigenschaften 

der Lager- und sonstigen Koppelstellen sowie der umliegenden 

Bauteile wie z. B. Wellen und Gehäuse, berechnen. Die Berechnungsergebnisse 

sind ein zentrales Werkzeug in der Konstruktion 

und liefern wesentliche Informationen zur bedarfsgerechten Auslegung 

von Wellensystemen. 

Auf Basis der hauseigenen Berechnungsprogramme WinLager 

und NewSpilad wurde am WZL der RWTH Aachen die neue Berechnungsumgebung 

MTPlus entwickelt, welche die FE-basierten 

Berechnungsmethoden für Wellensysteme und die numerischen 

Methoden zur Lagerberechnung koppelt. Auf diese Weise wird 

die Berechnung der Wechselwirkungen einzelner Lager innerhalb 

eines Wellensystems beliebiger Lageranordnung und Vorspannung 

möglich. 

Bei der Entwicklung der Software wurde auf einen modularen Aufbau 

geachtet, welcher die einfache Integration neuer Berechnungsansätze 

ermöglicht. So können neue Erkenntnisse aus Wissenschaft 

und Praxis einfach berücksichtigt und die Genauigkeit der Berechnungsergebnisse 

kontinuierlich erhöht werden. 

Dieser Artikel stellt den Berechnungsansatz und dessen Ablauf 

vor, zeigt anhand einer Beispielrechnung dessen Funktionsweise 

und vergleicht diese mit einem gängigen Lagerberechnungsprogramm 

und gibt einen Ausblick für zukünftige Erweiterungen 

und Anwendungen. 

BERECHNUNG SCHNELLDREHENDER 

WELLEN-LAGER-SYSTEME 

Schnelldrehende Wellen-Lager-Systeme, wie bspw. Hauptspindel 

von Werkzeugmaschinen, Turbolader oder Verdichter, sind komplexe 

Systeme, deren Eigenschaften maßgeblich von den rotierenden 

Massen sowie der eingesetzten Lager abhängen. Ein wesentliches 

Ziel der Berechnung solcher Systeme ist es, das dynamische 

Verhalten des Rotors zu beschreiben um bspw. das Durchfahren 

kritischer Eigenfrequenzen zu vermeiden. Um neben dem Rotor 


PEER REVIEWED 


das Verhalten der eingesetzten Wälzlager zu betrachten, sind 

detaillierte Lagermodelle notwendig, die auf Basis der im System 

bestimmten Kräfte und Verlagerungen die intern im Lager wirkenden 

Betriebsbedingungen berechnen. Insgesamt werden zwei 

Berechnungsansätze unterschieden: Die jeweils unabhängige Berechnung 

von Wellensystem und Einzellager sowie die gekoppelte 

Berechnung. 

Modelle zur Berechnung von Wellensystemen nutzen die Finite 

Elemente Methode (FEM) und approximieren die Steifigkeitseigenschaften 

der Systemgeometrie mit Balkenelementen. Die 

wesentlichen Ansätze nutzen die Theorien nach Euler-Bernoulli 

und Timoshenko zur Beschreibung der Balkeneigenschaften 

[KREI08]. Die am WZL entwickelte Software NewSpilad bildet mit 

seinen Systemmatrizen das linearelastische Verhalten von Spindeln 

ab [WECK03]. Auf diese Weise wird das lineare Nachgiebigkeitsverhalten 

des Spindelsystems unter externer Last beschrieben. 

Für die Berechnung von Einzellagern existieren ebenfalls unterschiedliche 

Ansätze. Häufig werden numerische Verfahren verwendet, 

welche einen quasi-stationären Gleichgewichtszustand für das 

Lager bestimmen. Diese Methodik geht auf die Arbeiten von Jones 

und Harris [JONE60] zurück und wurde von verschiedenen Autoren 

aufgegriffen und erweitert [DEMU89; HOUP97; HERN00]. Für die 

Berechnung schnelldrehender Schrägkugellager bzw. Spindellager 

wurden die Methoden durch Tüllmann um die Berücksichtigung 

der Fliehkraft am Innenring und den Kugeln, die Geometrieveränderung 

aufgrund von Temperatureinfluss sowie die Auswirkungen 

der Geometrie von Umbauteilen erweitert und in das Lagerberechnungsprogramm 

WinLager implementiert [TÜLL99]. Der Berechnungsalgorithmus 

wird in Bild 01 verdeutlicht. 

Um den quasistationären Gleichgewichtszustand im Lager zu berechnen 

wird ein Lagerring fixiert und der zweite solange entlang 

seiner Freiheitsgrade verschoben bis die Summe der wirkenden 

Kräfte und Momente Null ist. Die Kräfte und Momente am Wälzkörper 

sind wiederum von der Ringverlagerung abhängig. Um am 

Wälzkörper einen Gleichgewichtszustand zu erreichen, wird eine 

zweite Iteration überlagert. Zur Lösung beider Iterationen wird das 

nachfolgende lineare Gleichungssystem für Lagerring und Wälzkörper 

getrennt aufgestellt und gelöst. 

02 Beispielhaftes Berechnungsmodell 

03 Berechnungsablauf Lagermodell 

04 Ablauf gekoppelte Berechnung 

Das Ergebnis sind die notwendigen Zusatzversicherungen {Δu} für 

den Wälzkörper und den Lagerring für die Summe der Kräfte {ΔF} 

und die Steifigkeit [K] des verschiebbaren Körpers entlang seiner 

Freiheitsgrade. 

Die Ringiteration beschreibt die äußere Schleife. Innerhalb dieser 

wird für jeden Wälzkörper der Gleichgewichtszustand bestimmt. 

Dazu wird der Wälzkörper solange verschoben, bis die 

Summe der am Wälzkörper angreifenden Kräfte und Momente 

kleiner einem Grenzwert ist. Im nächsten Schritt werden Kugelkräfte 

und -momente, die auf den beweglichen Lagerring wirken 

mit den externen Kräften bilanziert und die notwenigen Verschiebungen 

bestimmt. Sobald ein Grenzwert unterschritten wird, wird 

die Berechnung abgebrochen. Ergebnis sind u. a. die Steifigkeiten 

des Lagers und der Kugeln, die Kontaktkräfte und -pressungen, 

Druckwinkel und Bohr-Roll-Verhältnisse. 

