antriebstechnik 3/2020

19174 

03 MÄRZ 2021 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

GEWINDETECHNIK 

Schmiermittelfreies Handling 

antriebstechnik.de

MULTIMEDIAL VERNETZT 

KUNDEN GEWINNEN! 

FÖRDERTECHNIK 

MATERIALFLUSS 

LOGISTIK 

FLUIDTECHNIK 

Profitieren Sie von unserem 

einmaligen Mediennetzwerk! 

Bitte kontaktieren Sie mich, ich berate Sie gerne! 

Carmen Nawrath 

Head of Sales 

Telefon: 0049/6131/992-245 

c.nawrath@vfmz.de

DEN ZUSTAND 

KENNEN 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

EDITORIAL 

| AT12-19G | 

: Schwebend, 

kontaktlos, intelligent! 

Freie 2D-Produktbewegung 

mit bis zu 6 Freiheitsgraden 

seit einigen Jahren haben Fitness-Gadgets 

Konjunktur. Fitnessarmbänder, Schlafapps, 

Ernährungssoftware sind nur einige Beispiele. 

Der Grund für den Erfolg dieser Erfindungen: 

Menschen wollen wissen wie es läuft, sie wollen 

den Zustand des eigenen Körpers so gut es geht 

erfassen und beurteilen. Man könnte fast von 

Condition Monitoring sprechen. 

Bei Maschinen ist Condition Monitoring längst 

angekommen. Sensoren, Frequenzumrichter und 

andere Geräte sammeln unablässig Daten, aus 

denen schlaue Software Alarmsignale herausdestillieren 

kann. Dadurch steigert sich nicht nur 

die Effektivität, sondern auch die Sicherheit. 

Vielleicht wäre so ein Condition Monitoring- 

System auch etwas für das soziale Leben. Wer 

würde nicht gerne über den Zustand seines 

Gegenübers genauer Bescheid wissen? Und im 

richtigen Moment mit einem kleinen Geschenk 

und warmen Worten größere Unglücke im 

privaten Bereich vermeiden? Wer weiß, vielleicht 

arbeitet gerade jemand an einer App ... 

Wir zeigen Ihnen in dieser Ausgabe zwei 

Beispiele für modernes Condition Monitoring in 

der Antriebstechnik. Weitere Themen sind unter 

anderem Gewindetriebe, Antriebsriemen, 

Schmiermittel und Werkstoffe. 

Wir monitoren sozusagen den aktuellen Zustand 

der Antriebstechnik. 

Viel Spaß beim Lesen wünscht 

Ihr Miles Meier 

m.meier@vfmz.de 

kg 

360° 

Schwebende 

Planarmover 

Skalierbare 

Nutzlast 

360° 

Rotation 

www.beckhoff.com/xplanar 

Kippen 

um bis zu 5° 

Heben 

um bis zu 5 mm 

Dynamisch 

mit bis zu 2 m/s 

XPlanar eröffnet neue Freiheitsgrade im Produkthandling: Frei schwebende 

Planarmover bewegen sich über individuell angeordneten Planarkacheln 

auf beliebig programmierbaren Fahrwegen. 

Individueller 2D-Transport mit bis zu 2 m/s 

Bearbeitung mit bis zu 6 Freiheitsgraden 

Transport und Bearbeitung in einem System 

Verschleißfrei, hygienisch und leicht zu reinigen 

Beliebiger Systemaufbau durch freie Anordnung der Planarkacheln 

Multi-Mover-Control für paralleles und individuelles Produkthandling 

Voll integriert in das leistungsfähige PC-basierte Beckhoff-Steuerungssystem 

(TwinCAT, PLC IEC 61131, Motion, Measurement, 

Machine Learning, Vision, Communication, HMI) 

Branchenübergreifend einsetzbar: Montage, Lebensmittel, Pharma, 

Labor, Entertainment, … 

5°

20 

EDITORIAL 

SPECIAL 

ABB Automation 

Products GmbH, 

Ladenburg 

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03 Den Zustand kennen 

SOFTSTARTER 

06 „Zu viel an fest, führt zum Bruch“ 

08 Menschen, Märkte, Unternehmen 

MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

LINEARTECHNIK 

10 TITEL Gewindetechnik ohne Öl und Fett 

RIEMEN- UND KETTENGETRIEBE 

14 Interview: Ob lang oder kurz, 

Zuverlässigkeit ist Pflicht 

16 Zuverlässig in Bewegung 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

18 Alles, was die Industrie zum Backen braucht 

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

20 Manöver in 600 Kilometern über der Erde 

ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

UMRICHTERTECHNIK 

24 Einsatzfeld erweitert 

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

26 Softwarebasierte Konfiguration individueller 

Schutzsysteme 

30 

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TITELBILD 

Igus GmbH, Köln 

4 antriebstechnik 2021/03 www.antriebstechnik.de

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

30 Auf die richtige Dosierung kommt es an 

32 Anpassungsfähige Dichtungswerkstoffe 

SPECIAL: CONDITION MONITORING 

34 INNENTITEL Smarte Sensoren: 

Sensibel und taff zugleich 

38 Sensorik: Eine Sache von Minuten 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

40 Strukturoptimierte Maschinenkomponenten mit 

hoher Dämpfung 

SERVICE 

43 Impressum 

MEIN TIPP 

Vier Kleinst-Satelliten von nur 4 kg Masse ziehen 

ihre Kreise in erdnaher Umlaufbahn. Sie sollen 

Techniken der Formation und Selbstorganisation 

testen. Die Manövrierfähigkeit erhalten die 

„NetSats“ des Würzburger Zentrums für Telematik 

durch Miniatur-Reaktionsräder. Wie das 

funktioniert, finden Sie auf Seite 20 heraus. 

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

SOFTSTARTER 

PRÜFSTANDTECHNIK FÜR FAHRRÄDER 

„ZU VIEL AN FEST, 

FÜHRT ZUM BRUCH“ 

Seit der Erfindung des Laufrades 

im Jahre 1817 hat sich das 

Fahrrad zu einem anspruchsvollen 

Hightech-Gefährt entwickelt. 

Biker vertrauen auf die Funktion 

und Tüchtigkeit ihres Gefährts. 

Damit die Zuverlässigkeit des 

Materials sichergestellt werden 

kann, haben sich auf Seiten der 

Fahrrad-Hersteller zahlreiche 

Prüfungstechniken etabliert. 

Ein Blick in die Historie verrät, dass die Geburtsstunde des 

Fahrrads gar nicht so weit zurückliegt. Begonnen hat die Entwicklung 

1817 in Mannheim mit dem Karlsruher Karl Drais. 

Mit seiner Erfindung übertrug er das Zweiradprinzip auf ein 

Laufrad mit lenkbarem Vorderrad. Die von ihm so bezeichnete 

Laufmaschine wurde in der Öffentlichkeit – abgewandelt von seinem 

Namen – bald als Draisine bezeichnet. Dass seine patentierte Erfindung 

nach über zwei Jahrhunderten in zahlreichen Fällen zu technischen 

Wunderwerken mutiert ist, hätte sich Drais nicht träumen 

lassen. Schon bald nach der Erfindung erfreute sich das Laufrad 

öffentlicher Begeisterung. 

Mehr als zweihundert Jahre später zeugte der Internationale Tag 

des Fahrrads am 3. Juni 2020 von der inzwischen erlangten Bedeutung 

eines ebenso selbstverständlichen, wie umweltfreundlichen 

Verkehrsmittels. Deutschland befindet sich, von der Corona-Krise 

beflügelt, im „Fahrradrausch“, titelte das Magazin Stern an diesem Tag. 

Über die Anzahl der Verkehrsteilnehmer auf den wenigen Straßen 

und die Verkehrstüchtigkeit seines Laufrades hat sich Drais seinerzeit 

keine Gedanken machen müssen. Auch nicht um die technische 

Zuverlässigkeit der wenigen Bauteile seiner Erfindung. Das ist 

Dr. Dipl.-Ing., Dipl.-Betrw. Wolfgang Strecker, MBA ist Geschäftsführer von 

Dr. Strecker Ingenieurbüro GmbH & Co. KG in Essen und Gersfeld in der Rhön 

heute anders: Institutionen wie der TÜV Süd unterziehen zahlreiche 

Modelle diverser Hersteller einem umfangreichen Prüfprozedere. 

Die Ergebnisse werden für die CE-Konformität dokumentiert. 

BIS ZU 100 000 TESTZYKLEN BEI 1 300 N 

Die in der Handwerkersprache überlieferte Erkenntnis, dass „zu 

viel an fest, zum Bruch führen kann“, gilt uneingeschränkt für kraftgeregelte 

Ermüdungsversuche an sicherheitsrelevanten Bauteilen 

von Fahrrädern der Neuzeit. 

In Prüfmaschinen strapaziert man deswegen Fahrradteile, wie 

Rahmen, Gabel, Sattelstütze, Lenker mit Vorbau und Antriebe in 

dynamischen Versuchen mit wechselnden oder schwellenden 

Prüfkräften im Bereich von 100 bis 2200 N. Bei Festigkeitsversuchen 

unter statischen Bedingungen haben sich Kräfte bis 10 kN durchgesetzt. 

Prozeduren, die auf den ersten Blick noch recht einfach anmuten, 

offenbaren aber bei genauem Hinsehen einen komplexen 

Versuchsaufbau. Generell betrachtet, bestehen Prüfstände aus 

präzise gefertigten Maschinenteilen inklusive Pneumatik sowie 

Mess- und Regeltechnik. Das Zusammenspiel der verschiedenen 

Komponenten verdeutlicht die Mechatronik des Prüfungsprozederes. 

In dynamischen Versuchen werden über Pneumatikzylinder und 

Kraftmessdosen Pedalkräfte beim Fahrrad simuliert. Damit wird die 

Stabilität und Haltbarkeit des Tretlagers getestet. Diese Prüfung mit 


SOFTSTARTER 

pedalierenden Kräften von max. 1 300 N umfasst 100 000 Zyklen. Wie 

im praktischen Betrieb werden abwechselnd das rechte und linke 

Pedal mit der Prüfkraft beaufschlagt. Nach etwa zwölf Stunden ist 

der Versuch abgeschlossen, sofern es nicht vorher schon zu einem 

Ausfall der geprüften Systeme gekommen ist. Die Lenkungsteile 

werden ebenfalls mit den von Kraftmessdosen geregelten Prüfkräften 

bis zu 1 300 N ausgesetzt. Das Prüfsystem wurde von der Firma EFBE 

entwickelt, auf der IFMA erstmals 1990 von ihr vorgestellt und gehört 

heute zu den international anerkannten Prüfstandards. 

GELENKKÖPFE ÜBERTRAGEN DIE KRAFT 

Für die Konstruktion einer Prüfmaschine braucht es eine Auswahl 

und Kombination formstabiler Bauteile. Beim Versuchsaufbau wird 

auf die notwendigen Freiheitsgrade beteiligter Komponenten geachtet. 

Verspannungen und schließlich Schäden an Gelenkteilen 

und Kraftmessdosen lassen sich dadurch vermeiden. Die Präzision 

der Teile wirkt sich auf den zielgenauen Kraftfluss aus und kann in 

Folge dessen das Prüfergebnis verfälschen. 

Exemplarisch betrachtet ist der Einsatz von Gelenkköpfen nach 

DIN ISO 12240-4 für die Kraftübertragung empfehlenswert. Sie bieten 

rotative Freiheitsgrade bei sehr geringer Reibung. So tolerieren die 

eingesetzten Gelenkköpfe bis zu einem definierten Grad die im Prüfprozess 

hervorgerufenen Lagerbewegungen, wie Kippen, Schwenken 

oder Rotieren. Sie sind daher an fast allen Stellen der Prüfeinrichtung 

in zwei Größen eingebaut. Da die Prüfkräfte mit 100 bis 2 200 N vorgegeben 

sind, fällt die Auslegung der Gelenkköpfe durch in Tabellenwerten 

ersichtliche maximale Tragzahlen leicht. Die versuchstypischen 

Schwenkbewegungen bis zu 7,5° bei einer Prüffrequenz 

von 2 bis max. 5 Hz verursachen keine Relativgeschwindigkeiten. So 

kann der Verschleiß der Gelenkköpfe verhindert werden. 

Für präzise Messergebnisse im Leichtbau sollte die bewegte Masse 

an den Prüfmaschinen so gering wie möglich ausfallen. Bekanntlich 

verursacht eine bewegte Masse auf der Prüflingsseite, die vor 

der Kraftmessdose sitzt, ihrer Trägheit wegen Kräfte. Diese Kräfte 

werden von der Steuerung aber nicht erfasst. Das Phänomen geringer 

Massen wird im Versuchsaufbau zur Stabilitätsprüfung der 

Sattelstütze verfolgt, wo der Prüfling eine dynamische Prüfung mit 

1 300 N bei 100 000 Schwingspielen standhalten muss. 

PRÜFSTAND-LAGERELEMENTE MIT 

WENIG LAGERLUFT 

Im Versuchsaufbau wird eine wichtige Stelle gelegentlich übersehen, 

und die steckt künftig im Lager der Gelenkköpfe. Die bei 

Prüfständen vorgegebenen Toleranzen erfordern eine Auswahl von 

exakten Lagerelementen mit kleiner Lagerluft. Zu den Lagerelementen 

eines Gelenkkopfes gehört der aus legiertem Vergütungsstahl 

mit der Werkstoffnummer 1.7225 (42CrMo4) gefertigte Innenring. 

Dieser ist gehärtet, geschliffen und gefinisht. Der Freiraum 

zwischen Innen- und Außenring des Lagers ist mit dem Festschmierstoff 

PTFE ausgekleidet. Die Kombination dieser Materialien 

ermöglicht den wartungsfreien Betrieb. 

Beim Einbau des Gelenkkopfes in die Prüfmaschine wird darauf 

geachtet, dass ein versagender Prüfling den maximalen Schwenkwinkel 

der Gelenkköpfe von 13° nicht überschreitet. Nicht nur der 

Gelenkkopf, sondern auch die Kraftmessdose könnte bei größerem 

Winkel beschädigt werden. Kollateralschäden, wie sie bei einem 

versagenden Bauteil auch an der Prüfmaschine auftreten könnten, 

sollen durch eine anschlagsfreie Rotationsbewegung ausgeschlossen 

werden. 

FAHRRÄDER SIND TECHNISCH 

ANSPRUCHSVOLLER GEWORDEN 

Fahrräder sind nicht mehr das einfache und mit reiner Muskelkraft 

betriebene Fortbewegungsmittel. Viele Fahrräder haben inzwischen 

das Niveau von „Hightech“ erreicht. Komponenten, 

Werkstoffe und Bauformen reichen von Einfachausführungen bis 

hin zu Hybriden. Letztere kommen für ihre technische Ausstattung 

und futuristisches Aussehen nicht mehr ohne synthetische 

Werkstoffe sowie elektronische Mess- und Regeltechnik aus. Der 

Elektromotor kommt als kraftvoller Energielieferant in vielen 

Fällen dazu. 

Wenngleich die Fahrradtypen unterschiedlich ausgestattet sind, ist 

ihnen doch gemeinsam, dass für alle Ausführungen die Ansprüche in 

Sicherheit und Qualität größer geworden sind. Geprüft werden daher 

von bedeutenden Herstellern alle sicherheitsrelevanten Bauteile an 

Fahrrädern. Der vorliegende Bericht will zeigen, dass man Bauteilprüfungen 

mit immerhin 100 000 Zyklen und großen Kräften in dynamischen 

oder statischen Versuchen sehr ernst nimmt. Im Anschluss 

an die Prüfungen erfolgen meist weitere Analysen, die Zustand, Verschleiß 

oder Schadensmerkmale der Bauteile untersuchen. 

Dahinter steckt die Absicht, Erkenntnisse für sinnvolle, konstruktive 

Änderungen bei der Werkstoffauswahl, der Verbindungstechnik 

und schließlich der Warmbehandlung zu gewinnen. Ergänzend 

zu konstruktiven Änderungen werden Methoden der FEM-Analyse 

bemüht. Prüfungen für sicherheitsrelevante Bauteile von Fahrrädern 

sind daher kein Luxus, sondern Pflicht. So gelingt die Produktion 

zukunftsträchtiger, nachhaltiger Erzeugnisse für eine umweltfreundliche 

und nachhaltige Mobilität. 

Fotos: Aufmacher: Gemeinfrei (Gemälde), Dr. W. Strecker; 

01-03: EFBE Prüftechnik GmbH 

www.strecker-technik.de 

01 02 

01 In Prüfmaschinen 

strapaziert man Fahrradteile, 

wie Rahmen, Gabel, Sattelstütze 

und Lenker mit Vorbau 

und Antriebe im Bereich von 

100 bis 2 200 N 

02 Pneumatikzylinder und 

Kraftmessdosen simulieren die 

Dynamik der Pedalkräfte beim 

Fahrradfahren. Damit wird die 

Stabilität und Haltbarkeit des 

Tretlagers getestet 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2021/03 7

SOFTSTARTER 

JÖRG THEIS WIRD NEUER GESCHÄFTSFÜHRER 

BEI B+R 

ABB hat Jörg Theis zum 

Leiter der Division 

Maschinenautomatisierung 

(B+R) ernannt. 

