antriebstechnik 10/2021

19174 

10 

Oktober 2021 

€ 15,50 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

30 JAHRE 

LINEARTECHNIK 

Linearführungen und mechanische 

Antriebe von Rodriguez 

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

EDITORIAL 

INNOVATION IST 

ALTERNATIVLOS 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

in Brasilien haben sich die 107 größten Unternehmen in 

einem öffentlichen Brief an den Präsidenten gewandt und 

mehr Klima- und Umweltschutz gefordert, und zwar aus 

unternehmerischen Erwägungen. Auch in Europa setzt sich 

diese Sicht immer öfter durch. So hat die Europäische Zentralbank 

kürzlich den Klimawandel als einen erheblichen Faktor 

für Kreditausfallwahrscheinlichkeiten definiert. Für die 

Regierungsbildung in Deutschland ist das ein gutes Signal, 

wirtschaftsfreundliche und klimafreundliche Parteien liegen 

gar nicht so weit auseinander wie man denkt. 

Die einen setzen für den Kampf gegen den Klimawandel auf 

gesetzliche Regulierungen, die anderen auf Erfindungen. 

Beides hat die Konstrukteure im Maschinenbau schon immer 

angetrieben. Innovationen kommen aus vielen technischen 

Bereichen und viele kommen auch aus Deutschland. 

Wir stellen im Special dieser Ausgabe einige Beispiele vor, 

es geht um smarte Antriebe in Produktion und Montage. 

Desweiteren finden sich Berichte über Seilbahnantriebe, 

Lineartechnik in der Weltraumforschung und 

Hohldrahtkühlung. 

Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen, 

Ihr Miles Meier 

m.meier@vfmz.de

EDITORIAL 

03 Innovation ist alternativlos 

SOFTSTARTER 

06 VDMA Antriebstechnik mit neuem Vorstand 

07 Menschen, Märkte, Unternehmen 

MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

14 

SPECIAL 

Hema Maschinen- und Apparateschutz GmbH, 

Seligenstadt 

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LINEAERTECHNIK 

10 TITEL Leistungsfähige Komponenten, 

Baugruppen & Systeme 

14 Astronomische Präzision 

16 Entspannt sitzen im High-Speed-Zug 

18 Präzise positionieren im Ultrahochvakuum 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

22 Optimale Vorspannung durch mehrlagige 

Passscheiben definieren 

ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

UMRICHTERTECHNIK 

26 Der gemeinsame Weg zur optimalen Lösung 

28 Schweizer Generationenprojekt V-Bahn 

30 Solarpumpen im optimierten Betrieb halten 

32 Geräteklasse zwischen Motorstarter und 

Frequenzumrichter 

46 

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TITELBILD 

Rodriguez GmbH, Eschweiler 

4 antriebstechnik 2021/10 www.antriebstechnik.de

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

36 Kühlung als Schlüssel zum Erfolg 

38 Auf die passende Kohlebürste kommt es an 

SPECIAL: SMARTE ANTRIEBE IN 

PRODUKTION UND MONTAGE 

42 INNENTITEL Integrierte Sensorik für 

Sicherheits-Klemmelemente 

46 Smarter Antrieb vereint Hard- und Software 

50 Neue IIot-Marke für umfassende Services 

52 Einfach und schnell zum Linearroboter 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

56 Steigerung der Dynamik durch 

Sliding-Mode-Regelung 

| AT12-19G | 

: Schwebend, 

kontaktlos, intelligent! 

Freie 2D-Produktbewegung 

mit bis zu 6 Freiheitsgraden 

SERVICE 

59 Impressum 

Schwebende 

Planarmover 

5° 

Kippen 

um bis zu 5° 

kg 

360° 

Skalierbare 

Nutzlast 

360° 

Rotation 

Heben 

um bis zu 5 mm 

Dynamisch 

mit bis zu 2 m/s 

MEIN TIPP 

In einem Interview sprechen wir mit Uwe Lorenz, 

Geschäftsführer von Dunkermotoren und Markus 

Weishaar, Leiter IIoT & Services bei Dunkermotoren 

über die neue IIoT-Marke Nexofox. Das 

Unternehmen bietet unter Nexofox ein ganzheitliches 

Lösungsangebot rund um den Einsatz und 

die Vernetzung seiner smarten Motoren. Lesen 

Sie auf S. 50 ob der Antriebshersteller vom reinen 

Produktanbieter dadurch mehr zum Dienstleister 

wird, wie es zu dem Namen der Marke kam und 

welche Vorteile sich aus Nexofox für den 

Anwender ergeben. 

Vanessa Weingärtner, 

Redakteurin, v.weingaertner@vfmz.de 

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, … 

Scannen und 

XPlanar direkt im 

Einsatz erleben 

Halle 7, Stand 406

SOFTSTARTER 

VDMA ANTRIEBSTECHNIK WÄHLT NEUEN VORSTAND 

neues Rekordniveau an Mitgliedern (213) erreichen und die 

Branche wurde in allen wichtigen Transformationsthemen 

führend positioniert“, sagt Hartmut Rauen, Geschäftsführer 

des Fachverbandes Antriebstechnik im VDMA. (l.) 

„Mit den Topthemen Nachhaltigkeit und Klimaschutz und 

dem weiten Themenfeld der Digitalisierung eröffnen sich 

Möglichkeiten für zukunftsträchtige Produkte und Technologien 

in immer neuen Anwendungsbereichen. Hier setzen wir 

uns für unsere Mitglieder ein und wollen unser Netzwerk und 

Dienstleistungsportfolio des Fachverbandes stetig erweitern“, 

äußerte sich Bernd Neugart. 

Die Mitgliedsfirmen des Fachverbandes Antriebstechnik haben 

anlässlich der turnusmäßigen Mitgliederversammlung 

im VDMA-Haus in Frankfurt einen neuen Vorstand gewählt, 

dem insgesamt 18 Personen angehören. In der anschließenden 

konstituierenden Sitzung des Vorstandes wurde Bernd 

Neugart (Bildmitte), Neugart GmbH, Kippenheim, zum neuen 

Vorsitzenden und Dr. Stefan Spindler (r.), Schaeffler Technologies 

AG & Co KG, Herzogenaurach, zum stellvertretenden Vorsitzenden 

gewählt. 

„Wir freuen uns darauf, die erfolgreiche Zusammenarbeit im 

Vorstand im Dienst der Antriebstechnik fortzusetzen und 

danken Wilhelm Rehm für seine erfolgreiche 7-jährige Zeit als 

Vorsitzender in diesem Ehrenamt. Dass er sich auch in Zukunft 

im Vorstand des Fachverbandes engagiert, schätzen wir 

sehr. In der Ära von Herrn Rehm konnte der Fachverband ein 

POSITIVE UMSATZENTWICKLUNG IN DER 

ANTRIEBSTECHNIK 

Mit Blick auf die Geschäftslage kann die Branche der Antriebstechnik 

eine positive Entwicklung verzeichnen. Im Zeitraum 

Januar bis Juli 2021 lagen die Auftragseingänge bei plus 40 

Prozent im Vergleich zum Vorjahr, für das Gesamtjahr wurde 

daher die Prognose auf 12 Prozent Umsatzwachstum erhöht. 

Für 2022 wird auf Grundlage der hohen Auftragsbestände 

derzeit mit einem Umsatzplus von 5 % gerechnet. Es besteht 

Hoffnung, die Niveaus von Vor-Corona Ende 2022 wieder zu 

erreichen. 

