antriebstechnik 7/2019

19174 

07 JULI 2019 

TITELSTORY 

14 I GETRIEBE 

Zykloidgetriebe für hohe 

Drehmomente und Lasten 

22 I LINEARTECHNIK 

Elektrische Antriebe für 

Energie managementsysteme 

34 I SPECIAL: HEAVY DUTY 

Kühle Antwort zur 

Wärmegrenzleistung 

10 I IDEENSCHMIEDE 

70 Jahre Fraunhofer – 

70 Jahre Zukunft 

www.antriebstechnik.de 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.

Vollständig 

überarbeitet! 

Die Berechnung und Gestaltung von 

Wälzlagern erreicht eine neue Ära 

Wälzlagerpraxis 

Das Standardwerk für Konstrukteure 

und Studenten in der 5. Auflage. 

Wälzlagerpraxis jetzt bestellen unter shop.engineering-news.net

EDITORIAL 

Nutze die 

Möglichkeiten 

SCHWERSTARBEIT 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

im Moment dreht sich vieles um die Digitalisierung, smarte 

Produkte, Vernetzung, die Fabrik der Zukunft, usw. Diese 

Innovationen und Konzepte sowie ihre Konsequenzen für die 

Entwicklung von Maschinen und Anlagen sind natürlich auch 

in dieser Ausgabe der antriebstechnik ein Thema. Doch 

hauptsächlich widmen wir uns auf den vorliegenden knapp 

70 Seiten der Schwerstarbeit unter widrigsten Bedingungen 

oder extremen Lasten. 

Unser Special „Heavy Duty“ nimmt Komponenten unter die 

Lupe, die sich vor allem durch ihre Robustheit und/oder 

Leistungsstärke auszeichnen. Ob Getriebe (Seite 34), Energieketten 

(38), Elektromotoren (42), Zahnkränze (46), Frequenzumrichter 

(50) oder Drehgeber (52) – unser Themenschwerpunkt 

präsentiert Ihnen eine große Vielfalt an Antriebstechnologie, 

die aggressiven Umweltbedingungen wie Staub, Vibrationen, 

Kraftstößen, Feuchtigkeit oder Hitze widerstehen kann. 

Denn auch wenn die Komplexität in Bezug auf Industrie 4.0 

immer weiter steigt – manchmal dürfen Komponenten auch 

„einfach Hardware bleiben“, wie sich auch unser Interview-Gast 

ab Seite 30 sicher ist. Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen 

und Informieren. 

Systemtechnik 

Antriebstechnik 

Spindeltechnik 

Peter Becker 

p.becker@vfmz.de 

Servicelösungen 

SPS IPC Drives Nürnberg, 26.-28.11.2019 

Halle 3A, Stand 3A-410 

KESSLER Group 

Franz-Kessler-Straße 2, 88422 Bad Buchau 

Tel.: +49 7582 809 - 0 

info@kessler-group.biz, www.kessler-group.biz

EDITORIAL 

03 Schwerstarbeit 

SOFTSTARTER 

26 

06 Menschen, Unternehmen, Märkte 

10 Ideenschmiede: 70 Jahre Fraunhofer – 70 Jahre Zukunft 

MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

SPECIAL 

Flender GmbH, 

Bocholt 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

14 TITEL Präzision in XXL 

18 Schnelligkeit zählt: von der Konfiguration bis zum Service 

LINEARTECHNIK 

22 Elektrische Antriebe für Energiemanagementsysteme 

26 Leistungskontrolle ohne Druck 

ANZEIGE 

KUPPLUNGEN UND BREMSEN 

30 Wer hat’s erfunden? – ein Interview mit Matthias Klos 

50 

ANZEIGE 

TITELBILD 

Nabtesco Precision Europe 

GmbH, Düsseldorf 

4 antriebstechnik 2019/07 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: HEAVY DUTY 

34 Kühle Antwort zur Wärmegrenzleistung 

38 Im harten Einsatz 

42 Neuer Motor schreddert gut 

46 Expertennetzwerk optimiert Kugelmühlen 

50 Seilbahn mit hohem Wintervergnügen für Sportler 

52 Damit alles glatt läuft 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

56 PEER REVIEWED Simulation schnell drehender 

Welle-Lager-Systeme – Teil 2 

67 Aktuelles aus der FVA 

SERVICE 

PENDELROLLENLAGER 

FÜR LANGLEBIGKEIT UND PROZESSSICHERHEIT 

WORLD'S 

FASTEST 

Die höchsten Tragzahlen weltweit 

Die perfekte Qualität aus dem eigenen Stahlwerk 

ist maßgebend für die Temperaturbeständigkeit 

bis 200 °C und die lange Lebensdauer 

bei hohen Belastungen. 

44 Impressum 

MEIN TIPP 

Antriebe und Antriebselemente für den Schwerlastbereich 

müssen ganz besonders widerstandsfähig 

sein und extrem rauen Umgebungsbedingungen 

wie Feuchte, Staub und immensen 

Temperaturen trotzen. Wie dies in der Praxis bspw. 

in der Papierindustrie oder in einer Schredderanlage 

aussieht, haben wir für Sie in unserem Special 

„Heavy Duty“ ab Seite 34 bereitgestellt. 

Svenja Stenner, Redakteurin, s.stenner@vfmz.de 

Innovationen, 

wie die kontrollierte 

Verschränkung und verschiedenste 

Käfigvarianten ermöglichen vielfältigste 

Anwendungen. 

MADE IN JAPAN 

www.nachi.de 

BEARINGS | HYDRAULICS | ROBOTICS | TOOLS

SOFTSTARTER 

KRÄFTIGES UMSATZPLUS BEI BOSCH REXROTH 

IM JAHR 2018 

Wechselkursbereinigt betrug das Wachstum 13 %. Der Auftragseingang 

lag Ende 2018 um 3,8 % über dem Vorjahr. In Deutschland 

stieg er um knapp 11 %. Rund ein Drittel des Gesamtergebnisses 

wurde im Rest Europas erzielt. Besonders stark entwickelten 

sich Asien, Pazifik und Afrika. Dort lag der Umsatz knapp ein 

Fünftel über dem Vorjahreswert. Wachstumstreiber waren vor 

allem Mobilhydraulik und Fabrikautomation. Neben der traditionell 

starken Position in der Industrie- und Mobilhydraulik 

positioniert sich Bosch Rexroth mehr als Anbieter von Industrie-4.0- 

Lösungen mit softwarebasierten, automatisierten und vernetzten 

Lösungen. Für das zweite Halbjahr 2019 erwartet das Unternehmen 

eine nachlassende konjunkturelle Dynamik, insbesondere 

aufgrund der nachlassenden Konsumnachfrage in China. 

www.boschrexroth.com 

Wir können auch 

Kompliziert 

HOLGER OBERGFÖLL NEUER GESCHÄFTSLEITER 

BEI NEUGART 

Neugart hat seine Geschäftsleitung erweitert 

mit Holger Obergföll als Geschäftsleiter (COO) 

Supply Chain. In dieser neu geschaffenen 

Funktion verantwortet er das Management 

sämtlicher Lieferketten. Die Stärkung der 

Supply Chain durch einen eigenen Verantwortlichen 

erfolgte im Zuge einer strategischen 

Neuausrichtung des Herstellers von 

Planetengetrieben. Denn bei der Realisierung 

von funktionierenden Getriebe-Motor-Kombinationen sind in 

einem wirtschaftlich immer anspruchsvolleren Umfeld vor allem 

Schnelligkeit und Effizienz gefragt. Als Diplomkaufmann und 

Master of Management mit Schwerpunkt Unternehmensstrategie 

verfügt Obergföll über langjährige Erfahrung im Bereich Antriebstechnik 

und Maschinensteuerung sowie im Lean-Management. 

Seine Schwerpunkte sind u. a. Supply-Chain-Prozesse in Lager und 

Bestand, die Optimierung von Produktionsabläufen mit Water 

Spider sowie die Steuerung internationaler Downstream- 

Materialflüsse. 

www.neugart.com 

INHABERWECHSEL BEI RHEIN-GETRIEBE 

Die Rhein-Getriebe GmbH, Spezialist für 

Sondergetriebe, war seit ihrer Gründung vor 

62 Jahren in Familienbesitz. Nun haben die 

Gründerfamilien das Unternehmen im 

Rahmen eines Management-Buy-Out 

verkauft. Hermann Heringer, der bisherige 

Geschäftsführer, hat alle Geschäftsanteile 

übernommen. Die Produkte des Unternehmens 

kommen überwiegend in der Medizinund 

Textiltechnik, im Brandschutz und in der Förder- und 

Sicherheitstechnik zum Einsatz. Rhein-Getriebe liefert Antriebstechnik 

u. a. für MRT- und Röntgengeräte, Textilmaschinen, 

Turmdrehkräne sowie Parkschranken und Toranlagen. Das 

bestehende Service- und Produktprogramm soll nach Angaben 

des Unternehmens weitergeführt und ausgebaut werden. 

www.rheingetriebe.com 

ABB: CEO SPIESSHOFER ZURÜCKGETRETEN 

PAN ® Hochleistungsbronzen 

für Gleitlager, Führungen und 

Verzahnungen aus speziell verhütteten 

PAN ® - Materialien 

PAN ® -GF selbstschmierende Gleitlager 

wartungsfrei - wartungsarm 

PAN-Metallgesellschaft 

Seit 1931 

Postfach 102436 

D-68024 Mannheim 

Tel.: + 49 (0) 621 42 303-0 • Fax: + 49 (0) 621 42 303-33 

kontakt@pan-metall.com • www.pan-metall.com 

Der Verwaltungsrat von ABB hat sich mit CEO 

Ulrich Spiesshofer auf dessen Rücktritt von 

der Funktion geeinigt, die er seit 2013 

innehatte. Der Präsident des Verwaltungsrates, 

Peter Voser (Bild), übernahm die 

Position des Interims-CEO. Die Suche nach 

einem neuen CEO wurde eingeleitet. Voser 

erklärte: „Um unsere Finanzziele zu erreichen, 

werden wir den Verkauf des ABB Stromnetze- 

Geschäfts wie geplant vorantreiben, die Unternehmensstruktur 

des Konzerns vereinfachen und die angekündigten Kosteneinsparungen 

erzielen. Unsere vier neuen führenden Geschäftsbereiche 

werden sich voll darauf konzentrieren, die Bedürfnisse unserer 

Kunden in den Bereichen Digitalisierung, Elektrifizierung, 

Automatisierung und Robotik zu erfüllen.“ Voser ist seit April 

2015 Verwaltungsratspräsident von ABB. Davor war er zuerst CFO 

und dann CEO von Royal Dutch Shell. Von 2002 bis 2004 war er 

CFO von ABB. 

www.abb.com 

6 antriebstechnik 2019/07 www.antriebstechnik.de 

PAN.indd 1 19.06.2019 09:03:59

SOFTSTARTER 

27,1 % 

5G in der Industrie wird Realität: SEW-Eurodrive 

rüstet erstes mobiles Assistenzsystem um 

23,5 % 

Kräftiges Umsatzplus bei Bosch Rexroth 

DIE TOP 

ONLINE-ARTIKEL 

UNSERER WEBSITE 

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. 

20,7 % 

Superwurm und Igus: Wie man eine Wurmfarm 

automatisiert 

17,1 % 

Rexroth nimmt Anwender mit auf digitale 

Reise der Lineartechnik 

11,6 % 

Diamant aus dem 3D-Drucker – Sensation oder 

Fake? 

NEUER DIGITAL-MANAGER BEI SMC DEUTSCHLAND 

Neue Aufgaben für Christian 

Ziegler (Bild r.): Als Manager 

Digital Business Development 

gestaltet er seit April die digitale 

Zukunft von SMC Deutschland. 

Seine bisherige Position als 

Manager Marketing + Communication 

übernimmt Michael 

Junkermann (Bild l.). Ziegler, 

Energieelektroniker und Wirtschaftsingenieur, war vor seinem 

Einstieg bei SMC 2015 u. a. in leitender Position bei Bosch Rexroth. 

„Im B2B-Marketing haben sich die Kanäle zum Kunden in den 

vergangenen fünf Jahren vervielfacht“, sagt er. „Zudem hat die 

Qualität der transportierten Inhalte einen ganz neuen Stellenwert 

erhalten. Dem tragen wir mit dem neuen Webauftritt Rechnung, der 

in diesem Jahr online geht.“ Junkermann blickt auf 25 Jahre Erfahrung 

in Marketing und Kommunikation zurück. Zusätzlich verantwortete er 

vor seinem Start bei SMC u. a. Engineering, Tech Support und Produktmanagement, 

strategisches Marketing und Operational Excellence in 

verschiedenen technischen Unternehmen. 

www.smc.de 

KOOPERATION OPTIMIERT SERVICE 

Die Flender GmbH, 

Bocholt, und die Wikov 

Industry a.s., Prag, haben 

eine Kooperation für 

Fremdgetriebe vereinbart. 

Im Mittelpunkt 

steht der Gedanke, den 

Kunden einen weltweit 

verfügbaren Service zu 

bieten. Beide Firmen streben eine langfristige Partnerschaft 

an, um Anlagenbetreibern ihr Serviceangebot auch für 

Getriebe anderer Hersteller zu offerieren. Die Anlagenverfügbarkeit 

ist in vielen Branchen entscheidend für den wirtschaftlichen 

Erfolg. Häufig werden in den Anwendungen 

Komponenten unterschiedlicher Hersteller eingesetzt, was die 

Wartung für den Betreiber komplex macht. Durch ihre künftige 

Zusammenarbeit bieten die beiden Getriebespezialisten ihren 

Kunden die Möglichkeit eines globalen One-Stop-Service. Mit 

den gebündelten Ressourcen profitieren Kunden künftig von 

einem Netz mit über 50 weltweiten Service-Centern. 

www.flender.com 

ELEPHANT BRAKES BY RIETSCHOTEN. 

Industrie-Scheibenbremsen nachMaß. 

So individuell wie Ihr Bedarf. 

Made in Germany. 

E-Mail: info@rietschoten.de •www.rietschoten.de •Telefon: 0511 –37207-0

Foto: U.I. Lapp GmbH 

LIEBHERR-VERZAHNTECHNIK ÜBERNIMMT 

WENZEL GEARTEC 

OWL.indd 1 04.07.2019 09:14:48 

MEIN ONLINE-LESETIPP 

ZEITREISE: 

110 JAHRE ZENTRAL SCHMIERTECHNIK 

Vor genau 110 Jahren begann Robert Bosch mit der 

Fertigung einer mechanischen Schmierpumpe, die in 

Verbrennungsmotoren für die exakte Verteilung und 

Dosierung von Schmierstoffen sorgte. Damit legte er den 

Grundstein für das weltweit größte Zentral schmiersystem- 

Portfolio von SKF. Es bietet eine enorme Bandbreite für 

nahezu alle Anwendungsgebiete – von Minimalmengenschmiersystemen 

mit wenigen Mikrotropfen bis hin zu 

Ölumlaufanlagen mit bis zu 3 000 l/min, von Systemdrücken 

in Höhe von max. 400 bar bei Fett und bis 4 000 bar 

bei Öl. Welche weiteren Pionierleistungen in der jetzigen 

SKF Lubrication Product Division stecken, verdeutlicht ein 

Blick in deren Entstehungsgeschichte. 

www.antriebstechnik.de/OL719 

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

Foto: Robert Bosch GmbH 

Liebherr-Verzahntechnik erwirbt alle Geschäftsanteile von Wenzel 

GearTec, Hersteller von Verzahnungsmessmaschinen aus Karlsruhe. 

Zum Portfolio von Wenzel gehört die WGT-Baureihe mit 4-achsigen 

Verzahnungsmessgeräten, die u. a. im Automobilbereich, in 

der Luftfahrt und im allgemeinen Maschinenbau Anwendung 

finden. Zwischen Liebherr und Wenzel besteht seit 2015 eine 

Partnerschaft. Die Integration in das Liebherr-Portfolio hat das Ziel, 

dem Kunden Closed-Loop-Systemlösungen aus einer Hand 

anzubieten. Erste Ansätze hierzu werden auf der EMO 2019 in 

Hannover vorgestellt. Wenzel GearTec wird vorerst weiterhin unter 

ihrem Namen und als hundertprozentige Tochter der Liebherr- 

Verzahntechnik tätig sein. Alle Mitarbeiter werden übernommen. 

Über den Kaufpreis haben die Vertragsparteien Stillschweigen 

vereinbart. Der Kaufvertrag obliegt der Umsetzung gewisser 

kaufmännischer Prozesse. Nach deren Umsetzung soll Liebherr als 

Gesellschafter von Wenzel agieren. 

www.liebherr.com 

AXEL KÜPPER VERSTÄRKT DAS MANAGEMENT 

BEI LMT TOOLS 

Axel Küpper wird zum 1. April 2020 die 

Position des Global Head of Product 

Lines bei LMT Tools übernehmen. Ab 

diesem Tag verstärkt er das globale 

Management und verantwortet die 

Weiterentwicklung der Produktlinien. 

Küpper bringt Erfahrung aus verschiedenen 

Management-Positionen sowie 

der Werkzeugbranche in das Unternehmen 

ein. „Mit Axel Küpper gewinnen wir einen erfahrenen 

Manager, um die strategische Entwicklung unseres Werkzeugportfolios 

voranzutreiben und den Fokus auf Kundenorientierung 

weiter zu schärfen“, sagt Daniel Ehmans, CEO des Präzisionswerkzeugherstellers 

LMT Tools. Küpper ergänzt: „Bei LMT Tools ist sehr 

viel Expertenwissen und Innovationskraft vorhanden. Dieses 

Potenzial begeistert mich und ermöglicht es gleichzeitig, unseren 

Kunden zukunftsweisende Werkzeuglösungen anzubieten.“ 

www.lmt-tools.com 


Das könnte 

Ihnen so passen 

Ob Standard, modifiziert oder speziell entwickelt: Je nach 

Anforderungsprofil optimieren unsere Edelbaustähle bei unseren 

Kunden Produktivität, Produktqualität und Workflow. Auch Ihnen 

können unsere Werkstoff-Experten die optimale Lösung anbieten 

– auf Ihren Bedarf abgestimmt, präzise nach Spezifikation erzeugt, 

in gleichbleibend hoher Qualität und verlässlich geliefert. 

www.gmh.de

70 JAHRE FRAUNHOFER – 

70 JAHRE ZUKUNFT 

Am 26. März 1949 wurde die Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten 

Forschung e. V. in München gegründet, um die hiesige Wirtschaft neu aufzubauen. Sie feiert 

nun – wie auch die Bundesrepublik Deutschland und das Grundgesetz – ihr 70-jähriges 

Jubiläum. Mit klarer Ausrichtung auf neue Schlüsseltechnologien und Märkte ist die 

Fraunhofer-Gesellschaft heute Innovationsmotor der deutschen Wirtschaft und Europas 

größte Organisation für angewandte Forschung. Wir zeigen einen Querschnitt durch 

wegweisende und aktuelle Forschungsprojekte. 


IDEENSCHMIEDE FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT 

Am 26. März 1949 bat Staatssekretär Hugo Geiger 

210 Vertreter aus Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft 

in das Bayerische Wirtschaftsministerium. Er 

hatte den Wunsch, mit der Gründung der Fraunhofer- 

Gesellschaft zum Aufbau der Wirtschaft in Bayern und Deutschland 

beizutragen. Während das Wirtschaftswunder noch in weiter 

Ferne lag und Kinder in Trümmern spielten, stellte man sich 

in einem Münchener Büro mit drei Mitarbeitenden bereits kurze 

Zeit darauf der Herausforderung, die angewandte Forschung in 

Deutschland voranzubringen. Mit der Wahl von Hermann von 

Siemens zum Präsidenten Mitte der 50er-Jahre sowie der Gründung 

erster Institute entwickelte sich Fraunhofer immer mehr 

zu einer essenziellen Säule der Wissenschaftslandschaft in 

Deutschland. Mitte der 60er-Jahre wurde Fraunhofer offiziell 

zur Trägerorganisation für angewandte Forschung im deutschen 

Innovationssystem. Das Fraunhofer-Modell der erfolgsabhängigen 

Grundfinanzierung erzeugte seit den 70ern jene 

Dynamik des Erfolgs, die bis heute anhält. Mit der deutschen 

Wiedervereinigung eröffneten sich unerwartete Chancen auf 

neue Expansion. Die Fraunhofer-Gesellschaft ergriff schneller 

und konsequenter als andere Forschungsorganisationen die 

Gelegenheit und gründete in den neuen Bundesländern über 

20 neue Institute und Einrichtungen. 

STRATEGISCHE INITIATIVEN 

01 

02 

01 Ein neues Kühlkonzept für Elektromotoren 

ermöglicht den Einsatz von Kunststoffen als 

Gehäusematerial zur Gewichtsreduzierung bei 

gleichzeitiger Erhöhung der Leistungsdichte 

02 EU-Kommissar Günther H. Oettinger (Bild l.) 

erhielt das Ehrenzeichen ‚Der Fraunhofer‘ für 

seine besonderen Verdienste rund um das 

deutsche und europäische Innovationsgeschehen 

Das deutsche Wissenschaftssystem findet international Beachtung, 

die Leistungen im Industrietransfer, die Netzwerke 

zwischen Wirtschaft, Wissenschaft und Politik sind weltweit 

beispielhaft. Mit aktuell 72 Instituten und Forschungseinrichtungen, 

mehr als 26 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, einem 

jährlichen Forschungsvolumen von mehr als 2,5 Mrd. EUR und 

zahlreichen internationalen Kooperationen zählt Fraunhofer zu 

den wirkungs stärksten Forschungsorganisationen. Mehr als 

zwei Drittel ihres Budgets verdient die Gesellschaft durch Vertragsforschung 

selbst, etwa ein Drittel erhält sie als Grundfinanzierung 

von Bund und Ländern. Auf dieser Basis und mit der 

klaren Ausrichtung auf neue Technologien und Märkte ist die 

Fraunhofer-Gesellschaft zum Innovationsmotor der deutschen 

Wirtschaft geworden: Vom Airbag bis zur weißen LED, vom 

Kautschuk aus Löwenzahn bis zur MP3-Technologie reichen 

die Erfindungen und Entwicklungen, die aus ihr hervorgegangen 

sind. 

Mit der Agenda 2022 hat die Fraunhofer-Gesellschaft eine 

Roadmap für ihre Forschungsaktivitäten definiert. Ein wichtiges 

Ziel ist die Entwicklung umfassender technologischer 

System lösungen für den Standort Deutschland. Dazu wurden 

‚Prioritäre Strategische Initiativen‘ zu sieben wichtigen Forschungsthemen 

ins Leben gerufen. In den Prioritären Strategischen 

Initiativen – kurz PSI – bündelt die Gesellschaft die 

Kompetenzen ihrer Institute, um umfassende Systemlösungen 

für strategisch wichtige Fragestellungen zu erarbeiten. Alle 

Themen haben eine hohe Relevanz für die deutsche und europäische 

Wirtschaft und Gesellschaft. Kognitive Systeme, Künstliche 

Intelligenz und Datensouveränität, Batteriezellfertigung, 

Programmierbare Materialien, Quantentechnologie, Translationale 

Medizin, Öffentliche Sicherheit und die Biologische 

Transformation bilden das aktuelle Themenfundament. 

„Die Zukunft ist seit jeher der Antrieb für die Fraunhofer-Gesellschaft“, 

erläutert Präsident Prof. Reimund Neugebauer die 

Mission der Fraunhofer-Gesellschaft. „Wie bauen wir intelligente 

Maschinen, denen jeder vertraut? Wie lassen sich Medikamente 

so her stellen, dass sie schneller und günstiger den Patienten 

helfen? Wie sorgen wir verantwortungsvoll dafür, dass 

sich jeder sicher fühlt? Als Forschende und Unternehmer beantworten 

wir diese Fragen und verstehen uns als verantwortungsvolle 

Taktgeber von Wirtschaft und Gesellschaft.“ 

FORSCHUNG FÜR EUROPA 

Den Auftakt zum Jubiläumsjahr bildete am Gründungstag ein 

Festakt mit anschließendem Bayerischen Staatsempfang in 

München, zu dem hochrangige politische Vertreterinnen und 

Vertreter aus München, Berlin und Brüssel ebenso erschienen 

sind wie ausgewählte Repräsentanten aus Wirtschaft und Wissenschaft. 

Unter dem Thema ‚Forschung für Europa‘ betonte 

Prof. Reimund Neugebauer: „Es ist essentiell, Forschung nicht 

nur exzellent zu betreiben, sondern neue Themen frühzeitig zu 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2019/07 11

IDEENSCHMIEDE FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT 

03 Ein neues Machine-Learning- 

Tool hilft in der Magnetent wicklung, 

um ferromagnetische 

Kristalleigenschaften neuer 

Materialzusammensetzungen 

einfach und schnell 

vorherzusagen 

W 

WER WAR JOSEPH VON FRAUNHOFER? 

Joseph Fraunhofer 

(* 6.3.1787 – † 7.6.1826), seit 

1824 Ritter von Fraunhofer, war 

ein deutscher Optiker und 

Physiker. Er begründete am 

Anfang des 19. Jahrhunderts den 

wissenschaftlichen Fernrohrbau. 

Ein farbreiner Objektivtyp, das 

Fraunhofer-Objektiv, wurde nach 

ihm benannt. Seine hervorragendste 

Leistung bestand in 

der Ver bindung von exakter wissenschaftlicher Arbeit und 

deren praktischer Anwendung für neue innovative Produkte. 

Mit dieser Denkweise wurde der Autodidakt Joseph von 

Fraunhofer zum Vorbild und Namensgeber der heutigen 

Fraunhofer-Gesellschaft. Sehen Sie eine eindrucksvolle 

Video-Reportage über das Lebenswerk von Joseph von 

Fraunhofer in unserem Digitorial (siehe Kasten rechts). 

Quelle: Wikipedia 

identifizieren und Zukunftsimpulse zu setzen. So können wir 

schneller auf Marktanforderungen reagieren. Unsere Mitarbeiterinnen 

und Mitarbeiter sind dabei die Grundlage unseres Erfolges. Sie 

meistern wie unser Namenspatron den Spagat zwischen Forschung 

und unternehmerischem Denken, sie übernehmen Verantwortung 

für die Zukunft, erarbeiten Lösungen für die Herausforderungen 

von morgen und fragen immer wieder aufs Neue: What’s next?“ 

Notiz am Rande: Unter dem Slogan „What’s next?“ wird das 

Jubiläum übrigens von einer Messenger-Kampagne begleitet. Wie 

das genau funktioniert, erfahren Sie in unserem Digitorial unter 

www.antriebstechnik.de/digi_719. 

Dr. Reinhard Ploss, CEO der Infineon Technologies AG, erklärte: 

„Für die Industrie ist Innovationskraft ein essenzieller Erfolgsfaktor. 

Die Fraunhofer-Gesellschaft steht wie keine andere Organisation 

für anwendungsorientierte Forschung und den erfolgreichen 

Transfer von neuen Erkenntnissen und Technologien in den Markt. 

Um im Innovationswettbewerb mit anderen Regionen der Welt 

dauerhaft erfolgreich zu sein, müssen Forschungsorganisationen 

und Unternehmen in Deutschland und Europa den Wissenstransfer 

weiter beschleunigen. Dabei sind die Kombination verschiedener 

Wissensbereiche und der Fokus auf Schlüsseltechnologien für 

wirtschaftlich und gesellschaftlich bedeutende Anwendungsbereiche, 

etwa Energie, Mobilität, industrielle Fertigung und Cybersicherheit, 

entscheidend.“ 

Paul de Krom, CEO der Niederländischen Organisation für Angewandte 

Naturwissenschaftliche Forschung (TNO), fügte hinzu: 

„Der Ehrgeiz, das zu bewahren was wir haben, ist nicht gut genug. 

Unser Ehrgeiz, unsere Mission, muss weit darüber hinausgehen. 

Unser Ziel muss es sein, die Besten zu sein. Europa muss weiterhin 

an der Spitze darin sein, seine Unternehmen weiterzuentwickeln 

und sein Wissen zu vergrößern und in die Anwendung zu überführen. 

Nur so können wir uns im internationalen Wettbewerb erfolgreich 

und langfristig an der Spitze positionieren.“ 

VERLEIHUNG DES EHRENZEICHENS 

Im Rahmen des anschließenden Bayerischen Staatsempfangs erhielt 

Günther H. Oettinger, EU-Kommissar für Haushalt und Personal, 

das Ehrenzeichen ‚Der Fraunhofer‘ als höchste Auszeichnung 

der Fraunhofer-Gesellschaft für seine besonderen Verdienste rund 

um das deutsche und europäische Innovationsgeschehen. Kommissar 

Oettinger sagte: „Die Innovationsfähigkeit von Wirtschaft 

und Gesellschaft wird angesichts der durch die Digitalisierung ausgelösten 

enormen Beschleunigung des technologischen Fortschritts 

zur Schlüsselkompetenz für die Erhaltung unseres gesellschaftlichen 

Wohlstands. Die Europäische Union wird ihre Anstrengungen 

im Bereich von Forschung und Innovation in ihrem 

nächsten Forschungsrahmenprogramm ‚Horizont Europa‘ deshalb 

signifikant erhöhen. Damit aber die europäische Forschung auch 

zu europäischer Innovation führt, braucht es unbedingt Organisationen 

wie Fraunhofer, die helfen, die häufig bestehende Lücke zwischen 

reiner Forschung und ihrer wirtschaftlichen Nutzung zu 

schließen. Das Konzept der Fraunhofer-Gesellschaft ist ein Erfolgsmodell, 

insbesondere, weil es mit seiner dezentralen Struktur 

regionale Cluster stärkt.“ 


70 JAHRE 

FRAUNHOFER – 

DIE HIGHLIGHTS 

ISSEN SCHAFFT IDEEN *** WISSEN SCHAFFT IDEEN *** WISSEN SCHAFFT IDEEN *** 

Erleben Sie die Geschichte der Fraunhofer-Gesellschaft sowie die 

Highlights aus 70 Jahren Forschung in unserem Digitorial – also auf 

einer Webseite ohne störende Navigation, Banner oder Sidebars. 

Scrollen Sie nach Lust und Laune durch Galerien, Videos, Grafiken 

und weiterführende Links. Das ist Storytelling in seiner modernsten 

Form: interaktiv – kurzweilig – informativ – unterhaltsam. 

www.antriebstechnik.de/digi_719 

Scrollen 

Sie durch 

70 Jahre 

Forschung: 

www.antriebstechnik.de/ 

digi_719 

INSTITUT FÜR KOGNITIVE SYSTEME 

Im Rahmen des Festaktes gab es zudem eine gemeinsame 

Erklärung der Fraunhofer-Gesellschaft, sowie der beiden 

Münchener Universitäten LMU und TUM zum Aufbau 

eines Instituts für Kognitive Systeme in Bayern, um 

Lösungen für drängende Fragen aus den Bereichen 

Künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen und 

Cybersicherheit zu finden. Die drei Organisationen werden 

ihre Expertisen in diesen zukunftsweisenden Themen 

künftig bündeln und ergänzen, um so die notwendige 

Brücke zwischen der Grundlagen- und der Anwendungsforschung 

zu schaffen. In Kooperation mit weiteren 

Akteuren wird ausgehend vom Standort München ein 

Gesamtkonzept entwickelt, das sich zu einem wesent lichen 

Bestandteil der KI-Strategie der Bundesregierung entfalten 

soll. Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte 

werden resiliente kognitive Systeme und KI sowie KI für 

autonome Systeme sein. 

KUNDENSPEZIFISCHE 

ANTRIEBE FÜR 

Maschinenbau 

Luftfahrt 

Automotive 

Erneuerbare Energien 

DIGITORIAL MIT SPANNENDEN INHALTEN 

Zum Jubiläum widmet die Redaktion antriebstechnik der 

Fraun hofer-Gesellschaft ein eigenes Digitorial (siehe 

Kasten oben). Es erwarten Sie zahlreiche spannende 

Projekte, interessante Infor mationen und hilfreiche Links. 