Er übernimmt ab dem 

1. April das Amt von 

Clemens Sager, der die 

Division seit Jahresbeginn 

übergangsweise 

leitete. Theis ist seit 

23 Jahren bei ABB. Er ist erfahren in der Prozess- und Fabrikautomatisierung 

mit einem Schwerpunkt auf der Entwicklung von 

digitalen Serviceangeboten, u. a. in den Bereichen Konsumgüter, 

Pharma, Nahrungs- und Genussmittel, Hybrid- und Automobilindustrie. 

Zuletzt leitete er die Process Automation 

Division for Energy Industries von ABB in Singapur. Von dort 

wird er nun nach Eggelsberg (Österreich), dem Standort der 

Konzernzentrale von B+R umziehen. Theis hat ein Diplom in 

Chemieingenieurwesen der FH Aachen. „Mit seinen Branchenkenntnissen 

und seiner Erfolgsbilanz in der strategischen 

Geschäftsentwicklung ist er die ideale Besetzung, um den 

Wachstumskurs von B+R fortzusetzen“, sagt Sami Atiya, Leiter 

der Robotik und Fertigungsautomation von ABB. 

www.br-automation.com 

DIGITALISIERUNGSINDEX: GUTE WERTE FÜR 

MASCHINENBAU 

SERVICE-STELLE FÜR ALLE GETRIEBE IN 

AUSTRALIEN ERÖFFNET 

Flender, Anbieter für Service von industriellen Antrieben, hat 

eine hochmoderne Test- und Produktionsstätte nahe Perth 

(Australien) eröffnet. Damit weitet das Unternehmen seine 

Aktivitäten in Westaustralien aus. Die neue Betriebsstätte in 

der Gemeinde Bayswater vereint Vertrieb, Projektabwicklung, 

Engineering und Schulungen. Die neue Anlage ist eine der 

wenigen weltweit, an denen Services für Getriebe aller Marken 

und Typen durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist der 

neue Standort die einzige OEM-Anlage an der Westküste 

Australiens mit einem 1,5-MW-Prüfstand. Auf ihm können 

komplette Antriebssysteme bis zu einer Spannung von 6,6 KV 

getestet werden. Flender trägt damit der steigenden Nachfrage 

in der Region Rechnung, insbesondere im Windenergie- und 

Bergbausektor. Die neue Produktionsstätte wird so ausgelegt 

sein, dass sie das für die kommenden Jahrzehnte prognostizierte 

Wachstum für Windturbinen mit eingebautem Getriebe 

bedienen kann. 

www.flender.com 

Der Maschinenbau zeigt sich in Sachen Digitalisierung gut 

aufgestellt. Das ergab eine Studie des Institutes der deutschen 

Wirtschaft (IW). Gemeinsam mit der Branche Elektrotechnik 

erreichte der Maschinenbau eine Bewertung von 144,3 Indexpunkten. 

Der gewichtete Durchschnitt der Branchen wird auf 

den Wert 100 festgelegt. Das ist der dritte Platz hinter der 

Informations- und Kommunikationsbranche (273,0 Indexpunkte) 

und dem Fahrzeugbau (193,0 Indexpunkte). Am wenigsten 

digitalisiert zeigt sich das Sonstige Produzierende Gewerbe, 

wozu z. B. das Baugewerbe oder die Tourismusbranche zählt. 

Der Digitalisierungsindex bewertet Unternehmen, Bundesländer 

und Branchen nach unterschiedlichen Kategorien, wie 

Geschäftsmodelle, Innovationsaktivität oder Infrastruktur. 

Einen detaillierten Ergebnisbericht hat das Institut der deutschen 

Wirtschaft Anfang 2021 veröffentlicht, einsehbar auf der 

Webseite des Instituts . 

www.iwkoeln.de 

WEBSEITE ZUR ZENTRALEN DIGITALEN 

PLATTFORM AUSGEBAUT 

Nord Drivesystems 

hat seine 

Website www. 

nord.com 

überarbeitet. So 

wurde der Shop in 

die Webseite 

integriert und eng 

mit bestehenden 

Serviceangeboten 

verzahnt. Darüber 

hinaus hat es viele Detailverbesserungen gegeben. Neben der 

neuen Optik wurde die Webseite zur zentralen digitalen 

Plattform ausgebaut. So wurden das myNord-Kundenportal 

und der Webshop shop.nord.com mit der Webseite zu einer 

optischen und funktionalen Einheit verschmolzen. Der Website-Relaunch 

ist Teil des Programms „Nord Connect 360“, das 

sich zum Ziel gesetzt hat, den Einkaufs- und Beschaffungsprozess 

effizienter zu gestalten und ein ganzheitliches, kundenzentriertes 

Digitalisierungskonzept für das Industrie-4.0-Zeitalter 

zu schaffen. Es ermöglicht eine nahtlose Informationskette, 

harmonisierte Prozesse sowie die digitale Vernetzung interner 

und externe Akteure. Valide Informationen stehen den Kunden 

nun weltweit rund um die Uhr zur Verfügung. 

www.nord.com 


SOFTSTARTER 

SPEZIALIST FÜR CONDITION 

MONITORING WECHSELT BESITZER 

NSK hat von Spectris den Spezialisten für 

Condition Monitoring-Systeme Brüel+ Kjær 

Vibro übernommen. Der Aufbau eines 

Geschäftsfelds Condition Monitoring-Systeme 

ist Teil der mittelfristigen Strategie von 

NSK. Damit will das Unternehmen die bereits 

genutzten CMS-Systeme zur Ausfallüberwachung 

und Lebensdauerdiagnose zu umfassenden 

Servicelösungen weiterentwickeln. 

Die Systeme nutzt NSK bereits u. a. für die 

kontinuierliche Überwachung von Wälzlagern 

für Windkraftanlagen und Schienenfahrzeuge. 

Zudem soll die Übernahme dazu beitragen, 

Lösungen für die aktuellen Industrie- 

Trends zu finden: flexible Automatisierung 

sowie Steigerung der Effizienz und Verfügbarkeit 

von Maschinen und Anlagen. Außerdem 

sind CMS-Systeme in vielen Unternehmen der 

erste Anwendungsfall für die Digitalisierung 

der Produktion. B&K Vibro wird als eigenständige 

Organisation unter der direkten Aufsicht 

des Präsidenten und CEO von NSK agieren. 

Der Kaufpreis betrug 169 Mio. Euro. 

www.nskeurope.de 

NEUES VORSTANDSMITGLIED UND NEUES RESSORT 

Sick hat seinen Vorstand erweitert: Feng Jiao (links) verantwortet ab sofort das 

Ressort Sales and Service. Sein Vorgänger in dieser Position Mats Gökstorp 

übernimmt das neu geschaffene Ressort Products and Marketing. Feng Jiao ist 

Ingenieur und Vertriebsspezialist mit langjähriger Erfahrung in Nordamerika und 

Asien. Seit 2014 leitet der 51-jährige Kanadier die Geschäftsaktivitäten des 

Konzerns in China. Bevor er bei Sick eintrat, war er in leitenden Vertriebspositionen 

bei Harting und Siemens tätig. Künftig verantwortet er den Vertrieb aller 

Märkte und Regionen des Konzerns und soll Wachstumspotenziale insbesondere 

in Amerika und Asien erschließen. Im neuen Ressort Products and Marketing werden 

alle Funktionen zusammengefasst, die für die Umsetzung der Digitalisierung 

erforderlich sind. Die Aufgabe des neuen Ressortleiters Mats Gökstorp, der seit 

2013 Vorstandsmitglied ist, wird es sein, das Unternehmen zu einem Komplettlösungsanbieter 

weiterzuentwickeln. 

www.sick.de 

Die Freiheitsstatue in den USA, der Heimat unseres 

Tochterunternehmens BRECOflex Co., L.L.C. 

BRECOFLEXmove BRECOprotect BRECOFLEXgreen BRECObasic 

f.steffen@breco.de 

www.breco.de

LINEARTECHNIK 

TITEL

TITEL 

LINEARTECHNIK 

REIBUNGSLOSE ALLROUNDER 

GEWINDETECHNIK 

OHNE ÖL UND FETT 

Mit einem Systembaukasten kann die 

Firma Gunda Automation eine vielfältige 

Auswahl an Automatisierungslösungen 

anbieten. Seine Eigenentwicklungen 

stattet das Unternehmen mit den 

schmiermittelfreien und verschleißarmen 

Gewindeantrieben und Gleitlagern 

von Igus aus. 

Thorben Hendricks ist Leiter des Geschäftsbereich 

dryspin-Gewindetechnik bei der igus GmbH in Köln 


LINEARTECHNIK 

TITEL 

Kompakte Bauweise, innovative Lösungen und zukunftssichere 

Technik sind die treibenden Faktoren der Gunda 

Automation GmbH mit Sitz in Schlier in der Nähe von 

Ravensburg. Die Produktpalette, allen voran die Colibri- 

Baureihe, zeichnet sich durch Präzision, hohe Flexibilität und 

Effizienz aus. Überall dort, wo in automatisierten Anlagen etwas 

bewegt oder positioniert wird, wie bei der Teilebeschriftung, 

beim Abstapeln von Kartons oder Vereinzeln von Teilen, können 

Antriebe, Linearachsen und Systeme des Colibri-Systembaukastens 

zum Einsatz kommen. 

Für den Anwender bedeutet dies eine einfache Integration in 

das Maschinendesign, die Einbindung in übergeordnete Steuerungen, 

eine schnelle Montage sowie eine problemlose Inbetriebnahme. 

Gunda Automation beliefert unterschiedliche Branchen, 

angefangen bei der Automobilindustrie über die Textil-, Verpackungs- 

und Pharmaindustrie bis hin zum Sondermaschinenbau. 

Die Produktpalette erstreckt sich von einzelnen Antriebskomponenten 

wie Schritt- oder Servomotoren über integrierte 

und intelligente Achssysteme, bestehend aus Achsen, Motor 

und Regler, bis hin zu individuellen Sondermaschinen zur Automatisierung 

von Produktionsprozessen. 

Manfred Müller, Geschäftsführer und Eigentümer der Gunda 

Automation, erklärt die flexible Ausrichtung am Beispiel des 

Colibri-Systembaukastens: „Mit diesem System können wir Linear-, 

Hub- und Schwenk- oder Drehbewegungen so kombinieren, dass 

damit problemlos anspruchsvolle Handlingsaufgaben gelöst werden 

können. Der Maschinenbauer kann unsere Komponenten leicht 

in sein Gesamtsystem integrierten und sich so auf seine zu lösenden 

Prozesse konzentrieren.“ 

Das Portfolio setzt sich aus Eigenentwicklungen und ergänzenden 

Produkten zusammen. „Wir verfügen über eine eigene Entwicklungsabteilung 

für Elektronik, Software und mechanischen 

Konstruktionen, kaufen jedoch gewisse Teile, bei denen es Sinn 

macht, zu“, erklärt Müller. Dazu gehören z. B. die Gewindemuttern 

und Gewindespindeln von Igus, die Gunda in seine Colibri- 

Antriebe verbaut. Als kleines Entwicklungsteam könne man nicht 

alles selbst machen und vertraue daher auf die Erfahrung und 

Qualität des Lieferanten, so Geschäftsführer Müller. 

SCHMIERFREIE GEWINDETECHNIK MIT HOHER 

LEBENSDAUER 

Die eingesetzten Gewindespindeln und Spindelmuttern mit Dryspin- 

Technologie basieren auf dem Prinzip der schmiermittelfreien 

Lineartechnik. Für den absolut schmiermittelfreien Einsatz werden 

Gewindespindeln aus Edelstahl oder hartanodisiertem Aluminium 

mit Hochleistungspolymeren aus dem Iglidur-Programm 

kombiniert. Die von Igus entwickelte Dryspin-Technologie erreicht 

zum einen – durch die Asymmetrie der Gewindegänge – 

eine höhere Lebensdauer und zum anderen durch die flachen 

Flankenwinkel eine erhöhte Effizienz. Außerdem ist die Geometrie 

der zur Gewindestange passenden Gewindemutter selbst 

im Standard variabel. 

Reiner Nusser, technischer Verkaufsberater bei Igus, schildert 

die Details: „Durch den Verzicht von Ölen oder Fetten als 

Schmiermittel können wir mit unserer Gewindetechnik höchste 

Hygienebedingungen erfüllen. Darüber hinaus spart der Einsatz 

im Trockenlauf hohe Reinigungs- und Wartungskosten und der 

Verschleiß wird zudem deutlich reduziert. Mittlerweile dürfen 

wir bei der Gunda Automation mehr als acht Spindelgrößen inklusive 

der Sondermuttern liefern.“ 

Die Schritt- und Servomotoren mit integrierter Steuerung von 

Gunda Automation sind mit allen Betriebsarten eines ausgewachsenen 

Positioniersystems ausgestattet. Durch ihre Vielseitigkeit 

mit Schnittstellen wie Profinet, Profibus, Ethercat oder 

Can-Bus sind sie an nahezu jedes Steuersystem adaptierbar. „Wir 

bieten neben den Schritt- und Servomotoren auch intelligente 

Positioniersysteme an. Unser Motordrehtisch zum Beispiel mit 

annähernd spielfreiem Schneckengetriebe eignet sich bestens für 

die exakte Drehpositionierung von Bauteilen wie Sensoren, Kameras, 

Laser, Endschalter und so weiter, genauso wie unser Positionierschlitten 

für Formatverstellungen oder zum Positionieren 

01

TITEL 

LINEARTECHNIK 

von Bauteilen, Werkstücken oder Bearbeitungstischen. Egal ob elektrischer Zylinder, 

Schrittmotor, Servomotor oder Planetengetriebe, wir können die Positioniersysteme 

und die Automatisierungswünsche unserer Kunden wirtschaftlich und flexibel nach 

deren individuellen Wünschen und Bedürfnissen realisieren“, ist Müller überzeugt. 

IM VERSUCHSLABOR WURDE DIE ANWENDUNG EINS ZU EINS 

NACHGEBAUT 

Je nach Aufgabenstellung werden bei der Gunda Automation neben der Gewindetechnik 

auch komplette Linearachsen oder Achssysteme von Igus eingesetzt. „Unsere Fertigung 

unterscheidet sich von der klassischen Serienproduktion, da wir sehr häufig 

Sonderanfertigungen und auf den Kunden individuell zugeschnittene Lösungen realisieren. 

Dies hebt uns deutlich von großen Herstellern ab. Bereits bei kleinen Stückzahlen 

ist eine Individuallösung realisierbar“, so Müller. Reiner Nusser erläutert: „Das ist auch 

ein USP von uns. Egal ob der Anwender ein oder 200 000 Stück bei uns bestellt, wir 

verrechnen nie einen Mindestbestellwert oder Mindermengenzuschlag.“ 

In einem 3 800 m² großen Testlabor prüft und entwickelt Igus seine Produkte unter 

realen Bedingungen. Dies war auch für den Geschäftsführer der Gunda Automation 

das entscheidende Kriterium sich für Igus und deren Produkte zu entscheiden. „Ich 

war am Anfang ehrlich gesagt etwas skeptisch. Herr Nusser hat mich dann nach Köln 

eingeladen und die Techniker von Igus haben dort im Versuchslabor unsere Anwendung 

eins zu eins nachgebildet. So konnte ich mich vor Ort von der Qualität des 

Produktes überzeugen“, so Müller. 

Fotos: igus GmbH 

www.igus.de 

01 Gunda Automation legt besonderes Augenmerk auf Qualität; jeder Prozess 

durchläuft eine strenge interne Prüfung mit laufender Qualitätskontrolle 

02 In den kompakten Positioniersystemen arbeiten Gewindespindeln und 

Spindelmuttern nach dem Prinzip der schmiermittelfreien Lineartechnik 

03 Eine Partnerschaft auf Augenhöhe: Reiner Nusser von Igus (l.) und 

Manfred Müller von Gunda Automation 

DIE IDEE 

„Durch den Einsatz von Gleitlagern 

und der Gewindetechnik von Igus 

bekommen die Kunden von Gunda 

Automation eine wartungsarme und 

qualitativ hochwertige Automatisierungslösung 

‚made in Germany‘. 

Es ist schon beeindruckend, mit 

welchem Know-how und Einsatz 

uns Igus von Anfang an betreut und 

unterstützt hat. So ist, auch wenn 

wir kein Großkunde von Igus sind, 

eine vertrauensvolle Partnerschaft 

auf Augenhöhe entstanden.“ 

Manfred Müller, Geschäftsführer 

und Eigentümer, Gunda 

Automation GmbH 

02 

03 


INTERVIEW 

OB LANG ODER KURZ, 

ZUVERLÄSSIGKEIT IST PFLICHT 

Antriebsriemen sind Teil vieler Antriebssysteme. 

Die Entwicklungs trends Digitalisierung, Nachhaltigkeit und 

Spezialisierung, die Motoren, Getriebe und Kupplungen aktuell 

betreffen, gehen auch an den Antriebsriemen nicht vorbei. 

Wir sprachen mit Dr. Jürgen Vollbarth, dem Leiter Entwicklung 

und Vertrieb bei Breco, wie man sich dort zukunftsfähig 

aufgestellt hat. 

Breco-Produkte genießen einen guten Ruf. Was sind aktuell technische 

Highlights aus Ihrem Sortiment? 

