DER KONSTRUKTEUR 12/2020

19073 

12 DEZEMBER 2020 

AM PULS DER TECHNIK 

DER RICHTIGE DREH 

Wälzlagerlösungen für den Einsatz in der 

mechanischen Sensorik 

DerKonstrukteur.de

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EDITORIAL 

AUS DER NATUR LERNEN 

Auf der Suche nach technischen Lösungen kann die Natur als Vorbild dienen. 

Sie hilft uns bei der Entwicklung und Optimierung von Materialien, Strukturen 

und Bauteilen und liefert uns neue Ansätze, wenn klassische Konstuktionsmethoden 

an ihre Grenzen stoßen. Bionik – eine interdisziplinäre Wissenschaft, 

die sich mit der Umsetzung von Prinzipien biologischer Systeme auf heutige 

Problemstellungen beschäftigt. Doch so einfach dies klingen mag, vom biologischen 

Phänomen bis zur technischen Umsetzung ist es ein weiter Weg. Einige 

Erkenntnisse aus der Natur finden bereits heute ihre Anwendung. Dazu zählen 

der bekannte Lotoseffekt, durch den Wasser auf Oberflächen einfach abperlt 

und dabei sämtliche Schmutzpartikel mitnimmt, das Spinnennetz, ein 

Leicht gewicht, das fünfmal so reißfest ist wie Stahl oder die Wabenstruktur 

eines Wespennestes – ein bionisches Prinzip, das sich in vielen Leichtbauprodukten 

wiederfindet. 

Eine der größten Wissenschaftsorganisationen Deutschlands ist das Alfred- 

Wegener-Institut, das sich mit den komplexen Prozessen im „System Erde“ 

beschäftigt. Hier nimmt ein Forscherteam die Nanostruktur von Kieselalgen als 

Vorbild für Anwendungen im Leichtbau unter die Lupe. Aus den gewonnen 

Erkenntnissen ist letztendlich auch eine Software für effiziente Entwicklungsprozesse 

entstanden. Wir sprachen mit Dr. Christian Hamm, dem Initiator des 

Forschungsprojekts und gingen der Frage nach, wie sich das Potenzial der 

Einzeller auch für den Maschinenbau nutzen lässt. Das Interview finden Sie auf 

Seite 38/39. In unserem Special „Bionik“ gehen wir noch weiteren Phänomen 

auf die Spur – lassen Sie sich überraschen, was wir aus der Natur lernen können. 

Viel Spaß beim Lesen der aktuellen Ausgabe wünscht Ihnen 

Nicole Steinicke 

Chefredakteurin 

n.steinicke@vfmz.de 

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INHALT 

06 

MENSCHEN UND MÄRKTE 

03 Editorial: Aus der Natur lernen 

06 DER KONSTRUKTEUR persönlich: Jens Berghäuser, 

Teamleiter Konstruktion Automatisierung & Robotik 

bei Hirata 

08 Whiteboard: Vielseitig – Roland Eisenlauer, 

Geschäftsführer der Zwick Roell GmbH 

über die Kunst der Prüftechnik 

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN 

KONSTRUKTIONSELEMENTE 

10 TITELSTORY 

Wälzlager: Der richtige Dreh 

14 Kugelgewindetriebe: Präzision auf ganzer Linie 

16 Drahtseilfedern: Schwer auf Draht! 

18 Schellensysteme: Gewappnet für Wind und Wetter 

20 Freiläufe: Universelle Problemlöser 

22 Schneckengetriebe: 

Damit die Wirkung nicht nachlässt 

26 Kugellager: Sonderwünsche 

08 

22 

16

ANTRIEBSTECHNIK 

28 Synchron-Servoantriebe: Dezentral, dynamisch, sicher 

FLUIDTECHNIK 

30 Linearantriebe: Hydraulik zieht gleich 

SPECIAL 

LEICHTBAU & BIONIK 

36 Software: Bionik wächst virtuell 

38 INTERVIEW Das Potenzial der Kieselalge 

ausschöpfen – Dr. Christian Hamm, 

Leiter des Bionischen Leichtbaus am AWI 

40 Greiferlösungen: Alles im Griff mit dem Gecko-Effekt 

SERVICE 

42 Impressum 

43 Vorschau 

38 

36 

ANZEIGE 

28 

TITELBILD 

Findling Wälzlager GmbH, 

Karlsruhe 

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/12 5

JENS BERGHÄUSER 

hat eine Ausbildung zum 

Metallbauer der Fachrichtung 

Konstruktionstechnik absolviert. 

Heute ist er Teamleiter 

Konstruktion Automatisierung 

& Robotik bei Hirata in Mainz 

Was hat Sie dazu bewegt, Konstrukteur zu 

werden? 

Nach meinem Abschluss als Metallbauer 

wollte ich mich unbedingt weiterbilden. 

Statt für den Metallbaumeister entschied 

ich mich damals für eine Weiterbildung 

zum Staatl. gepr. Maschinenbautechniker. 

Während der Weiterbildung entdeckte ich 

meine Leidenschaft für die kreative und 

abwechslungsreiche Tätigkeit als 

Konstrukteur. 

Sie kommen vom Metallbau, was fasziniert 

Sie an Automatisierung und Robotik? 

Im Metallbau ist ja alles eher statisch. An 

der Automatisierung fasziniert mich, wie 

z. B. aus vielen Einzelteilen im Zusammenspiel 

zwischen Mechanik, Elektronik und 

Programmierung ein fertiges Produkt entsteht. 

Und gerade im Sondermaschinenbau 

kommt man mit vielen Technologien und 

Prozessen wie Kleben, Verschrauben, 

Pressen, Lasern usw. in Berührung. So stellt 

jedes Projekt einen vor neue Herausforderungen 

und Aufgaben. 


Was ist für Sie die größte Herausforderung 

als Teamleiter Konstruktion? 

Die größte Herausforderung als Teamleiter 

besteht für mich darin, den Übergang vom 

Kollegen zum Vorgesetzten zu schaffen. 

Und natürlich möchte man auch gerne 

neuen Schwung in festgefahrene Strukturen 

bringen. 

Was ist Ihr privater Ausgleich? 

In meiner Freizeit verbringe ich viel Zeit 

mit meiner Familie. Wir sind oft in der 

Natur. In meiner Heimat, dem Rheingau, 

entsteht durch die Nähe zum Rhein schnell 

ein Urlaubs-Gefühl. Außerdem lese ich 

sehr gerne. 

IM SONDERMASCHINEN- 

BAU STELLT EINEN JEDES 

PROJEKT VOR NEUE 

HERAUSFORDERUNGEN 

JENS BERGHÄUSER, TEAMLEITER KONSTRUKTION 

AUTOMATISIERUNG & ROBOTIK, HIRATA 

6 DER KONSTRUKTEUR 2020/12 www.derkonstrukteur.de

GREIFSYSTEME AUF TOUR 

Nachdem 

Messebesuche 

derzeit ausfallen, 

kommt 

Schunk mit 

seinen Exponaten 

einfach 

direkt zu den 

Kunden: Die 

Schunk-Roadshow, 

die bereits 

erfolgreich in 

Österreich und 

Belgien stattfand, bietet einen umfassenden Einblick in die 

Welt der Greifsysteme. Sie richtet sich an Konstrukteure, 

Anlagenplaner sowie Mit arbeitende aus der Produktion. 

Präsentiert werden aktuelle Highlights, bewährte Greifsystem-Flaggschiffe 

und nützliches Zubehör. Das Roadshow- 

Portfolio umfasst die Bereiche Greifen/Drehen, Lineartechnik, 

Roboterzubehör, Mecha tronik und Greifsysteme für 

Cobots. Schunk-Fachberater erläutern live vor Ort die 

technischen Besonderheiten und die Einsatzmöglichkeiten 

der einzelnen Komponenten, wobei die Themen und 

Exponate stets individuell auf den Anwender abgestimmt 

sind. Die jeweils geltenden Hygiene auflagen werden 

sorgfältig eingehalten, sodass ein gefahr loser Besuch 

möglich ist. Wer die kostenlose Roadshow ins eigene 

Unternehmen einladen möchte, kann sich an seinen 

Schunk-Fachberater im Außendienst wenden. 

www.schunk.com 

KOOPERATION ZWISCHEN NABTESCO UND KEBA 

Dass Getriebeeffekte 

einen starken Einfluss 

auf die Bahngenauigkeit 

von Robotern haben, ist 

hinlänglich bekannt. Seit 

vielen Jahren beschäftigen 

sich die Firmen 

Nabtesco und Keba daher 

mit diesem Thema. 

Während Nabtesco stetig 

die Genauigkeit der 

Getriebe erhöht, 

verbessert Keba kontinuierlich 

die Modelle zur 

Kompensa tion von 

Roboter ungenauigkeiten in der Software. Allerdings ist die Ermittlung 

entsprechender Parameter aufgrund mangelnder Transparenz 

sehr aufwändig. Deshalb arbeiten die beiden internationalen 

Technologieexperten von jetzt an gemeinsam an der Vision, den 

genausten Roboter der Welt zu ermöglichen. Dabei geht es um die 

gezielte Integration von getriebespezifischen Daten und Charakteristiken 

– direkt vom Hersteller – in die Robotersteuerung. Ziel der 

Kooperation zwischen Nabtesco und Keba ist es, Kunden die Herstellung 

von Robotern mit einer Punkt- bzw. Bahngenauigkeit im 

Hundertstel-Millimeter-Bereich zu ermöglichen. Für Roboter-, 

Maschinen- und Anlagenbauer würden sich dadurch neue, faszinierende 

Möglichkeiten ergeben. So könnten künftig hochgenaue 

Handling- und Bearbeitungsaufgaben roboter basiert mit der 

Präzision einer Werkzeugmaschine ausgeführt werden. 

www.nabtesco.de

WHITEBOARD 

VIELSEITIG 

DIE KUNST DER 

PRÜFTECHNIK: EINBLICKE 

IN DIE WELT VON 

ROLAND EISENLAUER 

Wann begann Ihre Leidenschaft 

für das Ingenieurwesen? 

Sie haben Maschinenbau und 

Wirtschafts- und Sozialwissenschaften 

studiert und haben 

eine hohe Affinität zu Software. 

Wo stehen Sie heute? 

Die Digitalisierung schreitet 

voran. Brauchen wir in Zukunft 

noch Materialprüfung? 

Wie sieht in Ihren Augen 

Prüftechnik 4.0 aus? 

Sie sind Kunstliebhaber, sehen 

Sie bei Ihrer Arbeit auch einen 

künstlerischen Aspekt? 


Bilder: 1. vejaa – stock.adobe.com, 

2. sharpnose – stock.adobe.com, 3. - 5. Zwick Roell 


ROLAND EISENLAUER 

GESCHÄFTSFÜHRER, 

ZWICK ROELL GMBH & CO. KG, ULM


DER RICHTIGE DREH 

TITELSTORY 


Drehgeber- und Wegmesssysteme kommen in 

den unterschiedlichsten Applikationen zum 

Einsatz. Ebenso vielfältig sind die am Markt 

verfügbaren Lösungen. Grundsätzlich gilt: Die 

Lagertechnik, die im mechanischen Sensor für 

Bewegung sorgt, bestimmt maßgeblich dessen 

Genauigkeit. Mit passenden Wälzlagerlösungen 

gelingt der richtige Dreh. 

Findling Wälzlager hat für den Einsatz in der mechanischen 

Sensorik zahlreiche geeignete Lagerlösungen im Sortiment. 

In diesem Anwendungsbereich sind vor allem die Unterstützung 

von hohen Drehzahlen und eine optimale Laufruhe von 

Bedeutung. Deshalb eignen sich hier besonders Rillenkugellager, 

die ab 0,8 mm Wellendurchmesser verfügbar sind. Bauraumsparend 

sind insbesondere Dünnringlager und für hohe Steifigkeit 

werden gerne zweireihige Schrägkugellager nachgefragt. Immer 

häufiger kommen korrosionsbeständige Edelstahllager zum Einsatz 

– zum Beispiel in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie 

oder sonstigen Apparaturen, die mit korrosiven Medien in Kontakt 

kommen. Dabei ist die große Herausforderung ein geräuscharmer 

Autor: Klaus Findling, Geschäftsführer, Findling Wälzlager GmbH, Karlsruhe 

Lauf, da Edelstähle von Grund auf eine gröbere Gefügestruktur 

aufweisen als Chromlager. Einen Sonderfall stellen außerdem Keramiklager 

dar, mit denen sich ein ungewollter Stromdurchgang 

vermeiden lässt: Sie werden immer dann verbaut, wenn die Gefahr 

besteht, dass die Spannung an der Lagerstelle zwischen Gehäuse 

und Welle überspringt. 

Für außergewöhnliche Anwendungen konzipiert und realisiert 

Findling Wälzlager Sonderlösungen in einer hohen Variantenvielfalt 

und verspricht auch bei Kleinserien kurze Lieferzeiten. 

VOM OPTIMALEN SCHMIERSTOFF 

BIS ZUR SONDERBEFETTUNG 

SONDERWÄLZLAGER SIND IN 

HOHER VARIANTENVIELFALT 

MÖGLICH ... 

Aber auch bei Standardtypen lassen sich für bestmögliche Ergebnisse 

verschiedene Ausstattungsmerkmale kombinieren. So ist gerade in 

der Sensorik die richtige Wahl des Schmierstoffs im Lager besonders 

wichtig. Andernfalls könnte dieser sich verflüssigen oder ausgasen 

und so die Funktionalität insbesondere optischer Drehgeber 

beeinträchtigen. Bei niedrigen Temperaturen darf das Schmiermittel 

außerdem nicht zu fest werden, denn das wirkt sich nachteilig 

auf das Anlaufmoment aus. Um eine optimale Leichtgängigkeit 

des Lagers zu erreichen, muss die Viskosität des Schmierstoffes auf 

den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt sein. So lassen sich ein 

niedriges Reibmoment und die Ausbildung eines konstanten 

Schmierfilms gewährleisten. 



01 

01 Rillenkugellager unterstützen die hohen 

Drehzahlen und eine optimale Laufruhe, die in der 

Sensorik von Bedeutung ist 

02 Für spezielle Anforderungen kann Findling 

Sonderbefettungen in kleinen und mittelgroßen Serien 

von bis zu 1 000 Stück pro Losgröße realisieren 

02 

Für spezielle Anforderungen kann Findling Sonderbefettungen in 

kleinen und mittelgroßen Serien von bis zu 1 000 Stück pro Losgröße 

im eigenen Hause realisieren – zwei professionelle Dosieranlagen 

zur Wälzlagerbefettung und eine Spezialreinigungsanlage für das 

Entfernen von Konservierungsstoffen (Öle, Wachse) machen es 

möglich. Die individuelle Wälzlagerschmierung ist für Unternehmen 

interessant, die ihren Kunden hochindividuelle Lösungen auch in 

kleinen Losgrößen anbieten. Zudem lässt sich die Vorlaufzeit für 

Bemusterungen mit individuellen Schmierstoffen durch Umbefettung 

von Standardprodukten drastisch reduzieren. Auch eine 

Bemusterung mit unterschiedlichen Kugellagerfetten zum Test der 

bestmöglichen Anwendungseignung lässt sich rasch realisieren. 

TECHNISCH TROCKEN UND DOCH 

BESTENS KONSERVIERT 

Vor allem bei optischen Sensoren gibt es zudem oft die Anforderung, 

dass die Lager technisch trocken (ohne Konservierungsöl) 

geliefert werden müssen – auch das kann Findling leisten. Die Auswaschung 

der Wälzlager erfolgt in der bereits erwähnten Reinigungsanlage. 

Um bei diesen Lagern trotzdem eine hohe Konservierung 

und damit Lagerfähigkeit zu erreichen, wird meist eine VCI-Verpackung 

aufgebracht (VCI = Volatile Corrosions Inhibitor = Korrosionsschutz 

aus der Dampfphase). Der chemische Wirkstoff verflüchtigt 

sich aus dem Trägermaterial (Folie, Papier oder Spender) und 

lagert sich im Inneren einer Verpackung in molekularer Form auf 

der zu schützenden Metalloberfläche ab. Die Korrosionsschutzwirkung 

ist jedoch stark abhängig vom Luftaustausch; ein Maximum 

von 12 Monaten sollte nicht überschritten werden. Einen länger anhaltenden 

Korrosionsschutz bieten abtrocknende Öle, bei denen 

der Konservierungsfilm als Feststoff oder wachsartiger Konservierung 

auf der Oberfläche verbleibt. 

KÄFIGE UND DICHTUNGEN FÜR 

EINEN IDEALEN RUNDLAUF 

Ferner lassen sich sowohl bei Käfigen als auch Dichtungen Anpassungen 

vornehmen, die in Summe für eine optimale Performance 

des Wälzlagers im Betrieb sorgen – zum Beispiel bezüglich des 

Anlaufmoments. Im Bereich der Käfige sind vor allem Blech-Ausführungen 

in Lappen-, Niet- und Fensterbauweise für die Sensorik 

geeignet. Sie besitzen den Vorteil, dass sie nur wenig wiegen und 

… UND AUCH BEI STANDARD- 

LÖSUNGEN LÄSST SICH AN VER- 

SCHIEDENEN SCHRAUBEN DREHEN 

der Schmierstoff leicht an die Wälzkontakte gelangt. Eine weitere 

Option sind Massivkäfige aus glasfaserverstärktem Polyamid: Sie 

verbessern zusätzlich die Gleit- und Notlaufeigenschaften bei eingeschränkter 

Betriebstemperatur. 

Bezüglich der Dichtungen bietet Findling für geringste Drehmomente 

bei bestmöglicher Dichtwirkung auch eine Kombination 

aus Z-Deckel (berührungsfrei) mit nichtschleifenden oder schleifenden 

Dichtungen (Ausführung RSZ bzw. LBZ); alternativ kommen 

in V- oder L-Nut geführte Dichtungen in Frage. Wichtig ist in 

jedem Fall, dass die Dichtungen ein Austreten des Schmierstoffes 

verhindern. 

KONSTRUKTIVE TIPPS UND TRICKS 

Konstruktiv gibt es bei Wälzlagern in der Sensorik aber noch weitere 

Besonderheiten zu berücksichtigen: So sind die Toleranzklassen 



04 

03 

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITELSTORY 

03 Auch bei den Käfigen lassen sich Anpassungen vornehmen – 

im Bild sind unterschiedliche Varianten von Massivkäfigen zu sehen 

04 Wälzlager von Findling kommen unter anderem in Durchflussmessgeräten 

zum Einsatz ... 

05 ... und in einem Encoder, der für härteste Einsatzbedingungen 

konzipiert ist 

bei Wälzlagern für die Sensorik oft abweichend vom Standard in P6 

und P5 ausgeführt – dies trägt zu einer optimalen Rundlaufgenauigkeit 

bei. Gut zu wissen: Die höhere Toleranzklasse wird meist nur 

am drehenden Teil benötigt (Innenring), sodass der Außenring so 

bleiben kann wie er ist – das hält die Herstellkosten in Grenzen. 

Die Lagerluft ist in diesem Anwendungsbereich meist eingeschränkt 

(CM) oder gering (C2), um das Betriebsspiel und damit 

das Kippspiel der Lager auch bei geklebter Montage zu reduzieren. 