Zur Berechnung der Wechselwirkungen zwischen einzelnen Lagern 

müssen Berechnungsmodelle gekoppelt werden. Tüllmann unterscheidet 

vier einfache Einbaufälle [TÜLL99]: Anstellen des Lagers 

durch eine axial wirkende Feder, Anstellung des Lagers gegen ein 

Lager in O- oder X-Anordnung, Anstellung eines Lagers gegen zwei 

Lager sowie Anstellung von zwei Lagern gegen ein Lager in einem 



PEER REVIEWED 

05 Iterationsablauf Gleichgewichtsberechnung 

Zur Berücksichtigung der Wechselwirkungen beliebig angestellter 

Hochgeschwindigkeitswälzlager wurde eine Berechnungsmethode 

entwickelt, welche jeweils ein Modell für Wellen-Lager-Systeme 

und für Wälzlager aneinanderkoppelt. Bild 02 zeigt beispielhaft für 

ein elastisch angestelltes Spindellagerpaket in O-Anordnung den 

Aufbau des Berechnungsmodells. 

Das Modell wird aus zwei Bestandteilen zusammengesetzt: Der 

Geometrie der Bauteile (B) und den Randbedingungen bzw. Verbindungen 

(V). Im vorliegenden Fall beschreiben die Welle, das 

Gehäuse sowie die Schiebebuchse die Geometrie während die zwei 

Wälzlager, die Vorspannfeder, der Schiebesitz sowie die Fesselungen 

an die Umgebung die Randbedingungen definieren. Die mechanischen 

Eigenschaften des Systems werden im mathematischen 

Modell durch die Steifigkeiten, Dämpfungen und Massen der Geometrie 

und Randbedingungen bestimmt, welche folgendes lineares 

Differenzialgleichungssystem 2. Ordnung zusammenfasst: 

Tandem-O mit drei Lagern. Zur Berechnung wird eine weitere 

Schleife eingeführt, bei der die Verschiebungen der gegeneinander 

angestellten Lager starr aneinandergekoppelt sind. Im Fall der 

elastischen Anstellung wird zusätzlich eine Federkraft über den 

Federweg berücksichtigt. Der Gleichgewichtszustand wird durch 

das iterative Verschieben der starren Welle erreicht. Durch den beschrieben 

Ansatz können vier wesentliche Verspannungsfälle eines 

Schrägkugellagers berücksichtigt werden. Komplexe Lastfälle, wie 

bspw. unterschiedliche Lagertemperaturen, Einbautoleranzen 

oder alternative Lageranordnungen werden nicht berücksichtigt. 

Weiterhin ist eine Berücksichtigung der elastischen oder thermischen 

Verformung der Welle nicht möglich. Um diese Effekte zu 

berücksichtigen, müssen die numerischen Lagermodelle direkt in 

die FE-basierte Wellenberechnung integriert werden. Cao beschreibt 

einen entsprechenden Ansatz, nutzt allerdings ein vereinfachtes 

Lagermodell [CAO06; CAO07]. Kommerzielle Berechnungsprogramme 

nutzen ähnliche Berechnungsansätze, allerdings 

liegen keine detaillierten Informationen über den Ablauf der Berechnungen 

vor. In der Industrie finden bspw. die Programme 

Bearinx der Firma Schaeffler [SCHA05; SCHA12] und Mesys der 

Firma Mesys [MESY16] weite Verbreitung. 

GESAMTMODELL 

06 Graphische Nutzeroberfläche MTPlus 

Die Matrizen [K], [C] und [M] beschreiben die räumliche Verteilung 

der Steifigkeits-, Dämpfungs- und Masseneigenschaften des Systems. 

Sie sind quadratisch und ihre Größe entspricht dem Produkt 

aus der Anzahl der Freiheitsgrade mal der Anzahl der Knoten. Der 

Vektor {q} stellt die Verschiebungen und Verdrehung der Freiheitsgrade 

dar und dessen erste und zweite Ableitung die entsprechenden 

Geschwindigkeiten und Beschleunigungen. Auf der linken 

Seite der Gleichung stehen die an den Systemknoten in den einzelnen 

Freiheitsgraden angreifenden äußeren Kräfte {F}. Die Bauteile 

werden (Bild 02, rechts) als Bernoulli-Balken mit mehreren Knoten 

modelliert. Für die Vernetzung wird an jeder Querschnittsänderung 

der Bauteile sowie an den Positionen der Randbedingungen auf 

jedem Bauteil ein Knoten erstellt. Zusätzlich wird der Abstand zwischen 

benachbarten Knoten geprüft und bei Überschreitung eines 

Minimalabstands zusätzliche Knoten ergänzt. Als Standardwert für 

die Vernetzung ist eine Knotendichte von einem Knoten pro Millimeter 

vorgegeben. Durch das Vorgehen entstehen an den Bauteilen 

Knoten, die außerhalb der Randbedingungen liegen und damit, wie 

in Bild 02 rechts dargestellt, keiner Belastung unterliegen. Grundsätzlich 

ist es aber möglich auch an diesen Knoten Kräfte angreifen 

zu lassen, wie z. B. die Prozesskraft an der Wellenspitze oder die 

Querkraft durch einen Riemenantrieb am Wellenende. 

Die Randbedingungen sind grundsätzlich Feder-Dämpfer-Elemente, 

welche zwei Knoten auf den Geometrien miteinander verbinden. 

Die Eigenschaften der Randbedingungen hängen von der 

relativen Verlagerung und Verdrehung der Knoten ab und werden 

durch einen funktionalen Zusammenhang beschrieben: 

Die funktionale Beschreibung der Verbindungssteifigkeit ermöglicht 

die Definition beliebiger Zusammenhänge. Im Fall der Wälzlager 

wird ein numerisch analytisches Berechnungsmodell hinterlegt, 

welches die Nichtlinearität der Lager abbildet. 