„Die Auftragslage ist erfreulich und sie zeigt, dass die Unternehmen 

mit ihrem Portfolio am Markt erfolgreich positioniert 

sind – Antriebstechnik läuft. Sorge bereiten die aktuellen 

Lieferengpässe und der Fachkräftemangel, beide Themen 

sind zentrale Herausforderungen der kommenden 

Monate“, äußert sich Bernd Neugart. 

www.vdma.org 

VORSTAND FACHVERBAND ANTRIEBSTECHNIK 

Insgesamt setzt sich der neue Vorstand des Fachverbandes Antriebstechnik, für die Amtsperiode 2021 bis 2025, 

aus 18 Persönlichkeiten zusammen: 

Andreas BAUMÜLLER, Baumüller Nürnberg GmbH, Nürnberg 

Thomas BERGER, Harmonic Drive SE, Limburg 

Hendrik DESCH, DESCH Antriebstechnik GmbH & Co. KG, 

Arnsberg 

Andreas EVERTZ, Flender GmbH, Bocholt 

Stefan GLADECK, SKF GmbH, Schweinfurt 

Christoph KRÜCKEN, Eich Rollenlager GmbH, Hattingen 

Bernd NEUGART, Neugart GmbH, Kippenheim 

Dr. Robert RANK, Stromag GmbH, Unna 

Wilhelm REHM, ZF Friedrichshafen AG, Friedrichshafen 

Andreas RÖLLGEN, The Timken Company, Colmar 

Johann SODER, SEW-EURODRIVE GmbH & Co. KG, Bruchsal 

Dr. Stefan SPINDLER, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, 

Herzogenaurach 

Bernhard TORLIENE, Eickhoff Antriebstechnik GmbH, Bochum 

Nicola WARNING, KTR Systems GmbH, Rheine 

Cornelius WEITZMANN, J.M. Voith SE & Co. KG, Heidenheim 

Christian WENDLER, Lenze SE, Aerzen 

Susanne WIEGAND, Renk GmbH, Augsburg 

Dr. Anna-Katharina WITTENSTEIN, Wittenstein SE, Igersheim

SOFTSTARTER 

VERNETZEN SIE SICH MIT 

www.antriebstechnik.de 

digital.antriebstechnik.de 

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www.antriebstechnik.de/xing 

PAOLO BUTTI NEUER CSO BEI GEFRAN 

Die Gefran -Gruppe 

ernannte Paolo Butti 

zum neuen Chief Sales 

Officer (CSO) sowie zum 

General Manager des 

Geschäftsbereich 

Sensorik. Der promovierte 

Elektrotechniker 

soll die Marktposition 

des Unternehmens 

weiter ausbauen und 

die strategischen Ziele 

der Gruppe neu festlegen. 

Paolo Butti bringt umfangreiche Erfahrung in 

den Bereichen Forschung und Entwicklung mit, die 

er in strategischen Positionen in der Automobil-Industrie 

und der Automatisierungstechnik-Branche 

sammelte. Bevor er zu Gefran wechselte, war Butti 

unter anderem für namhafte Unternehmen wie 

Rockwell Automation, Visteon und Magneto 

Marelli tätig. 

www.gefran.com 

MEHR KAPAZITÄTEN FÜR 

WINDENERGIE-KOMPONENTEN 

DICHTUNGSTECHNIK 

PREMIUM-QUALITÄT SEIT 1867 

Flender baut am Standort Tianjin in China die Produktion 

von Antriebssystemen für die Windenergie aus. 

Dort werden vollintegrierte Antriebsstränge und der 

mittelschnelle Winergy HybridDrive montiert. 

Das Gebäude für das Geschäft der Marke Winergy wird 

mehr als 16 000 m 2 groß sein. Erweitert werden dabei 

auch die Prüfstandskapazitäten für Back-to-back-Tests 

des gesamten Antriebsstrangs. Im November 2022 soll 

das Gebäude fertig sein. Ab dann sollen jährlich mehr 

als 1 000 Hybrid-Drive-Einheiten das Werk verlassen. 

Die Erweiterung ist Teil der Lokalisierungsplä ne des 

Unternehmens für den chinesischen Markt, die auch 

die Bereiche Technologie, Produktportfolio, Lieferketten 

und Recruiting umfassen. Der Standort Tianjin 

besteht seit 1996 und hat mehr als 2 000 Mitarbeiterinnen 

und Mitarbeiter. Flender produziert hier 

Getriebe und Generatoren für die Windindustrie im 

Leistungsbereich von 3 bis 10 MW und einer jährlichen 

Produktionskapazität von ü ber 10 GW. 

www.flender.com 

COG SETZT ZEICHEN: 

Das größte 

O-Ring-Lager weltweit. 

Präzisions-O-Ringe in 45 000 Varianten abrufbereit. 

www.COG.de

SOFTSTARTER 

INTELLIGENTES ASSISTENZSYSTEM SOLL ANLAGEN EFFIZIENTER MACHEN 

Die DFG hat fünf neue Forschungsprojekte ausgewählt, die in den kommenden 

drei Jahren mit insgesamt 4,5 Mio. EUR gefördert werden. Eines davon ist 

das Projekt TwinGuide des Fraunhofer IFF, der TU Hamburg sowie des Anwendungspartners 

Pergande Gruppe. Die Forschungspartner wollen einen 

digitalen Zwilling entwickeln, der Zustände von Prozessanlagen zuverlässig 

vorhersagt. Ziel ist ein effizienterer Betrieb von Anlagen und ein frühzeitiges 

verhindern von Schäden an Maschinen und Komponenten. 

Das Projekt TwinGuide (Entwicklung eines intelligenten Digitalen Zwillings 

zur Vorhersage und Regelung der Prozessbedingungen der Wirbelschicht- 

Sprühgranulation mittels instationärer Fließbildsimulation) wird an einer 

Wirbelschichtanlage für Sprühgranulation beispielhaft erprobt. Mit Hilfe des 

Digitalen Zwillings soll der aktuelle Zustand der betrachteten physikalischen 

Anlage künftig nicht nur dargestellt, sondern auch ihr zukünftiges Verhalten 

vorhergesagt werden und die Anlage auch zuverlässig steuerbar sein. Neben 

dem eigentlichen Digitalen Zwilling wird außerdem eine Kommunikationsschnittstelle 

entwickelt werden, die eine Interaktion zwischen den Simulationsergebnissen 

und dem digitalen Prozessabbild ermöglicht. Durch eine 

direkte Kopplung der aktuellen Anlagendaten und der Zustandsauswertung 

mit den Simulationsergebnissen werden letztere in Echtzeit in den Anlagenbetrieb 

integriert. Die Implementierung in das Prozessleitsystem erfolgt bei 

dem Anwendungspartner, der Pergande Gruppe, wobei neben dem Einsatz im 

Labormaßstab auch die Übertragbarkeit auf größere Anlagen demonstriert 

werden soll. Die Forschungspartner erwarten, dass die Effizienz im Bereich der 

Lohnproduktion durch höhere Anlagenverfügbarkeit um ca. 15 % gesteigert 

werden kann. 

Bild: Frauenhofer IFF, Viktoria Kühne 

www.iff-fraunhofer.de 

MAXON: MODERNES PRODUKTIONSGEBÄUDE 

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2017 

Maxon hat in Obwalden (Schweiz) für 16 Mio. Franken ein 

neues Produktionsgebäude am exakt selben Ort gebaut, wo 

vor 60 Jahren alles begonnen hat. Wo einst Scherfolien 

hergestellt wurden, entstehen heute präzise Antriebssysteme 

für Hightech-Anwendungen. Während der letzten zwei Jahre 

wurde das älteste Produktionsgebäude des Unternehmens 

bis auf die Grundmauern abgerissen und neu errichtet – mit 

einem zusätzlichen Stockwerk und der Bezeichnung Technology 

Center IV (TC IV). Analog zu den anderen Technology 

Centern vor Ort hat das neue Gebäude eine Photovoltaik- 

Anlage auf dem Dach, die 120 kW Peak-Leistung liefert. 