Kundenindividuelle Lagerluftklassen sind bei Findling möglich, 

ANFORDERUNGEN AN WÄLZLAGER 

IN DER SENSORIK 

n Miniaturisierung – ab 0,8 mm Wellendurchmesser 

n geringer Reibungswiderstand für einen 

leichtgängigen Lauf 

n spezielle Wälzlagerfette u. a. für verschiedene 

Temperaturbereiche 

n hohe Drehzahlen 

n hohe Rundlaufgenauigkeit 

n Dichtungen in unterschiedlichen Varianten – es darf 

kein Schmierfett austreten 

wobei Toleranzbereiche von 4 µm eingehalten werden können. In 

der regulären Wälzlagermontage wird das Lager je nach Anwendung 

auf die Welle oder in den Gehäusesitz gepresst (Übergangsoder 

Presspassung). Wenn der Anwender das Lager aber auf die 

Welle kleben möchte, so benötigt man eine Spielpassung und bei 

hohen Anforderungen an die Steifigkeit zum Ausgleich eine geringere 

Lagerluft. 

In der Sensorik sind die Wälzlager im Normalfall keinen hohen 

Belastungen ausgesetzt. Keine Belastung, kein Problem? Leider 

doch: Auch das muss bei der konstruktiven Auslegung berücksichtigt 

werden. Gerade bei geringer Radialbelastung sollte ein axial 

vorgespanntes Lager mit geringer Lagerluft gewählt werden. Ohne 

Vorspannung und geringe Lagerluft entsteht im Lager durch die 

geringe Belastung zu viel Spiel, was sich durch Schlupf des Wälzlagers 

in einer geringeren Lebensdauer auswirkt. 

QUALITÄTSKONTROLLE: AUF NUMMER SICHER 

In der Sensorik ist nicht zuletzt auch eine eingehende Qualitätskontrolle 

hinsichtlich Drehmomentmessungen und Geräuschprüfungen 

relevant. Diese deckt Findling ebenfalls ab. Die Geräuschprüfung 

von Wälzlagern ist ein standardisierter Testablauf bei 

1 800 min -1 , bei dem die Geräuschentwicklung entweder in Dezibel 

oder besser noch die Schwingbeschleunigung in drei Frequenzbereichen 

gemessen wird. Laufgeräusche können zahlreiche, auch 

qualitative Ursachen haben – eine hundertprozentige Prüfung gibt 

demnach auch Aufschluss über die Fertigungsgüte und Funktionalität 

eines Wälzlagers. 

Die Geräuschprüfung ist unterteilt in eine Geräuschklasse (Z1 bis 

Z4), die die Laufgeräusche in dB angibt und eine Vibrationsklasse 

(V1 bis V4), die in unterschiedlichen Frequenzbändern die 

Schwingbeschleunigung in mm/s² misst. Für die Sensorik wird 

üblicherweise eine Kombination aus Z3V2 und bei höheren Anforderungen 

Z4V3 gewählt. 

Von der korrekten Auswahl und Auslegung des anwendungsspezifischen 

Wälzlagers bis hin zur Qualitätssicherung: Dank der 

12 DER KONSTRUKTEUR 2020/12 www.derkonstrukteur.de


Lebensdauer auch mit einem besonders ruhigen Laufverhalten 

und einem geringen Trägheits- und Anlaufdrehmoment. Hohe 

axiale und radiale Lasten auf der Welle stellen für diese Lager kein 

Problem dar. Diese Eigenschaften sind vor allem in Anwendungen 

wichtig, bei denen der Drehgeber mit Seilzuggebern kombiniert 

wird – die Kugellager entlasten dabei die Feder und tragen somit 

zu einer längeren Lebensdauer bei. Auch bei Härtefällen in 

der Sensorik gilt also: Mit Wälzlagern von Findling gelingt der 

richtige Dreh. 

Bilder: Aufmacher Hintergrund: selensergen – stock.adobe.com; 04: piamphoto – 

stock.adobe.com; 05: Petair – stock.adobe.com, Sonstige: Findling Wälzlager 

www.findling.com 

05 

großen Anwendungserfahrung können die Experten von Findling 

Hersteller von Drehgebern, Seilzuggebern oder Durchflussmessgeräten 

optimal beraten und unterstützen. So kommen belastbare 

Kugellager von Findling auch in einem „Hardcore-Encoder“ eines 

deutschen Sensorspezialisten zum Einsatz, der für härteste Einsatzbedingungen 

konzipiert ist. Im Drehgeber lagern sie die Welle, 

die die Drehbewegung/Positionsänderung an die Sensoren überträgt. 

Die Wahl fiel in diesem Fall auf gedeckelte Rillenkugellager 

der Leistungsklasse Supra. Sie überzeugen neben einer langen 

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PRÄZISION AUF 


PRÄZISION AUF 

GANZER LINIE 

Typische Anwendungen für Kugelgewindetriebe finden sich 

in der Luft- und Raumfahrt (Fly-by-Wire, elektronische Flugzeugsteuerung), 

in der Automobilindustrie (Servolenkungen), 

in Systemen für die Präzisionsmontage, in Robotern, in der 

Halbleiterfertigung (Stepper) sowie in Werkzeugmaschinen (CNC- 

Maschinen). Bei hochgradig präzisen Anwendungen (im Mikrometerbereich), 

bei denen neben Radialbelastungen auch Axialkräfte 

auftreten, ist besonderes Augenmerk auf die Konstruktion von 

Kugelgewindeantrieb und Kugelgewindespindel sowie deren Lagerung 

zu legen. 


Kugelgewindetriebe werden in einer 

Vielzahl von Applikationen eingesetzt. 

Sie kommen immer dann zur Anwendung, 

wenn eine Rotationsbewegung in eine 

lineare Bewegung mit geringer Reibung, 

d. h. hohem mechanischem Wirkungsgrad, 

und hoher Genauigkeit umgesetzt werden 

muss. Dabei kommt auch der Lagerung 

eine entscheidende Bedeutung zu. 

SPEZIALISIERT AUF WÄLZLAGER 

Seit der Zusammenlegung von Toyoda Machine Works (Werkzeugmaschinenbau) 

und Koyo Seiko (Herstellung von Wälzlagern) 

zur Jtekt Corporation im Jahr 2006, arbeiten Ingenieure aus 

beiden Unternehmensbereichen eng zusammen, um ihr Fachwissen 

auszutauschen und Lager zu optimieren. Speziell geht es 

darum, Produkte zu entwickeln, die den aktuellen Anforderungen 

des Marktes für Hochpräzisionslager in Werkzeugmaschinen 

entsprechen. 

DIE KRITISCHE ROLLE VON STÜTZLAGERN 

Bei der Entwicklung eines neuen Kugelgewinde-Systems wird 

t ypischerweise viel Wert auf die richtige Auslegung des Kugelgewindetriebs 

(mit internem Kugelumlaufsystem) und die Spindel/ 

Kugelgewindewelle (präzisionsgeschliffen oder gewalzt/kaltgeformt) 

gelegt. Die Bedeutung der Wellenstützlager wird dagegen häufig 

unterschätzt. In Einsatzfällen, bei denen die Positionier- und Wiederholgenauigkeit 

der Kugelgewindespindel von entscheidender 

Bedeutung ist (wie z. B. in Werkzeugmaschinen), müssen die Wellenlager 

die Welle bei unterschiedlich starken Axialbelastungen durch 

Motorantriebs- und Trägheitskräfte absolut axial fixieren, damit 

Spiel vermieden wird. 

SCHRÄGKUGELLAGER ZUR 

SPINDELWELLENLAGERUNG 

Koyo hat einen besonderen SAC-Lagertyp mit spezieller Innengeometrie 

(einschließlich 60 °-Kontaktwinkel) entwickelt, der maximale 

Laufgenauigkeit sowie die Aufnahme von Radial- und Axialkräften 

bietet, die typischerweise für moderne (Hochgeschwindigkeits-) 

Werkzeugmaschinen bzw. Anwendungen ähnlicher Betriebsanforderungen 

erforderlich ist. Die SAC-Lager lassen sich als Satz in ein 

Gehäuse einbauen oder werden als Lagereinheit angeboten. Es 

sind verschiedene Ausführungen erhältlich, die spezifischen Anwendungsbedingungen 

gerecht werden, darunter zwei-, drei- oder 

vierreihige Lager, sowie Ausführungen mit optional gegenläufi - 

ger Ausrichtung zur Aufnahme bidirektionaler Axialbelastungen. 

Die Produkte versprechen eine hohe Präzision und eine lange 

Lebensdauer. 

Bilder: Jtekt 

www.koyo.eu 

DIE BEDEUTUNG DER 

WELLENSTÜTZLAGER WIRD 

IN KUGELGEWINDESYSTEMEN 

HÄUFIG UNTERSCHÄTZT 



FOLIENVERPACKUNGEN ZUVERLÄSSIG TRANSPORTIEREN 

SMC, der Spezialist für Automatisierungstechnik, hat sein Portfolio an Vakuumsaugern 

um die Serie ZP3P-JT mit Faltenbalg für den Transport von formveränderlichen 

Kunststofffolien und Folienverpackungen erweitert. Die dünne und flexible 

Dichtmanschette des ZP3P-JT passt sich sehr gut an die Oberfläche an und eignet 

sich für das Ansaugen folienverpackter Waren. Speziell ausgeformte Rippen unter 

der Dichtmanschette reduzieren die Leckage zwischen Sauger und Produkt. Das 

trägt zum sicheren und schnellen Transport bei – mit einer Beschleunigung von 

bis zu vier G. Mit seinen 5½ Falten kann ZP3P-JT Höhen und Winkel ausgleichen. 

So lassen sich auch unterschiedlich geformte Verpackungen sanft und sicher 

ansaugen und transportieren, ohne die Verpackung oder den Inhalt zu beschädigen. 

Der Vakuumsauger ist in den Durchmessern 20, 25, 32, 40 und 50 mm 

verfügbar. 

www.smc.eu 

ELEKTROMECHANI- 

SCHER SCHRAUBSTOCK 

FÜR FILIGRANE BAUTEILE 

Das Unternehmen Roemheld 

bringt einen serienreifen 

elektromechanischen Schraubstock 

auf den Markt. Da das 

Spannelement ohne Mindestdruck 

funktioniert, lassen sich 

auch filigrane Werkstücke 

verzugsfrei spannen. Der 

elektromechanische Schraubstock 

eignet sich darüber hinaus 

für Anwendungen, bei denen ein 

Kontakt des Bauteils mit Hydrauliköl 

unerwünscht ist. Aufgrund 

des Strombetriebs wird kein 

zusätzlicher Druckerzeuger an 

der Maschine benötigt. Zudem 

kann auf eine Überwachung der 

Spannkraft verzichtet werden, da 

alle Kraftmomente über den 

Motor erfasst werden. Eine 

permanente Selbsthemmung der 

mechanischen Spindel sorgt 

dafür, dass die Spannkraft auch 

ohne Stromzufuhr erhalten 

bleibt. Die steuerbaren Spannhübe 

können auch für große 

Weiten individuell dimensioniert 

werden. Gleichzeitig werden die 

Voraussetzungen zur Automatisierung 

des Werkstück-Rüstens 

geschaffen. So ist es möglich, 

ganze Teilefamilien ohne 

manuellen Eingriff in nur einem 

Spannsystem zu fertigen. 

www.roemheld-gruppe.de 

DIE KUPPLUNG. 

FÜR DIE WELT DER 

INDUSTRIE 

RW-KUPPLUNGEN.DE 

LAMELLENKUPPLUNGEN 

350 350 - 100.000 100.000 Nm 

Nm 

einfach- einfach- und und doppelkardanische 

doppelkardanische 

Ausführungen 

Ausführungen


SCHWER AUF DRAHT! 

Autor: Robert Timmerberg, 

Fachjournalist (DFJV), 

plus2 GmbH, Düsseldorf 


Schädliche Erschütterungen und Stöße, 

Schwingungen und Vibrationen von Menschen 

und Maschinen fernzuhalten, das wird im 

Industriealltag immer relevanter. Ein 

Spezialist im Bereich Dämpfungstechnik und 

Schwingungsisolation hat jetzt neue Produkte 

in sein Portfolio aufgenommen: Drahtseilfedern. 

Sie sind hart im Nehmen und trotzen selbst 

extremen Einsatzbedingungen. 

Eine auf professionelle Weise beruhigte Lagerung von Maschinen 

und Anlagen lässt diese akkurater arbeiten, macht Messergebnisse 

zum Teil erst möglich und vermeidet die Übertragung 

von Schwingungen in angrenzende Räume und die 

erweiterte Umwelt. Da mit Vibrationen und Stößen erhebliche Lärmbelastungen 

einhergehen können, ist die Schwingungstechnik 

zudem für den Arbeitnehmerschutz von Bedeutung. Die ACE Stoßdämpfer 

GmbH ist auf diesem Gebiet seit mehr als 10 Jahren zuverlässiger 

Berater und Lösungsanbieter und unterstützt mit vielen Produkten 

die Anwender dabei, bestehende Richtlinien und gesetzliche 

Vorgaben zu erfüllen. In diesem Kontext zeichnen sich die neuen 

Drahtseil- und Kompaktfedern wie alle Produkte von ACE durch 

leichte Auslegung und große Vielfalt aus. Sie ergänzen die bisherige 

Produktpalette, die sich von äußerst niederfrequent isolierenden 

Luftfederelementen über einbaufertige Gummi-Metall-Isolatoren 

bis hin zu Dämmungsplatten erstreckt. Mit diesem Spektrum ist ACE 

in der Lage, Konstrukteuren Stoßdämpfung und Schwingungs isola 

tion nach Maß und für nahezu alle Anwendungen anzubieten. 

SCHWINGUNGSDÄMPFUNG AUCH 

IN EXTREMSITUATIONEN 

Die hinzugekommenen Drahtseilfedern erweitern das Applikationsspektrum 

noch einmal beträchtlich und sind ideal für alle Anwendungen 

geeignet, bei denen Stöße und Vibrationen auch unter Extrembedingungen 

unter Kontrolle zu bringen sind, mitunter auch 

gleichzeitig. Dabei können diesen robusten Maschinenelementen die 

wenigsten Umgebungen etwas anhaben. Ihre Überlegenheit unter 

schwierigen Bedingungen ist auf das verwendete Material und dessen 

einzigartige Bauweise zurückzuführen. Komplett aus widerstandsfesten 

Aluminiumlegierungen oder auf Wunsch aus Edelstahl gefertigt, trotzen 

sie nicht nur unterschiedlichsten Einwirkungen von außen, sondern 

sind auch von innen heraus so gut wie keinen Alterungsprozessen 

unterworfen. Für die Anwender ergibt sich dadurch besonders auf 

lange Sicht ein hoher Kosten-Nutzen-Vorteil. Unterstützt wird dieser 

Aspekt dadurch, dass es sich um wartungsfreie Elemente handelt. 

BREITES SPEKTRUM 

Die drei neuen Produktfamilien von ACE bestehen aus rostfreien 

Edelstahlseilen, sind auf besondere Weise geformt und verfügen für 

jeden Einsatzzweck über eine überdurchschnittlich gute Dämpfung 

aufgrund der Reibung der einzelnen Drähte untereinander. ACE 

stellt Konstrukteuren die neuen Drahtseilfedern mit Kabeldurchmessern 

von 1,59 bis 31,75 mm und zur Montage mit Gewinden 

von M4 × 0,7 bis M20 × 2,5 in verschiedensten Ausführungen sowie 

auch in kurzer Bauform zur Verfügung. Zur Serie zählen auch 

sieben verschiedene Kompaktfedertypen in unterschiedlichen 


Ausführungen mit Kabeldurchmessern von 1,59 bis 6,35 mm und 

zur Montage mit Gewinden von M3 × 0,5 bis M8 × 1,25. 

Die Drahtseilfedern, Kompaktfedern und auch die Drahtseilfedern 

in kurzer Bauform eignen sich für eine stoß- und vibrationsfreie 

Lagerung in verschiedensten Einsatzbereichen. Dabei isolieren 

sie eine breite Palette unterschiedlicher Vibrationen und 

decken ein beachtliches Spektrum von möglichen Belastungen ab, 

das von ca. 300 g bis zu 2 000 kg reicht. Der niedrige Massebereich 

ist prädestiniert für die Lagerung von Festplatten und Messapparaturen, 

der hohe kommt z. B. bei Transporten von Containern und 

Maschinen zum Einsatz, auch weil durch die Verwendung von 

mehreren Elementen den Möglichkeiten nach oben kaum Grenzen 

gesetzt sind. Dies gilt auch für weitere Anwendungsbereiche, zu 

denen unter anderem vibrations- und schockreduziertes Lagern 

von Elektronikkästen, Pumpen, Kompressoren und allen möglichen 

Kameralagerungen gehört. Diese finden Verwendung in autonom 

fahrenden Reinigungsmaschinen, speziellen Film- und Fernsehkameras 

sowie bei in Drohnen verbauten Modellen. Daneben erfüllen 

die Drahtseilisolatoren auch spezielle Anforderungen militärischer 

Anwendungen und entsprechen den MIL-Spezifikationen. 

Die aus Drahtseil gefertigten Komponenten bieten einen besonders 

großen nutzbaren Federweg, niedrige Eigenfrequenzen, geringe 

Resonanzübertragung und schnellen Abfall der Amplitude bei Stößen. 

Darüber hinaus gibt es bei dieser Produktserie von ACE nach dynamischer 

Kollision keine Anzeichen von Ermüdung. Einsetzbar sind 

sie bei Temperaturen von - 130 bis + 260 °C, physikalische Werte, die 

auch hinsichtlich anderer am Markt verfügbaren Komponenten aus 

Drahtseil positiv ins Auge fallen. Außerdem sind alle Vertreter der 

drei neuen Produktfamilien besonders resistent gegen Säuren, 

Meerwasser und UV-Strahlung. Neben den Standardversionen aus 

Edelstahldrähten und Aluminiumbefestigungsleisten können Anwender 

bei ACE optional auch komplette Edelstahlvarianten ordern. 

Aufgrund des veredelten Materials sind diese im direkten Vergleich 

etwas schwerer und überzeugen durch Korro sionsbeständigkeit, 

etwa bei Einsatz in Salzwasser. 

FEDERNDE 

DRUCKSTÜCKE 

DER KLÜGERE 

GIBT NACH… 

PATENTIERT 

MINIMIERT VERSCHLEISS 

FIXIEREN 

ARRETIEREN 

ELEKTRISCH ISOLIERT 

VIELSEITIG 

POSITIONIEREN 

ANDRÜCKEN 

RASTEN 

Bilder: ACE 

www.ace-ace.de 

01 ACE stellt Konstrukteuren die neuen 

Drahtseilfedern mit Kabeldurchmessern 

von 1,59 bis 31,75 mm und zur Montage 

mit Gewinden von M4 x 0,7 bis M20 x 2,5 

in verschiedensten Ausführungen sowie 

auch in kurzer Bauform zur Verfügung 

02 Zu der neuen Serie 

der Drahtseilfedern zählen 

auch sieben verschiedene 

Kompaktfedertypen in 

unterschiedlichen 

Ausführungen mit Kabeldurchmessern 

von 

1,59 bis 6,35 mm 

und zur Montage 

mit Gewinden von 

M3 x 0,5 bis M8 x 1,25 

www.halder.de


GEWAPPNET FÜR 

WIND UND WETTER 

Autor: Ulrich König, Chief Research & 

Development Officer, Stauff, Werdohl 


Ein Hersteller von Rohr- und Schlauchverbindungen 

hat ein Schellenprogramm speziell für die 

Befestigung von elektrischen Leitungen in den 

Türmen von Windkraftanlagen entwickelt. Zu 

den Eigenschaften dieser Schellen gehören eine 

einfache, schnelle und werkzeuglose Montage, 

eine dauerhafte Befestigung der Leitungen unter 

widrigen Bedingungen und die Übereinstimmung 

mit allen branchenrelevanten Anforderungen, 

z. B. an die elektrische Sicherheit. 