Wir versuchen immer, alle unsere Produkte nahe ans Optimum heran zu führen 

und sehen daher eigentlich unser gesamtes Portfolio als Highlight an. Wir haben 

Riemen, die mit hoher Steifigkeit für Positionieraufgaben und Antriebe mit großen 

Trumlängen geeignet sind. Andere sind auf dynamisch ruhiges Laufverhalten und 

geringe Geräuschemission optimiert. 

Spezielle Produkte mit großem technischen Know-how sind zum Beispiel Brecoprotect. 

Diese eignen sich besonders für die Lebensmittelindustrie da sie im Wasser 

laufen können und Reinigungsmittel sowie aseptische Umgebungsbedingungen 

gut vertragen. Spannend ist auch unser Brecovacuum, der speziell für den 

Transport von flachen und dünnen Produkten gedacht ist. 

Dr.-Ing. Jürgen Vollbarth, Leiter Entwicklung und Vertrieb Breco, Porta Westfalica 

DIE IDEE 

„Antriebsriemen entwickeln sich 

stark weiter. Breco arbeitet an 

einem Breco-DataBelt mit integrierter 

Lebensdauerprognose. Auch 

Produkte mit Nachhaltigkeitsansatz 

sind im Portfolio. Für zahlreiche 

Anwendungen gibt es spezialisierte 

Riemen, etwa zum Transport flacher 

Produkte oder falls eine besonders 

hohe Laufruhe gefordert ist.“ 

Dr.-Ing. Jürgen Vollbarth, Leiter 

Entwicklung und Vertrieb Breco 



01 Dieser Vakuumriemen wird im 

Extrusionsprozess hergestellt, 

wodurch Verzahnung, Saukanäle 

und Dichtleisten vereint sind; die 

Geometrie der Zahnscheiben- 

Einzelteile ist auf den Saugbereich 

des Riemens abgestimmt 

01 

02 Dieser Zahnriemen in 

lebensmittelblau ist für die 

Anwendung unter hohen Anforderungen 

im Kontakt mit Lebensmitteln 

und in Bereichen mit 

notwendigen Reinigungsprozessen 

entwickelt worden; die Ausführung 

ohne Wickelnasen verhindert 

versteckte oder schlecht lösbare 

Verschumutzungen 

02 

Wo wird der größte Breco-Zahnriemen eingesetzt? Wo der 

kleinste? 

Der längste mir bekannte unserer Zahnriemen wurde in 

einem Aluminiumpresswerk zur Stempelbewegung eingesetzt. 

Es war ein 150AT20 mit einer Länge von 345 m, also 

345 000 mm. Bei den kleinsten Zahnriemen ist es nicht so 

eindeutig, aber wahrscheinlich ist es ein Breco-Zahnriemen 

vom Typ AT3, der in der Leiterplattenherstellung als Transportriemen 

für bestückte Leiterplatten dient. 

Das Breco-Logo wird zahn- und rückenseitig eingeprägt. 

Ansonsten erkennt man einen echten Breco-Zahnriemen im 

Einsatz an seiner Präzision – hoher Lebensdauer, geringen 

Geräuschen, ruhigerem Lauf. Gleiches gilt für die zugehörigen 

Zahnscheiben. Alle Breco-Zahnscheiben werden mit 

einem gelaserten Logo versehen. 

Fotos: Breco 

www.breco.de 

Condition Monitoring und Predictive Maintenance sind 

Buzzwords, bei denen es auch um möglichst gute Abschätzung 

von Verschleiß geht. Auch viele Breco-Produkte sind 

Verschleißteile – wie kontrolliere ich die Lebensdauer? 

Aktuell gibt es keine Lebensdauergleichung, es ist kein eindeutiger 

und wirklich zuverlässiger Indikator für einen bevorstehenden 

Ausfall detektierbar. Ein Austausch erfolgt 

i.d.R. bei Schadensfall oder im Wartungsintervall. Aber wir 

arbeiten zurzeit an dem neuen Zahnriemen „Breco-Data- 

Belt“ mit implementierter Lebensdauerprognose. Das ist 

noch ein Entwicklungsprojekt, allerdings mit immensem 

Potenzial. 

Digitalisierung und Nachhaltigkeit sind ebenfalls in aller 

Munde. Was haben Hersteller von Antriebsriemen hier zu 

bieten? 

Nun, es gibt verschiedene Ansätze, die Produkte aus umweltfreundlicheren 

Materialien herzustellen. Wir haben ein Produkt 

mit hohem Anteil an nachwachsenden Rohstoffen im 

Programm, es nennt sich Brecogreen. Digitalisierung findet 

sich sowieso allerorten. Bei Breco ist zum Beispiel eine 3D- 

Druckanlage für Profile in Betrieb. Damit ist eine durchgängig 

digitale Verarbeitung von den Konstruktionsdaten bis 

zum fertigen Produkt möglich. 

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Hilger u. Kern 

Industrietechnik 

Produkte mit hoher Qualität sind oft Opfer von weniger 

guten Imitaten, Fälschungen. Wie geht Breco damit um? 

Natürlich sind auch wir wie alle Hersteller hochwertiger 

Produkte von Fälschungen betroffen. Breco verhält sich da 

aber eher gelassen, da eine Verfolgung chinesischer Fälscher 

unmöglich ist. Wir kennzeichnen unsere Produkte sorgfältig. 

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ANTRIEBSRIEMEN 

ZUVERLÄSSIG IN BEWEGUNG 

Für den Celluveyor – ein neues Fördersystem für die Logistikbranche – begleitete 

Hilger u. Kern Industrietechnik das Bremer Unternehmen Cellumation bei der 

Auswahl des passenden Keilrippenriemens. Langjährige Erfahrung und breites 

Know-how führten zielgerichtet und schnell zur passenden Lösung. 

Christian Engelhorn ist 

Leiter Industrietechnik 

bei der Hilger u. Kern 

GmbH in Mannheim 

Die Logistik- und Produktionsbranche ist stets in Bewegung. 

Förderanlagen transportieren große Mengen an 

Objekten – in unterschiedlichen Formen, Größen, Materialien 

und Gewicht. Das bedeutet: Höchstleistung für 

das Fördersystem. Nur mit optimaler Kraftübertragung bleibt 

der Materialfluss konstant effizient und leistungsstark. Die Wahl 

des Antriebsriemens ist daher von großer Bedeutung und erfordert 

bei den hohen Anforderungen wie in der Logistik und Produktion 

technisches Wissen, verlässliche Kompetenz und jahrelange 

Erfahrung. 

ANTRIEBSRIEMEN ANWENDERSPEZIFISCH 

KONZIPIERT 

Flexibilität in der Bewegung steht bei Cellumation seit der 

Gründung im Jahre 2017 im Mittelpunkt. Das Unternehmen hat 

ein zellulares Fördersystem für die Produktions- und Logistikbranche 

entwickelt: den Celluveyor. Die Idee entstand am Forschungsinstitut 

BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik 

GmbH an der Universität Bremen und wurde bereits 

mehrfach ausgezeichnet. 

Die einzelnen identischen sechseckigen Zellen, aus denen der 

Celluveyor besteht, werden modular und flexibel in jeder beliebigen 

Form je Einsatzgebiet zu einer Förderanlage zusammen- 

gebaut – und deshalb von Cellumation auch als „Legosteine der 

Fördertechnik“ bezeichnet. Drei gesondert angeordnete, einzeln 

angetriebene Antriebsräder bringen das Fördergut frei und automatisch 

in die richtige Position. Der Antriebsriemen muss dabei 

hohe Anforderungen erfüllen. 

Bei der Auswahl des passenden Antriebsriemens fand das junge 

High-Tech-Unternehmen mit Hilger u. Kern Industrietechnik 

einen Partner, der die Bremer Ingenieure mit individueller Beratung 

durch das Projekt begleitete. In den fast 100 Jahren seines 

Bestehens hat Hilger u. Kern Industrietechnik aus Mannheim im 

Bereich Antriebsriemen viele Erfahrungswerte bei unterschiedlichen 

Projekten gesammelt. Bei Anfragen nehmen die Ingenieure 

und Techniker zunächst das Gesamtprodukt mit seinen Anforderungen 

für das Einsatzgebiet in den Blick. 

„Wir haben uns erst einmal den Hintergrund angeschaut. Dabei 

hat uns der Anwendungsbereich des Celluveyors und seine technischen 

Komponenten interessiert. Auf dieser Grundlage konnten 

wir dann gezielt beraten und unterstützen“, sagt Ralf Tunze, Maschinenbautechniker 

bei Hilger u. Kern Industrietechnik. 

LEISTUNGSSTARK UND ZUVERLÄSSIG 

Bei Materialflusssystemen gelten durch die hohe Dynamik besondere 

Anforderungen. Berücksichtigt werden müssen hierbei 



02 

01 

01 Ein einzelnes Modul verfügt über drei einzelne 

Antriebe mit je einem elastischen Keilrippenriemen 

02 Der Keilrippenriemen behält trotz der Dehnbarkeit 

sowohl seine Flexibilität in der Länge als auch seine Spannung 

neben Drehmomenten und einwirkenden Kräften bei Beschleunigung und Reibung 

auch Umgebungseinflüsse von außen und die Positionierung bei der Montage. 

Deshalb hat Hilger u. Kern Industrietechnik für den effizienten Antrieb in den 

einzelnen zellularen Modulen einen elastischen und selbstspannenden Keilrippenriemen 

des Typs Flexonic von Hutchinson empfohlen. 

Für die leistungsstarke Kraftübertragung und einen zuverlässigen Antrieb sorgt 

der elastische Riemen bei gleichbleibender Spannung. Dabei ist er mit seiner 

selbstspannenden Eigenschaft einfach in der Montage. Trotz der Dehnbarkeit behält 

der Keilrippenriemen sowohl seine Flexibilität in der Länge als auch seine 

Spannung. Leistungsübertragung und Effizienz bleiben konstant und der Wirkungsgrad 

somit zuverlässig erhalten. Die Leistungsübertragung ist über die gesamte 

Lebensdauer konstant. Zusätzlich absorbiert der Riemen Vibrationen und 

arbeitet geräuschlos. 

ENGER AUSTAUSCH UND KURZE UMSETZUNGSZEIT 

Für Cellumation zeigte sich im Validierungsprozess, dass der Keilrippenriemen 

Flexonic in dieser Konfiguration als maßgefertigte Lösung für diese Produktpalette 

mit einer hohen Einschätzung gut für das Produkt ausgelegt war. Modifikationen 

gab es nur in einem geringen Maß. Das Know-how von Hilger u. Kern Industrietechnik 

mit langjährigen Erfahrungswerten war ausschlaggebend für die kurze 

Umsetzungszeit bei den komplexen Anforderungen. Der kontinuierliche Austausch 

und die persönliche Beratung haben eine effektive Lösung für diese Produktanfrage 

ermöglicht. 

„Mit der großen Erfahrung, dem technischem Verständnis und dem Interesse für 

uns und unser Produkt konnten wir in kurzer Zeit den Antriebsriemen mit diesen 

Eigenschaften für den Celluveyor auswählen“, betont Philipp Peter, Ingenieur bei 

Cellumation. Dabei ist eine enge Zusammenarbeit entstanden. So wird auch in Zukunft 

das High-Tech-Unternehmen auf die Betreuung und das technische Knowhow 

der Mannheimer Spezialisten für Antriebstechnik vertrauen. 

Fotos: Cellumation, Hutchinson 

www.hilger-kern.de 

DIE IDEE 

„Das umfassende Verständnis war für 

uns der erste Schritt auf dem Weg 

zur Lösung. Uns haben der Anwendungsbereich 

des Fördersystems 

Celluveyor und seine technischen 

Komponenten interessiert. Auf 

dieser Grundlage konnten wir gezielt 

beraten und eine maßgefertigte 

Lösung empfehlen. Die Riemenauslegung, 

die Fertigung des Prototyps, 

die ersten Tests sowie die Serienfertigung 

wurden von uns individuell 

begleitet.“ 

Christian Engelhorn, Leiter Industrietechnik, 

Hilger u. Kern GmbH 



GETRIEBELÖSUNGEN 

ALLES WAS DIE INDUSTRIE 

ZUM BACKEN BRAUCHT 

DIE IDEE 

Antriebssysteme in der Backwarenproduktion 

müssen hygienefreundlich, korrosionsbeständig 

und robust sein. Nord Drivesystems stattet dafür 

eine ganze Produktreihe mit washdownoptimierten 

Aluminiumgehäusen aus. 

Für die Anforderungen an die Hygiene in der Backwarenindustrie 

hat Nord Drivesystems eine spezialisierte Produktserie 

mit unterschiedlichen Antriebskomponenten entworfen. 

Zum Einsatz kommt das korrosionsbeständige Sortiment 

aus Getrieben, Glattmotoren, Frequenzumrichtern und 

Motorstartern in Rührwerken, Fördersystemen sowie in Dosierund 

Abfüllanlagen. 

Die Umrichtertechnik des Antriebstechnik-Herstellers aus 

Bargteheide ist auf eine hohe Positioniergenauigkeit und die zuverlässige 

Umsetzung dynamischer Abläufe ausgelegt. Die Antriebe 

sind individuell regelbar, z. B. um Knet- und Fördergeschwindigkeiten 

zu kontrollieren, Aufstauungen zu vermeiden 

oder die Teigführung zu steuern. Durch ihre Modularität sind die 

Antriebe zudem service- und wartungsfreundlich. 

„Die Herstellung von Backwaren findet 

sowohl im traditionell handwerklichen 

als auch im industriellen Maßstab statt. 

Das erfordert eine Vielzahl individueller 

Antriebslösungen und Konzepte, die wir 

durch unsere Branchenerfahrung und 

das Nord-Baukastensystem optimal 

abdecken können. In der Backwarenproduktion 

herrscht generell eine hohe 

Beanspruchung der Antriebssysteme, 

beispielsweise durch hochviskose 

Teigmassen, Staub und Hitze sowie 

Arbeit unter Zeit- und Termindruck. 

Speziell für die Backbranche haben wir 

deshalb Lösungen wie eine verstärkte 

Wellenlagerung für Mixerantriebe oder 

hochdynamische und positionierende 

Bandantriebe im Portfolio.“ 

Jörg Niermann ist Bereichsleiter Marketing 

der Nord Drivesystems Gruppe in Bargteheide 

Jörg Niermann, Bereichsleiter 

Marketing, Nord Drivesystems Gruppe 



Der Safomi-IEC-Adapter 

vereinigt die Funktionen 

eines Standard-IEC- 

Adapters und eines 

Ölausgleichsbehälters 

in einem Bauteil 

ALUMINIUMOBERFLÄCHE BEUGT 

KORROSION VOR 

Für die Backwarenproduktion bietet die Oberflächenveredelung 

nsd tupH eine Antikorrosionsbehandlung 

für Getriebe, Glattmotoren, Frequenzumrichter und 

Motorstarter im washdown-optimierten Aluminiumgussgehäuse. 

Nord präsentiert nsd tupH-Antriebe als Alternative 

zu lackierten Getriebemotoren und Antrieben 

aus Edelstahl. Eine entsprechende Veredelung ist für alle 

Nord-Produkte aus Aluminium verfügbar. DIN- und 

Normteile sowie die Abtriebswellen sind bei nsd tupH- 

Aluminiumantrieben aus Edelstahl ausgeführt. Die lüfterlosen 

Glattmotoren tragen nicht zur Verbreitung von 

Keimen bei und besitzen eine hohe Laufruhe. 

GROSSE KRÄFTE ZUM RÜHREN 

UND MISCHEN 

Die Industriegetriebereihe Maxxdrive von Nord Drivesystems 

richtet sich an den Betrieb in der Misch- und 

Rührtechnik. Sie bieten hohe Abtriebsdreh momente 

bis 282 kNm, haben einen geräuscharmen Lauf und 

besitzen eine lange Lebensdauer. Die Kombination aus 

Maxxdrive-Industriegetriebe, dem Safomi-IEC-Adapter 

und einem Nord-Elektromotor em pfiehlt der Antriebsausstatter 

aus Bargteheide für Mischer und Rührwerksanwendungen, 

um Verschleiß- und Anbauteile 

zu reduzieren. 

Der Safomi-IEC-Adapter vereinigt die Funktionen eines 

Standard-IEC-Adapters und eines Ölausgleichsbehälters 

in einem Bauteil. Sein Einsatz am Rührwerksantrieb 

trägt der Betriebssicherheit bei und soll Wartungsaufwand 

reduzieren. Auf Ölbehälter und -schläuche sowie 

den Wellendichtring zwischen Getriebe und IEC-Zylinder 

könne daher verzichtet werden. Im Programm des 

Herstellers ist der Safomi-Adapter für Stirnradgetriebe 

in den Baugrößen sieben bis elf und mit Abtriebsdrehmomenten 

von 25 bis 75 kNm. 

AUSSTATTUNGSOPTIONEN FÜR 

RADIAL- UND AXIALBELASTUNGEN 

Speziell für Pumpen, Rühr- und Mischeranwendungen 

mit prozessbedingt hohen Radial- und Axialbelastungen 

bietet Nord Drivesystems anwendungsspezifische 

Ausstattungsoptionen an. Dazu gehört unter anderem 

eine Rührwerksausführung (VL2-Lagerung) mit einem 

großen Lagerabstand und einer verstärkten Lagerung 

sowie eine Drywell-Ausführung (VL3-Lagerung) mit zusätzlicher 

Ölabtropfscheibe und Leckölanzeige oder Ölsensor. 