LAGERMODELL 

Das numerisch analytische Lagermodell basiert auf dem oben beschriebenen 

Ansatz von Tüllmann und berechnet für eine gegebene 

Geometrie unter Berücksichtigung der Betriebsdaten und 

der Berechnungseinstellungen das Lagerbetriebsverhalten für verschiedene 

Betriebspunkte. Die Eingabegrößen werden an das 

Lagerprogramm übergeben und anschließend bis zu vier verschiedene 

Betriebspunkte berechnet. 

Die Berechnung jedes Betriebspunktes erfolgt kraft- oder weggesteuert. 

Die kraftgesteuerte Berechnung entspricht einer elastischen 

Anstellung und bringt durch Verschiebung der Position des 

beweglichen Lagerrings die internen und externen Kräfte unter Berücksichtigung 

der Steifigkeit ins Gleichgewicht. Zur Berechnung 

der Steifigkeit wird die Kraftänderung durch eine infinitesimale 


PEER REVIEWED 


Verschiebung des Lagerrings aus dem aktuellen Betriebspunkt bestimmt. 

Die Steifigkeit ergibt sich durch die Division von Kraftänderung 

und infinitesimaler Verschiebung. 

Bei der weggesteuerten Berechnung entfällt die Lageriteration. 

Die Position des beweglichen Lagerrings wird vorgegeben. Dies 

entspricht einer starren Anstellung. Ausgehend von der Geometrie 

wird unter Berücksichtigung der relativen Knotenverschiebung 

bzw. Ringverlagerung und der Betriebsbedingungen das Lagermodell 

berechnet. Dabei werden, wie in Bild 03 dargestellt, unterschiedliche 

Betriebspunkte unterschieden. 

Die Berechnung des Betriebspunkt 0 erfolgt immer kraftgesteuert 

und bestimmt die relative Position des Innen- zum Außenrings für 

die spielfreie Einbausituation als Ausgangszustand. Im Fall eines 

Spindellagers wird die Verlagerung aufgrund des Presssitz auf der 

Welle berücksichtigt. Die Vorspannkraft ist 0 N. Bei Betriebspunkt 1 

wird die Vorspannkraft bzw. der Vorspannweg aufgebracht. Im 

Betriebspunkt 2 werden erstmals Temperatur- und Drehzahleinflüsse 

berücksichtigt. Bei kraftgesteuerter Berechnung kommt es 

aufgrund der veränderten Geometrie der Lagerringe und Wälzkörper 

sowie der wirkenden Fliehkraft bei Spindellagern zu einer 

Verschiebung des Innenrings, der sogenannten kinematischen Verlagerung. 

Im letzten Betriebspunkt werden die äußeren Lasten als 

Kraft oder Weg aufgebracht. Nach der Berechnung liegen die 

Ergebnisse für jeden Betriebspunkt einzeln vor. Dies sind neben der 

Steifigkeitsmatrix insbesondere die in den Kontaktstellen wirkenden 

Bedingungen. Die Steifigkeitsmatrix beinhaltet in der Hauptdiagonalen 

die Steifigkeiten für drei translatorische und zwei rotatorische 

(Verkippung) Freiheitsgrade sowie die entsprechenden 

Kreuzsteifigkeiten. 

Der Berechnungsablauf ist für alle Wälzlagertypen identisch, wobei 

bei den Iterationen unterschiedliche Freiheitsgrade berücksichtigt 

werden. Lediglich die Geometriedefinition, die Berechnung der 

Geometrieveränderung sowie der des Kräfte- und Momentengleichgewichts 

(Bild 01) ist lagerspezifisch. Auf diese Weise können 

im gleichen Berechnungsprogramm unterschiedlichste Lagertypen 

berücksichtigt werden. Weiterhin ist es möglich im lagerspezifischen 

Teil unterschiedliche Modelle, bspw. für die Berechnung der 

Reibung oder der Kontaktkräfte, zu implementieren. Auf diese Weise 

wurden neben Berechnungsmodellen für Spindellager solche für 

Mehrpunktlager (3-Punkt- und 4-Punkt-Lager), Zylinderrollenlager, 

FRB-Lager [BREC14] sowie Kegelrollenlager hinterlegt. 

BERECHNUNGSABLAUF DER GEKOPPELTEN 

BERECHNUNG 

Die gekoppelte Berechnung folgt dem in Bild 04 dargestellten Ablauf. 

Zunächst erfolgt die Systembeschreibung, bei der die Maße 

und Anordnung der Bauteile festgelegt sowie die Verbindungen 

zwischen den Bauteilen definiert werden. Daraufhin werden die 

Systemmatrizen des FE-Modell erstellt und in der Berechnung ein 

oder mehrere Berechnungsjobs nacheinander im Solver durchgeführt. 

Innerhalb eines Jobs wird die lineare Differenzialgleichung, 

welche das Gesamtmodell beschreibt, iterativ gelöst und in jedem 

Schritt die nichtlinearen Steifigkeiten aktualisiert. Dazu werden die 

aktuellen Knotenverlagerungen der Balken an den Lagerstellen 

ausgewertet, als Eingangsgrößen ans Lagermodell übergeben und 

die Steifigkeiten neu berechnet. 

Ergebnis sind die Eigenschaften der Lager und des Systems 

sowie das aktualisierte Gesamtmodell als Ausgangspunkt für den 

nächsten Job. 

Der detaillierte Ablauf der Berechnungen kann vereinfachend für 

eine rein statische Betrachtung erläutert werden. Dazu wird das 

Differenzialgleichungssystem wie folgt reduziert: 

07 Berechnungsmodelle und Last-Verlagerungs-Kennlinien 

08 Drehzahl- und Temperatureinfluss 

Ausgehend von der Systembeschreibung werden bei der Modellerstellung 

die Bauteile vernetzt. Es werden an jedem Bauteilabsatz 

sowie an den Positionen der Verbindungen Knoten erzeugt. Überschreitet 

der Abstand zweier Knoten einen Grenzwert werden 

zusätzliche Knoten eingefügt, sodass eine ausreichend feine Vernetzung 

vorliegt. Nun können für jeden Balken die Steifigkeiten der 

einzelnen Balkenelemente berechnet und zu den Steifigkeitsmatrizen 

für Bauteile [K Bi 

] zusammengefasst werden. Diese werden zur 

Systemsteifigkeitsmatrix zusammengefasst, indem sie entlang der 

Hauptdiagonalen angeordnet werden. 