Wie lange braucht ein eingespieltes Team für die Montage 

von elektrischen Leitungen mit Querschnitten 

von 22 bis 38 mm in einem 100 oder 150 m hohen 

Turm einer Windkraftanlage (WKA)? Und wie befestigt 

man diese Leitungen so, dass sie unter widrigen Bedingungen 

über viele Jahre die Leitungen sicher in Position halten und dabei 

auch das nötige Spiel für die Schwankungen des Turms bei Starkwind 

erlauben? Eine Antwort auf diese Fragen gab Stauff schon vor 

Jahren mit einer ersten Generation von Befestigungselementen, die 

von Grund auf für elektrische Leitungen in WKA-Anwendungen 

entwickelt wurde. 

Grundlage dieser Befestigungslösung war die bewährte Stauff- 

Schelle zur Befestigung von Rohrleitungen z. B. für die Hydraulik. In 

die Ausnehmungen einer Grundplatte, die an der Unterkonstruktion 

aufgeschraubt oder angeschweißt wird, lassen sich Leitungen einlegen 

und mit schraubbaren Deckeln befestigen – einzeln oder in 

Reihen. Diese Lösung bewährte sich, aber die Stauff-Konstrukteure 

suchten nach einer Lösung, die insbesondere die Montage vereinfacht, 

ohne den dauerhaft festen Sitz der Leitungen zu beeinträchtigen. 

Deshalb entwickelten sie – in Kooperation mit einem führenden 

Hersteller von Windkraftanlagen – ein neues Programm mit der 

Bezeichnung WPC. 

SCHNELLE UND WERKZEUGLOSE MONTAGE 

Das Grundkonzept der WPC-Schelle: Die Leitungsaufnahme wird 

z. B. auf einer Schiene aufgeschraubt – hier gibt es diverse Montagemöglichkeiten 

– und das Kabel eingelegt. Die mit einem Scharnier 

an der Leitungsaufnahme befestigte Gegenseite wird mit einem 

Schnellspannsystem, d. h. mit einem Handgriff, verschlossen – fertig. 

Somit kann der Monteur die Leitungen verlegen, ohne dass er ein 

Werkzeug benötigt. Das erleichtert die Installation sowohl im liegenden 

Turmsegment als auch im bereits stehenden Turm. So spart 

der Hersteller Installationskosten. Das neue System ist in zwei 

Grundvarianten verfügbar – als WPC für eine Leitung und als WPC- 

Trefoil für drei Leitungen, die kleeblattartig auf kompaktem Raum 

befestigt sind. Dabei können Leitungen mit Querschnitten von 22 bis 

38 mm installiert werden. 

DAUERHAFT FESTER SITZ DER LEITUNGEN 

Eine zentrale Eigenschaft des Befestigungssystems ist der dauerhaft 

feste Sitz der Leitungen. Dabei sorgt der Kabelhalter aus flexiblem 

Elastomer für gleichbleibende Haltekräfte – auch bei nicht zu erwartenden 

Toleranzabweichungen der Kabelaußendurchmesser. 

Über eine Stellschraube mit Kontermutter lässt sich der Anpressdruck 

an die Kabeldurchmesser anpassen. Dabei ist stets ein gewisser 

Toleranzausgleich zu berücksichtigen, weil sich der im Wind 

stehende Turm bewegt. Die Leitungen müssen in der Lage sein, 

diese Bewegungen mitzumachen. 



Ein Federpaket im Schnellspannsystem gewährleistet eine kontinuierliche 

Vorspannung des Verschlusses. Eine Verschlusssicherung 

verhindert das unbeabsichtigte Öffnen der Spann- und Zuhalteeinrichtung. 

Die werkzeuglose Montage erleichtert nicht nur die Erstinstallation 

der Leitungen im Turm, sondern auch die Wartung 

bzw. den Austausch von Leitungen während der Betriebsdauer der 

Windkraftanlage. 

AUF WIDRIGE BEDINGUNGEN EINGESTELLT 

In den Türmen von Windkraftanlagen herrschen ungünstige Umgebungsbedingungen 

für elektrische Komponenten. Mit extremen 

Temperaturen und korrosiver Atmosphäre ist zu rechnen. Die Metallelemente 

der WPC-Baureihe sind daher in verschiedenen hochwertigen 

Qualitäten (Stahl-, Zink/Nickel-beschichtet für Onshore- 

WKA, Edelstahl V4A für Offshore-Anwendungen) verfügbar. 

Die Stahlvariante mit einer hoch wirksamen Korrosionsschutzbeschichtung 

auf Basis einer Zink-Nickel-Oberfläche hat sich in 

diversen Einsatzbereichen als günstige Alternative zu Edelstahl 

erwiesen. Im Salzsprühtest erreicht sie eine Standzeit von rund 

1 200 Stunden. Das ist mehr als einschlägige Standards z. B. der Automobilindustrie 

fordern. Das Elastomer der Windkraftschellen ist 

DAS SCHELLENSYSTEM LÄSST SICH 

FLEXIBEL AN UNTERSCHIEDLICHE 

ANFORDERUNGEN ANPASSEN 

temperaturstabil im Bereich von -45 bis + 90 °C (im Dauereinsatz; 

kurzzeitig bis + 125 °C). Außerdem nimmt es bei Feuchtigkeit kein 

Wasser auf, bleibt also formstabil. 

ALLE TESTS BESTANDEN 

Die einschlägigen Anforderungen an den Brandschutz werden 

ebenfalls erfüllt: Die WPC-Schellen sind als Brandschutzmaterial 

SA-VO nach UL 94 geprüft und freigegeben. In Kooperation mit einem 

Windkraftanlagen- und einem Leitungshersteller hat Stauff auch 

die elektrischen Eigenschaften – vor allem die Kurzschlussfestigkeit 

des WPC-Programms – getestet. Dabei wurde die uneingeschränkte 

Eignung des Befestigungssystems bei der Übertragung hoher Ströme 

nachgewiesen. 

Mechanische Belastungstests bestätigten eine hohe axiale Haltekraft 

bei sehr gutem Kabelmantelschutz. Weitere Tests zeigten, dass 

02 Kompakt und sicher: 

Drei Leitungen werden in 

„Trefoil“-Anordung befestigt 

Tieftemperatur keinen negativen Einfluss auf die Haltekräfte im Befestigungssystem 

hat. Im Gegenteil: Die Haltekraft war sogar noch 

höher als im Versuch bei Raumtemperatur. Hier wirkt sich die 

Werkstoffpaarung Elastomer/Metall positiv aus. 

Mit diesen Eigenschaften eignet sich das WPC-System für die 

Befestigung von elektrischen Leitungen bei Onshore- und Offshore- 

Windkraftanlagen. Verschiedene Basisversionen für eine Leitung 

und für drei Leitungen stehen ab Lager zur Verfügung. Der modulare 

Aufbau des Systems schafft die Voraussetzung für die Anpassung an 

den individuellen Anwendungsfall. So können beispielsweise ein 

oder zwei Schellenkörper mit austauschbarem Elastomer als Kabelschutz 

für diverse Kabeldurchmesser verwendet werden. 

Bilder: Aufmacher Hintergrund: David Hense – stock.adobe.com, 

Sonstige: Walter Stauffenberg GmbH & Co. KG 

www.stauff.com 

01 Das Windkraftschellen- 

System wurde für die Installation 

von elektrischen Leitungen in 

den Türmen von Windkraftanlagen 

entwickelt 

5


UNIVERSELLE PROBLEMLÖSER 


Ein Spezialist für Verzahnungstechnik und 

Feinzerspanung hat einbaufertige 

Komplettfreiläufe im Programm, die wahre 

Multitalente sind. Sie lassen sich in den 

Antriebssträngen des Maschinen- und 

Anlagenbaus sowohl als Rücklaufsperren als 

auch für Überhol- und Vorschubfunktionen 

einsetzen. Dass sie zudem für einen sehr großen 

Drehmomentbereich und in vier verschiedenen 

Klemmstück-Varianten zur Verfügung stehen, 

steigert ihre Vielseitigkeit weiter. 

In Sachen Vielseitigkeit macht den Freiläufen der Premium-Baureihen 

FB/FBF von Ringspann so schnell keiner was vor. Denn 

diese vom Hersteller einbaufertig bereitgestellten Komplettfreiläufe 

stehen nicht nur in mehreren Klemmstück-Konfigurationen 

für unterschiedliche Leistungsanforderungen zur Verfügung, sondern 

auch für einen enorm großen Drehmomentbereich von 45 bis 

160 000 Nm. Konstrukteuren und Entwicklern im Maschinen- und 

Anlagenbau eröffnet sich damit ein weites Feld für die Realisierung 

innovativer und effizienter Lösungen für Rücklaufsperren sowie 

Überhol- und Vorschub-Kinematiken innerhalb der Antriebsstränge. 

Sie können zudem wählen zwischen Basisausführungen mit oder 

ohne Befestigungsflansch. Alle FB-/FBF-Freiläufe lassen sich direkt 

im Webshop von Ringspann auswählen und ordern. Viele Varianten 

mit Standardbohrungen (max. 300 mm) sind kurzfristig lieferbar. 

CHROMSTAHL MIT VERSCHLEISSSCHUTZ 

Grundsätzlich handelt es sich bei den Komplettfreiläufen der Baureihen 

FB/FBF von Ringspann um kugelgelagerte und abgedichtete 

Klemmstück-Freiläufe, die werksseitig ölgefüllt und montagefertig 

ausgeliefert werden. Seiner individuellen Anwendung entspre- 

Autor: Alexander Regenhardt, Freier Fachjournalist, Darmstadt 

chend kann der Konstrukteur dann hinsichtlich der Klemmstück- 

Konfiguration zwischen vier Leistungskategorien wählen. Dabei 

decken bereits die Standard-Variante und die Riduvit-Ausführung 

ein breit gefächertes Einsatzgebiet ab. Beide eignen sich für 

Rücklaufsperr- und Überhol-Anwendungen mit maximalen Leerlauf-Drehzahlen 

von 4 800 min -1 (Innenring) beziehungsweise 

5 500 min -1 (Außenring). Als Vorschub-Freiläufe bewältigen sie 

mittlere (Standard) bis hohe (Riduvit) Schaltzyklen. Die Chromstahl-Klemmstücke 

der Riduvit-Variante zeichnen sich überdies 

durch eine spezielle Oberfläche mit hartmetallartiger Verschleißbeständigkeit 

aus. „Diese leistungsfähige Funktionsbeschichtung 

beruht auf wichtigen tribologischen Erkenntnissen und verleiht 

den Riduvit-Freiläufen eine deutlich erhöhte Lebensdauer“, sagt 

Thomas Heubach, der Leiter der Freilauf-Sparte von Ringspann. 

ENTSCHEIDUNG ZWISCHEN X ODER Z 

Spezieller ausgelegt sind die weiteren Varianten der Freiläufe FB/ 

FBF, die sich durch das Design der Klemmstückabhebung unterscheiden 

und prädestiniert sind für die Realisierung besonders anspruchsvoller 

Rücklaufsperr- und Überhol-Anwendungen. Der 

Konstrukteur kann hier wählen zwischen Komplettfreiläufen mit 

der sogenannten Klemmstückabhebung X oder Klemmstückabhebung 

Z. Beide Ausführungen wurden entwickelt für hohe Leerlauf- 

Drehzahlen im Langzeitbetrieb, bei denen oberhalb der Abhebedrehzahl 

kein Verschleiß an den Klemmstücken entsteht. Raffiniert 

sind hierbei die bis ins feinste Detail durchdachten Formgebungen 

und Lagerungen der Klemmstücke. „In diesen zwei Disziplinen der 

Freilauf-Konstruktion verfügen wir dank jahrzehntelanger eigener 

Entwicklungsarbeit über eine international anerkannte Expertise“, 

betont Thomas Heubach. 

Bei den Komplettfreiläufen FB/FBF mit Klemmstückabhebung X 

laufen die reibschlüssig in einem Käfig geführten Klemmstücke im 

Leerlauf mit dem Innenring um. Da dies fliehkraftbedingt ohne 

jeden Kontakt zum Außenring erfolgt, kann der Freilauf mit Klemmstückabhebung 

X bei Anwendungen mit schnell drehendem Innenring 

nahezu verschleißlos rotieren. In Analogie dazu laufen die 

Klemmstücke vom Typ Z im Leerlauf berührungslos mit dem Außenring 

um – weshalb sich die Freiläufe FB/FBF mit dieser Art der 

Klemmstückabhebung als Ideallösung für Langzeit-Anwendungen 

mit schnell drehendem Außenring erweisen. „Die ersten beiden Fragen, 

die sich der Konstrukteur bei der Wahl zwischen X und Z also 

beantworten muss, lauten: Wie ist die Einbaulage? Und in welche 



NEBEN EINER 

GROSSEN AUSWAHL 

AN STANDARD-FREI- 

LÄUFEN REALISIEREN 

WIR AUCH SONDER- 

AUSFÜHRUNGEN 

Sowohl die Komplettfreiläufe FB/FBF als auch die Kombinationslösungen 

FBE/FBL sind reale Beispiele für unsere 

Marktführerschaft auf dem weltweiten Freilaufmarkt und 

unsere Positionierung als internationaler One-Stopp 

Supplier für hochwertige Komponenten der industriellen 

Antriebstechnik. Neben einer großen Auswahl an kurzfristig 

lieferbaren FB- und FBF-Freiläufen realisieren wir 

auf Kundenwunsch auch Sonderausführungen, etwa für 

ausgefallene Bohrungsmaße oder seltene Anflanschungen. 

THOMAS HEUBACH, Leiter der Freilauf-Sparte, RINGSPANN 

Drehrichtung soll der FB/ FBF frei laufen bzw. in welche Drehrichtung 

soll er sperren oder mitnehmen?“, erläutert Thomas Heubach. 

ZWEI VERWANDTE MIT WELLENKUPPLUNGEN 

Die Komplettfreiläufe der Premium-Baureihen FB/FBF von Ringspann 

kommen aktuell in nahezu allen Sparten und Nischen des 

internationalen Maschinen- und Anlagenbaus zum Einsatz. Ob in 

den Antriebssystemen von Besäumscheren für Breitband-Walzenstraßen, 

von Fleischverarbeitungsmaschinen, von Zerkleinerungsmühlen, 

von Postsortieranlagen oder von freizeittechnischen Fahrgeschäften 

wie etwa Achterbahnen – in unzähligen Applikationen 

dienen sie als überaus zuverlässige und langlebige Rücklaufsperren, 

Überhol- oder Schaltkupplungen. 

Kombilösung bei Wellenversatz: 

Die Komplettfreiläufe FBE und 

FBL werden als einsatzfertige 

Baugruppe mit elastischen 

und drehstarren 

Wellenkupplungen 

bereitgestellt (im 

Bild ein FBE mit 

elastischer 

Wellenkupplung) 

Maßgeschneidert für Anwendungen mit Überholfunktion, bei denen 

zwei Wellen mit Versatz verbunden werden müssen, sind zwei 

enge Verwandte der FB-Familie. Dabei handelt es sich um die Komplettfreiläufe 

FBE und FBL, die Ringspann als einsatzfertige Baugruppe 

mit elastischen und drehstarren Wellenkupplungen aus seinem 

Portfolio anbietet. „Der Kunde erhält hier also Kombinationslösungen 

aus zwei Funktionskomponenten, wobei sich die Wellenkupplungen 

je nach gewünschter Drehrichtung flexibel am Freilauf andocken 

lassen“, erklärt Thomas Heubach. Die elastische FBE-Lösung ist 

ausgelegt für kleinere Wellenverlagerungen – zum Beispiel zwischen 

einem Hauptantrieb und einem Winkelgetriebe – und die drehstarre 

FBL-Ausführung kann große radiale und winklige Versätze aufnehmen, 

ohne dass Zwangskräfte auf benachbarte Lager wirken. 

Eine typische Einbau-Situation dafür ist beispielsweise die Positionierung 

zwischen dem Hauptmotor und dem Kriechgangantrieb 

einer Förderbandanlage. Beide Systemlösungen aus Überholfreilauf 

und Wellenkupplung liegen in den drei Varianten Standard, 

Riduvit und mit Klemmstückabhebung Z vor. 

Bilder: RINGSPANN 

www.ringspann.de 

DIE KLEMMSTÜCKABHEBUNG X 

Die Klemmstückabhebung X kommt in den Rücklaufsperren 

und Überholfreiläufen von Ringspann immer dann zum 

Einsatz, wenn im Leerlaufbetrieb der Innenring mit hoher 

Drehzahl umläuft und in der Überholfunktion der Mitnahmebetrieb 

bei niedriger Drehzahl erfolgt. Im Leerlauf bewirkt 

die Fliehkraft, dass sich die in einer X-ähnlichen Form 

gefertigten Klemmstücke von der Laufbahn des Außenrings 

abheben. Der Freilauf arbeitet dann verschleißfrei und mit 

unbegrenzter Gebrauchsdauer. Dabei laufen die Klemmstücke 

– geführt in einem mit dem Innenring reibschlüssig 

verbundenen Käfig – mit dem Innenring um. Die Fliehkraft 

hat das Klemmstück im Gegenuhrzeigersinn gedreht und am 

Stützbord des Käfigs angelegt, wodurch ein Spalt zwischen 

dem Klemmstück und der Laufbahn des Außenrings 

entsteht; der Freilauf arbeitet also berührungslos. Sinkt nun 

die Drehzahl des Innenrings soweit ab, dass die Wirkung der 

Fliehkraft auf das Klemmstück kleiner wird als die Anfederungskraft, 

legt sich das Klemmstück wieder an den Außenring 

an und „schaltet“ den Freilauf sperrbereit. Zu beachten: 

In der Anwendung als Überholfreilauf darf die Mitnahmedrehzahl 

40 % der Abhebedrehzahl nicht überschreiten. 

Klemmstückabhebung X: im Leerlauf bewirkt die Fliehkraft, 

dass sich die X-ähnlich gefertigten Klemmstücke von der 

Laufbahn des Außenrings abheben 



DAMIT DIE WIRKUNG 

NICHT NACHLÄSST 

01 


Bei der Herstellung von Medikamenten kommt 

es auf höchste Präzision an. Die Rezeptur muss 

zu 100 % passen – und auch im Produktionsprozess 

geht es um Genauigkeit bis ins Detail. 

Um seine Tablettenpressen perfekt für ihre 

anspruchsvolle Aufgabe zu rüsten, setzt ein 

Hersteller auf individuell zugeschnittene 

Schneckengetriebe, die sich durch Laufruhe, 

geringe Temperaturemissionen und Langlebigkeit 

auszeichnen. 

Autor: Peter Becker, Senior PR Consultant, Bartenbach AG, Mainz 

Tabletten werden mithilfe von Tablettenpressen produziert, 

die das wirkstoffenthaltende Pulver oder Granulat stark verdichten. 

Einer der führenden Hersteller solcher Pressen 

ist Romaco Kilian aus Köln. Das Traditionsunternehmen 

Kilian wurde 1875 gegründet und ist seit 2013 Teil des Prozess- und 

Verpackungstechnologie-Konzerns Romaco. Das Unternehmen 

bietet heute die gesamte Bandbreite der Tablettiertechnologie an, 

von Einzelstempel-Labortablettenpressen bis hin zu Hochgeschwindigkeits-Tablettenpressen 

für Großproduzenten. Zu den 

letztgenannten gehört auch die Doppelrundläufertablettenpresse 

S710 Prime. Die kosteneffiziente Maschine produziert bis zu 

1,02 Mio. Tabletten/Stunde und entwickelt Presskräfte von bis zu 

100 kN. 