Wir entführen Sie in die wunderbare Welt der Fraunhofer- 

Gesellschaft unter: 

www.antriebstechnik.de/digi_719 

Fotos: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten 

Forschung e. V. 

www.fraunhofer.de 

Brandenburger Strasse 10 D-88299 Leutkirch im Allgäu 

phone +49 7561 98248-0 info@ate-system.de 

www.ate-system.de 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2019/07 13 

ATE.indd 1 27.05.2019 09:30:54


TITEL 


TITEL 


ZYKLOIDGETRIEBE FÜR HOHE DREHMOMENTE UND LASTEN 

PRÄZISION IN XXL 

Für Heavy-Duty-Anwendungen bietet 

Nabtesco ein fein abgestuftes 

Produktportfolio an leistungsstarken 

Getriebesystemen mit 

Nenndrehmomenten bis zu 28 000 Nm. 

Die Spezialisten für hohe Drehmomente 

und große Traglasten zeichnen sich durch 

eine außergewöhnliche Kraft, hohe 

Positioniergenauigkeit sowie eine 

kompakte Bauform aus – und nehmen es 

mühelos mit den größten 

Schwergewichten auf. 

Marcus Löw ist Geschäftsführer der Nabtesco Precision Europe 

GmbH in Düsseldorf 



TITEL 

Ob große Glasscheiben, Bleche, Maschinenteile oder sogar 

ganze Fahrzeuge – wenn es um die Handhabung und 

Positionierung schwerer Lasten geht, braucht es 

kraft volle und robuste Getriebelösungen. „Überall, wo 

größere Bauteile zuverlässig und genau in Position gebracht werden 

müssen, sind drehmomentstarke Kraftpakete mit höchster 

Präzision gefragt“, so Daniel Obladen, Head of Sales General 

Industries bei der Nabtesco Precision Europe GmbH, dem weltweit 

größten Hersteller von Zykloidgetrieben. 

ZYKLOIDGETRIEBE SIND AUF DEM VORMARSCH 

Bisher übernehmen oft noch Hydrauliksysteme oder große Planetengetriebe 

diese Aufgabe. „Infolge des steigenden Automatisierungsgrades 

lässt sich aber auch hier ein Trend hin zu Zykloidgetrieben 

feststellen“, erzählt der Vertriebsleiter. Das verwundert nicht. 

Schließlich haben sich die Nabtesco-Getriebe in der Robotik bereits 

millionenfach bewährt und gehören längst zur „Grundausstattung“ 

der meisten Roboter. Diesen Erfolg haben sie ihrer besonderen 

Technologie zu verdanken. Aufgrund der zykloiden Bauform erfolgt 

eine nahezu spielfreie Kraftübertragung bei höchster Steifigkeit und 

Übertragungsgenauigkeit. Das macht die Getriebesysteme außerordentlich 

leistungsfähig, sehr präzise und extrem robust – Eigenschaften, 

von denen auch Heavy-Duty- Anwendungen profitieren. 

„Die hohen Drehmomentleistungen bei minimalem Spiel 

erlauben schnelle und präzise Positionierbewegungen mit hohen 

Traglasten ohne Nachschwingen“, macht Obladen deutlich. „Dank 

der Rollen-Exzenter-Konstruktion verteilt sich die Kraft zudem sehr 

gleichmäßig, was für minimalen Hystereseverlust und enorme 

Widerstandsfähigkeit gegen Schockbelastungen sorgt.“ In Not-Halt- 

Situationen kann das Getriebe so das Fünffache des Nenn drehmoments 

aufnehmen. Die rollende Reibung aller an der Kraftübertragung 

beteiligten Elemente garantiert außerdem ein sehr geringes 

Losbrechmoment. Zudem ist die Spielzunahme auch über einen 

langen Zeitraum verschwindend gering – ein großes Plus gegenüber 

normalen Planetengetrieben, die im Laufe ihres Lebens häufig 

mit zunehmendem Spiel zu kämpfen haben. Darüber hinaus sind 

die Getriebe von Nabtesco äußerst wartungsarm, langlebig sowie 

kompakt konstruiert. 

FEIN ABGESTUFTES PRODUKTPORTFOLIO 

„Alles in allem sind Zykloidgetriebe effizienter, energiesparender, 

sicherer und umweltfreundlicher als Hydraulikanwendungen“, 

betont Obladen und ergänzt: „Außerdem sind sie im Vergleich zu 

mehrstufigen Planetengetrieben konstruktionsbedingt deutlich 

steifer und dabei kompakter, nämlich circa 50 Prozent kürzer, sowie 

leichter und können diese dank ihrer besseren Leistungsdaten in 

vielen Applikationen ersetzen.“ Ein Beispiel sind Walzen- und 

Trommelantriebe. Obladen: „Die hohe Präzision der Zykloidgetriebe 

hat den Nebeneffekt, dass der Übertragungsfehler im Getriebe sehr 

gering ist. Dadurch bleibt die Abtriebsdrehzahl sehr konstant. Das 

ist u. a. bei der Herstellung von Gummimatten für Autoreifen wichtig. 

Zy kloidgetriebe machen Planetengetrieben daher auch in diesem 

Bereich verstärkt Konkurrenz.“ Aber auch für schwer gewichtige 

Handlingapplikationen ist der Einsatz von Zykloid getrieben in vielen 

Branchen ein Gewinn. Speziell für Präzisions anwendungen mit 

höheren Lasten bietet Nabtesco daher ein fein abgestuftes Produktportfolio, 

das selbst den anspruchsvollsten Aufgaben optimal gerecht 

wird – von hochintegrierbaren Einbausätzen und vollständig 

geschlossenen Getriebeeinheiten (Getriebeköpfe) mit Voll- oder 

Hohlwelle bis hin zu kraftvollen Drehtischen. 

DAS GRÖSSTE PRÄZISIONSGETRIEBE DER WELT 

Mit einem Nenndrehmoment von 28 000 Nm ist das RV-2800N 

derzeit das größte und robusteste Präzisionsgetriebe der Welt. Die 

strapazierfähigen Einbausätze mit Vollwelle bieten eine optimale 

Kombination aus Leistungsstärke, Torsionssteifigkeit sowie 

Kompaktheit und erschließen Robotern so völlig neue Einsatzbereiche, 

in denen sich Anwender bisher mit Lösungen wie 

Hydraulik oder Spindeln behelfen mussten. Seine kompakte Bau- 

01 Die Vollwellengetriebe der RV-N-Serie wurden speziell für die Robotik entwickelt 

02 Das RS-900A ist für Traglasten bis zu 9 t ausgelegt 

03 Das RV-1200C verfügt über eine großzügig dimensionierte Hohlwelle 

01 

04 Unkomplizierte Plug-&-Play-Lösung: RHR-1500E mit Drehmomentstütze 

05 Dank seiner kompakten Bauform eignet sich das RS-900A ideal für den Einsatz in 

Drehtischen und Positionierern 

02 03 

04 


TITEL 


form hat der Getriebe-Superlativ dem Hauptlager mit integriertem 

Innenring zu verdanken: Die Verstärkung der Exzenterwellenlagerung 

bewirkt eine sehr hohe Leistungsdichte. Anwendung findet das 

RV-2800N u. a. in der Robotik, im Automobilbau, in der Glasindustrie 

sowie im Schiffs- und Bergbau, auf Bohrinseln und in Kränen. „Hier 

profitieren die Applikationen auch von den guten Eigenschaften wie 

dem geringen Gewicht, der hohen Präzision und der hohen Überlastfähigkeit“, 

erklärt Vertriebsleiter Obladen. 

Wenn der Bauraum besonders knapp ist, sind Hohlwellengetriebe 

wie das RV-1200C (Nenndrehmoment = 12 000 Nm) eine ideale 

Wahl. Die hohle Mittelachse erlaubt es, Versorgungsleitungen, 

Kabel und Antriebswellen einfach und platzsparend durch das 

Zentrum des Zykloidgetriebes hindurchzuführen, und begünstigt 

gleichzeitig die Belastbarkeit. Im Getriebe-Inneren sind sie nicht 

nur optimal untergebracht, sondern auch bestens vor äußeren Einflüssen 

geschützt. Die Hohlwelle bleibt nicht starr, sondern dreht 

konstruktionsbedingt mit der Abtriebsdrehzahl mit. Dies hat den 

Vorteil, dass über einen Geber an der Hohlwelle die Position der 

Antriebswelle direkt ermittelt werden kann. Aufgrund seiner hohen 

Leistungsfähigkeit eignet sich das RV-1200C für eine Vielzahl an 

Antriebsaufgaben, die hohe Drehmomente und eine kompakte 

Bauweise erfordern. 

UNKOMPLIZIERTE PLUG-&-PLAY-LÖSUNG 

Während die Integration der Einbausätze RV-2800N und RV-1200C 

einen gewissen Engineering-Aufwand erfordert und insbesondere 

bei großen Stückzahlen das absolute Nonplusultra ist, sind beim 

RH-1500E (Nenndrehmoment = 15 000 Nm) Antriebsritzel und 

Motorflansch für alle gängigen Motortypen bereits integriert. So 

lassen sich die vollständig geschlossenen Getriebeeinheiten schnell 

und einfach in den Antriebsstrang integrieren – eine unkomplizierte 

Plug-&-Play-Lösung. Die integrierten Schrägkugellager nehmen 

axiale und radiale Lasten sowie Biegemomente auf und tragen zur 

hohen Widerstandsfähigkeit gegen Stoß- und Überbelastung bei. 

Dank seines innovativen Tribologiekonzepts ist das RH-1500E 

zudem extrem wartungsarm. Für Applikationen in der Lebensmittel- 

und Verpackungsindustrie ist das hygienische Design mit 

seinen glatten Oberflächen und optimierten Dichtungen ideal. 

„Bei den Schwerlastgetrieben der Serien RV-N, RV-C und RH-E 

liegt der Fokus in erster Linie auf hohen Drehmomenten“, erläutert 

Obladen. „Im Gegensatz dazu stehen beim RS-900A vorwiegend 

große Traglasten im Vordergrund.“ Die robusten Präzisionsgetriebe 

mit Hohlwelle sind für Axiallasten bis zu 9 t ausgelegt und eignen 

sich optimal für den Einsatz in Drehtischen und Positionierern. 

„Herkömmliche Drehtische sind meistens mit Schneckengetrieben 

ausgestattet, die naturgemäß nach einer gewissen Zeit Verschleißerscheinungen 

aufweisen“, so der Vertriebsleiter. „Die RS-Getriebe 

dagegen sind absolut verschleißarm sowie nahezu spielfrei und 

stellen eine echte Alternative zu klassischen Lösungen dar.“ Die 

gusseiserne Basis lässt sich einfach am Boden montieren und gewährleistet 

einen stabilen Stand. Der Motor wird im rechten Winkel 

angebaut und ist damit leicht zugänglich. Durch die stabile, 

strapazierfähige Konstruktion sowie die hohe Leistungsfähigkeit 

sind die RS-Exzentergetriebe herkömmlichen Nockenwellen- und 

Schneckengetrieben deutlich überlegen. 

GROSS BIS INS KLEINSTE DETAIL 

Egal welche Anforderung, Anwendung oder Branche – wo immer 

große Lasten punktgenau positioniert werden müssen, machen die 

robusten und kompakten Getriebe-Giganten von Nabtesco eine 

gute Figur und handhaben Schweres mit Leichtigkeit. Dabei hat 

sich der japanische Hersteller mit Europazentrale in Düsseldorf 

nicht nur mit seinen bewährten Getriebeserien einen Namen gemacht, 

der Zykloidgetriebehersteller gilt auch als ausgewiesener 

DIE IDEE 

„Die Positionierung und Handhabung 

schwerer Lasten und großer Teile 

stellt hohe Anforderungen an die 

eingesetzten Getriebelösungen. 

Speziell für Präzisionsanwendungen 

im Heavy-Duty-Bereich bieten wir ein 

fein abgestuftes Produktportfolio, 

das selbst den anspruchsvollsten 

Aufgaben gerecht wird. Unsere 

robusten, präzisen und kompakten 

Zykloidgetriebe haben sich weltweit 

in den unterschiedlichsten Branchen 

bewährt und sind eine echte 

Alternative zu Hydrauliksystemen 

und großen Planetengetrieben.“ 

Marcus Löw, Geschäftsführer, 

Nabtesco Precision Europe GmbH 

05 

Engineering-Spezialist: In enger Zusammenarbeit mit dem Kunden 

entwickelt und fertigt Nabtesco spezielle Antriebskonzepte, die 

perfekt an die jeweilige Applikation angepasst sind. Denn auch bei 

großen Getrieben zählt das kleinste Detail. 

Fotos: Nabtesco Precision Europe GmbH 

www.nabtesco.de 



01 V. l.: Bernd Cihlar, 

Geschäftsleiter Technik, 

Holger Obergföll, Geschäftsleiter 

Supply Chain, Bernd Neugart, 

Geschäftsführer 

GETRIEBE-MOTOR-KOMBINATIONEN 

SCHNELLIGKEIT ZÄHLT: VON DER 

KONFIGURATION BIS ZUM SERVICE 

Jede funktionierende Getriebe-Motor-Kombination ist das Ergebnis eines komplexen 

Prozesses – von der Konfiguration bis zum laufenden Betrieb. Gleichzeitig sind bei der 

Realisierung Schnelligkeit und Effizienz gefragt. Denn beide stellen in einem wirtschaftlich 

immer anspruchsvolleren Umfeld entscheidende Wettbewerbsfaktoren dar. Als Hersteller 

von Planetengetrieben reagiert Neugart auf diese spezifische Marktforderung mit einem 

umfassenden Gesamtpaket aus Hardware, Tools, Supply Chain und Services. 

Bernd Cihlar ist Geschäftsleiter Technik, Holger Obergföll ist Geschäfts leiter 

Supply Chain und Sascha Saumer ist Produktmanager Tools & Trainings, 

alle bei der Neugart GmbH in Kippenheim 

Von A wie Automation bis Z wie Zerspanungstechnik 

kommen Getriebe-Motor-Kombinationen in vielen 

Branchen und Anwendungen zum Einsatz. Und zwar in 

aller Regel störungsfrei und mit dem gewünschten 

Ergebnis. Doch damit die Anlagen so problemlos funktionieren, 

muss im Vorfeld bereits vieles gelungen sein. Denn jede einzelne 

Phase der Prozesskette stellt spezifische Anforderungen – und verlangt 

entsprechende Lösungen: Von Planung und Konfiguration über 

Herstellung und Lieferung bis hin zum Service im laufenden Betrieb. 

ERFOLGSFAKTOREN BEI PLANUNG UND 

KONFIGURATION 

Am Beginn einer jeden Getriebe-Motor-Kombination steht eine 

spezifische Antriebsaufgabe. Je mehr Auswahlmöglichkeiten an 

Getrieben und passenden Motoren bestehen, desto besser lässt 

sich tatsächlich die optimale Lösung finden. Ein großes Portfolio 

auf Seiten des Getriebeherstellers schafft die Voraussetzung dafür – 

ebenso wie die Kompatibilität der Getriebe mit möglichst vielen 

Motoren. Neugart erfüllt diese Anforderung z. B. mit einem ausgefeilten 

Getriebebaukasten, der theoretisch über 2,5 Mio. Kombinationsmöglichkeiten 

bereithält. 

Angesichts dieser Fülle wird schnell klar, dass sich ein 

ziel führender Auswahl- und Konfigurationsprozess nicht mehr 

manuell durchführen lässt. Vielmehr ebnen heute intelligente 

Algorithmen und smarte Tools den Weg zum optimalen Getriebe. 

Ein erfahrener Vertriebstechniker kann so in wenigen Minuten 

eine neue Getriebe-Variante erstellen, die dazu notwendige 

Dokumentation erzeugen und auch gleich den Betriebsauftrag an 

die Produktion weitergeben. 



SMARTE TOOLS BESCHLEUNIGEN AUSLEGUNG 

Noch schneller geht es, wenn der Kunde selbst ein Konfigurationstool 

nutzt. Vor diesem Hintergrund hat Neugart sein Angebot an kostenlosen 

Auswahl- und Auslegungstools zur Motek 2018 um zwei neue 

leistungsstarke und intuitiv bedienbare Softwarelösungen erweitert: 

Die Berechnungssoftware Neugart Calculation Program in der 

aktuellen Version 4.1 (NCP 4.1) zur Dimensionierung und Überprüfung 

der applikationsbedingten Kennwerte. Und den Tec Data 

Finder (TDF) zur Überprüfung der geometrischen Vereinbarkeit von 

Getriebe und Motor sowie zur Bereitstellung von CAD-Modellen und 

Datenblättern. 

Kurz gesagt, führt der TDF – auch auf mobilen Endgeräten – sehr 

schnell und einfach zur passenden Getriebe-Motor-Kombination, 

indem er nur die jeweils passenden Gegenstücke anzeigt. Der 

Auswahlprozess kann sowohl vom Motor ausgehen als auch vom 

Getriebe. Daten für mehr als 17 000 Motoren aller gängigen Hersteller 

sind dafür in der Software hinterlegt. Bis zu fünf verschiedene 

Getriebe können dabei miteinander verglichen werden. Unterschiede 

innerhalb der technischen Daten werden so markiert, dass sie auf 

einen Blick deutlich sichtbar sind. Damit lässt sich schnell erkennen, 

welches Getriebe die technischen Anforderungen optimal abdeckt. 

Nach der Konfiguration erhält der Anwender bei Neugart auf Anforderung 

sofort CAD-Modelle sowie technische Datenblätter. Auf 

Wunsch werden zudem entsprechende Angebote erstellt. 

Die ebenfalls komfortabel bedienbare Auslegungssoftware NCP 

ermöglicht es hingegen, den spezifischen Applikationsfall durchzurechnen 

und in sehr kurzer Zeit den passenden Antriebsstrang zu 

ermitteln. Die Basis dafür bildet nicht nur die komplexe Motorendatenbank, 

sondern auch ein breites Spektrum an vorgegebenen 

Applikationen und Lastfällen wie Ritzel-Zahnstange, Spindel, 

Riemen, Förderband, Drehtisch, Schubkurbel oder diverse Wickler. 

Im Ergebnis erhält der Nutzer Vorschläge zur optimalen Getriebe 

Motor-Kombination für seine Anwendung. Nach Auslegung des 

kompletten Antriebsstrangs führt ein Vergleich der unterschiedlichen 

Auslegungen zur kosten- und energieeffizientesten Option. Darüber 

hinaus liefert die Software eine umfangreiche technische Dokumentation 

aller Berechnungsschritte und gewährleistet den direkten 

Zugriff auf die Maßblätter und CAD-Dateien der selektierten 

Produkte. Für den Konstrukteur bedeutet das einen erheblichen 

Mehrwert und deutlichen Zeitgewinn. 

HOHER AUTOMATISIERUNGSGRAD OPTIMIERT 

FERTIGUNG 

Ist die Konfiguration abgeschlossen und die Bestellung beim 

Hersteller eingegangen, ist dieser gefordert, das gewünschte Getriebe 

möglichst schnell zu produzieren und zum Kunden zu bringen. Eine 

direkte Datenübertragung zwischen Konfigurationstool und Produktion 

beschleunigt den ersten Schritt und vermeidet Fehler. Dann 

liegen die Herausforderungen in der tatsächlichen Fertigung. Und 

hier bieten Digitalisierung und neue Methoden zur Steigerung der 

Effi zienz Chancen und Möglichkeiten, an die vor einigen Jahren noch 

gar nicht zu denken war. 

So ist es Neugart durch die zunehmende Automatisierung von 

Maschinen und die Digitalisierung von Prozessen gelungen, die 

Transparenz stark zu erhöhen und Reibungsverluste zu minimieren. 

In einer solchen vernetzten Umgebung ist jederzeit klar, was zu 

welchem Zeitpunkt gefertigt werden soll. Ressourcen können 

dementsprechend effizient eingesetzt werden. 

02 

03 

04 

02 Heute ebnen intelligente Algorithmen und 

smarte Tools den Weg zum optimalen Getriebe 

03 Automatisierung und Digitalisierung 

ermöglichen neue Potenziale in der Fertigung 

04 Das große Getriebe-Portfolio ermöglicht es 

für jeden Anwendungsfall die passende 

Getriebe-Motor-Kombination zu finden 



05 Eine optimierte Supply-Chain mit 

Methoden wie U-Shapes, Routenzügen, SMED 

und Kanban ist die Basis für eine hohe 

Flexibilität und Effizienz in der Produktion 

Als weiterer Branchentrend ist Qualität heute weitgehend zum 

Standard geworden und wird dementsprechend vorausgesetzt. 

Somit geht es darum, eine breite Produktvarianz in kurzen Lieferzeiten 

anzubieten – und das im Fall von Neugart für Losgrößen von 

2 000 bis hinunter zur Fertigung in Losgröße 1. Die Basis für die 

erforderliche Flexibilität und Effizienz in der Produktion schafft 

eine interne Supply Chain, die Optimierungspotenziale mit 

Methoden wie U-Shapes, Routenzügen, SMED und Kanban 

konsequent ausschöpft. 

Ein weiterer Erfolgsfaktor sind ausreichende Fertigungskapazitäten. 

So ist Neugart mit drei Produktionsstandorten an 

strategisch wichtigen Punkten der Welt vertreten, was Transportwege 

reduziert. Zudem hat das Unternehmen seine Produktionskapazitäten 

in den vergangenen zwölf Monaten um 30 % gesteigert. 

Aktuell laufen darüber hinaus Planungen für ein weiteres Montagewerk 

mit 10 000 m² Grundfläche am deutschen Headquarter- 

Standort in Kippenheim. Und nicht zuletzt sind es gerade auch in 

einem hochtechnisierten Produktionsbetrieb die engagierten und 

kompetenten Mitarbeiter mit ihren individuellen Stärken, die für 

zufriedene Kunden sorgen. Im Zuge eines systematischen Shopfloor-Managements 

sind sie so miteinander vernetzt, dass auch 

kurzfristige Kundenanfragen eng verzahnt zwischen den unterschiedlichen 

Abteilungen abgestimmt werden können. 

SUPPLY-CHAIN- UND SERVICE-PROZESSE 

GREIFEN INEINANDER 

Doch nutzt selbst das beste pünktlich gefertigte Produkt nur etwas, 

wenn es zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist. Deshalb sind exakt 

gepflegt Stammdaten zu Kunden, Produkten und der zur Produktion 

erforderlichen Lieferanten und Maschinen notwendig. Sie 

ermöglichen optimal aufeinander abgestimmte Supply-Chain- 

Prozesse, die wie Zahnräder in einem Planetengetriebe ineinandergreifen. 

Diese gewährleisten dann bei Neugart nicht nur eine hohe 

Lieferpräzision, sondern auch kürzeste Lieferzeiten bis hin zu 

24 Stunden. 

Ein wirklich umfassendes Gesamtpaket rund um Getriebe- 

Motor-Kombinationen endet allerdings nicht damit, dass alle 

Komponenten schließlich mit einer Zuverlässigkeitskennzahl 

größer als 99,9 % an ihrem endgültigen Einsatzort arbeiten: Denn 

auch bei solchen hochverfügbaren Systemen zählt im Fall der Fälle 

jede Minute, um Stillstandzeiten zu minimieren. Deshalb wurde 

auch die Serviceabteilung im Zuge der aktuellen Optimierungen 

weiter ausgebaut. Sie ist rund um die Uhr per Online-Formular, 

Telefon oder E-Mail erreichbar. Service-Mitarbeiter, die bis zum 

Abschluss einer Anfrage der feste Ansprechpartner für den Kunden 

bleiben, führen Funktionsanalysen und Reparaturen durch oder 

unter stützen beim Umbau. Auch bei Reklamationen bieten sie 

schnelle Hilfestellung, parallel zu einer fundierten Ursachenanalyse. 

Und wenn es wirklich schnell gehen muss, können Ersatzteile in 24 

bzw. 48 Stunden geliefert werden. 

VIELE ERFOLGSFAKTOREN FÜHREN ZUR 

OPTIMALEN LÖSUNG 

Angesichts von tausenden Motormodellen auf der einen und einer 

ebenso großen Auswahl an Getrieben auf der anderen Seite wird 

schnell klar, welche komplexen Anforderungen Getriebe-Motor- 

Kombinationen stellen. Verschiedene Erfolgsfaktoren sorgen an 

jedem Punkt der Prozesskette für Schnelligkeit und Effizienz bei 

Planung, Realisierung und Betrieb. Lange Wartezeiten von der 

ersten Idee bis zum Einsatz der optimalen Lösung sind damit 

Vergangenheit. 

Fotos: Neugart GmbH 

www.neugart.com 

DIE IDEE 

„Die systematische Kombination von 

Hardware, Tools, Supply Chain und 

Services macht den Weg zur optimalen 

Getriebe-Motor-Kombination bis 

hin zum laufenden Betrieb deutlich 

schneller und effizienter. Für Maschinenbauer, 

aber auch für Betreiber 

entsprechender Anlagen bringt eine 

solche Paketlösung signifikante 

Wettbewerbsvorteile.“ 

Bernd Neugart, Geschäftsführer, 

Neugart GmbH 


SEW-EURODRIVE—Driving the world 

Generation 

X.e 

efficient 

experienced 

excellent 

VOM STANDARD ZUR INDIVIDUALISIERUNG – Die Generation X.e setzt neue Maßstäbe und bietet Ihnen 

größtmögliche Effizienz, mehr Sicherheit und Langlebigkeit. Und das auch bei schwierigen Einsatzbedingungen. 

• ausgeführt als 2- bis 4-stufige Stirn- und Kegelstirnradgetriebe 

• Drehmomentbereich von 58 bis 175 kNm (Baureihe X: 6,8 bis 475 kNm) 

• passt sich exakt an die Betriebs- und Umweltbedingungen Ihrer Applikation an 

• neue Features wie z. B. berührungslose Dichtungssysteme, optimierte 

Verzahnungstopologie und Lagervorspannung u. v. m. 

Mehr erfahren: www.sew-eurodrive.de

LINEARTECHNIK 

PNEUMATISCHE VS. ELEKTRISCHE SYSTEME 

ELEKTRISCHE ANTRIEBE FÜR 

ENERGIEMANAGEMENTSYSTEME 

Gesetzliche Vorgaben verpflichten viele Unternehmen dazu, 

den Ist-Zustand ihres Energieverbrauchs zu bewerten und 

Verbesserungspotenziale zu ermitteln. Dies kann durch ein 

Energieaudit nach DIN EN 16247 erfolgen oder alternativ mit der 

Einführung eines Energiemanagementsystems gemäß ISO 50001. 

Matthias Utz ist Product Manager Linear Systems 

und Harald Müller ist Product and Energy Manager, 

beide bei der Dunkermotoren GmbH in Bonndorf 


Aus einem Energiemanagementsystem, wie es viele Unternehmen mittlerweile 

eingeführt haben, resultieren gleich mehrere Vorteile. Im 

Fokus steht dabei die kontinuierlich verbesserte, energiebezogene 

Leistung: Also Optimierung der Energieeffizienz (so etwa weniger 

Energie pro gefertigtem Stück), des Energieeinsatzes (wo wird welche Energie 

verwendet, etwa für Beleuchtung) und des Energieverbrauchs (z. B. Reduzierung 

der Energiemenge). Auch Dunkermotoren hat sich für ein Energiemanagementsystem 

gemäß ISO 50001 entschieden, um weiterhin ressourcenschonend 

Hightech-Produkte „Made in Germany“ liefern zu können. 

VERBESSERUNGEN IDENTIFIZIEREN, UMSETZEN 

UND PRÜFEN 

Mit einem systematischen Vorgehen lässt sich die Optimierung der energiebezogenen 

Leistung erreichen. Zuerst erfolgt eine energetische Bewertung des 

Unternehmens. Ermittelt werden Energieverbrauch und -einsatz, sowie die vorrangigen 

Einsatzbereiche. Ein Einsatzbereich ist etwa das Erzeugen von Druckluft. 

Zudem gilt es hierbei auch Verbesserungsoptionen der energiebezogenen 

Leistung zu identifizieren und entsprechende Maßnahmen abzuleiten. 

Im nächsten Schritt werden die definierten Maßnahmen umgesetzt und hinsichtlich 

ihrer Wirksamkeit in geplanten Zeitabständen überprüft und analysiert. 

Treten die erwarteten Verbesserungen nicht ein, so sind die Maßnahmen 

entsprechend anzupassen. Meistens ergibt die energetische Bewertung bei produzierenden 

Unternehmen ein ähnliches Bild. So kommt dem Erzeugen von 

Druckluft ein Anteil bis 25 % des elektrischen Gesamtenergieverbrauchs zu. Laut 

diverser Auswertungen bietet der Energieverbrauch für Druckluft häufig das 

größte Einsparpotenzial. Ein geschätztes Einsparpotenzial von nahezu 16 % ist 

allein durch das Beseitigen von Leckagen im Druckluftsystem und durch das 

Verringern des Drucks erzielbar. Das heißt, die Instandhaltung der Rohrleitungen 

und eine Absenkung des Betriebsdrucks um 1 bar spart jährliche Energiekosten 

von etwa 40 000 EUR ein. Bereits ein kleines Loch von lediglich einem 

Millimeter Durchmesser kann ein Luftsystem nachteilig beeinträchtigen. In 

Zahlen genannt wären dies bei 6 bar Druck ca. 29 000 m³ verlorene Druckluft pro 

Jahr (8 000 Betriebsstunden), was in Summe 725 EUR an Energiekosten bedeutet. 

Als Berechnungsgrundlage wurden hierfür 0,025 EUR/m³ für aufbereitete 

Druckluft angesetzt. Nicht einmal ein dauerbetriebener Elektromotor mit 300 W 

(z. B. BG 75 × 50) kommt auf solch hohe Betriebskosten. 

ELEKTRISCHE VS. PNEUMATISCHE LÖSUNGEN 

Das Unternehmen Dunkermotoren bietet bessere Lösungen: Seine elektrischen 

Systeme können pneumatische Systeme eins zu eins ersetzen und arbeiten zudem 

effizienter. Der Einsatz dieser Komponenten reduziert den Druckluftanteil 

[ 

] 

... das man kaum sieht 

DATENBOX CASM-ZYLINDER 

n smarter DC Servomotor mit Schnittstellenanbindung an EtherCAT, 

Profinet, Profibus und CANopen 

n mechanischer 1:1 Ersatz von Pneumatik-Zylinder gemäß ISO 15552 

n hoher Gesamtwirkungsgrad, dadurch niedrige Betriebskosten 

n Regelung von Positionen, Kräfte, Beschleunigungs-/Bremsrampen 

n Stand-alone-Betrieb möglich 

n lange Lebensdauer durch Kugelumlaufspindel 

n Kräfte bis 5 400 N und Geschwindigkeiten bis 1 000 mm/s 

n Industrie-4.0-fähig

LINEARTECHNIK 

02 

01 

01 Elektrischer Hubzylinder – kompakter 

Servomotor BG 45 mit CASM 32 – 

Paralleladapterversion 

02 Beispielhafte Wirkungsgradbetrachtung 

zwischen elektrischer und mechanischer 

Leistung 

einer Produktionsstätte deutlich. Für einen elektrischen Aktuator 

ist eine Effizienz von ca. 80 % durchaus realisierbar, ein pneumatischer 

Zylinder hingegen weist eine Effizienz von nur 50 % auf 

(ohne Verluste bei der Druckluftgenerierung). Im Gegensatz zum 

Pneumatik-Zylinder ist der Energiebedarf der elektrischen Hubzylinder 

CASM last- und nicht zylindervolumenabhängig. Wird 

das Gesamtsystem betrachtet, ergibt sich sogar eine Effizienz von 

70 % vs. 5 %. 