Die Steifigkeiten der Randbedingungen sind zunächst nicht in der 

Systemsteifigkeitsmatrix enthalten, da die nichtlinearen Lagermodelle 

in jedem Berechnungsschritt aktualisiert werden. Bei der 

Modellerstellung werden sie für den Ausgangszustand ohne Ver 



PEER REVIEWED 

schiebungen und Verdrehungen initialisiert. Dies entspricht der 

Einbausituation ohne Vorspannung (Betriebspunkt 0). Für den Fall, 

das bei einer starren Anstellung Reaktionskräfte aufgrund eines 

Presssitzes berücksichtigt werden sollen, kann die Ringiteration im 

Betriebspunkt 0 deaktiviert werden. Die elastische Aufweitung des 

Innenrings führt dann neben einer Änderung der Druckwinkel zu 

einer Vorspannung des Wälzlagers. 

Zur Bestimmung des Betriebsverhaltens im Leerlauf wird bei 

der gekoppelten Berechnung eines Wellen-Lager-Systems als erstes 

ein Gleichgewichtsjob durchgeführt, wobei die iterative Berechnung 

im Solver dem auf der linken Seite von Bild 05 dargestellten 

Ablauf folgt. 

Für den Ausgangszustand werden die Steifigkeitsrandbedingungen 

[K Vj 

] an den wirksamen Knotenpositionen in die Systemsteifigkeitsmatrix 

addiert und so ein lineares Gesamtmodell des Wellen- 

Lager-Systems definiert: 

Statt der außen am System angreifenden Kräfte werden im Kraftvektor 

{F} des Differenzialgleichungssystems die an den Verbindungen 

wirkenden Kräfte berücksichtigt. Diese setzten sich aus den 

Reaktionskräften aufgrund von Knotenverlagerungen sowie den 

initialen Kräften, wie der Vorspannkraft der Vorspannfeder oder der 

Lagerreaktionskraft aufgrund eines Vorspannwegs, zusammen: 

Da im Ausgangszustand noch keine Knotenverlagerungen existieren, 

wirken im ersten Iterationsschritt lediglich die initialen Verbindungskräfte. 

Durch die Lösung des linearen Gleichungssystems 

mittels einer vorimplementierten LU-Faktorisierung werden die 

Knotenverlagerungen und -verdrehungen q bestimmt. Die Gesamtverformung 

setzt sich aus der Einfederung der Knotenverbindungen 

sowie der elastischen und thermischen Verformung der Balken 

zusammen. Alle drei Anteile sind bei jedem Iterationsschritt Bestandteil 

der Lösung. Damit die elastischen und thermischen Verformungen 

der Balken nicht mehrfach berücksichtigt werden, werden 

die Anteile des vorherigen Iterationsschritts vom aktuellen 

subtrahiert. Im nächsten Iterationsschritt werden die Verbindungssteifigkeiten 

der nichtlinearen Lagermodelle für die relativen 

Knotenverschiebungen aktualisiert. 

Zum Abschluss einer Iteration werden die Abbruchbedingungen 

geprüft. Dazu werden, wie in Bild 05 rechts, für das Beispielmodell 

gezeigt, für jeden Balken die wirksamen Verbindungskräfte bilanziert. 

Die Berechnung wird solange durchgeführt, bis die Summenkräfte 

für jeden Balken den Grenzwert F grenz 

unterschreiten: 

Bei der Berechnung sind insgesamt drei Iterationen miteinander 

verschachtelt: Gesamtmodell-, Lagerring- und Wälzkörperiteration 

(vgl. Bild 01 und 04). Die Genauigkeit der Berechnung wird über 

die Abbruchbedingungen der einzelnen Iterationen gesteuert. Die 

Abbruchkriterien sind so gewählt, dass die innenliegende Iteration, 

die Wäkzkörperiteration, die höchste Genauigkeit aufweist. Im 

Gesamtsystem liegt das Abbruchkriterium bei 1 N. Bei der Ringund 

der Wälzkörperiteration jeweils eine 10er Potenz niedriger. 

Auf diese Weise wird die Wechselwirkung der einzelnen Iterationen 

reduziert. 

Um den Einfluss von Temperatur und Drehzahl im Leerlauf unabhängig 

zu betrachten, wird der Gleichgewichtsjob insgesamt drei 

Mal durchgeführt. Bei der ersten Gleichgewichtsberechnung wird 

im Lagermodell nur der Betriebspunkt 1, also die Einbausituation 

mit Vorspannung, aktualisiert. Zur Berücksichtigung der aktuell am 

Lager wirkenden Drehzahl und Temperatur wird bei der zweiten 

Gleichgewichtsiteration der Betriebspunkt 2 neu berechnet. Die 

letzte Iteration dient dazu, die thermische axiale Dehnung der Balken 

zu berücksichtigen. Ausgehend von den Knotentemperaturen 

werden thermische Ersatzkräfte für jeden Balken berechnet: 

Formelzeichen 

A m 2 Querschnittsfläche 

[C] kg/s Dämpfungsmatrix 

E N/mm 2 E-Modul 

F N Kraft 

{F} N Kraftvektor 

F Grenz 

N Grenzkraft 

F therm 

N Thermische Ersatzkraft 

{F V 

} N Reaktionskraftvektor Verbindung 

K N/m Steifigkeit 

[K] N/m Steifigkeitsmatrix 

[K B 

] N/m Bauteilsteifigkeitsmatrix 

[K V 

] N/m Verbindungssteifigkeitsmatrix 

[M] kg Massenmatrix 

q m bzw. ° Verschiebung/Verdrehung 

{q} m bzw. ° Verschiebungs-/Verdrehungsvektor 

α 1/K Wärmeausdehnungskoeffizient 

ΔF N Kraftänderung 

Δu m Verlagerung 

Φ °C Knotentemperatur 

Hier beschreiben A die Querschnittsfläche, E das E-Modul, α den 

Wärmeausdehnungskoeffizienten und Φ i 

die Knotentemperaturen 

des Balkens. Die Knotenkräfte werden für jeden Balken im Kraftvektor 

F addiert. Die thermischen Knotenverlagerungen führen zu 

einer weiteren Verlagerung an den Verbindungsstellen, deren 

Wechselwirkung mit den Lagern durch die Gleichgewichtsiteration 

berücksichtigt wird. 