Zusammen mit den bestehenden Anlagen sind nun auf dem 

Campus Sachseln 670 kW installiert. Ab Anfang Oktober 

werden bestehende Produktionslinien, die temporär auf dem 

Campus untergebracht waren, ins TC IV verschoben. Zudem 

werden dort neue Antriebssysteme produziert. Etwa für die 

Medizintechnik, Robotik oder Automobilindustrie. Unter 

anderem entsteht in den neuen Räumlichkeiten eine Montagelinie 

für Spezialmotoren, die für hochdynamische Stossdämpfer 

in luxuriösen Sportautos benötigt werden. 

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SOFTSTARTER 

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Gates Live-Webinare bieten Ihnen, Ihrem Team oder Ihren 

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LINEARTECHNIK 

TITEL 

10 antriebstechnik 2021/10 www.antriebstechnik.de

TITEL 

LINEARTECHNIK 

30 JAHRE LINEARTECHNIK 

LEISTUNGSFÄHIGE KOMPONENTEN, 

BAUGRUPPEN & SYSTEME 

Seit Rodriguez zu Beginn der 90er Jahre 

Lineartechnikprodukte in sein Programm 

aufnahm, hat sich das Unternehmen 

kontinuierlich weiterentwickelt. 

Der einstige Wälzlagerhändler etablierte 

sich als Hersteller von Lineartechnik und 

Präzisionslagern. Ihr fortschrittlicher 

Maschinenpark ermöglicht es den 

Eschweilern auch anwendungsspezifische 

Linearführungen und mechanische 

Antriebe zu fertigen. 

Nicole Dahlen ist Geschäftsführerin Vertrieb, Marketing und 

Organisation bei der Rodriguez GmbH in Eschweiler 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2021/10 11

LINEARTECHNIK 

TITEL 

Vom Wälzlager-Händler zum Hersteller: Seit der Gründung 

im Jahr 1984 ist Rodriguez ein Handelsunternehmen, 

das mit dem Ein- und Verkauf amerikanischer und 

europäischer Wälzlager sein Geld verdient. Mit Beginn 

der 90er-Jahre hat Rodriguez jedoch auch Lineartechnikprodukte 

in das Produktportfolio aufgenommen. Der Startschuss für die 

Eigenfertigung in diesem Bereich erfolgte etwa zeitgleich und 

war nötig, um im Hinblick auf anwendungsspezifische Lösungen 

flexibler und handlungsfähiger zu sein. 

BESTÄNDIGER AUSBAU DES MASCHINENPARKS 

Der eigene Maschinenpark von Rodriguez ist seit jeher Voraussetzung 

für die Realisierung von maßgeschneiderten Produkten 

und Lösungen. Nachdem das wachsende Unternehmen 1999 in 

den neuen Standort in Eschweiler umgezogen war, erfolgte zwei 

Jahre später die Anschaffung der ersten eigenen CNC-Drehmaschine. 

Die erste Fräsmaschine folgte Mitte der 2000er Jahre. 

Die Eigenfertigung im Bereich Lineartechnik beschränkte sich 

jedoch zunächst auf die Konfektionierung von gehärteten und 

geschliffenen Wellen. Bald wurden dann auch Lineargehäuse, 

Wellenböcke und Wellenunterstützungen gefertigt. Heute kann 

Rodriguez dank eines modernen CNC-Maschinenparks unter anderem 

Wellen mit einem Außendurchmesser bis 100 mm bearbeiten. 

Der Maschinenpark inklusive Messzentrum und Qualitätssicherung 

sowie das Know-how der Mitarbeiter sind ganz auf 

das Hartdrehen von Werkstücken ausgerichtet. 

Apropos Mitarbeiter: Der Erfolg der Lineartechnik-Komponenten 

von Rodriguez liegt auch und gerade in der Expertise des 

Teams begründet. Die langjährige Erfahrung der gut ausgebildeten 

Ingenieure, Facharbeiter und Ansprechpartner im Außendienst 

resultiert in einem echten Mehrwert für die Kunden. Seit 

Jahren setzt Rodriguez auf die Verstärkung seines Teams aus den 

eigenen Reihen. Die Ausbildung in kaufmännischen und gewerblichen 

Berufen ist ein zentrales Puzzlestück. Langfristige Lieferanten- 

und Kundenbeziehungen tragen zu einer vertrauensvollen 

Abwicklung von Projekten bei. 

HOHE FERTIGUNGSTIEFE ERLAUBT 

BEDARFSGERECHTE PRODUKTION 

Doch zurück zum Maschinenpark: Aktuell stehen sechs CNC- 

Drehzentren zum Hartdrehen von Rundmaterialien, vier CNC- 

Fräszentren für die Bearbeitung von Aluminium und Stahl, 

mehrere Trenn- und Sägeanlagen sowie drei Poliermaschinen 

zur abschließenden Oberflächenbearbeitung zur Verfügung. Ergänzend 

dazu sind eine Richtpresse und eine Weichglühanlage 

im Einsatz. Ein konkretes Beispiel für die fortschrittlichen Maschinen 

ist ein 3-Achs-Bearbeitungszentrum des Typs Hedelius 

C80 Magnum, das seit 2018 die Eigenfertigung von Rodriguez im 

Bereich Lineartechnik ergänzt. Die Maschine wird bei Rodriguez 

zur Fertigung von gehärteten Wellen eingesetzt – unter 

anderem lassen sich Radialbohrungen und Fräsflächen realisieren. 

Das Bearbeitungszentrum verfügt über eine Teilautomation 

im Pendelbetrieb, sie kann also beidseitig bearbeiten. Zudem 

setzen die Eschweiler zunehmend auf die mannlose Bearbeitung. 

Im CNC-Drehen wird das schon seit einigen Jahren praktiziert, 

weitere Fertigungsbereiche werden sehr zeitnah folgen. 

Weil die Qualität der Produkte für Rodriguez höchste Priorität 

hat, wurde 2017 ein eigener Messraum auf 65 qm eingerichtet. Er 

entstand, um die geforderten Toleranzen von Präzisionslagern 

und Lineartechnik im µ-Bereich prüfen zu können. Unter ande- 

01 02 

01 Das Produktsortiment von Rodriguez in der 

Lineartechnik ist breitgefächert 

03 

02 Rodriguez bietet in seinem Produktportfolio 

nicht nur Komponenten, sondern auch lineartechnische 

Systeme 

03 Der Erfolg der Lineartechnik-Komponenten 

von Rodriguez liegt auch und gerade in der 

Expertise des Teams begründet 


TITEL 

LINEARTECHNIK 

rem sind ein Prüfstand und mobile Geräte zur Prüfung der Härte 

im Einsatz sowie eine hochauflösende Längenmessbank und 

Rundheitsprüfgeräte im μm-Bereich. Diese Mittel ermöglichen 

es, die Maßhaltigkeit z. B. von bearbeiteten Wellen und Kugelgewindetrieben, 

aber auch von Frästeilen wie Lagergehäusen und 

Wellenunterstützungen zu prüfen. Abgesehen von einzelnen 

Komponenten lassen sich aber auch komplexe Bauteile kontrollieren: 

Wichtig ist dies unter anderem bei den anwendungsspezifischen 

Systemlösungen. 

