antriebstechnik 6/2020

19174 

06 JUNI 2020 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

TITELSTORY 

LAGERSYSTEME 

Systemlösungen in der Optik und der 

Halbleiterindustrie 

antriebstechnik.de

WISSEN SCHAFFT IDEEN 

antriebstechnik 

19174 

MARKTÜBERSICHT UND UMFASSENDER EINKAUFSFÜHRER 


SONDERAUSGABE 

2020 

11 Print-Ausgaben im Jahr 

+ Sonderausgabe antriebstechnik 

Marktübersicht (1x jährlich) 

19174 

TITELSTORY 

18 I WÄLZLAGER 

Findling: 100 Jahre 

Innovationskraft 

FIRMENVERZEICHNIS: 

Alle wichtigen 

Informationen von 

über 1 000 Anbietern 


DIE GESAMTE 

ANTRIEBSTECHNIK 

IN 100 TABELLEN 

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Ja, ich möchte die Zeitschrift „antriebstechnik“ abonnieren 

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

erhalte ich den Bluetooth-Lautsprecher. Das Abonnement verlängert sich jeweils um ein weiteres Jahr, wenn es nicht spätestens 

4 Wochen zum Ende des Bezugsjahres schriftlich gekündigt wird. 

Unser Dienstleister, die Vertriebsunion Meynen, Eltville, erhebt Ihre Daten im Auftrag der Vereinigte Fachverlage (VFV) zum Zweck der Vertragsdurchführung, zur Erfüllung der 

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Zudem verwenden wir Ihre Angaben zur Werbung für eigene und VFV verwandte Produkte. Falls Sie keine Werbung mehr auf dieser Grundlage erhalten wollen, können Sie jederzeit 

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Name/Vorname 

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Abteilung 

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PLZ/Ort 

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Datum, Unterschrift 

Vereinigte Fachverlage GmbH . Vertrieb . Postfach 10 04 65 . 55135 Mainz . Telefon: 06131/992-0 . Telefax: 06131/992-100 

E-Mail: vertrieb@vfmz.de . Internet: www.vereinigte-fachverlage.de 

„antriebstechnik“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz, 

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

EDITORIAL 

CHANCEN ERKENNEN 

Liebe Leserinnen und Leser, 

es wird wohl kaum jemanden geben, der nicht in irgendeiner 

Weise von der Corona-Pandemie betroffen ist. Zahlreiche 

Menschen haben durch Covid-19 ihr Leben gelassen, viele 

befinden sich in Kurzarbeit oder haben gar den Job verloren, 

stoßen durch Home-Schooling der Kids an ihre Belastungsgrenze 

oder sind in anderer Weise vom Shutdown betroffen. 

Geprägt von gesundem Optimismus, dass wir irgendwann in 

eine Art Normalität zurückkehren, lassen sich aus den Folgen 

der Maßnahmen auch viele Erkenntnisse gewinnen. So wurden 

in den vergangenen Wochen alle Bereiche von Gesellschaft und 

Wirtschaft quasi einem Stresstest unterzogen. 

Während der Maschinenaußenhandel lt. VDMA im März 2020 

bei der Ausfuhr 12 % und bei der Einfuhr sogar um 19 % 

gegenüber Vorjahreszeitraum zurückging, erreichten uns 

gleichfalls Meldungen von Unternehmen mit prall gefüllten 

Auftragsbüchern und voller Lieferfähigkeit. Hier zahlt sich 

anscheinend die Bekenntnis zum Fertigungsstandort Deutschland 

und eine robuste Lieferkette mit lokalen Zulieferern aus. 

Andere Unternehmen haben wiederum extrem schnell reagiert 

und ihre Produktion auf notwendige Medizintechnik wie 

Beatmungsgeräte umgestellt. Das sichert nicht nur Arbeitsplätze, 

sondern leistet auch einen gesellschaftlichen Beitrag. 

Jede Krise bietet also immer auch eine Chance. Trotz der 

positiven Ausreißer werden wir dennoch lange Zeit mit den 

Folgen zu kämpfen haben. Bleiben Sie gesund! 

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Holger Seybold 

h.seybold@vfmz.de 

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Elektronik-Produktion 

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EDITORIAL 

03 Chancen erkennen 

SOFTSTARTER 

06 Menschen, Unternehmen, Märkte 

12 

MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

LINEARTECHNIK 

08 Lineartechnik für eine flexible Produktion 

12 Ein Material, das sich erinnert 

18 Der ideale Antrieb für Gesenkbiegepressen 

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

22 TITEL Systemlösungen in der Optik und der 

Halbleiterindustrie 

32 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

28 Ist ein Retrofit wirklich sinnvoll? 

30 Verkannte Stärken der evoloiden Getriebe 

32 Mehr als ein Baukastensystem 

KUPPLUNGEN UND BREMSEN 

38 Für jeden Cobot die richtige Größe 

42 

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ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

ELEKTROMOTOREN 

42 Prothesen-Unikate zum Ausdrucken 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

46 Topologisches Schleifen bei 

Stirnradverzahnungen – Teil 2 

SERVICE 

06 Impressum 

DEZENTRALER 

SERVO. VIEL 

FREIRAUM. 

www.br-automation.com/ACOPOSmotor 

MEIN TIPP 

Knickarmroboter und Cobots finden auch in 

kleineren Unternehmen zunehmend Verbreitung. 

Entsprechend ändern sich die Anforderungen an 

die dazugehörigen Sicherheitssysteme. Auf 

Seite 38 lesen Sie, wie anwendungsspezifische 

Sicherheitsbremsen – auch bei Stromausfall – 

Mensch und Investitionsgut schadlos halten. 

< 1 Kabel zur modularen Maschine 

< Integrierte Sicherheitstechnik KAT 4/ PL e/ SIL 3 

< STO, STO1, SBC, SOS, SS1, SS2, SLS, SDI, SLI, 

SMS, SLP, SMP, Safe Homing, Safe Robotics 

< Lokale I/Os 

< 500 W bis 4 kW 

< CNC, Robotik, Motion Control 

< reACTION 1 µs Reaktionszeit 

Ivo Greuloch, Redakteur, i.greuloch@vfmz.de

SOFTSTARTER 

ÜBERNAHME VON ELIN MOTOREN ABGESCHLOSSEN 

Voith hat die Übernahme von Elin Motoren am 30. April abgeschlossen. Elin mit Hauptsitz in 

Österreich ist ein weltweit agierendes Hightech-Unternehmen für elektrische Motoren und 

Generatoren. Das Portfolio von Elin ergänze die industriellen Antriebslösungen von Voith und 

unterstütze dessen Position als technologieunabhängiger Lieferant von Antriebssystemen, 

erklärte Uwe Knotzer, President und CEO von Voith Turbo. Voith und Trasys, die bisherige 

Muttergesellschaft von Elin, hatten am 20. Dezember 2019 einen Vertrag über den Kauf 

unterzeichnet. Das Unternehmen wird auch weiterhin unter der Marke Elin Motoren tätig 

sein. Elin beschäftigt rund 1 000 Mitarbeiter und erwirtschaftet einen Jahresumsatz von 

ca. 120 Mio. EUR. Das Unternehmen produziert elektrische Motoren und Generatoren in 

Kleinserie sowie individuelle Lösungen für Industrieanwendungen. Zielbranchen sind die 

Windenergie, Kunststoff, Tunnel und Bergbau, Öl und Gas, Anlagenbau und Kraftwerke. 

www.voith.com 

VERNETZEN SIE SICH MIT 

www.antriebstechnik.de 

digital.antriebstechnik.de 

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HOCH ENTWICKELTE MINIATUR- UND 

MIKROANTRIEBSTECHNOLOGIE 

Der Antriebsspezialist Faulhaber hat seinen neuen 

Produktkatalog für 2020/2021 herausgebracht. Auf 

über 650 Seiten wird das Portfolio an hoch entwickelter 

Miniatur- und Mikroantriebstechnologie vorgestellt. Die 

Produkte lassen sich durch aufeinander abgestimmte 

Parameter und Schnittstellen zu kompakten, integrierten 

Antriebslösungen kombinieren. Der Katalog kann 

über www.faulhaber.de als Printausgabe bestellt 

werden, unter www.faulhaber.com/produktkatalog 

findet sich die Online-Ausgabe. Mit dem Tool Drive 

Selection unter www.faulhaber.com/de/driveselection 

kann überdies mit wenigen Klicks die passende Lösung für den Dauer- oder 

intermittierenden Betrieb anhand individueller Anforderungen ermittelt 

werden. Hier wird die Art der Antriebsaufgabe ausgewählt und die Parameter 

für Lastdrehzahl und -moment eingegeben, um passende Produkte und 

Kombinationen zu erhalten. 

www.faulhaber.com 

IMPRESSUM 

erscheint 2020 im 59. Jahrgang, ISSN 0722-8546 

Redaktion 

Chefredakteur: Dipl.-Ing. Reiner Wesselowski (We) 

Tel.: 06131/992-322, E-Mail: r.wesselowski@vfmz.de 

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt) 

Stv. Chefredakteur: Holger Seybold, Tel.: 06131/992-254, 

E-Mail: h.seybold@vfmz.de 

Redakteure: Ivo Greuloch (Vol.), Tel.: 06131/992-353, 

E-Mail: i.greuloch@vfmz.de 

Vanessa Weingärtner (Vol.), Tel.: 06131/992-352, 

E-Mail: v.weingaertner@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: Angelina Haas, 

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

Doris Buchenau, Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

Gestaltung 

Anette Fröder, Sonja Daniel, Anna Schätzlein, 

Mario Wüst 

Chef vom Dienst 

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer 

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. 56: gültig ab 1. Oktober 2019 

Leserservice 

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG, 

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

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen 

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit 

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

Preise und Lieferbedingungen: 

Einzelheftpreis: € 15,50 (zzgl. Versandkosten) 

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

Ausland: € 168,- (inkl. Versandkosten) 

Abonnements verlängern sich automatisch um ein 

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor 

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. 

Verlag 

Vereinigte Fachverlage GmbH 

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz 

Postfach 100465, 55135 Mainz 

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

E-Mail: info@vfmz.de, 

www.vereinigte-fachverlage.de 

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz 

Umsatzsteuer-ID: DE149063659 

Ein Unternehmen der Cahensly Medien 

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen 

Gesellschafter: P.P. Cahensly GmbH & Co. KG, 

Karl-Härle-Straße 2, 56075 Koblenz 

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 Granzin, Tel.: 06131/992-148, 

E-Mail: s.granzin@vfmz.de 

Druck und Verarbeitung 

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH 

Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf 

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Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH gespeichert, 

um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen 

zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von ausgewählten 

Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene 

Produkte und Dienstleistungen zu informieren. Dieser 

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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen 

sind urheberrechtlich geschützt. Mit der Annahme 

des redaktionellen Contents (Texte, Fotos, Grafiken etc.) 

und seiner Veröffentlichung in dieser Zeitschrift geht das umfassende, 

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Mitglied der Informations-Gemeinschaft 

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SOFTSTARTER 

ROBOTIK-INDUSTRIE IN DEUTSCHLAND SAGT COVID-19 DEN KAMPF AN 

Roboter-, Montage- und Fertigungs-Experten rüsten aktuell im Eilverfahren 

industrielle Produktionslinien um. Ziel ist, dabei zu helfen, die Corona- 

Pandemie erfolgreich zu bewältigen. Neue Ideen kommen dabei in Rekordzeit 

zum Einsatz: So werden bspw. die Engpässe bei Atemschutzmasken in 

Eigenregie verringert, Testverfahren sicherer gemacht oder auf Robotergeschwindigkeit 

beschleunigt. Wo immer möglich, arbeiten die Robotik- und 

Automationsspezialisten daran, die Menschen mit smarter Maschinenpower 

zu unterstützen. 

„Die Hilfsbereitschaft und Kreativität der Betriebe hat uns überwältigt“, sagt 

Patrick Schwarzkopf, Geschäftsführer des VDMA-Fachverbands Robotik + 

Automation. „Von allen Seiten kommen Initiativen und neue Ideen, um 

Automatisierungstechnik für die Bewältigung der Corona-Krise einzusetzen. 

Dabei legen die Unternehmen eine atemberaubende Geschwindigkeit an 

den Tag: Es weht uns gerade eine kräftige Brise Gründerspirit um die Ohren.“ 

rua.vdma.org 

MITSUBISHI ELECTRIC: 

STEFAN KNAUF WIRD 

DIVISION MANAGER 

Japanese quality – trusted worldwide since 1921 

Bearings 

for precision 

Seit dem 1. April 2020 ist 

Stefan Knauf neuer Division 

Manager des Geschäftsbereiches 

Industrial Automation 

Systems Central Europe bei 

Mitsubishi Electric Europe. Er 

folgt Christoph Zöller und 

zeichnet sich somit verantwortlich 

für alle Division 

relevanten Geschäftsbelange 

in Deutschland, Österreich, der 

Schweiz und den Benelux-Ländern. 

Der Diplom-Ingenieur ist 

mit kurzer Unterbrechung seit 

2006 für Mitsubishi Electric 

tätig. Er sammelte Erfahrungen 

im EMEA-Produktmarketing 

für Steuerungen und 

Bediengeräte, im internationalen 

Vertrieb für die Nahrungsmittelindustrie, 

als Leiter für 

Product Management and 

Engineering für den Geschäftsbereich 

Industrial Automation 

Systems und seit 2019 als 

Deputy Division Manager von 

Central Europe. 

www.mitsubishielectric.de 

Get to know our bearings at www.koyo.eu 

Automotive components Bearings Machine Tools / Mechatronics

LINEARTECHNIK 

AKTUATOREN 

LINEARTECHNIK FÜR EINE 

FLEXIBLE PRODUKTION 

Die Automobilindustrie steckt mitten in einer Übergangsphase. 

Darum müssen die Produktionslinien für Fahrzeuge zunehmend 

intelligent, flexibel und anpassungsfähig sein. Positioniersysteme 

transportieren Karosserien sicher während der Produktion, und 

Aktuatoren sorgen für effizientes Punktschweißen der Komponenten. 

Marcus Hertlein-Gaedicke ist Product Manager High Performance 

Actuator bei der Ewellix GmbH in Schweinfurt 

Für die Produktion großer Stückzahlen arbeiten herkömmliche Montagelinien in der 

Automobilfertigung zwar schnell, es ist jedoch zeitaufwendig, die Nenngeschwindigkeit 

zu erhöhen oder zu senken. Es kann zudem Monate dauern, die Linie auf eine 

neue Baureihe umzurüsten. Steigt die Nachfrage nach einem Automodell, dauert es 

deshalb einige Zeit, bis die Hersteller darauf reagieren können. Das Resultat sind lange 

Wartezeiten für die Kunden. Ähnliches gilt auch, wenn die Nachfrage nachlässt. Dann laufen 

die Fabriken oft weit unter ihrer Kapazität. 

Das ist keine einfache Situation für die Branche, die sich aktuell im Wandel befindet und 

flexibel reagieren sollte. Hersteller überarbeiten ihre Modelle etwa alle zwei, drei Jahre. Und 

je mehr Baureihen sie haben, umso breiter können sie den Markt abdecken. Jedes Werk sollte 

deshalb in der Lage sein, mehrere Modelle auf einer einzigen Produktionslinie herzustellen – 

ganz gleich ob SUV oder Elektrofahrzeug. Die Vielzahl unterschiedlicher Karosserieformen 

erfordert eine sorgfältige Abstimmung – von den Ingenieuren, die die Fahrzeuge respektive 

die Karosserien entwickeln, bis zur Konstruktion der Montage- und Schweißwerkzeuge. 

FLEXIBLER TRANSPORT 

Um Automobilhersteller dabei zu unterstützen, hat Ewellix flexibel einsetzbare Car Transfer 

Units (CTUs) entwickelt. Mit diesen Positioniersystemen können Anwender ihre Montagelinie 

gegenüber herkömmlichen Lösungen um bis zu 85 % schneller umrüsten. In weniger 

als zwei Wochen können die Units in die Produktionslinie integriert und in Betrieb genommen 

werden. Im Vergleich zu Design, Montage, Installation und Inbetriebnahme eines 

neuen Vorrichtungssystems für jedes neue Modell, das an einer Montagelinie produziert 

wird, kann die Ewellix-Lösung die Kosten um rund 84 % senken. 

Jede CTU verfügt über eine Stahlabdeckung, die vor Schweißspritzern schützt, einen 

innenliegenden Kabelförderer sowie integrierte Motoren, Controller, Kabel, mechanische 

Bremsen und Stoßdämpfer. Sie sind mit einem Profilschienenführungspaar mit jeweils 

zwei Führungswagen ausgestattet, die sehr exakt und steif sind. Eine breite Auswahl an 

Präzisions-Kugelgewindetrieben sorgt für eine hohe Dynamik und eine Positioniergenauigkeit 

von ±0,05 mm. Die Aufsätze werden mit Gewinde und Stiftlöcher im Schlitten und in 

der Bodenplatte sicher befestigt und präzise ausgerichtet. Die CTUs sind in verschiedenen 

Größen erhältlich und es stehen darüber hinaus mehrachsige Optionen zur Verfügung. 

01 

PRODUKTIVES PUNKTSCHWEISSEN 

Die unterschiedlichen Rahmengrößen und -typen der Fahrzeuge, die in flexiblen und 

modularen Montagelinien eingesetzt werden, sowie die Vielzahl der verwendeten Materialien, 

stellen auch beim Schweißen eine große Herausforderung dar. Dazu bietet Ewellix 

eine Reihe von Aktuatoren für Punktschweißanwendungen. Die CEMC-Reihe ist z. B. mit 

invertierten Rollengewindespindeln ausgestattet. Die Aktuatoren sind robust, langlebig 

und nahezu wartungsfrei. 

02 


LINEARTECHNIK 

03 

01 In den Car Transfer Units – eine flexible 

und kostensparende Lösung für die 

Karosserie-Produktion – sind Teleskopsäulen 

der CPSM-Reihe verbaut 

02 Die neuen Aktuatoren der CEMC-Reihe 

wurden speziell für den Einsatz bei 

Punktschweiß-Anwendungen entwickelt 

03 20 Mio. Punktschweißvorgänge sind mit 

der neuen CEMC-Serie möglich; auch die 

Nachschmierzeit hat sich auf 10 Mio. 

Schweißpunkte verlängert 

Vor zehn Jahren konnte eine Schweißzange bis zu 10 Mio. Schweißpunkte setzen, bevor 

sie getauscht wurde. Heute hat sich diese Anforderung fast verdoppelt. Auch die 

Wartungsintervalle für die darin verbauten Aktuatoren haben sich verlängert. Mussten 

diese früher nach 2 Mio. Punkten nachgeschmiert werden, ist das jetzt erst nach 

10 Mio. Schweißpunkten notwendig. Beides wird durch Veränderungen an der 

Schweißzange möglich. Weil sie zudem kompakter und leichter sind, erlaubt dies 

den Einsatz kleinerer Roboter und vergrößert so deren Einsatzbereich rund um das 

Fahrzeugchassis. Voraussetzung: Elektromechanische Aktuatoren statt fluidtechnischer 

Lösungen öffnen und schließen die Schweißzange. 

Deshalb hat Ewellix in Zusammenarbeit mit einigen wichtigen Autoherstellern die 

neueste Generation von Aktuatoren für Punktschweißanwendungen entwickelt: den 

CEMC. Als Erfinder der Rollengewindetriebe hat Ewellix das Design dieser Kernkomponenten 

ständig verbessert. So hat das Unternehmen die Tragfähigkeit und 

Lebensdauer der Bauteile stets weiter erhöht und ihre Leistungsdichte gesteigert. 

Dank seiner invertierten Rollengewindespindel, gekoppelt mit einem speziell entwickelten 

Hohlwellenmotor, ist die CEMC-Reihe kompakt und gleichzeitig leistungsstark. 

Im Vergleich zu früheren Versionen der Serie ist die neue Reihe deutlich kleiner 

und lässt sich leicht in bestehende Schweißzangenkonstruktionen integrieren. 

Darüber hinaus sind die neuen Aktuatoren echte Leichtgewichte. Mit 12,5 kg wiegen 

sie 10 % weniger als ihre Vorgänger. Sie erzeugen eine Kraft von maximal 25 kN 

und arbeiten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300 mm/s. 

Die CEMC-Serie ist robust und langlebig: 20 Mio. Punktschweißvorgänge sind mit 

ihnen möglich. Auch die Nachschmierzeit hat sich bei der neuen Generation von 

2 Mio. auf 10 Mio. Schweißpunkte verlängert. Damit muss der Aktuator über die 

komplette Produkt lebensdauer hinweg nur noch einmal nachgeschmiert werden. 

Das spart Wartungskosten, minimiert Ausfallzeiten und hält Kraft und Positionswiederholbarkeit 

während der gesamten Lebensdauer des Aktuators konstant. 

Die CEMC-Aktuatoren sind modular aufgebaut. Durch die flexiblen Befestigungsmöglichkeiten 

für Front- und Rückplatten, Zapfen und Hinterachsaufsätze haben 

Anwender die Wahl zwischen 336 verschiedenen Kombinationen. Damit kann jeder 

Kunde den passenden Aktuator für seine Anwendung zusammenstellen. Ewellix 

bietet darüber hinaus maßgeschneiderte Aufbaugrößen sowie Spezialfette an. Das 

gibt dem Anwender sehr viel Flexibilität in der Produktion. 

Fotos: Ewellix GmbH 

www.ewellix.com 

DIE IDEE 

„Mit unseren Lösungen für die 

Auto mobilindustrie haben wir auf den 

Input der Branche reagiert. Wir stehen 

in engem Kontakt mit unseren 

Partnern und haben immer ein offenes 

Ohr für ihre Anliegen. Beispielsweise 

bedienen wir mit dem CEMC den 

Wunsch nach einem zuverlässigen, 

wartungsarmen und starken Aktuator, 

etwa für Punktschweiß-Zangen. 

Besonderer Clou am CEMC ist der 

eingebaute Kraftsensor, der auch den 

Temperaturdrift berücksichtigt und 

für Prozess sicherheit in allen Anwendungsphasen 

sorgt.“ 

Marcus Hertlein-Gaedicke, Product 

Manager High Performance Actuator, 

Ewellix GmbH 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/06 9

EINE SOFTWARE – EINE STEUERUNG 

KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18 

Die Singular-Control-Lösung von Yaskawa ermöglicht es, Roboter, 

Servoantriebe, Frequenzumrichter und I/O’s über einen einzigen 

Controller zu steuern. Die Voraussetzung dafür schafft die 

Maschinen-Kompaktsteuerung MP3300iec RBT. Sie erweitert die 

aktuelle Produktreihe MP3000 um eine leistungsfähige Modellvariante. 