Kommt es bei Hochleistungstablettenpressen zu Ausfällen oder 

Produktionsproblemen, entsteht für den Tablettenhersteller innerhalb 

kürzester Zeit ein großer wirtschaftlicher Schaden. Daher sind 

für Romaco Kilian neben der Leistungsfähigkeit vor allem die Anlagenverfügbarkeit 

und die Prozesskonstanz entscheidend für die 

Neuentwicklung einer Tablettenpresse, wie Romaco-Kilian-Konstruktionsleiter 

Bernhard Kock erklärt: „Für unsere Kunden ist vor 

allem die gleichbleibende Qualität der Tabletten entscheidend. Die 

Gewichte müssen einheitlich sein. Der Tablettenpulvereintrag darf 

sich von Tablette zu Tablette nicht unterscheiden, damit auch die 

Wirksamkeit identisch ist. Dementsprechend hoch muss auch die 


VERBINDUNGSELEMENTE 

& BEFESTIGUNGSTECHNIK 

02 

Mit über 130 Jahren 

Erfahrung zählt REYHER 

zu den führenden 

Handelsunternehmen 

für Verbindungselemente 

und Befestigungstechnik 

in Europa und beliefert 

Kunden weltweit. 

01 Das E160F-Schneckengetriebe in Flanschausführung von ZAE wurde 

individuell an die anspruchsvollen Anforderungen von Romaco Kilian 

angepasst; es gewährleistet den ruhigen Lauf des Rotors der Tablettenpresse 

02 Die Doppelrundläufertablettenpresse S710 Prime von Romaco Kilian produziert 

bis zu 1,02 Mio. Tabletten/h und entwickelt Presskräfte von bis zu 100 kN 

Qualität unserer Maschinen sowie der eingesetzten 

Maschinenkomponenten – insbesondere 

der Getriebe – sein.“ 

TEMPERATUR UND LAUFRUHE 

ALS ERFOLGSKRITERIEN 

gleichmäßig erfolgt. Romaco Kilian forderte 

daher, dass sich das Getriebe, das 

den Rotor der S710 Prime antreibt, im Betrieb 

nicht übermäßig erhitzt und eine 

entsprechend perfekte Laufruhe garantiert. 

Ist diese nicht gewährleistet, kann es 

überdies zu störender Geräuschentwicklung 

kommen. 

SPEZIALIST FÜR ANSPRUCHS- 

VOLLE LÖSUNGEN 

DAS SPEZIELL ANGEPASSTE SCHNECKENGETRIEBE 

IST DAS HERZSTÜCK DER TABLETTENPRESSE 

RRP – REYHER Rapid 

Prototyping 

C-Teile als Prototypen aus 

dem 3D-Drucker 

Funktionsfähige Modelle 

aus Kunststoff oder Metall 

Bauteilebetrachtung und 

Verbauversuche 

Reduktion von Gewicht 

und Herstellungskosten 

Damit es in der Tablettenproduktion nicht 

zu Ausfällen bzw. Ausschuss kommt, dürfen 

die Tablettenpressen nicht zu heiß 

l aufen. Eine zu hohe Temperatur könnte 

die Wirksamkeit der Rezeptur negativ beeinflussen. 

Zudem könnte ein zu hoher 

Hitzeeintrag die Langlebigkeit der Maschinenkomponenten 

beeinträchtigen. Hierbei 

spielt das Getriebe als Herzstück der 

Maschine die zentrale Rolle. Das Getriebe 

treibt den Rotor der Tablettenpresse an. 

Auf dem Rotor befinden sich die Pressenwerkzeuge 

sowie die Matrizenscheibe, die 

essenziell die Leistungsfähigkeit und Prozessqualität 

der Tablettenpresse beeinflusst. 

In die Bohrungen der Matrizenscheiben 

fließt die Wirkstoffmischung der 

Tablette vor dem Verpressen. Der Rotor 

muss daher absolut ruhig laufen, damit 

die Ausbringung des Tablettenpulvers 

Auf der Suche nach einem zuverlässigen 

Partner, der individuelle Getriebe von 

höchster Güte produziert, wandte sich 

Romaco Kilian an die Experten von ZAE- 

Antriebssysteme aus Hamburg Altona. 

„Die ZAE steht für Stabilität und Kompetenz. 

Wir arbeiten bei anderen Maschinentypen 

seit längerem mit den Hamburgern 

zusammen. Und wir können uns 

seit Tag 1 darauf verlassen, dass die Qualität 

der ZAE-Getriebe gleichbleibend 

hoch ist und die Teileverfügbarkeit sowohl 

im Einkauf als auch im Ersatzteilmanagement 

immer gegeben ist. Das 

schätzen wir sehr“, erklärt der Geschäfts- 

F. REYHER Nchfg. GmbH & Co. KG 

Haferweg 1 · 22769 Hamburg 

Telefon 040 85363-0 

kontakt@reyher.de 

www.reyher.de


temperatur die Lebensdauer des Getriebeöls, der Radialwellendichtringe 

und der Lager. 


03 Das E160 aus der 

ZAE-Schneckengetriebebaureihe war die 

Basis für die perfekt abgestimmte Kundenlösung 

führer von Romaco-Kilian, Jens Carstens, die Hintergründe der 

Zusammenarbeit. 

Auch ZAE-Antriebssysteme kann sich mit Fug und Recht Traditionsunternehmen 

nennen. Seit mehr als 100 Jahren produziert 

das Unternehmen innovative, hocheffiziente Antriebstechnik, die 

sich in zahlreichen Branchen hervorragend bewährt. Insbesondere 

die Konstruktion hoch individualisierter Antriebslösungen ist 

eine Spezialität des Hamburger Industriegetriebeherstellers. 

„Natürlich bauen wir auch hervorragende Standardgetriebe. Unschlagbar 

sind wir aber im kundenspezifischen Engineering von 

Speziallösungen. Daher hat es uns gefreut, als Romaco Kilian mit 

dieser anspruchsvollen Aufgabe an uns herangetreten ist. Getriebe 

für Tablettenpressen dürfen einerseits keine zu große Hitze entwickeln, 

sollten aber gleichzeitig laufruhig und besonders robust 

gegen eintragende Momente und Schläge sein“, erläutert Folke 

Hedder, Vertriebsleiter bei ZAE, die Anforderungen an das Getriebe 

für die S710 Prime. 

EXTREME PRÄZISION GEFORDERT 

Deshalb wurde das E160F Schneckengetriebe in Flanschausführung 

von ZAE an die Anforderungen von Romaco Kilian individuell 

angepasst. Beim E160F handelt sich um ein spielarmes Getriebe. 

Dies ist insbesondere bei Tablettenpressen von großer Bedeutung, 

kommt es doch beim Einpressvorgang der Pressstempel wie auch 

beim Entspannen der Stempel zu rücktreibenden Momenten ins 

Getriebe, die den Lauf und die Standzeit des Getriebes negativ beeinflussen 

würden. Schneckengetriebe sind für solche Anforderungen 

prädestiniert, da sie aufgrund ihrer Verzahnungsgeometrie solche 

Schläge gut dämpfen bzw. kompensieren können. 

Dennoch reichte es bei weitem nicht aus, ein beliebiges Schneckengetriebe 

mit passender Leistung zu wählen. Insbesondere bei 

der Einstellung und Auswahl der Kegelrollenlager war höchste 

Präzision gefragt, damit das Axialspiel der Schnecke im Betrieb im 

Optimum lag und die gewünschte Laufruhe erreicht wurde. Das 

Spiel durfte im definierten Betriebspunkt lediglich 0,02 mm betragen, 

damit der perfekte Kompromiss aus Steifigkeit, Energieeffizienz 

und Reibung gefunden wurde. Denn gehen die verbauten 

Kegelrollenlager im Betriebspunkt bereits in Vorspannung, erhöht 

sich natürlich auch die Temperatur des Getriebes und somit der 

gesamten Anlage. Darüber hinaus verringert eine hohe Getriebe- 

NACHGEWIESENE QUALITÄT ÜBERZEUGT 

Eine gehörige Portion Engineering war von den Spezialisten von 

ZAE gefragt, um diese Genauigkeit gewährleisten zu können. Ein 

aufwändiger Prüf- und Entwicklungsprozess gewährleistete, dass 

ZAE die perfekte Lösung für die Romaco Kilian S710 Prime finden 

konnte. ZAE betreibt im Werk in Hamburg-Altona ein großes Prüffeld, 

um den Kunden nicht nur theoretisch perfekt konfektionierte 

Produkte anbieten zu können, sondern vielmehr solche, die im 

Praxistest nachgewiesen haben, dass sie die Kundenanforderung 

zu 100 % erfüllen. 

Um das Axialspiel wiederholungsgenau zu messen, hat ZAE in 

diesem Fall eigens einen Messautomaten konstruiert, da die nötige 

Präzision bei manueller Messung nicht ausreichend war. – Ein weiterer 

Beweis dafür, dass ZAE keine Mühen scheut, um ein perfektes 

Ergebnis für ihre Kunden zu gewährleisten. 

Das von ZAE perfekt auf die S710 Prime abgestimmte Schneckengetriebe 

E160F ist den von Romaco Kilian gesetzten Richtwerten 

mehr als gewachsen. Das Getriebe erreicht am definierten Betriebspunkt 

eine Temperatur, die weit unter dem Grenzwert liegt, 

den der Kölner Tablettenpressenhersteller gesetzt hatte. Denn: 

Jedes ZAE-Getriebe erhält mit der Auslieferung ein Abnahmeprotokoll 

mit den Werten aus dem Probelauf. Die meisten Getriebe absolvieren 

diesen Testlauf mit Temperaturen, die größtenteils 10K 

(oder 10 °C) unter dem Grenzwert des Kunden liegen. 

Die optimierte Betriebstemperatur gewährleistet einerseits einen 

effizienten Betrieb des Getriebesystems, andererseits schont sie die 

eingesetzten Kegelrollenlager und das Getriebeöl. Somit profitiert 

Romaco Kilian von einer Getriebelösung, die die S710 Prime optimal 

bei der Tablettenproduktion unterstützt und über die Lebensdauer 

der Maschine sehr wartungsarm ausfällt. Dies wiederum erhöht 

die Standzeit der gesamten Tablettenpresse. Und letztlich 

kann sich der Tablettenpressenhersteller auf die Getriebe verlassen. 

ZAE steht dafür ein, dass die gelieferten Getriebe einen prozesssicheren 

und ruhigen Lauf gewährleisten. Bei der Montage ist 

kein Nachjustieren notwendig. Für Romaco Kilian bedeutet dies: 

bestellen, einbauen, anfahren, fertig. 

KOOPERATION AUF AUGENHÖHE 

ZAE und Romaco Kilian, das passt zusammen – nicht nur technologisch, 

wie ZAE-Vertriebsleiter Folke Hedder abschließend festhält: 

„Die Zusammenarbeit macht einfach großen Spaß. Wir kooperieren 

mit Romaco Kilian partnerschaftlich und vertrauensvoll. Und nicht 

zuletzt passt es zwischenmenschlich. Wenn die Chemie stimmt, ist 

die Arbeit meiner Meinung nach am Ende auch meist produktiver 

und erfolgreicher.“ Jens Carstens pflichtet bei: „Wir schätzen ZAE als 

Sparringspartner auf Augenhöhe. Unsere Anregungen und Anforderungen 

werden aufgenommen und wir erhalten kreative und kompetente 

Vorschläge, wie unsere Herausforderungen zu meistern wären. 

Die Diskussionsqualität und Reaktionszeit sind ausgezeichnet. Man 

merkt einfach, dass man bei ZAE mit Experten spricht, die unsere 

Bedürfnisse als Maschinenhersteller verstehen und diese in hervorragende 

Getriebetechnik umsetzen können. Wir freuen uns schon 

jetzt auf künftige gemeinsame Projekte.“ 

Bilder: ZAE AntriebsSysteme 

www.zae.de 



WELLE UND KUPPLUNG PER 

KLEMMNABE VERBINDEN 

Um Schäden durch 

Überlast im Antriebsstrang 

und einer 

Metallbalgkupplung 

ausschließen zu 

können, hat Enemac die 

ECPB-Reihe entwickelt, 

eine Kombination aus 

Sicherheitskupplung 

und Klemmnabe. Der 

Metallbalg sorgt für 

einen axialen, angularen 

und lateralen 

Versatzausgleich zwischen An- und Abtriebswelle. Angeboten 

wird ECPB in 17 Baugrößen für Ausrückmomente zwischen 

0,5 Nm und 2 000 Nm. Bohrungen zwischen 5 und 90 mm können 

über die Klemmnabe der Metallbalgkupplung aufgenommen 

werden, die Klemmnabe im Sicherheitsteil ist für Wellendurchmesser 

zwischen 5 und 100 mm erhältlich. Die beidseitig 

angebrachte Klemmnabe verbindet Welle und Kupplung spielfrei 

und kraftschlüssig. Sie kann optional auch mit einer Passfedernut 

versehen werden. Das schnelle und einfache Spannen mittels 

Klemmnaben erleichtert den Ein- und Ausbau der Sicherheitskupplung 

und sorgt für geringe Standzeiten bei der Anlagenwartung. 

Auch korrosionsgeschützte Ausführungen oder 

alternative Balglängen sind realisierbar. 

www.enemac.de 

AXIAL-SCHRÄGKUGELLAGER FÜR GRÖSSTES 

MITTELINFRAROT-TELESKOP 

In der chilenischen 

Atacama-Wüste 

entsteht das größte 

optische Teleskop der 

Welt. HQW Precision 

steuert für dieses 

Projekt ZKLN-Lager bei, 

mit denen die 800 im 

Teleskop positionierten 

Spiegel justiert werden. 

Das Extremely Large 

Telescope (ELT) soll 

2025 in Betrieb 

genommen werden. Es verfügt über einen segmentierten 

Primärspiegel mit einem Durchmesser von rund 40 m, der sich 

aus 800 kleineren hexagonalen Spiegeln mit je etwa 1,4 m 

Durchmesser zusammensetzt. Das ELT soll eine etwa 256 Mal 

größere Lichtsammelfläche bieten als das Weltraumteleskop 

Hubble und Bilder liefern, die 16 Mal schärfer sind. Dies wird 

über die Positionierung der Spiegel erreicht. „Die spezielle 

Innengeometrie der ZKLN-Lager gewährleistet eine sehr hohe 

axiale Steifigkeit, und eine geteilte Innenringkonfiguration 

beseitigt das Spiel innerhalb des Lagers“, sagt Eugen Bärwald, 

Vertriebs- und Anwendungsingenieur bei HQW. „Dadurch wird 

die hohe Genauigkeit gewährleistet, die für diese Anwendung 

entscheidend ist.“ 

www.hqw.gmbh 

GELENKLAGER: 

DOPPELT GEKOPPELT HÄLT LÄNGER 

Mit der 

Koppelstange 

Igubal GPZM 

stellt Igus ein 

Doppelgelenklager 

vor, das 

nicht nur 

schmier- und 

wartungsfrei 

ist, sondern 

durch ein 

neues 

Gehäusematerial 

auch 

besonders 

flexibel ist. Dadurch wird der Kugelzapfen fest umschlossen, das 

Eindringen von Schmutz verhindert und die Ausfallsicherheit 

der bewegten Anwendung erhöht. Tests im Labor ergaben eine 

um 25 % höhere Elastizität des Werkstoffs RN283 gegenüber 

dem Standardwerkstoff Igumid G. Im Test wurde zudem 

verflüssigter Staub eingespritzt. Durch das elastische Material 

hat dieser keinen Einfluss auf die Funktion. Auch die Abriebfestigkeit 

bei den metallischen Kugelzapfen wurde getestet. Das 

Ergebnis: Mit einem um Faktor 20 besseren Verschleißwert 

setzte sich das neue TPU-Material gegenüber Polyamid durch. 

Gelenklager aus tribologisch optimierten Kunststoffen werden 

z. B. in der Agrarindustrie, im Maschinen- oder Anlagenbau oder 

in der Automobilindustrie eingesetzt. 

www.igus.de 

KISSsoft AG 

A Gleason Company 

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▪ Rainflow-Verfahren zur Lastdatenanalyse 

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SONDERWÜNSCHE 

„Unsere Sonderkugellager sind auch in der 

Krise gefragt“, das lässt ein Spezialist für 

anspruchsvolle Produkte im Bereich der 

Hochgenauigkeits- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen 

verlauten. Der fränkische 

Maschinenbauer bietet präzise High-End- 

Produkte für Spitzenleistungen, extreme 

Umgebungen, Vakuum und Reinraum an. 

Die seit Jahren kontinuierlich wachsende Nachfrage nach anwendungsspezifischen 

Sonderkugellagern und Lagersystemen 

von GMN hält auch während der aktuellen Krise an. Verlangt 

würden insbesondere anwendungsspezifische Kugellager 

und einbaufertige Lagersysteme für den Maschinenbau sowie die Medizin-, 

Vakuum- und Messtechnik, so der fränkische Maschinenbauer. 

Gefragt sind Sonderanfertigungen insbesondere dann, wenn 

Standardlager die Erfordernisse hinsichtlich Geometrie, Präzision, 

Material, tribologischer und einsatzbedingter Anforderungen nicht 

erfüllen. Hierbei konzentriert sich die Firma GMN auf Spindelkugellager, 

Rillenkugellager und Hybridmodelle mit Keramikkugeln. 

Jahren werden GMN-Sonderkugellager bei Navigations systemen 

verwendet. Sie sind außerdem weltweit in mehr als 100 000 Röntgenröhrensystemen 

im Einsatz. 

ENGE ENTWICKLUNGSPARTNERSCHAFT 

Anwendungsspezifische Kugellager und Komplettsysteme werden 

stets in enger Absprache mit dem Kunden entwickelt, dem hierbei 

ein fester Ansprechpartner zur Seite steht. Dabei übernimmt GMN 

sämtliche Aufgaben von der Entwicklung über die Fertigung der 

Komponenten bis hin zum Rund-um-Service für die Lieferung der 

Serienteile und Artikelbevorratung beim Endkunden vor Ort. 

ERFOLGSFAKTOR „FREIE KONFIGURATION“ 

Zu den Erfolgsfaktoren von GMN zählt, dass das Unternehmen in 

der Lage ist, sehr unterschiedliche Kundenanforderungen zu erfüllen, 

da es zahlreiche Konfigurationsoptionen bietet. Zuerst werden 

die Art des Lagers und das Anwendungsgebiet benannt und 

DER MASCHINENBAU BESTELLT 

OFT BAULICH ANGEPASSTE 

SPEZIALAUSLEGUNGEN 


HÖCHSTE PRÄZISION UND ANDERE 

ANFORDERUNGEN 

Höchste Ansprüche an die Präzision gehören bei vielen Sonderkugellagern 

zum Standard. Messlatte ist meist die Hochpräzisions- 

Genauigkeitsklasse P4+ oder die unternehmenseigene Premiumkategorie 

„Ultra Präzision“ UP+. Sie erfüllt noch weitergehende 

Vorgaben bei Lauf-, Form- und Maßgenauigkeit. 

Dazu kommen zusätzlich anwendungsspezifische Anforderungen. 

Für die Vakuumtechnik wird vor allem höchste Sauberkeit der 

Komponenten gefordert. Lagersysteme in Röntgengeräten und 

Computertomographen müssen darüber hinaus vibrationsarm sein 

und Umgebungstemperaturen bis zu 550 °C aushalten. Bei Messund 

Navigationssystemen stehen hingegen Systemlaufgenauigkeiten 

unter einem Mikrometer im Mittelpunkt. Und der Maschinenbau 

bestellt oft baulich angepasste Spezialauslegungen. 