Die Fertigungstiefe der Eigenfertigung weiter ausweiten und 

somit noch besser und flexibler auf spezifische Anwendungsfälle 

eingehen zu können, ist die Vision von Rodriguez. Um das erreichen 

zu können, soll bis 2022 ein neues Gebäude entstehen, das 

die Produktionsflächen und Büros mit dem Schwerpunkt Fertigung 

auf ca. 2900 qm erweitert. 

UMFASSENDES PRODUKTPORTFOLIO AN 

STANDARDKOMPONENTEN 

Lineare Bewegungsabläufe sind sehr vielfältig und erfordern oftmals 

individuelle Lösungen auf der Basis von Linearführungen 

und Linearantrieben. Rodriguez bietet mit seinen Rund- und 

Profilschienenführungen, Kugel- und Trapezgewindetrieben, 

Elektrohubzylindern und Kugelrollen ein breit gefächertes Sortiment 

in vielen Baugrößen und Baugruppen an. 

Neben den individuellen Einzellösungen entwickeln die Experten 

auf Basis von Standard-Linearführungen auch komplette Linearsysteme 

mit unterschiedlichen Antriebsvarianten. Je nach 

Anwendungsfall werden die passenden Linearführungen und 

Antriebe zu einer applikationsgerechten Lineareinheit kombiniert. 

Das Rodriguez-Produktspektrum umfasst wirtschaftliche 

Präzisionsrundführungen ebenso wie sehr steife, wartungsarme 

Profilschienenführungen oder leichtläufige, kompakte Kreuzrollenführungen. 

Als Antriebe zur Wahl stehen Zahnriemen für 

dynamische Handlingaufgaben, Kugelgewindetriebe für dynamische 

Positionieraufgaben im Dauerbetrieb und Trapezgewindetriebe 

für Spannungsaufgaben und langsame Transporte. Das 

Ergebnis sind präzise auf die jeweilige Anforderung zugeschnittene 

Linearachsen, mit denen sich industrielle Handhabungs-, 

Zuführ- und Positionieraufgaben zuverlässig automatisieren 

lassen. Zudem ist der Aufbau von modularen Mehrachssystemen 

für Pick-and-place-Aufgaben möglich. 

ANWENDUNGSSPEZIFISCHE SYSTEMLÖSUNGEN 

Basierend auf dem langjährigen Engineering-Know-how sowie 

den speziellen Kenntnissen und Erfahrungen in der Mechanik 

entwickelt und realisiert Rodriguez zudem die sogenannten Value 

Added Products (VAP). Die Entwicklung einer solchen anwendungsspezifischen 

Systemlösung führt oftmals einfach und 

schnell zu einem nachhaltigen Erfolg in Anwendungen. Unternehmen, 

die eine Baugruppe oder ein komplettes System von 

Rodriguez beziehen, profitieren außerdem von zahlreichen technischen 

Vorteilen. Grundlage der bedarfsgerechten Lösungen 

sind die durch die Anwendung definierten mechanischen und 

steuerungstechnischen Rahmenbedingungen. Rodriguez übernimmt 

die Auswahl der geeigneten Komponenten sowie die Konstruktion 

der Baugruppe. Somit ist sichergestellt, dass die Lösungen 

auch sämtliche Anforderungen des Nutzers erfüllen. 

Zu den bereits realisierten Systemlösungen zählt z. B. ein 

hochgenau produziertes Schweißgestell inkl. mechanischen 

Umbauteilen, das beim Bedrucken von keramischen Oberflächen 

eingesetzt wird. Verbaut werden hier u. a. Kugelgewindetriebe 

und Kugelumlaufführungen. Rodriguez übernahm die Entwicklung, 

Herstellung und Montage von Fertigungsteilen und 

Antriebskomponenten. Das Ergebnis: Eine ausgeklügelte Systemlösung 

aus dem Bereich der Lineartechnik, die zu einem optimalen 

Druckergebnis maßgeblich beiträgt. 

Auch in der Lineartechnik steht die Zeit nicht still: So geht die 

Entwicklung z. B. im Bereich der Werkstoffe und bei der Produktionstechnologie 

immer weiter. Gewicht und Bauraum sind im 

Rahmen des zunehmend in den Vordergrund rückenden Themas 

Energieeffizienz wichtige Aspekte. Vielfach führte die Weiterentwicklung 

von bestehenden Produkten dazu, dass kleinere Abmessungen 

eingesetzt werden können. Hier ist etwa die Tragfähigkeit 

von Linearführungen und Linearantrieben zu nennen. 

Durch den Einsatz von leistungsfähigeren Produkten, z. B. eines 

Rollengewindetriebs anstelle eines Kugelgewindetriebs, ist eine 

Optimierung des Bauraums möglich. Nicht zuletzt setzen sich 

Anwender heute noch intensiver mit dem Thema Factory-Automation 

auseinander. Immer mehr Produktionslinien werden 

automatisiert, selbst in Regionen, die weitläufig als günstige 

Produktionsstandorte bekannt sind. 

Fotos: Rodriguez GmbH 

www.rodriguez.de 

DIE IDEE 

„Vom Händler zum Hersteller: Im 

Laufe der letzten 30 Jahre hat sich 

Rodriguez vom Handelsunternehmen 

zum Hersteller von Lineartechnik 

und Präzisionslagern entwickelt. 

Voraussetzung dafür ist der fortschrittliche 

Maschinenpark, mit 

dem sich auch maßgeschneiderte 

Produkte und Lösungen fertigen 

lassen. Das Produktportfolio von 

Rodriguez umfasst zunehmend 

nicht nur lineartechnische Komponenten, 

sondern auch Wälzlager 

und kundenspezifische Systeme 

(Value Added Products).“ 

Nicole Dahlen, Geschäftsführerin 

Vertrieb, Marketing und 

Organisation, Rodriguez GmbH 


LINEARTECHNIK 

LINEARANTRIEB 

ASTRONOMISCHE PRÄZISION 

Auf La Palma beobachten Astronomen durch zwei Weltraumteleskope 

die Cherenkov-Strahlung, ausgelöst durch Explosionen 

in Milliarden Lichtjahren Entfernung. Kugelgewindetriebe von 

Eichenberger richten die Teleskope in Sekundenschnelle präzise 

auf die astronomischen Phänomene aus. 

DIE IDEE 

Der Blick ins Weltall fasziniert die Menschheit schon immer. Dem Funkeln in 

der Nacht wohnt eine Schönheit inne, die uns sofort zugänglich ist. Der Blick, 

den Wissenschaftler ins Firmamament werfen, ist etwas nüchterner. Kugelgewinde 

des Schweizer Gewindespezialisten Eichenberger in Teleskopen auf 

der Insel La Palma unterstützen die Forscher. Mit beeindruckender Geschwindigkeit 

erlauben rund 4 000 Kugelgewindetriebe einzigartige Einblicke in den Kosmos. 

MAGIC I und II (Major Atmospheric Gamma-Ray Imaging Cherenkov Telescopes) 

werden die beiden grössten Luft-Cherenkov Teleskope der Welt genannt. Die Schwesternteleskope 

stehen in ca. 2 300 m Höhe auf dem höchsten Berg der kanarischen Insel 

La Palma, in einer Entfernung von 85 m. Der schroffe Grat einer gewaltigen Vulkanreihe 

im Norden der Insel heisst Roque de los Muchachos, was auf Deutsch «Turm der 

Jungs» heisst. Auf dem Roque de los Muchachos liegen nahezu ideale Bedingungen für 

astronomische Beobachtungen und Forschung vor. Wolken, die der Passatwind aus 

dem Nordosten bringt, bleiben an der Nordostflanke des Berges hängen. Die Teleskope 

dagegen stehen im Nordwesten, hoch über dem Ozean. Die trockene und fast partikelfreie 

Luftschicht auf 2 400 m Höhe und die geringe Lichtverschmutzung auf La Palma 

tun ihr Übriges und ermöglichen hervorragende Bilder des Sternenhimmels über installierte 

Kameras und Teleskope. 