Die einheitliche Anwendungsprogrammierung erfolgt 

über ein einziges Softwaretool (MotionWorks IEC) mit Standard- 

PLCopen- und Yaskawa-spezifischen Funktionsblöcken, die 

kostenlos verfügbar sind und die Anlagen-Programmierung 

vereinfachen. Zum Funktionsumfang gehören u. a. auch die Integration 

der Visualisierung, die Einbindung von Kamerasystemen, 

das Conveyor-Tracking, Funktionsblöcke für Picking und Palletizing. 

Maschinenbauer und Anwender können mit dieser Lösung 

Roboter in bestehende Architekturen implementieren, ohne dass 

dafür eigens ein Programmiergerät (Teachbox) oder eine proprietäre 

Roboterprogrammiersprache erforderlich ist. Der Bewegungsablauf 

der einzelnen Achsen des Roboters oder auch von 

Delta- und kundenspezifischen Kinematiken wird in der Firmware 

des Controllers berechnet. Der Programmierer kann sich 

damit ganz auf die Applikation konzentrieren, ohne sich um die 

zugrundeliegende komplexe Technik kümmern zu müssen. 

www.yaskawa.eu.com 

UPDATES FÜR ANTRIEBSSYSTEM ERHÖHEN 

BEDIENERFREUNDLICHKEIT 

Siemens bietet für das 

Antriebssystem Sinamics 

S120 Neuheiten bei Firmund 

Hardware. Die Bedienung 

wird mit der Firmware 

V5.2 durch die Integration 

des Webservers 

erleichtert. Dieser verfügt 

über ein responsives Design, 

das unabhängig vom 

Endgerät via Standard- 

Webbrowser reagiert. Die 

Webseiten beinhalten u. a. 

Fehleranzeigen und Warnmeldungen inkl. Vorschlägen zu 

möglichen Maßnahmen. Die Anwender können – auch 

achsenübergreifende – Parameter-Listen erstellen, verwalten 

und löschen und Firmware-Updates sowie System- 

Wiederherstellungen mit der alten Firmware-Version 

durchführen. In Bezug auf die Hardware können die Active 

Line Modules nun parallelgeschaltet werden. Dabei ergibt 

sich ein erweitertes Leistungsspektrum der Booksize-Varianten. 

Die Parallelschaltung führt zu einer höheren Bemessungsleistung 

ohne zusätzliches Chassis-Gerät oder eine 

externe Stromschaltung. Die Leistung kann also erhöht und 

Spannungsspitzen überwunden werden. 

www.siemens.com 

SMARTE KOMPONENTEN FLINK ADAPTIERT 

UND INSTALLIERT 

Wandelbarkeit ist ein entscheidendes Kriterium, um die 

Produktion in Zeiten steigernder Unsicherheiten schnell 

umstellen zu können. Auch die Digitalisierung mechanischer 

Komponenten, wie der Lineartechnik, hilft bei der technischen 

Umsetzung. Bosch Rexroth bietet bereits „eine ganze 

Palette digitaler Engineering-Tools und Konfiguratoren, mit 

denen die Auslegungsprozesse grundlegend vereinfacht 

werden“, sagt Dr. Ulf Lehmann, Leiter des Geschäftsbereichs 

Linear Motion Technology. So steht mit dem 2019 vorgestellten 

Smart Function Kit für Press- und Fügeanwendungen ein 

modularer Baukasten aus Mechanik, Elektrik und Software 

bereit, der eine intuitive Inbetriebnahme und Prozesskonfiguration 

ermöglicht. Als weiteres Beispiel benennt der 

Experte ein Schnellwechselsystem für Linearachsen, die mit 

nur zwei Klicks getauscht werden können und ad hoc bereit 

für anstehende Aufgaben sind. „Neue Lösungen müssen 

schnell adaptierbar sein und sich ebenso schnell in Betrieb 

nehmen lassen“, so das Credo. 

www.boschrexroth.com 


MARKTPLATZ 

QUALITÄTSGEPRÜFTE ANTRIEBSRIEMEN FÜR 

DIE FELDARBEIT 

Das Technologieunternehmen 

Continental baut sein Angebot 

an Keilrippenriemen und Breitkeilriemen 

in Erstausrüster- 

Qualität aus. Das erweiterte, 

sofort verfügbare Keilriemen- 

Portfolio wurde speziell für 

Landmaschinen entwickelt, 

wo eine hohe Widerstandsfähigkeit 

gegenüber Schmutz 

und Staub unerlässlich ist. 

Parallel abgedeckt wird die 

Forderung nach zuverlässiger 

Kraftübertragung bei Kälte 

und Nässe sowie Toleranz 

beim Scheibenversatz. Ein 

spezielles Deckgewebe aus 

Polyamid sorgt dafür, dass der Riemen ruhig läuft und abriebfest 

ist. Angekündigt sind ferner aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk 

(EPDM) gefertigte, ebenfalls mit dem Qualitätssiegel 

versehene Breitkeilriemen. Dieser Werkstoff soll eine um 50 °C 

höhere Temperaturbeständigkeit gegenüber vergleichbaren 

Produkten aufweisen. Folge ist eine erhöhte Zuverlässigkeit bei 

verringertem Verschleiß. Die neuen EPDM-Breitkeilriemen sind ab 

Herbst 2020 für Abnehmer aus Europa, dem Nahen Osten und 

Afrika erhältlich. 

www.continental.com 

TEMPERATURABFRAGE: 4 SENSOREN AUF 

EINEN STREICH 

SMC hat die EX-Feldbus- 

Serie um ein Modul zur 

Temperaturmessung 

aufgestockt: EX600-AT-X61 

erfasst Daten von bis zu vier 

PT100-Sensoren zwischen 

– 200 bis + 850 °C. Die 

Genauigkeit liegt bei ± 0,1 % 

(FS), die Auflösung beträgt 

16 Bit und die Datenübertragung 

erfolgt via Ether- 

Net/IP oder Profinet. 

Weiterhin erfüllt das 

analoge Eingangsmodul die 

DIN-Norm IEC 751 bzw. 

EN 60751. Potentieller 

Leitungswiderstand durch die Verdrahtung lässt sich durch eine 

3- oder 4-Draht-Messung kompensieren. Die direkte Verbindung 

macht Signalwandler oder analoge Eingänge überflüssig. Zur 

Anbindung stehen Federkraftklemmen (EX600-ATF-X61) und 

IP67-geschützte M12-Steckverbindungen (EX600-ATB-X61) zur 

Verfügung. Da sämtliche Module weisen einen identischen 

Anschlussflansch auf, sodass bei Systemaktualisierungen an den 

Ventilinseln nur die Feldbusanschaltung mit dem gewünschten 

Protokoll getauscht werden muss. Um das Modul zu entfernen, 

sind lediglich die Befestigungselementschrauben zu lösen. 

www.smc.de 

Das Münster in Mönchengladbach, der Heimat unseres 

Tochterunternehmens Walter Rothermundt GmbH & Co. KG. 

BRECOFLEXmove BRECOprotect BRECOFLEXgreen BRECObasic 

f.steffen@breco.de 

www.breco.de

LINEARTECHNIK 

FORMGEDÄCHTNISAKTOREN 

EIN MATERIAL, DAS SICH ERINNERT 

Miniaturaktoren aus Formgedächtnislegierung brauchen weder 

Getriebe, Lager noch Motoren, sondern nur die kontrollierte Zufuhr 

von Wärme per elektrischen Impuls. Ein Karlsruher Start-up nutzt 

die zukunftsweisende Technik aus der Universitätsforschung für 

innovative Marktanwendungen und das mit großem Erfolg. 

Zu Besuch bei Memetis. 

Ivo Greuloch ist Redakteur der antriebstechnik 


LINEARTECHNIK 

Memetis ist in Karlsruhe beheimatet und Teil der dortigen 

Start-up-Kultur. Die Szene junger, innovativer 

Unternehmen besteht nicht selten aus universitären 

Ausgründungen des Karlsruher Instituts für Technologie 

(KIT). In sogenannten Deep-Tech-Start-ups wollen Absolventen, 

Doktoren, Professoren hochspezifische Forschungsinhalte 

marktwirtschaftlich und gesellschaftlich nutzbar machen. Memetis 

ist aus dem Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT hervorgegangen 

und entwickelt auf Basis der Forschung um die Formgedächtnislegierung 

effiziente, platzsparende Aktoren für industrielle Anwendungen 

in verschiedensten Bereichen. 

Obwohl vorrangig B2B-Produkte für den Maschinenbau, die 

Medizintechnik oder die Bioanalytik adressiert werden, gelang dem 

Start-up mit einer speziellen Produktentwicklung der Miniaturaktoren 

der direkte Sprung in die Ladenregale der Modellbaufachhändler. 

2018 brachte der Modellbau-Hersteller Märklin mithilfe 

von Memetis ein neues Kupplungssystem für seine Miniatureisenbahnreihe 

auf den Markt. 

MATERIAL MIT GEDÄCHTNIS 

Den Anstoß für dieses Projekt gab Mitgründer Marcel Gültig. Der 

Märklin-Fan folgte einer Intuition und organisierte ein Treffen bei 

der Modelleisenbahnfirma. Dort stellte das Team seine Technologie 

um die Formgedächtnisaktorik vor. Märklin bekundete sein 

Interesse, ohne eine unmittelbare Verwendung in Aussicht zu stellen. 

Ein Jahr später erhielt Memetis dann einen Anruf: Es sei eilig. 

Auf der Suche nach einer Lösung für die Kupplungsmechanik der 

Miniaturzüge rief sich Märklin das Start-up aus Karlsruhe wieder in 

Erinnerung und beauftragte Memetis, die bisherige Telex-Kupplung 

zu überarbeiten. Die Vorgabe lautete, die prinzipbedingte große 

und auffällige elektronische Kupplung durch eine filigranere Version 

zu ersetzen. 

Die neue Telex-Kupplung besteht aus einem zweidimensionalen 

Formgedächtnisaktor. Das mäanderförmige Bauteil wird durch die 

Kraft einer Rückstellfeder voll ausgelenkt und hält die Kupplung 

geschlossen. Sobald der Aktor mittels eines winzigen elektrischen 

Impulses erhitzt wird, ändert sich seine Form: Er zieht sich zusammen. 

Oder besser: Er erinnert sich an seine Ursprungsform und 

erzeugt ausreichend Kraft, die Rückstellfeder/Bügel gemeinsam 

mit den Kupplungsarmen zu öffnen. Die Waggons auf den Gleisen 

trennen sich. 

Verantwortlich für diesen faszinierenden Vorgang ist das Material 

aus dem der Aktor besteht. Eine spezielle Legierung, die ihre 

Kristallstruktur durch Erwärmung schlagartig verändern kann. Dadurch 

verkürzt sich der Mäanderaktor und bewegt den Bügel. Den 

Grundstein für diese Konstruktion legten Dr. Marcel Gültig, Dr. Hinnerk 

Oßmer und Dr. Christof Megnin mit ihrer Promotion zu Formgedächtnislegierung 

bei Prof. Manfred Kohl am Karlsruher Institut 

für Tehnologie, ehe die befreundeten Fachkollegen gemeinsam mit 

dem Betriebswirt Christoph Wessendorf 2015 zur Gründung von 

Memetis zusammenkamen. 

50 000 Einheiten des speziellen Formgedächtnisaktors hat 

Memetis für Märklin mittlerweile angefertigt und verkauft. Währenddessen 

wurde die Entwicklung weiterer Aktor-Designs für eine 

Vielzahl deutscher und europäischer Technologieunternehmen 

vorangetrieben. Der Mäanderaktor bietet mehrere Millimeter 

Stellweg in der Ebene. Seine antagonistische Variante führt dieses 

Manöver in zwei gegensätzliche Richtungen gleichzeitig aus. Mit 


LINEARTECHNIK 

01 

DIE IDEE 

„Die Memetis GmbH beschäftigt sich 

mit der Entwicklung von Miniaturaktoren 

auf Basis dünner Folien aus 

Formgedächtnislegierungen (FGL) 

und deren anschließenden Serienproduktion. 

Diese Legierung hat die 

besondere Eigenschaft, sich nach 

einer mechanischen Verformung 

durch Erwärmung wieder in seine 

Ursprungsform zurück zu formen. 

Schon während meiner Dissertation 

habe ich mich mit der Entwicklung 

eines Ventils mit FGL-Aktor beschäftigt. 

Neben der Aktorik-Entwicklung 

sind Miniaturventile weiterhin 

ein wichtiges Standbein für uns.“ 

Dr. Christof Megnin, COO und 

Mitgründer, Memetis GmbH 

VIDEO 

Das Video zeigt die Airskin von Blue 

Danube Robotics: 

http://bit.ly/BlueDanubeRobotics 

dem Spiralaktor lassen sich Kräfte durch 

eine Bewegung aus der Ebene heraus erzeugen. 

Der Biegeaktor spannt seine Form 

zu einer Hebebewegung. 

VENTILE FÜR DIE 

MIKROFLUIDIK 

Neben der Konstruktion und Serienproduktion 

der Märklin-Kupplung ist das 

Start-up auch im Bereich der Medizintechnik, 

Analytik und biomedizinischen Probeanalyse 

tätig. Für die präzise Manipulation 

geringer Flüssigkeitsmengen entwickelte 

Memetis auf Basis von Formgedächtnislegierungen 

spezielle ultrakompakte Miniaturventile. 

Die 2/2- und 3/4-Wege-Ventile 

leiten Flüssigkeiten und Gase auf modular 

aufgebauten Fluidiksystemen, die Memetis 

als Plattform bezeichnet. 

Lea Hellweg, Business Development 

Engineer bei Memetis, beschreibt die 

hochgradig portablen Plattformen als 

Point-of-Care-System. Es soll medizinische 

Geräte, die zu groß oder zu schwer für eine 

Vorort-Behandlung sind, ersetzen. Die kleinen 

Labore lassen sich problemlos zum 

Patienten nach Hause oder in eine abgelegene 

Klinik transportieren. Ihr modularer 

Aufbau ermöglicht eine flexible Bestückung 

der entsprechenden Fluidik-Komponenten, 

die für das jeweilige Therapie- oder 

Testverfahren benötigt werden. Die Aktorlegierung 

selbst ist biokompatibel, kann 

das Medium also nicht kontaminieren oder 

unerwünscht aufheizen. 

BALD AUCH 

ROBOTIK-SICHERHEIT 

Neben den Sparten Medizintechnik und 

Analytik wurde ein Spezialist für Industrierobotik 

auf die Ventile von Memetis aufmerksam. 

Das österreichische Unternehmen 

Blue Danube Robotics (BDR) hat einen 

Schutzmechanismus entwickelt, der Roboter 

zukünftig dazu befähigen soll, sicher in 

direkter Kooperation mit dem Menschen 

zusammenzuarbeiten (Videolink). 

Für Standardmodelle der Industrierobotik 

hat Blue Danube Robotics eine „zweite 

Haut“ (‚Airskin‘) aus luftgefüllten Platten 

entwickelt. Per Klippverfahren werden die 

Kunststoffkissen auf den beweglichen Elementen 

des Roboters befestigt und mit der 

Robotersteuerung verbunden. Eine Sensorüberwachung 

überprüft den Luftdruck der 

Außenhülle. Kommt es versehentlich zu 

einer Berührung oder Kollision von Roboter 

und menschlichem Arbeiter, bemerkt 

die ‚Airskin‘ dies sofort durch einen Druckanstieg 

in der luftgefüllten Außenhaut. Der 

Roboter bremst und stoppt seine Bewegung 

bis zum Stillstand. 

Für die Regulierung des Luftdruckes hat 

Blue Danube Robotics nach einem Ventil 

gesucht, das ebenso dicht, wie flach sein 

musste; ein Ventil das nicht höher als 5 mm 

sein durfte. Auf der Homepage von Memetis 

wurden die Österreicher fündig. Proaktiv 

kontaktierten sie das Karlsruher Start-up. 

Nach zweijähriger Entwicklungsphase 

konnte Memetis seinem Auftraggeber Blue 

Danube Robotics Ende 2019 das erfolgreiche 

Ergebnis präsentieren. Jetzt erwartet das 

Team die ersten Exemplare aus dem Spritzguss. 

Stückzahlen im vierstelligen Bereich 

seien für das Geschäftsjahr 2020 geplant. 

KONSTRUKTEURE MÜSSEN 

UMDENKEN 

Von Märklin über die Medizintechnik und 

Bioanalytik hin zu Industrierobotern – was 

morgen möglich wird, kann sich Hellweg 

heute noch nicht vorstellen. „Wir können 

nicht jede Branche im Detail kennen“, erklärt 

die Maschinenbauabsolventin. Für sie 

erstreckt sich das Anwendungspotenzial 

der folienbasierten Formgedächtnisaktorik 

über jegliche Branchengrenzen hinweg: 

Consumer Electronics, Automatisierungstechnik, 

Elektroinstallation, Schlösser, Verschluss- 

und Freigabemechanismen, Telekommunikation, 

Optik oder Aerospace 

zählt Hellweg auf. Auch eine Temperatursicherung, 

die ohne Stromversorgung die 

Überhitzung von Bauteilen meldet, hat das 

Entwicklungsportfolio um ein weiteres erfolgreiches 

Kundenprojekt ergänzt. 

„Die große Herausforderung ist, das auf 

dem Markt noch weitgehend unbekannte 

Thema der Formgedächtnisaktorik gut zu 

vermitteln“, erklärt Hellweg. Um Intuition 

und Leidenschaft strategisch zu kanalisieren, 

wird die Kundenfindung schwerpunkt- 


LINEARTECHNIK 

02 03 

mäßig von einem dreiköpfigen Business-Development-Team angegangen. 

Hier entwirft Hellweg gemeinsam mit ihren Kollegen themenbezogene 

Kampagnen. Über einen periodischen Zeitraum 

wird gezielt für ein bestimmtes technisches Gebiet recherchiert 

und auf Anwendungspotenziale für die Formgedächtnisaktorik 

untersucht. Aus den Erkenntnissen stellt das Team eine Liste von 

Unternehmen zusammen, die kontaktiert und mit dem Leistungsportfolio 

von Memetis vertraut gemacht werden. 

„Wir müssen beim Kunden die Ideengenerierung anregen“, sagt 

Hellweg. Das sei nicht immer einfach, weil man über deren technischen 

Probleme nicht genügend Details kennt. Kunden müssen 

daher erkennen, wie das Wissen von Memetis zur Lösung ihrer 

technischen Anwendung beitragen kann. Dafür besucht das Team 

Unternehmen und Messen. Durch Kommunikation sollen Konstrukteure 

zum Umdenken bewegt werden. Wenn die Technologie gut 

erklärt wurde, kommen die „Ideen in den Köpfen“ schon von selbst. 

Mitgründer und Managing Director Hinnerk Oßmer weiß, dass es 

für diesen Prozess Überzeugung bedarf. Seine Meinung zur Foliengedächtnis-Technik 

ist klar: „Unseren Aktoren sind mit einer Dicke 

von nur 20 bis 100 µm unglaublich platzsparend – das ist dünner als 

ein menschliches Haar und findet in fast jeder Anwendung Platz.“ 

Hinzu kommt der geringe Komponentenaufwand sowie eine 

Stromversorgung mit niedriger Spannung. „Elektrische Anschlüsse 

sind alles was man braucht, dann sind die Aktoren betriebsbereit.“ 

Für kurze, lineare Bewegungen benötigt es nur einen Bruchteil des 

Bauraums, den ein Elektromotor und andere antriebstechnische 

Bauteile einnehmen würden. 

PRODUKTIV AUF ALLEN EBENEN 

01 Je nach Anwendungsfall entwirft Memetis verschiedene 

maßgeschneiderte Aktoren. Hier eine Übersicht (v. l.): 

Linearaktor, Biegeaktor, antagonistischer Linearaktor, Spiralaktor 

02 Das ultrakompakte 2/2-Wege Sitzventil (normalgeöffnet 

oder geschlossen) ist nur 5 mm breit und kann viele Millionen 

Schaltzyklen bewältigen 

03 Präzise wie die Wirklichkeit: Für die Telex-Kupplung von 

Märklin entwickelte Memetis einen speziellen Formgedächtnisaktor 

Heute nimmt Memetis Entwicklungsaufträge für Kunden an, prüft 

in Machbarkeitsstudien das Lösungspotenzial der Foliengedächtnisaktorik 

für die gesuchte Aufgabe. Welche Kraft ist erforderlich; 

welches Aktorik-Design liefert den passenden Stellweg? Das Team 

entwickelt Prototypen im eigenem Labor und stellt für seine Kunden 

diverse Aktormodelle in Serienproduktion mit dem eigenen 

Equipment her. Hinzu kommen die unternehmerischen Aufgaben, 

wie das Erstellen von Businessplänen, Marktanalyse, Investorenmeetings, 

Produktion und Stückzahlen organisieren. „Da mussten 

wir erstmal reinfinden“, gesteht Oßmer. 

Das Arbeitsklima ist familiär, die Wege kurz. Den Entwurf des 

digitalen Prototypen am Computer vom Morgen kann man abends 

in der Hand halten. Jede Woche startet mit einer Teamsitzung, die 

den einzelnen Projektteams als „Touchpoint“, Berührungspunkt zur 

Koordination und Übersicht dient. Offenes Sprechen ist den Gründern 

dabei sehr wichtig. Vielfach nutzt das Team für Meetings kreative 

Methoden um Probleme und Prozesse im Kollektiv ungezwungen zu 

artikulieren. Die offene Unternehmenskultur will sich Memetis 

auch in Zukunft erhalten und auf diese Weise noch viel erreichen. 

Fotos: Aufmacher, 02 und 03: André Gall; 01: Memetis GmbH 

www.memetis.com

MARKTPLATZ 

SONDERWINKELGELENKE FÜR JEDE 

EINBAUUMGEBUNG 

Für Situationen, 

in denen 

Standard- 

Winkelgelenke 

nicht die 

gewünschten 

Anforderungen 

erfüllen, 

bietet Mbo 

Oßwald 

Sonderwinkelgelenke 

an. 

Diese können 

individuell auf die Einbauumgebung angepasst werden, damit sie 

dauerhaft beweglich bleiben. Als Bindeglied zwischen zwei 

beweglichen Bauteilen dienen Winkelgelenke als sichere Eckverbindung 

zur Kraftübertragung. Passgenaue Elemente haben 

dabei einen höheren Wirkungsgrad und sind langlebiger. Mbo 

Oßwald verfügt über eine hauseigene Winkelgelenkproduktion. 