Nach dem Gleichgewichtsjob befindet sich das Modell im Gleichgewichtszustand 

und dieser bildet den Ausgangzustand für weitere 

Berechnungen. Mögliche weitere Berechnungen sind die statische 

Belastung der Spindeln, die Berechnung eines Nachgiebigkeitsfrequenzgangs, 

Eigenmoden oder ähnliches. Für die Berechnung 

des statischen Nachgiebigkeitsverhaltens wird aktuell ein explizites 

Verfahren verwendet. Der Lastvektor F wird in n Teillasten zerlegt, 

die nacheinander auf das System aufgebracht werden. Nach jeder 

Lösung des Gleichungssystems werden die Lagersteifigkeiten aktualisiert. 

Die Nichtlinearität wird so berücksichtigt, es kommt allerdings 

zu einer Abweichung vom exakten Ergebnis, die mit Erhöhung 

der Schrittanzahl abnimmt. 

Die beschriebene Berechnungsmethode wurde als Software mit 

grafischer Benutzeroberfläche, wie Bild 06 zeigt, in Matlab 

im plementiert. Durch die funktionale Einbindung nichtlinearer 

Zusammenhänge im Gesamtsystem, bietet die MTPlus genannte 

Software eine einfache Möglichkeit weitere Berechnungsmodelle 

einzubinden. 


PEER REVIEWED 


VERGLEICHENDE BERECHNUNGEN 

Mit dem beschriebenen Berechnungsansatz ist es möglich die 

Montagesituation für beliebige Verspannungsszenarien und Lageranordnungen 

zu ermitteln. Im Folgenden werden die Wechselwirkungen 

zwischen den Wälzlagern unter Einfluss des Presssitzes 

am Innenring, der Temperatur und der Drehzahl für eine starre 

sowie eine elastisch angestellte Lagerung beispielhaft dargestellt. 

Zum Vergleich wurden die Berechnungen für die gleichen Eingabedaten 

mit der Berechnungssoftware Mesys (M) durchgeführt. 

Bild 07 zeigt oben die MTPlus (P) Modelle beider Spindelsysteme. 

Es werden baugleiche Hybridspindellager der Baugröße 7014 verwendet. 

Im Fall der starren Lagerung werden zwei Lager im Tandem 

gegen ein einzelnes Lager in O-Anordnung angestellt. Bei der 

elastisch angestellten Lagerung wird eine Tandem-O-Anordnung 

verwendet, wobei das hintere Lagerpaket in einer Schiebebuchse 

axial verschiebbar im Gehäuse montiert ist. Hier leitet eine Vorspannfeder 

die Vorspannkraft über die Schiebebuchse in das Lagersystem 

ein. Es wird ein Presssitz von 30 µm an allen Lagerstellen 

angenommen. Zur besseren Interpretation der Berechnungsergebnisse 

werden die Einflüsse getrennt betrachtet. Bei der Berechnung 

der Last-Verlagerungs-Kennlinien steht die Welle still und die Temperatur 

beträgt 20 °C. 

Im unteren Teil von Bild 07 sind die Last-Verlagerungs-Kennlinien 

beider Lagersysteme dargestellt. Die Kurven zeigen die axialen 

Summenkräfte an den Lagerstellen A und B über der TCP Verlagerung. 

Die Vorspannung wird durch eine initiale Ringverschiebung 

am hinteren Lager aufgebracht. Die resultierende Vorspannung beträgt 

bei MTPlus 1 160 N und bei Mesys 1 215 N. Im Fall der starren 

Anstellung ist die Steifigkeit der Lagerstelle B kleiner als die der 

Lagerstelle A, da dort nur ein Lager positioniert ist. Die Steifigkeitsänderung 

ist in Druckrichtung höher als in Zugrichtung. Hier überwiegt 

an der Loslagerseite der Einfluss der Vorspannfeder, da diese 

mit 1 N/µm im Vergleich zum hinteren Spindellagerpaket mit ca. 

200 N/µm eine deutlich geringere Steifigkeit vorweist. 

Bei der Berechnung des thermischen Einflusses wurde eine 

Gehäuse- und Wellentemperatur von 40 °C angenommen und die 

Übertemperatur der Welle von 0 – 15 °K variiert. Bild 08 zeigt oben 

die axialen Lagerrektionskräfte für die einzelnen Lager (A1, A2, 

B1, B2) über der Übertemperatur. 

Durch die Erhöhung der Gehäuse- und Wellentemperatur 

kommt es bei der starren Lagerung zu einer Reduktion der Vorspannung, 

welche im Fall von MTPlus bei etwa 650 N liegt. Dies ist 

auf den gegenüber Stahl reduzierten Wärmeausdehnungskoeffizienten 

der Keramikwälzkörper zurückzuführen. Mit zunehmender 

Übertemperatur steigt die Lastdifferenz zwischen den beiden vorderen 

Lagern. Diese entsteht durch die relative axiale Dehnung 

zwischen den beiden Lagerpositionen. Auf diese Weise verschiebt 

sich der Traganteil von anfänglich etwa 50/50 zu 100/0 bei etwa 

13 K Übertemperatur, wenn das vordere Lager vollständig entlastet 

wird. Bei der elastischen Anstellung verhalten sich die vordere und 

die hintere Lagerstelle aufgrund der Symmetrie gleich, sodass im 

Bild nur die vorderen Lager dargestellt sind. Aufgrund der relativen 

Dehnung zwischen den Lagern kommt es auch hier zu einer Verschiebung 

des Traganteils, wobei auch hier das innen liegende 

Lager höhere Kräfte aufnimmt. 

In Bild 08 ist unten die kinematische Verlagerung des TCP für 

beide Wellensysteme dargestellt. Aufgrund der unsymmetrischen 

Lageranordnung des starren Systems kommt es dort zu einer Verlagerung 

von etwa 10 µm bei 30 000 1/min in Richtung des hinteren 

Lagers. Durch die Drehzahl steigt die Steifigkeit im hinteren Lager 

stärker als im vorderen Lagerpaket. Auf diese Weise wird die Welle 

nach vorne gedrückt. Die kinematischen Effekte sind bei der elastischen 

Anstellung ungleich höher. Hier kommt es zu einer Verlagerung 

von etwa 55 µm bei 30 000 1/min. 