Der Abstand zwischen den Lagern wird bei den 

VL2- und VL3-Lagerungen durch Anbauteile vergrößert, 

während die Getriebegröße aber konstant bleibt. 

Darüber hinaus bietet Nord auch die Verwendung von 

sehr großen Lagern an. Diese wurden mit Hinblick auf 

Anwendungen wie Rührwerke in der Backwarenindustrie 

bewusst überdimensioniert. 

Fotos: Nord Drivesystems 

www.nord.com 



MINIATURLAGER 

MANÖVER IN 600 KILOMETERN 

ÜBER DER ERDE 

Das Würzburger Zentrum für Telematik hat vier „NetSat“-Kleinst-Satelliten ins Weltall 

entsendet. Zu ihren zukünftigen Missionen zählt die verbesserte Erdbeobachtung 

bei der Erforschung des Klimas und des Klimawandels. Die Achsensteuerung der vier 

Satelliten wird von jeweils sechs Miniatur-Reaktionsrädern ausgeführt. 

Eine russische Sojus-Rakete vom Weltraumbahnhof „Kosmodrom 

Plessezk“ im Norden Russlands brachte die „NetSat“- 

Satelliten Ende September 2020 in das Weltall. Dort umrunden 

die gerade einmal 4 kg schweren und nur 10 × 10 × 30 cm 

„großen“ Kleinst-Satelliten die Erde auf ihrer Umlaufbahn in 

600 km Höhe. Ihre Aufgabe ist es, die Techniken für eine Selbstorganisation 

der Formation, also ihre gegenseitige Position und Anordnung, 

im Orbit zu erforschen. Die dadurch ermöglichten, neuartigen 

Erdbeobachtungsansätze sollen Klimavorhersagen verbessern. 

Gleichzeitig ist daran gedacht, mit dem Projekt die Grundlagen für 

innovative künftige Telekommunikationssysteme zu legen. 

Konstruiert und entwickelt wurden die „NetSat“-Kleinst-Satelliten 

vom Würzburger Zentrum für Telematik (ZFT). Mit an Bord der vier 

Objekte sind jeweils sechs Miniatur-Reaktionsräder, names Cyber 

Reaction Wheel 2 von Wittenstein Cyber Motor. Das ausgegründete 

Christoph Weis ist Produktmanager bei der 

Wittenstein cyber motor GmbH in Igersheim 

Start-up des ZFT S4 (Smart Small Satellite Systems GmbH) baute mithilfe 

den Reaktionsrädern ein 3-Achs-Lageregelungssystem. Das Achsensystem 

soll eine genaue Ausrichtung auf Beobachtungsziele erlauben, 

aber auch die Einstellung des Elektromotors auf die gewünschte 

Schubrichtung für Änderungen der Umlaufbahn steuern. So wird 

eine dreidimensionale Anordnung der vier Kleinst-Satelliten für optimale 

Beobachtungen ermöglicht und kontinuierlich nachgeführt. 

DREIDIMENSIONALE ERFASSUNG 

DER ERDOBERFLÄCHE 

Die bereits in Vorbereitung stehende nachfolgende Mission zur Erdbeobachtung 

TOM (Telematics earth Observation Mission) erklärt 

Prof. Dr. Klaus Schilling von der Universität Würzburg und zugleich 

Vorstand des Zentrums für Telematik: „Die drei TOM-Kleinst-Satelliten 

sollen die Erdoberfläche aus verschiedenen Richtungen dreidimensional 

erfassen, ohne tote Winkel und verdeckte Punkte auf 

den Bildern. Hierzu müssen die drei Satelliten sich selbst organisieren 

und in optimaler Formation zueinander positionieren. Ihre jeweiligen 



Bildinformationen werden zu einer ganzheitlichen 3D-Darstellung fusioniert, die die 

Erdoberfläche ohne perspektivbedingte Abschattungen darstellt.“ 

Für den Datenaustausch sind alle Satelliten einer Formation mit einer Funkverbindung 

ausgestattet, über die sie ihre Relativ-Positionen und -Ausrichtungen untereinander austauschen. 

Damit werden die Manöver der Kleinst-Satelliten zum Formationsbetrieb des 

Multi-Satellitensystems per Funk koordiniert. Das redundante 3-Achs-Lageregelungssystem 

von S4, bestehend aus den jeweils sechs an Bord befindlichen, miniaturisierten 

Präzisions-Reaktionsräder. 

REAKTIONSRÄDER ERMÖGLICHEN BEWEGUNG IM ORBIT 

Erst die Reaktionsräder in ihrer 2 × 2 × 2 cm kleinen Würfelform machen die „NetSat“- 

Kleinst-Satelliten manövrierfähig. Sie drehen die Raumflugkörper im Weltall um ihre 

x-, y- und z-Richtung, damit sich die Objekte in der Erdumlaufbahn ausrichten können. 

Julian Scharnagel, Leiter Entwicklung beim Zentrum für Telematik, ist beeindruckt von 

der hohen Leistungsdichte der etwa 30 g „schweren“ Cyber Reaction Wheel 2: „0,1 mNm 

nominales Drehmoment und 19 000 rpm nominale Geschwindigkeit sind schon außergewöhnliche 

Werte.“ Hinzu kommt ein selbstkalibrierender Regelalgorithmus, der eine 

präzise Lageregelung sicherstellt. 

Für die Inbetriebnahme des Cyber Reaction Wheel 2 steht ein Starterkit zur Verfügung. 

Mit einem PC und der grafischen Benutzerschnittstelle MotionGUI 2 kann das Reaktionsrad 

innerhalb weniger Momente in Betrieb genommen werden. Außerdem lassen sich 

mit der Software zusätzlich zur Parametrisierungen auch Diagnosen und weitere Optimierungen 

durchführen. 

Die miniaturisierten Reaktionsräder wurden konsequent für den anspruchsvollen 

Dauereinsatz im All ausgelegt. So beträgt die Leistungsaufnahme nicht einmal 200 mW. 

Das ermöglicht energieeffiziente Regelungsmanöver über viele Jahre hinweg. Mechanik 

und Elektronik sind nicht nur auf kleinem Bauraum integriert, sondern auch an das raue 

Einsatzumfeld im Orbit angepasst. Dafür sorgt z.B. das vakuumtaugliche Lager, der Einsatz 

strahlungsresistenter Komponenten sowie eine hohe thermische Widerstandsfähigkeit 

für Temperaturen von - 40 bis + 100 °C. 

VERSCHIEDENE MISSIONEN GEPLANT 

Das Zentrum für Telematik wird die Ergebnisse und Erfahrungen des „NetSat“-Projekts für 

die nächsten „Kleinst“-Satelliten-Missionen nutzen. Geplant ist z. B. die internationale Telematics 

earth Observation Mission (TOM) zur 3D-Erdbeobachtung von Vulkanausbrüchen, 

Erdbeben und Schiffsbewegungen. Auch das Projekt CloudCT ist vorgesehen. Dabei werden 

mit Methoden der Computertomographie mittels zehn Kleinst-Satelliten das Innere von 

Wolken analysiert, um weitere oder verbesserte Parameter für Klimamodelle zu erhalten. 

Fotos: Aufmacher: Zentrum für Telematik, Würzburg; 01: Wittenstein se; 

02: Smart Small Satellite Systems GmbH 

www.wittenstein.de 

DIE IDEE 

„Der Cyber Reaction Wheel 2 stellt für 

Wittenstein Cyber Motors die erste 

Technologie für das Weltall dar. Mit 

ihrer Leichtbauweise und Robustheit 

haben die Reaktionsrädern Nano- 

Satelliten, wie NetSats, eine dynamische 

und statische Schwenksteuerung 

verliehen. Überdies halten wir 

auch eine Integration in die noch 

kleineren Pico-Satelliten (weniger als 

1 kg) für denkbar.“ 

Christoph Weis, Produktmanager, 

Wittenstein cyber motor GmbH 

01 Im Innern der „NetSat“-Kleinst- 

Satelliten arbeiten die Miniatur-Reaktionsräder 

im 3-Achs-Lageregelungssystem. 

Die Elektronik befindet sich komplett im 

Inneren des Würfels 

02 Ein „NetSat“ beim Dynamik-Test auf 

dem Drehtisch in Würzburg; solche 4 kg 

schwere Kleinst-Satelliten sollen zukünftig 

dreidimensionale Bilder der Erde anfertigen 

02 

01 


MARKTPLATZ 

NEUE FREQUENZUMRICHTER-KLASSE MIT 

INTEGRIERTER KORROSIONSERKENNUNG 

Mit der FR-E-Serie 

hat Mitsubishi 

Electric flexible, 

kompakte 

Umrichter mit 

Schnittstellen zu 

allen gängigen 

Netzwerken, 

einschließlich 

TSN (Time 

Sensitive 

Networking), im 

Programm. 

Zudem bietet der 

FR-E800 eine Korrosionserkennungsfunktion, die als Standard 

integriert ist. Durch den Einsatz der KI-Diagnosetechnologie für 

Antriebe ermöglicht die Komponente erweiterte Predictive 

Maintanance und reduziert Ausfallzeiten. Die Umrichter 

erreichen eine Hochleistungssteuerung von Induktions- und 

Permanentmagnetmotoren auf Sicherheitsintegritätsniveau 

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

Ethernet-Netzwerken einschließlich CC-Link IE TSN kompatibel. 

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

unterstützen, erhöhen die Netzwerkflexibilität. Mit skalierbarer 

Leistung für Anwendungsvielfalt hat die FR-E800-Serie eine 

Leistung von 0,1 bis 7,5 kW. 

www.mitsubishielectric.com 

ROBUSTER, FLÜSSIGKEITSGEKÜHLTER 

KOMPAKTUMRICHTER 

Gefran ergänzt die luftgekühlten 

Frequenzumrichter ADV200 

um die vektorgeregelte 

Ausführung ADV200 LC. Diese 

eignet sich unter anderem als 

Hauptantrieb einer Extruder- 

Schnecke in der Kunststoffverarbeitung. 

LC steht für „liquid 

cooled“ und beschreibt ein 

Kühlsystem mit Wasser oder Öl 

für elektrische und mechanische 

Einheiten. Folge ist eine 

minimierte Baugröße. „Die flüssigkeitsgekühlte 

Variante 

bieten wir als integrierte 

Schaltschrankversion oder mit 

der Option zur Durchsteckmontage an“, so Gefran-Vertriebsleiter 

Giuseppe Savoca. Der Einsatz von Antikondensations- 

und Feuchtesensoren verhindere eine Betauung im 

Umrichter. ADV200 LC ist auf eine feldorientierte Regelung 

von 30 bis 400 KW ausgelegt und die Trennung von 

Elektronik und Wasserkühlung sorgt für Korrosionsschutz. 

Für Baugrößen bis 55 KW ist eine Montage des Bremswiderstandes 

direkt auf dem Kühlkörper möglich. Die Regelungsfunktion 

der Temperatur dient zur Steuerung eines externen 

Ventils für Antrieb und Motor. 

www.gefran.com 

VERLÄNGERTE LAUFZEIT DANK INTEGRIERTER 

INTELLIGENZ 

KBT Knapp 

bietet seine 

Wälzlager 

jetzt auch 

als smarte 

Variante für 

die vorbeugende 

Instandhaltung 

an. Die 

erforderliche 

Monitoring- 

Einheit VCM-3 steuert ein Partnerunternehmen bei. 

Mit dieser Einheit werden verschiedene Schwingungs- und 

Beschleunigungssensoren ausgewertet sowie Aussagen über 

das Verschleißverhalten der Wälzlager generiert. Folge des 

kontinuierlichen Monitorings ist eine erhöhte Lebensdauer der 

Maschinen. Ausfälle und Schäden werden verhindert und die 

Wartungsintervalle lassen sich an die Produktionsprozesse 

anpassen. Anfänglich sollen nur wenige Sensoren erforderlich 

sein. Je mehr Daten diese an der Maschine sammeln, desto 

schneller lernt das System hinzu. KBT Knapp Wälzlagertechnik 

liefert die präparierten Wälzlager auf Wunsch bereits mit 

Sensorik. Sämtliche Parameter werden dabei nach technischer 

Klärung anforderungsgerecht aufgebaut. 

www.knapp-waelzlagertechnik.de 

FORMBESTÄNDIG AUCH BEI 

PERMANENTBELASTUNG 

Um den Zeitund 

Arbeitsaufwand 

bei der 

Montage und 

Wartung zu 

verringern, hat 

das Unternehmen 

NSK seine 

Getriebelager 

für Schienenfahrzeuge 

überarbeitet. Erhöhte Zuverlässigkeit und 

Lebensdauer sind die Folge. Erreicht wird dies über die 

Lager für die Antriebswelle, wo eine Kombination aus 

Zylinderrollen- und Vierpunktlagern zum Einsatz kommt. 

Eine Einstellung des Axialspiels ist nicht erforderlich. 

Zudem werden die Lager mit voreingestelltem Lagerspiel 

ausgeliefert. Auf die permanenten Stoß- und Vibrationsbelastungen 

reagiert NSK mit einem neuen einteiligen Käfig 

samt Taschen mit R-förmigem Radius. Angaben zufolge 

reduziert eine derartige Konstruktion die Spannungen in 

der Käfigstruktur um rund 75 %. Ferner wurde der Innenring 

der Lager einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen, 

die die Maßhaltigkeit auch bei längerem Einsatz unter 

hohen Temperaturen sicherstellt. Die Formbeständigkeit 

sorgt für geringen Schlupf und verhindert, dass sich das 

Lager auf der Welle mitdrehen kann. 

www.nskeurope.de 


MARKTPLATZ 

PASSENDE KUGELGEWINDETRIEBE FÜR 

KLEINSTANWENDUNGEN 

Die Entwicklung auf 

dem Gebiet der Life 

Tech stellt laufend 

neue Anforderungen 

an Antriebstechnik 

für lineare 

Bewegung in den 

Bereichen Bauraum, 

Dynamik im 

Dauereinsatz und 

präzise Positionierfähigkeit. Für intelligente Analyse- und 

Dosierverfahren oder Positionsscanner für die Zahnmedizin 

müssen filigranste Bewegungen hochpräzise ausgeführt 

werden. Der Getriebespezialist Eichenberger bedient diesen 

Anwendungsbereich mit Miniatur-Kugelgewindetrieben, die 

präzise, schnelle und belastbare Bewegungen auf kleinstem 

Bauraum ausführen. Die Modelle der Carry 4x1-Serie erfüllen 

diese Anforderungen auch abseits der gängigen Baunormen. 

Der Kugelgewindetrieb ist zudem kalt gerollt und stellt im 

Bereich Mini-Dimensionen eine Alternative zu geschliffenen 

Spindeln dar. Auch im Bereich der Fahrzeugtechnik sind die 

Anwendungsmöglichkeiten von Gewindetrieben vielfältig. 

Roll-, Gleit- und Rundbewegungen, ob bei automatischen 

Fahrzeugtürsystemen oder LKW-Kupplungen, nutzen lineare 

Bewegungen als Grundlage. Für die automatische Version einer 

LKW-Kupplung liefert Eichenberger z. B. eine kalt umgeformte 

Kugelgewindespindel aus Stahl, Durchmesser 12 mm, Steigung 

3 mm. Dadurch kann die Kupplung durch das Bedienen eines 

Schalters bereits bei niedrigen Drehzahlen vollständig einrücken. 

Die Kupplung weist während der Gangwechsel keinen 

Schlupf auf, d. h. die Geschwindigkeit der miteinander in 

Reibkontakt stehenden Mechanismen, weicht nicht ab. Sie 

dient also nur zum Trennen des Getriebes vom Motor. Diese 

Funktionen schützen die Kupplung und andere Antriebsstrang- 

Komponenten wirksam vor mechanischer Überbeanspruchung 

www.eichenberger.com 

POWER PANEL MIT GERINGER EINBAUTIEFE 

Mit seiner 

geringen 

Einbautiefe 

findet das 

Multitouch-Bediengerät 

C80 

auch in 

beengten 

Schaltschränken 

Platz. Der 

harddisk- und 

lüfterlose 

Betrieb macht 

es zudem wartungsarm. Durch Plug-and-play lässt sich das 

Power Panel C80 einfach und schnell in Betrieb nehmen. Alle 

notwendigen Software-Pakete sind vorinstalliert. I/Os, Achsen 

und Safety-Komponenten können direkt an das Panel angeschlossen 

werden. Zusätzliche Steuerungen sind nicht notwendig. 

Der Anwender muss das Power Panel C80 nur einschalten 

und seine Applikation übertragen. Auf dem Intel-Atom-Prozessor 

laufen parallel das B&R-Echtzeitbetriebssystem Automation 

Runtime und ein Embedded-Linux-Betriebssystem für die 

Visualisierung. Ermöglicht wird dies durch den Hypervisor von 

B&R, der die Ressourcen des Prozessors auf die beiden Betriebssysteme 

aufteilt, ohne dass diese sich gegenseitig beeinflussen. 

Das Power Panel C80 eignet sich z. B. für mapp-View-Visualisierungen. 