Speziell entwickelte Fertigungskonzepte für das Standardsortiment 

erlauben es auch, Sonderteile kostengünstig und prozesssicher 

herzustellen. Erhältlich sind Winkelgelenke in Stahl oder 

Edelstahl und in den Varianten feststellbar, leichtgängig, schwergängig, 

spielarm und abgedichtet. Neben der Fertigung von 

Sonderteilen umfasst die Produktpalette des Herstellers auch 

Gabelköpfe, Gabelgelenke, Winkelgelenke, Gelenkköpfe, Bolzen, 

Wellensicherungen und Maschinenelemente. 

www.mbo-osswald.de 

FELDBUS-IO-SYSTEM FÜR LEICHTE 

INBETRIEBNAHMEN 

Auf der SPS ist 

Murr Elektronik mit 

dem modularen 

Feldbus-IO-System 

Cube67 vertreten 

gewesen. Es 

besteht aus 

einzelnen Modulen, 

die ohne 

Klemmkästen und 

Schaltschränke 

direkt an die 

Maschine montiert 

werden. Ein 

Busknoten bildet die Verbindung zum übergeordneten Feldbussystem. 

Zugleich ist er der Ausgangspunkt der Installation, die 

sich über mehrere Stränge mit großen Längen in das Bearbeitungszentrum 

erstreckt. Die kompakten Cube67-IO-Module sind 

in unmittelbarer Prozessnähe angebracht. Von ihnen werden die 

Sensoren und Aktoren der Anlagen mit möglichst kurzen 

M12-Verbindungsleitungen angeschlossen. Für jeden PIN 2 und 

PIN 4 der M12-Steckplätze kann definiert werden, ob dieser als 

Ein- oder als Ausgang genutzt werden soll. Das integrierte 

Machine Option Management (MOM) des Cube67 bietet die 

Funktion, nicht für jede Maschine eine eigene Software pflegen 

und individualisieren zu müssen, sondern lediglich die Standardsoftware 

auf dem Laufenden zu halten. 

www.murrelektronik.com 

ELATECH® SPEZIALITÄTEN 

Papierindustrie 

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BESTE WIRTSCHAFTLICHKEIT 

UND ZUVERLÄSSIGKEIT 

Verpackungsmaschinen 

Glasindustrie 

Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir 

die beste Lösung für jede Anwendung. 

• Funktionsbeschichtungen 

• Nocken 

• Perforationen 

• mechanische Riemenverbinder 

• EFT Metalleinleger 

• Schleifen von Oberflächen 

• Fräsen des Riemenrückens 

• Fräsen von Riemenzähnen 

• Wasserstrahlbearbeitung 

www.elatech.com 

SIT Antriebselemente GmbH - Rieseler Feld 9 (Gewerbegebiet West) D-33034 Brakel 

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MARKTPLATZ 

GERÄUSCHÄRMERER BETRIEB OHNE KLICKEN 

Rauscharme Halbleiterrelais bietet Sensata mit der Serie LN (low noise) an. 

Sie eignen sich für die Schaltschrankmontage in Konsum- und Industriesystemen, 

die ein geringes elektro-magnetisches Rauschen erfordern. An die 

Stelle von beweglichen Komponenten wie bei mechanischen Leistungsrelais 

tritt bei diesen Halbleiterrelais ein silikongesteuerter Gleichrichter, durch 

den die Relais einen geräuschärmeren Betrieb ohne Klicken, eine längere 

Lebensdauer und eine genauere Schaltkontrolle gewährleisten. Die Relais 

der Marke Crydom sind konform mit den Standards IEC 60947-4-3 Umgebung 

B und CISPR 11 für häusliche, kommerzielle und leichtindustrielle 

Niederspannungsinstallationen. Die Serie bietet eine Back-to-Back-Schaltung 

bis zu 75 A pro Phase bei 528 VAC. Um die Anforderungen im Hinblick 

auf geringe elektromagnetische Rauschwerte zu erfüllen, wurde eine 

patentierte Triggerschaltung entwickelt, die ohne Filter auskommt und so 

die Installationskosten reduziert. 

www.sensata.com 

HYGIENEKONFORME 

PLANETENGETRIEBE 

Mit dem HLAE hat Neugart ein 

Planetengetriebe für den 

Einsatz in der Lebensmittel-, 

Pharma- und Kosmetikindustrie 

entwickelt. Es erfüllt die 

Vorgaben des Hygienic-Design- 

Standards gemäß 3-A RPSCQC. 

Diese Zertifizierung ist jüngst 

durch das US-amerikanische 

Prüfinstitut 3-A Sanitary 

Standards, Inc. (3-A SSI) 

erneuert worden. Das HLAE 

zeichnet sich durch eine runde 

Bauform mit glatten Oberflächen 

aus, die die Anhaftung 

von Schmutz und Mikroorganismen 

verhindern. Als Werkstoff 

wird elektropolierter Edelstahl 

1.4404 mit einer Oberflächengüte 

von Ra < 0,08 µm genutzt. 

Die Flanschflächen des Getriebes 

sind mittels O-Ring 

so abgedichtet, dass keine 

Bakterien durch Kapillarwirkung 

in die Spalte gezogen 

werden können. Als Dichtungsmaterial 

stehen zwei Kunststoffe 

mit Heißwasser- und 

Dampfbeständigkeit zur Wahl. 

HLAE ist in drei Baugrößen für 

Übersetzungen i = 3 bis i = 100 

sowie für Nenn-Drehmomente 

von 15 bis 170 Nm verfügbar 

und für B5- sowie B14-Motoren 

geeignet. 

www.neugart.com 

4 MILLIONEN 

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DIE INTELLIGENTE KUPPLUNG. 

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LINEARTECHNIK 

KUGELGEWINDETRIEBE 

DER IDEALE ANTRIEB FÜR 

GESENKBIEGEPRESSEN 

Die NSK-Kugelgewindetriebe der 

High-Tough-Serie ebnen Herstellern von 

Gesenkbiegepressen den Schritt von der 

hydraulischen zur elektrischen 

Antriebstechnik. Ein italienischer 

Elektromotorhersteller kombiniert diese 

Kugelgewindetriebe mit bürstenlosen 

Servomotoren und bietet so eine 

einbaufertige und voll elektrische 

Systemlösung. 

Gerald Scheffels ist Fachjournalist aus Wuppertal 

Gesenkbiege- oder Abkantpressen sind in der Blechbearbeitung 

weit verbreitet. Ein Stempel drückt das 

Blech in ein Gesenk und bringt damit einen Winkel 

in das Werkstück ein. Die nötige Presskraft wird 

üblicherweise von hydraulischen Antrieben erzeugt. In den 

vergangenen Jahren haben aber verschiedene Hersteller Gesenkbiegepressen 

mit elektrischen Antrieben zur Marktreife 

entwickelt. 

Diese Antriebstechnik wird inzwischen insbesondere von 

anspruchsvollen Blechbearbeitern bevorzugt, die großen Wert 

auf die Produktivität ihrer Anlagen und auf die Präzision der 

hergestellten Teile legen. Weitere Vorteile von elektrischen Abkantpressen 

sind die verringerten Energiekosten, die geringe 

Geräuschentwicklung und der minimierte Wartungsaufwand. 

Auch unter dem Aspekt von Nachhaltigkeit und Umweltschutz 

kann diese Antriebsart überzeugen, denn der Anwender kann 

auf Hydrauliköl verzichten. 

Sangalli Servomotori mit Sitz in Monza (Italien) hat sich auf 

die Entwicklung und Fertigung von Elektromotoren konzent- 


LINEARTECHNIK 

01 02 

riert und gilt als Spezialist für bürstenlose Servomotoren sowie für 

integrierte Direktantriebe, die in der industriellen Automation zum 

Einsatz kommen. 

Ein Hersteller von Gesenkbiegepressen suchte die Zusammenarbeit 

mit Sangalli, als eine neue Reihe von Maschinen mit elektrischem Antrieb 

entwickelt werden sollte. Die Antriebsexperten wussten sofort, 

dass sie für dieses Projekt die optimale Motortechnologie anbieten 

können. Was noch fehlte, war der Kugelgewindetrieb, der die Rotation 

der Motorachse in eine Linearbewegung und damit in die erforderliche 

Presskraft umsetzt. 

Sangalli setzt in den eigenen Produktionsanlagen diverse Wälzlager 

von NSK ein und ist mit deren Leistung und Zuverlässigkeit sehr zufrieden. 

Deshalb wurde NSK angefragt und um eine Empfehlung für einen 

passenden Linearantrieb gebeten. Ein Expertenteam von NSK untersuchte 

die Anforderungen, die hier gestellt werden, und empfahl den 

Einsatz von Schwerlast-Kugelgewindetrieben der HTF-Serie. Diese 

Baureihe wurde mit dem Ziel entwickelt, hohe Lasten aufzunehmen 

und große Kräfte zu übertragen, wie es bei Gesenkbiegepressen der 

Fall ist. Zu ihren Konstruktionsmerkmalen gehören größere Kugeln, 

eine optimierte Kugelführung und der Einsatz besonderer Werkstoffe. 

Ingenieure von Sangalli und NSK entwickelten und erprobten daraufhin 

den ersten elektrischen Direktantrieb, der den Pressenstempel 

mit kontrolliertem Druck gegen das Gesenk fährt. Dabei kommt ein 

HTF-Kugelgewindetrieb mit 63 mm Durchmesser zum Einsatz, der von 

einem Servomotor angetrieben wird und einen maximalen Druck von 

20 t erzeugt. 

Dieser erste Prototyp wurde ausführlich und erfolgreich in einer 

Gesenkbiegepresse des Kunden erprobt. Mittlerweile haben die beiden 

Unternehmen auch einen Direktantrieb für Gesenkbiegepressen 

mit bis zu 60 t Presskraft entwickelt, bei dem zwei HTF-Kugelgewindetriebe 

verwendet werden. Dank des sehr gut regelbaren Servomotors 

verfährt der Stempel mit hoher Präzision. Und genau wie bei hydraulischen 

Antrieben kann man auf den aufwändigen Kurbelantrieb von 

mechanischen Pressen verzichten. 

Inzwischen hat Sangalli mit der Serienproduktion dieser Antriebe 

begonnen. Der Direktantrieb mit Servomotor und Kugelgewindetrieb 

kann als „Single Sourcing”-Lösung auch in den Gesenkbiegepressen 

anderer Hersteller eingesetzt werden. Ebenso möglich und vorteilhaft 

sind Anwendungen in anderen Typen von Umformanlagen, z. B. in 

Stanzanlagen. 

Fotos: Aufmacher: Nordroden/Shutterstock; 01: NSK; 02: Sangalli Servomotori 

www.nsk.com 

01 Die Schwerlast-Kugelgewindetriebe der 

HTF-Serie eignen sich ideal für die Verwendung 

in Gesenkbiegepressen 

02 Bürstenlose Servomotoren und 

integrierte Direktantriebe eines italienischen 

Spezialisten kommen zum Einsatz 

DIE IDEE 

„Unser Kunde hat hier eine Innovation 

mit hohem Nutzen für den Anwender 

realisiert. Der elektrische Servoantrieb 

ist sehr präzise regelbar, er ist äußerst 

kompakt und arbeitet mit hoher 

Energieeffizienz. Auch die einfache 

Montage der Einheit sowie Umweltaspekte 

– Stichwort Hydrauliköl – 

sprechen für diese Lösung. Und bei 

höheren Presskräften kann man einen 

Tandemantrieb mit zwei Servolineareinheiten 

verwenden.“ 

Andreas Kropp, Application 

Engineering Manager Precision, 

NSK Deutschland GmbH 


MARKTPLATZ 

FREI SKALIERBARE 

AUTOMATISIERUNGSLÖSUNG 

Jumo hat neue Produktreihen 

für Automatisierungslösungen 

und 

Messtechniken 

herausgegeben. Das 

Automatisierungssystem 

Jumo 

Varitron 500 ist eine 

Hardware-Plattform 

mit einem 800-MHz- 

Prozessor, der je nach 

Anwendung als Single-, Dual- oder Quad-Core-Variante eingesetzt 

werden kann. Die Software ist auf Basis einer Linux-Plattform 

modular aufgebaut und ermöglicht eine freie Skalierbarkeit 

der Performance, Speicher und Schnittstellen. Für individuelle 

kundenspezifische Bedienungslösungen per Codesys-Remote- 

Target- oder Web-Visualisierung hat Jumo auf der SPS Visualisierungsbibliotheken 

vorgestellt. 

Der Jumo Dtrans T06 Junior im Tragschienengehäuse ist das 

Einstiegsmodell für Vierdrahtmessumformer. Dank der Möglichkeit 

für kundenspezifische Linearisierungen kann er für verschiedene 

Anwendungen im Anlagenbau eingesetzt werden. Mit einer 

Breite von 17,5 mm spart er darüber hinaus Platz beim Einbau in 

einen Schaltschrank. 

www.jumo.de 

DREHMOMENTSENSOREN FÜR JEDE 

ANWENDUNG 

Sowohl in Produktion und 

Montage als auch in der 

Qualitätskontrolle oder der 

Forschung müssen Drehmomente 

gemessen werden. Den 

Drehmomentsensor Typ 8661 

von Burster bspw. gibt es in 

verschiedenen Baugrößen: Der 

kleinste Sensor misst von 0 bis 

0,02 Nm, mit der größten 

Bauform können bis zu 

1 000 Nm gemessen werden. 

Allen Messbereichen gemeinsam 

ist die sehr geringe 

Linearitätsabweichung von 

unter 0,05 % vom Endwert. Burster bieten auch Lösungen für 

Sonderaufgaben. Dazu gehören Sensoren in Zweibereichsausführung 

mit hoher Präzision für beide Messbereiche. Damit können 

Anwender bspw. bei Prüflingen mit hohem Anlaufdrehmoment 

auch ein geringes Dauerlastmoment mit sehr hoher Genauigkeit 

messen. Der robuste Aufbau der Sensoren und optionale Eigenschaften 

wie eine Tara-, Filter- oder Mittelwerteinstellung können 

weite Einsatzgebiete auch unter preissensitiven oder schwierigen 

Bedingungen erschließen. 

www.burster.de 

KOMPAKTER MONOBLOCK MIT ZWEI VENTILARTEN 

Platzsparend und robust ist der Monoblock Typ IBM von Wika konzipiert. 

Das kompakte Instrumentierungsventil ist wahlweise mit über 90° 

abgewinkelten Gewindeanschlüssen, Kugelhähnen oder Nadelventilen 

lieferbar. Er eignet sich vor allem für den Schutz von Messgeräten in 

Wellhead Control Panels und Probeentnahmesystemen für Prozessanalysen. 

Er kann für Betriebsdrücke bis 10 000 psi (690 bar) ausgelegt werden. 

Selbst bei dieser Belastung ist er leichtgängig im Handling mit geringem 

Drehmoment. Ausführungen mit Kugelhähnen verfügen zudem über ein 

redundantes Polymer-Metall-Dichtungssystem mit geprüfter Dichtheit. Je 

nach Applikation ist der Monoblock mit den Ventilanordnungen Double 

Block & Bleed oder Block & Bleed konfiguriert. Er erfüllt in erster Linie eine 

vorgelagerte Schutzfunktion, entweder separat in der Rohrleitung oder am 

Ende eines Hook-ups. Einen solchen Zusammenbau von Messgeräten und 

Schutzarmaturen bietet der Hersteller kundenspezifisch an. 

www.wika.de 


MARKTPLATZ 

DURCHDREHEN ERLAUBT MIT 

360°-NEIGUNGSSENSOR 

TWK hat seine Familie 

der Neigungssensoren 

um die 360°-Variante 

NBN66 erweitert. Mit 

dieser ist es möglich, in 

einer sich drehenden 

Applikation die 

momentane Ausrichtung 

und gleichzeitig 

exakt die Drehzahl zu erfassen. Der Sensor wird im sich drehenden 

Teil montiert, wobei er nicht mittig auf der Drehachse 

platziert werden muss. Die eingesetzten Sensoren für Lage und 

Drehzahl sind MEMS-basiert. Optimiert ist der Sensor für 

nicht-reversierenden Betrieb und gibt seine Werte über CANopen, 

Profinet oder Profisafe an die Steuerung. Eine besondere Ausführung 

erkennt den Abstand zur Drehachse sogar automatisch. Die 

Funktion entspricht prinzipiell der eines Drehgebers für Position 

und Geschwindigkeit. Spezielle Filtermaßnahmen blenden 

Störbeschleunigungen aus. Mit dem Sensor kann z. B. der Betrieb 

großer, überwiegend langsam drehender Rotoren überwacht 

werden, in denen eine Steuerung oder ein Schleifringkörper 

integriert ist. Eine Wellenanbindung ist nicht nötig. 

www.twk.de 

SMARTER DREHGEBER FÜR HOHE 

SICHERHEITSSTANDARDS 

Mit der WDGR-Serie bringt 

Wachendorff eine Alternative 

für SIL-zertifizierte 

Geräte auf den Markt. Die 

redundanten Inkremental- 

Drehgeber basieren auf 

dem Prinzip diversitärer 

Sensorik (optisch und 

magnetisch) und sollen in 

Kombination mit Steuerungen 

oder Drehzahlwächtern 

einen hohen Performance 

Level zu moderaten Kosten erreichen. Sie sind bis Schutzart IP67 

erhältlich und decken Lagerlasten bis 220 N radial und 120 N 

axial ab. Für erhöhte Ausfallsicherheit sorgen zwei Messverfahren. 

So stellen die redundanten Standarddrehgeber diversitäre 

Signale zur Verfügung, die unabhängig voneinander erzeugt 

werden, aber dennoch in Korrelation gebracht werden können. 

Auch die Versorgungsspannung ist für jede Sensoreinheit separat 

vorhanden. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Sensorikplattformen 

in variierenden Empfindlichkeitsgraden auf Störungen 

reagieren und nicht zeitgleich ausfallen. Drohende Ausfälle 

werden durch die nachgeschaltete Elektronik frühzeitig erkannt. 

www.wachendorff-automation.de 

PRÄZISE IN RAUEN UMGEBUNGEN 

Die Wegsensoren der Serie OMS2 und PMS2 von Megatron verfügen über 

eine hohe EMV-Störfestigkeit, eine stufenlose hohe Auflösung und sind 

unempfindlich gegenüber Schock- und Vibrationseinflüssen. Daher sind 

sie für raue und elektromagnetisch gestörte Umgebungen geeignet, z. B. 

in der holz-, keramik-, kunststoff- und metallverarbeitenden Industrie. Ihr 

magnetostriktives, kontaktloses Messprinzip sorgt für einen wartungsarmen, 

verschleißfreien Betrieb. Die Modelle der Serie OMS2 ermöglichen 

die Positionserfassung in Applikationen mit Messwegen von 50 bis 

1 500 mm, die der Serie PMS2 von 50 bis zu 4 000 mm. Die mechanische 

Erfassung der Linearbewegung erfolgt über einen geführten oder einen 

freien Positionsgeber. Es können auch zwei oder mehr Positionsgeber auf 

einem Wegsensor verwendet werden. Die Position des magnetischen 

Gebers wird als lineares Analogsignal ausgegeben und ist absolut. Auch 

nach dem Ein- und Ausschalten steht die Positionsrückmeldung sofort 

zur Verfügung. 

www.megatron.de 

Induktive Absolute Encoder 

Unemppndlich gegen Montageeinuuss 

Verbesserte Performance 

Hohe Auuösung 

www.amo-gmbh.com 

Hohe Drehzahl 

Unbenannt-1 1 www.antriebstechnik.de antriebstechnik 11.05.2020 2020/06 09:30:10 21


TITEL 


TITEL 


LAGERSYSTEME 

SYSTEMLÖSUNGEN 

IN DER OPTIK UND DER 

HALBLEITERINDUSTRIE 

Unter der Bezeichnung Value Added Products 

konstruiert Rodriguez maßgeschneiderte 

Systemlösungen für die Lineartechnik und 

hochpräzise Wälzlager. Die Ergebnisse 

überzeugen – drei Beispiele. 

Nicole Dahlen ist Geschäftsführerin Vertrieb, Marketing und 

Organisation bei der Rodriguez GmbH in Eschweiler 



TITEL 

Die sogenannten Value Added Products (VAP) von 

Rodriguez genießen seit Jahren eine konsequent 

steigende Nachfrage. Die individualisierten Systemlösungen 

werden präzise auf ihre spezifische 

Anwendungsaufgabe zugeschnitten. Betreffende Baugruppen 

können dadurch – nicht nur wirtschaftlich – funktionaler 

und effizienter gestaltet werden. Drei Anwenderbeispiele 

aus dem rotativen Bereich für die Optik und Halbleiterindustrie 

zeigen, wie das gelingt. 

AUSWAHL DER KOMPONENTEN 

Die kundenspezifischen Systemlösungen von Rodriguez 

basieren auf den hochwertigen Wälzlagern und Lineartechnik-Komponenten. 

Das Unternehmen übernimmt die Auswahl 

der geeigneten Komponenten sowie die Entwicklung 

und Konstruktion der Baugruppe. Somit ist gewährleistet, 

dass die Lösungen auch wirklich sämtliche Anforderungen 

erfüllen. Zudem lässt sich die Konstruktion der betreffenden 

Baugruppen oft verbessern und vereinfachen, indem 

Funktionen integriert werden – z. B. Verzahnungen, Nuten 

mit Steuerfunktion, Halterungen, Laschen sowie integrierte 

Laufflächen bei Welle und Gehäuse. So werden insgesamt 

weniger Bauteile benötigt und Schnittstellen lassen sich 

reduzieren. Die Anwender profitieren von kleineren Toleranzen 

und einer vereinfachten Montage. 

LAGER MIT INTEGRIERTER 

MAGNETAUFNAHME 

„Im rotativen Bereich realisieren wir häufig Systemlösungen 

für die optische Industrie“, so Ulrich Schroth, Geschäftsbereichsleiter 

Value Added Products bei Rodriguez. 

„Hier sind die Hersteller von Maschinen und Geräten unter 

anderem aufgrund der engen Bauräume auf individuelle 

Lösungen angewiesen.“ So auch bei einem aktuellen Beispiel: 

Rodriguez liefert spezielle Lager mit integrierter 

Magnetaufnahme, die als horizontale Drehachse für ein 

optisches System benötigt werden. Der Kunde entschied 

sich für eine Systemlösung, weil so der gesamte Drehmodus 

flacher gestaltet werden konnte. Das komplette Lagersystem 

wird von Rodriguez Inhouse gefertigt. Nur die 

Sonderdichtung und die Wälzkörper sind Zukaufteile. 