Der Einfluss des Presssitzes wurde für den vorgespannten 

Zustand beider Systeme betrachtet. Dazu zeigt der obere Teil der 

Tabelle die Werte für die Axialkraft sowie die axiale und radiale 

Steifigkeit der Lager beider Systeme. Im unteren Teil sind die 

gleichen Ergebnisse für unterschiedliche Übermaße an den Lagersitzen 

gezeigt. 

Aufgrund der elastischen Verformung der Welle zwischen den 

Lagern eines Lagerpakets wird das innenliegende Lager etwas 

stärker belastet, wobei der Unterschied sehr gering ist. Durch die 

Änderung des Übermaßes um 2 µm an den vorderen Lagern kommt 

es bei beiden Systemen zu einer signifikanten Verschiebung des 

Traganteils. Von der ursprünglich gleichmäßig auf beide Lager 

verteilten Last trägt das innenliegende Lager nun ca. 2/3. Durch die 

Verspannung beider Lager im Tandem tritt der Effekt bei beiden 

Systemen auf. Dies führt ebenfalls zu veränderten Steifigkeiten, 

wobei die Summe der Steifigkeit der Pakete weitergehend konstant 

bleibt. 

Die Berechnung mit Mesys zeigt qualitativ das gleiche Verhalten. 

Bei der Berechnung der starren Anstellung kommt es zu leichten 

Abweichungen, was auf unterschiedliche Berechnungsansätze bei 

den Lagermodellen zurückzuführen ist. Dieses Verhalten zeigt sich 

ebenfalls in Bild 08 oben links. Auch hier weichen die Lagerreaktionen 

leicht voneinander ab. Bei der elastischen Anstellung sind die 

Abweichungen geringer, da durch die Feder Verspannungen ausge 

Gleiches Übermaß 

Unterschiedlkiches Übermaß 

MTPlus 

Mesys 

Abweichung 

MTPlus 

Mesys 

Abweichung 

Starre Lagerung 

Elastisch angestellte 

Lagerung 

Einh. A1 A2 B1 A1 A2 B1 B2 

∆u µm 30 30 30 30 30 30 30 

F ax 

N 578 582 1 160 597 602 604 596 

k ax 

N/µm 100 100 131 101 102 102 101 

K rad 

N/µm 267 268 334 270 271 271 270 

F ax 

N 608 613 1 221 598 602 601 599 

k ax 

N/µm 102 102 133 101 101 101 101 

K rad 

N/µm 272 272 339 270 271 271 270 

F ax 

% 4,9 5,1 5,0 0,2 0,0 – 0,5 0,5 

k ax 

% 2,0 2,0 1,5 0,0 – 1,0 – 1,0 0,0 

K rad 

% 1,8 1,5 1,5 0,0 0,0 0,0 0,0 

Einh. A1 A2 B1 A1 A2 B1 B2 

∆u µm 28 32 30 28 32 32 30 

F ax 

N 397 771 1 168 410 789 697 502 

k ax 

N/µm 88 110 131 89 111 106 95 

K rad 

N/µm 235 295 335 238 297 285 255 

F ax 

N 419 805 1 223 409 792 696 505 

k ax 

N/µm 89 111 132 88 111 105 95 

K rad 

N/µm 239 297 338 237 296 284 255 

F ax 

% 5,3 4,2 4,5 – 0,2 0,4 – 0,1 0,6 

k ax 

% 1,1 0,9 0,8 – 1,1 0,0 – 1,0 0,0 

K rad 

% 1,7 0,7 0,9 – 0,4 – 0,3 – 0,4 0,0 

Einfluss des Presssitz 



PEER REVIEWED 

glichen werden. Bei der Berechnung der kinematischen Effekte 

kommt es zu einer etwas stärkeren Aufweitung des Innenrings bei 

Mesys, was bei hohen Drehzahlen zu einem Unterschied der TCP 

Verlagerung von etwa 10 % führt. 

ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 

Der vorgestellte gekoppelte Berechnungsansatz für schnelldrehende 

Wellen-Lager-Systeme ermöglicht die Berechnung des statischen 

Nachgiebigkeitsverhalten bei beliebigen Lageranordnungen und 

Vorspannungssituationen unter Berücksichtigung nichtlinearer 

Lagereigenschaften. Durch die Gleichgewichtsiteration wird es 

möglich, die Wechselwirkungen der Lager innerhalb des Lagersystems 

unter Geometrie-, Drehzahl- und Temperatureinfluss zu 

berechnen. Dabei wird neben den nichtlinearen Lagermodellen 

eine vollständige FE-Simulation der Geometriebauteile durchgeführt. 

Dies bildet die Basis für weitergehende Berechnungen des 

dynamischen Nachgiebigkeitsverhalten. 

Mit dem Modell wurden vergleichende Berechnungen zweier 

Spindelsysteme vorgestellt, bei denen der Einfluss von Last, Temperatur, 

Drehzahl und des Lagersitzes diskutiert wurden. Die Ergebnisse 

zeigen die Möglichkeiten zur Analyse von Wellen-Lager-Systemen. 

Der Vergleich der Berechnungsergebnisse zur Berechnungssoftware 

Mesys bestätigt die Funktion der Berechnungsmethode. 

Durch den modularen Aufbau wird es möglich verschiedene 

Lagertypen in das Wellensystem einzubinden. So wurden bereits 

die Kinematik eines Kegelrollenlagers im Berechnungsprogramm 

abgebildet. Das Modell wird im zweiten Teil dieses Artikels vorgestellt. 

Im nächsten Entwicklungsschritt werden weitere Lagergeometrien 

wie das Zylinderrollenlager, Mehrpunktlager und das 

Floating-Roller-Ball-Lager eingebunden. 

Teil 2 dieser Artikelserie lesen Sie demnächst in antriebstechnik. 