Das Software-Paket mapp View stellt die Möglichkeiten 

der Web-Technologie direkt in der Automatisierungssoftware 

zur Verfügung. Der projiziert-kapazitive Touchscreen reagiert 

auch bei der Bedienung mit dicken Lederhandschuhen präzise 

und zuverlässig. Die Front des Panels ist in Schutzart IP65 

ausgeführt, wodurch das Power Panel C80 auch in rauen 

Umgebungen optimal einsetzbar ist. Das Multitouchpanel ist 

mit klarer oder entspiegelter Glasoberfläche in vier unterschiedlichen 

Widescreen-Formaten (7.0, 10.1, 12.1 und 15.6") 

und einem 4:3-Format (5.7") verfügbar. 

www.br-automation.com 

Der Teamplayer 

SD2 – zertifizierte Sicherheit für sensorlose Systeme 

Die universelle Antriebslösung 

für Multiachs- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen 

SFM 

SLOF 

Kundenspezifische 

Lösungen möglich 

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www.sieb-meyer.de 

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FREQUENZUMRICHTER 

EINSATZFELD ERWEITERT 

Der Frequenzumrichter SD2B plus von Sieb & Meyer ist jetzt auch mit 

NRTL-Zulassung und als Hochstromversion verfügbar. Die NRTL-Zulassung 

erleichtert vertriebsseitig den Zugang zum US-amerikanischen Markt und 

durch die Hochstromversion wird ein 30 Prozent höherer Nenn- und 

Spitzenstrom bei unverändertem Bauvolumen erreicht. 

Das Unternehmen Sieb & Meyer hat den Frequenzumrichter 

SD2B plus entwickelt, der sich als hochdynamischer 

Servoverstärker für rotative sowie lineare Niedervolt- 

Servomotoren eignet. Der Umrichter ist ebenfalls einsetzbar 

für den optimierten Betrieb von hochdrehenden Niedervolt-Synchron- 

und Asynchronmotoren. Die Standardversion des 

SD2B plus bietet ein Optimum an Betriebsspannung und Nenn-/ 

Spitzenstrom (80 VDC /10 A), um möglichst vielen Applikationen 

gerecht zu werden. Bei dem neuen Hochstrommodell hat das Unternehmen 

die Betriebsspannung auf 50 VDC reduziert, was den 

Torsten Blankenburg ist Vorstand Technik der Sieb & Meyer AG in Lüneburg 

Einsatz von Leistungshalbleitern erlaubt. Der höhere Ausgangsstrom 

von 13 A erweitert das Einsatzfeld des Geräts zusätzlich. 

ANWENDBAR IM HOCHGESCHWINDIGKEITS- 

BEREICH 

Im Hochgeschwindigkeitsbereich ermöglicht der SD2B plus als 

Frequenzumrichter zusätzlich zur sensorlosen Regelung eine 

sensorbehaftete Regelung auf Basis von TTL-Gebern. So lassen 

sich mehrere Hochgeschwindigkeitsmotoren im Master-/Slave- 

Betrieb winkelsynchron betreiben. Die robuste Drehzahlregelung 

erlaubt dabei hohe Massenträgheitsverhältnisse zwischen 

Motor und Werkzeug von bis zu 1:100. 

Der SD2B plus verfügt über ein kompaktes IP20-Gehäuse mit 

einer Bauhöhe von 25 mm. Das Gerät bietet die Sicherheitsfunktion 

STO und eine interne Logikspannungsversorgung. Neben 

zwei TTL-Encoder-Ein- und Ausgängen stehen jeweils fünf digitale 



01 02 

01 Der Frequenzumrichter SD2B plus ist nun auch 

mit NRTL-Zulassung sowie in einer Hochstromversion 

verfügbar 

02 Für Anwendungen in Turbo-Gebläsen 

und -Kompressoren wurde die Drei-Level- 

Umrichter-Baureihe SD2M erweitert 

DIE IDEE 

Ein-/Ausgänge sowie eine USB-Schnittstelle für eine einfache Parametrierung 

zur Verfügung. Die Servolink-Schnittstelle ermöglicht den Betrieb mit dem 

Sieb & Meyer Motion Controller MC2 sowie die Nutzung der Gateways für 

Profibus, Profinet und EtherCAT. 

FREQUENZUMRICHTER MIT DREI-LEVEL-TECHNOLOGIE 

Über die Jahre hat der Lüneburger Hersteller für Antriebs- und Steuerungselektronik 

auch die Umrichter-Baureihe SD2M kontinuierlich erweitert, zuletzt 

für Anwendungen in Hochgeschwindigkeits-Strömungsmaschinen. Aktuell 

stehen sieben verschiedene Ausführungen des SD2M im Bereich von 75 

bis 400 HP bzw. 165 bis 630 A Nennstrom zur Verfügung – darunter sowohl Modelle 

mit Wasser- als auch mit Luftkühlung. 

Allen gemeinsam ist die Drei-Level-Technologie, die in Kombination mit 

Schaltfrequenzen bis 16 kHz für eine gute Stromqualität sorgt. So wird eine 

übermäßige Rotor-Erwärmung verhindert und Lagerbelastung sowie Isolationsbeanspruchung 

lassen sich minimieren. Beim Einsatz des SD2M reduzieren 

sich laut Hersteller im direkten Vergleich zu alternativen Lösungen die 

umrichterbedingten Zusatzverluste im Rotor um bis zu 90 %. In den meisten 

Fällen reicht das aus, um komplett auf LC-Filter oder Motordrosseln zu verzichten. 

Durch die Drei-Level-Technologie werden anspruchsvolle Anwendungen 

mit hohen Drehzahlen und kompakten Bauräumen überhaupt erst 

realisierbar – weil die Wärme gar nicht erst entsteht. 

Fotos: Sieb & Meyer 

www.sieb-meyer.de 

„Unser Anspruch ist, dass die 

Frequenzumrichter von Sieb & Meyer 

den Anwendern einen signifikanten 

Mehrwert bieten. Der Frequenzumrichter 

SD2B plus bietet hohe 

Leistung auf kleinem Raum, während 

der Vorteil beim SD2M unter 

anderem in der innovativen Drei- 

Level-Technologie besteht. Alle 

unsere Geräte entwickeln wir 

kontinuierlich weiter, wobei wir 

jeweils auf konkrete Impulse aus 

dem Markt reagieren.“ 

Torsten Blankenburg, Vorstand 

Technik, Sieb & Meyer AG, Lüneburg 



SICHERHEITS-KLEINSTEUERUNGEN 

SOFTWAREBASIERTE KONFIGURATION 

INDIVIDUELLER SCHUTZSYSTEME 

Neben einer integrierten Lösung mit sicheren 

Antrieben und sicheren SPS bieten auch 

Sicherheits-Kleinsteuerungen wie die Protect 

PSC1 von Schmersal die Möglichkeit, 

antriebsbezogene Parameter wie Geschwindigkeit, 

Beschleunigung und Position sicherheitsgerichtet 

zu überwachen. Die Integration in die 

Steuerungs- und die Leitebene ist dabei mithilfe 

von Kommunikationsmodulen einfach möglich – 

auf Wunsch auch mit OPC UA-Anbindung. 

Dipl.-Ing. Christian Lumpe ist Produktmanager Steuerungen 

bei der K.A. Schmersal GmbH & Co. KG in Wuppertal 

Im Maschinenbau wachsen die einzelnen Teildisziplinen der 

Konstruktion immer stärker zusammen. Dieser Langzeittrend gilt 

in hohem Maße für die Antriebstechnik, die eng mit der Elektround 

Steuerungstechnik verbunden ist. Dies gilt nicht zuletzt 

auch für das Thema Maschinensicherheit, bei der immer mehr 

Funktionalitäten in die Software verlagert werden. 

ÜBERWACHT AUCH ANTRIEBSFUNKTIONEN 

Bei komplexeren Anlagen kann der Konstrukteur integrierte Gesamtlösungen 

nutzen, um die Antriebstechnik, zum Beispiel mit der Prozesstechnik 

und der Maschinensicherheit zu verknüpfen. Bei überschaubaren 

Anlagen ist das nicht effizient, vor allem auch im Hinblick 

auf den Aufwand für die softwareseitige Realisierung. Für diesen Einsatz 

sind Sicherheits-Kleinsteuerungen wie der Protect PSC1 aus dem 

Steuerungstechnik-Programm der Schmersal Gruppe konzipiert. 

Anwender dieser Sicherheitssteuerung – und zwar sowohl die 

Hersteller als auch die Betreiber der Maschinen – können von vielen 

Eigenschaften profitieren, z. B. im Hinblick auf die Skalierbarkeit 

der sicherheitsgerichteten Lösung auf die individuellen Applikation 

oder mit Blick auf die einfache Programmierung, die auch ohne 

spezielle Kenntnisse möglich ist. 


01 Bei der „kleineren“ 

Variante des Basismoduls 

wird die sichere 

Achsüberwachung über 

eine kompakte, integrierte 

Lösung realisiert 

antriebstechnik 

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SCHAFFT 

IDEEN 

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für Anwender 

aus dem gesamten Umfeld 

mechanischer und 

elektrischer Antriebstechnik. 

Aktuelle Nachrichten 

rund um mechanische, 

thermische und elektrische 

Antriebstechnik, 

sowie deren Steuerungen 

und Regelungen. 

02 Für die Überwachung von bis zu zwölf Achsen eignet sich die 

Kombination des größeren Basismoduls PSC1-C-100 mit 

Erweiterungsmodulen, die es als Ein- und Zweiachsausführung gibt 

MODULAR AUFGEBAUTES SICHERHEITSMODUL 

Die Protect PSC1 ist als modulares System aufgebaut: Zwei verschiedene Grundmodule 

– frei programmierbare Kompaktsteuerungen – werden durch verschiedene 

IO-Erweiterungsmodule ergänzt und damit die Steuerungen an den Anwendungsfall 

angepasst. Insgesamt können Erweiterungsmodule mit bis zu 272 Ein-/Ausgängen an 

das Basismodul angeschlossen werden. 

Zu den Erweiterungsmodulen gehört auch ein universelles Kommunikationsmodul, 

über das die PSC1 in die übergeordnete Automatisierungsebene eingebunden 

werden kann. Mit nur einer Hardware stehen die gängigen Feldbussysteme zur 

Verfügung, dies spart letztlich Zeit und Kosten, da die Sicherheitslösung somit unabhängig 

von der Automatisierungslösung bleiben kann. Parallel erlaubt Ethernet 

SDDC eine sichere Remote-IO-Kommunikation und eine sichere Querkommunikation. 

In der neuesten Steuerungsversion ist zudem ein OPC UA-Server integriert. 

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BIS ZU ZWÖLF ACHSEN SICHER ÜBERWACHEN 

Klassisches Aufgabenfeld einer Sicherheitssteuerung ist die Überwachung 

und Anschaltung der Sicherheitsschaltgeräte und -sensoren. 

Die programmierbare Steuerung bietet hier im Vergleich zu den 

Sicherheitsrelaisbausteinen u. a. eine bessere Anpassung an die 

individuellen Anforderungen und Bedingungen – mit dem Ziel, die 

Schutzeinrichtungen bestmöglich auf den Einsatzfall abzustimmen 

und ein optimales Maß an Produktivität und Sicherheit zu ermöglichen. 

Zum Beispiel können Sicherheitsfunktionen verknüpft und 

Sonderbetriebsarten wie Einrichtbetrieb oder Prozessbeobachtung 

komfortabel realisiert und individuell programmiert werden. 

Aus Sicht der Antriebstechnik ist hier die integrierte Funktion der 

sicheren Achsüberwachung interessant: Mit der Protect PSC1 kann 

der Anwender bis zu zwölf Achsen nach den Anforderungen der 

DIN EN 61800-5-2 sicherheitsgerichtet überwachen. 

Die Protect PSC1 bietet eine Vielzahl von Funktionen für die 

sichere Achsüberwachung. Das Spektrum reicht von mehreren Arten 

des sicheren Abschaltens und Stillsetzens (z. B. Safe Torque Off/ 

STO, Safe Stop1 und 2/SS1 und SS2) über Bewegungsfunktionen 

wie Safely-limited Speed/ SLS bis zur sicherheitsgerichteten Überwachung 

von Positioniervorgängen. Jeweils ein oder zwei Encodersysteme 

(TTL, IN/COS, SSI, Resolver, HTL) stellen hierbei die 

Gebersignale bereit. Bei allen Funktionen werden die Anforderungen 

der DIN EN 61800-5-2 erfüllt. Damit kann der Maschinenhersteller 

Achsen, die aus Sicht der Maschinensicherheit gefahrbringende 

Bewegungen ausführen bzw. deren Geschwindigkeit begrenzt 

werden muss, auf einfache Weise – mit der Sicherheits-Kleinsteuerung 

– überwachen. 

ANWENDUNGSBEISPIEL: BUCHBINDEMASCHINE 

Welchen Nutzen die Verknüpfung von „klassischen“ steuerungstechnischen 

Aufgaben der Maschinensicherheit und einer sicheren 

Achsüberwachung hat, zeigt das Anwendungsbeispiel einer Protect 

PSC1 im Bereich der Druck- und Weiterverarbeitungsmaschinen. 

Ein Hersteller von Buchbindeanlagen fertigt Maschinen, deren 

Arbeitsraum bzw. Gefahrenbereich durch zwei Schutzhauben abgesichert 

ist. Das Einrichten der Maschine, d. h. die Anpassung an 

die jeweiligen Buchformate, erfolgt bei geöffneter Schutztür im 

Tippbetrieb. Dabei fordert die C-Norm DIN EN 1010 („Sicherheitsan 

forderungen an Konstruktion und Bau von Druck- und Papierverarbeitungsmaschinen“) 

eine Begrenzung der Laufgeschwindigkeit 

der gefahrbringenden Bewegung von (je nach Gefährdung) 

1 m/min oder 5 m/min. 

Die Geschwindigkeit wird in diesem Fall über die Drehzahlmessung 

von zwei Näherungsschaltern am Kettenrad des Antriebs 

erfasst. Die Protect PSC1 verarbeitet die Sensorsignale und sorgt für 

die sichere Überwachung der Achsgeschwindigkeit. Eine weitere 

Sicherheitsanforderung an die Achsen im Gefahrenbereich betrifft 

das Einfahren von Spannelementen, die zum Beispiel Papierrollen 

oder Niederhalter von Bögen fixieren. Die Spannelemente dürfen 

nur im Tippbetrieb bei einer Maximalgeschwindigkeit von 5 m/min 

betätigt werden. Auch diese Anforderung lässt sich mit der Protect 

PSC1 einfach und ohne eine zusätzliche sichere Signalauswertung 

erfüllen. 

VERSCHIEDENE BASISMODUL-VARIANTEN 

VERFÜGBAR 

Bei der „kleineren“ Variante des Basismoduls (PSC1-C-10) wird die 

sichere Achsüberwachung über eine kompakte, integrierte Lösung 

realisiert. Eine Steuerung kann dann wahlweise eine oder zwei 

Achsen mit jeweils einem Encoder-System sicher überwachen. Für 

die Überwachung von bis zu zwölf Achsen eignet sich die Kombination 

des größeren Basismoduls PSC1-C-100 mit Erweiterungsmodulen, 

die es als Ein- und Zweiachsausführung gibt. Dabei kann 

jede Achse mit einem oder zwei Encoder-Systemen sicher überwacht 

werden. 

Der hier erwähnte Hersteller der Buchbindemaschinen realisiert 

die sichere Achsüberwachung mit dem kompakten Basismodul. Er 

nutzt dabei die Funktionen Safely-limited Speed/SLS, Safe Direction/SDI 

und Safely-limited Increment/SLI. Selbstverständlich 

werden auch die „normalen“ Sicherheitsfunktionen wie Not-Aus 

und Schutztürüberwachung hier angeschlossen und verarbeitet. 

Damit lässt sich das komplette Sicherheitskonzept mit nur einer 

Baugruppe effizient und platzsparend realisieren. 

Fotos: K.A. Schmersal GmbH & Co. KG 

www.schmersal.com 

DIE IDEE 

„Es sind meist Bewegungen von 

Antrieben, die aus Sicht der Maschinensicherheit 

ein Risiko darstellen. Eine 

einfache Umhausung der Maschine, 

um das gewünschte Sicherheitsniveau 

zu erreichen, behindert oftmals die 

effiziente Durchführung von Einrichtund 

Wartungsarbeiten sowie die 

Behebung von Störungen. Die 

sicherheitsgerichtete Überwachung 

der (reduzierten) Bewegungsgeschwindigkeiten 

erhöht durch den 

nun möglichen sicheren Eingriff auf 

einfache Weise die Produktivität 

und Funktionalität der Maschine.“ 

Christian Lumpe, 

Produktmanager Steuerungen, 

K.A. Schmersal GmbH & Co. KG 


MARKTPLATZ 

VISUALISIEREN UND DIAGNOSTIZIEREN OHNE UNTERLASS 

Mit PMIvisu v807 und v812 stockt Pilz das Angebot an Bedienterminals für industrielle 

Anwendungen auf. Sie dienen der Visualisierung von Automatisierungsprozessen und 

sind mit Diagnosefunktionen bestückt. Die kapazitiven Bedienterminals der Serie 

PMIvisu v8 sind in einer 7-Zoll- sowie in einer 12,1-Zoll-Variante verfügbar und mit dem 

Betriebssystem Windows 10 ausgestattet. Ihre kratz- und stoßfesten Glas-Touchscreens 

lassen auch den Einsatz in rauer Arbeitsumgebung zu. Die webbasierte Visualisierungssoftware 

PASvisu ist bereits vorinstalliert und lizenziert. Der leistungsfähige Prozessor 

erlaubt eine schnelle und einfache Bedienung. Diagnosen werden in Form von Klartextmeldungen 

ausgegeben. PMI v8 verfügt über eine Ethernet-Schnittstelle und einen 

HDMI-Anschluss. Die UL-zugelassenen Geräte lassen sich mit dem Automatisierungssystem 

PSS 4000 oder der konfigurierbaren Kleinsteuerung PNOZmulti 2 kombinieren. 