AUF DER SUCHE NACH DEM BLAUEN LICHT 

Die Astronomen können ihre Beobachtungsobjekte nicht direkt sehen, sondern nur die 

hochenergetische Gammastrahlung, die in ihrer Nähe entsteht. Deren Partikel, soge- 

Ursula Schädeli ist Mitarbeiterin für Marketing bei der Eichenberger Gewinde AG in Burg (Schweiz) 

„Bei Eichenberger ist eine äußerst 

rationelle, schnelle Fertigung die 

Regel. Prototypen, falls nötig 

inklusive Gewinderoll-Werkzeug, 

können innerhalb kurzer Zeit 

hergestellt werden. Das ist nur 

möglich, weil Entwicklung, Produktion, 

Qualitätsmanagement und 

Vertrieb inhouse perfekt ineinandergreifen. 

Dank dieses Faktors lässt 

sich flexibel und wettbewerbsfähig 

produzieren. Auf Anfrage erarbeitet 

Eichenberger heute außergewöhnlichste 

Kundenlösungen. Im äußerst 

wirtschaftlichen Kaltrollverfahren 

wird das Unmögliche realisiert. Die 

Kugelgewindetriebe in den Teleskopen 

auf La Palma sind dafür gute 

Beispiele.“ 

Hansruedi Hager, Geschäftsführer, 

Eichenberger Gewinde AG, Burg (CH) 


nannte Gammaquanten, bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit 

auf gerader Linie durchs Universum. Und das ist es, was so fasziniert: 

Wenn die Teilchen, Gammaphotonen genannt, teils nach 

Milliarden von Jahren langer Reise durch den Kosmos die Erde erreichen, 

können die Wissenschaftler auf ihren Entstehungsort und 

die Entstehungsumstände rückschließen. Forscher erhoffen sich 

dabei auch Hinweise auf mögliche Abweichungen von Einsteins 

Relativitätstheorie. 

Die Photonen prallen in circa acht Kilometer Höhe auf die Erdatmosphäre 

und beginnen dort mit den Molekülen der Luft in 

Wechselwirkung zu treten. Zu unserem Glück, denn Gammastrahlen 

sind energiereich und würden uns Menschen umbringen. 

So aber entsteht eine Kettenreaktion mit spannenden Folgen: 

ein ungefährlicher Teilchenschauer. Diese Teilchen fangen 

die Wissenschaftler mit den MAGIC-Teleskopen ein. Weil die 

Photonen sehr schnell sind, entstehen blaue Blitze. Dieses Licht 

nennt man Cherenkov-Licht. Die Teleskope sind nach dem sowjetischen 

Physiker Pawel Cherenkov, der das Phänomen in den 

Dreißigerjahren des vorigen Jahrhunderts entdeckt hatte, benannt 

worden. 

KALTGEROLLTE KUGELGEWINDETRIEBE RICHTEN 

TELESKOPE AUS 

Auf La Palma wird also die Lufthülle der Erde zu einem gigantischen 

Teilchen-Detektor umfunktioniert. Innerhalb weniger Sekunden 

können zwei Teleskope auf jeden beliebigen Punkt am 

Firmament fokussiert werden. Dass sich die Teleskope so schnell 

auf die Quelle des Gammablitzes ausrichten können, verdanken 

sie ihren leistungsstarken Antriebslösungen mit Gewindetrieben 

und deren verhältnismäßig geringem Gewicht. Pro Teleskop sind 

947 Aluminiumspiegel-Segmente auf Trägerplatten montiert und 

ergeben 247 m² Spiegelfläche. Jede der fast tausend 50 × 50 cm 

großen Spiegelplatten wird auf zwei Seiten von einem erstaunlich 

flinken und strapazierfähigen Kugelgewindetrieb Typ Carry 

12 × 2 mm angetrieben. Enorm präzise und verblüffend schnell 

richten die kaltgerollten Kugelgewindetriebe die einzelnen Spiegel 

auf einen vorjustierten Laserpunkt aus. 

Die elektrisch aktivierten Kugelgewindetriebe vom Typ Carry 

setzen die Drehbewegung der Motoren in eine Linearbewegung 

um. Die Lebensdauer der rund 4 000 Gewindetriebe ist maßgeblich. 

Eichenberger gewährleistet verschleissfreie Produkte mit 

hohem Wirkungsgrad, die über einen langen Lebenszyklus hinweg 

eine hohe Wertbeständigkeit bieten. Platzsparende Bauweise, 

hohe Steigungswinkel und geringes Gewicht ermöglichen 

kleine Motoren. Durch innovative Details und spezielle Herstellverfahren 

schafft der Gewindespezialist Eichenberger die Voraussetzung 

für maximale Dynamik. 

Gammablitze sind für das menschliche Auge unsichtbar. Sie 

von der Erde aus anzupeilen, ist eine schwierige Aufgabe. Sie 

können jederzeit irgendwo am Himmel aufleuchten und rasch 

wieder verschwinden. Deswegen setzen die MAGIC-Teleskope 

auf ein vollautomatisches System, um Satellitensignale zu verarbeiten. 

Tatsächlich sind die MAGIC-Konstruktionen riesig. Mit 

jeweils 17 m Durchmesser sind es die weltweit größten Teleskopspiegel 

überhaupt und trotzdem sind es zugleich die flinksten. Jedes 

der beiden 70 t schweren Instrumente lässt sich in weniger 

als 20 sec in jede beliebige Position drehen. 

SCHNELLIGKEIT UND PRÄZISION 

Die Astrophysik befasst sich mit den physikalischen Grundlagen 

der Erforschung von Himmelserscheinungen und ist ein Teilgebiet 

der Astronomie. Verschiedene technologische Entwicklungen 

aus diesen Beobachtungen haben ihren Weg in unseren Alltag 

oder in andere wissenschaftliche Gebiete (Medizin, Biologie, 

Materialforschung) gefunden. Es entstanden eine Menge konkreter 

technischer Anwendungen und auf die Zukunft können wir 

4000 dieser 

Kugelgewinde triebe 

richten die Teleskope 

in hoher 

Geschwindigkeit aus 

erst recht gespannt sein. Die kostspieligen MAGIC-Beobachtungen 

lohnen sich also sehr. Circa 150 Wissenschaftler aus 24 Einrichtungen 

in neun europäischen Ländern gehören zur MAGIC- 

Kollaboration. Die Nachfrage für Beobachtungszeit bei MAGIC 

ist bei 150 Astroforschern immer grösser als das Zeitangebot. Die 

blauen Blitze verglühen nach ein paar Milliardstel Sekunden in 

der Atmosphäre. Doch die MAGIC Teleskope sind sensibel und 

schnell genug, um den Effekt am Himmel über La Palma beobachten 

zu können. 

Solche Momente ereigneten sich z. B. im Juli 2018 oder Januar 

2019, als zwei heftige Explosionen in Milliarden von Lichtjahren 

entfernten Galaxien das hellste Licht im Universum erzeugten. 