Auslegungstools berechnen vorab die Luftverbräuche für pneumatische 

Aktuatoren in unterschiedlichen Anwendungen. Diese 

Werte bieten eine gute Basis zum direkten Vergleich mit einem 

elektrischen System. Ist ein pneumatischer Zylinder dauerhaft 

(24/7) im Einsatz, rechnet sich die Umstellung auf einen elektromechanischen 

Hubzylinder (CASM-Zylinder) für den Anlagenbetreiber 

bereits nach kürzester Zeit. Trotz höherer Installationskosten 

des elektrischen Systems gegenüber einer pneumatischen 

Lösung – die Unterhaltskosten fallen bis zu 80 % geringer aus. Sofern 

sich der Luftverbrauch einer Produktion auf ein Minimum reduzieren 

lässt, könnte der Gesamtenergieverbrauch der Drucklufterzeugung 

auf einen einstelligen Prozentsatz sinken – im Gegensatz 

zu den bisherigen 25 %. Rein am Energieverbrauch gemessen, würde 

das eine Einsparung von einigen tausend Kilowattstunden pro Jahr 

bedeuten. Das gilt jedoch nur, wenn alle pneumatischen Systeme, 

wo irgend möglich, durch elektrische Systeme ersetzt werden. 

Elektrische Systeme bieten, im Vergleich zur pneumatischen 

Lösung, weitere technische Vorteile, so etwa reduzierte Wartungsintervalle, 

ferner Predictive Maintenance, Condition Monitoring, 

Positionierung, Strombegrenzung, Busschnittstellen etc. Gleichwohl 

werden pneumatische Einheiten für einfache Positionierung 

und Kurzzeitbetrieb auch weiterhin ihre Berechtigung in Maschinen 

haben. Elektromechanische Einheiten senken aber nicht nur 

die Betriebskosten, dank der Flexibilität und Konnektivität eines 

bürstenlosen BG-Motors lassen sich die smarten Lineareinheiten 

auch zukunftssicher ins Industrie-4.0-Netzwerk einbinden. 

Fotos: Aufmacher Stockphoto, 01-02 Dunkermotoren GmbH 

www.dunkermotoren.de 

DIE IDEE 

„Der Einsatz von elektromechanischen 

Hubzylindern (CASM) in Kombination 

mit Kompaktservoantrieben (BG) mit 

integrierten Elektroniken eröffnen 

neue Applikationsmöglichkeiten. Per 

„Knopfdruck“ lassen sich Maschinen 

schneller auf neue Produkte umrüsten 

und bieten somit höchste 

Flexibilität für den Endkunden. 

Neben geringeren Energiekosten 

durch den hohen Wirkungsgrad der 

Einheiten, im Gegensatz zu pneumatischen 

Zylindern, sind die CASM- 

Zylinder auch Industrie-4.0-fähig und 

helfen unseren Kunden ihre firmeninternen 

Energieziele im Zuge der 

ISO 50001 zu erreichen.“ 

Matthias Utz, Product Manager Linear 

Systems, Dunkermotoren GmbH 


PRÄZISES SCHMIERSYSTEM FÜR LINEARFÜHRUNGEN 

Perma Pro Line/Perma Pro C Line versorgen laufende Anlagen an 

bis zu sechs Schmierstellen gleichzeitig und exakt nach Herstellervorgaben 

mit Schmierstoff. Die Schmierstellen befinden sich 

typischerweise an den einzelnen Führungswagen und am Antrieb 

der linearen Führungseinheit. Zur optimalen Verteilung des Schmierstoffs 

an den Laufbahnen eines Führungswagens ist es wichtig, einen 

vom Hersteller bestimmten Volumenstrom nicht zu unterschreiten. 

Der Antrieb, i. d. R. Spindel oder Zahnstange, benötigt häufig eine 

größere Schmierstoffmenge als die Führungswagen. Perma Pro Line/ 

Perma Pro C Line erfüllt diese Aufgabenstellungen, denn Schmierstoffmenge 

und Zeitintervalle können für jede Schmierstelle individuell geregelt werden. 

Das anpassungsfähige Mehrpunktschmiersystem arbeitet wahlweise autark 

als Perma Pro Line mit Batteriebetrieb oder mit externer Spannungsversorgung 

als Perma Pro C Line. Die Schmiersysteme, die einen Druck von bis zu 

25 bar aufbauen, bestehen aus dem MP-6-Verteiler sowie einem Antrieb, der 

mit einer Pro LC (Lubrication Canister) je nach Schmierbedarf mit 250 oder 

500 cm 3 Schmierstoff komplettiert wird. Der Antrieb ist mittels Drucktaster 

und Display-Anzeige einstellbar. Je nach Anforderung der Schmierstelle kann 

für jeden Verteiler-Auslass eine individuelle Einstellung vorgenommen 

werden. Zwei LED erlauben eine ständige Funktionskontrolle. Das Display 

zeigt die aktuelle Auslassbelegung am Verteiler sowie die Restlaufzeit bis zum 

Leerstand der Perma Pro LC an. 

Dank der auf jede Anwendung abgestimmte Schmierstoffabgabe werden 

Mangelschmierungen genauso vermieden wie Überschmierungen. Das erhöht 

die Anlagenverfügbarkeit. Schlauchzuleitungen, die vom MP-6-Verteiler zur 

Schmierstelle führen, ermöglichen eine Montage der Schmiersysteme 

außerhalb von Gefahrenbereichen. Dadurch werden Aufenthaltszeiten in 

Gefahrenbereichen minimiert, was gleichzeitig die Arbeitssicherheit erhöht. 

Durch das zuverlässige und präzise Spendeverhalten ist der Perma Pro Line/ 

Perma Pro C Line in der Automobilindustrie bis hin zur Stahl- und Papierindustrie 

einsetzbar. Dabei beschränkt sich das Einsatzspektrum nicht nur auf 

Linearführungen. Perma Pro Line wird ebenfalls zur Schmierung an Wälz- und 

Gleitlagern, offenen Getrieben oder Spindeln genutzt. 

www.perma-tec.com 

[UNNACHGIEBIG 

KRAFTPAKET ] 

BRECOFLEXmove 

+ BRECOmove 

das man kaum sieht 

ETHERNET-HYBRIDLEITUNGEN FÜR SERVOMOTORSYSTEME 

Lütze erweitert die Kabelfamilie Superflex um Einkabellösungen 

gemäß den neuen Siemens- und Indramat- 

Standards. Diese Einkabellösungen mit integriertem 

Ethernet-Element eignen sich für Stromversorgung, 

Datenübertragung und Steuerung der Bremse bei 

Servoantrieben. Mit PUR-Mantel und gleitfähiger Aderisolation sind sie für 

anspruchsvolle Schleppketteneinsätze konzipiert. Energieversorgung, Bremse 

und digitales Feedback werden via Ethernet in einem Kabel vereint. 

www.luetze.de 

Beste Zahnriemenqualität aus 

Porta Westfalica, verbaut in 

Ihrer Anlage. 

Das ist Bewegung.

LINEARTECHNIK 

ELEKTRISCHE LINEARANTRIEBE 

LEISTUNGSKONTROLLE 

OHNE DRUCK 

Bewegung und Leistung von pneumatischen und hydraulischen Linearantrieben 

hängen in erster Linie von Druckkontrolle und -regelung ab. Anders bei 

elektrischen Linearaktuatoren: Hier kommt es ausschließlich auf die geeignete 

Kraftmessung an, in dem Fall auf Zug-/Druck-Kraftaufnehmer. 

Dr.-Ing. Markus Heidl ist Produktmanager Kraft bei 

Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG in Klingenberg 

Linearantriebe halten unzählige Arbeitsprozesse in Bewegung, 

vom Teilestanzen bis zum Ausbaggern einer Baugrube. Pneumatische 

Systeme spielen vor allem wegen ihrer schnellen 

und präzisen Verstellbewegungen in industriellen Verfahren 

eine große Rolle. Hydraulikantriebe werden aufgrund ihrer Robustheit 

und der hohen Kraftkonzentration bevorzugt in Bau- und 

Landmaschinen integriert. 

Neben diesen beiden klassischen und bewährten Antriebsarten 

hat sich im Laufe der Jahre eine dritte etabliert, der elektrische 

Linear aktuator. Die Kombination aus Motor und mechanischem 

Schubaggregat findet zunehmend größere Verbreitung, vor allem in 

Industrieverfahren als Alternative zu pneumatischen Antrieben. 

Anzeichen eines Wandels gibt es ebenfalls bei den typischen Applikationen 

für Hydrauliksysteme in der Baumaschinenbranche. 

Die Vorteile solcher E-Lösungen liegen auf der Hand: Die Antriebe 

sind kompakt und können im Baukastensystem an jede Anwendung 

flexibel angepasst werden. Sie setzen die Energie direkt in 

Bewegung um und benötigen keine Flüssigkeit bzw. Druckluft als 

Zwischenmedium. Demzufolge entfällt das dafür notwendige 

Equipment wie Pumpen bzw. Kompressoren samt Leitungen und 

Schläuchen, was den Wartungsaufwand reduziert und eine Leckage 

als potenzielle Fehlerquelle ausschließt. 

KOSTENINTENSIVER DRUCK 

Zugleich arbeiten Elektroantriebe sparsam: Sie setzen Energie 

lediglich für die eigentliche Bewegung ein, während Pneumatikund 

Hydrauliksysteme permanent Druck aufrechterhalten müssen. 


Genau aus diesem Grund hat ein deutscher Autokonzern z. B. die Punktschweißung 

in der Karosseriefertigung von Pneumatik auf elektrischen 

Antrieb umgerüstet: Die Erzeugung eines konstanten Grunddrucks von 

10 bis 12 bar war im Vergleich zu kostenintensiv. 

Ohne Druck als zentrale Antriebskomponente konzentriert man sich 

bei elektrischen Linearaktuatoren auf die Kraftmessung, um den Bewegungsablauf 

zu überwachen und zu regeln. Entsprechend der Applikationsbreite 

müssen dabei unterschiedliche Kräfte erfasst werden, z. B. 

Fügekräfte bei Roboterarmen, Scherkräfte beim Stanzen, Anpresskräfte 

bei der Kennzeichnung von Lieferungen im Versand, Presskräfte beim 

Crimpen oder Druckkräfte beim Punktschweißen. 

Für diese Aufgaben kommen in erster Linie elektromechanische Zug-/ 

Druck-Kraftaufnehmer in Frage. Dabei handelt es sich um Deformationskörper, 

die sich unter Einwirkung einer Kraft (F) verformen. Aufgebrachte 

Dehnungsmessstreifen wandeln diese mechanische, reversible 

Verformung in ein proportionales elektrisches Ausgangssignal um. 

FEHLERERKENNUNG ALS UNTERSCHIEDSMERKMAL 

Zwar könnten Anwender die Endgeräte eines Antriebs, z. B. eine 

Schweißzange oder ein Stanzwerkzeug, über Sensoren für die Messgröße 

Zeit oder Weg an die gewünschte Position bringen. Doch nur die 

Kraftmesstechnik ermöglicht zudem eine umgehende automatische 

Fehlererkennung. Ein plötzlicher Kraftanstieg über die definierte Obergrenze 

hinaus kann bspw. auf einen Spahn oder eine Verkantung 

zurückzuführen sein. Eine Fehlermeldung dieser Art ist vor allem in 

automatisierten Prozessen mit Sekundentakten unerlässlich. Ohne ein 

solches Signal kann eine unkontrollierte Kraft in kürzester Zeit ganze 

Produktchargen zunichtemachen. 

Aufgrund ihrer Performance eignen sich besonders Zug-/Druck-Kraftaufnehmer 

mit Dünnfilmtechnik für Antriebe in Industriemaschinen. 

Deren Sensor wird nacheinander aus mehreren dünnen Schichten aufgebaut 

(„gesputtert“). Eine davon enthält vier Dehnungsmessstreifen, 

die zu einer Wheatstone-Brücke verschaltet werden. Für Ausführungen 

mit Redundanz können auch ohne Weiteres acht Messstreifen aufgebracht 

werden. Der fertige Sensor wird anschließend automatisch in den 

Kraftflusskanal des Aufnehmer-Grundkörpers geschweißt. Gemeinsam 

mit einem Verstärker für das Ausgangssignal wird die Messzelle zu einer 

kompakten und temperaturkompensierten Messeinheit kombiniert. 

Kraftaufnehmer dieser Kategorie können flexibel eingesetzt werden. 

Die Geräte aus der Typenreihe F2 von Wika sind für eine Nennkraft 

(Fnom) bis 100 kN ausgelegt. Sie arbeiten mit den gängigen Analogsignalen 

4 – 20 mA und 0 – 10 V sowie mit dem Kommunikationsprotokoll 

CANopen. Vor allem die Ausführung mit dem digitalen Ausgang eignet 

sich für die Integration in automatisierte Prozesse. 

BELIEBIG POSITIONIERBAR 

Dünnfilm-Kraftaufnehmer können aufgrund des Einschraubgewindes 

ohne großen Aufwand in nahezu jeden Linearantrieb eingebaut werden. 

Die Position spielt keine Rolle, da die Last innerhalb der Kraftkette eines 

Antriebs überall gleich ist. Bei einem großen Teil der Antriebe wird das 

Messgerät an der Krafteinleitung, also am Ende des Schubaggregats, 

platziert, weil dies dort am einfachsten möglich ist. Dies ist z. B. bei Einpress- 

oder Stanzmaschinen der Fall. Bei einer X-Typ-Schweißzange hingegen 

kontrolliert der Sensor die Kraft im Motorbereich am Ausgangspunkt 

der Scherenbewegung. 

Bei aller Freiheit der Positionierung müssen Anwender beim Einbau 

des Kraftaufnehmers die Querkraft als potenziellen Störfaktor ins Kalkül 

ziehen. Diese darf einen Wert von 5 % der Nennkraft nicht überschreiten, 

da sonst Messfehler auftreten können. In solchen Fällen muss für das 

Messgerät eine Stelle mit geringerem Ausschlag gewählt oder sein Einsatzort 

zusätzlich abgestützt werden. 

Rotor-Clip.indd 1 15.04.2019 15:22:20

LINEARTECHNIK 

Bei elektrischen Linearaktuatoren gilt es sich auf die Kraftmessung zu konzentrieren, um den Bewegungsablauf zu 

überwachen und zu regeln. Als Anwendungsbeispiel lässt sich hier das Steuern von Anpresskräften aufführen 

ALTERNATIVE BEI NIEDRIGEN NENNKRÄFTEN 

Gemessen an Handhabung und Leistung stellen Kraftaufnehmer mit 

Dünnfilmsensoren die umfassendste Lösung für elektrische Linearantriebe 

in industriellen Anwendungen dar. Gleichwohl sollte man 

Kraftaufnehmer auf der Basis aufgeklebter Messstreifen nicht aus dem 

Auge verlieren. Sie können bei niedrigen Nennkräften als Alternative in 

Betracht kommen. Dünnfilm-Kraftaufnehmer haben eine relativ hohe 

Steifigkeit, sodass erst Kräfte ab 1 kN mit der üblichen Fehlertoleranz 

gemessen werden können. Aufgeklebte Dehnungsmessstreifen hingegen 

können bereits Kräfte ab 1 N detektieren. Sie eignen sich darüber 

hinaus für die Realisierung von Miniatursensoren. Zudem kommt dieser 

Typ Kraftaufnehmer für eine höhere Genauigkeit in Frage. Bei ihm 

lassen sich Werte von 0,01 bis 1 % Fnom erzielen. Dünnfilm-Sensoren 

rangieren i. d. R. zwischen 0,1 und 1 % Fnom. 

Kraftaufnehmer mit Messstreifen sind allerdings in der Herstellung 

deutlich aufwändiger, bedingt durch die notwendigen manuellen 

Tätigkeiten wie dem Aufbringen und der Verkabelung jedes einzelnen 

Messstreifens, der Temperaturkompensation und der Integration des 

Verstärkers für das Ausgangssignal. Miniatursensoren in besonders 

engen Einbausituationen können auch mit einem Kabelverstärker ausgestattet 

werden, doch erhöht sich durch dessen Distanz zum Sensor 

die Störanfälligkeit des Signals. 

Unabhängig von der Art, handelt es sich bei einem Zug-/Druck- 

Kraftaufnehmer überwiegend um eine individuelle Messlösung. Sie 

wird auf der Basis der für die Aufgabe notwendigen Nennkraft zugeschnitten. 

Dabei lässt sich der Grundkörper, der die Sensorzelle 

aufnimmt, für unterschiedliche Nennlasten verwenden. Gemäß der 

Richtlinie VDI/VDE/DKD 2638 müssen alle Kraftaufnehmer so ausgelegt 

sein, dass sie kurzfristig einer Überlast vom Anderthalbfachen ihrer 

Nennkraft widerstehen. Im Rahmen der definierten Einsatzbedingungen 

erweisen sich Kraftaufnehmer als robuste und langlebige Messinstrumente: 

Sie verkraften bis zu zehn Millionen Lastwechsel ohne 

Messfehler. 

Fotos: Aufmacher: iStockphoto; sonst.: bigstock 

www.wika.de 

DIE IDEE 

„Immer in Bewegung! Ob in der 

automatisierten Produktion, in der 

Logistik, in Flugzeugen oder in der 

Medizintechnik – überall werden 

Stellteile bewegt, Komponenten 

platziert oder Sensoren eingepresst. 

Deshalb sind Linearantriebe in 

unserer heutigen Welt omnipräsent 

und nicht mehr wegzudenken. Wenn 

dann kein Druck mehr gemessen 

werden kann, weil pneumatische und 

hydraulische Antriebe gegen 

elektrische Linearaktuatoren ersetzt 

werden, ist Kraftmesstechnik die 

ideale Lösung!“ 

Dr.-Ing. Markus Heidl, 

Produktmanager Kraft, 

Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG 


TELESKOPFÜHRUNGEN FÜR BELASTBARE 

LADUNGSTRÄGER 

Die Teleskopführungen der 

Serien Hegra Rail und Light Rail 

von Rollon sind für die Konstruktion 

von Auszügen an 

Ladungsträgern konzipiert. Die 

laufruhigen Auszüge sind 

präzise, belastbar und besonders 

tragfähig. Zudem ermöglichen 

sie ein platzsparendes 

Design des Ladungsträgers. Die 

Produktfamilie Hegra Rail 

umfasst Teil-, Voll- und Überauszüge 

sowie Führungen für 

schwere Lasten. Die Voll- und 

Teilauszüge der Light Rail sind 

geeignet für Anwendungen, bei denen das Eigengewicht der 

Schiene ebenso wichtig ist wie die Durchbiegesteifigkeit des 

Auszugs. Optional kann ein Sperrmechanismus für offene oder 

geschlossene Positionen integriert werden. Die Führungen 

eignen sich zum Bau von Ladungsträgern für Teile aller Art, die 

vom Zulieferer im Just-in-Sequence-Verfahren an die Montagelinie 

geliefert werden, sowohl zur Be- und Entladung per Hand 

als auch per Roboter oder Mehrachsportal. Für besondere 

Anforderungen sind Edelstahlvarianten verfügbar. 

www.rollon.de 

KÜNSTLICHE INTELLIGENZ BAHNT DEN WEG 

ZUM AUTONOMEN GREIFEN 

„In den kommenden 

Jahren wird die industrielle 

Handhabung neu 

erfunden“, ist Prof. Dr. 

Markus Glück, Geschäftsführer 

Forschung & 

Entwicklung, CINO bei 

Schunk, überzeugt. Wo 

früher aufwändig jeder 

einzelne Schritt programmiert 

wurde, werden Handlinglösungen von morgen selbstständiger 

agieren. „Der Markt fordert schon heute Greifsysteme, die sich 

zügig und intuitiv in Betrieb nehmen lassen und selbsttätig an 

variierende Greifsituationen anpassen. Zusätzlich werden die 

Kollaboration von Mensch und Roboter sowie die Kommunikation 

zwischen den am Produktionsprozess beteiligten Komponenten 

rasant an Bedeutung gewinnen. Intelligenz, Vernetzung und 

Kollaboration werden zu Treibern der Produktionsautomatisierung“, 

unterstreicht Glück. Dabei wirft Schunk bewährte Technologien 

nicht einfach über Bord. Im Gegenteil: Zur Hannover Messe 

wurde bspw. das Programm des pneumatischen Greifers PGNplus-P 

nochmals erweitert. Zugleich forciert Schunk seine 

Aktivitäten im Mechatroniksegment. Die Herausforderung, elektrische 

Steuerungssysteme mit Greifwerkzeugen zusammenwachsen 

zu lassen, führt unaufhaltsam zur mechatronischen Komponentenvernetzung. 

Letztlich geht es darum, die Kraftanforderungen der 

Pneumatikwelt bestmöglich mit den Vernetzungsmöglichkeiten 

und Steuerungslandschaften einer smarten und kollaborativen 

Fabrik zu kombinieren. So präsentierte Schunk erstmals auf der 

Hannover Messe einen DGUV-zertifizierten Greifer für kollaborative 

Anwendungen, der über eine Greifkraft von 450 N verfügt. Damit 

öffnet das Unternehmen den Markt der Kollaboration für 

Handlinggewichte jenseits der Kleinteilemontage. 

www.schunk.com 

Unsere ganze Kompetenz 

in einer Systemlösung. 

alpha Linear Systems: 

Dynamisch. Präzise. Individuell. 

Haben Sie an den linearen Antrieb ganz individuelle 

Anforderungen in Bezug auf Laufruhe, Positioniergenauigkeit 

und Vorschubkraft? Dann haben wir 

für Sie die optimal abgestimmte Lösung. Es ist 

nicht allein die Kopplung von Getriebe, Ritzel und 

Zahnstange, sondern unser Know-how in der 

überzeugenden, individuellen Systemlösung. 

Wir beraten Sie gerne: 

Tel. +49 7931 493-0 

WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme 

www.wittenstein-alpha.de


INTERVIEW 

WER HAT’S ERFUNDEN? 

Ob Servolamellenkupplung oder Balgkupplung – dies spielt in den Augen 

von Matthias Klos, Geschäftsführer von Miki Pulley Europe, nur noch eine 

untergeordnete Rolle für die Hersteller von Maschinen und Anlagen. Wir 

sprachen mit ihm über vermeintliche technologische Unterschiede, 

Technologieführerschaft und darüber, wie man sich als Newcomer auf 

dem deutschen Kupplungsmarkt behaupten kann. 

Herr Klos, Sie als (Wahl-)Schweizer können den Werbeslogan 

„Wer hat’s erfunden?“ wahrscheinlich schon lange nicht mehr hören. 

Dennoch bietet er sich als Einstiegsfrage an, wenn es um Miki Pulley 

und die Servolamellenkupplungen geht, richtig? 

Richtig getippt, in unserem Falle waren es halt nicht die Schweizer, 

sondern die Japaner. Die Servolamellenkupplung Servoflex wurde vor 

gut 36 Jahren von Miki Pulley in Japan als erste ihrer Art entwickelt. 

Mittlerweile haben wir die vierte Entwicklungsgeneration der 

Servoflex erreicht. Mit weltweit rund 715 000 verkauften Stück im Jahr 

2018 ist die Servoflex-Familie unser absoluter Topseller und eine der 

meistverkauften Kupplungen weltweit. Insgesamt kommen wir im 

vergangenen Jahr auf eine be eindruckende Zahl von 1,27 Millionen 

verkauften Kupplungen über alle Baureihen hinweg. 

Wo sehen Sie die Chancen mit der Servoflex Kupplung gegenüber 

den Balgkupplungen im europäischen Markt? 

Wir glauben, dass die Servolamellenkupplung nicht schlechter als die 

Balgkupplung ist. Sie ist aber auch nicht besser. Jede Kupplungsvariante 

hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Dass die Balgkupplung 

in Deutschland dominiert, ist der historischen Entwicklung des 

Marktes geschuldet. Ebenso, dass im japanischen und asiatischen 

Markt die Servolamellenkupplung vorherrschend ist. Miki Pulley hat 

diese Technologie in den 1980er-Jahren in Fernost etabliert und 

konnte sich dem lokalen Markt entsprechend gestalten. 

Wir glauben aber, dass die technologischen Unterschiede immer 

weniger entscheidend werden. Denn beide Technologien sind 

ausentwickelt, high-end, millionenfach geprüft, verbaut und bewiesen. 

Wir glauben, dass der Preis sowie die Liefertreue und -geschwindigkeit 

künftig wichtiger sein werden. Und genau auf diesen Feldern stellen 

wir uns aktuell mit neuen Produktionsstandorten sehr gut auf. 

ZUR PERSON 

Matthias Klos ist 37 Jahre alt, verheiratet und Vater zweier Söhne. 

Seine Jugend verbrachte er in Deutschland, bevor er mit 21 in die 

Schweiz umsiedelte, wo er, schon mit 16 Jahren, seine berufliche 

Laufbahn bei Mayr Kupplungen begann. Der studierte Maschinenbauer 

und Betriebswirt ist nach weiteren Stationen in der 

Maschinenbauindustrie seit 2014 bei der Miki Pulley Europe AG 

als Managing Director und Verwaltungsrat beschäftigt. 



01 Die federbetätigten 

Sicherheitsbremsen 

werden angesichts 

steigender Anforderungen 

an die Maschinensicherheit 

immer 

wichtiger 

01 02 

02 Mit den Servo 

lamellenkupplungen will 

sich Miki Pulley auf dem 

europäischen Markt 

etablieren 

Ebenso waren diese Faktoren die grundlegenden Treiber hinter 

der Entscheidung eine europäische Niederlassung zu gründen, 

sowie einen Standort in Deutschland zu akquirieren. Diese Standorte 

ermöglichen es uns, die Lieferzeiten zu verkürzen und die 

Kundennähe für die lokalen Märkte zu stärken. 

Sie sagten, dass die Servoflex aktuell in der vierten Generation 

verfügbar ist. Wie kann man eine Servolamellenkupplung 

verbessern? Was ändert sich von Generation zu Generation? 

Bei Servolamellenkupplungen geht es neben dem Drehmoment 

meist darum, die Balance zwischen Torsionssteifigkeit und 

Rückstellkräften bestmöglich auszutarieren. Aktuell steht zudem 

der Bauraum im Fokus. Die Kupplungen müssen immer kleiner 

und gleichzeitig leistungsstärker werden. Miki Pulley entwickelt 

das Kupplungssortiment in diese Richtung stetig weiter. Dies wird 

durch die Optimierung der verbauten Federpakete sowie der 

Klemmnaben erreicht. Mit unserer Expertise von über 35 Jahren 

auf diesem Markt und mit diesem Produkt, dürfen wir behaupten, 

dass wir ein extrem ausgereiftes Produkt anbieten können. 

Was bietet Miki Pulley neben den Servoflex-Kupplungen denn 

noch an? 

Wir sind hauptsächlich als Wellenkupplungsanbieter bekannt. 

Aber unser zweites starkes Standbein sind die federbetätigten 

Sicherheitsbremsen, die sich in den letzten zwei Jahrzehnten am 

Markt etabliert haben. Wir treten in diesem Bereich vor allem als 

Solution Provider auf. Häufig passen wir unsere Produkte den 

Kundenwünschen an und verkaufen etwa 70 Prozent unserer 

Bremsen als individualisierte Varianten. Miki Pulley hat sich sehr 

stark mit den extrem schlanken Baureihen auf die Bereiche 

Robotik, Automation und Material Handling spezialisiert. Das 

macht das Ganze auch so spannend: Wir können Lösungen 

entwickeln und nicht nur Produkte von der Stange anbieten. 

Seit einigen Jahren steigt der Bedarf an federbetätigten Sicherheitsbremsen 

stark an, dies auch aufgrund der überarbeiteten ISO 13849 

(Sicherheit von Maschinen). Einen speziellen Einsatzfall, welchen 

wir seit geraumer Zeit des Öfteren antreffen, sind Sicherheitsbremsen 

mit Fortschritt garantierten Drehmomentbereichen. hat unser Diese Tempo leisten 

eine Zusatzfunktion als Drehmomentbegrenzer und schützen meist 

heikle Getriebeeinheiten, welche sich im Antriebsstrang befinden. 

In diesem Feld haben wir uns spezialisiert und können durch 

kompetente Projektbetreuung unseren Kunden bei der Realisierung 

der Antriebseinheiten behilflich sein. 

Sie haben das Ohr also immer ganz nah am Kunden. Daraus 

ergibt sich doch sicherlich, dass Sie sehr früh die Trends am Markt 

identifizieren können. Welche Trends haben Sie im Kupplungsund 

Bremsenmarkt erkannt? 

Die Trends im Kupplungsmarkt, die wir erkannt haben, sind 

weniger technischer Natur, wie bereits angedeutet. Eine Kupplung 

wird inzwischen als Commodity-Produkt angesehen, um das sich 

der Kunde selten größere Gedanken macht. Der Kunde geht 

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

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

Elektrokleinmotoren bis 200 Watt nach Kundenwunsch 

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

Debstedt · Große Beek 7 · 27607 Geestland 

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

/27 ·· astro@astro-motoren.de 

www.astro-motoren.de 

2017 


Astro-Motoren_90X130_neues Bild.indd 1 02.11.2017 12:02:52 

ASTRO_LHA.indd 1 02.11.2017 14:30:44


03 Matthias Klos im Gespräch mit 

Peter Becker im Verlagshaus der 

antriebstechnik in Mainz 

davon aus, dass diese ihren Dienst verrichtet, wie gewünscht. Viel 

entscheidender sind aus unserer Sicht die Kombination aus Preis 

und Lieferzeit, an welcher wir stetig arbeiten. 

Bei den federbetätigten Sicherheitsbremsen sieht es ein wenig 

anders aus. Seit Einführung der ISO 13849 (Sicherheit von 

Maschinen) müssen Antriebe besser abgesichert werden. Dies bei 

Bestandsmaschinen nachzurüsten, ist häufig sehr schwierig, da 

der Bauraum sehr begrenzt ist. Hier können wir mit unseren sehr 

schlanken Baureihen BXR und BXR-LE entscheidend helfen. Sie 

lassen sich in der Regel selbst unter engsten räumlichen Verhältnissen 

problemlos nachrüsten. 

Ein globaler Trend im Maschinenbau ist aktuell Industrie 4.0. Ist 

dies auch im Kupplungs- und Bremsenmarkt bzw. bei Miki Pulley 

von Relevanz? 

Industrie 4.0 oder IoT sind seit geraumer Zeit und natürlich auch 

bei uns ein Thema. Eines unserer aktuellen Projekte, welches 

Ende 2018 in Japan gelauncht wurde, ist eine mit Sensorik ausgestattete 

Kupplung, die das anliegende Drehmoment konstant 

im Betrieb ausgeben kann. Dieser Prototyp wird in Japan derzeit 

in Zusammenarbeit mit mehreren Großkunden verfeinert und 

getestet. Für spezielle Applikationen wird dieses Produkt, nach 

der Freigabe für den Europäischen Markt, sicherlich eine 

attraktive Option sein. 

Größere Relevanz in Sachen Digitalisierung sehen wir angesichts 

des Safety-Aspekts bei den federbetätigten Sicherheitsbremsen. 

Hier geht es darum, den Zustand der Bremse zu überwachen und 

diese Daten in die Arbeitsumgebung, sei es stationär oder auf 

mobilen Endgeräten, einzubinden. 

ZUM UNTERNEHMEN 

Miki Pulley ist ein Traditionsunternehmen. In diesem Jahr 

feiert der japanische Hersteller von Wellenkupplungen und 

federbetätigten Sicherheitsbremsen sein 80-jähriges 

Bestehen. Doch erst vor wenigen Jahren entschied sich das 

Familienunternehmen zu größerem Engagement im 

europäischen Markt. Mit kurzen Lieferzeiten und technisch 

ausgereiften Produkten will sich das Unternehmen auch in 

Mitteleuropa etablieren. 