Die zusätzliche Aufnahme von Magneten für den Direct- 

Drive-Motor lässt die Wandstärke auf ein Minimum 

schrumpfen. Dies stellt eine fertigungstechnische Herausforderung 

dar, zumal die Lagerperformance nicht unter der 

dünnen Wandstärke leiden darf. Auch die Dichtung stellte 

die Experten von Rodriguez vor ein Problem: Trotz der 

dünnen Wandstärke sollte sie eine hohe Dichtwirkung gewährleisten. 

Die Suche nach einem geeigneten Hersteller 

gestaltete sich schwierig – zumal die Bedarfsmenge weit unter 

den Vorstellungen der klassischen Dichtungshersteller lag. 

01

TITEL 


02 

01 Der Spezialist verfügt über einen beachtlichen 

Maschinenpark und eine große Fertigungstiefe sowohl 

im rotativen als auch im linearen Bereich 

02 Im Bereich der Präzisionslager ist es möglich, 

Kugeldrehverbindungen mit Außendurchmessern 

bis 1400 mm zu fertigen 

Rodriguez konnte die Aufgabe dennoch erfüllen – und das 

Ergebnis kann sich sehen lassen: Durch die Integration u.a. 

von Bohrungen, Aufnahmekegeln und Magneten für den 

Direct-Drive-Motor entsteht eine äußerst kompakte und 

hochgenaue Systemlösung mit einem sehr kleinen Rundund 

Planlauf (< 5 µm). „Mit einem normalen Lager würde 

man eine große Anzahl von Komponenten benötigen, um 

eine ähnliche Lösung zu erreichen“, betont Ulrich Schroth. 

„Eine auch nur annähernde Kompaktheit wäre allerdings 

absolut ausgeschlossen. Dies wäre auf Grund der Summe 

an Bauteilen nicht möglich.“ Dank der Systemlösung von 

Rodriguez war es dem Kunden sogar möglich, seine gesamte 

Einheit noch einmal kompakter zu gestalten. 

FLANSCHLAGER FÜR OPTISCHEN SCANNER 

Es gibt noch viele weitere Beispiele für kundenspezifische 

Systemlösungen von Rodriguez, die in der optischen Industrie 

eingesetzt werden. Darunter ein individuell angepasstes 

Flanschlager, das in einem optischen Scanner verbaut 

wird, der z. B. Gebäude ausmisst. Die Lösung lagert den Antrieb 

der Hauptachse und ermöglicht die 360°-Bewegung 

des Scanners. „Der Kunde wollte das Lager direkt an den 

Antrieb adaptieren“, schildert Ulrich Schroth. „Wir haben 

deshalb den Innenring etwas erhöht, sodass ein Reibrad 

das System antreiben kann.“ 

Rodriguez liefert für diese Anwendung ein Lager mit 

einem Innen- und Außenflansch aus Edelstahl sowie einem 

Käfig, der für die Nutzung in der Optik freigegeben ist. 

Durch eine spezielle Beschichtung wird es möglich, das 

Lager ohne Fett zu betreiben. Besonders ist auch die 

Lieferung: Das Lager wird zunächst einzeln in einer ESD 

(Electro Static Discharge)-Folie verpackt und dann in 

einem ESD-Umkarton verschickt. „Die Vermeidung von 

elektrostatischen Entladungen ist in der Optoelektronik von 

großer Wichtigkeit“, erläutert Ulrich Schroth. „Dank der 

richtigen Verpackung kann das Lager bei unserem Kunden 

direkt in die Montage geliefert werden. Alle Lager sind zudem 

mit einem QR-Code versehen, über den alle relevanten 

Daten abrufbar sind.“ 

ANTRIEBSEINHEIT MIT 

UNTERNEHMENSREKORD 

Ungewöhnliche Baumaße und besondere Verpackungen 

werden auch in einer anderen Branche gefordert – und 

zwar in der Halbleiterindustrie. In diesen Bereich liefert 

Rodriguez die größte Edelstahl-Antriebseinheit in der 

Geschichte des Unternehmens: Die Antriebseinheit für eine 

spezielle Vakuumanwendung besteht aus einer innenverzahnten 

Edelstahl-Kugeldrehverbindung mit den Maßen 

1 230 × 1 091 × 27,5 mm inklusive Montageplatte und Antriebsritzel. 

„Das verwendete Sonderlager ist insofern besonders, 

als dass es eigentlich etwas zu dünn ist für eine 

Kugeldrehverbindung. Einerseits ergab sich das aus der filigranen 

Konstruktion der Maschine, in der die Lagereinheit 



TITEL 

03 Im rotativen Bereich 

realisiert das Unternehmen 

häufig Systemlösungen für 

die optische Industrie, hier 

ein Lagersystem für eine 

kabelgeführte Kamera 

verbaut ist. Andererseits konnten wir so die vom Kunden vorgegebene 

Gewichtsbeschränkung einhalten“, erläutert Ulrich Schroth. 

„Die Kugeldrehverbindung besteht aus härtbarem, korrosionsbeständigem 

Edelstahl 1.4034 und verfügt über gehärtete Zahnflanken, 

die einen erhöhten Schutz vor Verschleiß gewährleisten. 

Keramische Wälzkörper ermöglichen eine Minimalmengenschmierung 

mit einem speziellen Vakuumfett. So lässt sich die Lagereinheit 

problemlos im Ultrahochvakuum verbauen.“ Nicht zuletzt 

gewährleistet ein kundenspezifisches Lagerspiel, dass die speziellen 

Anforderungen der Anwendung erfüllt werden. 

Die kundenspezifische Systemlösung wird in einer zweilagigen 

Reinraumverpackung geliefert. Das bedeutet, dass Rodriguez eine 

erste Verpackung im Reinraum anbringt. Im Anschluss erfolgt eine 

normale zweite Verpackung. Bei Anlieferung wird die oberste/ 

normale Verpackung entfernt und beim Kunden im Reinraum dann 

die zweite Verpackung. So wird sichergestellt, dass es zu keinerlei Verschmutzung 

oder Fremdkörpern während des Transportes kommt, 

die sich später negativ auf die Anwendung auswirken könnten. 

FOKUS AUF EIGENFERTIGUNG 

Die Beispiele zeigen: Rodriguez will mit seinen kundenspezifischen 

Systemlösungen passgenau die Anforderungen der jeweiligen Anwendung 

erfüllen. Das Ergebnis misst das Unternehmen an den 

positiven Rückmeldungen der VAP-Kunden: „Abgesehen von den 

Kosteneinsparungen werden insbesondere die einwandfreie Funktion, 

die vereinfachte Montage und die hohe Qualität der Systemlösungen 

gelobt“, so Ulrich Schroth abschließend. Die Eigenfertigung 

verleiht Rodriguez eine große Flexibilität, von der am 

Ende auch die Auftraggeber profitieren sollen. Dank des breit 

aufgestellten Maschinenparks kann das Unternehmen seine Systemlösungen 

„aus einer Hand“ herstellen. Die hohen Qualitätsansprüche 

gewährleisten eine stets umfassend aus- und weitergebildete 

Belegschaft aus qualifizierten Fachkräften. 

Fotos: Rodriguez GmbH 

www.rodriguez.de 

DIE IDEE 

„Qualitativ hochwertige Komponenten 

sind in der Branche kein Alleinstellungsmerkmal 

– was zählt, ist die 

Leistungsfähigkeit jenseits des 

Standards. Genau da liegt die Stärke 

von Rodriguez. Wir garantieren 

unseren Kunden die perfekte 

Funktion ihrer individuellen Systemlösung. 

Das Erfolgsrezept ist die 

sorgfältige Auswahl der Einzelkomponenten 

sowie deren präzise Fertigung 

und sachgerechte Montage. Unsere 

hohe Entwicklungskompetenz in 

Kombination mit unserer Eigenfertigung 

bieten den Kunden einen 

echten Mehrwert.“ 

Gunther Schulz, geschäftsführender 

Gesellschafter, Rodriguez GmbH 


MARKTPLATZ 

TRAGFÄHIG UND LEICHT: SCHRÄGROLLENLAGER 

KBT Schrägrollenlager von Knapp sind eine günstige Alternative zu Schrägkugellagern 

und Spindellagerungen. Ursprünglich wurde das Schrägrollenlager entwickelt, weil für 

manche Anwendungen Schrägkugellager oder Spindellagerungen nicht tragfähig 

genug waren. Ein besonderes Merkmal der Schrägrollenlager sind ihre konischen 

Lagerringe, die leicht und dabei sehr tragfähig sind. Mit exakt demselben Bauraum 

wie die 718er Serie der Schrägkugellager können Schrägrollenlager höhere Axial- und 

Radiallasten aufnehmen. Sie können kundenspezifisch angepasst werden. Besonders 

bei spielfreien Präzisionsgetrieben kann mit Schrägrollenlagern eine sehr steife und 

hochtragfähige Wälzlagerung geschaffen werden. Die Schrägrollenlager werden dort 

eingesetzt, wo Leistungssteigerungen und Miniaturisierung der Lagerung eine 

wichtige Rolle spielen. Sie sind hochgenau und sehr leicht – damit sind sie prädestiniert 

für Robotersysteme, Handlingmaschinen oder Genauigkeitsgetriebe. 

www.knapp-waelzlagertechnik.de 

LAGERWECHSEL SPART 

JÄHRLICH GELD 

Online-Shopping für Dämpfungslösungen: 

Gehen Sie doch einfach 

den schnellsten Weg. 

Bei einem britischen Softdrink- 

Hersteller kam es zu vorzeitigen 

Lagerausfällen an einer Flaschenetikettieranlage. 

Durch den 

Wechsel auf spezielle Rillenkugellager 

von NSK erhöhte sich 

die Lebensdauer der Lager um 

den Faktor 52. Jährliche Einsparungen 

von 10 874 EUR sind die 

Folge. In der Etikettieranlage 

wird ein Kunststoff-Sleeve um 

die Flaschen gelegt. In ihr 

mussten die Rillenkugellager 

wöchentlich gewechselt 

werden, um Ausfälle zu vermeiden. 

Der Betreiber der Anlage 

vermutete, dass die Pulverschicht 

auf der Innenseite der 

Sleeves die Ursache zunächst für 

eine Verunreinigung und in der 

Folge für die Ausfälle der Lager 

ist. Die Analyse von NSK ergab 

jedoch, dass Restmagnetismus 

im Lager Grund für den regelmäßigen 

Ausfall war. Dieser 

Magnetismus wirkte wie eine 

Wirbelstrombremse. Daher 

wurden berührungslos abgedichtete 

und lebensdauergeschmierte 

Rillenkugellager mit 

Kunststoffkäfig eingesetzt, die 

den Aufbau von Magnetismus 

und Polaritäten verringern. 

www.nskeurope.de 

Wir sind die Experten für Dämpfungs- und Schwingungstechnik sowie für 

Geschwindigkeitsregulierung und Sicherheitstechnik. 

Deshalb bieten wir unseren Kunden den kürzesten Weg zur idealen 

Lösung. Inklusive präziser Berechnung mit unserem Online-Konfigurator. 

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by ACE 

S E R V 

I C E


Andrea von Wartenberg, Geschäftsführerin 

der Kachelmann Getriebe GmbH und 

Alexander Kachelmann von Colberg, 

ebenfalls Geschäftsführer 

INDUSTRIEGETRIEBE 

IST EIN RETROFIT WIRKLICH SINNVOLL? 

Die Frage, ob ein Retrofit oder die Neuanschaffung eines Getriebes 

sinnvoller ist, stellt sich erst recht dann, wenn es sich um ein 

Sondergetriebe handelt. Denn im Vergleich zur Neuanschaffung 

bietet ein Retrofit zahlreiche Vorteile. 

Günter W. Heini ist Geschäftsführer und 

Gründer von Business Texte in Sinsheim 

Mit dem Begriff Retrofit ist die Aufrüstung bzw. Modernisierung 

einer alten Anlage gemeint. Dieser leitet sich 

vom lateinischen Wort „retro“ (rückwärts) und dem 

englischen „to fit“ (anpassen) ab. Dabei werden vorhandene 

Komponenten einer Anlage durch moderne Bauteile 

ersetzt oder neue Komponenten hinzugefügt, um aktuellen technischen 

und rechtlichen Anforderungen gerecht zu werden. Denn 

während die Mechanik einer Maschine auch nach vielen Jahren 

kaum veraltet, entwickeln sich die Technologien in den Bereichen 

Steuerungs-, Antriebs- und Automatisierungstechnik umso schneller 

weiter. 

GEEIGNETE ALTERNATIVE ZUR 

NEUANSCHAFFUNG? 

Die Kachelmann GmbH ist ein familiengeführtes Unternehmen, 

welches seit über 125 Jahren Industriegetriebe bis 20 t für alle 

industriellen Branchen herstellt. „Unser Kerngeschäft sind kundenspezifische 

Getriebelösungen in Stückzahlen von 1 bis 200. Mittlerweile 

haben wir mehr als 500 000 unserer Getriebe weltweit im Einsatz. 

Da ist es völlig normal, wenn langjährige Kunden zu uns kommen 

und fragen: Sollen wir ein neues Getriebe bestellen oder ist es 

sinnvoller, das bestehende Getriebe zu modernisieren?“, sagt Andrea 

von Wartenberg (geb. Kachelmann), die zusammen mit ihrem Bruder 

das Familienunternehmen in der vierten Generation führt. 

Das Hauptargument für ein Retrofit sind die geringeren Investitionskosten. 

Denn diese entsprechen i. d. R. nur einem Teil der 

Anschaffungskosten für ein neues Getriebe. Außerdem ist ein Retrofit 

wesentlich zeitsparender als die Neuanschaffung, da die Stillstandzeit 

bei einem Retrofit deutlich kürzer ist als bei der kompletten Neuentwicklung 

eines Getriebes, weil man auf das bestehende Getriebe 

zurückgreifen und etliche Komponenten weiterverwenden kann. Die 

ursprünglichen Einbaumaße bleiben erhalten und somit müssen an der 

Gesamtanlage äußerlich keine Änderungen vorgenommen werden. 

28 antriebstechnik 2020/06- www.antriebstechnik.de

VORGEHENSWEISE BEI 

EINEM RETROFIT 

„Bei einem Retrofit zerlegen wir das 

komplette Getriebe und erstellen eine 

genaue Analyse über den aktuellen Getriebezustand. 

Wir reinigen und entlacken 

sämtliche Teile, vermessen sie 

auf unseren Prüfmaschinen und erstellen 

daraus einen kompletten Satz 

Fertigungszeichnungen, wenn dies vom 

Kunden gewünscht wird. Dadurch stellen 

wir die künftige Versorgung mit 

Ersatzteilen sicher“, sagt Alexander 

Kachelmann von Colberg, einer der beiden 

Geschäftsführer, „unsere Getriebeexperten 

entscheiden dann, welche Bauteile 

getauscht und welche nachgearbeitet 

werden. Grund sätzlich werden Wälzlager 

und Dichtungen getauscht sowie die 

Laufflächen der Dichtringe auf den Wellen 

nachgearbeitet. In vielen Fällen optimieren 

wir die Verzahnungen hinsichtlich 

Geräuschentwicklung, wodurch wir den 

Geräuschpegel der Getriebe deutlich reduzieren. 

Somit bringen wir ältere Getriebe 

wieder auf den neuesten Stand mit mehr 

Leistung und geringeren Kosten.“ 

Aufgrund der langen Firmenhistorie 

hat Kachelmann Sonder getriebe in nahezu 

alle industriellen Branchen weltweit 

geliefert und unzählige Fremdgetriebe 

instandgesetzt und modernisiert. 

„Unsere große Stärke liegt im umfangreichen 

Know-how aus über 100 Jahren 

Sondergetriebebau für unzählige Antriebslösungen 

weltweit. Aufgrund der 

mittelständischen Struktur können wir 

sehr schnell, flexibel und pragmatisch 

auf Kundenwünsche eingehen“, formuliert 

Andrea von Wartenberg, „wir arbeiten 

lösungsorientiert, damit der wirtschaftliche 

Schaden eines Getriebeausfalls 

so klein wie möglich gehalten wird. 

Unsere Monteure können nahezu jeden 

Getriebestandort weltweit innerhalb von 

24 Stunden erreichen. Denn wir wissen 

aus langjähriger Erfahrung, dass störungsfrei 

funktionierende Anlagen in der 

Industrie ein wesentlicher Wettbewerbsfaktor 

für die Produktivität sind.“ 

FIT FÜR DIE ZUKUNFT DANK 

PREDICTIVE MAINTENANCE 

Immer mehr Unternehmen arbeiten bei 

ihren Anlagen mit vorausschauender Wartung. 

Das bedeutet, dass nur dann gewartet 

oder ein Service durchgeführt wird, 

wenn Bauteile auszufallen drohen. Meist 

sind ältere Anlagen mechanisch in gutem 

Zustand, entsprechen jedoch im Steuerungs- 

oder Antriebsbereich meistens 

nicht mehr dem Stand der Technik. Außerdem 

haben manche Bau teile ihre Lebensdauergrenze 

erreicht und können jederzeit 

ausfallen. Im Sinne vorausschauender 

Wartung (Predictive Maintenance) ist es 

deshalb sinnvoll, solche Getriebe einem 

kompletten Retrofit zu unterziehen. Das 

spart Kosten und verhindert zudem einen 

unerwarteten Ausfall, der die ganze Produktionslinie 

lahmlegen kann. 

Bei einem Retrofit kann das Getriebe 

mit moderner Sensorik und Kommunikationstechnik 

ausgestattet werden. Dies ermöglicht 

die Erfassung und Analyse von 

Maschinenparametern wie Öltemperatur, 

Verschmutzungsgrad des Öls oder Geräuschpegel, 

um den Betriebszustand des 

Getriebes laufend zu überwachen. Die 

Auswertung der Daten gewährt dem Unternehmen 

wertvolle Einblicke, Erkenntnisse 

und Kennzahlen, die dabei helfen, 

die Produktions prozesse zu optimieren 

und die Betriebskosten zu reduzieren. 

In Zukunft wird eine vernetzte Produktion 

der Standard sein. Ein Retrofit ist 

eine interessante Möglichkeit, Getriebe 

fit in Richtung Industrie 4.0 zu machen, 

um die Grundsteine für eine erfolgreiche 

Zukunft des Unternehmens zu legen. 

Modernisierte Getriebe können so digital 

überwacht und vernetzt werden. 

Fotos: Kachelmann Getriebe GmbH 

www.kachelmann.de 

DIE IDEE 

„Retrofit oder Neuanschaffung? Diese 

Frage stellen unsere Kunden immer 

häufiger – vor allem in wirtschaftlich 

unsicheren Zeiten. Wir sind überzeugt, 

dass ein Retrofit viele Vorteile 

bietet und oft die wirtschaftlich 

sinnvollere Lösung ist. Für ein Retrofit 

sprechen niedrigere Investitionskosten 

– außerdem muss an der Anlage 

äußerlich nichts verändert werden. 

Deshalb beraten wir unsere Kunden 

gerne mit unserer jahrzehntelangen 

Erfahrung bei der Entscheidung ob 

Neuanschaffung oder Retrofit.“ 

Dipl.-Kffr. Andrea von Wartenberg, 

Geschäftsführerin, 

Kachelmann Getriebe GmbH


GETRIEBETECHNIK 

VERKANNTE STÄRKEN DER 

EVOLOIDEN GETRIEBE 

Getriebebauarten mit einer 

Zähnezahl gleich Eins bieten 

schnelle, wie langsame 

Betriebsgeschwindigkeiten; 

können rückdrehbar oder 

selbsthemmend modelliert 

werden. Ihre komplexe 

Herstellung erfordert besondere 

Fachkompetenz, 

lohnt sich aber. 

DIE IDEE 

Evoloidgetriebe sind Getriebe, bei denen mindestens ein Zahnrad weniger als 

fünf Zähne hat. Seit 1965 sind sie dafür bekannt in Stirnradgetrieben mit parallelen 

Achsen verbaut zu werden. Dabei haben Getriebe mit einer Ritzelzähnezahl 

gleich Eins (Z=1) besondere Vorteile. Inzwischen kann die Evoloidverzahnung 

in allen linear untersetzenden Getriebearten zum Einsatz kommen. Neben 

besagten Stirnradgetrieben zählen dazu Schraubenradgetriebe, Innenstirngetriebe, 

Zahnstangengetriebe, Kegelradgetriebe sowie Kronenradgetriebe. Aufgrund der 

komplexen Herstellung der Evoloidverzahnung findet die Methode allerdings nur 

selten Anwendung. 

VORTEILE 

Vorteile der Evoloidgetriebe mit Ritzelzähnezahl gleich Eins sind z. B. die wesentlich 

höhere Untersetzung pro Stufe. Außerdem sind gekreuzte, schräge und parallele Achsen 

in beliebigen Winkellagern möglich. Effiziente Wirkungsgrade erlauben den Wechsel in 

schnelle oder langsame Betriebsgeschwindigkeiten. Ihre Statik verleiht Evoloidgetrieben 

eine hohe Belastbarkeit. Die Verzahnung kann für eine hohe Untersetzung rückdrehbar 

oder für ein hohes Drehmoment selbsthemmend modelliert werden. Für 

eine selbsthemmende Verzahnung können die Verzahnungsparameter bei allen 

Getriebearten frei bestimmt werden. Das Bezugsprofil der Verzahnung entspricht 

DIN 58400, bzw. DIN 867. Ihre geringe Anzahl an Bauteilen macht das Getriebe 

robust und spart Wartungskosten ein. 

„Als Konstruktionsbüro für hochuntersetzende 

Getriebe streben wir seit 

geraumer Zeit an, die Zähnezahl des 

Antriebsritzels zu verringern, weil 

dadurch die Über- oder Untersetzung 

enorm gesteigert werden kann. Ist 

die Ritzelzähnezahl gleich 1, ist das 

Optimum der Übersetzung erreicht. 