Literaturverzeichnis: 

[BREC14] Brecher, C.; Falker, J.: Floating Roller Ball Lager – Ein neuartiges 

Loslagerkonzept für Hochgeschwindigkeitslager. In Brecher, C.; Krüger, J.; 

Uhlmann, E.; Verl, A.; Klemm, P. (Hrsg.): Effiziente Produktion. (Reihe: 

Fortschritt-Berichte VDI: Reihe 2, Fertigungstechnik. Bd. 689). Düsseldorf: 

VDI-Verl., 2014. S. 31–40 

[BREC19] Brecher, C.; Fey, M.; Bartelt, A.; Stahl, T.; Hassis, A.: Simulation schnell 

drehender Welle-Lager-Systeme Teil 2: Berechnungsmodul für Hochgeschwindigkeits-Kegelrollenlager. 

In: Antriebstechnik. 58. Jg., 2019, Nr. 5., S. o. A. S. 

[CAO06] Cao, Y.: Modelling of high-speed machine tool spindle systems. 

Dissertation University of British Columbia, 2006 

[CAO07] Cao, Y.; Altintas, Y.: Modeling of spindle-bearing and machine tool 

systems for virtual simulation of milling operations. In: International Journal of 

Machine Tools and Manufacture. 47. Jg., 2007, Nr. 9. S. 1342–1350 

[DEMU89] deMul, J. M.; Vree, J. M.; Maas, D. A.: Equilibrium and Associated 

Load Distribution in Ball and Roller Bearings Loaded in Five Degrees of Freedom 

While Neglecting Friction – Part I: General Theory and Application to Ball 

Bearings. In: Journal of Tribology. 111. Jg., 1989, Nr. 1. S. 142–148 

[HERN00] Hernot, X.; Sartor, M.; Guillot, J.: Calculation of the Stiffness Matrix of 

Angular Contact Ball Bearings by Using the Analytical Approach. In: Journal of 

Mechanical Design. 122. Jg., 2000, Nr. 1. S. 83 

[HOUP97] Houpert, L.: A Uniform Analytical Approach for Ball and Roller 

Bearings Calculations. In: Journal of Tribology. 119. Jg., 1997, Nr. 4. S. 851–858 

[JONE60] Jones, A. B.: A general theory for elastically constrained ball and radial 

roller bearings under arbitrary load and speed conditions. In: Journal of Basis 

Engineering. 82. Jg., 1960, Nr. 2. S. 309–320 

[KREI08] Kreis, M.: Zum Eigenverhalten von Motorspindeln unter Betriebsbedingungen. 

Diss. Technische Universität Darmstadt, 2008 

[MESY16] MESYS AG: MESYS Rolling Bearing Calculation. Zürich, 2016. 

Firmenschrift 

[SCHA05] Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG: BEARINX®-online Spindelberechnung. 

Herzogenaurach, 2005. Firmenschrift 

[SCHA12] Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG: Bearinx®-online Wellenberechnung. 

Herzogenaurach, 2012. Firmenschrift 

[TÜLL99] Tüllmann, U.: Das Verhalten axial verspannter, schnelldrehender 

Schrägkugellager. Diss. RWTH Aachen, 1999 

[WECK03] Weck, M.; Brecher, C.; Schulz, A.; Keiser, R.: Stabilitätsanalyse bei der 

HSC-Bearbeitung. In: wt Werkstatttechnik online. 93. Jg., 2003, Nr. 1. S. 63–68 

DIE AUTOREN 

Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, 

Inhaber des Lehrstuhls für Werkzeugmaschinen 

und Mitglied des Direktoriums 

des Werkzeug maschinenlabors WZL, 

RWTH Aachen 

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jens Falker, 

Gruppenleiter am Werkzeugmaschinenlabor 

WZL, 

RWTH Aachen 

DANKSAGUNG 

Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgesellschaft 

DFG für die Förderung unter dem Kennzeichen BR2905/50-2 

„Radiales Loslager für Hochdrehzahlanwendungen“. 

Weiterhin danken die Autoren der Firma Mesys für die 

Bereitstellung ihrer Berechnungssoftware. 

Dr.-Ing. Marcel Fey, 

Oberingenieur am Werkzeugmaschinenlabor 

WZL, 

RWTH Aachen 


SCHWERE MASCHINEN SCHMIERMITTELFREI BETREIBEN 

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Für Einsätze unter Extrembedingungen hat Igus das schmiermittelfreie Zweikomponenten-Lager 

Iglidur Q2E entwickelt. Der Werkstoff sorgt für Verschleißfestigkeit, 

während eine harte polymere Schale das Schwerlastlager schützt. Es besteht aus 

Hochleistungskunststoffen und ist daher schmiermittel- und korrosionsfrei. Der 

Verzicht auf Schmierung ermöglicht einen wartungsfreien Betrieb der Lagerstellen und 

verhindert Maschinenausfälle aufgrund von Mangelschmierung. Außerdem können 

Schmutz und Verunreinigungen nicht mehr an den Lagerstellen anhaften und es 

gelangen weniger Fette und Öle in die Umwelt. Zwei Werkstoffe in einem gekapselten 

Aufbau sorgen dafür, dass das Gleitlager mit einem Durchmesser von 20 mm auch 

Kantenbelastungen von 7 t und mehr standhält. Im Schwenktest wurde ermittelt, dass 

eine radiale Belastung von 130 MPa möglich ist. 

www.igus.de 

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BRANDSICHERE, HALOGENFREIE LEITUNGEN 

Lapp-Kabel erweitert seine 

Leitungs-Marke Ölflex um zwei 

Modelle. Die Ölflex Servo 

2XSLCH-JB ist halogenfrei, 

flammwidrig, besteht den 

Rausgasdichtetest und ist nicht 

toxisch. Sie ist für Umgebungen 

konzipiert, in denen sich Personen 

aufhalten oder Sachwerte gelagert werden. Sie hat eine doppelte Abschirmung, 

die für hohe elektromagnetische Verträglichkeit sorgt. Es gibt sie in der vieradrigen 

und der 3+3-adrigen Variante. Bei letzterer besteht der Schutzleiter aus drei 

Adern, die zwickelfüllend und so symmetrisch zwischen den drei Leistungsadern 

liegen. Ebenfalls für Brandschutz sorgt die Steuerleitung Ölflex Classic 128 H BK 

0,6/1 kV. Sie erfüllt alle Vorschriften zu Flammwidrigkeit, Brandfortleitung, 

Halogenfreiheit, Korrosivität der Brandgase und Rauchgasdichte. Für EMV-kritische 

Umgebungen gibt es sie als geschirmte Variante. Diese verzichtet auf einen 

Innenmantel, wodurch die Leitung dünn, flexibel und leicht zu verlegen ist. 

www.lappkabel.de 

IMPRESSUM 

erscheint 2019 im 58. Jahrgang, ISSN 0722-8546 

Redaktion 

Chefredakteur: Peter Becker B. A., 

Tel.: 06131/992-210, E-Mail: p.becker@vfmz.de 

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Svenja Stenner, Tel.: 06131/992-302, 

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Doris Buchenau, Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

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Mario Wüst 

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EINE FRAGE NOCH... 