JAHRZEHNTELANGE ERFAHRUNG 

Neben jahrzehntelanger Erfahrung tragen zum kontinuierlichen 

Erfolg von GMN vor allem ein umfassendes Leistungs- und Serviceangebot 

und eine große Fertigungstiefe bei. So stellte das Unternehmen 

1928 als einer der weltweit ersten Hersteller Hochgenauigkeitskugellager 

in Serie her. Und bereits seit mehr als vierzig 

die Umgebungsbedingungen betrachtet. Denn beim Einsatz unter 

Fluiden oder aggressiven Gasen sind andere Vorgaben zu erfüllen 

als in Reinräumen oder im Vakuum. 

Danach werden Parameter wie Größe, Präzision, Steifigkeit, Betriebstemperatur, 

Belastbarkeit und Drehzahl anwendungsspezifisch 

konfiguriert. Verschiedene Optionen gibt es zudem bei der 

Lagerbauart und den zum Einsatz kommenden Materialien, Schmierungen, 

Einbaulagen sowie Medienzufuhren. 

HOHE FERTIGUNGSTIEFE 

Bei der Serienproduktion der Sonderkugellager und Komplettsysteme 

profitiert GMN von einer großen Fertigungstiefe und einer exzellenten 

Lieferantenkette mit langjährigen Partnerschaften und 

detailliertem Know-how. Viele Bauteile wie Maschinenspindeln, 

Freiläufe und Dichtungen stellt das Unternehmen in Nürnberg 

selbst her. Komponenten für Vakuumanwendungen können außerdem 

vor Ort plasmagereinigt und auf einer eigenen PVD-Anlage 

(Physical Vapour Deposition) beschichtet werden. Bei Bedarf können 

Lager zudem unter Reinraumbedingungen montiert werden. 

Bilder: GMN 

www.gmn.de 



ZYKLOIDGETRIEBE FÜR AUTOMATISIERTE 

VERBINDUNGSPROZESSE 

Aufgrund ihres zweistufigen 

Untersetzungsprinzips 

eignen sich Zykloidgetriebe 

von Nabtesco auch für 

automatisierte Klebeverfahren. 

Die Positionierung 

der Raupen erfolgt mit 

einem Spiel von unter einer 

Winkelminute. Voraussetzung 

für langzeitstabile 

Verbindungen sind unter 

anderem fehlerfreie 

Klebenähte. Klebstoffraupen 

müssen daher möglichst 

schnell und punktgenau 

aufgetragen werden. Dieser 

Vorgang wird durch 

Zykloidgetriebe von Nabtesco unterstützt. Sie zeichnen sich 

durch hohe Drehmomentleistungen, Schockbelastbarkeit bis zu 

500 % des Nenndrehmoments sowie ein geringes Spiel aus 

(Hystereseverlust 0,5 bis max. 1 arcmin). Zu einer Verlängerung 

der Lebensdauer tragen integrierte Schrägkugellager bei, die 

äußere Kräfte und Momente aufnehmen. Die Kompakt-Getriebe 

lassen sich auch bei beengten Platzverhältnissen nutzen. Zudem 

wirkt sich ihre Positionier- und Wiederholgenauigkeit positiv auf 

die Funktionssicherheit der Systeme zum Auftragen des Klebstoffs 

sowie zum Ausrichten der Werkstücke aus. 

Bild: xiaoliangge – stock.adobe.com, Nabtesco 

www.nabtesco.de 

DÜNNRINGLAGER IM EINSATZ 

IN ROBOTERN IM WELTRAUM 

Rund 400 km über der Erde 

verrichten Dünnringlager 

von Rodriguez in einem 

Roboter an der Außenseite 

der Internationalen 

Raumstation ISS ihren 

Dienst – kompakt und 

leicht, aber auch leistungsfähig 

und präzise. Der 

Roboter Caesar ist mit 

einem 3 m langen Arm und 

sieben Gelenken ausgestattet, 

in denen Dünnringlager 

der Reali-Slim-Serie des 

Herstellers Kaydon verbaut 

sind. Ausgewählt wurden 

Dünnringschrägkugellager, weil sie effizient sowohl Radial- als 

auch Axialkräfte aufnehmen können und dabei raumsparend 

sind. Im Rahmen des Vorgänger-Projekts ROKVISS war von 

2005 bis 2010 schon einmal ein Roboter vom DLR an der ISS im 

Einsatz, in dessen Gelenken Kaydon-Dünnringschrägkugellager 

von Rodriguez erfolgreich für reibungslose Bewegungen 

sorgten. Die Dünnringlager haben sich im Weltraum bewährt: 

So wurde eine Sonderausführung der Ultra-Slim-Reihe in der 

Hand-Arm-Konstruktion eines Roboters verbaut, der bei der 

Mars- Mission Phoenix der Nasa Bodenproben entnahm. 

SPANNDORNE MIT EXZENTERHEBEL 

Das Heinrich Kipp Werk stellt 

eine neue Lösung vor, um zwei 

Bauteile einfach und werkzeuglos 

zu spannen: Spanndorne 

ermöglichen es, Werkstücke über 

Bohrungen zu positionieren und 

zu fixieren. Die Bedienung 

erfolgt manuell über einen 

Exzenterhebel, wobei der 

Anwender den Spannbereich und 

die Haltekraft stufenlos einstellen 

kann. Das Spannsystem wird in geöffnetem Zustand in die 

Bohrung eingebracht. Zu Beginn des Schließvorgangs spreizt sich der 

Spanndorn und fixiert sich im unteren Bauteil. Durch das integrierte 

Tellerfederpaket entsteht ein Niederzugeffekt, der die beiden 

Bauteile am Ende des Schließvorgangs zusätzlich spannt und sicher 

verbindet. Abhängig vom Spanndorndurchmesser lassen sich 

Haltekräfte von bis zu 3,3 kN erreichen. Dank ihrer kompakten 

Bauform lassen sich die Spanndorne mit Exzenterhebel sowohl in 

Durchgangs- als auch in Sacklochbohrungen einsetzen. Die Spanndorne 

sind in den Durchmessern 10, 12 und 14 mm erhältlich. 

www.kippwerk.de 

HOCHPRÄZISE: HARTGEWIRBELTE 

KUGELGEWINDETRIEBE 

Dr. Tretter bietet nun auch hartgewirbelte Kugelgewindetriebe an, 

die u. a. im Maschinenbau, in der Hebe-, Mess- und Prüftechnik oder 

auch bei Automobilzulieferern zum Einsatz kommen. Das Hartwirbeln 

ist eine spanabhebende Fertigung, bei der die Kugellaufbahnen 

in das gehärtete und präzisionsgeschliffene Spindelmaterial 

gewirbelt werden. Dadurch lässt sich eine hohe Qualität der 

Gewinde erzielen. So lassen sich Steigungsgenauigkeiten von T5 im 

Standard und T3 im Bedarfsfall erreichen. Die Kugelprofile der 

Muttern werden exakt hergestellt und sind auf die Spindeln 

abgestimmt. Dazu kommt eine hohe Flexibilität bei Gewindegrößen 

und -längen oder bei abweichender Gewindegeometrie. Das 

Fertigungsverfahren ermöglicht die Bearbeitung verschiedener 

zerspanbarer Werkstoffe sowie rostbeständiger Lösungen. Die 

Endenbearbeitung erfolgt nach Kundenzeichnung. Die Kugelgewindetriebe 

können sowohl ab einem Stück in Sonderabmessungen als 

auch in Serie geliefert werden. 

www.tretter.de 

www.rodriguez.de 

www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/12 27 

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DEZENTRAL, DYNAMISCH, SICHER 


Synchron-Servoantriebe erfreuen sich großer 

Beliebtheit bei Automatisierern, Systemintegratoren 

und Konstrukteuren. Insbesondere 

wenn Sicherheit, Dynamik und Flexibilität für 

ein- und mehrachsige Anwendungen gefragt 

sind, können kompakte Komplettantriebe mit 

zertifizierter STO-Elektronik punkten. 

Als dezentrale Antriebssysteme kommen unsere integrierten 

Synchron-Servoantriebe vom Typ HFI inzwischen 

in vielen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus 

erfolgreich zum Einsatz“, berichtet Felix Deichmann, 

der Entwicklungsleiter von Engel Elektroantriebe. „Als typische 

Einsatzgebiete zeigen sich bisher beispielsweise die automatisierten 

Misch- und Dosieranlagen in der Lebensmitteltechnik, die Handhabungs- 

und Förderanlagen in der Materialflusstechnik oder auch 

die fahrerlosen Transportsysteme der Intralogistik“, so Deichmann. 

Da sich alle integrierten Servos der Baureihe HFI optional mit einer 

zertifizierten STO-Elektronik (safe torque off/sicher abgeschaltetes 

Drehmoment) ausstatten lassen, eignen sie sich auch als Antriebslösung 

für anspruchsvolle Anwendungen, in denen Gefahren und 

Risiken für den Bediener einer technischen Anlage sicher ausgeschlossen 

werden müssen. Das ist zum Beispiel der Fall bei der 

Realisierung automatisierter Manipulatoren für die Montage- und 

Handhabungstechnik sowie Mensch-Maschine-Interaktoren und 

Systemen für die Mensch-Roboter-Kollaboration. 

HOHE KINEMATISCHE DYNAMIK 

Die HFI-Serie von Engel Elektroantriebe besteht aktuell aus Synchron- 

Servoantrieben in vier Baugrößen mit den Flanschmaßen 47, 55, 65 

und 75 mm sowie je zwei Systemlängen pro Baugröße. Insgesamt 

deckt die Baureihe Nennleistungen von bis zu 600 W mit einem 

höchsten Nenndrehmoment von 1,8 Nm ab. „Für Beschleunigungsphasen 

ist kurzzeitig das doppelte Nenndrehmoment als Spitzenmoment 

abrufbar, womit die Antriebe der Anwendung eine hohe 

kinematische Dynamik verleihen“, ergänzt Deichmann. Alle HFIs 

verfügen über eine integrierte Regelelektronik und punkten zudem 

Autor: Marco Sturm, Freier Fachjournalist, Darmstadt 

mit einer Funktionsvielfalt, die Entwicklungsingenieuren und Konstrukteuren 

viel Freiraum bietet. Von Bedeutung ist hier vor allem 

ihre Kompatibilität zu zahlreichen CAN- und Ethernet-basierten 

Feldbus-Systemen wie etwa EtherCAT, Profinet oder EtherNet/IP. 

Die Einbindung erfolgt über ein optional von Engel Elektroantriebe 

verbautes Feldbus-Modul. 

WAHLWEISE MIT SICHERHEITSELEKTRONIK 

Eine wesentliche Funktionserweiterung der HFIs ist die zertifizierte 

Sicherheitsfunktion STO. Diese optional verfügbare Sicherheitselektronik 

verfügt über zwei redundante Kanäle, erfüllt den Safety 

Integrity Level SIL-3 gemäß der EN 61508 sowie der EN 62061 und 

erreicht den Performance-Level [e] Kat 3 nach EN ISO 13849-1. 

„Das bedeutet praktisch, dass der HFI bei einem Abruf der Sicherheitsfunktion 

innerhalb von höchstens 20 ms stromlos gesetzt wird, 

sodass sicher kein Drehmoment mehr generiert werden kann und 

keine gefährlichen Bewegungen vom Antrieb oder der entsprechenden 

Einrichtung mehr ausgeführt werden können“, erläutert 

Deichmann. Da die Eingänge der STO zudem tolerant sind gegen 

FÜR BESCHLEUNIGUNGSPHASEN 

IST KURZZEITIG DAS DOPPELTE 

NENNDREHMOMENT ALS 

SPITZENMOMENT ABRUFBAR 

Prüfpulse von OSSD-Ausgängen, lassen sich Sicherheitseinrichtungen 

mit entsprechenden Diagnosefunktionen direkt – also ohne die 

Verwendung herkömmlicher elektromechanischer Sicherheitsschaltgeräte 

– anschließen und betreiben. Ein potentialfreier Statusausgang 

meldet den Zustand der Sicherheitsfunktion und erlaubt die zyklische 

Funktionsprüfung der beiden Eingangskanäle. 

Die im eleganten Motorlike-Design gestalteten bürstenlosen 

Drehstrom-Synchronantriebe der Baureihe HFI sind ausgelegt für 

den Betrieb an 24 und 48 V. Auf Wunsch stattet sie Engel Elektroantriebe 

auch mit passenden Planetengetrieben und Haltebremsen 

aus. Auch individuelle Kundenlösungen sowie die Realisierung von 

Sonderlösungen sind möglich. 

Bilder: Hintergrund: selensergen – stock.adobe.com, 

Antriebe: ENGEL Elektroantriebe GmbH 

www.engelantriebe.de 



UMSTIEG AUF MOTOREN IM ÖKODESIGN 

LEICHT GEMACHT 

Tritt im Sommer 

2021 europaweit 

die neue 

Ökodesign- 

Richtlinie in 

Kraft, müssen 

vor allem die 

auf Dauerbetrieb 

ausgelegten 

Standard- 

Asynchronmotoren 

an 

Energieeffizienz zulegen. Damit der Umstieg gelingt, hat Lenze 

Basisinformationen und eine Checkliste für OEM und Maschinenbetreiber 

zusammengestellt. Darüber hinaus hat der Spezialist 

für Antriebs- und Automatisierungstechnik die Motorenplattform 

m500 auf den Markt gebracht. Zudem gibt es ein webbasiertes 

Planungs- und Umstellungstool. Ziel ist, den Wechsel auf die 

neue Motorengeneration einfach zu gestalten. Die Materialnummer 

des alten Antriebs reicht aus, und das System macht anhand 

der Daten einen Vorschlag, wie der Motor normkonform am 

besten zu substituieren ist. Die neue Motorenplattform ist 

zukunftssicher konzipiert als weltweit einsetzbare Antriebslösung, 

die darauf abgestimmt ist, mit den Getrieben der 

g500-Familie und der Umrichterreihe i500 kombiniert zu werden. 

www.lenze.com 

DEZENTRALES ANTRIEBSSYSTEM FÜR 

HORIZONTALE FÖRDERTECHNIK 

Das Antriebssystem 

Sinamics 

G115D von 

Siemens 

umfasst Motor, 

Frequenzumrichter 

und 

Getriebe in einer 

Einheit. Es ist in 

einer wand- oder 

motormontierten 

Version 

verfügbar. 

Aufgrund kompakter Abmessungen ist die Installation auch in 

beengten Bereichen problemlos möglich. Zu den weiteren 

Merkmalen des Systems gehören die hohe IP-Schutzart (bis IP66), 

ein weiter Temperaturbereich von - 30 bis + 55 °C sowie ein 

Leistungsbereich von 0,37 bis 7,5 kW bei Wandmontage und 0,37 

bis 4 kW bei Motormontage. Die Inbetriebnahme wird u. a. 

vereinfacht durch die Integration in das „Totally Integrated 

Automation“-Portal (TIA-Portal). Um cloudbasierte Analysen zu 

ermöglichen, ist Sinamics G115D in das Mindconnect-Portfolio 

integriert und mit Mindsphere-Applikationen z. B. Analyze 

Mydrives kompatibel. Der Sinamics G115D verfügt durch 

Profisafe über Safety Integrated in Form von STO (Safe Torque Off) 

SIL2. Für Flexibilität in Bezug auf Installation, Service und 

Wartung ist die Lösung mit einem Plug-in-Connector und 

flexiblen Anschlussmöglichkeiten ausgestattet. 

www.siemens.de 

BLDC-MOTOREN MACHEN 

INDUSTRIEDROHNEN EFFIZIENTER 

Zwei Rotoren statt 

vier – mit diesem 

Ansatz hat das 

Start-up Flybotix 

die Inspektionsdrohne 

Asio 

entwickelt, die 

bald den Markt 

erobern soll. Die 

Indoor-Drohne für 

Industrieanlagen 

ist um ein 

patentiertes 

Antriebssystem 

aufgebaut, das 

von bürstenlosen DC-Motoren von Maxon angetrieben wird. 

Maxon hat dazu in enger Zusammenarbeit mit Flybotix Elektromotoren 

entwickelt, die bezüglich Gewicht und Leistung optimiert 

und spezifisch für diese Anwendung modifiziert worden 

sind. Dadurch wird Asio in der Lage sein, längere Missionen 

durchzuführen, entfernte Standorte zu erreichen und Kosten zu 

sparen. Das von Flybotix entwickelte System ist ein algorithmisch 

gesteuerter Antriebs- und Lenkmechanismus mit zwei Freiheitsgraden. 

Asio ist von einem Schutzkäfig umgeben, kollisionssicher 

und ermöglicht den Zugang zu engen Bereichen, um sichere 

Inspektionen durchzuführen. Eine Bordkamera kombiniert mit 

einer hochwertigen Anzeige auf der Fernsteuerung erlaubt es den 

Piloten, in gefährlichen Bereichen wie Öllagertanks, Untertageminen 

oder Elektrizitätswerken sicher zu fliegen. 

www.maxongroup.de 

NEUE FREQUENZUMRICHTER-KLASSE MIT 

INTEGRIERTER KORROSIONSERKENNUNG 

Mit der FR-E-Serie 

hat Mitsubishi 

Electric flexible, 

kompakte 

Umrichter mit 

Schnittstellen zu 

allen gängigen 

Netzwerken, 

einschließlich 

TSN (Time 

Sensitive 

Networking), 

im Programm. 

Zudem bietet der FR-E800 eine Korrosionserkennungsfunktion, 

die als Standard integriert ist. Durch den Einsatz der KI-Diagnosetechnologie 

für Antriebe ermöglicht die Komponente erweiterte 

Predictive Maintanance und reduziert Ausfallzeiten. Die Umrichter 

erreichen eine Hochleistungssteuerung von Induktions- und 

Permanentmagnetmotoren auf Sicherheitsintegritätsniveau 

SIL 3. Die FR-E800-Serie ist mit allen wichtigen industriellen 

Ethernet-Netzwerken einschließlich CC-Link IE TSN kompatibel. 

Zwei Ethernet-Ports, die Linien-, Ring- und Sterntopologien 

unterstützen, erhöhen die Netzwerkflexibilität. Mit skalierbarer 

Leistung für Anwendungsvielfalt hat die FR-E800-Serie eine 

Leistung von 0,1 bis 7,5 kW. 

www.mitsubishielectric.com 


HYDRAULIK 

ZIEHT GLEICH 

In der Vergangenheit sind energieeffiziente Lösungen oft am zu 

hohen Preis gescheitert, weil Energie und auch der Preis für CO 2 

- 

Emissionen noch zu günstig waren. Durch die aktuelle Klimaproblematik 

und -diskussion ändert sich diese Situation gerade. Energetisch 

günstigere elektromechanische Antriebe stoßen jedoch oft 

an technologische Grenzen, vor allem, wenn es um hohe Kräfte bei 

geringem Bauraum geht. 


Klimawandel, knapper und teurer werdende 

Ressourcen – es gilt die Effizienz der industriellen 

Fertigungsprozesse massiv zu steigern. Häufig 

tritt die Elektro-Mechanik an, die verlustbehaftete 

Hydraulik als effizientere Alternative zu ersetzen. 

Ein Anbieter hat jetzt dezentrale hydraulische 

Linearantriebe entwickelt, die – was die Effizienz 

angeht – mit den elektrisch angetriebenen 

Lösungen gleichziehen. Und sie bieten einige 

Vorteile. 

Mehrere politische Initiativen auf nationaler und europäischer 

Ebene zielen im Sinne des Klimaschutzes auf 

eine gesteigerte Effizienz. Dazu muss auch die Industrie 

ihren Beitrag leisten. Unter anderem sollen 

hocheffiziente, elektrisch angetriebene Lösungen konventionelle 

Antriebe ablösen. Betrachtet wird dabei das gesamte System und 

nicht mehr nur die einzelne Komponente. Vernetzte Antriebe 

sollen ein Management ermöglichen, das möglichst sparsam mit 

Energie umgeht. 