Was man aber nicht vergessen darf, bei all der Diskussion um die 

Digitalisierung: Nicht alles muss in die Cloud oder digital 

angebunden werden. Es gibt auch Hardwarekomponenten, die 

einfach Hardware bleiben dürfen. 

Warum entschied sich Miki Pulley erst so spät, eine Europazentrale 

zu etablieren? 

Die Geschäftsleitung ist seit einigen Jahren in der Hand der 

dritten Generation. Präsident der Miki Pulley Gruppe ist inzwischen 

Koji Miki. Und Koji Miki hat erkannt, dass das Potenzial im 

japanischen Heimatmarkt inzwischen nahezu vollkommen 

ausgeschöpft ist. Im Bereich der Wellenkupplungen haben wir in 

Japan einen Marktanteil von um die 80 Prozent. Somit ist dort 

kaum noch Wachstum möglich. Man kann also nur noch im 

Ausland expandieren. In der Konsequenz gründete und errichtete 

man Tochtergesellschaften und Werke in weiteren asiatischen 

Ländern, zum Beispiel in Südkorea oder Indien. Und als jüngster 

Zuwachs in der Unternehmensgruppe wurde vor fünf Jahren die 

Europazentrale gegründet. 

Wir sind hier in Europa noch ein Newcomer und verstehen uns 

auch ein wenig als Startup. Sich im stark umworbenen europäischen 

Umfeld zu etablieren, braucht eine gewisse Zeit. Man muss 

den Kunden beweisen, dass man ein verlässlicher Partner ist und 

vor allem auch noch übermorgen am Markt aktiv sein wird. Mit 

unserer Übernahme der VMA Antriebstechnik in Großostheim, 

nahe Aschaffenburg, im Jahr 2016 haben wir unser Commitment 

bewiesen und viel Vertrauen gewonnen. Mit Blick auf unsere 

aktuelle Geschäftsentwicklung sehen wir, dass wir auf einem sehr 

guten Weg sind und gehen davon aus, dass wir unsere Umsätze im 

deutschen und europäischen Markt in den kommenden Jahren 

vervielfachen werden. 

Hinsichtlich der Umsatzverteilung stellen wir fest, dass wir in Europa 

einen größeren Marktanteil mit unseren federbetätigten Sicherheitsbremsen 

abdecken können. Bei den Wellenkupplungen ist die 

Gewinnung von Marktanteilen stärker umkämpft, dies durch die 

starke Verbreitung der Balgkupplung, was uns aber natürlich nicht 

am stetigen Ausbau der Geschäfte hindert. 

Das Interview führte Peter Becker, Redaktion antriebstechnik 

Fotos: Miki Pulley Europe AG 

www.mikipulley.de 


MARKTPLATZ 

SCHLANKE MOTORANSCHLUSSLEITUNGEN: 

AUCH FÜR DEN EXPORT 

Mit der Kaweflex Servo 9YSL(ST)CY-Serie bietet TKD besonders 

kompakte, schlanke Motoranschlussleitungen für 

Servomotoren, die über Frequenzumrichter angesteuert 

werden. Die kapazitätsarmen Leitungstypen, die für feste 

Verlegung und flexible Anwendungen ausgelegt sind, 

verfügen über eine UL/CSA-Zulassung, einem Türöffner für 

den Export nach Übersee. Bei dem dabei gewählten UL-Style 

für die 1-kV-Zulassung kommt, in Kombination mit dem 

flammwidrigen und selbstverlöschenden PVC-Außenmantel, 

eine Aderisolation aus Polypropylen zum Einsatz. Die 

Motoranschlussleitungen verfügen über eine zulässige 

Leitertemperatur von 90 °C und eine erhöhte Strombelastbarkeit. 

Ihre kapazitätsarme Auslegung erlaubt zudem 

größere Leitungslängen zwischen Motor und Umrichter. Die 

doppelte Abschirmung mit einer kaschierten Aluminiumfolie 

und einem Schirmgeflecht aus verzinnten Kupferdrähten mit 

hohem Bedeckungsgrad sorgt für den störfreien Betrieb von 

Frequenzumrichtern. 

www.tkd-kabel.de 

ERWEITERUNGSMODULE FÜR 

PLC NEXT CONTROL 

Ab sofort können Anwender weiter individualisierte 

Anforderungen mit den PLCnext- 

Control-Steuerungen aus der Baureihe 

Axiocontrol von Phoenix Contact bedienen. 

So lassen sich mit den angebotenen 

Erweiterungsmodulen die Schnittstellen von 

PLCnext Control anpassen. Diese Erweiterungsmodule 

werden an der linken Seite der 

Steuerung angesteckt und betrieben. Das 

erste Modul stellt eine zusätzliche Ethernet- 

Schnittstelle mit einer weiteren MAC-Adresse 

zur Verfügung. Die Konfiguration erfolgt 

über die Software PLCnext Engineer. Das Ethernet-basierte Portfolio 

soll in Zukunft durch neue BUS-spezifische Varianten für Interbus und 

Profibus ergänzt werden. Kennzeichnend für beide Varianten wird 

eine Masterfunktionalität zur Einbindung vorhandener Interbus- und 

Profibus-Teilnehmer sein. 

www.phoenixcontact.com 

RADIAL-LATERALEN VERSATZ AUSGLEICHEN 

Die Lateralbalgkupplung von ÜV Überlastschutz 

und Verbindungssysteme sorgt durch ihre 

Balgform für den Ausgleich von radial-lateralem 

Versatz. Im Vergleich zu Metallbalgkupplungen 

bietet die Kunststoffkupplung einen potenzialfreien 

Anbau. Sie ist ausgelegt mit einer Ausgleichswelle pro Befestigungsnabe 

und so zum Anbau von Drehgebern und Antrieben mit 

geringer Leistung gedacht. Ihre Federsteife ist lateral geringer als axial. 

www.uev-gmbh.de 

KUPPLUNGSREIHE FÜR KURZ UND GUT BEFUNDEN 

Mit der Kupplungsreihe KP mit 4-welligem 

Balg und zwei radialen Klemmnaben 

hat Jakob eine Version mit 

kürzerer Baulänge in das Metallbalgkupplungsprogramm 

aufgenommen. 

Diese eignen sich speziell für Anwendungen mit minimalen 

Wellenabständen und begrenzten Einbauverhältnissen. Der 

mehrlagige, aus zertifiziertem Edelstahl bestehende Metallbalg 

zeichnet sich zum einen durch hohe Verdrehsteifigkeit und zum 

anderen durch den Ausgleich von axialen, radialen und lateralen 

Wellenversätzen aus. Ein weiterer Vorteil der verkürzten Bauweise 

sowie der damit einhergehenden Gewichtsreduktion sind 

vergleichsweise niedrigere Massenträgheitsmomente. Eine 

einzige, radial leicht zugängliche Schraube pro Nabe sorgt für die 

zur Drehmomentübertragung notwendige Vorspannkraft. Die 

Balg-Nabe-Verbindung erfolgt über das spielfreie Bördel-Einpressverfahren. 

Im Gegensatz zu Klebeverbindungen wird dieses 

Fügeverfahren auch bei kritischen Betriebsbedingungen (– 40 bis 

+ 200 °C) als sicher eingestuft. 

www.jakobantriebstechnik.de 

AUSGLEICHSKUPPLUNGEN 

Ob filigran oder drehmomentstark – 

wir haben die passende Verbindung! 

Zielsicher zum passenden Produkt 

www.orbit-antriebstechnik.de

SPECIAL 

HEAVY DUTY 

Franz Schmeink ist Senior Key Expert Gear Components und 

Guido Josten ist Product Manager, beide bei der Flender GmbH in Bocholt 



STIRNRAD- UND KEGELSTIRNRADGETRIEBE 

KÜHLE ANTWORT 

ZUR WÄRME- 

GRENZLEISTUNG 

Der Transport von Schüttgütern stellt hohe 

Anforderungen an die Antriebstechnik, weil 

Bänder und Antriebe meist rauen 

Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. 

Der Getriebehersteller Flender hat für dieses 

Branchensegment drei Standard-Baureihen auf 

Basis von Stirnrad- und Kegelstirnradgetrieben im 

Portfolio, die ihresgleichen suchen. Besonders bei 

der immer wichtigeren Wärmegrenzleistung 

konnte er nun nochmals um etwa 20 Prozent 

draufsatteln. 

Die Weltbevölkerung wächst – und mit ihr die Notwendigkeit, 

wertvolle Bodenschätze und Ressourcen möglichst 

effizient zu fördern. Vor diesem Hintergrund gewinnt die 

Schüttgut-Fördertechnik weiter an Bedeutung, sodass 

sich der Trend zu höheren Transportleistungen unweigerlich 

abzeichnet. Die große Herausforderung ist, dafür wirtschaftliche 

Antriebslösungen zu entwickeln. Wer Transportbänder für den 

weltweiten Einsatz in teils unwirtlichen Umgebungen baut, kennt 

die hohen Anforderungen, die Mutter Natur stellt. Entscheidend 

ist neben Leistungsfähigkeit und Qualitätsanspruch die Wärmegrenzleistung. 

Flender setzt deshalb sein jahrzehntelanges Knowhow 

dafür ein, Getriebelösungen zu entwickeln, die einerseits 

eine geringe Verlustleistung aufweisen und andererseits hohe 

Leistungen übertragen können. Die B3SE-Getriebe erfüllen diese 



Forderung, ohne dass eine externe Kühlung notwendig ist. Es gibt 

sie standardmäßig in zehn Baugrößen und sie sind für Antriebsaufgaben 

mit sehr großen Leistungsaufnahmen – auch als Mehrfachantriebe 

– einsetzbar. 

BIS ZU 3 000 KW OHNE EXTERNE KÜHLUNG 

Die jüngste Generation dieser Stirnrad- und Kegelstirnradgetriebe, 

deren Markteinführung Flender 2019 forciert, beweist, was alles 

möglich ist. Bis zum Bereich zwischen 2 500 und 3 000 kW ist, 

abhängig von den Umgebungsbedingungen und der Getriebeausführung, 

ein Verzicht auf externe Kühlanlagen möglich. Der Grund 

für deren außergewöhnlich hohe Wärmegrenzleistung ist eine 

weitere Effizienzsteigerung bei Wirkungsgrad und Wärmeableitung. 

Allein die Erweiterung der Gehäuseoberfläche in Verbindung 

mit der Neugestaltung der Luftleithaube mit drehrichtungsunabhängigem 

Lüfter sorgt für etwa 20 % höhere Wärmeabfuhr. 

Hinzu kommen Optimierungen in der Getriebegestaltung für 

weniger Verlustleistung, sodass sich mit den B3SE standardmäßig 

Drehmomente bis 490 000 Nm übertragen lassen. Dadurch gibt es in 

der Praxis Situationen, in denen wegen der hohen Wärmegrenzleistung 

der neuen Getriebe eine Baugröße kleiner gewählt werden 

kann als früher. Sofern die Mechanik es zulässt profitieren Anwender 

also von dieser technisch und wirtschaftlich optimierten Lösung. 

PRÜFSTAND BESTÄTIGT THEORIE UND PRAXIS 

So einfach sich das Resultat anhört, so pragmatisch ist die Entwicklung 

der neuen B3SE-Getriebe im Detail. Flender hat dafür in einen 

leistungsfähigen Prüfstand investiert, der die eigene Forschungsund 

Entwicklungsabteilung intensiv unterstützt. Damit lassen sich 

Getriebelösungen bis zu einer mechanischen Nennleistung von bis 

zu 2 000 kW unter realen Praxisbedingungen testen. Getriebe 

werden darauf thermisch analysiert, was auch im Fall der B3SE- 

Getriebe zu den spürbaren Detailverbesserungen geführt hat. 

Gleichzeitig liefert ein solcher Prüfstand die Grundlage, um 

Berechnungs- und Simulationsprogramme für Getriebe- bzw. 

Antriebslösungen auf ihre Konvergenz von Theorie und Praxis zu 

überprüfen. Ausgehend vom riesigen Standard-Getriebebaukasten 

können die Getriebeexperten so in kürzester Zeit applikations- 

spezifische Anpassungen vornehmen, was Anwendern den großen 

Vorteil kurzer Lieferzeiten bringt. 

EINFACHE GETRIEBEAUSWAHL DURCH 

ELEKTRONISCHE UNTERSTÜTZUNG 

Ein Beispiel für Zusatznutzen in Verbindung mit Software ist die 

Nutzung von Konfiguratoren von Flender, mit dessen Hilfe die 

Antriebsstränge konfiguriert werden können. Der Getriebehersteller 

unterstreicht damit seine Kernkompetenz als Getriebebauer und 

Antriebsspezialist. Elektromotor, Kupplung, Getriebe, Kühleinrichtungen, 

Abstützung – alles muss miteinander harmonieren. 

Gedanklich ausgehend vom Förderband-Projekt sind die Flender- 

Spezialisten mithilfe von Software-Tools in der Lage, aus den unterschiedlichen 

Produktbaukästen bzw. dem Standardportfolio von 

Flender auszuwählen und so das Know-how des deutschen Getriebeherstellers 

auf die Ideen des Kunden anzuwenden. Entscheidender 

Vorteil: Antriebstechnische Gesamtlösungen lassen sich schnell 

entwickeln und mithilfe von 3D-Daten sowie Maßzeichnungen in 

die Konstruktionen der Kunden implementieren. 

Dabei bilden die beschriebenen B3SE-Getriebe nur eine von vielen 

Lösungen aus dem Flender Repertoire. Grundsätzlich werden drei 

Baureihen für die antriebstechnische Ausrüstung von Schüttgut- 

Förderbändern unterschieden. Neben den Förderbandantrieben der 

E-Reihe, die selbst in besonders widrigen Umweltbedingungen ohne 

externe Kühlung auskommen, gibt es die kompakte A-Serie sowie 

die Hochleistungsgetriebelösungen der H-Serie mit Drehmomenten 

bis 1,4 Mio. Nm und Leistungen bis zu 4 500 kW. 

VON KOMPAKTEN PLUG-&-PLAY- BIS ZU 

HOCHLEISTUNGSSYSTEMLÖSUNGEN 

Immer dann, wenn wenig Platz vorhanden ist, spielt die A-Reihe 

ihre vorteilhafte kompakte Gesamtkonstruktion aus. Denn nicht 

jede Mine bietet genug Platz für aufwändige Mess-, Ausricht- und 

Installationsarbeiten. Diese Getriebelösung, bestehend aus Motor, 

Kupplung und Getriebe, wird montagefertig geliefert. Der Grund 

für ein solches Plug & Play ist das patentierte Self-Aligning-System, 

wodurch das Getriebe sehr einfach in der Handhabung ist. Es muss 

lediglich aufgesteckt und anschließend das Drehmoment über eine 

01 

01 Schüttgut-Förderbandanlagen 

unterliegen rauesten 

Umgebungsbedingungen. Die 

Antriebs- und Getriebetechnik 

muss hier höchsten 

Anforderungen genügen, die 

Flender mit drei Standardbaureihen 

erfüllt 

02 Die kompakten Getriebe 

der A-Serie (Mitte) aus dem 

Standardbaukasten sind als 

Plug-&-Play-Lösung flexibel 

und komfortabel einsetzbar, 

während die Standard- 

Antriebslösung der H-Serie 

(links) für höchste Leistungen 

bis 1,4 Mio. Nm bzw. 

5 000 kW entwickelt wurde


02 

Drehmomentstütze abgefangen werden. Kurz gesagt: Flexibilität in puncto Standort, 

Montage, Platzverhältnisse und Inbetriebnahme ist der gemeinsame Nenner, 

der bei der Entwicklung der A-Serie im Vordergrund stand. 

Die H-Getriebereihe für höchste Leistungen und Drehmomente wird im Vergleich 

dazu sehr applikationsspezifisch auf Grundlage von Standard-Komponenten 

entwickelt. 28 Baugrößen bieten dabei die wirtschaftliche und technische Flexibilität 

projektspezifisch das passende Gesamtpaket zusammenzustellen. Auch hierbei 

liefert das große Standardprogramm in Verbindung mit der großen Erfahrung von 

Flender wertvolle Unterstützung. Neben den Getrieben und Kupplungen baut das 

Unternehmen nämlich auch die Kühlanlagen selbst. Für Anwender hat das den 

Vorteil, dass bei projektspezifischer Auslegung einer Gesamtlösung nicht nur im 

Bereich Getriebe bzw. Verzahnung sowie bei der Drehmomentübertragung weitere 

Optimierungen vorgenommen werden können, sondern auch bei der thermischen 

Anpassung. Förderbänder arbeiten nicht selten in tropischer Hitze oder in sibirischer 

Kälte, weshalb aufeinander abgestimmte Gesamtlösungen eine der wichtigsten 

Voraussetzungen für die notwendige hohe Verfügbarkeit von Schüttgut-Förderbändern 

ist. Hinzu kommt: Luft- bzw. Wasser-Öl-Kühlsysteme eröffnen die Möglichkeit 

einer individuellen Druckschmierung für schnelldrehende Wälzlager oder 

hochbelastete Verzahnungen bzw. eines ausgeklügelten Ölmanagements. 

Auch bei der H-Serie spielt Plug & Play eine wichtige Rolle, sodass die kompletten 

Antriebslösungen auf Grundrahmen montiert, von Flender projektbezogen ausgelegt 

und einbaufertig geliefert werden. Das Standard-Portfolio für applikationsspezifische 

Antriebslösungen, die Flender weltweit liefern kann, ist umfangreich: 

Kühl- bzw. Heizsysteme, aufgesetzte Schwungmassen, Bremssysteme, spezielle 

Luftfilter, Hilfsantriebe, Rücklaufsperren, Kupplungen mit und ohne Drehmomentbegrenzung, 

spezielle Wellendichtsysteme gegen Abrasionsschäden in staubiger 

Umgebung, Messsysteme, Condition Monitoring – und noch Vieles mehr. 

FÖRDERANLAGEN PROFITIEREN VON ERFAHRUNG, 

QUALITÄTSBEWUSSTSEIN UND FERTIGUNGSTIEFE 

Ziel des Getriebeherstellers ist es, seine Erfahrung im Getriebebau mit dem Branchenwissen 

von Anwendern in Einklang zu bringen. Ständige Detailverbesserungen 

sowie die stetige Optimierung des Standard-Getriebebaukastens bilden den 

Rahmen, von dem Anwender weltweit profitieren. Gerade bei Schüttgut-Förderanlagen, 

die meist rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, zeigen qualitativ 

hochwertige und gut ausgelegte Antriebslösungen positive Auswirkungen in puncto 

Leistungsfähigkeit, Verfügbarkeit und Servicefreundlichkeit. 

Die E-Serie der Förderbandantriebe mit einem effizienten Kühlsystem und damit 

noch besseren thermischen Eigenschaften zeigt ein weiteres Mal, was alles möglich 

ist. Ergänzend dazu profitiert die Fördertechnik von den kompakten Standardgetrieben 

der A-Serie sowie der H-Serie für höchste Antriebsleistungen bis 4 500 kW. 

Das bedeutet in der Praxis: Anwender können aus einem riesigen Sortiment an 

Standardlösungen auswählen und damit komfortabel projektieren. 

Fotos: Flender GmbH 

www.flender.com 

DIE IDEE 

„Im Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen 

ist es unverzichtbar die 

Wärmegrenzleistung eines Getriebes 

zu beachten. Um die gefordert hohe 

Leistung konstant zu übertragen, 

ohne dass eine bestimmte Öltemperatur 

überschritten wird, sind in der 

Regel externe Kühlungen notwendig. 

Unser B3SE-Getriebe-Baukasten kann 

bis zu einem Leistungsbereich von 

2 500 und 3 000 kW auf eine externe 

Kühlung verzichten. Mit insgesamt 

46 Baugrößen und einer großen 

Anzahl standardisierter Bauformvariationen 

stellt der Flender 

Baukasten ein großes Sortiment an 

Förderbandantriebslösungen dar.“ 

Franz Schmeink, Senior Key Expert 

Gear Components, Flender GmbH 

Guido Josten, Product Manager, 

Flender GmbH 



ENERGIEKETTENSYSTEME 

IM HARTEN 

EINSATZ 

Die Energieketten der Serien PowerLine und 

HeavyLine bewähren sich im rauen 

Arbeitsalltag hinsichtlich Belastbarkeit und 

Langlebigkeit. Jede Anwendung hat ihre 

spezifischen Anforderungen an Material, 

Größe, Ausstattung und Leistungsfähigkeit. 

Die Energiekettenvielfalt der Murrplastik 

Systemtechnik GmbH umfasst 

anwendungsspezifische Systemlösungen. 

Oliver Huber ist Leiter Marketing und Evren Turan ist Leiter 

Produktlinie Energieketten und Spezialkabel, beide bei der 

Murrplastik Systemtechnik GmbH in Oppenweiler 

Wie vielfältig Anwendungen mit Energieketten sind, zeigt 

deren große Bandbreite: von kleinen, filigranen 

Energieketten bis zu großen Schwerlast-Energieketten. 

Je nach Anwendungsbereich ist die Ausstattung der 

Energieketten individuell anzupassen. Die Murrplastik Systemtechnik 

GmbH bietet neben jahrzehntelanger Fachexpertise eine 

Vielzahl von Energieketten an. Sie erweitert ihr Produktportfolio 

kontinuierlich mit innovativen Einzel- und Komplettlösungen für alle 

Einsatzgebiete bis hin zur Konfektionierung. Zum Sortiment gehören 

Energieketten, Anschlusselemente, integrierte Zug entlastungen, 

flexible Regalsysteme, Rahmenstege, Deckel und Ablegewannen aus 

Kunststoff oder Metall sowie Geräuschdämpfungselemente und 

lebensdauerverlängernde Gleitschuhe und Gleitplatten. 

ROBUST UND STABIL 

Für Anwendungen mit enormen Belastungen hat Murrplastik extrem 

robuste und stabile Energieketten entwickelt, z. B. für Anwendungen 

geprägt durch eine schwere Zuladung oder einer hohen Verfahrdynamik 

in Verbindung mit langen Verfahrwegen. Die Serien Power- 

Line und HeavyLine sind aufgrund ihrer Konstruktionsmerkmale 

zuverlässig und langlebig in rauen Umgebungsbedingungen. Dazu 

zählen auch Temperaturhöhe und -schwankungen, UV-Strahlung, 

Feuchtigkeit, Chemikalien, Öle sowie die Art der Verschmutzung und 

des Verschmutzungsgrads durch Sand, Späne, Metallspritzer/-teile 

oder Glassplitter. Ihre Energieketten sind belastbar, robust und im 

eigenen Testlabor auf Herz und Nieren geprüft. Damit es nicht zu 

kostspieligen Anlagenstillständen kommt, müssen alle Komponenten 

der kompletten Energiekette aufeinander abgestimmt sein. 


Typische Industriezweige und Anwendungen für Schwerlast-Energieketten 

sind Schiffs- und Tagebau, Kranförderanlagen, Chemie-, Schweiß-, Eisen- und 

Stahlwerke sowie Holzbearbeitungs- und Kompostwerke. Das Einsatz spektrum 

der Krane und Förderanlagen erstreckt sich von Autoschrott-Verlade anlagen 

über Schüttgutumschlagskrane der Kohlebranche bis hin zu vollautomatisch 

arbeitenden Stapel- und Umsetzerkranen. Je nachdem, welcher Krantyp für 

welche Anwendung zum Einsatz kommt, ist das Anforderungsprofil an die 

Energieketten individuell anzupassen. Man unterscheidet z. B. zwischen RTG‘s 

(rubber tyred gantry), RMG‘s (rail mounted gantry), Ship-to-Shore-Kranen, 

Schüttgutumschlagskranen oder Goliath-Kranen (Schwerlastkrane). 

STARK BELASTBAR FÜR DEN EINSATZ IM STAHLWERK 

Murrplastik liefert maßgeschneiderte Energiekettensysteme für Kranförderanlagen. 

Für einen ihrer Kunden im Kranbau wurde bspw. eine Energiekette 

für einen Entlade- und Umschlagportalkran für Altmetall (Schrott) konzipiert, 

welcher in einem Stahlwerk zum Einsatz kommt. Für die große Energiekette 

mit ca. 1,5 t wurden folgende Grundanforderungen festgelegt: 

n hohe Zuladung von 13 kg/m 

n langer Verfahrweg von 67 m 

n Verfahrgeschwindigkeit von 2 m/s und 

n Beschleunigung von 0,3 m/s² 

Ausgewählt wurde die Energiekette Typ MP 52.6 aus der PowerLine-Serie. Sie 

ist für besonders hohe Zuladungen und sehr lange, gleitende Anwendungen 

entwickelt worden und verfügt über einen flexiblen Kettenanschluss. Konfiguriert 

und ausgeliefert wurde die Energiekette mit folgender Ausstattung: 

n Extra verstärkte Seitenglieder gewährleisten eine zusätzliche Stabilität. 

n Einrastbare Trennstege verhindern ein Verrutschen der Leitungen durch die 

feste Positionierung und gewähren eine hohe Lebensdauer der Leitungen. 

n Die Ablegewanne VAW-Z 170 aus verzinktem Stahl in Kombination mit 

Gleitschienenprofilen garantiert ein versatzfreies Gleiten und Führen der 

Energiekette über den gesamten Verfahrweg. 

n Die bewährte Klick-Verriegelung ermöglicht ein einfaches, nahezu werkzeugloses 

Öffnen und Schließen der Energiekette, selbst im eingebauten Zustand. 

n Das System ist mit einer geschlossenen Einhausung ausgestattet, um einen 

sicheren Schutz gegen das Hineinfallen von Fremdkörpern zu gewährleisten. 

n Gleitschuhe vermindern den Verschleiß der Seitenglieder bei gleitender 

Anwendung. Sie verlängern die Lebensdauer des Energiekettensystems um 

das bis zu Fünffache. 

Die Energiekette MP 52.6 wurde komplett mit konfektionierten Leitungen 

bestückt und aufgetrommelt, um die Montage vor Ort zu erleichtern. Verpackt 

für den Transport wurde sie beim Kunden angeliefert. Die Energiekette konnte 

durch die Anlieferform am Bestimmungsort schnell positioniert und 

zuver lässig in die Ablegewanne abgetrommelt werden. 

ROBUST GEGEN HITZE, FEUCHTIGKEIT UND CHEMIKALIEN 

Umwelteinflüsse beeinflussen die Anforderungen an Energieketten erheblich. 

In Mälzereien sind Energieketten einer hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt. Die 

Umgebungsbedingungen in Kompostieranlagen sind noch viel extremer und 

stellen harte Anforderungen an die Energieketten. Hitze, grober Schmutz, 

Grobmaterial und sehr hohe Luftfeuchtigkeit stellen eine große Herausforderung 

dar. Besonders Ammoniak, organische Säuren, schleimige Bakterienkulturen 

und die Benetzung mit chemischen Mitteln belasten übermäßig jede 

einzelne Komponente in der Funktion. Die Konstruktion und das Material 

der Energiekette spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Die Kunststoffe 

der Murrplastik-Energieketten trotzen den physikalischen, chemischen und 

sonstigen Einwirkungen. Sie meistern ausgeprägte Temperatureinwirkungen, 

hohe Luftfeuchtigkeit und UV-Strahlung. Diese können Strukturveränderungen, 

Spannungen im Kunststoff, Verformungen, Risse und 

Material versprödungen bewirken. So kann bspw. die Verschlechterung der 

mecha nischen Festigkeit die Seitenglieder ausleiern lassen und damit die 

Ausfallzeit erhöhen. 

Für die Kompostwerk Kirchheim u. T. GmbH hat Murrplastik die Energiekette 

Typ MP 82.2 (HeavyLine) konfiguriert und ausgeliefert. Bei der Mälzerei 

Mouterij Albert fiel die Entscheidung auf die Energieketten Typ MP 52.2 

(Power Line) und MP 62.2 (HeavyLine). 

Von oben 

die Trends 

erkennen 

Im entscheidenden Moment 

höchste Leistungskraft entfalten: 

Das gelingt Ihren Maschinen 

und Produktionsprozessen 

mit integrierter Antriebs- oder 

Hebetechnik der 

Marke Pfaff-silberblau. 

Denn Qualität und Präzision sind 

unser Beitrag zu Ihrem Erfolg. 

COLUMBUS McKINNON 

Engineered Products GmbH 

Am Silberpark 2- 8 

86438 Kissing 

www.pfaff-silberblau.com


DIE IDEE 

02 

01 Konfektionierte und aufgetrommelte 

Energiekette 

02 Heavy-Duty Energiekette nach 

zwei Monaten im Einsatz in rauen 

Umgebungsbedingungen. Der hohe 

Verschmutzungsgrad stellt hohe 

Anforderungen an die Qualität der 

Energiekette 

01 

„Die Energiekettenserien PowerLine 

und HeavyLine sind speziell für hoch 

dynamische Bewegungen, lange 

Verfahrwege, schwere Zuladungen 

und raueste Umgebungsbedingungen 

entwickelt worden. Grober Schmutz, 

Sonne, Kälte, Öle, Chemikalien und 

hohe Luftfeuchtigkeit sind nur einige 

der Umgebungsbedingungen, denen 

die langlebigen Energieketten von 

Murrplastik im Alltag strotzen. 

Aufeinander abgestimmte Einzelkomponenten 

und Fachexper tise 

vermeiden Stillstände an Anlagen 

und Maschinen. “ 

INTENSIV GETESTET FÜR ROBOTIK UND AUTOMATION 

Typische Energieketten-Anwendungen für hohe Zuladungen, lange Verfahrwege und hohe 

Dynamik findet man in der Robotik und Automation. Anwendungen bei Portalrobotern sind 

z. B. das Verketten von Werkzeugmaschinen und Verfahrachsen bei Robotern mit Handlings-, 

Schweiß- und Klebeaufgaben. Für diese herausfordernden Anwendungen sind die 

Murrplastik-Energieketten bestens geeignet und haben sich am Markt nachweislich bewährt. 

Bevor sie zur Serienfreigabe auf den Markt kommen, wurden sie im hauseigenen Testlabor 

umfangreichen und intensiven Tests unterzogen. 

Zur Veranschaulichung der Leistungsfähigkeit der Murrplastik Energiekette MP 52.2 (mit 

Gleitschuhen und Geräuschdämpfungselementen) hier ein paar Eckdaten aus dem 

Test labor: Die MP 52.2 erreicht eine Lebensdauer von 6,5 Millionen Zyklen bei einer 

Zuladung von 3,75 kg/m und einem Verfahrweg von 22 m. Die Verfahrgeschwindigkeit 

beträgt 5 m/s und die Beschleunigung 5 m/s². Bei dieser enormen Dynamik haben die speziell 

entwickelten Dämpfungselemente noch die volle geräuschmindernde Wirkung. Das 

Dämpfungs element zeigt nach 286 000 km Laufleistung keinerlei Verschleißerscheinungen. 

Durch die Verwendung eines speziellen Elastomers wird eine hohe Langlebigkeit gewährleistet. 

Nach vielen Tests hat es Murrplastik geschafft, die Dämpfungselemente so 

auszustatten, dass ihren Kunden ein optimales Verhältnis zwischen dämpfender Fläche und 

Härte des Elastomers angeboten werden kann. 

ALLES AUS EINER HAND 

Um hohe Standzeiten bei Maschinen und Anlagen zu gewährleisten, ist die richtige 

Konfiguration der Energiekette mit passendem Zubehör elementar wichtig. Mit viel 

Erfahrung übernimmt Murrplastik Systemtechnik die Projektierung von kompletten 

Energieketten. Diese zeichnen sich durch Belastbarkeit, Montage- und Wartungsfreundlichkeit 

sowie durch die optimale Abstimmung auf die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche 

aus. Bei extremsten Dauerbelastungen und Umwelteinflüssen stellen ihre 

Energiekettensysteme ihre Qualität und Langlebigkeit unter Beweis. Nach dem Motto 

„Alles aus einer Hand“ erhält der Anwender geprüfte Komplettlösungen für die unterschiedlichsten 

Applikationen. 