Steuerungen mit OPC UA Server können ebenfalls angebunden werden. 

www.pilz.com 

GÜNSTIGE ÜBERLAST- 

KUPPLUNG FÜR 

DIREKTE ANTRIEBE 

Am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Technischen Universität Darmstadt ist ab 

01. Oktober 2022 oder später eine 

Universitätsprofessur (W3) 

Elektrische Antriebssysteme (EAS) (Kenn-Nr. 56) 

Eine wirtschaftliche Überlastkupplung 

für Direktantriebe 

bietet Enemac mit der Type 

ECUD an. Sie ist eine Kombination 

aus Sicherheitskupplung mit 

Passfedernutverbindung und 

einer Elastomerkupplung mit 

Klemmnabe. Durch die Passfedernutverbindung 

werden 

Schäden durch Kollisionen 

minimiert oder verhindert. Der 

Elastomerteil der Kupplung 

kompensiert Stöße und 

Vibrationen und wirkt elektrisch 

isolierend. Die Kupplung 

kann axialen Wellenversatz von 

1 mm sowie lateralen Versatz 

bis 0,15 mm ausgleichen. 

Erhältlich für Ausrückmomente 

zwischen 1,8 und 2 000 Nm in 

15 Baugrößen, ist die extrem 

kurze Kupplung vielseitig 

einsetzbar. Die Naben können 

Bohrungen zwischen 6 und 

90 mm fassen. Die Sicherheitskupplung 

bietet eine hohe 

Torsionssteife und ist verschleiß- 

und wartungsfrei. Die 

einseitig angebrachte Klemmnabe 

verbindet Welle und 

Kupplung spielfrei und kraftschlüssig. 

www.enemac.de 

zu besetzen. 

Wir suchen eine erfahrene Wissenschaftlerin bzw. 

einen erfahrenen Wissenschaftler mit herausragendem 

wissenschaftlichem Ruf und internationaler Sichtbarkeit 

in mehreren der folgenden Forschungs gebiete: 

• Energieeffiziente elektrische Antriebe 

• Systemeffekte durch schnellschaltende Umrichter: 

Bestimmung, Simu lation und Kompensation. Hierbei 

mit besonderem Augenmerk auf: 

– Wicklungsschädigung durch hohes du/dt 

– Lagerströme durch Gleichtaktspannungen 

• Neue Fertigungsverfahren für elektrische Maschinen 

(additive Fertigung, optimierte Entwürfe für automatisierte 

Fertigung, Faserverbundwerkstoffe, verbesserte 

Recyclingfähigkeit) 

• Antriebe für höchste Drehzahlen; magnetische Lagerung 

• Zustandsüberwachung und vorbeugende Wartung 

• Multiphysikalische Simulations- und Modellreduktionsverfahren 

sowie computergestützte Entwurfsprozesse 

für die entwurfs begleitende Simulation 

• Digitaler Zwilling im Rahmen von Industrie 4.0 

Die Bereitschaft zu interdisziplinärer Zusammenarbeit 

mit anderen Fachgebieten, Fachbereichen und Forschungsclustern 

der TU Darmstadt sowie mit außeruniversitären 

Forschungseinrichtungen und mit Industriekooperationen 

wird erwartet. 

Einstellungsvoraussetzungen sind eine herausragende 

Promotion, pädagogische und didaktische Eignung und 

zusätzliche wissenschaft liche Leistungen, die durch 

Habilitation oder gleichwertige wissenschaftliche Leistungen 

nachgewiesen werden. Wir erwarten die aktive 

Mitarbeit bei Lehrveranstaltungen im Bachelor- und 

Masterstudium (deutsch und englisch). 

Die Einstellung erfolgt im Beamtenverhältnis oder in 

einem außer tariflichen Angestelltenverhältnis mit einer 

qualifikationsabhängigen Besoldung/Vergütung entsprechend 

der W-Besoldung. Diese wird zwischen Be - 

werberin bzw. Bewerber und Hochschulleitung verhandelt. 

Es gelten ferner die Einstellungsvoraussetzungen 

der §§ 61 und 62 des Hessischen Hochschulgesetzes. 

Die Technische Universität Darmstadt ist eine autonome 

Universität mit breiter Forschungsexzellenz, interdisziplinärem 

Profil und klaren Schwerpunkten in den 

Ingenieurwissenschaften. Der Fachbereich Elektrotechnik 

und Informationstechnik ist einer der drei größten 

Fachbereiche der Universität und in Forschung und 

Lehre und in einschlägigen bundesweiten Rankings 

regelmäßig in der Spitzengruppe zu finden. 

Die Technische Universität Darmstadt strebt eine 

Erhöhung des Anteils der Frauen am Personal an und 

fordert deshalb besonders Frauen auf, sich zu bewerben. 

Bewerberinnen und Bewerber mit einem Grad der 

Behinderung von mindestens 50 oder diesen Gleich - 

gestellte werden bei gleicher Eignung bevorzugt. Die 

Technische Universität Darmstadt ist als familien - 

gerechte Hochschule zertifiziert und verfügt über ein 

Dual Career Programm. 

Mit dem Absenden Ihrer Bewerbung willigen Sie ein, 

dass Ihre Daten zum Zwecke des Stellenbesetzungs - 

verfahrens gespeichert und ver arbeitet werden. 

Unsere Datenschutzerklärung finden Sie unter: 

www.tu-darmstadt.de/datenschutzerklaerung.de.jsp 

Bei inhaltlichen Rückfragen wenden Sie sich bitte an 

Prof. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog (Telefon: +49 170 

5623619; gerd.griepentrog@lea.tu-darmstadt.de). 

Bewerbungen senden Sie mit den üblichen Unterlagen 

(Aussagekräftiges Anschreiben, CV inkl. wissenschaft - 

lichem Werdegang, einer Skizze der geplanten Lehrund 

Forschungsaktivitäten, Publikationsverzeichnis, 

Kopien der relevanten Zeugnisse und Urkunden, Übersicht 

über die bisherige Lehrtätigkeit einschl. Lehr - 

evaluationen) bitte in englischer Sprache in elektronischer 

Form (als eine PDF-Datei) an die E-Mailadresse: 

dekanat@etit.tu-darmstadt.de mit dem Betreff „Bewerbung 

W3-Professur Elektrische Antriebssysteme Kenn- 

Nr. 56“ oder per Post an die folgende Adresse: 

Technische Universität Darmstadt, Dekanat Fach - 

bereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Kenn- 

Nr. 56, Fraunhoferstraße 4, D-64283 Darmstadt. 

Bewerbungsfrist: 10. Mai 2021 



SCHMIERSYSTEME 

AUF DIE RICHTIGE DOSIERUNG 

KOMMT ES AN 

Egal ob Lüfter, Pumpen oder Bandanlagen: Kaum eine Maschinenkomponente 

arbeitet ohne Elektromotor. Eine optimale Schmierung erhöht die Anlagensicherheit 

sowie deren Lebensdauer und damit die Produktivität. Das Unternehmen 

Perma-Tec hat das elektromechanische Schmiersystem Perma Star Vario entwickelt, 

welches für die exakt auf die Schmierstelle abgestimmte Dosierung sorgt. 

Häufig befinden sich Elektromotoren an schwer zugänglichen 

Anlagenteilen oder sogar in Gefahrenbereichen. 

Deswegen werden die notwendigen 

Schmierstellen an Labyrinthdichtungen sowie Antriebs- 

und Nichtantriebsseite oft nur unregelmäßig geschmiert. 

Durch Nichteinhaltung der Herstellerangaben 

führt eine Überschmierung oder Mangelschmierung der 

Lager zu Schäden und Ausfällen. 

SICHERE UND KONSTANTE SCHMIERUNG 

Das elektromechanische Schmiersystem Perma Star Vario 

von Perma-Tec sorgt für eine exakt auf die Schmierstelle ab- 

gestimmte Dosierung. Somit kommt es weder zu einer Mangel-, 

noch zu einer Überschmierung und einer eventuell damit 

verbundenen Verunreinigung durch abtropfenden 

Schmierstoff. Das Unternehmen hat für vielzählige Anwendungen 

geeignete Schmierstoffe im Produktportfolio. 

Die Montage des Schmiersystems kann wahlweise direkt auf 

dem Motor oder mittels Schlauchleitung entfernt erfolgen. 

Bei der entfernten Montage wird der Perma Star Vario außerhalb 

von Gefahrenbereichen montiert, so dass die 

Schmierstelle durch Zuleitungen versorgt wird. Das erhöht 

die Arbeitssicherheit. 

Die Perma Schmiersysteme spenden kontinuierlich 

Schmiermittel – auch bei laufender Anlage. Wechselinterval- 



Die App unterstützt 

den Instandhalter vor 

Ort und dokumentiert 

Wartungsarbeiten 

sowie durchgeführte 

Wechsel von 

Schmiersystemen 

le können geplant werden, womit der Personalaufwand reduziert wird. Durch 

die präzise, auf den Motor abgestimmte Schmiermenge verringert sich der 

Schmierstoffbedarf, was die Umwelt schont. Zum Wechsel der Schmiersysteme 

wird keinerlei Werkzeug benötigt. 

DIGITALE SCHMIERSTELLEN-DATENBANK 

Damit die individuelle Schmierstellen-Datenbank zentral verwaltet werden 

kann, hat das Unternehmen Perma-Tec die Webanwendung Perma MLP (Maintenance 

Lubrication Program) entwickelt. Die Perma MLP App unterstützt den 

Instandhalter vor Ort und dokumentiert Wartungsarbeiten sowie durchgeführte 

Wechsel von Perma Schmiersystemen. Dazu kann einfach ein auf den 

Perma Produkten angebrachter QR-Code gescannt werden. Durch das 

Abscannen wird die Schmierstelle erkannt und alle Informationen automatisch 

geladen und angezeigt. Eine Schnittstelle zwischen beiden Systemen ermöglicht 

den Datenaustausch. Voraussetzung zur Nutzung der App ist die 

Perma MLP Webanwendung. 

Die Webanwendung unterstützt bei administrativen Aufgaben. Eine Erinnerungsfunktion 

zeigt fällige Wartungsarbeiten frühzeitig an. Dazu lassen sich 

passende Bestellvorschläge generieren, die Schmiersysteme und alle notwendigen 

Zubehörteile enthalten. In der Perma MLP Webanwendung lassen sich 

individuelle Aufgabenlisten erstellen. Diese sind nach Synchronisation in der 

App für den Verantwortlichen vor Ort sichtbar, der die Wartungsarbeiten durchführt. 

Eine eindeutige Identifikation der Schmierstelle erfolgt durch Scannen 

der auf den Schmiersystemen aufgebrachten QR-Codes. Nach Durchführung 

der Wartungs- und Wechselarbeiten vor Ort erfolgt die Rückmeldung der aktualisierten 

Daten an die Webanwendung. 

ALLE SCHMIERSTELLEN IMMER IM BLICK 

Mit der Perma MLP Webanwendung und der Perma MLP App sind alle Schmierstellen 

immer auf dem aktuellen Stand. Wartungsarbeiten lassen sich damit koordinieren. 

Beide Anwendungen sind frei verfügbar. Die Webanwendung kann 

auf jedem Endgerät mit Internetanbindung und Browser (PC, Tablet oder Smartphone) 

ausgeführt werden. Die App ist für Android und iOS erhältlich und kann 

in den entsprechenden App-Stores heruntergeladen werden. 

Fotos: Perma-Tec 

www.perma-tec.com 

DIE IDEE 

Die Digitalisierung in der Instandhaltung 

spiegelt sich in neuen Perma 

Produkten wider. Damit einhergehend 

muss der Service neu überdacht 

werden, um für den Anwender 

weiterhin die Kosteneffizienz zu 

erhöhen und die Arbeitsbelastung zu 

reduzieren. Hierfür wurden anwenderorientierte 

Apps entwickelt, wie 

die Perma MLP App. Mit dieser App 

werden Wartungsarbeiten digitalisiert, 

übersichtlich koordiniert und 

automatisch dokumentiert. 

Gerhard Keßler, Anwendungstechnik, 

Perma-Tec GmbH & Co. KG, Würzburg 



THERMISCHE BESTÄNDIGKEIT 

ANPASSUNGSFÄHIGE 

DICHTUNGSWERKSTOFFE 

Der Einzug neuer Getriebekonstruktionen hat die 

Anforderungen an spezialisierte Dichtungssysteme spürbar 

verändert. Für praxisübliche Flanschunebenheiten und geringe 

Flächenpressung braucht es Dichtungswerkstoffe mit hoher 

Anpassungsfähigkeit und thermischer Robustheit. 

Dipl.-Ing. Peter Übelmesser ist 

International Product Manager & 

New Business Development bei der 

Donit Tesnit GmbH in Stuttgart 

Unter der Prämisse Leichtbau und Energieeffizienz 

finden auch im Getriebebau zunehmend neue Werkstoffe 

Einzug. Es liegt auf der Hand, dass Gehäuseverformungen 

in unterschiedlicher Intensität auftreten, 

je nachdem ob Gusseisen oder Aluminium- oder 

Aluminium-Magnesiumlegierungen o. ä. für die Gehäuse 

verwendet werden. Diesen unterschiedlichen Eigenschaften 

wird bereits konstruktiv durch entsprechende Verrippung 

und Versteifung Rechnung getragen. 

BESONDERE ANFORDERUNGEN AN 

DICHTSYSTEME 

Trotz dieser konstruktiv erfolgten Anpassungen bleiben die 

Anforderungen an das Dichtsystem im Bereich der Deckeldichtungen 

ausgesprochen hoch. Sie lassen sich auf die folgenden 

Kategorien eingrenzen: 

■ Deckel und Gehäuse weisen eine geringe Steifigkeit auf. 

■ Bei komplexen Geometrien treten zwischen den Verschraubungen 

große Abstände auf. 

■ Zuletzt verfügen Deckeldichtungen nur über eine niedrige 

Schraubenkraft. 

Alle drei Kategorien führen zu einer ungleichmäßigen und 

unzureichenden Flächenpressung auf die Dichtung. Das verursacht 

zwangsläufig Leckagen, entweder bei der Montage 

oder spätestens im Betrieb. 

Wo und welche Deformationen bereits bei einem Standardflansch 

im Bereich des Rohrleitungsbaus auftreten können, 

zeigt eine FEM Analyse des Verspannungszustandes an 

einem Standard-Stahlflansch. Das gezeigte Prinzip lässt sich 

auch auf andere Geometrien und Werkstoffe übertragen. Je 

nach Auslegung und Design eines Getriebes kann die Verformung 

einen vielfachen Wert erreichen. Ein hochentwickelter, 

hochanpassungsfähiger Dichtungswerkstoff soll in 

der Lage sein darauf zu reagieren und eine sichere Abdichtung 

zu ermöglichen. 



02 

01 

01 Die FEM-Analyse zeigt den Verspannungszustand eines 

Stahlflansches samt den Auswirkungen auf die Dichtverbindung 

02 Der Vergleich zeigt, dass sich allein durch die Änderung des 

Dichtungswerkstoffes bei ansonsten gleichen Montagebedingungen 

eine funktionsfähige Dichtverbindung trotz geringer Stegbreiten 

erzielen lässt 

WERKSTOFF ERZIELT HOHE DICHTHEIT 

Bei Faserweichstoffdichtungen tritt der weitaus dominierende Anteil der Leckage 

als Oberflächenleckage an der Grenzfläche zwischen Deckel/Gehäuse und Dichtung 

auf. Eine Querschnittsleckage durch den Dichtungswerkstoff kann im 

Wesentlichen nur bei nicht zureichender Medienstabilität des Dichtungswerkstoffes 

beobachtet werden. 

Für den Bereich der Deckeldichtung bei Getrieben stellt Donit mit Tesnit BA-Soft 

einen Dichtungswerkstoff zur Verfügung, der speziell auf die Herausforderungen im 

modernen Getriebebau abgestimmt und optimiert ist. BA-Soft besteht unter anderem 

aus synthetischen Fasern und Spezialfüllstoffen. Dadurch bietet das Material 

eine ca. vierfach höhere Anpassungsfähigkeit an die Oberflächen von Deckel und 

Gehäuse. Das reduziert die Gefahr der Oberflächenleckage bei gleicher Schraubenkraft 

und damit gleicher Flächenpressung. 

Da der Dichtungswerkstoff bereits bei einer um 30 % niedrigeren Flächenpressung 

die Dichtheit von klassischen Faserweichstoffdichtungen erreicht, können somit 

auch dort dichte Verbindungen realisiert werden, wo klassische Dichtungen 

Leckage zeigen. In einem Vergleich, der die auftretende Flächenpressung optisch 

sichtbar macht, wird klar, dass mit klassischen, harten Faserweichstoffdichtungen 

im inneren Bereich der Dichtung keine, oder nahezu keine Flächenpressung 

erzielt werden kann. Allein die Änderung des Dichtungswerkstoffes durch BA- 

Soft bewirkt bei ansonsten gleichen Montagebedingungen eine funk tionsfähige 

Dichtverbindung trotz geringer Stegbreiten. Das Risiko einer Leckage wird damit 

spürbar eingedämmt. 