Autor: Dierk Peitsmeyer, Product Portfolio Manager, 

Bucher Hydraulics GmbH, Klettgau 

HYDRAULIK – BEI HOHEN KRÄFTEN 

UNGESCHLAGEN 

Hydraulikzylinder sind geradezu prädestiniert, wenn es darum 

geht, lineare Bewegungen mit hohen Kräften zu erzeugen. Nachteil: 

Die Steuerung oder Regelung der Bewegung in konventionellen 

Systemen funktioniert auf Basis von Ventilen, die hohe Drosselund 

damit Energieverluste erzeugen. Außerdem schränkt die meist 

zentrale Anordnung großer Hydraulikaggregate, deren Energie 

über lange Strecken verteilt werden muss, die Energieeffizienz 

zusätzlich ein. 

Die etablierten Systeme sind hinsichtlich ihrer Initialkosten beim 

Bau von Maschinen allerdings unschlagbar günstig, weshalb sie immer 

noch einen hohen Stellenwert im Maschinen- und Anlagenbau 

haben. Was meist nicht bedacht wird: Im Laufe der Betriebsdauer 

verursachen sie so hohe Energiekosten, dass diese die ursprüngliche 

Investition weit übersteigen können. 

Hersteller energetisch günstigerer elektromechanischer Antriebe 

versuchen seit einigen Jahren, hydraulische Antriebe für lineare 

Bewegungen zu substituieren. Direktelektrische Antriebe ohne 

Getriebe gibt es bisher allerdings nur vereinzelt und mit beschränkten 

Leistungsdaten. So reizvoll ein direkter Antrieb für den Konstrukteur 

auch ist, ohne Getriebeübersetzung fallen elektrische Antriebe prinzipbedingt 

sehr groß aus, weil viele Anwendungen hohe Kräfte 

auch bei geringen Geschwindigkeiten erfordern. 

Grundsätzlich wird jeder elektromechanische Antrieb von einem 

eigenen E-Motor angetrieben. Im Gegensatz dazu treibt in der 

traditionellen Hydraulik ein E-Motor mit Hydraulikpumpe über 

Steuerventile mehrere Zylinder an. Das erklärt, warum elektromechanische 

Antriebstechnik erheblich höhere Investitionen erfordert. 

Und bei hohen Kräften, wie Hydraulikzylinder sie sehr 

einfach bereitstellen, sind mechanische Linearantriebe deutlich 

aufwändiger und schwerer. 


FLUIDTECHNIK 

electric linear axis based on AX technology) speziell für diese 

Zwecke entwickelt. Sie funktionieren ohne Drosselventile mit drehzahlgeregelten 

Servomotoren und AX-Pumpen im geschlossenen 

Kreis. Ihre Performance ist laut Anbieter absolut vergleichbar oder 

sogar besser als die mechanischer Linearantriebe. Die bekannten 

Vorteile des Hydraulikzylinders hinsichtlich Kraft, Geschwindigkeit, 

Robustheit und Zuverlässigkeit bleiben uneingeschränkt erhalten. 

OPTIMAL FÜR VARIABLE DREHZAHLEN 

Die AX-Pumpe ist für drehzahlvariable Anwendungen optimal einsetzbar: 

Mit 24 Kolben sind die Pulsationen sehr niedrig und es 

kann problemlos mit höchster Zuverlässigkeit in allen vier Quadranten 

gefahren werden. Die Performance des elektrischen Antriebs 

ist vollständig nutzbar. 

Die sonst zu beachtende minimale Drehzahlgrenze konventioneller 

Pumpen ist bei den AX-Pumpen nicht mehr vorhanden. Mit 

dem hohen AX-Wirkungsgrad bis 94 % ist die Verlustleistung auf 

dem gleichen Niveau wie bei E-Motoren und Getrieben. Zudem ist 

die Geräuschentwicklung geringer. 

Konventionelle Hydraulik besteht aus vielen Komponenten, die 

eingestellt und für die Anwendung optimiert werden müssen. Das 

HOCHEFFIZIENTE, DEZENTRALE 

HYDRAULISCHE LINEARANTRIEBE 

Die Energieeffizienzstrategie der deutschen Bundesregierung verlangt 

in Zukunft hocheffiziente dezentrale Antriebe, die vernetzt in 

Gesamtsystemen arbeiten. Dies setzt neue Systemansätze und Subsysteme 

voraus. So lassen sich die Drosselverluste an den Steuer-/ 

Regelventilen völlig vermeiden, wenn jeder einzelne Hydraulikzylinder 

von einem eigenen E-Motor und einer Pumpe angetrieben 

wird. Damit ist die Ursache für den geringen Wirkungsgrad der 

traditionellen Hydraulik eliminiert. 

Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der starren Anordnung von 

E-Motor, Getriebe und Rollspindel eines elektromechanischen Linearantriebs: 

Die Komponenten des hydraulischen Linearantriebs lassen 

01 Durch den modularen 

Aufbau kann die Helax- 

Systemlösung einfach an 

verschiedenste Zylinderarten 

angepaßt werden; 

die neue AX-Pumpe versorgt 

das System dabei 

mit geregeltem Volumenstrom 

ohne Drosselverluste 

DIE DROSSELVERLUSTE AN DEN 

STEUER-/REGELVENTILEN LASSEN 

SICH VERMEIDEN, WENN JEDER 

HYDRAULIKZYLINDER SEPARAT 

ANGETRIEBEN WIRD 

sich flexibel in Maschinen und Anlagen anordnen. Damit sind 

die kompakten Dimensionen eines Hydraulikzylinders voll nutzbar. 

E-Motor und Pumpe lassen sich an einem passenden Einbauort in 

der Nähe montieren. Darüber hinaus sind viele weitere Features 

der klassischen Hydraulik wie Überlastschutz, Wärmeabfuhr, Dämpfung 

oder Nothaltfunktionen leicht integrierbar. 

Kritischer Part solcher Anwendungen ist oftmals die Pumpe, weil 

die Zuverlässigkeit nicht in allen Betriebspunkten optimal ist. Das 

gilt vor allem bei hohen Kräften und geringen Geschwindigkeiten 

oder beim Reversieren. Die konventionellen Hydraulikpumpen 

sind vor 50 Jahren nicht für diesen Einsatzzweck entwickelt worden, 

werden aber dennoch mit bestimmten Einschränkungen hierfür 

benutzt. Daher erzeugen konventionelle Hydraulikpumpen die 

höchste Verlustleistung im Subsystem Linearantrieb. 

Bucher Hydraulics hat unter Einsatz der neuartigen AX-Pumpen 

hocheffiziente, dezentrale Linearantriebe namens Helax (hydraulic 

02 Hydraulik löst die starre Kopplung elektromechanischer 

Antriebe auf, Motor und Pumpe lassen sich praktisch beliebig 

positionieren und über Druckschläuche mit dem Zylinder verbinden 


FLUIDTECHNIK 

Energiespeichern wie Batterien zwischenspeichern. Die Energiespeicher 

können kurzzeitig Spitzenleistung zur Verfügung stellen, 

ohne die Strom-Einspeisung mit hohen und teuren Stromspitzen 

zu belasten. 

Das System lässt sich im Hinblick auf Industrie-4.0-Konzepte im 

Rahmen der Digitalisierung und Vernetzung mit wenigen Sensoren 

und den ohnehin vorhandenen Daten aus dem Antriebsregler erfassen. 

Diese Daten ermöglichen ein effizienzsteigerndes Energiemanagement, 

ein Condition-Monitoring und nicht zuletzt eine 

vorausschauende Wartung. Damit erfüllt es weit mehr als die aktuellen 

Anforderungen an eine hohe Energieeffizienz. 

Bilder: Aufmacher: lzf – stock.adobe.com; Sonstige: Bucher Hydraulics 

www.bucherhydraulics.com 

03 Hohe Leistungsdichte, hoher Arbeitsdruck und niedrige zulässige 

Drehzahl: AX-Pumpen sorgen für präzise Arbeitsbewegungen und 

bilden so den idealen Antrieb für dezentrale lineare Achsen 


erfordert spezielles Hydraulikwissen. Da es keine Ausbildung zum 

Hydrauliker gibt, sind Hydraulikkenntnisse weniger verbreitet als 

Kenntnisse der Elektrotechnik. 

Eine Inbetriebnahme des hydraulischen Linearantriebs ist dank 

der On-Board-Elektronik, in Verbindung mit einer spezifischen 

Software, ohne besonderes Hydraulik-Know-how mit den Kenntnissen 

der elektrischen Antriebstechnik möglich. Die Vorgabe von 

Motion-Control-Signalen erfolgt z. B. mittels CAN-Bus, die Software 

setzt die Signale in die gewünschte Bewegung um. Der Anwender 

muss sich nicht im Detail mit den Eigenschaften der Hydraulik beschäftigen. 

Er kann sich ganz auf die Funktion seiner Anwendung 

konzentrieren. Der hydraulische Linearantrieb lässt sich also wie 

jeder E-Antrieb ins System integrieren. 

HOHE POSITIONIERGENAUIGKEIT UND KRAFT 

Der Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems aus Umrichter, Servomotor, 

AX-Pumpe und Zylinder erreicht bis zu 82 %. Bei der Rückgewinnung 

potenzieller Energie aus Senk- und Bremsvorgängen ist 

sogar ein Wirkungsgrad von bis zu 84 % möglich. 

Versuche zeigen außerdem eine sehr hohe Positioniergenauigkeit, 

auch bei hoher Kraft. Um die hohe Leistungsfähigkeit des Systems zu 

beweisen, entwickelten die Hydraulikexperten von Bucher Hydraulics 

die Regelung eines inversen Pendels mit einem Gewicht von 1,2 t. 

Das Subsystem wird im Dauerbetrieb ohne Kühler betrieben. 

VERNETZUNG LEICHT GEMACHT 

Der elektrische Servomotor des hydraulischen Linearantriebs ist 

am Gleichstromnetz angeschlossen. Das ermöglicht eine Energievernetzung; 

rückgespeiste Energie eines anderen Antriebs ist 

sofort und direkt nutzbar. Sie lässt sich aber natürlich auch in 

VIDEO: 

Ein YouTube-Video zeigt die AX-Pumpe und die dezentralen 

hydraulischen Linearantriebe im Einsatz. 

http://bit.ly/Bucher_AX 

DIE DEZENTRALEN HYDRAULISCHEN 

LINEARANTRIEBE KÖNNEN HELFEN, 

DIE FORDERUNGEN DER ENERGIE- 

EFFIZIENZSTRATEGIE 2050 ZU 

ERFÜLLEN 

Die dezentralen hydraulischen Linearantriebe können 

in idealer Weise helfen, die Forderungen der Energieeffizienzstrategie 

2050 zu erfüllen. Die AX-Pumpen 

garantieren einen zuverlässigen Betrieb mit hoher 

Performance bei geringer Verlustleistung. Dabei 

bleiben die bekannten Vorteile des Hydraulikzylinders 

weiterhin vollständig erhalten. Die Leistungsfähigkeit 

beweisen wir durch den Aufbau eines weltweit 

einzigartigen inversen Pendels mit 1,2 t Gewicht, das 

die Hydraulik auf den oberen Totpunkt bringt und 

dort ruckfrei ausbalanciert. Damit steht Herstellern 

von Maschinen, die hohe Kräfte benötigen, ein 

optimales Subsystem zur Lösung ihrer linearen 

Antriebsaufgaben zur Verfügung. 

DIERK PEITSMEYER, Produktportfolio-Manager, 

Bucher Hydraulics 


NEIGUNGSSENSOR IN ROBUSTEM EDELSTAHLGEHÄUSE 

Der MEMS-basierte Neigungssensor Positilt PTM29 

von ASM misst Neigungswinkel von ± 180 ° bei einer 

Achse und ± 60 ° bei zwei Achsen. Mit einer Linearitätsabweichung 

von 0,05 ° und einer Auflösung von 

0,001 ° im Messbereich 360 ° bietet der Sensor eine 

sehr hohe Messgenauigkeit. Die Sensortechnologie 

des Positilt PTM29 arbeitet berührungslos, ist 

schock- und vibrationsfest und unempfindlich gegen 

Verschmutzung. Der Sensor ist mit einem komplett 

geschlossenen, lasergeschweißten und hermetisch 

dichten Edelstahl-Gehäuse ausgestattet. Die 

Sensorelektronik ist komplett vergossen. Der 

Kabelbereich verfügt zudem über einen speziellen Schutz, um das Eindringen von 

Längswasser entlang des Kabels zu vermeiden. Die kompakte Sensorgröße ermöglicht 

einen Einbau auch bei engen Platzverhältnissen, er kann mit freier Ausrichtung der 

Messachsen montiert werden. Der Sensor erreicht die Schutzart IP67/69 und ist gegen 

elektromagnetische Störungen abgeschirmt. 

www.asm-sensor.com 

OPTOELEKTRONISCHER ROTLICHTSENSOR MIT IO-LINK 

Die optoelektronische Sensorreihe BOS 21M 

von Balluff eignet sich für raue Industrieeinsätze. 

Als Rotlichtvarianten sind ein 

energetischer Taster, eine Reflexlichtschranke 

und eine Einweg-Lichtschranke erhältlich. 

Die Reichweite der Lichtschranke beläuft 

sich auf 1, 8 bzw. 20 m. Sämtliche Sensoren 

verfügen über ein Metallgehäuse mit den 

Abmessungen 51,1 × 42,7 × 15,4 mm. 

Dieses erhöht die Dichtigkeit und ist auf 

Schutzart IP67 sowie IP69K ausgelegt. Eine 

Ecolab-Zulassung steht ebenfalls bereit. 

Aufgrund des Rotlichts lassen sich die Sensoren auch bei Tageshelligkeit schnell und 

präzise ausrichten. Mit justiertem Schaltverhalten und hoher Wiederholgenauigkeit 

erfassen die BOS 21M Objekte aller Art. Die integrierte IO-Link-Schnittstelle (V1.1, 

38,4 kBaud) sorgt für eine einfache Installation per Plug-and-play und ermöglicht 

einfach erstellbare Diagnosen. Im SIO-Modus (Software in One) steht zudem ein 

digitaler Ausgang mit einstellbarer PNP-Schaltfunktion (NO/NC) zur Verfügung. 

www.balluff.com 

ERSTER INDUSTRIELLER QUANTENSENSOR 

Die Trumpf-Tochtergesellschaft Q.ANT und der 

Sensorik-Spezialist Sick arbeiten künftig 

gemeinsam an der Entwicklung quantenoptischer 

Sensoren. Vertreter beider Unternehmen 

haben Anfang November einen Kooperationsvertrag 

unterzeichnet, um Quantentechnologie 

für Sensoren im industriellen Einsatz 

nutzbar zu machen. Quantensensoren 

ermöglichen Messungen in einer Genauigkeit, 

die technisch bislang nicht möglich war. Der 

Unterzeichnung vorausgegangen war ein 

erfolgreich abgeschlossener Funktionstest des 

weltweit ersten für die Serienfertigung nutzbaren quantenoptischen Sensors. Sick 

übernimmt die Anwendungsentwicklung und den Vertrieb des Produkts, die Trumpf- 

Tochter Q.ANT kümmert sich als Spezialist für Quantentechnologie um die Fertigung 

der Messtechnik und damit das technologische Herzstück des Sensors. Der erste Einsatz 

der neuen Quantensensoren ist für 2021 geplant. 

www.trumpf.com

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 

PRÄZISE BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN 

MIT STROMAUSGANG 

Die analogen Beschleunigungssensoren 

mit 

Stromausgang der Reihe 

Inertialsensor ACC570x von 

Micro-Epsilon messen auch 

kleinste Beschleunigungen 

in bis zu drei Achsen. Der 

integrierte Spannungs- 

Strom-Wandler wandelt 

das analoge Spannungssignal in ein 4 bis 20 mA Signal um. 

Das macht eine hohe Signalstabilität auch über weite Strecken 

möglich. Das dichte Alu-Druckguss-Gehäuse schützt die Elektronik 

der Sensoren und ermöglicht ihren Einsatz in anspruchsvollen 

Umgebungen und bei Temperaturen von bis zu 125 °C. Die hohe 

Temperaturstabilität der Beschleunigungssensoren lässt hohe 

Präzision auch bei schwankenden Umgebungstemperaturen zu. 

Alle Signal- und Betriebsspannungen sind galvanisch vom Gehäuse 

getrennt. In Kombination mit geschirmten Kabeln bietet das Gehäuse 

laut Anbieter eine sehr gute Signalqualität im EMV-Bereich. 

www.micro-epsilon.com 

ULTRASCHALLSENSOREN MIT 

DOPPELBOGENKONTROLLE 

Die hochperformanten 

Ultraschallsensoren U300 

und U500/UR18 von 

Baumer bringen viele 

Funktionen und Einstellmöglichkeiten 

mit. Bei der 

Einwegschranke der Serien 

ist eine Doppelbogendetektion 

implementiert. Oft 

sind Doppelbögen die 

Ursache für Maschinenstillstände. Durch eine zuverlässige 

Detektion mit der Ultraschall-Einwegschranke wird das verhindert 

und weitere Prozessschritte werden vor Schäden bewahrt. Der 

Empfänger der Einwegschranke ist mit zwei binären Schaltausgängen 

und einer IO-Link-Schnittstelle ausgestattet. Die häufigsten 

Materialien erkennt der Sensor in der Standardeinstellung. 

Kommt es zu kritischen Materialdicken, kann der Sensor mit 

Parameter konfiguration darauf eingelernt werden. Sowohl im 

IO-Link-Betrieb als auch im Schaltmodus erkennt er eine oder 

mehrere Lagen von Materialien wie Folie, Papier, Pappe, Etiketten 

oder dünne Bleche. Überdies eignen sich die Sensoren auch für die 

Folienrisserkennung, die Klebstellen- und die Etikettenkontrolle. 

www.baumer.com 

DIAGNOSE-GATEWAY 

Das Cube67 

Diagnose-Gateway 

liest die 

Diagnosedaten 

aus dem 

Cube-System von 

Murrelektronik 

schnell und 

einfach aus. Mit 

seiner robusten 

Bauform und 

dem bewährten 

Vollverguss ist es für den Einsatz in rauer industrieller Umgebung 

ausgelegt. Es wird in die Linie zwischen dem Cube-Feldbusknoten 

und den bis zu vier Strängen eingebunden. Über eine Standard- 

Ethernet-Schnittstelle stellt es die Verbindung mit der Kommunikationsebene 

her. Wird das Cube-System gestartet, liest das 

Diagnose-Gateway die gesamte Topologie aus und fortan die 

komplette Prozesskommunikation sowie sämtliche Diagnosemeldungen 

mit. Das Modul bereitet die Daten visuell auf und stellt 

alle Informationen – unabhängig von der Steuerung und ohne 

zusätzliche Software – in jedem Browser und auch unabhängig 

von der Plattform zur Verfügung. 

www.murrelektronik.com 

FEUCHTESENSOR: KLEIN, ABER GENAU 

Würth Elektronik hat 

einen nur 2 × 2 × 0,9 mm 

kleinen MEMS-Sensor 

entwickelt, der dank 

seines geringen 

Energiebedarfs und 

seiner kalibrierten und 

temperaturkompensierten 

digitalen Ausgabe 

langzeitstabil Luftfeuchtigkeit und Temperatur misst. Der 

Feuchtesensor WSEN-HIDS liefert kalibrierte Messergebnisse mit 

einer Genauigkeit von ± 3,5 % rH im Bereich zwischen 20 und 

80 % rH Luftfeuchtigkeit. Gebildetes Kondensat an der Oberfläche 

der Polymerstruktur lässt sich durch das Aktivieren der eingebauten 

Heizung wieder entfernen, sodass der Sensor innerhalb 

kürzester Zeit wieder Messwerte generieren kann. Sein Betriebstemperaturbereich 

reicht von - 40 bis + 120 °C. Die Stromaufnahme 

des Feuchtesensors beträgt 8,9 µA bei einem kontinuierlichen 

Betrieb mit sekündlich verfügbaren Messdaten. Der Feuchtesensor 

mit integriertem Analog-Digital-Wandler und Temperatursensor 

kann über eine I2C- oder SPI-Schnittstelle an gängige 

Mikrocontroller angeschlossen werden. 

www.we-online.de 

SMARTE INDUKTIVE SENSOREN FÜR MEHR BETRIEBSEFFIZIENZ 

Die induktiven Sensoren aus der Smart-Baureihe von Contrinex 

verfügen über eine Echtzeit-Datenerfassung mit integriertem 

Counter. Durch eine Auswahl von Funktionen gemäß dem 

IO-Link-Smart-Sensor-Profil SSP 3.3 kann man die Konfiguration 

beschleunigen, Betriebszeiten optimieren und jede Anwendung 

cloudfähig machen. Die Sensoren im M12- oder M18-Gehäuse 

ermöglichen eine präzise Distanzmessung und auch die kontinuierliche 

Übertragung von Sensordaten zu einer Cloud. Die 

Baureihe bietet frei definierbare IO-Link-Parameter für den Schaltpunktmodus 

sowie auch den Abstand, den Schaltzähler und die 

Temperatur. Vorde finierte vorbeugende Wartungs- und Live- 

Überwachungsfunk tionen, die Sensorereignisse diagnostizieren 

und Alarme auslösen können, stehen ebenfalls zur Verfügung. 