WARUM REXS 

UND NICHT GDE, 

HERR EVERT? 

GDE ist ein etabliertes Standard-Datenformat für den Austausch 

von Mess- und Fertigungsdaten einzelner evolventischer 

Stirnräder. REXS hingegen zielt darauf ab, ein möglichst umfassendes 

Gesamtgetriebemodell für die Berechnung und Simulation 

zur Verfügung zu stellen und dieses als Standard auf diesem Gebiet 

zu etablieren. Die Mengen der verwendeten Parameter beider 

Modelle überschneiden sich dabei nur gering. Diese und weitere 

Unterschiede haben auf der Suche nach einem geeigneten 

Lösungsweg zur Entscheidung geführt, REXS grundsätzlich 

unabhängig von GDE zu entwickeln. Die Überwindung der Unterschiede 

hätte sowohl auf GDE- als auch auf REXS-Seite zu großen 

Aufwänden und Kompromissen geführt. Nichtsdestotrotz gibt es 

auch einige Berührungspunkte. 

Können Sie einige dieser Punkte nennen und kann man von 

dem GDE-„Modell“ hier und da profitieren? 

Diplom-Informatiker Stephan Evert ist 

Leiter der Abteilung Bearing Analysis 

Tools Development von Schaeffler und 

Obmann des FVA-Arbeitskreises REXS. 

Wir sprachen mit ihm über das neue 

Datenformat für die Getriebebranche. 

Herr Evert, REXS ist relativ neu am Markt. Was ist REXS und was 

war die Motivation für die Entwicklung des Reusable Engineering 

EXchange Standard? 

REXS ist ein von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik 

(FVA e. V.) entwickeltes, sehr einfaches Datenformat für Getriebemodelle. 

Mit diesem Format ist es möglich, Daten zwischen CAE- 

Tools, zum Beispiel zwischen der FVA-Workbench und dem Schaeffler 

Wälzlagerberechnungs- und Simulations-Tool Bearinx auszutauschen. 

Fehleranfällige manuelle Datenübertragungen oder die 

aufwändigen Implementierungen spezieller Schnittstellen gehören 

damit der Vergangenheit an. Für die Getriebe-Branche wird dieser 

unkomplizierte und automatisierte Austausch der Getriebemodelle 

Entwicklungszeit und -kosten für Kundenapplikationen – insbesondere 

von Getriebebaukästen – deutlich reduzieren. 

REXS ist eine Neuentwicklung. Das wirft die Frage auf, warum 

nicht auf einen bestehenden Standard wie GDE (Gear Data 

Exchange, entwickelt vom VDI) aufgesetzt wurde. Schildern Sie 

uns bitte die Unterschiede und Gemeinsamkeiten beider Formate. 

REXS und GDE sollen unabhängige Schnittstellenformate für ihre 

speziellen Anwendungsgebiete bleiben. Es ist jedoch vorgesehen, 

in GDE definierte Parameter sowie deren Nomenklatur zum 

Beispiel für Stirnräder bei Bedarf in REXS zu übernehmen. Wir 

streben bei der Weiterentwicklung soweit sinnvoll eine möglichst 

enge Abstimmung zwischen beiden Formaten an. Es ist auch 

geplant, einen frei zugänglichen Konverter zu erstellen, der die 

beiden Formate soweit möglich und sinnvoll ineinander 

überführen kann. Ähnliche Vorgehensweisen sollen auch für 

andere etablierte Datenformate im Umfeld der Getriebemodellierung 

übernommen werden zum Beispiel für Kegelrad- 

Maschinendaten. 

Wie ist der aktuelle Entwicklungsstand und was ist für 

2019 noch geplant? 

Einige Punkte hatte ich soeben erwähnt. In der aktuellen Version 

1.1 sind Stirnradstufen, Kegelradstufen und Planetenstufen in 

beliebiger Kombination realisiert. Aufgenommen sind unter 

anderem auch Wälzlager, Wellen, externe Lasten und Lastkollektive, 

Schmierstoffe und Werkstoffe. Auch mittels FE-Steifigkeitsmatrizen 

beschriebene elastische Komponenten, wie beispielsweise Gehäuseteile 

sind nun umgesetzt. Sie sehen schon, dies dient dazu, künftig 

einmal eine komplette Systemanalyse auf Basis des REXS-Formates 

durchführen zu können. Konkret für 2019 steht noch die 

Modellierung von Zahnkorrekturen und Kerbstellen auf der Agenda. 

Auch an der Attributliste arbeiten wir weiter, um Berechnungs - 

standards wie zum Beispiel AGMA 2101 mit REXS bedienen zu 

können. 

www.rexs.info 


DIE antriebstechnik 

IST FÜR MICH DIE DEUTSCH- 

SPRACHIGE PLATTFORM FÜR 

EINEN KOMPETENTEN EINBLICK 

IN AKTUELLE FORSCHUNGS- 

UND ENTWICKLUNGSTHEMEN, 

INNOVATIVE PRODUKTE UND 

BEST PRACTICE BEISPIELE 

DER ANTRIEBSTECHNIK. 

Univ.-Professor Dr.-Ing. Christian Brecher, 

Mitglied des Direktoriums des Werkzeugmaschinenlabors 

(WZL) an RWTH Aachen und Institutsleiter 

des Fraunhofer IPT 

WISSEN 

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Wälzlagerlebenwirddamit vorhersehbar,die Instandhaltung planbar. Dasbringt 

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antriebstechnik 6/2019

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