Mit Anwendung der altbekannten 

Technik der Evoloidverzahnung ist es 

nun gelungen alle Getriebearten mit 

Ritzeln mit Z=1 zu gestalten. Damit 

sind parallele, gekreuzte, schräge und 

geschränkte Achsen der Getriebe, in 

beliebiger Winkellage, möglich.“ 

RÜCKDREHBARKEIT UND SELBSTHEMMUNG 

In der Aktorik, z. B. für Gebäudetechnik, Medizintechnik oder dem Automobilbau, 

werden oft Getriebe angewendet, die eine möglichst hohe Untersetzung ins Lang- 

Hans-Erich Maul ist Geschäftsführer der 

Maul Konstruktionen GmbH in Würselen 

Hans-Erich Maul, Geschäftsführer, 

Maul Konstruktionen GmbH 


Ein evoloides Stirnradgetriebe mit Zähnezahl 

Eins und einem Motorritzel mit Zähnezahl 

Zwanzig leistet eine Untersetzung von 20:1 

same und damit ein großes Drehmoment erzeugen. Gleichzeitig muss das Abtriebszahnrad 

wiederum rückdrehbar bleiben. Diese Getriebetechnik ist aus sicherheitstechnischen 

Gründen von Relevanz. Damit können die Aktoren in elektrisch gesteuerten 

Klappen oder Fenstern in Gebäuden oder Automobilen im Notfall eines Stromausfalls 

auch von Hand betätigt werden. 

Wiederum benötigen andere Anwendungen ein durch den Aktor erzeugtes hohes 

Drehmoment, das auch nach Abschaltung der elektrischen Spannung – also im nicht 

bestromten Zustand – seine Position halten muss. Als Beispiel kann hier die elektrische 

Parkbremse eines Elektroautomobils genannt werden. Der Aktor der Parkbremse 

besteht aus einem Elektromotor und Getriebe, die ein hohes Drehmoment 

erzeugen. Aufgrund der Selbsthemmung des Getriebes kann der Aktor auch nach der 

Abschaltung sein Drehmoment sicher halten. Die Verzahnungsparameter des Evoloidgetriebes 

mit Ritzelzähnezahl Eins können so angepasst werden, dass sowohl eine 

sehr leichte Rückdrehbarkeit, wie auch eine vollständige Selbsthemmung eingestellt 

werden kann. 

GERÄUSCHENTWICKLUNG 

Ein weiterer Vorteil der Evoloidgetriebe ist ihre geringe Geräuschentwicklung. Bei 

Untersetzungsgetrieben ist die Motorstufe aufgrund ihrer hohen Zahneingriffsfrequenz 

die größte Lärmquelle. Bei Evoloidgetrieben mit einem Ritzel-Zahnrad mit 

Zähnezahl Eins ist die geräuschverursachende Zahneingriffsfrequenz mit der 

Motorantriebsdrehfrequenz identisch. Dadurch wird die Zahneingriffsfrequenz in 

der ersten Stufe unter die Hörschwelle des Menschen gedrückt. Es werden nur die 

höheren harmonischen Stufen wahrgenommen, die einen niedrigeren Schalldruckpegel 

haben. In gebauten Getrieben kann das Geräusch um bis zu 10 dB(A) gesenkt 

werden. 

PARTNER FÜR DIE HERSTELLUNG 

Nach dem sich die positiven Eigenschaften von Evoloidgetrieben in diversen Tests 

bestätigen ließen, hat sich die Firma Maul Konstruktionen Evoloidgetriebearten mit 

Zähnezahl gleich Eins patentieren lassen. Das Konstruktionsbüro hat etliche Varianten 

dieser Getriebetechnik entwickelt und in Großserien produziert. Anhand ihres 

Erfahrungsschatzes erklärt die Firma, dass sich Evoloid-Zahnräder von Z=1 bis Z=5 

aus Kunststoffen und Metallen in Massenfertigungsverfahren mittels Urformverfahren 

oder Umformverfahren herstellen lassen. Ebenfalls geeignet für die Produktion sind 

mechanische Zahnradbearbeitungsmaschinen. Dies wiederum erfordert spezielle 

Anpassungen der Verzahnungswerkzeuge, Formfräser und Schleifscheibenkonturen, 

z. B. die Berechnung der Einstellparameter für Verzahnungsmaschinen. 

Das Konstruktionsbüro Maul aus Würselen verfügt für diese Aufgabe über ein breites 

Spezialwissen. Auf seiner Website zeigt das Unternehmen, wie evoloidverzahnte 

Zahnräder im Wälzschleifverfahren, Wälzfräsverfahren, Wälzschälverfahren, Wälzhonverfahren 

und Wälzstoßverfahren hergestellt werden können. 

Fotos: Maul Konstruktionen GmbH 

www.maul-konstruktionen.de


GETRIEBE FÜR DIE SCHWERINDUSTRIE 

MEHR ALS EIN 

BAUKASTENSYSTEM 

Je größer die Aufgabe, desto spezieller das Getriebe – 

der Antriebsspezialist SEW-Eurodrive sieht zwischen 

kundenspezifischer Getriebelösung in Losgröße 1 und 

standardisierten Universalantrieben keinen Widerspruch. 

Christian Rüttling ist Marktmanager Industriegetriebe bei 

der SEW-Eurodrive GmbH & Co KG in Bruchsal 


Richtmaschinenantriebe, Haspelgetriebe, 

Kammwalzgetriebe sind typische Applikationsgetriebe, 

die in der Stahl- bzw. Metallindustrie 

eingesetzt werden. Allgemeine Prozesse 

wie das Fördern oder Heben werden oft mit 

Standardantrieben realisiert, teilweise auch mit modifizierten 

Standardantrieben. In Stahlwerken gibt es 

jedoch zahlreiche weitere Antriebsaufgaben, die Getriebe 

erfordern, die speziell für die Gegebenheiten 

vor Ort konstruiert und gebaut werden. Oft 

sind dies Getriebe in Losgröße 1, denen keine vorkonstruierte 

Getriebebaureihe zu Grunde liegt. 

So individuell sich die Prozessrouten bei der Herstellung 

von Stahl, Aluminium und anderen Metallen 

darstellen, so vielseitig sind auch die Anforderungen 

an die hierfür eingesetzte Antriebstechnik. 

Der Getriebebauer SEW-Eurodrive aus dem nordbadischen 

Bruchsal kann mit seinem internationalen 

Produktionsnetzwerk sowohl auf standardisierte Antriebe 

als auch auf Sondergetriebe in Losgröße 1 zurückgreifen. 

Diese Flexibilität ermöglicht kostenoptimale 

Lösungen für die Kunden. 

GINO 

RESISTORS 

Maßgeschneiderte Lösungen 

Brems- Last-, 

Anlass-, Filter- und 

Erdungswiderstände 

Verkehrstechnik 

ZWISCHEN STANDARD UND 

INDIVIDUALISIERUNG 

Die Vorteile universell gestalteter Getriebebaureihen 

(„Universalgetriebe“) aus einem Baukastensystem 

für möglichst viele Applikationen und Branchen liegen 

auf der Hand. Diese Baureihen lassen sich mit 

meist geringem konstruktiven Aufwand an die spezifischen 

Anforderungen der Applikation anpassen. 

Das zugrundeliegende Baukastensystem und die damit 

einhergehenden Skaleneffekte führen letztendlich 

zu einer Kostenersparnis für den Maschinen- 

>> 

Besuchen Sie uns im Internet unter: www.gino.de 

01 Neben standardisierten Universalgetrieben bietet das 

breite Produktportfolio auch branchenspezifische Einheiten 

wie dieses Walzwerksgetriebe 

GINO AG 

Elektrotechnische Fabrik 

Friedrich-Wöhler-Straße 65 

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Tel.: +49 (0) 228-98 98 6-0 

Fax: +49 (0) 228-98 98 6-38 

E-Mail: info@gino.de 

GINO AG 

Niederlassung Eisenach 

Heinrichstraße 47 

D-99817 Eisenach 

Tel.: +49 (0) 36 91-777-0 

Fax: +49 (0) 36 91-777-307 

E-Mail: info@gino.de


02 

03 

bauer. Das Gleiche gilt für den Endanwender, der im Falle der Wiederbeschaffung 

eines Getriebes oder des Bezugs von Ersatzteilen ebenfalls von geringeren Einkaufspreisen 

profitieren soll. 

Der Spagat zwischen standardisierten Universalgetrieben auf der einen und 

kundenindividuellen Sonderlösungen auf der anderen Seite gelingt SEW-Eurodrive 

mit seinem breiten Produktportfolio, das sich aus dem internationalen 

Werksverbund des Getriebespezialisten speist. So lassen sich viele Antriebsaufgaben 

mit den universalen Stirn- und Kegelstirnradgetrieben der Baureihe X oder 

den Planetengetrieben der Baureihe P lösen. Diese Baureihen im Drehmomentbereich 

zwischen 6 und 600 kNm kommen u. a. aus dem Großgetriebewerk in 

Bruchsal, am Hauptsitz von SEW-Eurodrive. Das 2010 eröffnete Werk ist das 

jüngste im globalen Industriegetriebe-Produktionsnetzwerk. Weitere Großgetriebewerke 

sind z. B. die Produktionsstätten im finnischen Karkkila, unweit von Helsinki 

sowie im westböhmischen Pilsen. SEW-Eurodrive hat die Möglichkeit, Sondergetriebe 

zu bauen, die individuell nach Kundenwunsch konstruiert werden 

(„Design-to-Order“). Besonders im Bereich der Applikationsgetriebe für die 

Stahlindustrie bestehen langjährige Erfahrungen, die aus zahlreichen realisierten 

Projekten herrühren. Auf den eigenen Maschinen werden z. B. Richtmaschinenantriebe, 

Haspelgetriebe oder Kammwalzgetriebe gefertigt. Mit hohem Grad eigener 

Wertschöpfung (Verzahnteile und Wellenfertigung, Einsatzhärten usw.) will 

der Getriebebauer durch Qualität und Zuverlässigkeit überzeugen. 

ANWENDUNGSSPEZIFISCHE LÖSUNGEN 

Die Koordinierung zu den Auslandwerken sowie das gesamte Projektmanagement 

erfolgt über die Landesgesellschaft in Deutschland. Dadurch gibt es für die 

Kunden von SEW-Eurodrive keinerlei Schnittstellenprobleme. Das zeigte sich im 

Fall eines Getriebe-Drop-in bei einem namhaften deutschen Stahlhersteller. Im 

Zuge einer Prozessoptimierung musste die Antriebsleistung an der Haspelanlage 

um das Dreifache gesteigert werden. Die drei vorhandenen Getriebe waren für 

die vorgesehene Erhöhung der Antriebsleitung zu schwach bemessen, weshalb 

man sich für einen Austausch entschied. Um die Anpassungen an der Anlage 

möglichst gering zu halten, sollten die Anbaumaße der vorhandenen Antriebe 

beibehalten werden. Gleichzeitig mussten Verzahnung, Lager, Wellen usw. auf 

die neue Antriebsleistung dimensioniert werden. Mit dieser Aufgabe wurde 

SEW-Eurodrive beauftragt. Der Getriebespezialist benötigte – von der Berechnung 

und Konstruktion über die Fertigung und Montage bis zur Lieferung – insgesamt 

25 Wochen. Für die drei neuen Haselgetriebe, jeweils auf mehr als 

1 200 kW Antriebsleistung ausgelegt, wurden Stahlschweißgehäuse gefertigt, die 

in den vorhandenen Bauraum integriert werden konnten. Mit einer Gesamthöhe 

von mehr als 3 m und einer Masse von jeweils rd. 11 t zeigen diese Getriebe eindrucksvoll 

die Möglichkeiten von SEW-Eurodrive im Sondergetriebebau. 

Fotos: Aufmacher: Shutterstock; 01-03: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG 

www.sew-eurodrive.de 

02 Im Hauptsitz des Unternehmens laufen die Fäden 

zusammen: Das dazugehörige Großgetriebewerk in 

Bruchsal fertigt u. a. Antriebe der Baureihe X 

03 Richtmaschinengetriebe sind typische Applikationsgetriebe, 

die in der Stahl- oder Metallindustrie 

eingesetzt werden 

DIE IDEE 

„Design to Order (DTO): In einigen 

Branchen sind die Antriebsaufgaben 

oft so speziell, dass sie Sondergetriebe 

erfordern, die in Losgröße 1 

produziert werden. SEW-Eurodrive 

kann mit seinem internationalen 

Produktionsnetzwerk sowohl auf 

standardisierte Antriebe als auch auf 

individuelle Sondergetriebe zurückgreifen 

– weltweit und in eigener 

Produktion, ganz auf die Applikation 

des Kunden zugeschnitten.“ 

Christian Rüttling, Marktmanager 

Industriegetriebe, SEW-Eurodrive 

GmbH & Co KG 


MARKTPLATZ 

DOPPELT GEGEN ANGRIFFSLUSTIGE 

EINDRINGLINGE GEWAPPNET 

Um Gleitlager, die in 

Land- und Baumaschinen 

zum Einsatz 

kommen, vor Belastungen 

durch Sand und 

Schmutz zu schützen, 

hat Igus Dichtungen aus 

Filz entwickelt. Sie 

werden einfach auf den 

Bund des Iglidur 

Gleitlagers gesetzt, das 

bereits weitestgehend 

resistent gegen externe 

Einflüsse ist. „Der Vorteil 

von Filz ist, dass 

Schmutz beim Eindringen sich weiter in der Filzstruktur verdichtet“, 

sagt Stefan Loockmann-Rittich, Leiter Geschäftsbereich 

Iglidur Gleitlager. „Durch den Einsatz von Iglidur Gleitlagern mit 

den Dichtungen kann der Anwender Wartungsintervalle, 

Schmierstoffe und damit Kosten einsparen.“ Sollte optional eine 

Initialschmierung gewünscht sein, sorgt der Filz dafür, dass das 

Fett im Lager bleibt und nicht verunreinigt wird. Angaben zufolge 

haben Funktionsläufe im Testlabor gezeigt, dass ein mit Filz 

gedichtetes Iglidur Gleitlager unter Sand eine 50-mal höhere 

Lebensdauer als eines ohne Dichtung erreicht. Auch die Welle 

habe weniger Abnutzungspuren aufgewiesen. 

www.igus.de 

HOCHPRÄZISE ZYKLOIDGETRIEBE FÜR 

WERKZEUGMASCHINEN 

Zykloidgetriebe 

von Nabtesco 

zeichnen sich 

durch Präzision, 

eine hohe 

Verdrehsteifigkeit 

und hohe 

Untersetzungsverhältnisse 

aus. Damit 

können sie die 

Wirtschaftlichkeit 

von 

Werkzeugmaschinen verbessern. Ob CNC-Maschinen, Bearbeitungszentren 

oder flexible Fertigungszellen: für jede Applikation 

gibt es die passende Getriebelösung. Eine hohe Untersetzung 

bewirkt, dass das Massenträgheitsverhältnis von Anwendung zu 

Motor sehr gering ist. Dadurch wird die Regelqualität vom Motor 

besser und das Risiko von Vibrationen im Antriebsstrang geringer. 

Durch die hohe Verdrehsteifigkeit und dauerhafte Präzision 

können z. B. Werkzeugwechselvorgänge reduziert werden. Die 

speziellen Robotik-Getriebelösungen helfen Anwendern, Systeme 

zu entwickeln, die ein hauptzeitparalleles Be- und Entladen 

ermöglichen. Ketten- und Scheibenmagazine profitieren von 

Getriebelösungen mit Gehäuserotation. Bei ihnen dreht sich 

nicht die Abtriebswelle, sondern das Gehäuse des Getriebes. 

www.nabtesco.de

WISSEN 

SCHAFFT 

IDEEN 

antriebstechnik 

Newsletter 

Der E-Mail-Service 

für Anwender 

aus dem gesamten Umfeld 

mechanischer und 

elektrischer Antriebstechnik. 

Aktuelle Nachrichten 

rund um mechanische, 

thermische und elektrische 

Antriebstechnik, 

sowie deren Steuerungen 

und Regelungen. 

OPTIMALE PERFORMANCE IM SCHALTSCHRANK 

Nord Drivesystems 

liefert die 

Nordac Pro SK 

500E-Frequenzumrichter 

für 

den Schaltschrankeinbau 

in elf Baugrößen 

für Leistungen 

von 0,25 bis 

160 kW. Mit der 

neuen Produktfamilie Nordac Pro SK 500P hat der Hersteller jetzt eine neue Generation 

Frequenzumrichter eingeführt. Sie zeichnet sich durch eine hohe Funktionalität 

– z. B. integrierte Positionierfunktion und Betrieb von Synchronmotoren –, 

Konnektivität – u. a. mit USB-Schnittstelle und Universal-Ethernet-Interface – sowie 

Modularität aus. So gibt es Basis- und Advanced-Umrichter mit Optionsbaugruppen 

zur Schnittstellenerweiterung. Neben verbesserten Eigenschaften und Leistungsmerkmalen 

übernimmt die neue Umrichtergeneration die bekannte Nordac-Parameterstruktur 

und ist physisch und funktionell abwärtskompatibel. Frequenzumrichter 

für Anwendungen mit großen Leistungen auf begrenzter Fläche sind – trotz des 

Trends zur Dezentralität – geschützt im Schaltschrank meist besser untergebracht. 

www.nord.com 

PROPORTIONAL-ABSPERRVENTIL FÜR FLÜSSIGKEITEN 

UND LUFT 

Beim Eclipse, Clippards neuem Proportionalventil für Flüssigkeiten und Luft, kommt 

einer der robustesten und leistungsstärksten Miniatur-Linearantriebe der Branche 

zum Einsatz. Die Komponente verfügt über eine Keramik-Gleitdichtung und besitzt 

eine Durchflussauflösung von 0,19 ml pro Minute für Wasser bzw. 0,007 l pro Minute 

für Luft bei maximal zwei Bar. Anwender können für das Ventil zudem benutzerdefinierte 

Durchflussprofile erstellen. Das zum Patent angemeldete stufengesteuerte 

Proportionalventil eignet sich besonders für kritische Anwendungen in der Flüssigkeits- 

und Gasversorgung, in der medizinischen, analytischen und industriellen 

Automatisierung und immer dann, wenn es auf sehr gute Auflösung und hohe 

Wiederholbarkeit ankommt. 

www.clippard.eu 

POWERSTOP-FAMILIE AUF VIER SERIEN AUFGESTOCKT 

Jetzt 

kostenlos 

anmelden! 

IMMER 

AKTUELL 

INFORMIERT 

http://bit.ly/VFV_Newsletter 

Die Industriestoßdämpferreihe 

PowerStop der Zimmer 

Group ist ab sofort in vier 

Serien erhältlich. Power- 

Stop 2.0 umfasst Mini 

Energy, die überarbeiteten 

Modelle Standard Energy 

und High Energy sowie die 

neue Adjustable Energy- 

Variante. Letztere bietet 

einen einstellbaren Dämpfer, 

der einen Geschwindigkeitsbereich 

von 0,1 – 5 m/s abdeckt. Anwender können zwischen einer Langhuboder 

Normalhub-Version wählen, wenn ein starkes und kurzes Abbremsen oder ein 

sanfterer Dämpfungsvorgang mit geringerer Verzögerung erwünscht ist. Zudem 

besteht beim Adjustable Energy die Möglichkeit, den Stoßdämpfer so zu justieren, 

dass der gesamte Hub bis zum integrierten Festanschlag ausgenutzt werden kann. 

Der erhöhte Härtegrad W (weich) liegt bei 3 bis 5 m/s Aufprallgeschwindigkeit. 

Sämtliche PowerStop-Produkte bestehen aus einem Gehäuse und einer Kolbenstange 

aus Edelstahl. Sie werden in den Gewindegrößen M4-M36 sowie verschiedenen 

Schutzarten angeboten. M45- und M64-Ausführungen sind in Planung. 

www.zimmer-group.de

MODUL ERMÖGLICHT DIREKTE 

AUSWERTUNG 

Aktive und passive 

Drehmomentaufnehmer 

direkt 

auswerten: Das 

ermöglichen die 

beiden Transducer- 

Schnittstellen des 

Optionsmoduls, das 

Sieb & Meyer für 

den Servoverstärker 

SD3 verfügbar 

gemacht hat. 

Systemhersteller 

können so auf 

externe Auswerteelektroniken 

verzichten. Der SD3 

ist ein Servoverstärker 

für komplexe 

Antriebsaufgaben, z. B. für das servomotorische Schrauben, 

Pressen oder von servomotorischen Hebeeinrichtungen. 

Servoverstärker werden häufig bei Bearbeitungsprozessen 

eingesetzt, bei denen ein Großteil des Know-hows im 

Bewegungsprofil und der Auswertung von Prozessgrößen 

liegt. Das Optionsmodul schließt hier eine Lücke. Durch die 

direkte Integration der Schnittstellen im Servoverstärker und 

dem Applikationsprogramm wird gleichzeitig auch die 

Auswertegüte verbessert, da die Auswertung im Systemtakt 

ohne zusätzliche Latenzzeiten erfolgt. Des Weiteren lässt 

sich mit der neuen Hiperface DSL-Motor-Feedback-Schnittstelle 

der Motor per Einkabeltechnologie anbinden. 

www.sieb-meyer.de 

0001421380_000001.pdf - 07.01.2015 

ERSTBEFETTUNG VON KUGELGEWINDE- 

TRIEBEN OPTIMIERT 

Steinmeyer hat 

seine Schmierstoffpalette 

neu aufgestellt. 

Ab sofort 

werden alle 

Kugelgewindetriebe 

des Herstellers mit 

Stoffen aus diesem 

Portfolio erstbefettet. 

Für eine höhere 

Prozesssicherheit 

bei der Erstbefettung 

setzt das Unternehmen zudem nun auf Teilautomation. Die 

Erstbefettung dient dazu, die Schmierstoffversorgung bis 

zur Zentralschmierung oder manuellen Nachschmierung 

sicherzustellen. Letztere kann mit Fetten erfolgen, deren 

Grundöl und Seifenbasis mit dem Erst-Schmierstoff verträglich 

sind. Das neue Schmierstoff-Portfolio berücksichtigt 

daher vor allem die Kompatibilität mit dem Nachschmierstoff. 

Dabei wird, je nach Anwendung, der Standard- 

Schmierstoff, Wälzlagerfette oder – für Hochtemperaturoder 

Vakuumanwendungen – ein synthetischer Schmierstoff 

eingesetzt. Das Fett wird bei der Erstschmierung in einem 

teilautomatisierten Prozess gleichmäßig in der Mutter 

verteilt und so die optimale Fettmenge in den Kugelgewindetrieb 

appliziert. 

www.steinmeyer.com 

Gewalzte 

Ringe 

Zylindrisch oder profiliert. 

Außendurchmesser von 150 - 2000 mm, 

Gewicht von 3 kg - 1500 kg. 