Ebenfalls realisierbar sind die Speicherung der Sensorhistorieund 

Benutzerdaten. Damit eignet sich die Baureihe für Anwendungen 

in Ver packungsindustrie, Logistik und Maschinenbau. 

www.contrinex.de 


SOFTWARE & PROTOTYPING 

ERWEITERTE FUNKTIONALITÄT 

DES SKF-LAGERMODULS IN KISSSOFT 

Das SKF-Lagermodul 

in 

Kisssoft bietet 

jetzt zusätzliche 

Ausgabeparameter 

der 

Lagerberechnung 

(Modul 

WPK und WB1) 

wie Lagerreibung 

und 

Leistungsverlust, 

Fettgebrauchsdauer und Nachschmier intervall, Lagerfrequenzen, 

statische Sicherheit und angepasste Referenzdrehzahl. 

Zudem beinhaltet es die Berechnung nach der neuen 

SKF-Lagerlebensdauer-Methode GBLM für Hybridlager. Anwender 

können die Berechnungs ergebnisse des SKF-Lagermoduls 

leicht mit den Ergebnissen gemäß ISO 281 vergleichen. Die 

SKF-Lebensdauer liefert realistischere Ergebnisse und ermöglicht 

daher Studien zur Optimierung des Maschinendesigns 

sowie gegebenenfalls eine Verkleinerung der Lager. Das führt zu 

einer Kosteneinsparung. Die SKF-Lagermodulberechnung wird 

einfach über die Berechnungseinstellungen von Kisssoft 

aktiviert. Neben der Berechnung der Lagerleistung erlaubt das 

Modul auch den direkten Zugriff auf eine vollständige und 

aktuelle Lagerdatenbank. 

www.kisssoft.com 

UNTERSTÜTZUNG BEI DER DIGITALISIERUNG 

VON ENTWICKLUNGS PROZESSEN 

Siemens Digital 

Industries 

Software hat 

eine neue 

Version der 

Software NX 

veröffentlicht. 

Sie enthält 

Funktionen, 

mit denen ein 

regel- und 

wissensbasierter Ansatz zur modellbasierten Definition genutzt 

werden kann. Model Based Definition soll Unternehmen bei der 

Digitalisierung von Entwicklungsprozessen unterstützen. Die 

Software baut auf bewährten Verfahren auf und setzt auf künstliche 

Intelligenz. Auf Grundlage eines umfangreichen Datensatzes, 

der Merkmale jenseits von Größe und Form definiert, 

lässt sich ein digitaler Zwilling konzipieren. Durch die Einbeziehung 

nicht-geometrischer Daten in das CAD-Modell ist es somit 

möglich, eine komplett digitale Definition eines Produkts in 

annotierter und organisierter Form zu erstellen. Eine Abstimmung 

ist vom Entwurf bis hin zur Produktion und Validierung 

möglich. Ingenieure können dem Modell mehr Intelligenz 

verleihen und die Daten anschließend für weitere Entscheidungen 

nutzen. Manuelle Prozesse sowie aufwändige Korrekturen 

entfallen. 

www.siemens.com 

E-CAD-SOFTWARE: MIETMODELL NEU IM PROGRAMM 

www.wscad.com 

Ab sofort können Anwender die aktuelle Version der E-CAD-Lösung von WSCAD nicht nur 

kaufen, sondern auch mieten. Parallel kündigt der Softwareanbieter die Weiterentwicklung 

WSCAD Suite Metal an. Gegen den Kauf und für eine Miete spricht, wenn das für die 

Anschaffung erforderliche Kapital anderweitig eingesetzt werden soll oder die Nutzung 

der Anwendung nur kurzzeitig geplant ist. „Bei WSCAD richten wir unser Business zu 

100 % auf die Bedürfnisse unserer Kunden aus“, sagt Axel Zein, CEO bei WSCAD. „Weil wir 

wissen, dass manche Kunden aus unterschiedlichen Gründen ihre Anwendungen 

bevorzugt kaufen und andere wiederum lieber mieten möchten, bieten wir beide 

Optionen an.“ Abonnenten können zwischen einer Kurz- und einer Langzeitmiete 

wählen. Der Launch von WSCAD Suite Metal ist für Anfang 2021 geplant. Eine Neuerung 

ist die Design Engine. Mit ihr lassen sich native DXF- und DWG-Daten schneller 

verarbeiten. Zudem wird die Hardware hochleistungsfähiger Grafikkarten unterstützt.


BIONIK 

WÄCHST VIRTUELL 

SPECIAL 

Um Innovationen zu erschaffen, lohnt sich ein 

Blick in die Natur: Die moderne Konstruktion 

macht sich mehr und mehr Strukturen aus der 

Tier- und Pflanzenwelt zunutze. Was sich über 

Jahrmillionen in Bienenwaben oder im 

Knochenaufbau entwickelt und bewährt hat, 

wird zunehmend für die Erstellung von Bauteilen 

genutzt. Doch nur mithilfe eines allumfassenden 

und digitalen Prozesses in der Herstellung kann 

das Potenzial voll ausgeschöpft werden. 

Fertigungsunternehmen setzen in der Herstellung ihrer Bauteile 

meist auf bewährte Materialien und Konstruktionen, die 

eine hohe Stabilität und eine lange Haltbarkeit versprechen. 

In den letzten Jahren fand jedoch ein Umdenken statt: Mit einer 

Rückbesinnung auf Vorbilder aus der Natur, kombiniert mit neuen 

digitalen Herstellungsverfahren, können Unternehmen heute neue 

Wege gehen – und zudem wirtschaftlicher arbeiten. 

Den Grundstein hierfür legt die additive Fertigung. Selbst komplexe 

Bauformen, die in ihrer Konstruktion und Beschaffenheit an 

der Natur angelehnt sind, lassen sich damit realisieren. So versprechen 

etwa Waben- oder auch Spiralanordnungen einen verbesserten 

und stabileren Aufbau, bei gleichzeitig geringerem Gewicht und 

optimierter Materialverwendung. Als Schlüsselfaktor gilt jedoch, 

dass die Entwicklung des Produktes in einer vollständig virtualisierten 

und auf additive Fertigung spezialisierten Umgebung geschieht, 

um Entwicklungssprünge zu realisieren und zugleich langfristig 

Herstellungskosten zu minimieren. 

Autorin: Carola von Wendland, Dassault Systèmes, München 

VOM PROTOTYPING ZUM MANUFACTURING 

Die Grundlage bildet eine Plattform, die es ermöglicht, den Schaffungsprozess 

in seiner Gesamtheit abzubilden. Dies ist oftmals 

eine strategische Entscheidung für Unternehmen, da sie langerprobte 

Konstruktionsschritte von Grund auf neu definieren 

müssen. Additive Manufacturing ist dabei nur die konsequente 

Weiterentwicklung einer Idee, die zunächst vor allem im Prototyping 

genutzt wurde. 

Zwei zentrale Aspekte sind Basis eines modernen additiven 

Konstruktionsvorgangs: Zum einen sind durch die neuen technologischen 

Möglichkeiten die Grenzen von additiver Fertigung 

heute weiter denn je. Topologieoptimierung wird schon seit längerer 

Zeit angewendet – jetzt erst kann jedoch die ganze Bandbreite 

dieser Technik genutzt werden. Das hat verschiedene Effekte: 

Die Materialanforderungen haben sich erhöht, ideale Druckvorgänge 

müssen erst geschaffen werden und die Produktqualität 

muss den exakten Anforderungen entsprechen, die zu Beginn des 

Prozesses definiert wurden. Daher müssen viele Schritte in einer 

kompakten Art und Weise koordiniert werden und verschiedene 

Ingenieursdisziplinen stärker miteinander kommunizieren. Hier 

kommt der Plattformgedanke ins Spiel, der den Austausch zwischen 

Experten ermöglicht und so ganzheitliches Additive Manufacturing 

zulässt. 

Mit einer Business-Plattform, wie der 3DExperience-Plattform von 

Dassault Systèmes, gehen Fertigungsunternehmen neue Wege. Von 

der Idee bis zum fertigen Produkt geht der Entwicklungsprozess 

vollständig in der virtuellen Welt vonstatten. Teile lassen sich bereits 

im Konstruktionsprozess ausgiebig auf ihre Funktion und andere 

Aspekte testen und optimieren. Doch eine Plattform bietet 

mehr: Sie ermöglicht, dass alle am Prozess beteiligten Entwickler 

jederzeit auf eine gemeinsame grafische Oberfläche sowie ein einheitliches 

Datenmodell zugreifen. Dies ist der Schlüssel für ein neues 

Zeitalter in der Fertigung. 

UMFASSENDER INFORMATIONSAUSTAUSCH 

Wo bislang in der Produktentwicklung in voneinander getrennten 

Prozessen gearbeitet wurde, steht nun ein übergreifender Prozess 



01 Unterschiedlichste Branchen, z. B. die Automobilindustrie, 

setzen auf additive Fertigung, um Strukturen 

nachzubilden, die sich in der Natur bewährt haben 

02 Mithilfe von Simulationen können 

Konstrukteure herausfinden, warum ein Material 

aus der Natur so beschaffen ist wie es ist 

voran. Statt etwa Geometrie-, Fertigungs- sowie Simulationsmodelle 

eines Bauteils zu erstellen, können durch einheitliche Daten – die 

in jedem Schritt zugänglich sind – auf einer kollaborativen Plattform 

all diese Modelle miteinander verknüpft werden. In der virtuellen 

Umgebung werden dadurch beispielsweise Änderungen an 

der Geometrie sofort auch in Funktionsmodellen umgesetzt. Dies 

spart wertvolle Entwicklungszeit, da die einzelnen Schritte nicht 

von Beginn an neu durchgeführt werden müssen. 

Die digitale Abbildung aller einzelnen Schritte in der additiven 

Fertigung unterstützt damit Konstrukteure, funktionale Anforderungen 

mit neuem Bauteildesign schneller zu verknüpfen. In der 

Bionik stellt dies einen enormen Vorteil dar, da nun natürliche 

Strukturen schneller, präziser und genauer nachgebildet, und 

UM VON DER NATUR OPTIMAL 

LERNEN ZU KÖNNEN, MÜSSEN 

KONSTRUKTEURE DEN SCHRITT 

IN DIE VIRTUELLE WELT WAGEN 

durch umfangreiche sowie kostengünstige Simulationen, diese 

rascher analysiert und verglichen werden können. Zudem lassen 

sich leichte Abweichungen des per 3D-Druck hergestellten Bauteils 

bereits in einer virtuellen Umgebung vorhersagen und somit 

in der Planung berücksichtigen – was zusätzliche Einsparungen in 

der Herstellung zulässt. 

DIE INNOVATIONEN VON MORGEN 

Zurückkommend auf die Nachbildung der Natur in der Konstruk tion 

zeigt sich, wie die Verschmelzung moderner additiver Herstellungsverfahren 

in Kombination mit einer virtuellen Produktionsumgebung 

für viele Unternehmen Vorteile bietet. Aus der Natur ist bekannt, 

dass etwa nur an neuralgischen Stellen mehr Material 

wächst – etwa bei Ästen. Diese evolutionäre Entwicklung schafft 

maximale Stabilität bei gleichzeitiger Optimierung des Gewichts. 

NACHHALTIGE FERTIGUNG NACH 

DEM VORBILD DER NATUR 

Mit Simulation, additiven Fertigungsverfahren und 

3D-Druck können Unternehmen ihre Fertigung nachhaltiger 

gestalten. Durch die Reduzierung von Ausschuss und 

physischen Prototypen werden Ressourcen geschont. 

Auch der Energieverbrauch wird reduziert – statt vieler 

verschiedener Maschinen mit hohem Energieverbrauch, 

wird nur noch ein 3D-Drucker benötigt. Zudem können 

Einzelteile selbst entwickelt und müssen nicht mehr 

zugeliefert werden. 

Unternehmen können also nicht nur von der Natur lernen, 

sondern gleichzeitig durch eine ressourcenschonende 

Fertigung dazu beitragen, die Natur zu erhalten. 

Simulationslösungen können diese Potenziale bei Bauteilen erkennen. 

Zudem sind moderne Herstellungsverfahren in der additiven 

Fertigung erstmals in der Lage, auch feinste Strukturen nachzubilden, 

die zusätzliche Einsparungen ermöglichen. Dies bedeutet: Ein Plus 

an Stabilität, Haltbarkeit bei gleichzeitiger Verringerung des Materialgewichts 

sowie der benötigten Kosten. 

So paradox es klingen mag: Um von der Natur optimal lernen zu 

können, müssen Konstrukteure den Schritt in die virtuelle Welt 

wagen. Mithilfe von Simulationen lässt sich herausfinden, warum 

ein Material, eine Konstruktion oder ein Vorgang aus der Natur so 

beschaffen ist wie er ist. Eine Plattform bildet dann die Basis um die 

gelernten Erkenntnisse in ein virtuelles Modell zu übertragen und 

daraus ein innovatives, effizientes und nachhaltiges Produkt zu 

schaffen. 

Bilder: Aufmacher: lidiia – stock.adobe.com, Sonstige: Dassault Systèmes 

www.3ds.com 



DAS POTENZIAL 

DER KIESELALGE AUSSCHÖPFEN 

SPECIAL 

Wer hätte gedacht, dass ausgerechnet Einzeller 

ein gutes Vorbild für den Leichtbau sein können? 

Am Alfred Wegener Institut des Helmholtz 

Zentrums für Polar- und Meeresforschung in 

Bremerhaven lässt sich ein Team aus Forschern 

vom Blick durchs Mikroskop in dieser Hinsicht 

inspirieren. In Form einer Ausgründung ist 2018 

ein Start-up entstanden, das eine disruptive 

Engineering-Software für die Leichtbau- 

Konstruktion entwickelt hat. Wir haben mit 

Dr. Christian Hamm, dem Initiator des 

Forschungsprojekts Elise und Leiter des 

Bionischen Leichtbaus am AWI gesprochen. 

Was kann die Bionik zum Leichtbau beitragen? 

Bionik ist vor allem für nachhaltigen, multifunktionellen Leichtbau 

die Methode der Wahl. Zwar entwickeln sich rein mathematische 

Ansätze sehr schnell und bieten hervorragende Lösungen für viele 

Standardentwicklungen. Aber die lange Entwicklungszeit, die die 

Evolution in biologische Strukturen gesteckt hat, zahlt sich aus: Jede 

Generation beinhaltet Optimierungsschritte, d. h. Variationen der 

vorherigen Version werden gnadenlos realen Tests unterworfen. 

Dabei werden Eigenschaften wie Crash, Robustheit, Dauerfestigkeit, 

Schwingungsoptimierung und weitere in die strukturellen Lösungen 

integriert, falls sie für das Überleben des jeweiligen Organismus 

vorteilhaft ist. Die Gesamtheit solcher Eigenschaften wird in der 

Natur kontinuierlich getestet, ist aber extrem schwer und aufwändig 

zu berechnen. Ein systematische Einsatz von Bionik bietet also den 

Vorteil, dass komplexe Herausforderungen wesentlich effizienter 

gelöst werden können, als die mit rein mathematischen Methoden 

und der verfügbaren Rechenleistung möglich ist. 

Worum geht es bei Elise? 

Entstanden ist Elise als Möglichkeit, biologische Bauprinzipien 

systematisch in Leichtbauprodukte zu überführen. Der Name Elise 

ist ein Akronym für „Evolutionary Light Structure Engineering“ 



Das Verfahren ist im Prinzip aufgebaut wie ein klassischer 

Produktentwicklungsprozess, hat aber 3 Besonderheiten: 

Erstens: Es werden Designprinzipien aus der Natur – genauer 

gesagt von Kieselalgen und Radiolarien – eingesetzt, die komplex 

und besonders leistungsfähig sind. 

Zweitens: Diese werden mit Hilfe geeigneter Optimierungsverfahren 

(genetische Algorithmen, DoE) hinsichtlich des 

jeweiligen Lastfallkollektives angepasst. 

Drittens: Es werden (oft) mehrere Optimierungsläufe auf der Basis 

unterschiedlicher Design prinzipien parallel durchgeführt. Dieses 

Verfahren wurde am AWI in verschiedenen Branchen in über 

50 Projekten und Aufträgen erfolgreich durchgeführt. Es wurde 

auch patentiert und bildete die Basis für die VDI-Richtlinie 6224-3. 

Allerdings sind diese Entwicklungen vergleichsweise aufwändig 

und besonders für umfangreiche Projekte geeignet. Unsere Industriepartner 

waren begeistert von den Ergebnissen, gaben uns aber 

UNSERE SOFTWARE KANN DIE 

ENTWICKLUNGSZEITEN FÜR 

ANSPRUCHSVOLLE BAUTEILE 

ERHEBLICH VERKÜRZEN 

auch zu verstehen, dass sie uns nicht hunderte solcher Aufträge 

geben können, sondern eine für sie selbst nutzbare Lösung 

wesentlich effizienter und daher attraktiver fänden. 

So entstand die neue Elise: Die Elise-Software, die die Basis für die 

Elise GmbH bildete. Die Software deckt genau die oben erwähnten 

Anforderungen ab: Mit ihr ist es möglich, den Entwicklungsprozess 

für neue Bauteile dramatisch zu beschleunigen und gleichzeitig 

deutlich leistungsfähigere Ergebnisse zu erzielen. Das sehen auch 

rennomierte Investoren und Kunden so, die die Entwicklung der 

Software substanziell unterstützen und begleiten. Inzwischen ist 

die Version Elise 2.0 auf dem Markt. 

Warum gerade die Kieselalge? 

Haben Sie schon mal Kieselalgen unter dem Mikroskop betrachtet? 

Da sehen Sie sofort, dass die Schalen hervorragend gebaute mechanische 

Systeme sind. Im Vergleich ist das Anforderungsprofil für 

Kieselalgenschalen einfacher als das der meisten anderen Organismen: 

Sie müssen sehr leicht gebaut und widerstandsffähig gegenüber 

(zugegebenermaßen unterschiedlichen) Lasten sein. Sie 

haben bei ca 100 000 Arten ein riesiges Reservoir and Designprinzipien. 