Fotos: Murrplastik Systemtechnik GmbH 

www.murrplastik.de 

Oliver Huber, Leiter Marketing, 

Murrplastik Systemtechnik GmbH 

Evren Turan, Leiter Produktlinie 

Energieketten und Spezialkabel, 

Murrplastik Systemtechnik GmbH 

VIDEO 

Neue Herausforderungen mit 

Innovationen meistern: 

https://youtu.be/rmX2Z93-Ag8 

mp-ChainBuilder 3.0: Online-Konfigurator 

für Energiekettensysteme: 

https://mympchain.com 


MARKTPLATZ 

MASSGESCHNEIDERTER MATERIALMIX FÜR 

LEICHTGEWICHTE 

Liebherr setzt 

zukünftig verstärkt 

auf Verbundwerkstoffe. 

Die Palette 

an Endprodukten 

aus carbonfaserverstärktem 

Kunststoff 

(CFK) soll dabei 

über das reine 

Hydraulikzylinderangebot 

hinausgehen. 

Ziel sind 

unter Individualaspekten gefertigte, gewichtsoptimierte Lösungen 

auf Basis der Faserverbundtechnologie. Denn die Möglichkeit, 

unterschiedliche Ausgangsmaterialien nutzen zu können, sowie 

die Orientierung der Verstärkungsfasern machen den Verbundwerkstoff 

frei konstruierbar. Infolge können Steifigkeit, Festigkeit 

und Dichte des Materials maßgeschneidert auf die spezifische 

Applikation ausgelegt werden. Durch diese selektive Substitution 

konventioneller Werkstoffe soll neben dem Gewicht auch die 

Performance von Bauteilen, Baugruppen und kompletten 

Systemen verbessert werden. Die erforderliche Kompetenz über 

den gesamten Produktentwicklungs- und Herstellungsprozess 

bündelt Liebherr am Standort Kirchdorf an der Iller, wo Roboter 

die Produktion von CFK-Produkten unterstützen. 

www.liebherr.com 

DIREKTER MOTORANSCHLUSS PER 

RUNDSTECKVERBINDER 

Der Universal-Rundsteckverbinder 

X-Tec wurde 

konzipiert, um Installationsarbeiten 

im Maschinenund 

Anlagenbau zu 

erleichtern und eignet sich 

für alle gängigen Servo-, 

Asynchron- und Drehstrommotoren 

bis 30 A. Statt 

unterschiedlicher Verbindungen 

wird nur noch eine 

einzige benötigt, um eine 

herstellerunabhängige, 

durchgängige Lösung von der Steuerung bis zum Motor zu 

realisieren. Die Leistungs- und Signalstecker von LQ sind in den 

Baugrößen 15, 23 und 32 verfügbar. Mithilfe eines passenden 

Hutschienen-Adapters lässt sich der X-Tec-Stecker funktional in 

unterschiedlichen Winkeln anbringen. Auf Basis des EnergyLink- 

Baukastens können zudem anwendungsbezogen erforderliche 

Kabelvarianten zusammengestellt werden. Der Steckzyklus 

wurde für hohe Belastungen, etwa bei Service- und Wartungsarbeiten, 

ausgelegt. Dank geringer Abnutzung sollen die Stecker 

stets wiederverwendbar sein. „Aus Kostensicht ein gutes 

Argument“, unterstreicht Bernd Mack, Produktmanager bei 

LQ Mechatronik-Systeme. 

www.lq-group.com 

SAFETY IM SCHLEIFRING MIT ZERTIFIKAT 

Einen Safety-Schleifring zur Leistungsübertragung samt Steuerungsdaten an Rundschalttischen hat 

Kollmorgen mit Stemmann-Technik entwickelt. Dieser Schleifring mit STO-Funktion ist Tüv-zertifiziert 

und verfügt über eine UL-Zulassung. Konstruktiv trennen in dem Schleifring zwei geschirmte 

Anschlusskassetten die Leistung von der Ethercat-Kommunikation, über die auch das überlagerte 

Safety-Signal übertragen wird. Eine hohe Störsicherheit innerhalb des Schleifrings gewährleistet die 

Struktur der Safety-Signale. 

www.kollmorgen.com 

Best of Test ... chainflex® 

Motorleitung 

25 Test 

Mio. Zyklen 

getestet 

5191 

● 1.354 Typen, bis 7 Preisklassen 

● Ab Lager, ab 1m, ohne Schnittkosten 

● Mit 3.800 m 2 

größtes Labor der Branche 

● Konfektioniert oder als Meterware 

● Online Lebensdauer berechnen 

● 36 Monate Garantie 

.de/chainflex 

motion plastics ® 

... for longer life 

Tel. 02203-9649-800 info@igus.de 

Besuchen Sie uns: IAA PKW, Frankfurt – Halle 9.0 Stand C 02 | MOTEK, Stuttgart – Halle 4 Stand 4320 

igus.indd 1 26.06.2019 08:42:01 



MODERNISIERUNG IM METALLRECYCLING 

NEUER MOTOR SCHREDDERT GUT 

Dipl.-Sozialwirt 

Thorsten Sienk, 

freier Fachredakteur, 

Bodenwerder 

Das Metallrecycling zählt in Europa zu den 

wichtigsten Rohstoffquellen. Hier sind es vor 

allem Schredderanlagen auf Schrottplätzen, die 

ganze Autos, weiße Ware oder Metallprofile 

zerkleinern und für die weitere Aufarbeitung 

vorbereiten. Verfügbarkeit und Leistungen 

zählen: Die Decons SA, ein erfolgreiches und 

privat geführtes Recyclingunternehmen aus dem 

Department Gironde im Südwesten Frankreichs, 

hat jetzt gemeinsam mit EMZ aus 

Recklinghausen den Antrieb eines bestehenden 

Schredders modernisiert. 

Die klassischen Schrottplätze von einst sind heute hocheffizienten 

Recyclingparks gewichen. Sie produzieren 

Metallfraktionen in großen Mengen und mit hoher Reinheit. 

Kunden sind vor allem Stahlwerke sowie auf einzelne 

Metalle spezialisierte Hütten. Hinter dieser Form des Recyclings 

steht die Tatsache, dass sich elementare Metalle und Legierungen 

bei ihrer Nutzung nicht verbrauchen. Sie stehen also am Ende eines 

Produktlebenszyklus wieder zur Verfügung – sofern sie auf Schrottplätzen 

den Weg ins Recycling finden. Typische Verarbeitungsschritte 

sind dabei Pressen, Schneiden und das Zerkleinern in 

Schredderanlagen mit Anschlussleistungen im Megawattbereich. 

„Das Wirkprinzip entspricht einer rotierenden Hammermühle, 

auf deren Zylinder bewegliche Hämmer entlang einer Achse 

montiert sind“, erklärt Benedikt Mathiaszyk, als Geschäftsführer bei 

der Elektro-Maschinen-Zentrale GmbH in Recklinghausen verantwortlich 

für Großantriebe und Projekte. Dreht sich der Rotor, fahren 

die Hämmer durch die Fliehkraft nach außen und zerschlagen den 

von den Vorschubwalzen zugeführten Metallschrott in kleine 

Stücke. Die Belastungen sind so hoch, dass die Hämmer – trotz 



01 Der von EMZ speziell konstruierte Schreddermotor 

liefert eine Leistung von knapp 3 000 kW 

02 Funktionsaufbau des Schredders 

01 

Fertigung aus einer Speziallegierung – pro Seite nur Standzeiten von 

zwei Tagen erreichen. Nach vier Tagen sind die Hämmer mit einem 

Stückgewicht von rund 135 kg also komplett zu tauschen. „Dabei verarbeiten 

sie allerdings einige Tausend Tonnen Schrott“, so Mathiaszyk. 

BESSERES THERMISCHES VERHALTEN MIT 

NEUEM MOTOR 

Nach einer umfassenden Modernisierung dieser Anlage wird der 

mehr als 40 t schwere Rotor des Schredders heute von einem 

z ehnpoligen EMZ Schleifringläufermotor angetrieben. Dieser 

liefert am Decons-Recyclingstandort in Le Pian Medoc nahe der 

südfranzösischen Stadt Bordeaux eine Nennleistung von 4 000 PS – 

also knapp 3 000 kW. Auslöser für den Umbau des Antriebs waren 

vor allem gravierende thermische Probleme beim Vorgängermotor. 

Der Antrieb war für die Schredderanlage schlicht zu klein dimensioniert, 

wurde zu heiß und musste immer wieder aufgrund der 

Überlast abkühlen. Die Folge: Drosselung der Produktion. 

Der Motor aus der speziell für den Schreddereinsatz entwickelten 

EMZ Baureihe ASD liefert heute mit knapp 3 000 kW Nennleistung 

mehr Reserven. Nach Einschätzung von Mathiaszyk ließe sich der 

Antrieb dank des optimierten Wärmeverhaltens auch mit 3 500 kW 

betreiben. Die hohe Drehmoment-Volumen-Dichte hat in Frankreich 

den Weg frei gemacht, den stärkeren Motor ohne kostspielige Umbauten 

auf dem Fundament des alten Antriebs zu montieren. Ähnlich 

einfach gestaltete sich die Kupplungsverbindung zwischen Motor- und 

Kardanwelle – zumindest was die vorhandenen Einbaumaße betraf. 

Im Gegensatz dazu war die Auslegung der mechanischen Kraftübertragung 

durch EMZ deutlich anspruchsvoller. Der Schreddermotor ist 

über eine Kardanwelle direkt mit dem Schredderrotor gekuppelt. 

Diese Konstruktion ist notwendig, da der komplette Schredder flexibel 

auf kräftigen Stahlfedern lagert, während der Schredder motor auf 

einem starren und massiven Betonfundament verankert ist. Berechnungen 

des Herstellers der Kardanwelle haben im Vorfeld der Umrüstung 

Drehmomentstöße bis 500 kNm zu Tage gefördert, die wiederum 

axiale Stoßbelastungen von bis zu 60 t verursachen können. 

VOLLE LEISTUNG, AUCH WENN’S HART KOMMT 

Die schnellen und harten Drehmomentstöße haben Auswirkungen 

auf den Hochspannungsmotor. Die gesamte Konstruktion ist rüttelfest 

bis zu maximalen Schwingwerten von 28 mm/s ausgelegt. Das Design 

des Gehäuses, der Welle, der elektrischen Aktivteile sowie der Kohlebürsten, 

Lager und Schleifringe musste EMZ deshalb verstärken und 

die gesamte Konstruktion so robust machen, dass der Vergleich mit 

einem Rüttelmotor durchaus zutreffend ist. Sämtliche Anpassungen 

standen dabei unter der Prämisse, die volle Leistung des Motors ohne 

Derating und mit hoher Verfügbarkeit zu liefern. „Alles an diesem 

Motor ist besonders“, fasst Mathiaszyk zusammen und spricht von 

einer engen Zusammenarbeit mit dem Hersteller der Kardanwelle. Das 

Unternehmen sei nach Auskunft des Geschäftsführers anfangs 

genauso von der Höhe der ermittelten Drehmomentwerte überrascht 

gewesen, wie der Hersteller des Schredders. 

Die Kennzahlen sind letztlich eingegangen in eine optimierte 

Wellenkonstruktion mit Ölpressverband statt Passfeder, die gerade 

bei den typischen Stoßbelastungen schnell ausschlägt und damit 

Spiel erzeugt. Beim Prinzip des Ölpressverbandes wird die 

Kupplungshälfte mit einer Presspassung auf dem Wellenende 

aufgeschrumpft und geht so eine kraftschlüssige Verbindung ein. 

„Dank der starken Haftreibung erhalten wir fast die Festigkeit einer 

02 

geschweißten Verbindung“, meint der Geschäftsführer. Das Abziehen 

der Kupplungshälfte bei Wartungen bzw. Reparaturen erfolgt dann 

über das Erzeugen eines Öldrucks durch eine Ölnut in der Welle. 

STEUERUNG DES LASTVERHALTENS 

Eine weitere Maßnahme, die den Schleifringläufermotor von EMZ 

für den Einsatz in Schredderanlagen so richtungsweisend macht, 

ist die Steuerung des Lastverhaltens. Der Antrieb in der Anlage des 

französischen Recyclingunternehmens arbeitet, da starr am Netz 

betrieben, mit einer festen Lastdrehzahl von 595 min -1 bei einer 

Spannung von 5 500 V und einer Frequenz von 50 Hz. Angesichts 

der hohen Stoßmomente des mehr als 40 t schweren Schredderrotors 

und der daraus resultierenden Stromspitzen, stand EMZ vor 

der Aufgabe, die Lastströme wirksam zu begrenzen. Hierbei setzt 

das Unternehmen aus Recklinghausen auf eine präzise, sichere und 

wartungsarme Technik: Den Flüssigkeitsanlasser. Spezialist auf 

diesem Gebiet ist MKS. Das Unternehmen aus Jülich war ebenfalls 

eng in das Projekt eingebunden – mit dem Ziel, „gemeinsam die 



beste technische Lösung für die Aufgabenstellung anzubieten“, blickt EMZ- 

Geschäftsführer Stefan Beese zurück. 

Der Flüssigkeitsanlasser hat die Aufgabe, bei einem Laststoß die Drehzahl 

des Motors zielgerichtet zu reduzieren, wenn es die Hämmer mit härterem 

Schrott zu tun bekommen oder Schrottfraktionen mit unterschiedlicher 

Dichte ankommen. Steigt hierbei der Strom über einen Grenzwert an, 

vergrößert ein Servomotor blitzartig die Kontaktabstände der Elektroden 

im Flüssigkeitsanlasser. Die Zunahme des ohmschen Widerstands im 

Rotorkreis führt zu einer kontrollierten Drehzahlabnahme des Motors und 

Schredderrotors. Dadurch kann die kinetische Energie des rotierenden 

Systems zum Ausgleich des Laststoßes genutzt werden. 

Dieser Aufbau egalisiert Netzrückwirkungen und harmonisiert die 

Stromaufnahme bei wechselnden Lasten. Vor diesem Hintergrund nutzt 

EMZ den Flüssigkeitsanlasser von MKS gleich als Steuerung für die 

Vorschubwalze. „Wird der Nennstromwert des Motors erreicht, stoppt die 

Walze, nimmt er wieder ab, wird wieder Material gefördert“, erklärt 

Mathiaszyk das Verfahren. 

PRODUKTION UM DIE HÄLFTE GESTEIGERT 

Der skizzierte Aufbau funktioniert in der Praxis so gut, dass der Recyclingbetrieb 

in Südfrankreich nach der Modernisierung der Schredderanlage 

die vor- und nachgelagerten Logistikabläufe anpassen musste. Der Betreiber 

spricht in Abhängigkeit der Materialien von Produktivitätssteigerungen 

von bis zu 50 %, ohne dass der Motor an seine thermischen Grenzen gerät. 

Der höhere Output wirkt sich zudem positiv auf die Qualität des 

Schreddermaterials aus. 

Fotos: EMZ Elektro-Maschinen-Zentrale GmbH 

www.emz.de 

DIE IDEE 

„Auslöser für den Umbau des Antriebs 

waren vor allem gravierende 

thermische Probleme beim Vorgängermotor. 

Der Antrieb war für 

die Schredderanlage schlicht zu klein 

dimensioniert und wurde zu heiß. 

Der neue Motor aus der speziell für 

den Schreddereinsatz entwickelten 

EMZ Baureihe ASD liefert heute mit 

knapp 3 000 kW Nennleistung mehr 

Reserven. Die Wahl eines Flüssigkeitsanlassers 

sorgt dafür, dass bei 

einem Laststoß die Drehzahl des 

Motors zielgerichtet reduziert wird. 

Dieser Aufbau egalisiert Netzrückwirkungen 

und harmonisiert die 

Stromaufnahme bei wechselnden 

Lasten. Die Modernisierung führte zu 

Produktionssteigerungen bis zu 

50 Prozent.“ 

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 

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) 

Redakteure: Holger Seybold, Tel.: 06131/992-254, 

E-Mail: h.seybold@vfmz.de 

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

E-Mail: s.stenner@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: Angelina Haas, 

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

Doris Buchenau, Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

Anette Fröder, Sonja Daniel, Anna Schätzlein, 

Mario Wüst 

Chef vom Dienst 

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer 

Anzeigen 

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

E-Mail: o.jennen@vfmz.de 

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

E-Mail: a.zepig@vfmz.de 

Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung 

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

Anzeigenpreisliste Nr. 55: gültig ab 1. Oktober 2018 

www.vereinigte-fachverlage.info 

Leserservice 

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG, 

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

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen 

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit 

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

Preise und Lieferbedingungen: 

Einzelheftpreis: € 15,50 (zzgl. Versandkosten) 

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

Ausland: € 168,- (inkl. Versandkosten) 

Abonnements verlängern sich automatisch um ein 

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor 

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. 

Verlag 

Vereinigte Fachverlage GmbH 

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz 

Postfach 100465, 55135 Mainz 

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

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

www.engineering-news.net 

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz 

Umsatzsteuer-ID: DE149063659 

Ein Unternehmen der Cahensly Medien 

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen 

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

Gesamtanzeigenleiterin: Beatrice Thomas-Meyer 

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

(verantwortlich für den Anzeigenteil) 

Vertrieb: Sarina Grazin, Tel.: 06131/992-148, 

E-Mail: s.grazin@vfmz.de 

Druck und Verarbeitung 

Limburger Vereinsdruckerei GmbH, 

Senefelderstraße 2, 65549 Limburg 

Datenspeicherung 

Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH gespeichert, 

um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen 

zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von ausgewählten 

Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene 

Produkte und Dienstleistungen zu informieren. Dieser 

Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich beim 

Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de). 

Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und 

Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der Annahme 

des redaktionellen Contents (Texte, Fotos, Grafiken 

etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser Zeitschrift geht 

das umfassende, ausschließliche, räumlich, zeitlich und inhaltlich 

unbeschränkte Nutzungsrecht auf den Verlag über. 

Dies umfasst insbesondere das Recht zur Veröffentlichung 

in Printmedien aller Art sowie entsprechender Vervielfältigung 

und Verbreitung, das Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung 

und Übersetzung, das Recht zur Nutzung für eigene 

Werbezwecke, das Recht zur elektronischen/digitalen 

Verwertung, z. B. Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen 

Systemen, zur Veröffentlichung in Datennetzen 

sowie Datenträger jedweder Art, wie z. B. die Darstellung 

im Rahmen von Internet- und Online-Dienstleistungen, 

CD-ROM, CD und DVD und der Datenbanknutzung und das 

Recht, die vorgenannten Nutzungsrechte auf Dritte zu 

übertragen, d. h. Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung 

für die Richtigkeit des redaktionellen Contents kann 

trotz sorgfältiger Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen 

werden. Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt 

die Ansicht der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte 

Manuskripte kann keine Gewähr übernommen 

werden. Grundsätzlich dürfen nur Werke eingesandt werden, 

über deren Nutzungsrechte der Einsender verfügt, und 

die nicht gleichzeitig an anderer Stelle zur Veröffentlichung 

eingereicht oder bereits veröffentlicht wurden. 

Datenschutzerklärung: ds-vfv.vfmz.de 

Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen. 

Mitglied der Informations-Gemeinschaft 

zur Feststellung der Verbreitung von 

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin. 


P 300 – PRÄDESTINIERT FÜR DIE 

LEBENSMITTELINDUSTRIE 

Mit dem P 300 erweitert der 

Dichtungshersteller C. Otto 

Gehrckens sein Sortiment um 

einen NBR-Werkstoff, der über 

Zulassungen für den Einsatz in 

der Lebensmittel- und 

Getränkeherstellung verfügt. 

P 300 ist zertifiziert nach 

FDA 21. CFR 177.2600 sowie 

3-A Sanitary Standard und 

entspricht der VO (EG) 

1935/2004. Ohne Verwendung tierischer Bestandteile erfüllt der 

COG-Compound darüber hinaus die Anforderungen an ADI-freie 

Werkstoffe (Animal Derived Ingredients free) für Dichtungen, die 

mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. Dank einer hohen 

Abrieb- und Standfestigkeit soll sich P 300 insbesondere für den 

Einsatz in Anlagenteilen eignen, die einer intensiven Materialbeanspruchung 

ausgesetzt sind. Des Weiteren präsentiert sich 

die Lösung im Kontakt mit Ölen und Fetten widerstandsfähig 

auch gegenüber verdünnten Säuren und Laugen. Der neue 

NBR-Werkstoff ist ab sofort verfügbar. 

www.cog.de 

JOYSTICKS 

Multifunktionsjoysticks 

Robust und ergonomisch 

www.megatron.de 

TRY54 

SIL 2 kompatibel 

CANbus J1939 oder CANopen 

< 60 mm Einbautiefe 

Individuell konfigurierbar 

Ideal für den Heavy Duty- und 

Offroad-Bereich 

DU_Megatron_TRY54_antriebstechnik_7_90x60.indd 1 22.05.19 09:35 

Megatron.indd 1 12.06.2019 11:57:07 

RETROFIT-KONZEPT FÜR LKW: E-MOTOR STATT DIESEL 

KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18 

STW präsentierte auf der Power2Drive-Messe in München eine neue Antriebslösung für 

Nutzfahrzeuge. Das Antriebskonzept PowerMela Duo280 besteht aus den zwei Synchronmaschinen 

PowerMela C140, die jeweils 80 oder 140 kW leisten, einem Summiergetriebe sowie 

einem Steuergerät. Damit verfügt der Antrieb über eine Gesamtleistung von 160 bis 280 kW, 

die über das Summiergetriebe in das Standardgetriebe des Nutzfahrzeugs eingeleitet wird. 

Dieses Konzept erlaubt die Retrofit-Elektrifizierung, ohne das Gesamtgewicht zu erhöhen. Das 

erprobte Antriebskonzept gewährleistet die funktionale Sicherheit bis ASIL B nach ISO 26262. In 

München wurde das PowerMela Duo280 live an der vollelektrischen Sattelzugmaschine Elias 

demonstriert. Bei dem 44-Tonner handelt es sich um ein Förderprojekt mit dem Bayerischen 

Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie, bei dem ein Diesel-Lkw von 

STW, dem Fahrzeugbauer Toni Maurer sowie der Spedition Ansorge Logistik umgerüstet wurde. 

www.stw-mm.com 

Halle 6 

Stand 6223 

Uhing.indd 1 12.06.2019 13:36:47 



ZAHNKRÄNZE FÜR DIE ZEMENTINDUSTRIE 

EXPERTENNETZWERK OPTIMIERT 

KUGELMÜHLEN 

Kugelmühlen sind die weltweit dominierende 

Mahltechnologie in der Zementindustrie. So 

auch im tschechischen Prachovice, wo die Firma 

Cemex ein integriertes Zementwerk mit einer 

Kapazität von 900 000 Tonnen pro Jahr betreibt. 

Bei der Modernisierung zweier Kugelmühlen 

entschied sich der Betreiber, die 

Antriebseinheiten gemeinsam mit 

SEW-Eurodrive neu zu dimensionieren. 

Mehr als 14 Mrd. US-Dollar Jahresumsatz und rund 

43 000 Mitarbeiter – das sind die beeindruckenden 

Zahlen von Cemex, einem der größten Zementhersteller 

der Welt. Das Unternehmen mit Hauptsitz 

in Mexiko unterhält Präsenzen in über 50 Ländern. In der Tschechischen 

Republik betreibt es in Prachovice, etwa 100 km östlich 

von Prag, das zweitgrößte Zementwerk des Landes. Hier werden 

auf zwei identischen, 15 m langen Kugelmühlen bis zu 5 000 t 

Klinker am Tag zu fertigem Portlandzement gemahlen. Jede 

Kugelmühle wird von einem Zahnkranz in Bewegung gesetzt. Pro 

Mühle übertragen jeweils zwei 2 250-kW-Asynchronmotoren die 

Leistung über Getriebe auf zwei separat gelagerte Ritzel. Die Ritzel 

sind mit dem Zahnkranz im Eingriff und beaufschlagen diesen 

mit dem Drehmoment. Die Verbindung zwischen Zahnkranz und 

Mantelfläche der Kugelmühle erfolgt mittels Montageflansch und 

Schraubverbindungen. 

VERZAHNUNGEN SIND NEURALGISCHE PUNKTE 

Bei einer Befundung der Mühlenantriebe im Frühjahr 2017 zeigten 

die beiden Zahnkränze wie auch die vier Ritzel bereits erhebliche 

Verschleißerscheinungen. Geschwächte Verzahnungen, bei denen 

ein fortschreitendes Schadensbild zu beobachten ist, können im 

weiteren Betrieb zu einem Ausfall des Antriebs und somit der 

gesamten Anlage führen. Rasch ergeben sich so lange Stillstandzeiten, 

was wiederum zu Lieferengpässen und hohen Produktionsausfallkosten 

führt. 

Um die Verfügbarkeit der Zementmühlen auch künftig sicherzustellen, 

entschied sich Cemex für den Austausch der beiden 

Zahnkränze, der insgesamt vier antreibenden Ritzel sowie der zwei 

Hauben des Zahnkranzes. Die Getriebe wurden, ausgehend von 

dem noch sehr geringen Verschleißgrad, als unkritisch eingestuft 

und daher nicht ausgewechselt. 

Von Anfang an stand SEW-Eurodrive bei den damals offenen 

Themen dem Zementproduzenten zur Seite. Fragen zur Werkstoffauswahl, 

Design/Dimensionierung, Projektierung, Schmierung bis 

hin zur Errichtung und Inbetriebnahme wurden gemeinsam 

er örtert. Der Antriebspezialist aus Deutschland hat langjährige 

Er fahrungen mit dem Einsatz von Zahnkränzen in unterschiedlichsten 

Industrien. Zudem deckt SEW-Eurodrive vom Motor über 

die Getriebe bis hin zur Antriebselektronik und Steuerung die 

gesamte Bandbreite der Antriebstechnik mit seinem eigenen Portfolio 

ab. Die umfassende Unterstützung während der gesamten 

Konzep tionsphase veranlasste schließlich die Cemex-Instandhaltungs 

leitung, den weiteren Weg bei diesem Projekt mit SEW- 

Euro drive zu gehen. 

Timo Rothardt ist Applikationsingenieur Industriegetriebe und 

Christian Rüttling ist Marktmanager Industriegetriebe, 

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

MODERNE WERKSTOFFTECHNOLOGIE 

Bei den Zahnkränzen verwendet SEW-Eurodrive ausschließlich 

hochfestes, bainitisches Gusseisen mit Kugelgraphit (Austempered 

Ductile Iron – ADI). Die Eigenschaften dieses Werkstoffes sind 

denen klassischer Zahnkranzwerkstoffe wie Stahlguss überlegen – 

so hat der von SEW eingesetzte ADI-Guss eine Mindestzugfestigkeit 

von 1 000 MPa und eine Mindestdehnung von 5 %. Um die geforderten 

mechanischen Eigenschaften zu erreichen, ist eine Wärmebehandlung 

erforderlich. Sie führt dazu, dass sich die gewünschte 



01 02 

Mikrostruktur einstellt und der Werkstoff hohe zulässige 

Festigkeitswerte aufweist. Die aus den guten Kaltverfestigungseigenschaften 

des Werkstoffes resultierende Kontaktermüdungsfestigkeit 

machen die Zahnkränze bei richtiger Dimensionierung, 

Belastung und Schmierung sehr widerstandsfähig und praktisch 

verschleißfrei. Zudem kann durch den Einsatz von ADI-Guss der 

Zahnkranz deutlich kompakter und leichter ausgeführt werden als 

bei der klassischen Lösung. 

OPTIMALES LAUFVERHALTEN UND HANDLING 

DANK MEHRTEILIGKEIT 

Ein weiteres Merkmal des SEW-Zahnkranzes ist seine Mehrteiligkeit. 

Herkömmliche Zahnkränze bestehen i. d. R. aus zwei bis 

vier Segmenten, die zusammenmontiert bearbeitet werden. Bei 

der Lösung von SEW-Eurodrive ist der Zahnkranz mehrteilig ausgeführt. 

Jedes der Segmente ist, abhängig vom Gesamtdurchmesser 

des Zahnkranzes, mit Abmessungen von ein bis zwei 

Metern sehr kompakt gestaltet. Die hohe Ausgangsteilungsgenauigkeit 

der geteilten Konstruktion nach den Normen ISO 8 

bzw. AGMA 9 führen zu einem optimalen Laufverhalten. Abguss, 

Bearbeitung, Wärmebehandlung und die Feinbearbeitung finden 

01 Weil die Segmente in zwei Zahnkranzhälften vormontiert werden 

können, vereinfacht sich die Handhabung am Einsatzort erheblich 

02 Prinzipschema der Kugelmühle (ähnlich dem tatsächlichen 

Antriebsaufbau): Auf beiden Seiten der Mühle treibt jeweils ein Motor 

über ein Getriebe der X-Baureihe von SEW-Eurodrive ein doppelt 

gelagertes Ritzel an. Jedes Ritzel überträgt 2 250 kW Antriebsleistung 

auf den Zahnkranz 

für jedes Zahnkranzsegment einzeln statt. Auf diese Weise wird 

sichergestellt, dass die Qualität des Zahnkranzes unabhängig von 

Durchmesser immer identisch ist – egal, ob es sich um 4 oder um 

16 m handelt. 

Die segmentierte Bauart bietet zudem weitere Vorteile in Bezug 

auf Handling und Austauschbarkeit. Die Handhabung der 

einzelnen Segmente oder Bauteilgruppen vereinfacht sich am 

Einsatzort erheblich. So ist es möglich, die Segmente in zwei 

Zahnkranzhälften vorzumontieren und in herkömmlicher 

Mon tage an der Applikation zu befestigen oder einzeln, Segment 

für Segment an der Trommel zu montieren. Die Montage der 

Einzelsegmente ist besonders bei beengten Platzverhältnissen 



vorteilhaft. Darüber hinaus sind keine speziellen Transportarrangements 

mehr notwendig. Mehrteilige Zahnkränze lassen 

sich in normalen Containern transportieren. Sollte es einmal zu 

einem Schaden an der Verzahnung des Zahnkranzes kommen, 

können einzelne Segmente getauscht werden ohne den ganzen 

Ring zu demontieren. 

INTERNATIONALES EXPERTENNETZWERK 

GARANTIERT ERFOLG 

Die Arbeiten an der ersten Kugelmühle begannen im Frühjahr 

2018. Dem vorausgegangen war eine detaillierte Projektierung und 

Auswahl der Antriebskomponenten, an der neben dem Stammhaus 

in Bruchsal auch die tschechische Landesgesellschaft SEW 

Eurodrive CZ s. r. o. sowie das SEW-Lieferwerk für Zahnkränze in 

Tianjin, China, beteiligt waren. Das SEW-Expertennetzwerk kann 

auf zahlreiche Erfahrungen mit realisierten Projekten weltweit 

zurückgreifen. Für die Dimensionierung der Verzahnungsgeometrie 

wurde neben der Zahnfuß- und Zahnflankenberechnung nach 

ISO 6336 auch eine Finite-Elemente-Simulation durchgeführt. 

Mit den Montagearbeiten wurde der lokale Dienstleister MZP – 

Montáže Přerov a. s. aus dem mährischen Přerov, etwa 80 km 

nordöstlich von Brno, beauftragt. Die Montageaufsicht sowie die 

Testläufe erfolgten gemeinsam mit den Experten von SEW 

Eurodrive. Heute laufen beide Mühlen störungsfrei und sorgen 

dafür, dass die Produktion am Cemex-Standort in Prachovice auch 

künftig sichergestellt ist. 