Werkstoffe: Bau-, Edelbau- und Wälzlagerstähle, 

Werkzeugstähle, Rostfrei-Qualitäten, Nickelbasisund 

Titanlegierungen. 

Gewalzte Ringe • Blankstahl 

Platestahl Umformtechnik GmbH 

Platehofstraße 1 - 58513 Lüdenscheid - Germany 

Tel.: 02351 439-0 - info@platestahl.com 

Fax: 02351 439-355 - www.platestahl.com 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/06 37 

Platestahl.indd 1 06.12.2018 17:58:29


MASSGESCHNEIDERTE BREMSEN 

FÜR JEDEN COBOT DIE 

RICHTIGE GRÖSSE 

Das vielfältige Modellangebot an Robotern erweitert die 

Einsatzmöglichkeiten ständig. So können mittlerweile auch kleinere 

Unternehmen mithilfe von kleinen Knickarmrobotern oder Cobots ihren 

Betrieb automatisieren und Produktionsprozesse wirtschaftlicher gestalten. 

Allerdings steht bei allen Robotern die Sicherheit an erster Stelle. 

Dipl.-Ing. Meike von Kutzleben und Daniel Guggolz, beide bei der 

Kendrion GmbH in Villingen 


01 Die Federdruckbremse 

ist für 

Robotiklösungen bis 

etwa 20 kg Traglast 

ausgelegt; sie ist 

extrem flach und für 

Hohlwellenantriebe 

oder innenliegende 

Kabelführung geeignet 

Damit bei einem Steuerungs- oder Stromausfall weder 

Mensch noch Investitionsgut zu Schaden kommt, 

werden elektromagnetische Bremsen in den Achsen 

eingebaut, um den Roboterarm im Störungsfall sicher 

in Position zu halten. Unterschiedliche Funktionsprinzipien, 

Baugrößen und Leistungsklassen stellen sicher, dass sich 

für die verschiedenen Roboter die richtigen Bremsen finden 

lassen. Dort wo Standardlösungen nicht in Frage kommen, 

bietet Kendrion dem Anwender die passende Lösung – zugeschnitten 

auf die individuelle Applikation. 

Sicherheitsbremsen in der Robotik haben zwei Aufgaben: 

Sie müssen die bewegten Massen aus der Bewegung in Notsituationen 

oder Störungsfällen abbremsen und diese im Stillstand 

sicher halten. Ihr Bremsmoment bzw. ihre Bremskraft 

wird über vorgespannte Federn oder über Permanentmagnete 

erzeugt. Geöffnet werden die Bremsen elektromagnetisch. Im 

stromlosen Zustand sind sie geschlossen. Dadurch sorgen sie 

dafür, dass es bei allen Betriebsbedingungen einschließlich 

Not-Aus und Stromausfall nicht zu Kollisionen kommt, z. B. 

zwischen Mensch und Roboterarm. Selbst bei einer Beschädigung 

der Bremse, etwa durch Bruch der Energiezuleitung oder 

Ausfall der Magnetspule, besteht keine Gefahr, denn die 

Bremswirkung ist auch bei Störungen sichergestellt. Ein Roboter 

ohne elektromagnetische Bremsen, die die Sicherheit jederzeit 

gewährleistet, ist deshalb nicht denkbar. 

EINBAUBEDINGUNGEN ABHÄNGIG VOM 

ROBOTERTYP 

Die Einbaubedingungen für Sicherheitsbremsen in Robotern 

unterscheiden sich voneinander, da sie vom jeweiligen Robotertyp 

abhängig sind. Bei großen Industrierobotern lassen sich 

die Bremsen i. d. R. problemlos unterbringen; hier gibt es an 

den extern angebrachten Servomotoren genügend Platz. 

Schwieriger wird es bei dem schnell wachsenden Markt der 

kleinen Knickarm- und kollaborativen Roboter. Hier sitzen die 

Motoren oft ohne Gehäuse direkt im Gelenk, in dem auch die 

Sicherheitsbremse ihren Platz finden muss.


02a 

02b 

03a 

03b 

02 Die Bremsen eignen sich auch für 

viele andere Applikationen, die geringe 

geometrische Abmessungen erfordern, 

z. B. fahrerlose Transportfahrzeuge (a) 

oder medizintechnische Geräte (b) 

03 Auf dem schnell wachsenden 

Markt der Cobots, sitzen die Motoren 

oft ohne Gehäuse direkt im Gelenk; 

für Sicherheitsbremsen gibt es hier nur 

wenig Raum 

04 Wasserfall: stabiles und strukturiertes 

Gerüst für die Entwicklung, 

aber unflexibel und zeitintensiv; 

agiles Entwicklungsmodell: schnell 

und flexibel 

Yuanda Robotics, ein junges Start-up-Unternehmen aus Hannover, 

hat einen neuen, vielseitig einsetzbaren kollaborativen Roboter 

entwickelt. Als Allround-Werkzeug, das sich schnell integrieren 

lässt, eignet sich der kleine Roboter – bei übersichtlichen Investitionskosten 

– für Präzisionsanwendungen in verschiedenen industriellen 

Umgebungen. Er kann bei halb- und vollautomatisierten Prozessen 

eingesetzt werden und dabei nahtlos mit dem Menschen zusammenarbeiten. 

Die sechs Robotergelenke des Cobots, der eine Tragkraft 

bis 7 kg hat, bieten allerdings kaum Raum für die Sicherheitsbremsen. 

Gesucht wurden also kleine, v. a. sehr flache Bremsen, die 

gleichzeitig aber noch einen großen Innendurchmesser haben sollten, 

um die Verkabelung hindurchzuführen. Eine Stiftverriegelung, 

wie sie in ähnlichen Roboterarmen verwendet wird, kam aufgrund 

des hohen Anspruchs an die Sicherheit für Yuanda nicht infrage. 

Das Start-up wandte sich an die Bremsenspezialisten von Kendrion. 

Deren 2017 speziell gegründetes Robotik-Team entwickelte innerhalb 

kürzester Zeit maßgeschneiderte, besonders flache Federdruckbremsen, 

mit denen Yuanda Robotics das Projekt dann zügig 

umsetzen konnte. Flexible Methoden, kreative Arbeitsweisen 

und die enge Zusammenarbeit zwischen Anwender, Vertrieb und 

Technik haben die Entwicklungszeit der neuen Produkte deutlich 

verkürzt. 

AGILES ENTWICKLUNGSKONZEPT 

SPART ZEIT UND KOSTEN 

Das Robotik-Team von Kendrion arbeitet nicht nach dem in der Produktentwicklung 

meist üblichen linearen Vorgehen des sog. Wasserfallmodells. 

Dieses ist in streng aufeinander folgenden Projektphasen 

organisiert. Dabei gehen die Phasen-Ergebnisse kaskadenartig wie 

bei einem Wasserfall immer als bindende Vorgaben für den nächsttieferen 

Projektschritt ein. Für eine Produktenwicklung muss der Kunde 

seine Anforderungen in Pflichten- oder Lastenheften also haarklein 

definieren – und zwar vor Projektbeginn. Oft kristallisiert sich jedoch 

erst im Laufe des Entwicklungsprozesses heraus, welche Funktionen 

im Einzelnen tatsächlich benötigt werden. Die Entwicklung einer 



Klassisches Projektmanagement / Wasserfallprinzip 

04 

Agiler Ansatz 

neuen Robotikbremse hätte auf diese Weise gut zwei Jahre gedauert. 

Deshalb verfolgt das Robotik Team von Kendrion einen neuen Weg. 

Zum Erfolg von Entwicklungsprojekten trägt einfache und effiziente 

Kommunikation mindestens ebenso bei wie die eingesetzten 

Arbeitsmethoden. Deshalb arbeitet das Team nach dem agilen 

Prinzip, d. h. es arbeitet sehr eng mit dem Kunden zusammen und 

steht im ständigen Kontakt mit ihm. Details können so schnell geklärt 

und Missverständnisse sofort beseitigt werden. Die Gefahr, 

dass Produkte in eine falsche Richtung entwickelt werden, wird 

durch mehrere Zwischenziele minimiert. Überegelmäßige Feedbackrunden 

zwischen dem Kunden und den Bremsenexperten 

wird der aktuelle Stand des Projekts geteilt und Anpassungen können 

direkt einfließen. Insgesamt verkürzte sich die Entwicklungszeit 

für die flachen Federdruckbremsen mit Hohlwelle auf ein 

halbes Jahr. Erste Muster standen bereits nach drei Monaten zur 

Verfügung, sodass Yuanda Robotics im Projekt „Cobot“ zügig erste 

Tests realisieren konnte. 

PLATZSPARENDES DESIGN UND 

GERINGES GEWICHT 

Die Federdruckbremsen der Servo Slim Line-Baureihe, die das Resultat 

der Entwicklungsarbeit waren, sind für Robotiklösungen bis 

etwa 20 kg Traglast ausgelegt. Die „schlanken“ Einscheibenbremsen 

sind extrem flach und durch ihren großen Innendurchmesser 

gut für Hohlwellenantriebe geeignet. In dem Kundenprojekt mit 

Yuanda Robotics findet die Variante mit 70 mm Durchmesser in 

den unteren Gelenken, die 50-mm-Variante in den oberen Platz. In 

beiden Fällen lassen sich die Kabel problemlos durchführen. 

Die Servo Slim Line-Bremsen sind aber nicht nur für Leichtbauroboter 

geeignet, bei denen die Antriebe im Inneren verbaut sind. 

Sie eignen sich auch für viele andere Applikationen, bei denen geringe 

geometrische Abmessungen erforderlich sind. Typische Anwendungsbereiche 

finden sich z. B. bei Fahrerlosen Transportfahrzeugen, 

bei medizintechnischen Anwendungen und überall dort, 

wo ein platzsparendes Design und ein geringes Gewicht unabdingbar 

sind. Agile Entwicklungskonzepte haben dazu geführt, dass die 

neuen, flachen Federdruckbremsen innerhalb kurzer Zeit auf den 

Markt gebracht werden konnten. Bei der Validierung und Verifikation 

der Werte kann sich der Anwender auf das kompetente Labor 

des Bremsenspezialisten verlassen. Das Labor ist ausgestattet mit 

Prüfvorrichtungen für den Messbereich von 0,1 Nm bis hin zu 

10 000 Nm. Sämtliche Messdaten werden unter verschiedenen Einsatzbedingungen 

wie Temperatur, Reibarbeit, Drehzahl und Drehrichtung 

aufgezeichnet und für die technischen Daten herangezogen. 

Durch diese Möglichkeiten werden dem Anwender fundierte 

technische Angaben bereitgestellt. 

Fotos: Aufmacher, 02a und 02b: istockphoto; 03b: Yuanda Robotics GmbH; 

sonst.: Kendrion GmbH 

www.kendrion.com 

DIE IDEE 

„Wir wollten durch neue Arbeitsmethoden 

schnell und unkompliziert 

mit dem Kunden eine passende 

Lösung erarbeiten. Durch die extrem 

enge Zusammenarbeit zwischen 

Anwender, Vertrieb und Technik 

haben wir innerhalb kürzester Zeit 

die besonders flachen Federdruckbremsen 

der Baureihe Slim Line 

entwickelt. Diese sind für Robotiklösungen 

bis etwa 20 kg Traglast 

ausgelegt. Sie sind bezogen auf ihre 

Leistungsdichte flacher und leichter 

als der Marktstandard und durch 

ihren großen Innendurchmesser gut 

für Hohlwellenantriebe geeignet.“ 

Dipl.-Ing. Meike von Kutzleben und 

Daniel Guggolz, Kendrion GmbH 



SERVOMOTOREN 

PROTHESEN-UNIKATE ZUM 

AUSDRUCKEN 

Orthopädische Prothesen und Orthesen per 3D-Drucker herzustellen, 

beschäftigt die Industrie seit langem. In einem laufenden Forschungsprojekt 

wurde ein Rotationsdruckverfahren entwickelt, das in absehbarer Zeit die 

Basis für eine schnelle und rentable Marktanwendung bilden soll. 

Kathleen Stöhr ist Marketingleiterin bei der 

Jenaer Antriebstechnik GmbH in Jena 



Ein großes Problem der orthopädischen Erstversorgung 

ist die rasche als auch kostengünstige Herstellung von 

Prothesen-Elementen. Grund ist, dass es sich bei Prothesen 

in überwiegender Anzahl um Spezialanfertigungen 

handelt. Um diese Situation zu verbessern, hat das 

Pro-O-Light-Netzwerk gemeinsam mit der Hochschule Mittweida 

und diversen Partnern aus der Maschinenbau- und 

Elektrobranche ein Forschungsprojekt von großer perspektivischer 

Zukunft aufgestellt, das auch vom BMWI (Bundesministerium 

für Wirtschaft und Energie) gefördert wird. 

In der Vergangenheit war der Herstellungsprozess von 

Prothesen und Orthesen mit den herkömmlichen Verfahren 

langwierig, komplex und dementsprechend teuer. Als Beispiel 

sei hier die Produktion von Kopforthesen aufgeführt: 

Diese werden vor allem bei der sogenannten Helmtherapie 

zur Behandlung von Schädelverformungen und -asymmetrien 

bei Säuglingen in den ersten Lebenswochen angewendet. 

Eine weitere Anwendungsform ist die Kopforthese zur Stabilisierung 

nach einem Unfall. Bisher wurden Kopforthesen 

nur manuell gefertigt. 

Das 3D-Druckverfahren hat bereits in anderen Branchen, 

was die Produktion in Losgröße 1 angeht, neue Herstellungsmöglichkeiten 

eröffnet. Im praktischen Umfeld der Orthopädietechnik 

blieben die etablierten additiven Druckverfahren 

mit nur einem Druckkopf allerdings zunächst hinter den 

Erwartungen zurück. Der Fertigungsprozess war sehr zeitaufwändig, 

kaum wirtschaftlich und erfüllte nicht die Anforderungen 

der Mediziner. 

Ein neuartiges 3D-Druckverfahren ermöglicht nun die 

Herstellung einer Kopforthese ohne die mühsame Abnahme 

von Gipsabdrücken, die bei Säuglingen aufgrund des noch 

wachsenden Kopfes sogar mehrfach erfolgen muss. Mit dem 

neuen Verfahren entsteht eine deutlich leichtere Orthese mit 

einer offenen, angenehm zu tragenden Struktur. 

MECHANISCHER AUFBAU 

Die Besonderheit der neuen 3D-Drucktechnik ist der rotierende 

Arbeitstisch und die bis zu vier gleichzeitig aktiven 

Druckköpfe. Diese Herangehensweise ermöglicht extrem 

hohe Arbeitsgeschwindigkeiten. Da die Druckköpfe nur unidirektional 

arbeiten, ist die Ausbildung einer besonderen 

Druckkopfdüsengeometrie möglich. Bei einem durchschnittlichen 

Einsatz von vier Druckköpfen lässt sich eine 

Prothese in unter 60 Minuten drucken. 

Damit sich die Druckköpfe bei mittleren Verfahrwegen 

während des Druckvorganges über ihre mechanischen Führungen 

nicht behindern, galt es eine neue Technologie zu entwickeln. 

Die Lösung bestand darin, das Werkstück nicht, wie 

herkömmlich, auf einem festen oder in XYZ-Richtung bewegbaren 

Tisch zu positionieren, sondern während des Druckvorganges 

in eine Rotation zu versetzen. Da bei den Geometrien 

ohnehin eine tangentiale Ausrichtung der Druckkopfdüse 

zum Werkstück gegeben ist, lassen sich dadurch wesentlich 

höhere Druckgeschwindigkeiten realisieren. 

Durch die kontinuierliche Rotation des Werkstücks sind die 

Verfahrwege der Druckköpfe auf ein Minimum reduziert. 

Die Kombination aus radialer Bewegung der Druckköpfe, 

der Rotation des Werkstücks und einem weiteren Hubmechanismus 

am Arbeitstisch ermöglicht praktisch die Herstellung 

von räumlichen Freiformobjekten. 

Einen entscheidenden Anteil hat bei diesem Verfahren die 

Antriebstechnik. Nach sorgfältiger Recherche entschied sich 

die FGMD GmbH, die das Netzwerkmanagement und die 

Projektkoordination verantwortet, für die Jenaer Antriebstechnik 

(JAT) als Partner. Ausschlaggebend für die Wahl 

waren vor allem die lokale Nähe sowie das breite Portfolio 

und die hohe Kompetenz in der Antriebstechnik. 

ANFORDERUNGEN AN DIE 

ANTRIEBSSTRÄNGE 

Mit dem Forschungsprojekt bot sich für die JAT die Gelegenheit, 

das Geschäftsfeld um ein innovatives und neuartiges 

3D-Druckverfahren zu erweitern. Dadurch erhält die JAT die 

Chance, ihr Leistungsspektrum für 3D-Druck-Lösungen zu 

erweitern und das innovative Potenzial für die Adaption weiterer 

Anlagen zu nutzen. 

Die Konstrukteure gehen davon aus, dass der neuartige 

Druck die Prozessgeschwindigkeit um den Faktor zehn erhöhen 

kann. Die gleichzeitige Aktivität mehrerer Köpfe sowie 

EIN VOLLKOMMEN NEUARTIGER 

FERTIGUNGSANSATZ 

eine zusätzliche Erhöhung der Druckgeschwindigkeit, macht 

allerdings die Entwicklung eines Druckkopfes mit neuer 

Düsen-Geometrie erforderlich. Hier kommt das spezielle 

Druckkopfantriebskonzept von JAT zum Einsatz. 

Eine der größten Herausforderungen bestand im Zusammenspiel 

der Druckköpfe und deren Antrieben. Die Druckköpfe 

müssen, entgegen dem aktuellen Stand der Technik, 

nicht nacheinander ihre Arbeitsposition anfahren und dort 

den Druckvorgang vollziehen, sondern sich gleichzeitig individuell 

zur druckenden Geometrie positionieren – eine Kollision 

der Druckköpfe ist dabei ausgeschlossen. So sind sie 

an der jeweiligen Tangente zum richtigen Zeitpunkt platziert, 

und während dieses dynamischen Prozesses wird die 

richtige Menge an Druckmaterial extrudiert. Der sich ständig 

ändernde Umfang, verschiedene Geschwindigkeiten für den 

jeweiligen Druckkopf, die damit verbundene Berechnung 

unterschiedlicher Mengen an Material und die Abhängigkeit 

dieser Komponenten sind ein vollkommen neuartiger, aber 

erforderlicher Fertigungsansatz. 

Um das Kostenziel zu erreichen, entschied sich die Jenaer 

Antriebstechnik für das Ecostep-Antriebssystem. Es eignet 

sich besonders gut für preissensitive Anwendungen, da es 

mit einem hochpoligen Servomotor mit Rückführung in


01 02 

01 Die Tests an einem Modell eines Antriebsstrangs des Rotationsdruckers bewiesen, 

dass sich das Ecostep-System bestens für die Anwendung eignet 

02 Herr Mauersberger (Bild links), Konstruktionsstudent Hochschule Mittweida, und 

Herr Petzold, Projektverantwortlicher an der Hochschule Mittweida, beim 3D-Scannen 

Form eines Encoders arbeitet. Im Vergleich 

zu Antriebstechnologien ohne geschlossenes 

Lager, erreicht das Ecostep- 

Antriebssystem eine wesentlich höhere 

Dynamik und Betriebssicherheit. So besteht 

nicht die Gefahr, dass der Motor seine 

Position verliert. Zudem bietet der Antriebsregler 

eine hohe Konnektivität an 

übergeordnete Systeme wie z. B. eine SPS. 

Schnittstellen wie CANopen, EtherCAT, 

Profibus, Profinet, Ethernet, RS485, RS232 

sind ansprechbar. Für das 3D-Druck Projekt 

kam eine Siemens SPS S7-1500 mit 

TIA-Portal zum Einsatz. Die Ecostep-Antriebe 

wurden über Profinet angesteuert. 

DIE REALISIERUNG DER 

ANTRIEBE 

Der mechanische Aufbau des 3D-Hochgeschwindigkeits-Rotationsdruckers 

benötigt 

insgesamt zwölf Ecostep-Antriebe. Für die 

horizontalen und vertikalen Y- und Z-Linearachsen, 

die für eine flexible Positionierung 

des Extruders verantwortlich sind, kommen 

Spindelantriebe zum Einsatz. Beim 

Motor handelt es sich um den Ecostep- 

Motor aus der Baureihe 23S21 mit einer 

Absolutwert-Encoder-Rückführung. Derselbe 

Antriebstyp positioniert auch den 

Rundtisch. Zur Förderung des Materials in 

den speziell für diesen Einsatz entwickelten 

Druckköpfen werden vier Ecostep- 

Motoren des Typs 17H13 mit Inkremental- 

Encoder verwendet. Diese Achsen werden 

linear interpoliert. Der Algorithmus dafür 

ist in den Servoverstärkern Ecovario D114 

integriert. Da es sich bei diesem Servoverstärker 

um eine kompakte Doppelendstufe 

handelt, steuern sechs Verstärker die 

insgesamt zwölf Motoren an. 

Um ein bestmögliches Druckresultat in 

Bezug auf Präzision und Geschwindigkeit 

zu erreichen, ist eine hohe Bahntreue der 

Antriebe unabdingbar. Gerade bei solchen 

hochdynamischen Anwendungen 

spielen die Ecostep-Antriebe ihre Stärken 

aus. Dank der Positionsrückführung ist 

auch bei auftretenden Lastschwankungen 

eine genaue Verfolgung der vorgegebenen 

Bahn gewährleistet. Analog zu klassischen 

jedoch auch teureren Servoantrieben, 

regeln die Ecostep-Antriebe sowohl Geschwindigkeit 

als auch die Position. 

PRAXISPHASE 

Schon jetzt, rund einem halben Jahr vor 

dem Projektende, geht man davon aus, 

dass die gesteckten Zielkriterien, was 

Präzision und Dynamik anbetrifft, erreicht 

werden. Für das neuartige Druckverfahren 

leistete JAT einen entscheidenden Beitrag. 

Wie so oft bei derartigen Projekten, bei 

denen mehrere Akteure beteiligt sind, 

steckt am Ende der Teufel im Detail und 

in der Abstimmung unter den Partnern. 

Bereits jetzt werden Prototypen auf ihre 

Praxistauglichkeit getestet. Wie das neuartige 

additive Druckverfahren auf dem 

Markt ankommt, werden die kommenden 

Jahre zeigen. 