Sie sind hoch komplex gebaut und dadurch sehr leistungsfähige 

mechanische Systeme. Sie integrieren mehrere mechanische 

Anforderungen. Sie sind ausgesprochen ästhetisch. Kieselalgen 

und Radiolarien sind schon lange Quellen der Inspiration, u. a. für 

berühmte Architekten und Bauingenieure wie Sir Buckeminster 

Fuller oder Frei Otto. Aber erst in der heutigen Zeit haben wir die 

Berechnungs- und Produktionsmethoden, um ihr Potenzial voll 

auszuschöpfen. 

Was ist die besondere Herausforderung an bionischer 

Produktentwicklung? 

Bei einer solchen Produkteentwicklung haben Sie haufenweise 

Probleme, und zwar auf den unterschiedlichsten Ebenen: 

n In der Regel wissen Sie nicht genau, für welche Anforderungen 

natürliche Systeme entwickelt sind. Wir sind zwar sicher, dass 

die mechanische Widerstandsfähigkeit der Diatomeenschalen 

bei allen Arten hervorragend ist. Warum aber gibt es 100 000 

verschiedene Arten? Wie unterscheiden diese sich im Detail? 

Daran werden wir noch lange arbeiten müssen. 

n Sie müssen entscheiden, welche Bauprinzipien für welche 

mechanischen Probleme (Schubschicht, Crash, Robustheit, 

Eigenfrequenzanpassung) geeignet sind. 

n Sie müssen das Wissen auf technische Bauteile mit anderen 

Dimensionen, Formen, Materialien und Lastfällen. Hierzu ist 

eine aufwändige parametrische Optimierung notwendig. 

n Die vorangegangenen Schritte müssen von Entwicklern ohne 

Spezialwissen in Bionik effizient zu bewältigen sein. 

n Sowohl der Entwicklungsprozess als auch die dabei entstehenden 

Bauteile müssen wirtschaftlichen Anforderungen genügen. 

Wir haben uns deshalb dazu entschieden, die ersten beiden Punkte 

am AWI zu erforschen (u. a. mit Unterstützung modernster Mikroskopiemethoden 

und KI), während die restlichen Punkte durch die 

integrative Elise-Software abgedeckt werden. 

Was kann die Software leisten? 

Die Software ermöglicht es den Entwicklern, auch komplexe Bauteile 

viel schneller zu entwickeln und auch bessere Leistungsdaten 

zu erreichen. Dieser Schritt ist notwendig, denn die Anforderungen 

an die Produktentwicklung steigen aktuell rasant: war es früher 

in der Regel ausreichend, technische ausgereifte Bauteile zu 

entwickeln, sollen heute bei der Entwicklung Leichtbau, Nachhaltigkeit 

(u. a. Ressouceneffizienz und Rezyklierbarbeit), extreme 

Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und andere Parameter berücksichtigt 

werden. Darüber hinaus können inzwschen auch komplexe Bauteile 

maßgeschneidert für Einzelanwendungen und Kleinserien 

gefertigt werden. Diese Anforderungen und Möglichkeiten machen 

den Entwicklungsprozess extrem anspruchsvoll. Genau hier 

setzt die Elise-Software an. 

Welche Vorteile kann das Konstrukteuren im Maschinenbau 

bringen? 

Generell ist die Elise-Software branchenübergreifend nutzbar. Sie 

ist besonders dann stark, wenn es darum geht, die Entwicklungszeiten 

für anspruchsvolle Bauteile erheblich zu verkürzen. Auch 

wenn Bauteile in unterschiedlichen Varianten, aber mit prinzipiell 

ähnlichen Anforderungen benötigt werden, können diese in 

kürzester Zeit generiert werden. Dieses Leistungsprofil passt hervorragend 

zum Maschinenbau. Denn das Leistungsspektrum des 

Deutschen Maschinenbaus entwickelt sich rasant und ist gleichzeitig 

zunehmend harter internationaler Konkurrenz ausgesetzt. 

Hier bietet die Elise-Software Konstrukteuen bei der Entwicklung 

neuer Produkte entscheidende Wettbewerbsvorteile. 

Welche Potenziale sehen Sie für die Zukunft noch in der Bionik 

speziell im Maschinenbau? 

Der Maschinenbau hat ein besonders vielfältiges Anforderungsprofil, 

das sich ständig erweitert: Leichtbau, komplexe dynamische 

Lasten, Schwingungen, hohe Zuverlässigkeit, Preis, Nachhaltigkeit. 

Dazu kommen Anpassungen, die z. B. durch neue Fertigungsverfahren 

und Materialentwicklungen möglich, aber auch notwendig 

werden. Diese Konstellation ist besonders geeignet für den Einsatz 

von Bionik, weil sie zur Realisierung solcher hoch komplexen 

Entwicklungen wie gesagt aufgrund der viele Millionen Jahre 

andauernden evolutiven Optimierung effizienter ist als rein 

mathematische Methoden. Und das wird – trotz Quantencomputern 

– noch eine Weile so bleiben. 

Bild: AWI 

www.awi.de 

Das Interview führte Martina Klein, stv. Chefredakteurin. 



ALLES IM GRIFF MIT 

DEM GECKO-EFFEKT 

Geckos können sich auch kopfüber ohne Probleme blitzschnell über glatte Oberflächen 

bewegen. Was wäre, wenn man diese Fähigkeit für die Handhabungstechnik nutzen könnte? 

Genau das hat sich ein Spezialist für Greifsysteme und Spanntechnik gefragt. Und er war 

erfolgreich. Mit seiner neu entwickelten Technologie können Bauteile ohne zusätzliche 

Energie sensibel und völlig rückstandlos gegriffen werden. Die stets individuell 

entwickelten Greiferlösungen sind dabei so vielfältig wie die Anwendungen selbst. 

SPECIAL 

Ob federleichte Glasfasern, kleinste SMD-Bauteile oder 

mikromechanische Teile, empfindliche Batteriekomponenten, 

Kunststofffolien, Papier, Glas oder Maschinenbaukomponenten 

mit einem Gewicht von 15 kg und mehr: 

Das alles können Schunk-Haftgreifer mit der Adheso-Greiftechnologie 

handhaben. Auch eine automatisierte Vereinzelung luftdurchlässiger 

Teile ist möglich. 

Die bionisch inspirierte Greifertechnologie Adheso basiert auf 

dem Prinzip der Adhäsion und nutzt die intermolekular wirkenden 

Van-der-Waals-Kräfte fürs Handling. Die patentgeschützte Oberflächenarchitektur 

wird aus Spezialpolymeren hergestellt und mittels 

numerischer Simulation optimiert. Das Ergebnis ist eine extrem feine 

Beinchen-Struktur, die rückstandsfrei auf unterschiedlichsten Materialien 

und Objekten haftet. Beim Greifvorgang wird die Struktur 

sanft auf das Werkstück gedrückt, wodurch sich die Kontaktfläche 

vergrößert und die Wirkung der Van-der-Waals-Kräfte einsetzt. 

Umgekehrt bewirkt eine leichte Druck-Drehbewegung, dass sich 

der Greifer rückstandsfrei vom Handhabungsobjekt löst. Alternativ 

kann ein Abstreifer zum sanften Ablegen genutzt werden. 

GROSSE VARIANTENVIELFALT DURCH 

INDIVIDUELLE AUSLEGUNG 

Die jeweilige Haft- und Ablöseleistung wird bei Adheso durch die 

Variation von Material, Topografie und Miniaturisierung individuell 

auf die unterschiedlichen Anforderungen des jeweiligen Umfelds 

zugeschnitten. So können die Haftstrukturen anwendungsspezifisch 

an die erforderliche Größe und den Lastfall (horizontal/vertikal) 

angepasst und wahlweise transparent, transluzent oder opak aus- 

geführt werden. Genau hier liegt auch der große Vorteil: Der hohe 

Individualisierungsgrad stellt sicher, dass Bauteile mit Abmessungen 

von wenigen Hundert Mikrometern ebenso zuverlässig gehandhabt 

werden können wie solche mit mehreren Metern. Bei der 

Auslegung der Haftgreifer werden Anwender von erfahrenen Applikationsspezialisten 

aus dem Schunk-Team unterstützt. Wer möchte, 

kann seine Anwendung zudem unter realitätsnahen Bedingungen 

testen lassen. 

SCHONENDE HANDHABUNG AUCH IN 

REINRÄUMEN UND VAKUUMUMGEBUNG 

Da die bauteilschonende, geräuscharme Hafttechnologie weder 

Druckluft noch Vakuum oder Strom benötigt, ist der Installationsund 

Inbetriebnahmeaufwand minimal. Weder beim Greifen noch 

zum Erhalt der Greifkraft ist eine externe Energiezufuhr erforderlich. 

Im Falle eines Energieausfalls im Handhabungssystem bleibt 

die Haftkraft des Greifers zuverlässig erhalten. Schunk Adheso ermöglicht 

Greifzeiten < 100 ms und lässt sich im herkömmlichen 

industriellen Umfeld ebenso einsetzen wie in Reinräumen und 

Vakuumumgebungen. In der Mikrohandhabung sind mithilfe der 

Technologie reproduzierbare Positioniergenauigkeiten < 0,01 mm 

realisierbar. Auch Einsätze in kollaborativen Anwendungen sind 

möglich. Über einen Bajonettverschluss können Adheso-Greifer 

mit wenigen Handgriffen gewechselt werden. 

Bilder: Aufmacher: SCHUNK, Gecko: morelia1983 – stock.adobe.com 

www.schunk.com 


SANDWICHBAUTEILE MIT CLASS-A-OBERFLÄCHE 

Bei der Umsetzung von hochbelastbaren 

Strukturbauteilen tragen Faserverbundkunststoffe 

und die Sandwichbauweise 

dazu bei, Gewicht einzusparen. Was bislang 

fehlt, sind glatte, optisch ansprechende 

Oberflächen. Dieser Aufgabe hat sich das 

Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von 

Werkstoffen und Systemen IMWS in 

Kooperation mit Unternehmen aus der 

Industrie gestellt. Dabei setzen die Partner 

auf Metall-Kunststoff-Hybrid-Sandwichmaterialien. 

Sie nutzen alternativ thermoplastische Wabenkerne mit besonders kleinen 

Zellweiten und haben die faserverstärkten Bauteile mit einer metallischen Deckschicht 

versehen, die eine glatte Class-A-Oberfläche bildet. Zudem sollen geeignete Umformverfahren 

und eine Funktionalisierung mittels Spritzguss entwickelt werden. Auf der 

Agenda stehen ferner Lösungen für eine zerstörungsfreie, inlinefähige Prüfmethode 

auf Grundlage aktiver Thermographie. Auch ist im Rahmen des bis Ende Oktober 2022 

laufenden Projekts die Erstellung eines Demonstrators geplant. 

www.imws.fraunhofer.de 

TECHNOLOGIETAG LEICHTBAU IM DIGITALEN FORMAT 

Der Technologietag Leichtbau fand in diesem 

Jahr erstmals digital statt. Mehr als 200 Teilnehmer 

verfolgten am 9. November 2020 die von 

Dr. Wolfgang Seeliger, Geschäftsführer der 

Leichtbau BW, eröffnete Veranstaltung. Im 

Anschluss an das Eingangsplenum bestand die 

Möglichkeit, an „Innovation Camps“ teilzunehmen, 

um den Fachvorträgen der Speaker zu 

lauschen und sich auszutauschen. 

Dirk Wittkopp, Geschäftsführer des deutschen 

IBM Forschungs- und Entwicklungszentrums, thematisierte die Quantentechnologie. Er 

erklärte in seinem Vortrag die Grundfunktionsweise und Bedeutung der Superrechner 

für den Leichtbau. Wer sich als Unternehmen bereits heute mit dem Feld Quantencomputing 

beschäftige, sichere sich frühzeitig einen Wettbewerbsvorteil, vor allem 

auch im Bereich der Materialentwicklung. Wittkopp gab abschließend einen hoffnungsvollen 

Blick in die Zukunft: „Wir verdoppeln die Leistungsfähigkeit der Quantencomputersysteme 

jedes Jahr. “ IBM hat es sich zur Aufgabe gemacht, im Rahmen des „IBM 

Quantum Network“ zukunftsorientierte Unternehmen und Forschungseinrichtungen 

zusammenzubringen und ihr bisheriges Wissen im Bereich Quantencomputing 

miteinander zu teilen, um an heutigen unlösbaren Problemen gemeinsam zu arbeiten. 

Weitere Themen des Technologietags waren die Zukunft industrieller Textilien vor allem 

in der Baubranche und Leichtbau in der Baubranche als Antwort auf die Klimafrage. 

www.leichtbau-bw.de 

ZAHNRÄDER 60 % LEICHTER BAUEN 

Umweltgerechtere Mobilität hat nicht zuletzt mit weniger Energieverbrauch zu tun, 

und der hängt vom Gewicht der Fahrzeuge ab. Dass bspw. Zahnräder bis zu 60 % 

leichter gebaut werden können, zeigten Wissenschaftler der WGP (Wissenschaftliche 

Gesellschaft für Produktionstechnik) im Rahmen der Initiative Massiver Leichtbau des 

BMWi. In diesem interdisziplinär besetzten Projekt wurden zunächst Zahn räder in 

Einzelteile aufgebrochen: Zahnkranz, Zahnradkörper und Welle-Nabe-Anbindung. Auf 

Basis neuartiger Herstellungsverfahren konnten dann sog. gebaute Zahnräder gefertigt 

werden. Dabei finden im Gegensatz zum monolithischen Vorgehen unterschiedliche 

Materialien Verwendung – den lokal unterschiedlichen Anforderungen an die Festigkeit 

entsprechend. Auf diesem Weg konnte die massive Gewichts reduktion erreicht werden. 

Die Zahnräder könnten nicht nur im Automobilbau, sondern vor allem auch in leichteren 

Getrieben wie bei Motorrollern oder E-Bikes zum Einsatz kommen. 

www.wgp.de 

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und Konstrukteure, Entscheider 

in disziplinübergreifenden 

Konstruktions- und 

Entwicklungs prozessen 

im Maschinenbau 

und in der Elektrotechnik. 

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Antriebstechnik, Fluidtechnik, 

Automatisierungs technik, 

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Werkstofftechnik 

sowie Konstruktionselemente. 

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LEICHTBAULAGER: 3D-DRUCK 

ERÖFFNET VIELFÄLTIGE MÖGLICHKEITEN 

Durch die Verwendung 

leichter Materialen 

und moderner 

Fertigungstechniken 

ermöglichen Leichtbaulager 

von Franke 

laut dem Anbieter 

substanzielle Gewichts-, 

Energie- und 

Platzeinsparungen bei 

vergleichbarer 

Steifigkeit und höchster Präzision über die gesamte Lebensdauer. Es 

handelt sich um Drahtwälzlager, die in ein sie umschließendes Gehäuse 

integriert sind. Durch den schichtweisen Aufbau der umschließenden 

Teile im 3D-Druck ergeben sich vielfältige Möglichkeiten der Gestaltung. 

Innere Wabenstrukturen, veränderliche Wandstärken und sogar 

ein Mix in der Beschaffenheit des Materials sind möglich und tragen 

dazu bei, noch filigraner und leichter konstruieren zu können. Ein 

weiteres Plus dieser Technologie ist die schnelle Verfügbarkeit. Die 

3D-gedruckten Leichtbaulager bieten Anwendern daher neben einem 

äußerst geringen Gewicht und einer kompakten Bauform auch die 

Option eines kundenspezifischen Designs und einer Herstellung in 

Losgröße 1 bei schneller Verfügbarkeit. Derzeit sind Lagerdurchmesser 

von 80 bis 300 mm erhältlich (größere Durchmesser auf Anfrage). 

Die Gewichtsersparnis von 3D-gedruckten Drehverbindungen gegenüber 

Wälzlagern herkömmlicher Bauart ist laut Franke eklatant. Bei 

gleichem Lagerdurchmesser und dem Einbau eines vergleichbaren 

Drahtwälzlagers in die Gehäuseringe liege die Gewichtseinsparung 

gegenüber einem herkömmlichen Stahllager bei fast 90 %. 

www.franke-gmbh.de 

POLYMERFOLIE: STRAHLEND WEISS 

NACH KÄFER-VORBILD 

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat 

Polymerfolien entwickelt, die besonders dünn ausfallen 

und eine hohe Lichtstreuung aufweisen. Durch Aufbringung 

wird Produkten eine strahlend weiße Optik 

verliehen. Bedenken gegenüber Titandioxid haben die 

Forscher motiviert. „Wir umgehen die Verwendung 

von umwelt- und gesundheitsschädlichen Pigmenten, 

indem wir poröse Polymerstrukturen mit vergleichbar 

hoher Streuung erzeugen“, sagt Professor Hendrik 

Hölscher vom Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) 

des KIT. Als Vorbild diente der Käfer „Cyphochilus 

insulanus“, dessen Schuppen dank der Nanostruktur 

des Chitinpanzers 

weiß 

erscheinen. 

„Die mit 

unserem 

Verfahren 

gefertigten 

Polymerfolien 

sind extrem 

dünn, flexibel 

und leicht, aber 

dennoch 

mechanisch stabil und lassen sich industriell auf 

unterschiedliche Produkte aufbringen.“ Bei einer 

Stärke von 9 µm werden mehr als 57 % des einfallenden 

Lichts reflektiert. 80 bis 90 % sind bei einer 

dickeren Folie erreichbar. 

www.kit.edu 

IMPRESSUM 

SPECIAL 

erscheint 2020 im 51. Jahrgang, ISSN 0344-4570 

Redaktion 

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni), 

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de 

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) 

Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Martina Klein (mak), 

Tel.: 06131/992-201, E-Mail: m.klein@vfmz.de 

Redakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro), 

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: Melanie Lerch, 

Tel.: 06131/992-261, E-Mail: m.lerch@vfmz.de, 

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371, 

E-Mail: p.weidt@vfmz.de, 

Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347, 

E-Mail: u.winter@vfmz.de, 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

Mario Wüst, Sonja Daniel, Anette Fröder 

Chef vom Dienst 

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer 

Sales 

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

E-Mail: o.jennen@vfmz.de 

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

E-Mail: a.zepig@vfmz.de 

Heike Rauschkolb, Auftragsdisposition, 

Tel. 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de 

Anzeigenpreisliste Nr. 51: gültig ab 1. Oktober 2020 

Leserservice: 

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

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige 

Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit 

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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 

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Ein Unternehmen der Cahensly Medien 

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

Head of Sales: 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, 

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VORSCHAU 

IM NÄCHSTEN HEFT: 01-02/2021 

ERSCHEINUNGSTERMIN: 03. 02. 2021 • ANZEIGENSCHLUSS: 19. 01. 2021 

01 

02 

03 

04 

01 Energieeffiziente Frequenzumrichter: Schluss 

mit der Verschwendung bei elektrischen Antrieben 

Bild: jirsak – stock.adobe.com; Bonfiglioli 

02 Ultrakompaktes 6-Achs-Positioniersystem bietet Vorteile 

in puncto Tragfähigkeit, Präzision, Modularität und 

Wirtschaftlichkeit 

Bild: Steinmeyer Mechatronik 

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INTERNET: 

www.DerKonstrukteur.de 

E-PAPER: 

digital.derkonstrukteur.de 

REDAKTION: 

n.steinicke@vfmz.de 

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03 Heben? Aber sicher! Ganzheitlich zertifiziertes System 

für den Überlastschutz 

Bild: nskyr2 – stock.adobe.com; WIKA 

04 Sicher, stabil und sauber: Hygienic-Design-Energieketten 

für die Leitungsführung in Hochleistungs-Aufschnittanlagen 

Bild: igus 

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten) 


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DER KONSTRUKTEUR 12/2020

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