Die Zugfestigkeit des bisher für die Zahnkränze und Ritzel 

verwendeten Stahlgusses liegt mit ca. 687 bis 785 MPa deutlich 

unter der des ADI-Gusses. Die verbesserten Materialeigenschaften 

zeigen sich u. a. bei der Gegenüberstellung von altem und neuem 

Zahnkranz. Die Breite des Zahnkranzes konnte von 900 auf 300 mm 

reduziert werden. Zudem wurde die Zahl der Zähne von zuvor 238 

auf 180 gesenkt und das Modul auf 40 erhöht. Hieraus ergibt sich in 

Summe ein deutlich geringerer Materialeinsatz, der sich neben 

geringeren Investitionskosten auch in niedrigeren Kosten für 

Instandhaltung und Schmierung niederschlägt. 

Nach der Inbetriebnahme sowie dem radialen und axialen 

Einstellen des Zahnkranzes erfolgte u. a. eine Vibrationsmessung 

am Antriebsstrang. Die Lagerstellen zeigten einen signifikanten 

Rückgang der Schwingungen im gesamten System. Die hohe 

Teilungsgenauigkeit der segmentierten Zahnkränze und die fachmännische 

Ausrichtung von Montáže Přerov und SEW-Eurodrive 

tragen so dazu bei, dass der Zahnkranz und dessen Peripherie einer 

geringeren mechanischen Belastung ausgesetzt sind. Die darüber 

hinaus durchgeführte thermische Begutachtung, bei der keine 

unzulässige Erwärmung gefunden wurde, bestätigte zudem die hohe 

Genauigkeit der Gesamtkonstruktion sowie deren Ausrichtung. 

ZUVERLÄSSIGER BETRIEB 

Mit den geteilten Zahnkränzen von SEW-Eurodrive hat sich Cemex 

für eine gleichermaßen wirtschaftliche wie langlebige Technologie 

entschieden. Die fachliche Expertise von Montáže Přerov und des 

internationalen Expertennetzwerks von SEW gewährleistete dabei 

das passende Engineering sowie die fachmännische Installation 

und Inbetriebnahme vor Ort. Vor diesem Hintergrund entschied 

sich Cemex auch eine weitere Kugelmühle mit einem Zahnkranz 

von SEW-Eurodrive auszustatten. 

Fotos: Aufmacher: Cemex Zement GmbH; 01 und 02: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG 

www.sew-eurodrive.de/segmentierter_zahnkranz 

DIE IDEE 

„Die segmentierte Bauart sowie die 

Verwendung von bainitischem 

Gusseisen mit Kugelgraphit sind die 

prägenden Merkmale der Zahnkränze 

von SEW-Eurodrive. Die Idee war, 

durch eine intelligente Kombination 

von Konstruktion und Werkstoffauswahl 

die Nutzungseigenschaften 

für den Anwender zu verbessern. Durch 

die damit erzielten, hervorragenden 

Materialeigenschaften können die 

Zahnkränze nahezu verschleißfrei 

betrieben werden. 

Timo Rothardt, Applikationsingenieur 

Industriegetriebe, SEW-Eurodrive 

GmbH & Co KG 

DAS PROJEKT IM ÜBERBLICK 

n Applikation: Zementmühle 

n Größe: 4,4 × 15 m 

n Mühlen-Kapazität: 2 568 t pro Tag 

n Mühlen-Geschwindigkeit: 15 min -1 

n Motorische Leistung pro Mühle: 2 × 2 250 kW 

n Lieferumfang: 2 × Zahnkranz mit 12 Segmenten und 

Modul 40; 4 × Antriebsritzel; 2 × Schutzhaube für 

Zahnkranz 

n SEW-Dienstleitung: Projektierung, Engineering; Supervision 

Christian Rüttling, Marktmanager 

Industriegetriebe, SEW-Eurodrive 

GmbH & Co KG 


MARKTPLATZ 

PATENTE LEICHTGEWICHTE FÜR GROSSE AUFGABEN 

Rund 35 % kürzer und 80 % leichter als ihre Vorgänger: die neuen mechanischen Ventile 

der Serie VM100F von SMC. Ihre Steckverbinder sind bereits im Ventilkörper integriert, 

sodass weniger Einbauraum benötigt wird. Nur noch 48,8 statt 74,6 mm, so fällt der 

Längenvergleich konkret aus. Ferner sollen durch den Umstieg von Metall auf Kunststoff 

die Ventilkörper statt 60 g nur noch 12 g wiegen. Dies ist dann von Vorteil, wenn 

wiederholt hohe Beschleunigungskräfte zu überwinden sind. Dazu Olaf Hagelstein, 

Product Management bei SMC Deutschland: „Gerade in so dynamischen Anwendungen 

wie der Montage auf einem Roboterarm summieren sich die kompakten Abmessungen 

und das niedrige Gewicht perfekt: Die Integration ist durch die kompakte Form meist 

recht einfach. Dazu werden die Anlagen geschont, die Produktionskosten gesenkt und 

die Produktivität erhöht.“ Da sich der Montageabstand und die Höhe der neuen Ventile 

nicht verändert haben, ist ein Austausch problemlos möglich. 

www.smc.de 

MESSSIGNALE 

DIREKT ABGREIFEN 

Precision 

EVOLUTIONär für höchste Präzision 

Für die Strommessung in der 

E-Mobility bietet Isabellenhütte 

den BAC-Shunt an. Das 

Besondere an ihm ist die 

Einheit aus Shunt und 

Platine, durch die ein 

direktes Abgreifen der 

Messsignale möglich ist. Der 

Präzisionswiderstand 

besteht aus einer Mini-Platine 

und einem Sense-Kontakt für 

die Strommessung. Ein 

Steckverbinder dient zum 

Abgriff der Spannungswerte 

in übergeordneten Systemen. 

Die Widerstandswerte des 

Kupfer-Manganin-Shunts 

betragen 0,1 mOhm (320 A). 

Eine niederohmigere 

Variante ist für Strommessungen 

bis 550 A 

(0,05 mOhm) ausgelegt. Der 

Shunt ist geeignet für 

Nennleistungen bis 15 W, es 

sind aber auch andere 

Widerstandswerte möglich. 

Hauptanwendungsgebiete 

sind die Strommessung für 

elektronische Batterie- 

Managementsysteme in 

Gabelstaplern, E-Scootern 

und anderen Hybrid- und 

Elektrofahrzeugen, aber 

auch in Schweißgeräten. Da 

die Auswertung der Messsignale 

nicht auf der Leiterplatte 

erfolgt, muss der 

Shunt nicht zwingend auf der 

Elektronik platziert werden. 

www.isabellenhuette.de 

Robuste Präzision. 

Ungeschlagen in Sachen Präzision in anspruchsvoller Umgebung – 

magnetische Absolut-Drehgeber der Serie MAGRES EAM. 

Hervorragende Messgenauigkeit und Lebensdauer gewährleisten 

höchste Effizienzsteigerung und Prozessqualität. 

Erfahren Sie mehr: 

www.baumer.com/EAM580 

www.baumer.com/EAM360 

MC-32_EAM580_EAM360_DE_EN_FR_135x195.indd 

Baumer-IVO.indd 1 

1 

14.06.2019 

26.03.19 

09:19:16 

09:56 



Manuel Huck ist Produktmanager Discontinous 

Motion bei der Siemens AG in Nürnberg 

01 

FREQUENZUMRICHTER 

SEILBAHN MIT HOHEM 

WINTERVERGNÜGEN FÜR SPORTLER 

Winterspaß ohne Abstriche hat im Snow Space Salzburg oberste 

Priorität. Um Skibegeisterte weiter anzulocken, wurde die „neue“ 

Sonntagskogelbahn 2 mit hocheffizienter Technik ausgestattet. 

Innovative Antriebstechnik der 8er-Sesselbahn bringt mehr Personen 

mit noch höherem Komfort sicher zum Gipfel. 

„Eine der großen Herausforderungen des Projekts war ein Frequenzumrichter, 

der perfekt zu einem neu entwickelten, synchronen Servomotor 

passt – dabei die Verfügbarkeit der Seilbahn weiter erhöht und 

für größtmögliche Sicherheit der Skifahrer sorgt.“ In einem Satz fasst 

Karl Prammer, Geschäftsführender Gesellschafter von Frey Austria in 

Innsbruck, das vorrangige Ziel der neuen Sonntagskogelbahn 2 im 

Snow Space Salzburg im österreichischen Wagrain zusammen. Seit 

der Wintersaison 2018/19 werden in der Hightech-Sesselbahn acht 

statt bisher vier Skifahrer pro Hängevorrichtung zum Gipfel befördert. 

Das begeistert Liebhaber der weißen Pracht ebenso wie die 

Betreiber, die die hier verbaute Technik erstmalig einsetzen. 

Der grundlegende Unterschied zwischen Sonntagskogelbahn 2 

und anderen Seilbahnen ist einerseits der Verzicht auf ein Getriebe 

zwischen Elektromotor und Seilscheibe, andererseits der Komfortgewinn 

durch eine feinfühlige Drehzahlregelung mit Geberunterstützung. 

Dies spart eine kostenträchtige Getriebewartung und der 

Betreiber profitiert von den vielfältigen Regelungsoptionen eines 

leistungsfähigen Direktantriebs. Wolfgang Hettegger, Technik-Vorstand 

im Snow Space Salzburg, bestätigt: „Die Sonntagskogelbahn 2 

ist derzeit die innovativste Sesselbahn, die wir hier betreiben – eine 

Achtersesselbahn mit Rücken- und Sitzheizung plus Höhenerkennung 

beim Einstieg.“ Das bedeutet, Kinder und Erwachsene kön 

nen in beliebiger Zusammenstellung einsteigen, denn die Sesselbahn 

orientiert sich bei der Sitzhöhe an der kleinsten Person und 

passt den Förderteppich entsprechend an. 

NEUE MOTORMODULE ÜBERZEUGEN IN 

JEDER HINSICHT 

Die maximale Beförderungsleistung liegt bei knapp 3 600 Personen pro 

Stunde. Schon nach kurzer Zeit konnten die Betreiber ein Beförderungsplus 

von etwa 25 % gegenüber der Vorgängerbahn feststellen, was 

die Verantwortlichen der überzeugenden Technik zuschreiben, die bei 

der Sonntagskogelbahn 2 zum Einsatz kommt. Das regelungstechnische 

Herz der Bahn bilden zwei redundant aufgebaute Frequenzumrichterschränke 

Sinamics S120 Cabinet Modules-2 von Siemens. 

Das System besteht aus zwei Sinamics S120 Active-Line-Modulen und 

zwei neu entwickelten Sinamics S120 Chassis-2 Motormodulen. Wichtigste 

Vorteile dieser neuen Geräte sind die erhebliche Gewichtsreduzierung, 

der geringe Platzbedarf, die robuste Gesamtkonstruktion sowie 

ein effizienter Betrieb gepaart mit vereinfachtem Service. 

Ein Beispiel: Um das maximale Drehmoment von 462 000 Nm des 

permanenterregten Synchronmotors mit etwa zwei Metern Durchmesser 

und 45 Polpaaren liefern zu können, genügen zwei Sinamics 



02 03 

S120 Chassis-2 mit einer Nennleistung von 560 kW. Im Vergleich 

zur Vorgängervariante, bei der zwei 800-kW-Modelle notwendig gewesen 

wären, sparen sich die Betreiber gleichermaßen Investitionskosten, 

Platz und Gewicht. Grob formuliert bauen die neuen 

Motormodule in diesem Leistungsbereich um die Hälfte kleiner, 

wobei der ökologische Footprint bei allen Leistungsklassen gleich 

ist, lediglich in der Höhe unterscheiden sich die leistungsmäßig 

kleineren von den größeren Geräten. Auch der Gewichtsvergleich 

besticht: Das „alte“ Gerät wiegt 450 kg, das hier eingesetzte „neue“ 

Chassis-2 gerade mal 160 kg. 

HÖCHSTMÖGLICHE SICHERHEIT DANK 

INNOVATIVER ANTRIEBSSTEUERUNG 

In der Sonntagskogelbahn 2 liegen zwei gleichartige Direktmotoren 

konzentrisch vertikal übereinander und sind über eine zentrale Welle 

mechanisch miteinander verbunden. Zwei Sinamics S120 Einspeisungen 

und zwei Sinamics S120 Chassis-2 Motormodule lassen sich 

wechselweise miteinander verschalten, sodass nicht nur beim modular 

aufgebauten Antrieb, sondern auch bei der Antriebssteuerung 

die gewünschte doppelte Redundanz gegeben ist. Das heißt, jedes 

System ist mit reduzierter Leistung voll funktionsfähig. Karl Prammer 

erklärt die Zielsetzung: „Bei einem Teilausfall sind die Betreiber 

dennoch in der Lage, die Anlage zur Sicherheit der Personen im Lift 

leer zu fahren.“ Außerdem lässt sich jedes Motormodul über zwei 

Schalter vom Netz trennen und so bei Bedarf schnell tauschen. 

Für eine Motorbetriebsdrehzahl von 13,2 min -1 bei einem 

Nennstrom von 2 × 596 A wird eine Frequenz von etwa 9,9 Hz benötigt. 

Und genau hierin liegt die Stärke der neuen Motormodule der 

Sinamics S120 Chassis-2. Dank des neuen Umrichterdesigns ließ 

sich die Nennpulsfrequenz der Geräte auf 2,5 kHz verdoppeln, sodass 

trotz der niedrigen Motordrehzahl bzw. Frequenz ein guter 

Rundlauf erreicht wird. Auch die robuste Gesamtkonstruktion der 

01 In der Sonntagskogelbahn 2 im österreichischen Snow Space 

Salzburg sorgt eine neuartige Antriebstechnik für Transportkomfort 

und -sicherheit der Wintersportler 

02 Bei der Antriebssteuerung der zwei konzentrischen Direktantriebe 

bekamen die neuen Sinamics S120 Chassis-2 Motormodule den Zuschlag 

03 Signifikante Vorteile der Sinamics S120 Motormodule: Kompakte 

Abmessungen, Verdoppelung der Taktfrequenz und redundanter Aufbau 

neuen Frequenzumrichter spielt ihre Vorteile aus: Das Derating 

konnte stark reduziert werden, was die Geräte nicht unnötig überdimensioniert. 

Zudem fallen die Motorengeräusche beim Betrieb 

mit dem Sinamics S120 Chassis-2 spürbar geringer aus. 

MODULAR AUSGELEGTER SYSTEMAUFBAU 

Karl Prammer fasst zusammen: „Bei der technischen Weiterentwicklung 

gilt es in der Seilbahnindustrie zwei Punkte zu beachten: Einerseits 

die Kundeneffizienz, sprich das, was der Fahrgast spürt, andererseits 

die technische Effizienz für den Betreiber. Bei letzterem geht 

es vorrangig um Verfügbarkeit und Energieeffizienz.“ Deswegen setzt 

Frey Austria, als Siemens Solution Partner, vorzugsweise aktuelle Innovationen 

wie die neuen Motormodule des Sinamics S120 Chassis-2 

ein, um aus den Hightech-Servomotoren die beste Bewegung herauszuholen. 

Wenn dieses Konzept Schule macht, warten bereits die 

nächsten Projekte wie die Sonntagskogelbahn 3 und die Flying 

Mozart auf ihre Realisierung. Letztere ist eine Kabinenbahn, bei der 

dann vier Direktmotoren statt zwei für den „Bergauftrieb“ sorgen. 

Der modulare Systemaufbau von Motor und Frequenzumrichter 

könnte auch dort zur einfachen und effizienten Lösung beitragen. 

Denn eine prägnante Herausforderung speziell in der Seilbahnbranche 

sind die kurzen Durchlauf- und Bauzeiten. Da kommt es 

den Planern und Konstrukteuren entgegen, wenn Frequenzumrichterlösungen 

als Standard abrufbar bereit stehen, die sich nahtlos 

den Antrieben anpassen lassen, wie die neuen Sinamics S120 

Chassis-2 Motormodule. Karl Prammer bestätigt: „Die speziellen 

Stärken unseres Unternehmens liegen in der kundenspezifischen 

Auslegung solcher Projekte.“ 

Standard-Frequenzumrichter mit den Vorteilen wie der neuen 

Sinamics S120 Chassis-2 Motormodule, so etwa kompakte Bauweise, 

ausgezeichnetes Regelverhalten und vereinfachtem Service, 

überzeugen im Seilbahngeschäft. Der Servicegedanke beinhaltet, 

dass sich die neuen Motormodule auch mit älteren Einspeisungen 

von Siemens kombinieren lassen. Karl Prammer zeigt sich zufrieden: 

„Für das kompromisslose Vergnügen der Fahrgäste ist eine 

moderne und effiziente Technik, wie sie unter anderem Siemens 

liefert, eine Grundvoraussetzung.“ 

Fotos: Siemens AG 

www.siemens.de 



DREHGEBER FÜR DIE PAPIERINDUSTRIE 

DAMIT ALLES GLATT LÄUFT 

Die Qualitätsanforderungen an Maschinen und Personal in einer Papierfabrik sind hoch, denn 

bereits kleinste Ungenauigkeiten oder Unzuverlässigkeiten können teure Produktionsausfälle 

zur Folge haben. Durch den Einsatz der „Heavy Duty“-Drehgeber von Hengstler haben die 

Techniker in der Fertigung und Instandhaltung eine Sorge weniger: Dank der hochpräzisen 

Encoder greifen alle Fertigungsschritte perfekt überwacht ineinander. 

Wie anspruchsvoll die Papier-Herstellung ist, lässt schon die schiere Größe 

der Fertigungsanlagen erahnen. Die haushohen Maschinen haben die 

Breite einer zweispurigen Landstraße und sind bis zu 200 m lang. 

Mindestens ebenso beeindruckend ist der Durchsatz der Maschinen: 

Bis zu 120 km Papierbahn laufen pro Stunde durch eine Anlage, die im Schnitt zu 

95 % ausgelastet ist. Man kann sich also unschwer vorstellen, welche Konsequenzen 

ein Fehler in der Maschine bei diesen riesigen Produktionsmengen hätte. 

Leslie Wenzler ist Manager Marketing & Communications 

bei der Hengstler GmbH in Aldingen 

AUF DIE GESCHWINDIGKEIT KOMMT ES AN 

In einer Papiermaschine sind unzählige Antriebssysteme sowie Komponenten 

verbaut, darunter um die 50 Walzen. Die Konstruktion dieser Anlagen ist sehr 

komplex und sehr anspruchsvoll. Alle Bauteile müssen exakt aufeinander 

abgestimmt sein, die Fehlertoleranzen sind minimal. Ein gutes Beispiel dafür sind 

die Walzen, die mit einer Genauigkeit von ± 0,3 mm ausgerichtet werden. 



Die Komplexität des Fertigungsablaufs 

erfordert hochqualifiziertes Bedienpersonal, 

das die Anlagen ständig im 

Blick hat. Melden die Maschinen 

eine Abweichung, bspw. in der 

Geschwindigkeit, muss sofort 

gehandelt werden, ansonsten 

können die Bahnen reißen und 

einen kostspieligen Produktionsausfall 

verursachen. Damit die Anlage 

überhaupt Unregelmäßigkeiten erkennen kann, braucht 

es hochpräzise Drehgeber, die die Einhaltung der wichtigen 

Parameter überwachen. Dazu gehört eben u. a. die Kontrolle der Geschwindigkeit 

jedes einzelnen Walzenantriebs, die mit der Geschwindigkeit 

der übrigen Walzenmotoren in Einklang gebracht werden muss. 

Ein weiterer wichtiger Wert ist die Papierbahnen-Spannung. Ist sie zu niedrig, 

kann es leicht zu Faltenbildung kommen und der gesamte Produktionsprozess 

gerät ins Stocken. Ist sie dagegen zu stark, können sich Risse in der Papierbahn 

bilden. Aus diesem Grund ist die exakte Steuerung der Drehzahl sehr wichtig, 

besonders beim Start der Maschine und bei einer Änderung der Antriebsgeschwindigkeit. 

Die Geschwindigkeit der einzelnen Motoren muss sich zudem hinsichtlich 

bestimmter Faktoren, wie z. B. der Elastizität des Papiers im laufenden Betrieb, 

kompensieren lassen. 

Drehgeber bestimmen darüber hinaus auch die Positionen und Durchmesser 

der Walzen sowie die Länge der Papierbahnen. Und sie überwachen die Temperatur 

im Prozess. 

HOHE WIDERSTANDSFÄHIGKEIT, EINFACHES HANDLING 

Für den Einsatz an Papiermaschinen eignen sich aufgrund des vielfältigen Anforderungsprofils 

spezielle „Heavy Duty“-Drehgeber, wie sie die Firma Hengstler aus dem 

baden-württembergischen Aldingen unter dem Produktlabel „NorthStar“ anbietet. 

Die Drehgeber arbeiten nicht nur mit sehr hoher Genauigkeit, sondern sind zudem 

äußerst robust. Sie verfügen über eine hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit und 

01 

02 

01 Der Absolut-Drehgeber Acuro AR62 

arbeitet verschleißfrei und verfügt über die 

Schutzart IP69K. Er ist in einer Single- und 

einer Multiturn-Ausführung erhältlich 

02 Der Absolut-Drehgeber Acuro AR63 mit 

robustem Edelstahl gehäuse, auch beständig 

gegenüber Hochdruckreinigern


03 04 05 

ermöglichen so maximale Betriebszeiten. Ein weiterer Vorteil ist das 

einfache Handling: Sie lassen sich schnell installieren, da sie nicht 

aufwändig justiert werden müssen. Das „One size fits all“-Konzept erlaubt 

Maschinenbauern darüber hinaus eine deutlich vereinfachte Lagerhaltung 

und den Technikern aus der Instandhaltung einen schnellen 

Austausch der Drehgeber. 

Die Wartung der „Heavy Duty“-Drehgeber von Hengstler ist ebenso 

unkompliziert, was nicht nur auf die enorme Robustheit zurückzuführen 

ist. Die Überwachung wird auch durch eine LED-Anzeige vereinfacht, die 

dem Bedienpersonal auf einen Blick anzeigt, ob der Drehgeber ordnungsgemäß 

arbeitet, bzw. ob Zeiten für Instandhaltungsmaß nahmen eingeplant 

werden müssen. So lässt sich der Zeitaufwand für das Justieren, Austauschen 

oder Reparieren an der Anlage deutlich reduzieren. 

DEN ANFORDERUNGEN DER PAPIERINDUSTRIE 

GEWACHSEN 

Hengstler bietet ein umfangreiches Programm an Heavy Duty- Drehgebern 

an, die mit Voll- oder Hohlwelle erhältlich sind und über anpassbare 

Montage-Optionen verfügen. Einer dieser Encoder ist der optische Inkremental-Drehgeber 

HS35R. Der Drehgeber zeichnet sich durch eine hohe 

Auflösung von bis zu 5 000 ppr aus und hält Schocks bis zu einer Stärke von 

mindestens 400 g und Vibrationen zu einer Stärke von mindestens 20 g 

stand. Die Code-Scheibe besteht aus einer unzerbrechlichen Kunststoff- 

Folie und erfüllt – wie auch die übrigen Bestandteile des Drehgebers – die 

Anforderungen der Schutzart IP67 (bei Wellen-Geschwindigkeiten bis 

5 000 ppr). Das bedeutet, dass auch der bei der Papier-Herstellung 

umherfliegende Holzschliff die Funktionsfähigkeit des Drehgebers nicht 

beeinträchtigt. Zeitweilige Feuchtigkeit oder gar Nässe kann dem Bauteil 

ebenfalls nichts anhaben – eine Eigenschaft, die bei den großen Mengen 

an Wasser, die im Produktionsprozess anfallen, mindestens genauso 

wichtig ist. Der Drehgeber HS35R eignet sich für Wellendurchmesser von 

6 bis 28 mm und ist für eine Wellen-Geschwindigkeit von 6 000 RPM 

ausgelegt. Sein phasen gesteuerter Sensor sorgt für eine zuverlässige 

Signalüber tragung. All das macht den HS35R zu einem hilfreichen Produkt 

in der Technik, das den kontinuierlichen Verbesserungsprozess 

innerhalb der Produktionspro zesse unterstützt und fördert. 

UMFANGREICHER SERVICE 

Hersteller von Papiermaschinen profitieren beim Einsatz der „Heavy 

Duty“-Drehgeber von Hengstler aber nicht nur von der hochpräzisen 

Anlagensteuerung. Sie erhalten zudem umfangreiche Service-Leistungen. 

Dazu zählt neben einem kostenlosen Support bei der Installation auch die 

Express-Lieferung: Innerhalb von nur 48 Stunden nach der Bestellung 

kann der Kunde bereits sein Ersatzteil in Empfang nehmen. 

Fotos: Aufmacher: Fotolia; sonst.: Hengstler GmbH 

www.hengstler.de 

03 Der Heavy Duty-Drehgeber HD25L mit 

Atex-Zertifizierung und einer unzerbrechlichen 

Code-Scheibe 

04 Heavy Duty-Drehgeber der Serie HS56 sind die 

robustesten digitalen Drehgeber von Hengstler 

05 Der HT85 verfügt über eine große Hohlwelle von 

bis zu 115 mm 

DIE IDEE 

„Bei der Papierherstellung können 

kleinste Abweichungen in der Anlage 

zu Schäden am Produkt führen. Für 

die Kontrolle der wichtigen Para meter 

sind deshalb hochpräzise Drehgeber 

nötig. Der HS35R aus der Dynapar- 

Serie von Hengstler eignet sich ideal 

für diese Aufgabe, da er nicht nur 

sehr genau arbeitet, sondern auch 

äußerst robust ist. Wir haben bei 

diesem Drehgeber zudem darauf 

geachtet, dass er sich einfach 

installieren und warten lässt. So 

werden Stillstandzeiten auf ein 

Minimum reduziert.“ 

Peter Elbel, Manager Product 

Implementation, Hengstler GmbH 


PRÄZISE OBERFLÄCHENKONTROLLE IM FOKUS 

. 

? 

Präzision und Sicherheit 

mit Bremsenlösungen von Kendrion 

Um Inspektionen in anspruchsvollen Fertigungsumgebungen 

zu erleichtern, hat Polytec das Portfolio an TopMap 3D-Oberflächenmessgeräten 

durch ein Paket „smarter“ Helfer ergänzt. 

Der im neuen TopMap QC Package enthaltene QC Verifier 

vermeidet Pseudoausschuss in rauer Produktionsumgebung, 

kompensiert Umwelteinflüsse und soll somit die Verlässlichkeit 

der Messergebnisse garantieren. Der QC Software Customizer 

ermöglicht mit anwendungsspezifischen Anpassungen der 

Software eine einfache Integration für Inline-Messungen. Mit 

dem QC Operator Interface lässt sich die Produktivität mit 

Ein-Klick-Lösungen erhöhen, indem Messrezepte Komplexität 

und Bedienerfehler reduzieren. Für den weltweiten Vergleich, 

die Standardisierung und das Überwachen von Messeinstellungen 

wurde der QC Setting Comparator entwickelt. Komplettiert 

wird das Package durch QC Protection Housing für physischen 

Schutz in rauer Umgebung und den QC Barcode Scanner zum 

Aufrufen voreingestellter Messrezepte. 

www.polytec.com 

Mit Sicherheit die richtige Bremse 

Industrieroboter sind so unterschiedlich 

wie die Aufgaben, die sie bewältigen. 

Kendrion hat Sicherheitsbremsen unterschiedlicher 

Funktionsprinzipien im Produktprogramm 

und unterstützt bei der 

Auswahl, bei technischen Fragen mit 

Beratung oder bei speziellen Aufgabenstellungen 

mit applikationsspezifischen 

Entwicklungen. 

Kendrion (Villingen) GmbH 

Wilhelm-Binder-Str. 4-6 

78048 Villingen-Schwenningen 

T +49 7721 877-1417 

www.kendrion-ids.com 

201906-kendrion-ids-produktanzeige-104x145.indd 1 17.06.1 

Kendrion.indd 1 25.06.2019 

ANSCHLUSSFERTIGE ENERGIEFÜHRUNG 

ONLINE KONFIGURIEREN 

Mit dem Online- 

Tool „e-ketten 

Experte“ von Igus 

können konfektionierte 

Energiekettensysteme 

mit Garantie 

schnell ausgelegt 

werden. Dabei 

wird die Innenaufteilung 

automatisch 

vorgenommen 

und der Nutzer erhält verlässliche Angaben zur 

Haltbarkeit der Energiekette sowie über seine eingesetzten 

Leitungen. So kann der Kunde das günstigste System finden, 

das in seine Anwendung passt. Ob freitragende, gleitende oder 

hängende Anwendung: Der Konfigurator ermittelt die Energiekette, 

die sich am besten eignet. Dafür werden zunächst die 

unkonfektionierten oder konfektionierten Leitungen ausgesucht 

und die Anwendungs- und Umgebungsparameter 

eingegeben. Dann wird die passende Energiekette aus einer 

Vorauswahl ausgewählt und konfiguriert. Zur Auswahl stehen 

über 1 300 hoch flexible Chainflex-Leitungen und über 4 200 konfektionierte 

Readycable-Antriebsleitungen. Das Tool kann vom 

Smartphone, Tablet oder PC aus bedient werden unter 

www.igus.de/e-ketten-experte. 

www.igus.de 

präzise 


PWB.indd 1 27.03.2019 10:38:32


PEER REVIEWED 

SIMULATION SCHNELL DREHENDER 

WELLE-LAGER-SYSTEME – TEIL 2 

Sowohl zur Simulation schnell drehender, kegelrollengelagerter Welle-Lager- 

Systeme als auch zur Auslegung hochdrehzahlgeeigneter Kegelrollenlager oder 

deren Nachrechnung ist es notwendig, das Betriebsverhalten – hier insbesondere 

die Zusammenhänge zwischen Last, Drehzahl und Verlagerung – rechnerisch 

abbilden zu können. Die derzeit verfügbaren Wälzlagerberechnungsprogramme 

sind meist herstellerspezifisch oder vernachlässigen wesentliche drehzahlbedingte 

Effekte. Die hier vorgestellte Methode ermöglicht die Berechnung von 

Kegelrollenlagern mit benutzerdefinierter Geometrie unter Berücksichtigung des 

Drehzahleinflusses. Zur Abschätzung der Qualität der Berechnungsergebnisse 

erfolgt ein Vergleich mit kommerziellen Programmen. 

Hochdrehzahlgeeignete Kegelrollenlager können wegen 

ihrer hohen Steifigkeit in bestimmten Fräsmaschinen- 

Hauptspindel-Anwendungen theoretisch eine Alternative 

zu den üblicherweise eingesetzten Spindellagern in 

Radial-Schrägkugellager-Bauweise sein. In der Praxis ist jedoch die 

Drehzahleignung von Kegelrollenlagern – von einigen Sonderbauformen 

abgesehen – für den Hauptspindeleinsatz zu gering. Um 

Kegelrollenlager gezielt für hohe Drehzahlen auslegen zu können 

und das Betriebsverhalten – also bspw. die Steifigkeiten und die 

Eigenfrequenzen und Eigenformen – der damit ausgestatteten Welle- 

Lager-Systeme simulieren zu können, ist es notwendig, das Betriebsverhalten 

der einzelnen Lager zu berechnen. Da die heute 

verfügbaren Wälzlagerberechnungsprogramme dafür nur sehr eingeschränkt 

geeignet sind, soll es die hier vorgestellte Berechnungs 

methode ermöglichen, das Betriebsverhalten einzelner Kegelrollenlager 

mit quasi beliebiger Geometrie unter Berücksichtigung 

drehzahlbedingter Effekte, wie etwa der Fliehkräfte, zu berechnen. 

Das Verfahren soll ein Modul für die in Teil 1 [BREC19] vorgestellte 

Berechnungsumgebung sein und die dort eingesetzte iterative 

Gleichgewichtsbestimmung nutzen. 