GERINGE STEGBREITEN ERFORDERN GUTES 

THERMOMECHANISCHES VERHALTEN 

Um bei geringen Stegbreiten und unter Betriebstemperatur eine dauerhafte, sicher 

funktionierende Dichtverbindung zu erhalten, darf die Anpassungsfähigkeit keinesfalls 

zu Lasten der thermo-mechanischen Stabilität erzielt werden. Erstmalig gelingt 

das mit der Werkstoffentwicklung BA-Soft. 

In einem hot-compression Test (HCT) zeigt der Hersteller eindrücklich, dass der 

Werkstoff über einen weiten Temperaturbereich ohne weitergehende Verformung 

und Dickenabnahme stabil bleibt. Das ist die Voraussetzung dafür, dass die Gefahr 

abfallender Schraubenkräfte und die damit verbundene Reduzierung der Flächenpressung 

im Betriebszustand minimiert wird. Somit reduziert BA-Soft das Risiko 

eines Dichtungsversagens im Betrieb. 

Fotos: Donit Tesnit d.o.o. 

www.donit.eu 

DIE IDEE 

„Donit stellt mit Tesnit BA-Soft eine 

Dichtungslösung für modernes 

Maschinen- und Anlagendesign zur 

Verfügung in der zunehmend auch 

Leichtbauwerkstoffe zum Einsatz 

kommen. Durch seine anpassungsfähigen 

und praxistauglichen Eigenschaften 

ist BA-Soft toleranter 

gegenüber Montagefehlern und 

ungünstigen Konstruktionen, als es 

bisherige, harte Dichtungswerk stoffe 

waren. Konstrukteuren bieten sich 

damit mehr Freiheitsgrade für das 

Getriebedesign.“ 

Dipl.-Ing. Peter Übelmesser, 

International Product Manager & New 

Business Development, 

Donit Tesnit GmbH 


SPECIAL 

CONDITION MONITORING 



SMARTE SENSOREN 

SENSIBEL UND 

TAFF ZUGLEICH 

Anlagenbetreiber können jetzt auch den 

Zustand und die Leistung von Motoren 

überwachen, die in explosionsgefährdeten 

Bereichen eingesetzt werden. Die verwendeten 

Sensoren müssen dafür ebenso sensibel 

wie widerstandsfähig sein. Sie erkennen 

potenzielle Störungen, bevor sie die 

Zuverlässigkeit, Produktivität und Sicherheit 

beeinträchtigen. 

Intelligente drahtlose Sensoren für Motoren und Pumpen 

sind mittlerweile in Tausenden von Anlagen weltweit im Einsatz. 

Bisher fehlte jedoch eine kostengünstige und leicht zu 

installierende Lösung für Produkte in explosionsgefährdeten 

Bereichen, in denen brennbare Gase spezielle Vorkehrungen 

zur Vermeidung von Unfällen erfordern. Ohne solche Sensoren 

konnten nur besonders kritische Anwendungen fernüberwacht 

werden. Aufschlussreiche Daten über den Zustand und die 

Leistung von Motoren in Anwendungen wie Pumpen, Lüftern 

oder Kompressoren waren folglich lediglich in begrenztem Umfang 

verfügbar. Ein weiterer Nachteil war das erhöhte Sicherheitsrisiko 

für die Betreiber, da die Zustandsüberwachung der 

Anlagen nur vor Ort durchgeführt werden konnte. 

Esther Escribano ist Product Manager Digital Innovation bei 

ABB Automation Products GmbH in Ladenburg 



01 Anlagen aus der 

Chemie-, Öl- und 

Gas industrie können 

mit dem Smart Sensor 

sicher aus der Ferne 

überwacht werden 

02 Der Smart Sensor 

kommt in zahlreichen 

Anwendungen zum Einsatz 

und sorgt für ein problemloses 

Condition Monitoring 

01 

Dies hat sich mit der Entwicklung einer neuen Generation von 

smarten Sensoren, die speziell auf explosionsgefährdete Bereiche 

ausgelegt sind, grundlegend geändert. Durch den ABB Ability 

Smart Sensor profitieren Betreiber aus Branchen wie der 

Chemie-, Öl- oder Gasindustrie jetzt in zahlreichen anspruchsvollen 

Anwendungen von einem kostengünstigen Condition 

Monitoring. 

DETAILLIERTE INFORMATIONEN 

Intelligente Sensoren für explosionsgefährdete Bereiche überwachen 

wichtige Parameter, um detaillierte Informationen 

über die Leistung und den Zustand von Komponenten wie 

Motoren und Pumpen zu liefern. Unter anderen werden Parameter 

wie die Drehzahl, Vibration oder Temperatur des Motors 

ermittelt, wodurch ein besserer Einblick in die Motorperformance 

gewonnen wird und sich Energiesparpotenziale für den 

Betrieb ermitteln lassen. Außerdem weisen die Sensoren auf 

notwendige Wartungsarbeiten hin, beispielsweise das Nachschmieren 

eines Lagers. 

Die von den Sensoren gesammelten Daten unterstützen die 

Vorhersage potenzieller Störungen, so dass frühzeitig vorbeugende 

Maßnahmen ergriffen werden können. Auf diese Weise 

können unerwartete Ausfallzeiten verhindert und Kosten reduziert 

werden, da eine vorbeugende Wartung wesentlich günstiger 

und weniger störend ist als die reaktive Wartung. Anlagen in 

schwer zugänglichen oder gefährlichen Bereichen können mit 

den Sensoren sicher aus der Ferne überwacht werden. Mitarbeiter 

müssen kritische Standorte also seltener betreten, was zu 

ihrer Sicherheit beiträgt. 

Die neue Generation des smarten Sensors von ABB wurde 

mit einer besseren internen Sensorik ausgestattet, die genauer 

und leistungsfähiger ist als die der Vorgängerversionen. Er verfügt 

zudem über einen größeren Ringspeicher für die Messungen 

und besitzt eine bis zu dreimal längere Batterielebensdauer als 

die meisten vergleichbaren Produkte. Der Sensor kommuniziert 

über Bluetooth 5.0, Bluetooth Low Energy oder Wireless- 

HART-Technologie mit Smartphones, Tablets, PCs und Gateways 

von Anlagen. Dank eines neuen Antennendesigns ist auch 

bei Entfernungen von mehreren hundert Metern (Sichtverbindung) 

eine zuverlässige Kommunikation möglich. Zusätzlich 

zeichnet sich der Sensor durch eine hochfrequente Vibrationsmessung 

aus, wodurch frühzeitig Lagerschäden erkannt werden 

können. 

AUSGELEGT FÜR EXPLOSIONSGEFÄHRDETE 

BEREICHE 

Beim Design von Sensoren für explosionsgefährdete Bereiche 

sind verschiedene Herausforderungen zu berücksichtigen: Die 

Geräte müssen hoch- und niederfrequente Vibrationen messen, 

robust genug für raue und explosive Umgebungsbedingungen 

sein und eine lange Lebensdauer besitzen. Während 

die meisten vergleichbaren Sensoren nur Vibrationen und die 

Temperatur messen, misst der ABB Ability Smart Sensor zusätzlich 

Vibrationen, Magnetfeld, Temperatur und Geräusche. 

Das erlaubt eine sehr genaue Messung der Drehgeschwindigkeit 

von Motoren. 

Um für explosionsgefährdete Bereiche zertifiziert zu werden, 

muss ein Sensor spezifische Design-Anforderungen erfüllen 

und mehreren Normen entsprechen. Beispielsweise muss gewährleistet 

sein, dass ein interner Kurzschluss in der Batterie 

nicht zu einer Erwärmung führt, die Gas entzünden könnte. 

Wenn batteriebetriebene Sensoren während der Tests kurzgeschlossen 

werden, darf die entstehende Temperatur nicht 

über 135 °C liegen (normierter Höchstwert für die Temperaturklasse 

T4). 

Die interne Hardware darf außerdem keine Wärme oder 

Funken erzeugen, die Gas entzünden könnten. Die Sensoren 

müssen daher mit leitfähigem Material gefüllt sein, damit bei 

einer Beschädigung des Gehäuses keine Wärme oder Funken 

entstehen. Des Weiteren muss der Sensor den aus seiner Umgebung 

resultierenden Belastungen standhalten können. Für 

den Sensor war ein Temperaturbereich von -40 bis +85 °C vorgesehen, 

wie er für die meisten elektronischen Bauteile typisch ist. 

Tatsächlich kann er jedoch Temperaturen von -70 °C bis +130 °C 

standhalten, wie die HALT-Versuche (Highly Accelerated Life 

Tests) gezeigt haben. Dabei wurde der Sensor Zyklen mit hohen 

und niedrigen Temperaturen und einer Kombination aus starken 

Vibrationen und extremen Temperaturen ausgesetzt. 



02 

LANGE LEBENSDAUER 

Der Sensor wird für die gesamte Lebensdauer versiegelt (Schutzart IP66/67) 

und kann in wenigen Minuten mit einer einfachen Halterung direkt an der 

Anlage angebracht werden. Genutzt werden langlebige Primärbatterien, da 

bei austauschbaren Batterien die Gefahr besteht, dass durch falsches Öffnen 

des Sensors oder falsches Einsetzen neuer Batterien der Schutz gegen 

das Eindringen von Staub, Wasser und Gas beeinträchtigt und die Zertifizierung 

gefährdet wird. 

Der von ABB entwickelte Sensor erfüllt alle diese Anforderungen. Die Batterie 

und die Lötstellen sind in einem eigenen Batteriehalter untergebracht, 

der durch einen Luftspalt von den primären Wärmequellen getrennt ist. Der 

Sensor überwacht den Kriechstrom durch Messung der Batterietemperatur 

im laufenden Betrieb und den Vergleich dieser Temperatur mit bestehenden 

Modellen. Wird der Sensor nicht benutzt, wird er in einen Ruhezustand 

versetzt und verbraucht dann nur sehr wenig Energie. Der Sensor erfasst die 

Dauer der einzelnen Verbrauchsvorgänge, berechnet die verbrauchte Ladung 

und zieht diese von der anfänglichen Batteriekapazität ab. So lässt sich 

die verbleibende Lebensdauer der Batterie präzise schätzen. 

ZUKUNFTSSICHERES DESIGN 

Bei der Konzeption des Sensors wurde auf Aufwärtskompatibilität geachtet. 

Die Firmware lässt sich dank einer flexiblen Softwarearchitektur, die einzelne 

Komponenten von der Hardware-/Betriebssystemplattform entkoppelt, 

problemlos an neue Anforderungen anpassen. Insgesamt ist die Firmware 

als Softwareprodukt ausgelegt. Das macht sie zukunftssicher und ermöglicht 

die Entwicklung neuer Sensorvarianten auf der Grundlage derselben 

Plattform. 

Der neue Smart Sensor stellt mit seiner größeren Empfindlichkeit für geringfügige 

Veränderungen des Anlagenzustands einen großen technischen 

Fortschritt dar. Dank modernster integrierter Elektronik, die hoch entwickelte 

Algorithmen umfasst, kann er ein viel breites Datenspektrum generieren. 

Dadurch erhalten Anlagenbetreiber und Wartungsteams aufschlussreiche 

Informationen, um potenzielle Störungen im Vorfeld zu erkennen und einzugreifen, 

bevor es zu einem Ausfall kommt. 

Bilder: ABB 

www.abb.de 

DIE IDEE 

„Der drahtlose Smart Sensor für 

explosionsgefährdete Bereiche 

überwacht wichtige Parameter, 

um wertvolle Informationen über 

die Leistung und den Zustand von 

Komponenten wie Motoren und 

Pumpen zu liefern. Anlagen in 

schwer zugänglichen oder gefährlichen 

Bereichen können so sicher 

aus der Ferne überwacht werden. 

Dank der Kombination von Konnektivität 

und Datenanalysen können 

Betreiber ihre Wartungsaktivitäten 

im Vorfeld planen, Ausfallzeiten 

reduzieren und die Lebensdauer 

von Anlagen erhöhen.“ 

Esther Escribano, Product Manager 

Digital Innovation, ABB Automation 

Products GmbH 


DIE IDEE 

SENSORIK UND ANALYSE-APP 

EINE SACHE VON 

MINUTEN 

Flächendeckende Zustandsüberwachung ohne 

Installationsaufwand? Eine automatisierte Condition- 

Monitoring-Lösung verspricht eine unkomplizierte 

Integration für unterschiedliche Produktions- und 

Prozessanlagen. Mit zunehmender Anwendungsdauer 

ermittelt der selbstlernende Algorithmus zudem 

immer präzisere Analysen. 

Der Ausfall von vergleichsweise einfachen Aggregaten wie Pumpen, 

Elektromotoren oder Lüftern kann zu ungeplanten Stillständen ganzer 

Produktionslinien führen. Besonders in der anlagenintensiven 

Verfahrenstechnik der Prozessindustrie, z. B. bei der Rohstoffgewinnung, 

in Zementwerken sowie in der Papierindustrie haben die jährlichen 

Stillstandszeiten entscheidenden Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit 

der Unternehmen. 

Condition Monitoring Systeme (CMS) auf Basis der Schwingungsüberwachung 

sind ein bewährtes Mittel, um die Verfügbarkeit von Produktions- und 

Prozessanlagen zu optimieren. Ziel der CMS ist es, die reaktive Instandhaltung 

in eine zustandsorientierte Instandhaltung mit einer ausreichenden Vorwarnzeit 

zu überführen. Betreiber bemängeln jedoch häufig hohe Kosten, 

verursacht durch aufwendige Installation und Konfiguration, schwer kalkulierbare 

Zusatzkosten für manuelle Datenanalysen sowie die Qualität und 

Aussagekraft der Analytik. 

„Wir wollten eine Condition-Monitoring-Lösung 

entwickeln, die so 

wirtschaftlich und einfach zu nutzen 

ist, dass sich endlich auch die Überwachung 

von einfachen und weniger 

kritischen Maschinen rechnet. 

Schaeffler entwickelt seit Jahrzehnten 

Wälzlagerungen für rotierende 

Maschinen. Dieses Expertenwissen 

haben wir in die Analytik und die 

Systemkonfiguration gebracht, beides 

ist bei Optime vollständig automatisiert. 

Zusammen mit den derzeit 

modernsten IT-Technologien haben 

wir eine Gesamtlösung geschaffen, 

bei der die Überwachung eines 

Messpunktes äußerst kostengünstig 

ist und bei der ein Messpunkt in 

weniger als vier Minuten installiert 

ist – Plug. Play. Predict.“ 

Dr. Philipp Jussen, 

Director Product Lifecycle Management 

Industrie 4.0 Service Solutions, 

Schaeffler Monitoring Services GmbH 



Die Condition-Monitoring-Lösung setzt sich aus den Sensoreinheiten, 

einem Gateway mit SIM-Karte, einer Analyse-Software auf dem 

IoT-Hub (Cloud-Plattform) sowie einer App zur Visualisierung der 

Analyseergebnisse zusammen 

INNOVATIVE ALGORITHMEN UND LEISTUNGS- 

STARKE SENSOREN 

Der Ansatz von Schaeffler ist es, mit innovativen Algorithmen, einer 

minimalen Anzahl an physikalischen Größen und mit Expertenwissen 

auf dem Gebiet der Schwingungsanalyse und der Wälzlagerung, 

eine praktische und gleichzeitig performante Überwachungslösung 

für den Massenmarkt industrieller Antriebskomponenten anzubieten. 

Hierfür verfügt das Condition Monitoring System Optime über 

aktuelle Technologien, wie Machine-Learning-Algorithmen, Analyse 

in der Cloud, Wireless-Mesh-Netzwerk sowie über einen 3- bzw. 

5-kHz-Sensor für ein weites Anwendungsfeld. Viele batteriebetriebene 

Systeme am Markt sind mit einem 1-kHz-Sensor ausgerüstet 

und können so diverse Schwingungssignale erst gar nicht erfassen. 

SCHNELLE INSTALLATION UND KONFIGURATION 

Die Montage und Inbetriebnahme eines Optime-Sensors erfolgen 

in weniger als vier Minuten: Der Monteur wählt die Maschine aus, 

an der ein neuer Messpunkt eingerichtet werden soll und startet die 

App Optime. Anschließend hält er den Sensor in die Nähe seines 

Smartphones. Per NFC (Near Field Communcation) wird der Sensor 

mit seiner ID eindeutig erkannt. 

Die Konfiguration erfordert nur ein Mindestmaß an Informationen. 

Dazu zählen die Auswahl des Maschinentyps: Kompressor, 

Elektromotor, Lüfter, Zahnradgetriebe, Riemengetriebe, Pumpe, 

Rolle, Welle, Wasserturbine, Säge und Sonstige, optional die ISO- 

Klasse. Darüber hinaus ist anzugeben, ob es sich um einen Antrieb 

mit einer (konstanten) Nenndrehzahl handelt oder einer variablen 

Drehzahl mit Angabe der Ober- oder Untergrenze. Abhängig vom 

gewählten Maschinentyp führt die App den Nutzer durch einfache 

Abfragen. Bei Elektromotoren ist z. B. zwischen „starrer“ und „elastischer“ 

Befestigung zu wählen. Nachträglich Sensoren hinzuzufügen 

oder zu entfernen ist jederzeit möglich. 