Fotos: Jenaer Antriebstechnik GmbH 

www.jat-gmbh.de 

DIE IDEE 

„Seit 30 Jahren begeistern wir uns für 

Antriebslösungen unterschiedlichster 

Anwendungsfelder. Unser Anliegen ist 

es, den Kundennutzen zu identifizieren 

und umzusetzen. Gemeinsam mit 

den Partnern des Innovationsnetzwerkes 

Pro-O-light trägt JAT Verantwortung 

und fokussiert eine nachhaltige 

Lösung zur Verbesserung der 

Medizintechnik.“ 

Kathleen Stöhr, Leitung Marketing, 

Jenaer Antriebstechnik GmbH 


MARKTPLATZ 

IE5-MOTOREN: HÖCHSTMASS AN 

ENERGIEEFFIZIENZ 

Synchronreluktanz-Motoren 

(SynRM) von ABB 

verfügen über die höchste 

Energieeffizienz-Klassifizierung 

IE5 und weisen im 

Vergleich zu IE2-Motoren 

bis zu 50 % geringere 

Energieverluste auf. 

Fallstudien in Industrieanlagen 

hätten gezeigt, 

dass der Energieverbrauch 

je nach Anwendung um bis zu 25 % reduziert werden kann, so 

ABB. Möglich wird dies durch ein Motorkonzept, das die Permanentmagnet-Technologie 

mit der Benutzerfreundlichkeit eines 

Asynchronmotors kombiniert. Die Motoren eignen sich z. B. für 

den Einsatz in Pumpen, Lüftern und Kompressoren oder auch 

Strangpressen, Mischaggregate, Winden und Förderanlagen. Sie 

können Asynchronmotoren leicht ersetzen, da sie dieselbe Größe 

und Ausgangsleistung aufweisen. Die Motoren sind in den 

Baugrößen IEC 132 bis 315 mit einer Ausgangsleistung von 5,5 bis 

315 kW erhältlich. Sie können als Komponenten eines Motor- 

Umrichterpakets mit drehzahlgeregelten Antrieben des Herstellers 

eingesetzt werden. 

www.abb.de 

HOHE AUFLÖSUNG TRIFFT GROSSE 

BESCHLEUNIGUNG 

Der IE3-Encoder von 

Faulhaber ist ein magnetischer 

Encoder, der mit einer 

großen Vielzahl an Produkten 

des Herstellers ab 

einem Durchmesser von 

22 mm kombiniert werden 

kann. Er ist jetzt auch mit 

den großen Scheibenmagneten-Schrittmotoren 

der Reihen DM40110R, 

DM52100N und DM52100R kompatibel. Die hohe Dynamik dieser 

Motoren ist oft auch auf einen geschlossenen Regelkreis angewiesen. 

Der Encoder verlängert den Motor nur um etwa 13 mm. 

Damit bietet diese neue Kombinationsmöglichkeit eine hohe 

Positionierungsauflösung bis 1 024 Impulse pro Umdrehung, 

sowie schnelle Beschleunigungsfähigkeiten. Der Encoder wird mit 

einem Flachbandkabel angeschlossen, passende Stecker sind 

verfügbar. Er eignet sich besonders für den Betrieb im Boost- 

Modus mit hoher Positionierungsauflösung. Dazu bietet er eine 

kompakte und leichte Bauform in einem robusten Gehäuse. 

Typische Anwendungen reichen von der Textil- und Halbleiterindustrie 

bis hin zur Medizintechnik. 

www.faulhaber.com 

NEUE NEMA-BAUGRÖSSEN IM SCHRITTMOTOREN-SORTIMENT 

Neben Schrittmotoren der Baugröße Nema 17 führt Norelem ab sofort auch Modelle 

in Nema 23 und Nema 34 im Programm. Sie sind mit einem EMV-geschützten 

Gehäuse ausgestattet, in Schutzart IP64 ausgeführt und eignen sich für Einsätze bei 

Temperaturen bis 50 °C ohne Fremdbelüftung. Die Motoren mit integrierter Steuerung 

bieten die Betriebsarten eines gängigen Positioniersystems und lassen sich via 

Profibus oder CAN Bus an weitere Steuersysteme adaptieren. Die zugehörige Software 

steht auf der Homepage des Herstellers kostenlos zum Download bereit. Dort sind 

auch die passenden Steuerleitungen zu finden. Die Flanschmaße betragen 42 mm 

(Nema 17), 56 mm (Nema 23) und 86 mm (Nema 34), die Haltemomente reichen von 

0,43 Nm bis 8,2 Nm. Der Schrittwinkel sämtlicher Modelle liegt bei 1,8°. Angesteuert 

werden die Schrittmotoren über Litzenleitungen. Sie verfügen über zwei Ausgänge 

sowie sechs Eingänge und sind auf Steuerspannungen von 24 bis 36 V DC ausgelegt. 

www.norelem.de


TEIL 2 

TOPOLOGISCHES SCHLEIFEN BEI 

STIRNRADVERZAHNUNGEN 

Topologisches Schleifen bei 

Stirnradverzahnungen – vermeintlich ein Detail. 

Doch es leistet einen wesentlichen Beitrag, 

wenn es um das optimierte Einsatzverhalten 

von Getrieben und die Nutzung der Potenziale 

im Antriebsstrang geht. 

1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG 

Neben einer Fertigungsstreuung können fertigungsbedingte Abweichungen 

der Zahnflankenmikrogeometrien abhängig vom verwendeten 

Schleifverfahren auftreten und sind für das diskontinuierliche 

Profilschleifen und das kontinuierliche Wälzschleifen 

unterschiedlich ausgeprägt. Eine verfahrensbedingte Zahnflankenabweichung 

ist die Verschränkung, die bei der Erzeugung einer 

Breitenballigkeit entsteht und deren Ausprägung u. a. vom Betrag 

der Modifikation abhängt. [HELL15] 

Es kann zwischen einer verfahrensbedingten Verschränkung und 

einer gezielt topologisch ausgelegten Verschränkung differenziert 

werden. Gezielt eingesetzte Verschränkungen können, dem Verständnis 

der gezielt ausgelegten Mikrogeometrie nach, zur Optimierung 

des Einsatzverhaltens einer Verzahnung beitragen. Obwohl 

topologische Flankenkorrekturen großes Potenzial bieten, das 

Laufverhalten von Verzahnungen positiv zu beeinflussen, werden 

diese nur selten in industriellen Anwendungen berücksichtigt. 

Gründe hierfür sind u. a. fehlende Informationen über Möglichkeiten 

zur Definition, Qualitätsprüfung, Herstellbarkeit, zu wirtschaftlichen 

Auswirkungen sowie zu Potenzialen zur Verbesserung 

des resultierenden Einsatzverhaltens. [HELL15] 

Das übergeordnete Ziel des in diesem Bericht thematisierten 

Forschungsvorhabens war die experimentelle Untersuchung funk- 

tionaler Potenziale von topologischen Flankenkorrekturen am 

Beispiel von Verschränkungen. In diesem Vorhaben standen die 

beiden Schleifverfahren diskontinuierliches Profilschleifen und 

kontinuierliches Wälzschleifen im Fokus. In der vierteiligen Veröffentlichungsreihe 

werden die Ergebnisse des Forschungsvorhabens 

vorgestellt. 

Das Ziel dieses Berichtes ist der Nachweis von Potenzialen der 

Verschränkung zur Optimierung des Anregungsverhaltens am 

Beispiel einer Pkw-Serienverzahnung. In dem Zusammenhang 

wird der Einfluss einer gezielt ausgelegten Verschränkung zur 

Verbesserung des Anregungsverhaltens am Prüfstand nachgewiesen 

und die FE-basierte Zahnkontaktanalyse ‚FE-Stirnradkette‘ 

(Stirak) validiert [CAO02]. Die Bewertung des Einsatzverhaltens 

der verschiedenen Zahnflankentopografien erfolgt auf Basis von 

Prüfstandsuntersuchungen. 

2 VORGEHENSWEISE ZUR UNTERSUCHUNG DES 

ANREGUNGSVERHALTENS 

Die Untersuchung des Geräuschverhaltens für die Validierung der 

Zahnkontaktanalyse wurde sowohl auf einer am WZL vorhanden 

Stirnradmesszelle als auch zum Teil in den Seriengetrieben auf 

End-of-Line Prüfständen bei dem Industriepartner durchgeführt. 

Auf der Stirnradmesszelle wurde die Drehwegabweichung als 

Kenngröße herangezogen, die ein sehr sensitives Validierungskriterium 

darstellt. Hierzu ist die Methode der Einflanken- bzw. 

Betriebswälzprüfung herangezogen worden. 

2.1 EINFLANKEN- UND BETRIEBSWÄLZPRÜFUNG 

Das Ziel der Wälzprüfungen ist die schnelle Erfassung der Auswirkungen 

aller geometrischen bzw. lastabhängigen Abweichungen 

der Verzahnung auf das Übertragungsverhalten der Radpaarung. 

Der technische Hintergrund ist die Erfassung von Drehungleichförmigkeiten, 

die zur Schwingungs- und damit zur Geräuschanregung 

führen. Bei der Einflankenwälzprüfung handelt es sich 

um ein Summenprüfverfahren, bei dem sämtliche Verzahnungsabweichungen 

in das Messergebnis einfließen [VDI01]. Während die 

Einflankenwälzprüfung eine Untersuchung im lastfreien Zustand 



vorsieht, wird die Betriebswälzprüfung bei (Nominal-) 

Last durchgeführt. 

Die erfasste Drehungleichförmigkeit wird im Allgemeinen 

als Drehfehler oder Einflanken-Wälzabweichung 

bezeichnet. Zur messtechnischen Erfassung sind 

an Rad- und Ritzelwelle hochauflösende Winkelschrittgeber 

appliziert, deren Signale ausgewertet werden. 

Unter Berücksichtigung der Eingriffsstrecke wird die 

Differenz zwischen den gemessenen Rotationswinkeln 

gebildet: 

DF(t)=r b,2 

× ϕ 2 

(t) – r b,1 

× ϕ 1 

(t) 

2.2 UNTERSUCHUNGEN AUF DER STIRNRAD- 

MESSZELLE UND NOTWENDIGE ANPASSUNGS- 

KONSTRUKTIONEN 

Die Stirnradmesszelle ermöglicht die Untersuchung 

des Anregungsverhaltens von Verzahnungen unterschiedlichster 

Geometrien und Achsabstände bei 

unveränderten Umgebungseinflüssen. Die relevanten 

Eigenschaften des Prüfstands bestehen aus dem weiten 

Leistungsbereich bei hohen Torsions- und Biegesteifigkeiten 

des Welle-Lager-Systems und der gleichzeitig 

einfachen und reproduzierbaren Montage. Der Prüfstand 

besteht aus zwei Elektromotoren, zwei Zwischengetrieben 

sowie einer mittig positionierten Prüfzelle. 

Die Messzelle ist über drehelastische Kupplungen 

vom restlichen Antriebsstrang entkoppelt und gliedert 

sich in zwei separate Lagerböcke, die zum einen die 

Wellen, auf denen die Prüfverzahnungen montiert 

werden, und zum anderen das Messsystem führen, vgl. 

Bild 01. Die optischen, hochauflösenden Winkelschrittgeber 

erlauben die Durchführung von Einflankenwälzprüfungen 

und Betriebswälzprüfungen 

[VDI01]. Die Messung des Drehwinkels erfolgt in 

unmittelbarer Nähe am Zahneingriff, wodurch eine 

hohe Messgenauigkeit gewährleistet werden kann. 

[HOHL02, HELL15] 

Der Prüfstand bietet aufgrund vielseitiger Verstellmöglichkeiten 

eine hohe Flexibilität hinsichtlich der 

Aufnahme verschiedenster Zahnradgeometrien. So war 

der für dieses Projekt relevante Achsabstand zur Aufnahme 

der Serien-Pkw-Verzahnung realisierbar. Für die 

Aufnahme der Prüfverzahnungen waren Anpassungskonstruktionen 

notwendig. Die notwendigen Bauteile 

sind am WZL gefertigt worden. Für eine präzise Ausrichtung 

sind Dummies in Form von Zylindern notwendig, 

deren Außendurchmesser den Wälzkreisdurchmessern 

entsprechen. Diese werden auf die für die Verzahnung 

ausgelegten Flansche montiert, sodass der Achsabstand 

sowie die Achsparallelität gewährleistet werden können. 

Um Verzahnungen zu untersuchen, die im industriellen 

Umfeld eingesetzt werden, ist eine Anpassung 

der Radkörpergeometrie notwendig gewesen. Dementsprechend 

ist, wie in Bild 01 gezeigt, der Radsatz der 

Pkw-Verzahnung bearbeitet worden. Hierbei ist 

zunächst für eine eindeutige Anlagefläche bei der 

Formelzeichen 

DF(t) [µm] Drehfehler 

r b 

[mm] Grundkreisradius 

ϕ(t) [°] Rotationswinkel 

01 Prüfaufbau zur Anregungsuntersuchung nach [KLOC17] und Konstruktive 

Anpassung der Pkw-Verzahnung 

Lagerbock 

Prüfverzahnung 

Schwingungsdämpfer 

Technische Daten 

Drehzahl 

n max = 4000 U/min 

Drehmoment 

M max = 1000 Nm 

Achsabstand 

a = 70 bis 150 mm 

Auswertegrößen 

Körperschall 

MP1: EoL Messpunkt 

Zugflanke 

1. Zahneingriffsordnung 

M AN = 10 – 240 Nm 

∆M AN = 10 Nm 

n AN = 1500 – 2500 min -1 

Automobil 

EoL Prüfstand: Volkswagen AG 

1 

2 

3 

Messbereich: 50 g 

Empfindlichkeit: 100 mV/g 

Frequenz: 0,5 bis 12 kHz 

2 x Heidenhain-ERA 180 

Inkremente/U 18.000 

Stirnflächen 

planparallel 

schleifen 

Bohrung hart-fein 

ausdrehen 

Passfedernut 

erodieren 

Bildquelle: Volkswagen AG 

EoL Messpunkt 

Bildquelle: Volkswagen AG 

Körperschall [m/s²] 

Körperschallsensor 

vertikal 

Drehgeber 


horizontal 

1 2 3 1 2 3 

02 Messaufbau und Vorgehensweise zur Auswertung der Pkw-Verzahnung 

im End-of-Line 

Verzahnungsdaten 

m n = 1,75 mm 

z 1,2 = 40/29 

α n = 17,5° 

β = +/– 31,44° 

b = 15,5/15,7 mm 

a = 71,0 mm 

Simulationssoftware 

FE-Stirnradkette 4.2 

mit idealen Topografien 

Legende 

Serie ohne Verschränkung/ 

konjugiert VS-kompensiert 

Wälzschleifen mit nat. VS 

Profilschleifen mit nat. VS 

Top. Optimiert mit gezielter VS 

Summendrehfehler [µm] 

3.0 

2.0 

1.0 

0.0 

Frequenz [Hz] 

Gemittelte 1. Zahneingriffsordnung 

M = 10 Nm 

M = 20 Nm 

1.f z 

M = 240 Nm 

1. Zahneingriffsordnung 

1500 Drehzahl [min -1 ] 2500 

V 1 

V 2 

V 3 

10 Drehmoment [Nm] 240 

03 Funktionale Auswirkungen Pkw-Verzahnung – Übersicht simulierter Drehfehler 

Zugflanke für Nennzahnflankenmodifikation 

Anregung unter Berücksichtigung von Verlagerungen 

Annahme der Verlagerung: 

Achsparallele Ausrichtung der Flanken 

im Nennmoment: 

fHβ 

M 

fHβ(M0) = fHβ,0; 0 µm 

175 Nm 

fHβ(M175) = 0 µm fHβ,0 

Verschiebung des 

Drehfehlerminimums 

durch Verschränkung 

C Vα1+2 = -27,65 µm 

C Vα1+2 = 0 µm 

C Vα1+2 = 23,25 µm 

C Vα1+2 = 13,80 µm 

Nennmoment 

10 60 110 160 210 260 

Drehmoment Antrieb [Nm] 

Ø 



Fertigung und den Prüfläufen die Paarung an den Stirnflächen planparallel 

geschliffen worden. Für eine definierte Passung zwischen 

Bohrung und Welle ist die Bohrung der Verzahnung hartgedreht und 

anschließend mit einer Passfedernut versehen worden, über die das 

Drehmoment übertragen wird. Dieses Vorgehen war sowohl für das 

Rad als auch für das Ritzel notwendig. 

Für eine Validierung der berechneten Drehfehler sind gleiche 

Prüfbedingungen wie in den Simulationen zu schaffen. Dementsprechend 

ist prüfstandseitig eine Drehzahl analog zur Einflankenwälzprüfung 

von n An 

= 60 min -1 gewählt worden [VDI01]. Die Last wurde 

von M An 

= 20 – 190 Nm in einer Schrittweite von ∆M = 10 Nm variiert. 

2.3 END-OF-LINE UNTERSUCHUNG DER 

PKW-VERZAHNUNG 

Bei Getrieben, die nicht ausschließlich in einem stationären Betriebspunkt 

betrieben werden, sondern innerhalb eines Drehzahlbereiches, 

empfiehlt sich eine Untersuchung des Betriebs- und 

Drehzahlspektrums. Hierzu werden Drehzahlrampen konstanter 

Steigung untersucht, um das Anregungsverhalten des Getriebes in 

einem Drehzahlband zu messen. Die zentralen dynamischen 

Untersuchungen sind auf dem End-of-Line (EoL) Prüfstand bei der 

Firma VW durchgeführt worden. 

Der Prüfstand besteht aus drei elektrischen Maschinen. Für die 

Untersuchungen wurde das Getriebe unter seriennahen Bedingungen 

auf dem Spannfeld aufgenommen und mit der drehmomentgeregelten 

Antriebsmaschine angetrieben. Als Abtrieb wurden zwei 

drehzahlgeregelte Elektromotoren eingesetzt. Das Spannfeld befindet 

sich in einem akustisch gekapselten Raum, der eine Messung 

weitestgehend ohne die Beeinflussung durch externe Einflüsse ermöglicht. 

Die Getriebeaufnahme bildet die Einbausituation im 

Fahrzeug nach. Bei der vorderen Aufnahme kommt ein dem Motor 

nachempfundener Block zum Einsatz. Bild 02 zeigt die Einbausituation 

auf dem Prüfstand. 

Bei den Untersuchungen zur Bestimmung der Verzahnungsanregung 

lag der Fokus auf der Zugflanke des 6. Gangs. Zur Gewährleistung 

der Vergleichbarkeit der Ergebnisse wurde das Getriebe unter 

den vom Hersteller definierten Spezifikationen montiert. Jeder 

Radsatz wurde in einem Prüfgehäuse eingebaut und getestet. Die 

Drehzahlhochläufe wurden im Drehzahlbereich des Antriebes von 

n An 

= 1 500…2 500 min -1 bei einer Rampe von a An 

= 200 min -1 × s -1 

ausgewertet. Das Drehmoment wurde stufenweise von 

M An 

= 10 – 240 Nm mit einer Schrittweite von ΔM An 

= 10 Nm gesteigert. 

Der Fokus lag auf dem Körperschall am Serien-EoL-Messpunkt, 

vgl. Bild 02. Um eine Vergleichbarkeit der Untersuchungsergebnisse 

mit denen der Simulationen zu gewährleisten, ist die 

erste Zahneingriffsordnung der gemessenen Hochläufe über der 

Drehzahl für jedes Drehmoment gemittelt worden. Diese gemittelten 

Werte wurden anschließend über das Drehmoment aufgetragen, 

vgl. Bild 02 rechts unten. Der so entstandene Verlauf des unter 

dynamischen Bedingungen gemessenen Körperschalls ist mit dem 

der quasistatischen Drehfehlerberechnung und -untersuchungen 

verglichen worden. Darüber hinaus bestand die Möglichkeit die 

Verzahnung in der Serienapplikation unter betriebsnahen Bedingungen 

zu testen. 

3 EINFLUSS VON VERSCHRÄNKUNGEN AUF DAS 

GERÄUSCHVERHALTEN EINER PKW-VERZAHNUNG 

Im Rahmen des vorangegangenen FVA-Vorhabens 692 I (Topologisches 

Schleifen) ist u. a. dieser Verzahnungsfall hinsichtlich des 

Potenzials der Verschränkung untersucht worden. In dem Zusammenhang 

sind neben den natürlich verschränkten Varianten, die 

sich durch die konventionellen Hartfeinbearbeitungsverfahren ergeben, 

auch verschränkungsfreie und solche mit gezielt aufgebrachter 

Verschränkung analysiert worden. Für die Analyse des 

Einsatzverhaltens sind mit dem WZL-Programm ‚GearGen‘ geometriebasierte 

Fertigungssimulationen für die Hartfeinbearbeitungsverfahren 

(diskontinuierliches Profilschleifen und kontinuierliches 

Wälzschleifen) durchgeführt und als Eingangsinformation an die 

‚FE-Stirnradkette‘ zur Berechnung des Einsatzverhaltens übergeben 

worden [CAO02]. 

Für die Bewertung des Anregungsverhaltens wird der sensitive 

Kennwert Drehfehler herangezogen. Ausgehend von den Serienkorrekturen 

wird das resultierende Anregungsverhalten der Varianten 

abgebildet. Die Drehfehlerverläufe repräsentieren den idealen 

Zustand der Verzahnung ohne überlagerte Fertigungs- oder Montagetoleranzen, 

jedoch sind die im Seriengetriebe auftretenden lastbedingten 

Verlagerungen berücksichtigt. Diese Verlagerungen führen 

zu einer über dem Drehmoment linear veränderlichen Flankenlinienwinkelabweichung, 

die im Nennmoment einen Betrag von 

f Hβ 

= 0 µm aufweist. Um diese Verlagerung vorzuhalten ist die linke 

Flanke des Ritzels mit einer Flankenlinienwinkelkorrektur versehen, 

während die rechte Flanke im Schubbetrieb keine großen 

Lasten erfährt und demnach ohne eine Winkelkorrektur ausgelegt 

ist. Die lastabhängigen Drehfehlerverläufe der ersten Zahneingriffsordnung 

für die zu untersuchenden Varianten sind für die 

Zugflanke in Bild 03 dargestellt. 

Die Varianten lauten: 

n Serie ohne Verschränkung (VS): verschränkungsfrei / konjugiert 

VS-kompensiert 

n Wälzschleife: mit natürlicher VS 

n Profilschleifen: mit natürlicher VS 

n Top. Optimiert: mit gezielter VS – Fokus: Drehfehler 

Die Ergebnisse zeigen, wie sich die Varianten bzgl. des Drehfehlerverlaufes 

in Abhängigkeit der Verschränkungen unterscheiden. Die 

Unterschiede sind auf die Ausprägung der Verschränkung zurückzuführen. 