Astronomen gerieten in große Aufregung und mehr als 300 Wissenschaftler 

untersuchten das ultrahoch-energetische Licht. Anscheinend 

entstand das Licht beim Nachglühen und nicht bei der 

Supernova-Explosion selbst. Wenn in solchen Momenten nicht 

blitzschnell regiert werden kann, gehen einmalige Chancen für 

neue, bedeutende Erkenntnisse verloren. Die Zuverlässigkeit der 

mechanischen Antriebselemente ist also unabdingbar. Der 

Schweizer Kugelgewindetrieb Typ Carry stellt enorme Leistungskraft 

(Wirkungsgrad > 0,9) bei hoher Funktionssicherheit und Robustheit 

sicher. Trotz widrigster Wetterbedingungen und starker 

Temperaturunterschiede erfüllt der kaltgerollte, belastungsstarke 

Carry zuverlässig seinen Auftrag. 

Fotos: Aufmacher: Frank Vincentz, Wikipedia; 01:Eichenberger 

www.eichenberger.com 

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LINEARTECHNIK 

LINEARAKTUATOREN 

ENTSPANNT SITZEN IM HIGH-SPEED-ZUG 

Elektromechanische Aktuatoren von Moog steigern den Reisekomfort in 

japanischen Hochgeschwindigkeitszügen. Damit Fahrgäste auch bei mehr 

als 300 km/h ein angenehmes Fahrgefühl spüren dürfen, gleicht das 

vollelektrische System Pendelbewegungen, verursacht durch 

Zentripetalkräfte oder Vibrationen, um bis zu 50 Prozent aus. 

Jörn Jacobs ist Fachjournalist/ 

Technical Influencer bei der IHW 

Marketing GmbH in Bad Camberg 

Hochgeschwindigkeitszüge nutzen ein System, um auf 

Fahrzeugneigung oder ein „Fahrzeugpendeln“ Einfluss 

zu nehmen sowie um Vibrationen zu dämpfen. Ohne 

dieses würde jeder Fahrgast beim Durchfahren von Kurven 

durch die Zentripetalkraft in den Sitz gedrückt, was als unangenehm 

und wenig komfortabel empfunden wird. Gleiches gilt 

für Vibrationen im Waggon. Bislang verwenden verschiedene japanische 

Bahnbetreiber in ihren Zügen lediglich eine halbaktive 

Pendelregelung, die sich auf einen variablen Öldämpfer stützt. 

Als die East Japan Railway Company beschloss, die Höchstgeschwindigkeit 

ihrer Shinkansen-Züge auf 360 km/h zu erhöhen, 

funktionierte die Grundabstimmung des Systems nicht mehr: Die 

Ingenieure mussten mehr Kraft über ein breiteres Frequenzband 

aufbringen, um Vibrationen und Pendelbewegungen für die Passagiere 

wieder zu reduzieren. Das war mit bisheriger Technologie 

nicht mehr zu leisten, vor allem wenn es darum geht, den Kom- 

fort und die Stabilität der Hochgeschwindigkeitszüge zusätzlich 

kontinuierlich zu verbessern. 

PENDELBEWEGUNGEN BIS ZU 50 PROZENT 

VERRINGERT 

Bei dieser Aufgabe unterstützt Moog die East Japan Railway Company, 

indem sie elektromechanische Aktuatoren, Planetenrollengewindetriebe 

und Antriebssysteme für das aktive Neigungsregelungssystem 

der E5- und E6-Zugserien bereitstellt. Das vollelektrische 

System reduziert die Pendelbewegungen um bis zu 50 Prozent 

im Vergleich zu pneumatischen und hydraulischen 

Lösungen. 

Vorteile des „Electro Mechanical Actuator“ (EMA) von Moog ist 

die Reaktionsschnelligkeit und die Bereitstellung hoher Kräfte. 

Parallel war die Kompaktheit des Gehäuses für das Steuerungs- 

Eine hohe Steifigkeit und Bewegungspräzision 

zeichnen den Rollengewindetrieb 

der elektromechanischen Aktuatoren aus 


system ein ausschlaggebender Faktor, dass sich das Betreiberunternehmen 

zur erneuten Zusammenarbeit mit Moog entschieden 

hat. Darüber hinaus benötigen elektromechanische 

Systeme wesentlich weniger Komponenten. Der Ersatz alter 

oleopneumatischer Pendelregelungen resultiert so in höherer 

Zuverlässigkeit und drastisch reduziertem Wartungsaufwand. 

HOHE MECHANISCHE STEIFIGKEIT UND 

BEWEGUNGSPRÄZISION 

Sobald ein Beschleunigungsmesser ein seitliches Pendeln/ 

Neigen eines Zugwagens erkennt, sei es aufgrund der Schienen, 

des Luftstroms oder anderer Faktoren, wird in den aktuellen 

Systemen umgehend die notwendige Kraft berechnet, um 

der Bewegung entgegenzuwirken. Diese Information wird unmittelbar 

von der Steuerung an den Moog-Motor in den EMA 

gesendet, der das schnell und präzise umsetzt. Jeder Radsatz 

im Zug (d. h. das Drehgestell oder Chassis mit zwei Achsen, 

vier Rädern) hat einen EMA und einen passiven Dämpfer, um 

seitliche Pendelbewegungen oder Vibration zu dämpfen. 

Das Herzstück jeder EMA-Einheit ist ein Moog-Rollengewindetrieb. 

Diese Spindeln bieten dank der Anzahl der Kontaktpunkte 

zwischen den Rollen und der Leitspindel eine außergewöhnliche 

mechanische Steifigkeit und Bewegungspräzision. 

Dadurch kann der Aktuator höhere Lasten tragen als 

klassische Linearaktuatoren, die größer sind und oft Überhitzungsprobleme 

C 

aufweisen. 

Fotos: Aufmacher: May Chanikran/Adobe Stock; 01-02: Moog GmbH 

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Gewindetrieblösungen 

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hat sich über Jahrzehnte 

weltweit in erfolgreichen Projekten 

wie Shinkansen bewiesen und 

macht Moog zum idealen Lösungsanbieter 

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komplex oder anspruchsvoll. Wir 

bieten nicht nur hochwertige 

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Developer, Moog Industrial Group 

Ein Unternehmen der Festo Gruppe 

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LINEARTECHNIK 

MIKROTECHNIK 

PRÄZISE POSITIONIEREN IM 

ULTRAHOCHVAKUUM 

Positioniersysteme in anspruchsvollen 

Vakuum-Anwendungen unter ultraviolette 

Strahlung erfordern schnelle und robuste 

Antriebskomponenten. Die Kugel - 

gewindetriebe von Steinmeyer 

für angewandte Mikrotechnik erreichen 

bis zu 50mm/s und eignen sich mittels 

spezialisierter Schmiermittel auch für 

Langzeitaufgaben. 

Wolfgang Klöblen, Entwicklungsleiter bei der 

August Steinmeyer GmbH & Co. KG in Albstadt 


Die Positionierexperten von August Steinmeyer 

haben Kugelgewindetriebe für die 

Anwendung im Ultrahochvakuum entwickelt. 

Diese kommen in einer universellen 

Reihe von Lineartischen für ein neuartiges Bildgebungsverfahren 

mit 30 nm Auflösung zur Anwendung. 

Dafür waren mehrere Positioniersysteme für 

extreme Stillstandsstabilität von 10 nm gefordert. 

Ein Kugelgewindetrieb macht die Positioniertechnik 

besonders stabil und präzise – je nach Auslegung 

auch schnell und langlebig. Die Systeme kamen 

am Paul Scherrer Institut (PSI) zum Einsatz 

und haben dort die anspruchsvollen Erwartungen 

voll erfüllt. Die Technologie deckt ein breites Anwendungsspektrum 

ab: von der Forschung über die 

Medizintechnik bis hin zur Halbleitertechnik. 