Der Schwerpunkt der hier vorgestellten Methode liegt auf der Berücksichtigung 

des Drehzahleinflusses, der Verwendung eines anderen 

als dem hertzschen Kontaktmodell zur Abbildung beliebiger 

Kontaktgeometrien – also auch den in einem Kegelrollenlager auftretenden 

gleichsinnig (konvex – konkav) und gegensinnig gekrümmten 

(konvex – konvex) gekrümmten Wälzkörper-Lagerring- 

Kontakten – und der Bestimmung der Geschwindigkeitsverhältnisse 

in den Rolle-Ring-Kontakten. 


PEER REVIEWED 


VERFÜGBARE WÄLZLAGER- 

BERECHNUNGSPROGRAMME 

Herstellerspezifische Berechnungsprogramme wie etwa Bearinx, 

Caba3D und Telos von Schaeffler Technologies [SCHA14] oder 

Bearing Beacon, Orpheus und Beast von SKF [SKF09] bieten Funktionsumfänge, 

die teilweise weit über die der hier vorgestellten Berechnungen 

hinausgehen. Gleichzeitig sind sie jedoch herstellerspezifisch. 

Zur freien Nutzung durch Dritte stehen sie nur sehr eingeschränkt 

und nicht zur Berechnung beliebiger Lagergeometrien 

zur Verfügung. Kommerzielle Berechnungsprogramme von Drittanbietern 

decken nicht den gesamten im Folgenden beschriebenen 

Funktionsumfang zur Berechnung von Kegelrollenlagern ab. Dies 

gilt insbesondere für die Möglichkeiten, Lager mit Bord am Außenring, 

die Kontaktbedingungen in nicht hertzschen Kontakten oder 

die Effekte hoher Drehzahlen zu berechnen. 

Das in Teil 1 [BREC19] vorgestellte Berechnungsprogramm 

MTPlus basiert in Teilen auf der wesentlich von Tüllmann [TÜLL99] 

für Spindellager entwickelten Berechnungsumgebung WinLager. 

MTPlus ist so aufgebaut, dass in eine bestehende Gesamtarchitektur 

zur Berechnung von Welle-Lager-Systemen einzelne Module 

zur Abbildung unterschiedlicher Wälzlager integriert werden können. 

Diese Wälzlagermodule wiederum können auf verschiedene, 

von allen Modulen gemeinsam genutzte Methoden, etwa zur Kontaktberechnung, 

zurückgreifen. 

GÄNGIGE VERFAHREN ZUR KONTAKT- 

BERECHNUNG IN WÄLZLAGERN 

In Kegelrollenlagern liegen zwischen den Rollen und den Ringen 

zwei grundverschiedene Kontaktarten vor: Die Laufbahnkontakte 

können in erster Näherung als Linienkontakte betrachtet werden. 

Hier ist Rollreibung der dominierende Reibungsanteil und die Kontaktnormalspannungen 

können 2 000 MPa und mehr betragen. Der 

Kontakt zwischen der großen Wälzkörperstirn und dem Ringbord 

hingegen ähnelt einem Punktkontakt. Die Kontaktnormalspannungen 

sind hier etwa eine Größenordnung kleiner und es treten nicht 

zu vernachlässigende Gleitreibungsanteile auf. 

Zur Abbildung linienförmiger Wälzkontakte in Rollenlagern 

haben sich sogenannte Scheibenmodelle bewährt. Hierbei werden 

die beiden Kontaktpartner in gleichbreite zylindrische Scheiben 

zerlegt, womit Profilierungen oder konische Kontaktpartner durch 

gestufte Körper angenähert werden. Der gesamte Kontakt kann als 

Summe mehrerer einzelner Linienkontakte zylindrischer Körper 

betrachtet werden. Durch eine Anpassung der Scheibenbreite und 

die Definition von Übergangsbedingungen zwischen den Scheiben 

ist es möglich, die Effekte von Profilierungen, Profilunstetigkeiten 

oder endlicher Kontaktlängen auf die Normalspannungsverteilung 

und mögliche Spannungsüberhöhungen zu berücksichtigen. 

[DIN10; TEUT05] 

Zur Berechnung der Kontaktbedingungen im Rolle-Bord-Kontakt 

wird in den meisten Fällen angenommen, dass es sich dabei um 

einen hertzschen Punktkontakt handelt [DALM81; KARN74; 

LIU76]. Schon für die in der Praxis weit verbreitete Kontaktpaarung 

zwischen einer kugelkappenförmigen Rollenstirn und einem Bord 

in Form eines unprofilierten senkrechten Kreiskegels wird die für 

01 Koordinaten und Abstände bei der Berührung zweier beliebig 

gekrümmter Körper im unbelasteten und belasteten Zustand nach 

[HART79] 

02 Vernetzung der Berührfläche zweier beliebig gekrümmter 

Körper nach [HART79] 

die Gültigkeit der hertzschen Theorie zu erfüllende Forderung nach 

konstanten Krümmungsradien in den beiden Hauptkrümmungsebenen 

[JOHN85] nicht exakt erfüllt. Bei der Untersuchung alternativer 

Kontaktgeometrien können die Abweichungen von diesem 

Ideal noch größer und das Ergebnis somit ungenauer werden. 

Das Verhalten schränkender Wälzkörper – d. h. die Wälzkörperachse 

und die Lagerachse liegen nicht in einer Ebene – kann mit 

den beiden genannten Kontaktmodellen nur unzureichend abgebildet 

werden. 

Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ermöglicht die Lösung solcher 

Kontaktprobleme für quasi beliebige Wälzkörpergeometrien 

und Positionen der Wälzkörper zueinander. Sie ist jedoch sehr 

rechenaufwändig, macht umfangreiche Vor- und Nachbearbeitung 

der Berechnungen notwendig und nutzt in vielen Fällen kommerzielle 

Lösungsalgorithmen. Die FEM ist daher für die Anwendung zur 

Kontaktberechnung in einer Berechnungsumgebung wie MTPlus 

nur sehr eingeschränkt geeignet. 



PEER REVIEWED 

BERECHNUNG BELIEBIG GEKRÜMMTER 

KONTAKTE 

Von Hartnett [HART79; HART80] wird eine vielseitig anwendbare 

Methode zur Berechnung quasi beliebig geformter Kontaktpartner 

vorgestellt, die auf der Last-Verlagerungsbeziehung für elastische 

Halbräume nach Boussinesq [BOUS85; LOVE06] basiert. Von verschiedenen 

Autoren [BECK90; MERM16; ZHU12] wird diese Methode 

zur Untersuchung von Linienkontakten in Wälzlagern genutzt. 

Das im Folgenden beschriebene Vorgehen entspricht in 

weiten Teilen dem von Hartnett [HART79; HART80]. Die im Rahmen 

der beschriebenen Arbeiten entstandene Umsetzung in Programmcode 

erlaubt die Einbindung als eines der austauschbaren 

Kontaktmodelle in MTPlus (vgl. [BREC19]). 

Ausgehend von zwei beliebig gekrümmten, sich in einem Punkt 

berührenden Körpern kann deren Oberflächenabstand senkrecht 

zur gemeinsamen Tangentialebene durch die Summe der Abstände 

z 1 

und z 2 

zu dieser Tangentialebene bestimmt werden (Bild 01). Bei 

einer gegebenen Starrkörperannäherung δ der beiden Kontaktkörper 

gelten für den Zusammenhang zwischen den Abständen 

und den Verlagerungen w 1 

und w 2 

in der unmittelbaren Umgebung 

des Berührpunktes die folgenden Zusammenhänge: 

Darin fasst k die Materialkonstanten der beiden Kontaktkörper 

zusammen: 

Nach dem Ansatz von Hartnett [HART79] treten in Gl. (7) drei unbekannte 

Größen auf: Die Kontaktfläche A, die Druckverteilung 

P(x‘, y‘) und die Starrkörperannäherung δ. Um dieses Problem 

numerisch zu lösen, wird die Kontaktfläche in rechteckige Flächenelemente 

aufgeteilt (Bild 02). Die diskretisierte Fläche muss dabei 

zunächst größer sein als die sich tatsächlich einstellende Kontaktfläche; 

ein geeigneter Startwert ist z. B. eine rechteckige Fläche deren 

Kantenlängen der Wälzkörpermantellinienlänge und der doppelten 

Breite der Kontaktfläche, die sich für einen idealen Kontakt 

zweier Zylinder mit den mittleren Abmaßen der Kontaktkörper ergeben 

würde. Unter der Annahme, dass der Druck über einem Flächenelement 

konstant ist, lässt sich das Integral in Gl. (7) als Summe 

schreiben und die Gleichung kann wie folgt dargestellt werden: 

Aus der elastischen Verformung der Kontaktkörper ergibt sich aus 

jeder Verformung w an einer Stelle (x, y) ein örtlicher Druck P(x‘, y‘). 

Aufsummiert über die gesamte Kontaktfläche A muss die Summe 

der lokalen Drücke der von außen an den Kontakt angreifenden 

Kraft F entsprechen (Gl. (3)). Weiterhin gilt, dass nur innerhalb der 

Kontaktfläche Drücke auftreten können (Gl. (4), (5)). 

Darin ist r die Anzahl der Flächenelemente, ist der mittlere Druck 

über dem Flächenelement j, Z 1i 

und Z 2i 

sind die Verlagerungen der 

beiden Körper 1 und 2 am Mittelpunkt des Flächenelements i. 

Durch die Einflusszahl f ij 

wird die Verlagerung über dem Flächenelement 

j aufgrund des mittleren Drucks über dem Flächenelement 

i ausgedrückt. Für rechteckige Flächenelemente mit den Kantenlängen 

2a und 2b gilt für f ij 

: 

Der Ansatz für die Last-Verlagerungs-Beziehung nach Boussinesq 

basiert auf der Annahme der Gültigkeit der elastischen Halbraumtheorie, 

die u. a. voraussetzt, dass die Ausdehnung der Kontaktfläche 

klein ist im Vergleich zu den lokalen Krümmungsradien 

[JOHN85]. Der Ansatz berücksichtigt, dass die Verteilung der örtlichen 

Belastung über der Kontaktfläche P(x‘, y‘) Auswirkungen auf 

die Verlagerung w(x, y) an jeder Stelle innerhalb der Kontaktfläche 

hat. Für den Kontaktkörper i gilt somit: 

Mit dieser Gleichung lässt sich der Zusammenhang der Starrkörperabstände 

und Verlagerungen nach Gl. (1) darstellen als: 

Darin sind und die relativen Abstände in x- und y-Richtung 

zwischen den Mittelpunkten zweier Flächenelemente i und j. Die so 

entstehende Einflusszahlenmatrix wird sehr schnell sehr groß. Bei 

einem Netz mit m × n Elementen ergeben sich (m × n)² Einflusszahlen. 

Vorteilhaft ist, dass die Einflusszahlen nur von der Geometrie 

des Netzes abhängig sind und somit für jedes Netz nur einmal 

bestimmt werden müssen. Die Größe der Einflusszahlenmatrix 

stellt dennoch eine Grenze für die Auflösung des Netzes dar. Schon 

für mäßig feine Netze schlägt Hartnett [HART79] daher wegen der 

damals verfügbaren Rechenleistung eine Aufteilung des Netzes in 

gleiche, sich wiederholende Streifen vor. Brecher et al. [BREC16] 

hingegen nutzen eine Kombination aus einem groben Netz und 

einem lokalen feinen Netz, um ganze Zahnflankenoberflächen so 


PEER REVIEWED 


fein vernetzen zu können, dass technisch raue Oberflächenstrukturen 

abgebildet werden können und sich dennoch annehmbare 

Rechenzeiten ergeben. 

Für das hier vorliegende Problem haben sich diese Methoden 

zur Netzfeinung oder Rechenzeitoptimierung als nicht notwendig 

erwiesen. 

BERECHNUNG DER WINKELGESCHWINDIGKEITEN 

Zur Berechnung der Oberflächengeschwindigkeiten in den Kontakten 

müssen zunächst die Winkelgeschwindigkeiten der einzelnen 

Elemente des Lagers bestimmt werden. Dazu wird hier davon ausgegangen, 

dass der Außenring still steht. Der Innenring rotiert mit 

der Winkelgeschwindigkeit ω um die Lagerachse. Ein einzelner 

Wälzkörper rotiert mit der Winkelgeschwindigkeit ω K 

, mit der der 

Käfig und somit der Wälzkörpersatz um die Lagerachse rotiert, um 

die Lagerachse. Gleichzeitig rotiert er, angetrieben durch die Abwälzbewegung, 

mit der Winkelgeschwindigkeit ω WK 

um seine Symmetrieachse. 

Nach Harris [HARR07b] gelten für diese Winkelgeschwindigkeiten 

im allgemeinen Fall eines Schrägkugellagers 

folgende Zusammenhänge: 

03 Kontaktpunktfindung für zwei beliebige 2D-Profile 

04 Ausrichtung der Lagerbauteile im Raum zur 

Kontaktberechnung 

Grundsätzlich sind darin die Rollradien und die Druckwinkel 

am Innen- und Außenring α i 

und α a 

sowie der Roll-Wälzwinkel 

β und der Gier-Wälzwinkel β‘ unbekannt und müssen iterativ 

bestimmt werden [HARR07b]. Die Rollradien und sind die 

Abstände zwischen dem Kugelmittelpunkt und der Achse innerhalb 

der Kontaktfläche von Kugel und Laufbahn, die durch die 

beiden Punkte reinen Rollens – also die Momentanpolachse der 

Rollbewegung – läuft. Damit muss die iterative Bestimmung der 

Geometriegrößen und Winkelgeschwindigkeiten auch die Deformationen 

in den Wälzkontakten und somit die im Lager vorliegende 

Belastungssituation berücksichtigen. Eine numerisch exakte Bestimmung 

der Winkelgeschwindigkeiten ist also nur mittels einer 

gekoppelten Kraft- und Geschwindigkeitsgleichgewichtsberechnung 

möglich. Die Übertragbarkeit dieser Formeln von Schrägkugellagern 

auf Rollenlager wird von Harris [HARR07b] zwar erwähnt 

aber nicht ausgeführt. 

BESTIMMUNG DES BERÜHRPUNKTS UND DER 

OBERFLÄCHENABSTÄNDE 

Die Bestimmung der aus den Positionen der Wälzlagerbauteile 

resultierenden Kontaktnormalkräften bildet den Kern der in 

[BREC19] ausführlich beschriebenen Gleichgewichtsiteration in 

MTPlus. 

Bei der von Hartnett [HART79; HART80] vorgestellten Methode 

zur Kontaktberechnung wird die von außen auf die Kontaktpartner 

einwirkende Kraft als gegeben angenommen und es werden die 

Starrkörperannäherung und die Druckverteilung über der Kontaktfläche 

gesucht. In der hier beschriebenen Anwendung ist die Situation 

umgekehrt: Die Position der Kontaktpartner zueinander und 

somit die Starrkörperannäherung sind als Iterationsvariable gegeben. 

Zu dieser Starrkörperannäherung muss die resultierende Kontaktnormalkraft 

bestimmt werden. 

Zur Lösung dieses Problems wird hier keine Deformation im Sinne 

einer Abplattung in den Kontakten bestimmt. Aus der relativen Lage 

der beiden Kontaktpartner zueinander wird eine Überdeckung der 

beiden Kontaktpartner bestimmt. Da sich die realen Bauteile nicht 

durchdringen können, müssen sich die Kontaktpartner um den Betrag 

der Überdeckung abplatten. Die Summe der maximalen Überdeckung 

entspricht also der maximalen Summe der Abplattungen 

und somit der Starrkörperannäherung. Eine wesentliche Herausforderung 

zur Lösung besteht darin, den theoretischen Kontaktpunkt 

der beiden Kontaktpartner im undeformierten Zustand und die 

Oberflächenabstände an den Stellen der Mittelpunkte der Flächenelemente, 

die sich aus der Diskretisierung der Kontaktfläche ergeben, 

zu bestimmen. Da die Beschreibung der Wälzkörper- und 

Ringprofilierung im Kegelrollenlagermodul von MTPlus nicht 

durch Formeln sondern durch Punktewolken geschieht, um belie 



PEER REVIEWED 

bige – auch real gemessene – Geometrien berücksichtigen zu können, 

können diese Abstände nicht analytisch bestimmt werden. 

Allgemein gilt für die Oberflächen zweier Körper, die sich in 

einem Punkt berühren, dass sie eine gemeinsame Tangentialebene 

besitzen und ihr Abstand dort Null beträgt. Im hier vorliegenden 

Fall zweier sich gedanklich überschneidender Profile kann die 

zweite Forderung auch so ausgedrückt werden, dass die Gerade 

durch die beiden Punkte gleicher Steigung in den beiden Punkten 

senkrecht zu jedem der beiden Profile stehen muss. Da ein Schränken 

(Gieren) der Wälzkörper zunächst nicht berücksichtigt wird, 

kann die Berührpunktfindung in einer zweidimensionalen Betrachtung 

erfolgen. Die Bedingungen für die Existenz eines Berührpunkts 

K(x k 

,y k 

) zwischen zwei Profilen P 1 

und P 2 

lassen sich wie 

folgt formulieren (vgl. Bild 03): 

Die Profile der beiden Kontaktpartner werden zunächst entsprechend 

der durch die Innenring- und Wälzkörperiteration vorgegebenen 

Position im Raum verschoben. Daraus ergibt sich die in 

Bild 03 dargestellte Lage, in der sich die beiden Profile überschneiden. 

Nach Gl. (15) ergeben sich unendlich viele Punktepaare 

an denen die Steigung der beiden Profile gleich ist. Die 

theoretischen Berührpunkte sind daraus die beiden Punkte mit 

minimalem Abstand. Mathematisch kann dieses Problem als Optimierungsproblem 

aufgefasst werden. Die zur Lösung eines solchen 

einsetzbaren Algorithmen setzen in vielen Fällen eine formelmäßige 

Beschreibung der Profile und je nach Verfahren sogar deren Ableitung 

voraus. Da die Profile hier nur als Punktewolke – also als 

Matrix mit Wertetripeln aus x-, y- und z-Koordinaten vorliegen, 

müsste dazu zunächst eine Näherungsfunktion zur Beschreibung 

der Profile erstellt werden. Da sich die Lage der Kontaktkörper zwischen 

allen Iterationsschritten ändert, müssten diese Näherungsfunktionen 

in jedem Schleifendurchlauf neu bestimmt werden. 

Darauf wird hier verzichtet. Es wird stattdessen ein einfach zu 

programmierender Brute-Force-Ansatz zur Anwendung gebracht. 

Ob sich daraus Nachteile im Hinblick auf die Rechenzeit ergeben, 

wurde noch nicht untersucht. 

Zunächst werden die Steigungen der beiden Profile in allen 

Punkten durch die Bildung lokaler Differenzenquotienten zweier 

benachbarter Punkte gebildet. In den bisher untersuchten Fällen, 

bei denen die Punktewolken aus der numerischen Auswertung 

analytischer Funktionen hervorgehen, ist dies ausreichend genau. 

Im Falle real gemessener Oberflächen, können hier zusätzliche 

Interpolationen oder Mittwertbildungen notwendig werden, um 

sinnvolle Ergebnisse zu erzielen. 

Anschließend wird für alle Punkte des einen Profils die Steigungsdifferenz 

zu allen Punkten des anderen Profils gebildet. In der 

so entstehenden Matrix mit Steigungsdifferenzen gehören diejenigen 

Einträge mit den betragsmäßig kleinsten Werten zu den Punktepaaren, 

die als Berührpunkte in Frage kommen. Konkret werden 

die kleinsten 10 % betrachtet; dieser Wert ist willkürlich gewählt. Im 

nächsten Schritt wird für diese Punkte der Abstand zwischen den 

beiden korrespondierenden Punkten auf den beiden Profilen bestimmt. 

Das Punktepaar mit dem kleinsten Abstand wird als das 

Paar der Berührpunkte angenommen. Je feiner die Punktewolke 

aufgelöst ist, desto genauer ist das Ergebnis. 

Die Lage des Punktes im Raum, in dem sich die beiden Profile im 

unbelasteten Zustand theoretisch berühren (Punkt K in Bild 03), ist 

damit noch nicht bekannt. Der gemeinsame Berührpunkt muss auf 

der Geraden g durch das Punktepaar kleinsten Abstands und zwischen 

den beiden Profilen liegen. Da seine genaue Lage entlang der 

Berührnormalen für die zur Kontaktberechnung notwendigen Abstandsbestimmungen 

nicht benötigt wird, wird der Berührpunkt 

symmetrisch zwischen die beiden Punkte des bereits genannten 

Punktepaares gelegt. Insbesondere bei unterschiedlichen Materialien 

der beiden Kontaktpartner ist diese Annahme jedoch nicht korrekt. 

Der so bestimmte Berührpunkt liegt im Zentrum des Netzes aus 

Flächenelementen, in dem die Elementgröße, die Elementmittelpunktabstände 

und die Oberflächenabstände der Kontaktpartner 

nach Bild 02 bestimmt werden. Voraussetzung dafür ist jedoch, 

dass die Ebene, in der das Netz liegt, senkrecht zur Berührnormalen 

liegt und durch den Berührpunkt geht. 

Sämtliche Geometrieelemente, mit denen die Ringe und Wälzkörper 

beschrieben werden, sind in einem globalen Koordinatensystem 

definiert, dessen Ursprung in der Wälzkegelspitze des Lagers 

liegt und dessen x-Achse mit der Symmetrieachse des Außenrings 

zusammenfällt (Bild 04a). Da der Außenring während der Iteration 

seine Position nicht ändert, ist dieses Koordinatensystem ortsfest. 

Das Netz wird so in dieses globale Koordinatensystem gelegt, dass 

seine x-Achse, die gleichzeitig Symmetrieachse des Netzes ist, mit 

der globalen x-Achse zusammenfällt. Die y-Achse des Netzes verläuft 

parallel zur globalen y-Achse; ist gegenüber dieser jedoch in 

x-Richtung verschoben. Der Betrag der Verschiebung ist so gewählt, 

dass eine Kante des vernetzten Bereichs mit der globalen y-Achse 

zusammenfällt; sie läuft also durch den Ursprung. Das Netz erstreckt 

sich dann in Richtung der negativen x-Achse (Bild 4c). 

Zur Bestimmung der Oberflächenabstände an den Elementmittelpunkten 

werden die Wertetripel-Matrizen, die die Profilierung 

beschreiben, und weitere Geometrieelemente durch Translation 

und Rotation so im globalen Koordinatensystem transformiert, 

dass die gemeinsame Berührnormale parallel zur z-Achse steht 

(vgl. Bilder 04a-b). Der Punkt der Ringlaufbahn, in dem in einem 

idealen, unprofilierten Lager der Übergangspunkt von der Mantelzur 

großen Stirnfläche des Wälzkörpers liegt, wird als Bezugspunkt 

für die Translation gewählt. Er wird in den globalen Koordinatenursprung 

gelegt. Die zur Abstandsbestimmung benötigten Punkte 

auf den Kontaktpartneroberflächen werden gebildet, in dem die 

Punktewolken, die die Profilierung beschreiben, um die Rotationsachse 

des jeweiligen Kontaktpartners rotiert werden. Dazu wird ein 

aus der Berechnung von Computergrafiken bekanntes Verfahren 

zur Rotation eines beliebigen Punktes um eine beliebige Achse in 

homogenen Koordinaten genutzt [VORN08]. Da alle Transformationen 

in homogenen Koordinaten durchgeführt werden, können 

auch Translationen als Matrizenmultiplikation durchgeführt werden. 

Die Translation eines Punktes P(x, y, z) um den Translationsvektor 

ergibt sich mittels Vektoraddition zu: 

Durch Matrizenmultiplikation in homogenen Koordinaten ergibt 

sie sich zu [VORN08]: 


PEER REVIEWED 


Da bei der Erzeugung der Rotationsoberfläche der Rotationswinkel 

um die Rotationsachse die Laufvariable ist, liegen die so erzeugten 

Punkte noch nicht an den x-y-Koordinaten der Elementmittelpunkte 

des Netzes vor. Es wird daher eine Näherungsfunktion gebildet, die 

durch die Oberflächenpunkte verläuft. Diese Näherungsfunktion 

wird an den x-y-Koordinaten der Elementmittelpunkte ausgewertet. 

So ergeben sich die z-Koordinaten der beiden Kontaktpartneroberflächen 

an den Elementmittelpunkten. Daraus lassen sich 

unmittelbar die zur Lösung des Kontaktproblems nach Gl. (9) benötigten 

Oberflächenabstände bestimmen. 

BESTIMMUNG DER KONTAKTBELASTUNG UND 

DER KONTAKTNORMALKRAFT 

In dem Vorgehen nach Hartnett [HART79] lässt sich aus Gl. (9) ein 

lineares Gleichungssystem mit r Gleichungen und r + 1 Unbekannten 

aufstellen. Dies sind die r unbekannten mittleren Drücke 

über den einzelnen Flächenelementen und die Starrkörperannäherung 

δ. Als weitere Gleichung wird daher zusätzlich das Kräftegleichgewicht 

nach Gl. (3) benötigt. Im hier vorliegenden Fall wird 

δ als Iterationsvariable von außen vorgegeben. Dennoch kann das 

Problem nicht in einem Schritt gelöst werden. In Matrizenschreibweise 

lässt sich Gl. (9) wie folgt darstellen: 

05 Radien zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeiten 

06 Ermittlung der Summen- und Relativgeschwindigkeit im 

Kontakt [DOON95] 

Das Gleichungssystem in Gl. (20) lässt sich durch Multiplikation 

mit der inversen Einflusszahlenmatrix lösen: 

Da das Netz größer angenommen werden muss als die eigentliche 

Kontaktfläche, gibt es auch Flächenelemente j, an den kein Kontakt 

herrscht. An diesen Stellen ergeben sich nach Gl. (22) negative 

Pressungen, welche in Realität nicht auftreten können. Die Gleichung 

muss daher mehrfach gelöst werden. Zwischen zwei Lösungen 

müssen alle Flächenelemente j* eliminiert werden, an denen 

negative Drücke vorliegen. Dazu werden in und die j*-ten Zeilen 

gestrichen. In f werden die j*-ten Zeilen und Spalten gestrichen. 

Vor der ersten Lösung von Gl. (22) werden zusätzlich alle Zeilen 

und Spalten gestrichen, die zu Flächenelementen gehören, an denen 

der Oberflächenabstand größer ist als die Starrkörperannäherung. 

Diese Flächenelemente können nicht in Kontakt kommen. 

Um einen Lösungsvektor für das gesamte Netz angeben zu können, 

wird im Ergebnis in an allen Stellen, an denen während der 

Lösung eine Zeile gestrichen wurde, der Wert Null gesetzt. 

Zur Gleichgewichtsiteration in MTPlus werden zunächst nur die 

Kontaktnormalkräfte, die zwischen den Wälzkörpern und den Ringen 

wirken, benötigt. Diese werden analog zu Gl. (3) bestimmt, 

indem die mittleren lokalen Drücke mit den jeweiligen Elementflächen 

multipliziert und über das gesamte Netz aufsummiert werden. 

Somit ergibt sich als Betrag der Kontaktnormalkraft: 

Multipliziert mit dem Normaleneinheitsvektor der Berührnormalen 

kann damit der Vektor der im Berührpunkt am Wälzkörper angreifenden 

Kraft gebildet werden. Alle drei an einem Wälzkörper 

angreifenden Kontaktnormalkräfte müssen im Gleichgewicht stehen 

damit die Wälzkörperiteration abgeschlossen ist und die Kräftesumme 

am Innenring gebildet wird. Es gilt dann: 

Neben den angreifenden Kräften müssen auch die aus den Kräften 

resultierenden Momente im Gleichgewicht stehen. Da nicht alle 

Kontaktnormalkraftvektoren durch den Wälzkörperschwerpunkt 

laufen und zusätzlich unter Drehzahl ein gyroskopisches Moment 

um die y-Achse des Wälzkörpers durch seinen Schwerpunkt auftritt, 

kann diese Summe nicht a priori zu Null angenommen werden. 

Die aus den im Kontaktkräften resultierenden Momente ergeben 

sich, indem zu jedem Elementmittelpunkt der Radiusvektor zum 

Wälzkörperschwerpunkt gebildet wird und damit das Kreuzprodukt 

mit dem lokalen Kraftnormalenvektor gebildet wird. 

Während der Gleichgewichtsiteration wird die Normalspannungsverteilung 

über der Kontaktfläche nur zur Bestimmung der 

Kontaktnormalkräfte benötigt. Zur Einsparung von Rechenzeit wird 

daher zunächst mit groben Netzen gearbeitet bis eine Gleichgewichtsposition 

für den Innenring gefunden wurde. Diese Gleich- 



PEER REVIEWED 

gewichtsposition wird als Startwert für einen erneuten 

Durchlauf der gesamten Iterationsschleife mit 

feiner aufgelösten Netzen verwendet. Für die Kontaktnormalkräfte 

und die Verlagerungen ergeben 

sich nur geringe Unterschiede zwischen den Lösungen. 

Für die Normalspannungsverteilung wird 

das Ergebnis jedoch deutlich genauer, was eine genauere 

Beurteilung der Kontaktbedingungen nach 

Abschluss der Gleichgewichtsiteration ermöglicht. 

BESTIMMUNG DER WINKEL- UND 

OBERFLÄCHENGESCHWINDIGKEITEN 

Die Geschwindigkeiten der Wälzlagerbauteile sind 

zur Berechnung und Beurteilung des Betriebszustands 

eines Lagers an mehreren Stellen von Bedeutung: 

Einerseits ergeben sich aus der Rotation 

der Wälzkörper um die Lagerachse Fliehkräfte und 

gyroskopische Momente, die bei der Gleichgewichtsiteration 

berücksichtigt werden müssen und somit 

in die oben beschriebene Bestimmung der Kontaktbelastung 

eingehen. Andererseits sind die 

Oberflächengeschwindigkeiten in den Kontaktflächen 

von wesentlicher Bedeutung für die Bestimmung 

der Lagerreibung und die Beurteilung des 

Betriebszustands. 

Bei der Anwendung der Gl. (12) und (13) nach 

Harris [HARR07b] zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeiten 

des Wälzkörpers wird vereinfachend 

angenommen, dass kein Schränken des 

Wälzkörpers auftritt. Somit gilt: β‘ = 0. Weiterhin 

wird angenommen, dass die Radien reinen Rollens 

und konstant sind und ihre Werte denen im 

unbelasteten Zustand entsprechen. Da die Abplattungen 

in den Kontakten sehr klein sind, ist der 

daraus entstehende Fehler vernachlässigbar. Der 

Roll-Wälzwinkel β entspricht in einem idealen 

Kegel rollenlager dem Mittelwert von Innen- und 

Außenringdruckwinkel α i 

und α a 

. Bei der hier durchgeführten 

Gleichgewichtsiteration muss er bei jedem 

Iterationsschritt um den Aufstellwinkel des 

Wälzkörpers korrigiert werden. Bei einem Kegelwinkel 

γ des Wälzkörpers werden der Innen- und 

Außenringdruckwinkel α i 

und α a 

hier zu α i 

= β – 0,5 γ 

und α a 

= β + 0,5 γ angenommen. 

In einem unbelasteten idealen Kegelrollenlager 

herrscht in den Rolle-Laufbahn-Kontakten reines 

Rollen; die Oberflächengeschwindigkeiten von 

Wälzkörper und Ring sind im Kontaktpunkt also 

gleich groß. Mit dieser Bedingung und den Gl. (12) 

und (13) ergibt sich, dass die bei [HARR07b] für ein 

Rollenlager nicht näher spezifizierten Radien und 

in einem idealen Kegelrollenlager dem Abstand 

eines Punktes auf der Wälzkörperachse von der ge 

07 Vergleich der Berechnungsmodelle BearCal 

(MTPlus), Mesys und Bearinx 


PEER REVIEWED 


meinsamen Wälzkörper-Lagerring-Mantellinie gemessen senkrecht 

zu dieser Mantellinie entsprechen (r i 

in Bild 05). Zur Berechnung 

der Oberflächengeschwindigkeit eines Punktes auf der Wälzkörperoberfläche 

muss als Radius der Abstand dieses Punktes 

senkrecht zur Rotationsachse angenommen werden ( in Bild 05). 