Die Verschränkung führt zu einer diagonalen Ausbildung 

der Kontaktzone, die bei dem Profilschleifen und Wälzschleifen 

gegensinnig ausgeprägt ist. Wird die Variante Serie ohne Verschränkung 

als Referenz betrachtet, so ist eine Verschiebung des für 

den Drehfehlerverlauf typischen Minimums zu niedrigeren 

Drehmomenten durch die natürliche Verschränkung des Wälzschleifens 

festzustellen. Entsprechend der entgegengesetzten 

Charakteristik der natürlichen Verschränkung des Profilschleifens 

ergibt sich hierfür eine Verlagerung des Minimums hin zu höheren 

Drehmomenten. Hierbei bleibt der Betrag des Drehfehlers auf 

einem ähnlichen Niveau. 

Die Verschiebung des Minimums ist auf die lastabhängige wirksame 

Gesamtüberdeckung unter Berücksichtigung der Mikrogeometrie 

zurückzuführen, analog zu den Arbeiten von Mohamad und 

Geradts, nach denen das Minimum auf die Phasenlage des lastfreien 

und lastbedingen Drehfehlers zurückzuführen ist [MOHA09, 

GERA19]. Die Ausprägung der Verschränkung kann unter Einbezug 

der auf die Zahnflanke projizierten Eingriffsstrecke eindeutig 

charakterisiert werden [HELL15]. Demzufolge stehen die gegenüberliegenden 

Eckpunkte der Zahnflanke gegenüber der Solltopografie 

vor- oder zurück und beeinflussen auf diese Weise die 

wirksame Gesamtüberdeckung. So steht bspw. infolge der natürlichen 

Verschränkung aus dem Wälzschleifprozess die Flanke im 

Bereich des Eingriffsbeginns relativ zur verschränkungsfreien oder 

zur natürlichen Verschränkung des Profilschleifprozesses vor. 

Daraus resultierend nimmt die wirksame Gesamtüberdeckung im 

Vergleich zu und das charakteristische Drehfehlerminimum verschiebt 

sich zu niedrigen Lasten. 



Dementsprechend kann bei einer Betrachtung der Sollkorrekturen 

das Wälzschleifen zu einer Verbesserung 

des Anregungsverhaltens für dieses Verzahnungsbeispiel 

im Niedriglastbereich führen, während das Profilschleifen 

eine im Bereich des Nennmomentes vergleichsweise 

geringere Anregung aufweist. Mit diesen 

Erkenntnissen kann eine Optimierung des Drehfehlerverlaufes 

hinsichtlich des Drehfehlerminimums durch 

gezielte Variation des Verschränkungsbetrags erfolgen. 

Werden die Varianten Serie ohne Verschränkung und 

Top. Optimiert verglichen, kann für den Kennwert 

Drehfehler unter Berücksichtigung der lastbedingten 

Verlagerung eine Verbesserung des Einsatzverhaltens 

im Nennmoment bei nur geringen Änderungen im 

Niedriglastbereich erreicht werden. Es ist festzustellen, 

dass die initiale Auslegung der Verzahnung bereits eine 

sehr niedrige Anregung aufweist. 

Die Radsätze sind von der Firma VW bereitgestellt 

und von der Firma Reishauer geschliffen worden. Das 

Verzahnungsmesszentrum P16 am WZL der Firma 

Klingelnberg wurde für die Verzahnungsmessung genutzt. 

Es waren je Variante zwei Radsätze für die Untersuchungen 

auf der Stirnradmesszelle vorgesehen und 

für die End-of-Line-Untersuchungen je ein Radsatz. 

Die Verzahnungsqualität aller untersuchten Zahnräder 

ist zeichnungskonform und reproduzierbar gefertigt 

worden. Eine detaillierte Fertigungsauswertung ist im 

Abschlussbericht des Vorhabens wiederzufinden 

[FVA19]. 

Die Anregungsuntersuchungen sind sowohl unter 

quasistatischen als auch dynamischen Randbedingungen 

bei unterschiedlichen Lastpunkten durchgeführt 

worden. Neben den genannten vier Hauptvarianten ist 

weiterhin das Anregungsverhalten einer verschränkungskompensierten 

sowie einer konjugiert kompensierten 

Radpaarung untersucht worden. 

3.1 PRÜFSTANDSUNTERSUCHUNGEN UND 

VALIDIERUNG UNTER QUASISTATISCHEN 

BEDINGUNGEN 

Im Folgenden werden die anhand der experimentellen 

Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse exemplarisch 

für die verschränkungsfreien sowie die topologisch 

optimierten Varianten beschrieben. In Bild 04 

sind die Abweichungsflächen für die verschränkungsfreien 

Varianten dargestellt. Für diese Untersuchungen 

sind seriennahe Modifikationen geschliffen worden. 

Die Abweichungsflächen beschreiben die Kontaktabstände 

der abwälzenden Radpaarung und repräsentieren 

im gezeigten Fall die Zahnflankentopografie 

einer verschränkungsfreien sowie einer konjugiert verschränkungskompensierten 

Radpaarung. Im Fall der 

konjugierten Korrektur ist das Rad zum Ritzel gegenverschränkt 

gefertigt worden, sodass in der Abweichungsfläche 

eine Verschränkung von c vα 

= 0,0 µm angenähert 

wurde. Dazu wurden ein Rad der Paarung 

konventionell und das andere topologisch entgegengesetzt 

verschränkt geschliffen. 

Die Gegenüberstellung belegt in beiden Fällen die 

verschränkungsfreie Kontaktgeometrie unter Berücksichtigung 

einer geringfügigen Fertigungsstreuung. Die 

vergleichbaren Abweichungsflächen spiegeln sich auch 

im Drehfehlerverlauf wider. Demnach ist in beiden 


m n = 1,75 mm 

z 1,2 = 40/29 

α n = 17,5° 

β = +/– 31,44° 

b = 15,5/15,7 mm 

a = 71,0 mm 

Schleifverfahren 

Wälzschleifen 

Variante 

Serie ohne Verschränkung 

Serie konjugiert VS-kompensiert 


m n = 1,75 mm 

z 1,2 = 40/29 

α n = 17,5° 

β = +/– 31,44° 

b = 15,5/15,7 mm 

a = 71,0 mm 


Topologisches Wälzschleifen 



mit gemessener Topografie 

Variante 

Top. Optimiert mit gezielter 

VS – Fokus: Drehfehler 

Cvα, Rad = 13,6 µm 

Cvα, Ritzel, links = 3,5 µm 

Cvα, Ritzel, rechts = -0,6 µm 

Legende 

Prüfstand 

Simulation 


m n = 1,75 mm 

z 1,2 = 40/29 

α n = 17,5° 

β = +/– 31,44° 

b = 15,5/15,7 mm 

a = 71,0 mm 

04 Vergleich zwischen verschränkungsfreier und 

verschränkungskompensierter Zahnflankentopografie 

Drehfehler 1.fz (p) [µm] 

Abweichungsflächen 

Untersuchungsergebnisse 


2 

1 

Abweichungsfläche 

Prüfstand 

0 

10 60 110 160 210 260 



2 

1 

Linke Flanke 

0 

10 60 110 160 210 260 



Serie konjugiert VS-kompensiert 


2 

1 

2 

1 

Abweichungsfläche 

Prüfstand 

0 

10 60 110 160 210 260 


05 Funktionale Auswirkungen Pkw-Verzahnung – Top. Optimiert 

mit gezielter VS – Fokus: Drehfehler 



mit gemessenen Topografien 

Legende 

Simulation 

Prüfstand 

Linke Flanke 

Rechte Flanke 

0 

10 60 110 160 210 260 


06 Zusammenfassung der quasistatischen Untersuchungen 


(Topologisches) Wälzschleifen 


Nat. VS Wälzschleifen 

Nat. VS Profilschleifen 

Top. Optimiert mit gezielter 

VS – Fokus: Drehfehler 



2 

1 

0 

10 60 110 160 210 260 

2 

1 


0 

10 60 110 160 210 260 


2 

1 

Rechte Flanke 

0 

10 60 110 160 210 260 

2 

1 

0 

10 60 110 160 210 260 




m n = 1,75 mm 

z 1,2 = 40/29 

α n = 17,5° 

β = +/– 31,44° 

b = 15,5/15,7 mm 

a = 71,0 mm 



mit idealen Topografien 

Legende 

07 Gegenüberstellung: Drehfehler (Simulation) vs. Körperschall (End-of-Line) 

Auswertung 

MP1: EoL Messpunkt 

Axiale Richtung 

Serie ohne Verschränkung/ 

konjugiert VS-kompensiert 

Nat. VS Wälzschleifen 

Nat. VS Profilschleifen 

Top. Optimiert mit gez. VS 

Anregung unter Annahme einer lastbedingten Verlagerung 

Drehfehler [µm] 

3.0 

2.0 

1.0 

0.0 

10 60 110 160 210 260 


Körperschall 


10 60 110 160 210 260 


Fällen ein Anstieg des Drehfehlers bis ca. M Rad 

= 70 Nm zu verzeichnen. 

Anschließend folgt ein geringfügiger Abfall, worauf ein erneutes 

Ansteigen des Drehfehlers zu beobachten ist. Zusammenfassend 

kann für diese Untersuchung der Nachweis geliefert werden, 

dass die im Eingriff zum Tragen kommende Kontaktgeometrie für 

das Anregungsverhalten maßgeblich ist. Folglich ist es möglich, 

durch gezielte Paarung eines z. B. profilgeschliffenen Ritzels mit 

einem wälzgeschliffenen Rad jeweils mit natürlichen Verschränkungen 

ein vergleichbares Einsatzverhalten wie bei einem gezielt 

verschränkungsfrei gefertigten Radsatz zu erreichen. 

Für die folgenden Untersuchungen wurden die Modifikationen 

abgesehen von der Verschränkung ohne Änderungen aus der 

Serie übernommen. In Bild 05 sind die gefertigten Abweichungsflächen 

für die linke und rechte Flanke abgebildet. Neben den 

gemessenen Beträgen der Verschränkung, vgl. Bild 05 links, kann 

dieser Darstellung auch die Ausprägung der Verschränkung der 

Zahnflankentopografie im Eingriff entnommen werden. Die 

simulativ und die auf dem Prüfstand für diese Verzahnung ermittelten 

Drehfehlerverläufe sind unten für beide Flanken gegenübergestellt. 

An dieser Stelle ist der verlagerungsarme Aufbau des 

Prüfstandes zu berücksichtigen, wodurch sich bei der Untersuchung 

der Verzahnung keine lastbedingte Charakteristik in der 

Winkelabweichung ergibt, wie es in der Serienapplikation der Fall 

ist, vgl. Bild 03. 

Die Gegenüberstellung der Ergebnisse zur linken und rechten 

Flanke zeigen, dass die serienmäßig vorgehaltene Flankenlinienwinkelabweichung 

auf der linken Flanke dazu führt, dass das Minimum 

im Drehfehlerverlauf sehr viel stärker ausgeprägt ist und bei 

einem im Vergleich niedrigeren Drehmoment vorliegt. Werden die 

dargestellten Ergebnisse der Berechnung mit den experimentell 

ermittelten Drehfehlerverläufen verglichen, sind nur geringe Abweichungen 

zu verzeichnen und eine hohe Übereinstimmung festzustellen. 

Gleiches gilt für die Rechtsflanke, die ohne eine Flankenlinienwinkelkorrektur 

gefertigt wurde. 

Die zusammengefassten Ergebnisse der untersuchten Varianten 

für die Automobilverzahnung, die in der Toleranzfeldmitte gefertigt 

wurden, sind in Bild 06 dargestellt. Im Vergleich ist die Einordnung 

der Drehfehlerminima über dem Drehmoment für die Simulation 

und den Prüfstand sowohl für die linke Flanke als auch für die rechte 

Flanke identisch. Auch die Lage dieser Minima ist für nahezu alle 

Varianten in einem Streuband übereinstimmend. 

In den in Bild 03 gezeigten Untersuchungen ist zur Abbildung 

der realen Einsatzbedingungen im Pkw-Getriebe gegenüber den 

Bedingungen auf der Stirnradmesszelle eine 

veränderliche Flankenlinienwinkelabweichung 

über dem Drehmoment und eine 

ideale Zahnflankenkorrektur berücksichtigt 

worden. Trotz der Tatsache, dass dieses 

lastabhängige Verhalten im Prüfstand nicht 

nachgebildet wird und die Wellen achsparallel 

bleiben, ist eine gleiche Einordnung der 

Minima vorzufinden. Insbesondere ist für die 

rechte Flanke, die den Achslagenzustand und 

die Kontaktbedingungen des Nenndrehmomentes 

abbildet, auch eine gleiche Größenordnung 

des Drehfehlers wie in Bild 03 zu 

verzeichnen. 

Die Untersuchungen zeigen eine sehr 

hohe Berechnungsgüte der FE-basierten 

Zahnkontaktanalyse ‚Stirak‘. Es ist also 

möglich, das Geräuschverhalten für ein 

bestimmtes Drehmoment mit einer gezielten 

Verschränkung zu optimieren bzw. zu 

verschieben und demnach das Anregungsverhalten 

für bspw. das Nennmoment zu 

minimieren. 

3.2 PRÜFSTANDSUNTERSUCHUNGEN UND VALIDIERUNG 

UNTER DYNAMISCHEN BEDINGUNGEN 

Für eine Bewertung des Geräuschverhaltens unter applikationsnahen 

Bedingungen sind die Verzahnungsvarianten im End-of- 

Line – wie oben beschrieben – untersucht worden. Analog zu den 

quasistatischen Untersuchungen wurde neben der topologisch 

verschränkungsfreien und den beiden natürlichen Verschränkungen, 

welche sich aus dem Wälz- und Profilschleifprozess ergeben, 

das Geräuschverhalten der optimierten Variante analysiert. Hierzu 

sind die von der Firma VW zur Verfügung gestellten Radsätze 

ebenfalls von der Firma Reishauer geschliffen und anschließend 

bei der Firma VW untersucht worden. Die Qualitätsprüfung erfolgte 

an allen drei Standorten. Die Untersuchung der einzelnen 

Radsatzvarianten erfolgte in nur einem Getriebegehäuse, um den 

Einfluss der Fertigungstoleranzen der Getriebegehäuse auf den 

Körperschall zu minimieren. 

Bild 07 zeigt oben den Drehfehlerverlauf der idealen Geometrien, 

die aus dem Auslegungsprozess resultierten, vgl. Bild 03. Demgegenüber 

sind unten die Messergebnisse der End-of-Line Untersuchungen 

dargestellt, die analog zu der in Kapitel 2.3 beschriebenen 

Vorgehensweise ausgewertet wurden. 

Zu beachten ist, dass die Montagetoleranzen des Getriebes eine 

Verschiebung des Anregungsniveaus zur ursprünglichen Auslegung 

bewirken können. Weiterhin ist im Fall der Berechnung eine 

lastbedingte Verlagerung berücksichtigt worden, vgl. Bild 07 oben. 

Der Vergleich zeigt, dass die Charakteristik der berechneten Drehfehlerverläufe 

in den End-of-Line-Untersuchungen wiederzufinden 

ist. Demnach weisen die Varianten, die im Drehfehlerverlauf 

nah beieinanderliegen (Serie ohne Verschränkung, natürliche 

Verschränkung Profilschleifen, optimiert), auch einen ähnlichen 

Körperschallpegel auf. Demgegenüber sticht die Variante natürliche 

Verschränkung Wälzschleifen sowohl im Drehfehlerverlauf 

als auch im Körperschall durch ein abweichendes Anregungsverhalten 

hervor. 

Bei niedrigen Lasten sind die Abweichungen zwischen den Berechnungen 

und den experimentellen Untersuchungen größer. Zu 

berücksichtigen ist jedoch, dass die am Prüfstand gemessenen 

Werte unter dynamischen Prüfbedingungen erfasst worden sind 

und die ‚FE-Stirnradkette‘ methodenbedingt keine dynamischen 

Effekte berücksichtigt. Dennoch sind Gemeinsamkeiten zwischen 

den Berechnungsergebnissen und den Prüfstandsuntersuchungen 

sichtbar (grau hervorgehoben). Die lastabhängige Verzerrung bzw. 



Verschiebung zwischen den experimentell ermittelten und simulativ berechneten 

Drehfehlerverläufen kann u. a. auf die dynamischen Betriebsbedingungen 

der Versuche bzw. einer u. U. simulativ nicht präzisen Berücksichtigung 

der lastbedingten Verlagerung der Verzahnung zurückgeführt 

werden. Die dynamischen Untersuchungen zeigen, dass 

unter Einfluss des Transferpfades der Effekt scheinbar durch das Toleranzfeld 

beeinflusst wird. In diesem Fall ist der Einfluss der gezielten Verschränkung 

auf das Geräuschverhalten nicht eindeutig übertragbar. 

4 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 

Das Ziel war die experimentelle Untersuchung funktionaler Potenziale von 

topologischen Flankenkorrekturen unter Berücksichtigung des Fertigungsverfahrens 

am Beispiel von Verschränkungen. Im Fokus standen dabei die 

Hartfeinbearbeitungsverfahren diskontinuierliches Profilschleifen und 

kontinuierliches Wälzschleifen. 

Die gezeigten Ergebnisse konnten den Nachweis des Potenzials für eine 

Serienverzahnung aus dem Bereich der Pkw-Anwendung erbringen. In den 

Anregungsuntersuchungen konnte gezeigt werden, dass die im Eingriff 

zum Tragen kommende Kontaktgeometrie für das Anregungsverhalten 

maßgeblich ist. Demnach führten unterschiedliche Rad- und Ritzeltopografien 

bei einer vergleichbaren Kontaktgeometrie zu einem ebenso 

vergleichbaren Anregungsverhalten. Dies wurde am Beispiel einer konjugierten 

Korrektur durch eine entgegengesetzt verschränkt geschliffene Verzahnung 

und eine topologisch verschränkungsfreie Radpaarung nachgewiesen. 

Somit konnte belegt werden, dass die Wahl des Fertigungsprozesses 

im Fall der betrachteten Verzahnungen unter den gegebenen Versuchsparametern 

und gleicher Topografie keinen Einfluss auf die Anregung der ersten 

Zahneingriffsordnung hat. 

Der unter dynamischen Bedingungen erfasste Körperschall wies unter 

Einfluss des Transferpfades eine ähnliche Charakteristik wie die berechneten 

Drehfehlerverläufe auf. Darüber hinaus zeichneten sich Radpaarungen, 

die im Drehfehlerverlauf nah beieinanderlagen, mit einem ähnlichen Geräuschpegel 

aus. In diesen Fällen konnte der Effekt der Verschränkung nicht 

eindeutig auf das Geräuschverhalten übertragen werden. 

Allgemein kann auf Basis der durchgeführten Untersuchungen zum 

einen die Gültigkeit der Zahnkontaktanalyse für die Verschränkung für 

einen Pkw-Serienradsatz nachgewiesen werden. Zum anderen wurde das 

Potenzial der Verschränkung für diesen Anwendungsfall belegt und die 

definierte Auslegung validiert. 

Über diesen Anwendungsfall hinaus sind weitere Untersuchungen an 

einem Lkw-Serienradsatz durchgeführt worden. Diese Forschungsergebnisse 

lesen Sie im nächsten Teil dieser 5-teiligen Artikelserie in Ihrer 

antriebstechnik. 

DANKSAGUNG 

Die Autoren danken dem Forschungsverein 

für Antriebstechnik e. V. für die Bereitstellung 

der finanziellen Mittel zur 

Durchführung des den vorgestellten 

Ergebnissen zugrunde liegenden 

Forschungsprojekts. 

Die Autoren danken darüber hinaus der 

Volkswagen AG für die Bereitstellung der 

Prüfkörper sowie für die Prüfstandskapazitäten 

im End-of-Line und der Reishauer AG für 

die Fertigbearbeitung der Verzahnungen. 

DIE AUTOREN 

Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, 

Inhaber des Lehrstuhls für Werkzeugmaschinen 

und Mitglied des Direktoriums 

des Werkzeugmaschinenlabors 

(WZL), RWTH Aachen 

Fotos: WZL der RWTH Aachen 

Literaturverzeichnis: 

[CAO02] Cao, J.: Anforderungs- und fertigungsgerechte Auslegung von Stirnradverzahnungen 

durch Zahnkontaktanalyse mit Hilfe der FEM. Diss. RWTH Aachen, 2002 

[FVA19] Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (Hrsg.): FVA 692 II - Topologisches 

Schleifen. Untersuchung der Potenziale des topologischen Schleifens im Hinblick auf das 

Einsatzverhalten von Stirnradverzahnungen. Abschlussbericht. Frankfurt am Main. 2019 

[GERA19] Geradts, P.: Methodology for the Optimization of the NVH Behavior of Ground 

Bevel Gears. Diss. RWTH Aachen, 2019 

[HELL15] Hellmann, M.: Berücksichtigung von Fertigungsabweichungen in der Auslegung 

von Zahnflankenmodifikationen für Stirnradverzahnungen. Diss. RWTH Aachen, 2015 

[HOHL02] Hohle, A. C.: Auswirkungen von Rauheit, Oberflächenstruktur und Fertigungsabweichung 

auf das Lauf- und Geräuschverhalten hartfeinbearbeiteter hochüberdeckender 

Zylinderräder. Diss. RWTH Aachen, 2002 

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

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

[MOHA09] Mohamad, N. E.; Komori, M.; Murakami, H.; Kubo, A.; Fang, S.: Analysis of 

General Characteristics of Transmission Error of Gears With Convex Modification of Tooth 

Flank Form Considering Elastic Deformation Under Load. Journal of Mechanical Design, 

Vol. 131, June 2009 

[VDI01] N.N.: VDI/VDE 2608: Einflanken- und Zweiflanken-Wälzprüfung an Zylinderrädern, 

Kegelrädern, Schnecken und Schneckenrädern. Berlin: Beuth-Verlag, 2001 

www.fva-service.de 

Jens Brimmers M.Sc. M.Sc., 

Oberingenieur der Getriebeabteilung 

am Werkzeugmaschinenlabor (WZL), 

RWTH Aachen 

Mubarik Ahmad M.Sc., 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am 

Werkzeugmaschinenlabor (WZL), 

RWTH Aachen 


PDMD-A10167-00-7600 


ORIGINAL. 

flender.com/original

antriebstechnik 6/2020

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