„Positionieren im Vakuum ist eine besondere Herausforderung 

und bedarf geeigneter Materialien, 

Komponenten und Schmierstoffe“, erklärt Elger Matthes, 

Leiter Produktmanagement bei der Steinmeyer 

Mechatronik GmbH, dem Kompetenzzentrum für 

Positioniersysteme in der Steinmeyer-Gruppe. Das 

Unternehmen hat für anspruchsvolle Vakuum-Anwendungen 

unter UV, HV, UHV und auch EUV eine 

Reihe neuer Positioniersysteme entwickelt, die sich 

für einen Druckbereich von 10 -11 mbar und eine maximale 

Ausheiztemperatur von 120 °C eignen. Auch 

werden wegen der sehr niedrigen Ausgasung und 

Partikelarmut die Anforderungen an einen Einsatz 

unter extrem ultravioletter Strahlung erfüllt. Die 

Achsen sind in den Größen LA80, LA95, LA170 erhältlich 

und für Lasten bis 20 kg im Vertikalbetrieb 

ausgelegt. Mit einer besonders schnellen Transportachse 

für die Probenzuführung werden Hublängen 

bis 500 mm angeboten. Von Vorteil ist, dass sich Kugelgewindetriebe 

mit einem robusten Schrittmotorantrieb 

kombinieren lassen, der wahlweise auch mit 

Unsere ganze Kompetenz 

in einer Systemlösung. 

alpha Linear Systems: 

Dynamisch. Präzise. Individuell. 

Die Positioniersysteme mit den 

Miniaturkugelgewindetrieben decken 

ein breites Anwendungsspektrum ab: 

von der Medizintechnik über die 

Biotechnologie bis hin zur 

Halbleitertechnik 

Haben Sie an den linearen Antrieb ganz individuelle 

Anforderungen in Bezug auf Laufruhe, Positioniergenauigkeit 

und Vorschubkraft? Dann haben wir 

für Sie die optimal abgestimmte Lösung. Es ist 

nicht allein die Kopplung von Getriebe, Ritzel und 

Zahnstange, sondern unser Know-how in der 

überzeugenden, individuellen Systemlösung. 

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LINEARTECHNIK 

µm-Feedback mittels Linearmaßstab betrieben werden kann. Elger 

Matthes betont: „Zum Glück haben wir für diese Aufgaben in 

unserer Unternehmensgruppe die notwendige Kompetenz für eine 

Sonderentwicklung des Kugelgewindetriebs.“ 

KUGELGEWINDETRIEB ERREICHT AUCH IM 

VAKUUM HOHE GESCHWINDIGKEITEN 

Ein wesentlicher Bestandteil der Lineartische ist ein Sonder- 

Kugelgewindetrieb, um einerseits für Vakuum ungewöhnlich 

schnell (bis 50 mm/s) und mit einer bislang unerreichten Lebensdauer 

bis zu 5 km trocken zu verfahren. Beim Einsatz von 

Ultrahochvakuumschmierstoffen erhöht sich die erreichbare 

Lebensdauer auf mehrere 100 km. Bei höheren Partialdrücken 

bis 10 -6 mbar können durch die für diesen Bereich verfügbaren 

besseren Schmierstoffe und haltbareren Materialien im Vakuum 

auch Strecken von mehreren 1 000 km erreicht werden. 

Entwickelt wurde die Komponente von der August Steinmeyer 

GmbH & Co. KG. „Mit Keramikkugeln, einer Beschichtung der 

Laufbahnen, einem speziellen Gewindeschleifverfahren sowie 

einer optimierten Umlenkung lassen sich auch ohne Schmierung 

gute Laufeigenschaften des Kugelgewindetriebes erreichen“, 

erklärt Wolfgang Klöblen, Entwicklungsleiter bei August 

Steinmeyer. 

Neben der individuellen Materialauswahl und Vakuumschmierung 

kann das Positioniersystem von Steinmeyer Mechatronik 

optional mit einer Piezozangenbremse ausgestattet werden, 

um die Stabilität im Nanometerbereich trotz hoher Lasten 

sicherzustellen. Darüber hinaus ermöglichen Anpassungen an 

die Einbausituation in der Kammer ein individuelles Kundenbohrbild, 

spezifische Adapterteile und Kabelführungen sorgen 

für eine bedarfsgerechte Lösung. 

BREITES ANWENDUNGSSPEKTRUM 

Anwendungen finden sich unter anderem im Bereich der Halbleiterfertigung, 

dort können die Positioniersysteme in Prozessen 

mit extrem ultravioletter Strahlung zum Einsatz kommen, 

z. B. zur Strahlformung für Belichtungsprozesse sowie zur Oberflächenanalyse 

und Sensorpositionierung. In der Massenspektrometrie 

können sie zur Identifikation von Elementen oder 

Molekülen für Wirkstoffzusammensetzungen oder zur Detektion 

von Kampfmitteln dienen. In der OLED-Herstellung sind sie für 

Beschichtungsprozesse sowie Schichtdicken- und Schichtratenmessungen 

verwendbar. Weitere Anwendungsbereiche finden 

sich in der optischen Industrie, in der Grundlagenforschung 

sowie in der Labortechnik und Analytik. 

Fotos: Aufmacher: August Steinmeyer GmbH & Co. KG, 

01: Gorodenkoff – stock.adobe.com 

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Ultrahochvakuum erfordern 

Komponenten, Materialien und 

Schmierstoffe, die besonderen 

Anforderungen gerecht werden. 

Wir bieten Sonder-Kugelgewindetriebe, 

um im Vakuum nicht nur 

besonders schnell, sondern auch mit 

einer bislang unerreichten Genauigkeit 

und Lebensdauer zu verfahren. 

Möglich wird das durch den Einsatz 

von Keramikkugeln, beschichteten 

Laufbahnen, einem speziellen 

Gewindeschleifverfahren sowie 

einer optimierten Umlenkung.“ 

Wolfgang Klöblen, Entwicklungsleiter 

bei August Steinmeyer 

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GLEIT- UND WÄLZLAGER 

WÄLZLAGER-LEBENSDAUER 

OPTIMALE VORSPANNUNG 

DURCH MEHRLAGIGE PASSSCHEIBEN 

DEFINIEREN 

Die ideale Vorspannung und 

ein präzises Axialspiel 

sind entscheidend für die 

Leistungsfähigkeit und 

Lebensdauer von Wälzlagern. 

Mit Präzisionspassscheiben kann 

der Vorweg mit einer Genauigkeit 

bis zu 0,5 µm eingestellt werden. 

Möglich wird diese Präzision durch 

mehrlagige Abstimmelemente, 

mit denen der Hersteller Martin 

seine Passscheiben versieht. 

Wenn Wälzlager-Profis, Getriebebauer und Antriebstechniker 

im Oktober dieses Jahres im Rahmen der 

internationalen Online-Fachmesse Bearing Application 

World 2021 ihr Knowhow austauschen, wird 

es auch darum gehen: Das Einstellen der optimalen Vorspannung 

und das präzise Justieren des Axialspiels beim Einbau der 

Wälzlager in antriebstechnische Baugruppen. Denn bei einigen 

Wälzlagertypen bestimmt dieser Vorgang – sowohl als Teil der 

Konstruktion sowie der Montage und Instandhaltung – maßgebend 

die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer der Lager. In 

der Praxis ist die Einstellung des axialen Lagerspiels insbesondere 

beim Einbau ein- und zweireihiger Schrägkugellager, Vierpunktlager 

sowie ein- und doppelreihiger Kegelrollenlager von 

zentraler Bedeutung. Sie hat unmittelbar Einfluss auf die erzielbare 

Standzeit, das Vibrationsverhalten sowie die Geräusch- und 

Wärmeentwicklung einer Wälzlager-Anwendung. 