Während der Gleichgewichtsiteration werden in jedem Iterationsschritt 

der Roll-Wälzwinkel β und damit die Winkelgeschwindigkeiten 

des Wälzkörpers und die geschwindigkeitsbedingten Massenkräfte 

neu bestimmt. Nach Abschluss der Iteration werden für den 

Gleichgewichtszustand die Oberflächengeschwindigkeiten in den 

Kontakten bestimmt. Dazu wird für jeden Elementmittelpunkt der 

Kontaktflächennetze der Radiusvektor zur jeweiligen Rotationsachse 

gebildet. Als Kreuzprodukt mit der Winkelgeschwindigkeit des jeweiligen 

Lagerbauteils ergibt sich die Oberflächengeschwindigkeit 

in dem Punkt. 

Im einfachen Fall einer gleich gerichteten Bewegung zweier Körper 

1 und 2 mit den Oberflächengeschwindigkeiten im Berührpunkt 

v 1 

und v 2 

können zur Beurteilung eines Kontakts zweier 

Körper drei Größen herangezogen werden [CZIC10]: 

n Die Summengeschwindigkeit nach Gl. (25) 

n Die Differenzgeschwindigkeit nach Gl. (26) 

n Der Schlupf Gl. (27) 

08 Beispielhafte Darstellung der Relativgeschwindigkeit im 

Rolle-Bord-Kontakt bei Bord am Außenring und Lage des 

Koordinatensystems 

Berührebene projiziert werden, woraus sich die projizierten Geschwindigkeiten 

und mit ergeben. Die Summenund 

die Relativgeschwindigkeit lassen sich dann nach 

und 

Dabei entspricht ein Schlupfwert von s = 0 reinem Rollen, d. h. die 

Kontaktkörper bewegen sich im Berührpunkt gleichgerichtet und 

gleich schnell. Ein Wert von s = 2 entspricht dem Zustand einfachen 

Gleitens, d. h. ein Kontaktpartner steht, während sich der zweite 

bewegt [JACO10]. Bei einem Wert von s = ± ∞ herrscht reines 

Gleiten, d. h. die beiden Kontaktpartner bewegen sich mit betragsmäßig 

gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen 

[JACO10]. 

In einem lastfreien idealen Kegelrollenlager herrscht in den Rolle- 

Laufbahn-Kontakten reines Rollen. Im Rolle-Bord-Kontakt muss 

zwischen der Lage des Bords am Innen- und am Außenring unterschieden 

werden: In beiden Fällen herrscht am Übergangspunkt 

von der großen Rollenstirn zur Rollenmantelfläche reines Rollen 

(Bild 05). Bei einem Lager mit Bord am Innenring nehmen die Relativgeschwindigkeit 

und somit der Schlupf von diesem Punkt aus 

entlang der Bordhöhe linear zu. Im Falle eines Außenringbords 

steht der Bord im hier angenommenen Fall eines stehenden Außenrings 

still und es herrscht immer einfaches Gleiten mit s = 2. 

Die Summengeschwindigkeit ist eine wesentliche Größe zur Bestimmung 

der sich theoretisch einstellenden Schmierfilmhöhe 

während die Relativgeschwindigkeit die Gleitreibung im Kontakt 

beeinflusst [JOHN85]. 

Die Annahme, dass sich beide Kontaktpartner in die gleiche 

Richtung bewegen, gilt für die Elementmittelpunkte der oben beschriebenen 

Netze in den Kontaktflächen eines Kegelrollenlagers 

nur für die Punkte, die auf der x-Achse liegen. Für alle anderen 

Punkte liegt allgemein ein dreidimensionaler Bewegungszustand 

vor. Nach Dooner/Seireg [DOON95] können die Gl. (25) bis (27) zur 

Beurteilung der Geschwindigkeitsverhältnisse ebenfalls angewandt 

werden, wenn die jeweiligen Oberflächengeschwindigkeiten vektoriell 

betrachtet werden: Die beiden Oberflächengeschwindigkeiten 

und müssen dazu gemäß Bild 06 zunächst in die gemeinsame 

bestimmen [DOON95]. 

Während für die Rolle-Laufbahnkontakte die Geschwindigkeitsanteile 

in x- und z-Richtung innerhalb der Kontaktflächen vernachlässigbar 

klein sind, trifft dies im Rolle-Bord-Kontakt insbesondere 

für die Anteile in x-Richtung nicht zu. Dies führt dazu, dass wie in 

Bild 08 beispielhaft dargestellt die Relativgeschwindigkeit und somit 

der Schlupf in allen Richtungen mit zunehmendem Abstand 

vom Punkt reinen Rollens zunehmen. Weiterhin kann bei nicht 

gleich gerichteter Bewegung der beiden Kontaktpartner die Summengeschwindigkeit 

nach Gl. (25) nicht mehr als Eintrittsgeschwindigkeit 

zur Bestimmung der Schmierfilmhöhe herangezogen werden. 

Nach [DOON95] muss für solche Fälle die Eintrittsgeschwindigkeit 

unter Berücksichtigung der Größe der Kontaktfläche, der effektiven 

Krümmungsradien und der zeitlichen Änderung des Winkels zwischen 

den beiden in die gemeinsame Berührebene projizierten 

Oberflächengeschwindigkeiten bestimmt werden. 

WEITERE BERECHNETE GRÖSSEN UND 

MODELLVEREINFACHUNGEN 

Die drehzahlbedingten Massenkräfte führen nicht nur zu Fliehkräften 

und gyroskopischen Momenten an den Wälzkörpern sondern 

auch zu fliehkraftbedingten Aufweitungen, die im Falle des Innenrings 

und der Welle nicht vernachlässigt werden können. Eine Aufweitung 

des Innenrings hat je nach Anstellung des Lagers eine 

Innenringverlagerung oder eine Zunahme der Kontaktbelastungen 

im Lager zur Folge. Zur Berechnung der drehzahlbedingten Aufweitung 

wird der Innenring vereinfacht als Ring mit mittlerem 

Laufbahndurchmesser angenommen und die Aufweitung nach 

gängigen Formeln [JACO12] berechnet. Gleiches gilt für die Aufweitung 

der Welle und die in beiden Fällen überlagerte Aufweitung 

durch die üblicherweise vorliegende Übermaßpassung zwischen 

Welle und Innenring. 

Thermische Dehnungen der Lagerbauteile können ebenfalls erheblichen 

Einfluss auf das Betriebsverhalten – hier insbesondere 



PEER REVIEWED 

auf das Last-Drehzahl-Verlagerungsverhalten – des Lagers haben 

und müssen bei der Gleichgewichtsberechnung berücksichtigt 

werden. Eine Aufweitung des Außenrings einerseits und Aufweitungen 

des Innenrings und der Wälzkörper andererseits haben 

dabei stets gegensätzliche Effekte auf die Kontaktbelastung oder die 

Innenringverlagerung. Mit der hier beschriebenen Methode können 

keine Bauteiltemperaturen für ein Wälzlager berechnet werden. 

Die thermisch bedingten Aufweitungen werden daher basierend 

auf angenommenen Bauteiltemperaturen bestimmt. Wie 

bspw. mittels FEM-Rechnung gezeigt werden kann, ändert ein idealer 

Kegel bei gleichmäßiger Erwärmung nicht nur seine Maße sondern 

auch seine Form. Diese Effekte sind in einfacher Weise für den 

hier vorgestellten Berechnungsansatz nicht abbildbar. Für beide 

Lagerringe und die Wälzkörper wird daher eine über die Länge in 

jeder Schnittebene senkrecht zur Symmetrieachse konstante Radialdehnung 

angenommen. Diese wird jeweils aus dem mittleren Bauteildurchmesser, 

der angenommenen Temperatur und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten 

bestimmt. 

Formelzeichen 

a mm halbe Kantenlänge eines Flächenelements 

der Kontaktflächenvernetzung in 

y-Richtung, Länge der großen Halbachse 

der Kontaktellipse nach Hertz 

A mm² Kontaktfläche 

b mm halbe Kantenlänge eines Flächenelements 

der Kontaktflächenvernetzung in 

x-Richtung, Länge der kleinen Halbachse 

der Kontaktellipse nach Hertz 

C BP 

N/mm Steifigkeit im Betriebspunkt 

d BP 

, d BP+∆ 

, d BP-∆ 

mm Verlagerung im Betriebspunkt, unter 

Berücksichtigung einer Zusatzverlagerung 

d m 

mm Teilkreisdurchmesser eines Wälzlagers 

df / dx --- Differentialquotient der Funktion f an der 

Stelle x 

mm 

Matrix der Oberflächenabstände 

E 1 

, E 2 

N/mm² Elastizitätsmodul des Körpers 1, 2 

f 1 Einflusszahlenmatrix 

f ij 

1 Einflusszahl 

F N Kraft 

F BP 

, F BP+∆ 

, F BP-∆ 

N Kraft im Betriebspunkt, unter Berücksichtigung 

einer Zusatzverlagerung 

N 

Kontaktnormalkraft am Kontakt zwischen 

Wälzkörper und Außenringlaufbahn / 

Innenringlaufbahn / Bord 

g --- Gerade durch das Punktepaar des 

kleinsten Abstands 

i 1 Laufvariable 

j 1 Laufvariable 

k mm²/N Zusammengefasste Materialkonstanten 

K(x k 

,y k 

) [1, 1] Berührpunkt zweier Profile P 1 

und P 2 

[1, 1] Berührpunkte auf den Profilen P 1 

und P 2 

K 1 

, …, K 4 

1 Hilfsgröße zur Berechnung der Einflusszahlenmatrix 

m, n 1 Anzahl der Elemente der Kontaktflächenvernetzung 

in x- und y-Richtung 

P, N/mm² (mittlere) Kontaktnormalspannung 

P (x, y, z, 1), P‘ [1, 1, 1, 

1] 

N/mm² 

beliebiger Punkt (vor, nach Transformation) 

(4. Dimension bei homogenen 

Koordinaten) 

Matrix der lokalen Kontaktnormalspannungen 

P 1 

, P 2 

--- Gleichung zur Beschreibung einer 

Profilfunktion 

P := y = f(x) 

P(x‘, y‘) --- Isolinien 

r 1 Laufvariable 

, 

mm 

mm 

s 1 Schlupf 

Rollradien am Außen- und Innenring 

Abstand eines Punktes auf der 

Wälzkörperober fläche senkrecht zur 

Rotationsachse 

S 1 

, …, S 4 

1 Hilfsgrößen zur Bildung der Einflusszahlen 

f ij 

[1, 1, 1] Translationsvektor 

T [1, 1, 1, 

1] 

Translationsmatrix in homogenen 

Koordinaten 

v 1 

, , v 2 

, m/s Oberflächengeschwindigkeit 

des Körpers 1, 2 

, 

m/s 

m/s 

m/s 

m/s 

projizierte Geschwindigkeit 


projizierte Geschwindigkeit 


Relativgeschwindigkeit 

Summengeschwindigkeit 

w 1 

, w 2 

, w mm Verlagerung eines Punktes auf dem Körper 

1, 2, allgemein 

x, y, z 1 x-, y- und z-Koordinaten eines Punktes 

x‘, y‘, z‘ 1 beliebige x-, y- und z-Koordinaten 

, mm Abstand zwei Flächenelementmittelpunkt 

der Kontaktflächenvernetzung in x- und 

y- Richtung 

z 1 

, z 2 

mm z-Koordinate eines Punktes auf dem 

Körper 1, 2 

α a 

, α i 

° Druckwinkel am Außen-/Innenring 

β ° Roll-Wälzwinkel (Aufstellwinkel) 

β‘ ° Gier-Wälzwinkel (Schränkwinkel) 

γ ° eingeschlossener Kegelwinkel des 

Wälzkörpers 

δ mm Starrkörperannäherung 

∆ mm Zusatzverlagerung 

ν 1 Querkontraktionszahl 

π 1 Kreiszahl 

ω, ω K 

, ω WK 

1/s Winkelgeschwindigkeit des Innenrings um 

die Lagerachse, eines Wälzkörpers um die 

Lagerachse, eines Wälzkörpers um seine 

Symmetrieachse 


PEER REVIEWED 


VALIDIERUNG DES BERECHNUNGSANSATZES 

In einfachen Versuchen an realen Lagern lassen sich von den hier 

beschriebenen Größen mit dem am Institut vorhandenen Prüfstand 

[ROSS14] nur die Axialverlagerung und die Lagerreibung 

sinnvoll bestimmen. Zur Validierung des Berechnungsansatzes 

dient daher ein Vergleich von Berechnungsergebnissen mit zwei 

kommerziellen Berechnungsprogrammen, von denen angenommen 

wird, dass sie die Realität ausreichend genau abbilden. Zum 

Vergleich werden die Programme Bearinx der Firma Schaeffler 

Technologies, Herzogenaurach, und Mesys der Firma Mesys, Zürich, 

herangezogen. Als Untersuchungsobjekt wird ein Kegelrollenlager 

angenommen, dessen Geometrie näherungsweise einem realen 

Kegelrollenlager der Baureihe 32014 X entspricht, das jedoch real 

nicht existiert. Für definierte Lastfälle wurden mit der hier vorgestellten 

Methode sowie den beiden Referenzberechnungsmodellen 

Größen bestimmt, die sich experimentell großteils nicht mit vertretbarem 

Aufwand bestimmen lassen. 

Zur Kontaktbeschreibung werden die Größen der Halbachsen der 

Kontaktflächen und die maximalen Kontaktnormalspannungen verglichen. 

Zur Beschreibung des Gesamtzustands des Lagers werden 

zusätzlich die Axialsteifigkeit und die Axialverlagerung verglichen. 

Da bei den kommerziellen Berechnungsprogrammen zahlreiche Details 

zum genauen Vorgehen bei der Berechnung aus Wettbewerbsgründen 

unbekannt sind, ist eine ausführliche Diskussion möglicher 

Ursachen für beobachtete Unterschiede hier nicht möglich. 

Bei den in Bild 07a dargestellten Abmessungen der Kontaktflächen 

zeigt sich eine sehr gute Übereinstimmung zwischen dem 

Kegelrollenlagermodul von MTPlus und den kommerziellen Programmen. 

Die Unterschiede können u. a. auf die Auflösung der 

Vernetzung der Kontaktfläche zurückzuführen sein. Die Größe der 

Kontaktfläche ergibt sich bei MTPlus als Produkt aus der Größe 

eines Netzelements und der Anzahl der belasteten Elemente; darauf 

ist auch der abschnittsweise konstante Verlauf der Länge der 

kleinen Halbachse zurückzuführen. Sehr gute Übereinstimmungen 

ergeben sich auch bei den maximalen Kontaktnormalspannungen 

(Bild 07b). Durch die logarithmische Profilierung der Wälzkörper 

ist sichergestellt, dass die Maximalwerte in der Mitte der Kontaktfläche 

und nicht an deren Rändern auftreten. 

Bei den in Bild 07c dargestellten Steifigkeits- und Verlagerungsverläufen 

über der Axiallast ergeben sich relativ gesehen etwas 

größere aber noch tolerierbare Unterschiede. Diese Unterschiede 

können mehrere Ursachen haben: Wenn, wie bei Mesys, zur Berechnung 

der Linienkontakte in den Rolle-Laufbahn-Kontakten ein 

Scheibenmodell genutzt wird, werden die einzelnen Scheiben als 

Linienkontakte nach Hertz betrachtet. In diesen Fällen muss eine 

zusätzliche, von Hertz nicht gegebene Last-Verlagerungs-Beziehung 

angenommen werden [HARR07a]. Bei dem für MTPlus 

verwendeten Ansatz nach Boussinesq [BOUS85] und Hartnett 

[HART79] ist die Last-Verlagerungs-Beziehung integraler Bestandteil 

des Ansatzes und nicht austauschbar. Durch die Wahl einer 

anderen Last-Verlagerungs-Beziehung ergeben sich bei gleicher 

Last unterschiedliche Kontaktdeformationen und somit unterschiedliche 

Innenringverlagerungen. 

Dies hat auch unmittelbare Auswirkungen auf die Berechnung 

der Steifigkeit in einem Betriebspunkt: Da sich die Steifigkeit nicht 

explizit berechnen lässt, wird in den meisten Ansätzen, so auch bei 

Mesys und MTPlus, so vorgegangen, wie u. a. von Tüllmann 

[TÜLL99] und Guo/Parker [GUO12] vorgeschlagen. Es werden zunächst 

die zu einem Betriebspunkt gehörenden Lasten F BP 

und Verlagerungen 

d BP 

berechnet. Anschließend wird lokal um diesen Betriebspunkt 

eine kleine Zusatzverlagerung in beide Richtungen 

angenommen. Aus den beiden sich so ergebenden Last-Verlagerungs-Wertepaaren 

(F BP+∆ 

, d BP+∆ 

) und (F BP-∆ 

, d BP-∆ 

) kann die Steifigkeit 

c BP 

im Betriebspunkt als lokale Sekantensteifigkeit bestimmt werden: 

Darüber hinaus wird bei Mesys die Deformation im Rolle-Bord- 

Kontakt vernachlässigt, was zu einer leichten Unterschätzung der 

Innenringverlagerung und somit einer Überschätzung der Steifigkeit 

führt. Unterschiede bei den Kontaktnormalkräften können als 

Ursache ausgeschlossen werden. Die im Vergleich zu den beiden 

anderen Berechnungsprogrammen etwas zu groß berechneten Verlagerungen 

und somit zu klein berechneten Steifigkeiten bei 

MTPlus decken sich mit den bei MTPlus im Vergleich zu Bearinx 

größer berechneten Starrkörperannäherungen in den Kontakten 

(Bild 07d), die unmittelbare Auswirkungen auf die berechneten 

Gesamtverlagerungen haben. 

Insgesamt ergeben sich für die belastungsbedingten Kenngrößen 

sehr gute Übereinstimmungen zwischen dem Kegelrollenlagermodul 

von MTPlus und kommerziellen Programmen. Ein Vergleich 

von Geschwindigkeitsgrößen erfolgt nicht, da sich die Geschwindigkeiten 

aus einfachen geometrischen Betrachtungen ergeben, im 

Modell selbst für die Stellen reines Rollens eine erfolgreiche Plausibilitätsprüfung 

durchgeführt wurde und beide Referenz-Programme 

diese in den hier verfügbaren Versionen nicht berechnen. 

ZUSAMMENFASSUNG UND MÖGLICHE 

ANWENDUNGEN 

Zur Bewertung des Betriebsverhaltens von Welle-Lager-Systemen 

oder zur gezielten Weiterentwicklung von Wälzlagern ist es notwendig, 

das Betriebsverhalten berechnen zu können. Bei heute kommerziell 

verfügbaren Programmen müssen dabei Einschränkungen 

bei der herstellerunabhängigen Nutzung oder der Berücksichtigung 

drehzahlbedingter Effekte hingenommen werden. Mit dem 

hier beschriebenen Berechnungsmodul für Kegelrollenlager innerhalb 

des Welle-Lager-Berechnungsprogramms MTPlus ist es durch 

die Nutzung eines alternativen Kontaktmodells und die Berücksichtigung 

fliehkraftbedingte Zusatzkräfte möglich, das Betriebsverhalten 

von Kegelrollenlagern beliebiger Geometrie unter hohen 

Drehzahlen zu berechnen. Dies ermöglicht nicht nur die Abbildung 

von Kegelrollenlagern in schnell drehenden Welle-Lager-Systemen, 

es erlaubt auch die Betrachtung bisher weitgehend vernachlässigter 

Effekte beim Betrieb von Kegelrollenlagern oder die gezielte 

Auslegung hochdrehzahlgeeigneter Kegelrollenlager. 

Mit der oben beschriebenen ortsaufgelösten Berechnung der 

Normalspannungs- und Geschwindigkeitsverteilung über den 

Kontaktflächen in einem Kegelrollenlager sind zwei wesentliche 

Voraussetzungen zur Reibungs- und Schmierfilmhöhenberechnung 

gegeben. Eine wesentliche Größe, die Temperatur im 

Schmierspalt, fehlt jedoch. Dennoch können damit wie u. a. bei 

Rossaint [ROSS14] aus einer Näherungsfunktion für den Zusammenhang 

zwischen Normalkraft, Schlupf und Reibwert für jeden 

Elementmittelpunkt die mittlere Reibkraft über dem Netzelement 

bestimmt, diese über die gesamte Kontaktfläche aufsummiert und 

so die gesamten Reibkräfte pro Kontakt und damit die Lagerreibung 

bestimmt werden. Bild 08 zeigt dazu beispeilhaft für ein Kegelrollenlager 

mit Bord am Außenring die Relativgeschwindigkeiten 

im Rolle-Bord-Kontakt sowie die Kontaktfläche (Isolinien 

P(x‘, y‘) = 0), wie sie mit diesem Modell berechnet wurden. 

In [BREC17] wird gezeigt, wie insbesondere die erweiterte Kontaktberechnung 

und die Möglichkeit, ein Kegelrollenlager mit Bord 

am Außenring zu berechnen, genutzt werden können, um ein 

Kegelrollenlager gezielt für hohe Drehzahlen auszulegen. 

Teil 1 dieser Serie ist in Ausgabe 06/2019 der antriebstechnik 

erschienen. Über diesen Link kommen Sie zum Artikel: 

https://bit.ly/2XgNduD 



PEER REVIEWED 

Literaturverzeichnis: 

[BECK90] Becker, A.: Numerische Berechnung des Kontaktes beliebig gekrümmter 

Körper unter besonderer Berücksichtigung der Einflußgrößen des Rad-Schiene- 

Systems. Diss. Ruhr-Universität Bochum, 1990 

[BOUS85] Boussinesq, M. J.: Application des Potentiels à l‘Étude de l‘Équilibre et 

du Mouvement des Solides Élastiques. In Société des Sciences de l‘Agriculture et 

des Arts de Lille (Hrsg.): Mémoires de la Société des Sciences de l‘Agriculture et des 

Arts de Lille. Lille: Imprimerie L. Danel, 1885. S. 15–721 

[BREC16] Brecher, C.; Renkens, D.; Löpenhaus, C.: Method for Calculating 

Normal Pressure Distribution of High Resolution and Large Contact Area. 

In: Journal of Tribology. 138. Jg., 2016, Nr. 1 

[BREC19] Brecher, C.; Fey, M.; Falker, J.: Simulation schnell drehender Welle-Lager- 

Systeme – Teil 1. In: antriebstechnik. 58. Jg., 2019. Nr. 6, S. 66-72 

[BREC17b] Brecher, C.; Fey, M.; Hassis, A.: Simulationsgestützte Auslegung eines 

Kegelrollenlagers für hohe Drehzahlen. In: Konstruktion. 68. Jg., 2017, Nr. 7–8. S. 83–90 

[CZIC10] Czichos, H.; Habig, K.-H.: Tribologiehandbuch – Tribometrie, 

Tribomaterialien, Tribotechnik. 3. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2010 

[DALM81] Dalmaz, G.; Tessier, J. F.; Dudragne, G.: Friction Improvement in 

Cycloidal Motion Contacts: Rib-Roller End Contact in Tapered Roller Bearings. 

In Dowson, D.; Taylor, C. M.; Godet, M.; Berthe, D. (Hrsg.): Friction and Traction – 

Proceedings of the 7th Leeds-Lyon Symposium on Tribology. Guildfort: 

Westbury House, 1981, S. 175–185 

[DIN10] Norm DIN 26281 (Oktober 2010). Wälzlager – Dynamische Tragzahlen 

und nominelle Lebensdauer-Berechnung der modifizierten nominellen 

Referenz-Lebensdauer für Wälzlager (ISO/TS 16281:2008 + Cor. 1:2009) 

[DOON95] Dooner, D. B.; Seireg, A. A.: The Kinematic Geometry of Gearing. 

New York et al.: John Wiley & Sons, 1995 

[GUO12] Guo, Y.; Parker, R. G.: Stiffness matrix calculation of rolling element 

bearings using a finite element/contact mechanics model. In: Mechanism and 

Machine Theory. 51. Jg., 2012. S. 32–45 

[HARR07a] Harris, T.; Kotzalas, M. N.: Essential Concepts of Bearing Technology. 

5. Aufl. Boca Raton, Fl, USA: CRC Press, 2007 

[HARR07b] Harris, T.; Kotzalas, M. N.: Advanced Concepts of Bearing Technology. 

5. Aufl. Boca Raton, Fl, USA: CRC Press, 2007 

[HART79] Hartnett, M. J.: The Analysis of Contact Stresses in Rolling Element 

Bearings. In: Journal of Lubrication Technology. 101. Jg., 1979, Nr. 1. S. 105–109 

[HART80] Hartnett, M. J.: A General Numerical Solution for Elastic Body Contact 

Problems. In: ASME Applied Mechanics Division. 39. Jg., 1980, Nr. 1. S. 51–66 

[JACO10] Jacobs, G.; Plogmann, M.: Tribology - Lecture Documentation. 

Herzogenrath: Schumacher, 2010 

[JACO12] Jacobs, G.: Maschinengestaltung II. Aachen: Druck & Verlagshaus 

Mainz, 2012 

[JOHN85] Johnson, K. L.: Contact Mechanics. Cambridge: Cambridge University 

Press, 1985 

[KARN74] Karna, C. L.: Performance Characteristics at the Rib Roller End Contact 

in Tapered Roller Bearings. In: Tribology Transactions. 17. Jg., 1974, Nr. 1. S. 14–21 

[LIU76] Liu, J. Y.: Analysis of Tapered Roller Bearings Considering High Speed 

and Combined Loading. In: Journal of Lubrication Technology. 98. Jg., 1976, Nr. 4. 

S. 564–572 

[LOVE06] Love, A. E. H.: A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity. 

2. Aufl. Cambridge: Cambridge University Press, 1906 

[MERM16] Mermoz, E.; Fages, D.; Zamponi, L.; Linares, J.-M.; Sprauel, J.-M.: 

New methodology to define roller geometry on power bearings. In: CIRP 

Annals – Manufacturing Technology. 65. Jg., 2016, Nr. 1. S. 157–160 

[ROSS14] Rossaint, J.: Steigerung der Leistungsfähigkeit von Spindellagern durch 

optimierte Lagergeometrien. Diss. RWTH Aachen, 2014 

[SCHA14] Schaeffler Technologies: Bearinx – High-Level Bearing Design. 

Herzogenaurach, 2014. Firmenschrift 

[SKF09] SKF Gruppe: SKF Spindelsimulator. Göteborg, 2009. Firmenschrift 

[TEUT05] Teutsch, R.: Kontaktmodelle und Strategien zur Simulation von 

Wälzlagern und Wälzführungen. Diss. TU Kaiserslautern, 2005 

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

Schrägkugellager. Diss. RWTH Aachen, 1999 

[VORN08] Vornberger, O.: Computergrafik. Vorlesungsskript. Universität 

Osnabrück, Sommersemester 2008 

[ZHU12] Zhu, D.; Wang, J.; Ren, N.; Wang, Q. J.: Mixed Elastohydrodynamic 

Lubrication in Finite Roller Contacts Involving Realistic Geometry and Surface 

Roughness. In: Journal of Tribology. 134. Jg., 2012, Nr. 1 

DIE AUTOREN 

Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, 

Inhaber des Lehrstuhls für 

Werkzeugmaschinen 

Dr.-Ing. Marcel Fey, 

Oberingenieur am 

Werkzeug maschinenlabor WZL 

Andreas Bartelt, M.Sc., 

Mitarbeiter am 

Werkzeugmaschinenlabor WZL 

DANKSAGUNG 

Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft 

DFG für die finanzielle Förderung dieser Arbeiten zu dem 

Thema „Untersuchung und Beschreibung des Betriebsverhaltens 

von Kegelrollenlagern unter hohen Drehzahlen“ (Förderkennzeichen 

BR 2905/56-1). Die Berechnungssoftware Mesys 

wurde für Forschungszwecke an der Hochschule dankenswerterweise 

durch die Mesys AG, Zürich (Schweiz) unentgeltlich 

zur Verfügung gestellt. 

Dr. T. Stahl, 

Leiter Produktentwicklung Kegelrollenlager, 

Schaeffler Technologies AG & Co. KG 

Alexander Hassis, M.Sc., 

Ehemaliger Mitarbeiter am 

Werkzeugmaschinenlabor WZL 


FVA AKTUELL 

FORSCHUNGSVORHABEN FVA 735 II, IGF-NR. 18415 N 

SOH-DIAG – DYNAMISCHE DIAGNOSEMETHODEN 

ZUR BESTIMMUNG DES GESUNDHEITSZUSTANDES 

VON LITHIUM-IONEN-BATTERIEN 

Lineare Spannungsantwort Y 1 

(1. Harmonisch) 

2. Harmonische Spannungsantwort Y 2 

Im Projekt „SOH-Diag“ wurde eine neue Diagnosemethodik zur Bestimmung 

sowie zur Quantifizierung des Gesundheitszustandes (engl.: State-of-Health – 

SOH), von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) entwickelt. Weiterhin wurde gezeigt, 

dass der Ladezustand (engl.: State-of-Charge – SOC), auf den SOH kalibriert 

werden kann. 

Die genutzte Diagnosemethodik ist eine dynamische, universell einsetzbare 

Messmethodik, die sogenannte Nonlinear Frequency Response Analysis (NFRA). 

NFRA ist mit der im Diagnosebereich etblierten Elektrochemischen Impedanzspektroskopie 

(EIS) verwandt. Bei der EIS wird ein geringer Wechselstrom auf die 

LIB gegeben, um das lineare Systemverhalten zu untersuchen. Bei NFRA hingegen 

wird ein hoher Wechselstrom auf die LIB aufgeprägt. Dadurch werden höhere 

Harmonische angeregt, die charakteristisch für Zelltyp sowie -spezifikationen sind 

und daher universell angewandt werden kann. 

Durch NFRA wird das lineare Prozessverständnis um hochinformative Nichtlinearitäten, 

wie z. B. die elektrochemischen Reaktionen und gekoppelte Diffusions- 

und Reaktionsprozesse erweitert. Weiterhin wurde im Verlauf des Projekts 

erkannt, dass Degradationen der LIB, wie z. B. Leistungsverlust, Kapazitäts - 

ab nahme sowie auch Alterungssignale durch das sicherheitsgefährdende Lithium- 

Plating spezifische Antwortsignale erzeugen. Das Versagen bzw. ein Ausfall 

einer LIB, erzeugt ebenfalls spezifische Antwortsignale in einem charakteristischen 

Frequenzbereich. 

Es ist denkbar, dass die Diagnosemethodik sowohl Automobilherstellern als 

auch Unternehmen im Bereich der Kleinelektronik nach Adaption der Messtechnik/Hardware 

zahlreiche Wettbewerbsvorteile ermöglichen kann. Die Diagnosemethodik 

kann – universell bzw. nach Anpassung an die spezifische Batterie – zur 

Qualitätsssicherung nach der Herstellung von LIB und LIB-Systemen, bei der 

Schadensdiagnose dieser und bei der Überprüfung ihrer Lebensdauer eingesetzt 

werden. Hierfür ist die Entwicklung bzw. Adaption der messtechnischen Hardware 

für die Messung der entsprechenden Signale notwendig. Ist dies gewährleistet und 

erprobt, ist eine Applikation von NFRA in Werkstätten sowie auch im BMS von 

elektrifizierten Fahrzeugen möglich. 

Förderung: AiF (IGF) 

Autor: Fridolin Röder, TU Braunschweig, INES Institut für Energie- und Systemverfahrenstechnik 

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), 

Alexander Raßmann, 

Tel.: 069/6603-1820 


FLUIDTECHNIK

antriebstechnik 7/2019

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?