Damit der Nutzer auch bei Hunderten von Sensoren nicht den 

Überblick verliert, können in der App die Sensoren oder Maschinen 

individuell benannt und hierarchisch in mehreren Ebenen organisiert 

werden, z. B. Fertigungssegment X, Maschinenverbund Y, 

Maschine Z. In Pilotprojekten haben Kunden die Struktur und die 

bestehende Benennung z. B. aus ihrem Instandhaltungsplanungssystem 

oder Asset Management System für die App übernommen. 

Nach der Aktivierung und Integration des stabförmigen Sensors 

erfolgt die Montage am Aggregat mittels M6-Schraubverbindung. 

Eine Verkabelung ist nicht notwendig, da die Sensoren mit Batterien 

betrieben werden und die Daten drahtlos übertragen. 

AUTOMATISIERTE ANALYSE LERNT UND 

OPTIMIERT SICH SELBSTÄNDIG 

Über das Gateway gelangen die Daten der Optime-Sensoren in 

die IoT-Plattform. Die applizierten Sensoren verbinden sich dafür 

automatisch zu einem Mesh-Netzwerk. Für die Datenübertragung 

wird automatisch der günstigste Weg mit dem niedrigsten Energieverbrauch 

gewählt. Sollte einmal ein Sensor ausfallen oder die 

Batterie erschöpft sein, erfolgt eine Umleitung des Datentransfers 

auf andere intakte Sensoren. 

Die Schwingungsanalyse läuft bei Optime vollautomatisiert ab. 

Nachdem aus den gemessenen Schwingungs- und Temperatursignalen 

die relevanten Kennwerte (KPI) ermittelt sind, übertragen die 

Sensoren diese sechsmal täglich sowie einmal täglich ein Zeitsignal 

mithilfe des Gateways in den Schaeffler IoT-Hub. Dort sind Algorithmen 

implementiert, die auf Basis der übertragenen Daten Zustandsinformationen 

sowie Entscheidungs- und Handlungsempfehlungen 

an das mobile Endgerät oder die Leitwarte übertragen. 

Die Algorithmen wurden unter Praxisbedingungen mit Sensorik in 

Produktionsanlagen von Schaeffler – zum Teil über Jahre – entwickelt 

und optimiert. 

Mit zunehmender Betriebsdauer lernt die Software die spezifischen 

Eigenschaften der jeweiligen Maschine noch besser kennen. 

Die Analyse basiert auf einer Kombination aus automatisierten 

Funktionen, z. B. die Generierung dynamischer Schwellenwerte, 

Algorithmen für spezifische Schadenstypen und auch Machine- 

Learning-Funktionen. Ein Auszug aus möglichen Schäden, die erkannt 

werden: Wälzlagerschäden, Unwuchten, Fehlausrichtung, Kavitation 

bei Pumpen, Getriebeschäden und Schmierungsprobleme. 

Da die Datenanalyse in der Cloud erfolgt, können die ständig 

weiterentwickelten Analysealgorithmen und auch neue Funktionen 

automatisiert implementiert werden. Der Nutzer muss keinerlei 

Systemupdates installieren, er nutzt automatisch immer den neuesten 

Stand der Technologie. Eine Besonderheit besteht darin, dass 

die Analyse ohne zusätzlichen Drehzahlsensor realisiert wurde. 

Hierdurch lassen sich die Installations- und Hardwarekosten so 

weit reduzieren, dass das System auch für eine große Anzahl an 

Messpunkten rentabel bleibt. Bei einer Umstellung von einer monatlichen, 

manuellen, routenbasierten Messung (Offline-Messung) 

auf das CMS Optime sinken die Kosten deutlich unter 50 Prozent, 

während gleichzeitig die Anzahl der Messungen pro Messpunkt um 

ein Vielfaches steigt. 

APP VISUALISIERT ALLE RELEVANTEN DATEN 

AUF EINEM BLICK 

Auf der obersten Ebene zeigt die App Optime eine aggregierte Sicht 

auf die Analyse-Ergebnisse für alle überwachten Maschinen mit 

Statusinformationen in den drei Stufen Suspect, Warning und Severe. 

Darunter finden sich mehrere Detaillierungsebenen bis zum einzelnen 

Messpunkt. Der User sieht auf einen Blick, wie es um die 

Maschinen in seiner Produktion steht: Wo muss welches Aggregat 

dringend überprüft werden? An welchen Maschinen gibt es beginnende 

Auffälligkeiten? Um welche Schäden und Auffälligkeiten 

mit welcher Kritikalität für die Produktion handelt es sich? Mit diesen 

sehr konkreten Informationen können Instandhalter rechtzeitig 

und effizient Maßnahmen ergreifen, um einem ungeplanten Stillstand 

vorzubeugen. 

Fotos: Schaeffler Technologies AG & Co. KG 

www.schaeffler.de 



BAUTEIL-TOPOLOGIE 

STRUKTUROPTIMIERTE 

MASCHINENKOMPONENTEN MIT 

HOHER DÄMPFUNG 

Die Leistung von Werkzeugmaschinen wird maßgeblich durch die mechanischen 

Eigenschaften der verbauten Komponenten bestimmt. Mithilfe des 

Layer-Laminated-Manufacturing-Verfahren (LLM) können Bauteile gefertigt 

werden, die weniger bewegte Masse unter Erhalt der notwendigen Steifigkeit 

oder eine erhöhte Dämpfung vorweisen. Die praxisnahe Forschung am ISW der 

Universität Stuttgart präsentiert hierzu ihre Ergebnisse. 

01 Schematischer Ablauf der TopGen II Strukturierungsalgorithmik 

BELASTUNGSGERECHTE BAUTEILE DURCH 

TOPOLOGIEOPTIMIERUNG 

Die heutige Produktion stellt zunehmend hohe Anforderungen 

an die Dynamik und Genauigkeit, gleichzeitig aber auch an die 

Energie- und Ressourceneffizienz von Werkzeugmaschinen und 

deren Vorschubantrieben. Die Performanz der Maschinen wird 

maßgeblich durch die mechanischen Eigenschaften der verbauten 

Komponenten bestimmt. Geringe bewegte Massen für eine 

hohe Dynamik sowie sehr steife Konstruktionen für hohe Genauigkeit 

stellen einen Zielkonflikt für Konstrukteure dar. Weiterhin 

wird an dynamisch angeregten Stellen eine hohe Dämpfung zur 

Schwingungsminderung benötigt, während die Energiedissipation 

der Maschine allgemein sehr gering ausfallen sollte, um eine hohe 

Energieeffizienz zu gewährleisten. 

Die anwendungsgerechte Bauteiloptimierung ist daher essenzieller 

Bestandteil innovativer Produktentwicklung. Dazu bietet 

die Topologieoptimierung (TO) Ingenieuren ein mächtiges Werkzeug. 

Die TO berechnet die bestmögliche Materialverteilung innerhalb 

des Design-Raums für genau einen Anwendungsfall. Die 

dazu eingesetzten Optimierungsverfahren berechnen kontinuierlich 

verlaufende Dichteverteilungen, die in dieser Form nicht 



herstellbar sind. In der Praxis wird daher meist bereits der Optimierungsprozess 

beeinflusst, um nicht herstellbare, kontinuierliche 

Dichteverteilungen in diskrete zu überführen. Dabei entfernt 

sich allerdings auch die Lösungsgüte vom globalen Optimum für 

den gegebenen Anwendungsfall. Außerdem müssen die optimierten 

Geometrien meist manuell aufbereitet und geglättet 

werden, um sie fertigen zu können. 

DAS PROJEKT TOPGEN II – TOPOLOGIE 

OPTIMIERUNG & GENERATIVE FERTIGUNG 

In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten 

Projekt TopGen II (Projektnummer 246665445) wird ein 

alternativer, neuartiger Ansatz verfolgt. Anstatt die Zwischendichten 

in der Optimierung zu vermeiden, werden sie durch innere 

Hohlräume im Bauteil imitiert. Im Bauteil werden also an 

Stellen niedriger Belastung innere Hohlräume modelliert, um 

Material einzusparen. Dazu werden die Gestaltungsfreiheiten des 

LLM-Verfahrens genutzt, welches durch das Fügen zusammenhängender 

Schichten gekennzeichnet ist. Die einzelnen Schichten 

können vorab individuell strukturiert werden, was große Gestaltungsfreiheiten 

wie Funktionsintegration und innere Hohlräume 

ermöglicht. Über eine am ISW entwickelte Strukturierungsalgorithmik 

(Bild 01) werden die herstellbaren LLM-Schichten automatisch 

auf Basis der Optimierungsergebnisse modelliert. Für 

die Fertigung metallischer Bauteile, was vor allem im Bereich der 

Maschinen- und Antriebstechnik von besonderem Interesse ist, 

bieten sich das Verkleben sowie das Verschweißen als Fügeverfahren 

an. 

EXPERIMENTELLE VALIDIERUNG VERKLEBTER 

LLM-BAUTEILE 

Als praktisches Beispiel wird ein Lagerbock betrachtet, der an 

einem Kugelgewindetrieb-Prüfstand als Festlager eingesetzt wird. 

Dieser wurde hinsichtlich der auftretenden Belastungen topologisch 

optimiert. Mit Hilfe der Strukturierungsalgorithmik wurden 

herstellbare Bauteilschichten mit individueller Strukturierung 

modelliert. Diese wurden subtraktiv gefertigt und anschließend 

mit einem hochfesten 2K-Strukturklebstoff auf Epoxidbasis verklebt. 

Außerdem wurde ein Lagerbock mit identischer Geometrie 

im deutlich kostenintensiveren SLM-Verfahren additiv gefertigt 

und als zusätzliche Referenz für den LLM-Lagerbock genutzt. 

Die hergestellten Lagerböcke werden derzeit experimentell validiert. 

Die erzielbare Massenreduktion ist stark abhängig von 

den Fertigungsparametern der Strukturierungsalgorithmik, die je 

nach verwendetem Fertigungsverfahren vom Nutzer variiert werden 

können. Mit Hilfe einer simulativen Parameterstudie wurden die 

bestmöglichen Kombinationen an Fertigungsparametern ermittelt. 

Die Massenreduktion schwankt dabei zwischen 15 – 45 %. Für 

den dargestellten LLM-Lagerbock, der aus 5 mm starken Blechen 

aufgebaut ist, beträgt die Massenreduktion rund 36 % gegenüber 

dem Lagerbock aus Vollmaterial. 

Die komplexe innere Struktur sowie die Klebeschichten zwischen 

den Blechen verändern die Steifigkeit sowie die dynamischen 

Eigenschaften (zum Beispiel Eigenfrequenzen, Eigenmoden, 

Dämpfung) des Lagerbockes. Im Rahmen einer experimentellen 

Modalanalyse wurde das Bauteil durch Gummiseile frei gelagert 

und mit einem Impulshammer entsprechend Bild 02 angeregt. 

Die dominante Eigenfrequenz bei rund 2734 Hz liegt deutlich 

unter denen der anderen Lagerböcke (Tabelle 1). Die begrenzende 

Eigenfrequenz für die KGT-Dynamik liegt jedoch mit rund 

60 Hz deutlich tiefer, wie im Mechanik-Frequenzgang in Bild 03 

zu sehen ist. Über die Abklingkurven im Zeitbereich der gemessenen 

Schwingungsverläufe wurde jeweils das Dämpfungsmaß 

bestimmt und anschließend über alle Messungen gemittelt. Die 

enorme Steigerung um rund Faktor 10 für den LLM-Lagerbock 

ist auf die Materialdämpfung des Epoxidharzes sowie die vielen 

Fügestellen aufgrund der komplexen inneren Struktur zurückzuführen. 

VALIDIERUNG IN REALER EINBAUSITUATION 

Um die Einsetzbarkeit verklebter LLM-Bauteile für industrielle 

Anwendungen zu validieren, wurden die Lagerböcke am KGT- 

Prüfstand in ihrer realen Einbausituation untersucht. Das dynamische 

Verhalten der Vorschubachse wurde hierbei unter möglichst 

identischen Randbedingungen aufgezeichnet. In Bild 03 

STUTTGARTER LAGEREGELSEMINAR 

Das ISW Uni Stuttgart veranstaltet im Herbst 2021 das 

Stuttgarter Lageregelseminar (LRS). Dort werden industrienahe 

Forschungsthemen des ISW im Bereich Antriebsund 

Maschinentechnik sowie Industrierobotik vorgestellt. 

Auch Vertreter aus der Industrie laden zu Vorträgen ein. 

Mehr Informationen dazu finden Sie unter: 

https://www.lageregelseminar-stuttgart.de/ 

Tabelle 01: Vergleich der Bauteileigenschaften 

Bauteil Vollmaterial LLM SLM 

Masse [g] 5450 3480 3946 

Veränderung -36,1 % -27,6 % 

Lagerbock Eigenfrequenz [Hz] 4771 2734 3618 

Veränderung -42,8 % -24,2 % 

Lagerbock Dämpfungsmaß D [%] 0,091 1,02 0,32 

Veränderung +1020 % +252 % 

KGT-Prüfstand Eigenfrequenz [Hz] 60,9 57,3 60,8 

Veränderung -5,9 % -0,2 % 

VIDEO 

Mehr zu diesem Projekt, den 

erzielten Ergebnissen sowie weiteren 

Projekten aus dem Gebiet der 

Antriebs- und Maschinentechnik 

finden Sie im ISW-Youtube-Kanal: 

https://bit.ly/3joQunn 



02 Versuchsaufbau und Ergebnisse der experimentellen Modalanalyse des topologieoptimierten 

LLM-Lagerbockes mit freier Lagerung 

03 Mechanik-Frequenzgang: Vergleich zwischen nicht optimiertem (blau) 

und topologieoptimierten LLM-Lagerbock (orange) 

sind die eingebauten Lagerböcke sowie die jeweils am Prüfstand 

aufgezeichneten Mechanik-Frequenzgänge abgebildet. 

Der Mechanik-Frequenzgang beschreibt das Übertragungsverhalten 

der mechanischen Komponenten der 

Vorschubachse. Die Verläufe in Bild 03 weisen keine wesentlichen 

Unterschiede auf. Die Eigenfrequenz bei Verwendung 

des LLM-Lagerbockes liegt mit 57,3 Hz lediglich 

3,6 Hz unter den übrigen beiden, die nahezu identisch verlaufen. 

Das dynamische Verhalten wird demnach durch die 

reduzierte Steifigkeit beim LLM-Lagerbock nicht signifikant 

negativ beeinflusst, was dessen prinzipielle Eignung für den 

industriellen Einsatz bestätigt. 

FAZIT 

Der hybride LLM-Herstellprozess bietet großes Potential 

für die „innere Optimierung“ von Bauteilen durch die Herstellbarkeit 

innerer Hohlräume. Außerdem sind die Kosten 

und die Herstelldauer deutlich geringer als bei rein additiven 

Verfahren wie dem SLM-Verfahren. Der bislang niedrige 



Automatisierungsgrad und die Unsicherheiten bezüglich der Prozessparameter 

(Dicke der Klebeschicht, Druck, Aushärtedauer, 

etc.) sind noch als Herausforderungen von LLM zu nennen, die 

es durch weiterführende, systematische Untersuchungen zu verbessern 

gilt. Den nachteiligen Auswirkungen auf die Steifigkeit 

der Komponenten könnte durch alternative Fügeverfahren wie 

dem Diffusionsschweißen begegnet werden. 

Die grundsätzliche Eignung der TopGen II Methodik zur 

Herstellung topologieoptimierter Bauteile konnte anhand des 

Beispiels Lagerbock gezeigt werden. Die Masse konnte signifikant 

reduziert werden (36 % gegenüber Vollmaterial), während 

die reduzierte Steifigkeit das Systemverhalten nur geringfügig 

beeinträchtigt. Im Falle eines bewegten Bauteils kann die 

Reduktion der Masse direkt zur Steigerung der erzielbaren Dynamik 

genutzt werden. Die deutlich erhöhte Dämpfung der 

LLM-Bauteile gegenüber Vollmaterial kann durch gezielten Einsatz 

zur Verbesserung des Schwingungsverhalten von Maschinen 

genutzt werden. 

Fotos: ISW der Universität Stuttgart 

www.isw.uni-stuttgart.de 

DIE AUTOREN 

Nico Helfesrieder, M.Sc., Wissenschaftlicher 

Mitarbeiter am Institut für 

Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen 

und Fertigungs einrichtungen 

(ISW) an der Universität Stuttgart 

Dr.-Ing. Armin Lechler, Stellvertretender 

Leiter des Institutes für Steuerungstechnik 

der Werkzeugmaschinen und 

Fertigungs einrichtungen (ISW) 

an der Universität Stuttgart 

Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl, Leiter des 

Institutes für Steuerungs technik der 

Werkzeugmaschinen und Fertigungs 

ein richtungen (ISW) 

an der Universität Stuttgart 

IMPRESSUM 

erscheint 2021 im 60. Jahrgang, ISSN 0722-8546 

REDAKTION 

Redakteure: Miles Meier (mm), Tel.: 06131/992-208, 

E-Mail: m.meier@vfmz.de 

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV) 

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

E-Mail: i.greuloch@vfmz.de 

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

E-Mail: v.weingaertner@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: 

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261, 

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

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

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de, 

(Redaktionsadresse siehe Verlag) 

GESTALTUNG 

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SALES 

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

E-Mail: o.jennen@vfmz.de 

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