Alexander Regenhardt ist freier Fachjournalist aus Darmstadt 

PASSSCHEIBEN HABEN DÜNNE, ABZIEHBARE 

SCHICHTEN 

Als langjähriger Zuliefer- und Projektpartner vieler namhafter 

Getriebe- und Anlagenbauer bietet Martin hierzu sein Knowhow 

im Bereich hochspezialisierter Passscheiben an. „Um die Entwicklung 

unserer Produkte voranzutreiben und im Sinne einer 

gegenseitigen Inspiration suchen wir den stetigen Austausch mit 

den Herstellern und Nutzern von Wälzlagern“, sagt Firmenchef 

Christoph Martin. „Eine Veranstaltung wie die neue Online- 

Fachmesse Bearing Application World ist für uns daher von großem 

Nutzen, da wir hier sowohl mit den Konstrukteuren als auch 

mit den Anwendern in Kontakt treten können.“ Sein Unternehmen 

stellt Passscheiben her, mit denen die Anwender eine bis auf 

5,0 µm genaue Einstellung des Vorwegs und somit eine Optimierung 

der Vorspannung der Wälzlager vornehmen können. In der 

Praxis wird dies über die mehrlagigen Abstimmelemente der Laminum- 

und Lamivario-Linie mit ihren dünnen, abziehbaren 

Schichten erreicht. Damit erzielt der Anwender die erforderlichen 

Genauigkeiten von ein oder zwei Zehntelmillimetern – ohne 

maschinelle Bearbeitung und ohne die Lagerhaltung von ab- 



01 

03 

02 

01 Die randverschweißten oder 

laminierten Passscheiben lassen sich je nach 

Variante bis auf 5,0 µm genau abziehen 

oder abschälen 

02 Durch die Annäherung an die 

optimale Vorspannung ist ein Anstieg der 

Lebensdauer des Wälzlagers zu erwarten; 

beaufschlagt man jedoch über das Optimum 

hinaus, fällt die Lebensdauerkurve steil ab 

03 Sehr gut geeignet für die Integration 

von Passelementen sind quasi-statische 

Einbausituationen 

gestuften Ringen. Der Einsatz dieser Passelemente von Martin versetzt 

Konstrukteure und Monteure auf einfache Weise in die Lage, 

die Summentoleranz der Bauteile aufzulösen und das richtige Maß 

an Vorspannung nahezu perfekt zu realisieren. Theoretisch wird 

damit sogar die von den Herstellern berechnete Lebensdauer der 

Wälzlager erreichbar. 

EXAKTE VORSPANNUNG BIRGT HOHE 

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schöpfen nicht alle Anwender das gegebene Optimierungspotenzial 

aus, sondern kalkulieren von vornherein eine Art `Sicherheitszuschlag´ 

mit ein. „Sie stehen oft vor einem Dilemma“, sagt 

Professor Dr. Stephan Sommer vom Labor für Qualitätsmanagement, 

Fertigungs- und Wälzlagertechnik an der FH Würzburg- 

Schweinfurt, und führt aus: „Die Annäherung an die optimale 

Vorspannung verspricht einen Anstieg der Lebensdauer des 

Wälzlagers. Beaufschlagt man jedoch über das Optimum hinaus, 

fällt die Lebensdauerkurve steil ab und es kommt zu einem frühzeitigen 

Versagen. Angesichts dieser Gradwanderung geht mancher 

Konstrukteur oder Monteur lieber auf Nummer Sicher und 

entscheidet sich für einen deutlicheren Abstand zum Optimum. 

Dabei können bis zu 20 % Lebensdauer verschenkt werden. Und 

das, obwohl die Wälzlager-Hersteller ihre Produkte bis ins Detail 

durchoptimierten. Der Sicherheitspuffer kann auf bis zu zwei 

Zehntel wachsen – zumal viele Anwender auch noch andere Einflussfaktoren 

wie die thermisch bedingte Materialausdehnung 

mit einfließen lassen.“ 

Mit seinen meist nach Kundenzeichnung gefertigten Passelementen 

der Laminum- oder Lamivario-Linie bietet Martin den 

Wälzlager-Anwendern eine ebenso einfache wie präzise Lösung 

für das Dilemma. Denn diese Abstimmscheiben bestehen 

serienmäßig aus vielen hauchdünnen, laminierten oder randverschweißten 

Metallfolien aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, 

Kunststoff und Messing. Bedarfsorientiert lässt sich so die Dicke 

des Abstimmrings durch Abziehen oder Abschälen verringern. 

Die typischen Foliendicken liegen zwischen 5, µm und 

zwei Zehntelmillimeter. 

Das Unternehmen sensibilisiert die Anwender auch für das 

enorme Potenzial der Prozessoptimierung, das sich durch den 

systematischen Einsatz der Laminum- und Lamivario-Elemente 

erschließen lässt. Integriert nämlich schon der OEM-Konstrukteur 

die mehrlagigen Passscheiben in seine Zeichnung, so reduziert 

sich der Aufwand des Anwenders in allen vor- und nachlaufenden 

Prozessen vom Einkauf über die Montage bis in den 

Instandhaltungsbereich. „Erfolgt darüber hinaus eine bedarfsorientierte 

Verknüpfung mit der Stückliste – etwa nach dem Prinzip 

`Für jede Fügestelle per se die richtige Passscheibe´ – macht 

die Wälzlager-Montage einen mächtigen Effizienzsprung“, erläutert 

Christoph Martin. Und da die Notwendigkeit der maschinellen 

Bearbeitung komplett entfällt, wird der Einsatz von 

Bearbeitungsmaschinen obsolet – inklusive der damit verbundenen 

Standort- und Wegeprobleme, Wartezeiten, Ausschussquoten 

und Personalfragen. 

FOLIENSYSTEM ERMÖGLICHT 

AUFGABENGERECHTE ANPASSUNG 

Auf seinem virtuellen Messestand auf der Bearing Application 

World 2021 möchte Martin zudem aufzeigen, welche Chancen 

der Prozessoptimierung sich durch die aufgabengerechte Individualisierung 

der Laminum- und Lamivario-Passscheiben auftun. 

Denn sowohl die Dicken als auch die Materialien der abziehoder 

abschälbaren Folien lassen sich projektorientiert auf fast jedes 

Szenario der axialen Spieleinstellung in der Wälzlager-Montage 

abstimmen. „Wir können die Folienverbünde so maßschneidern, 

dass sie in ihrer Konfiguration der Folien dem jeweiligen 

Montageprozess entsprechen und eine einzige mehrschichtige 

Passscheibe alle Abstimmungsaufgaben abdeckt. „Etliche unserer 

Kunden, die Wälzlager verbauen, haben das erkannt und nutzen 

unsere Laminum- und Lamivario-Elemente zur Umsetzung 

von LEAN-Anforderungen“, sagt Christoph Martin. In diesen Fällen 

sinkt auch die Arbeit des Einkaufs, da er nicht mehr Dutzende 

verschiedene Ausgleichselemente beschaffen muss. 

Grundsätzlich ist es stets der konkrete Einsatzfall, der darüber 

entscheidet, ob bzw. welche Passscheiben das geeignete Mittel 

zum Axialausgleich der Wälzlager sind. Während sich etwa für 

Hochgeschwindigkeits-Rotationen mit erhöhter Vibrationsneigung 

federnde Ausgleichselemente besser eignen, erweisen sich 

Passscheiben bei Applikationen mit hohen Ansprüchen an die 

Lagersteifigkeit als optimal – etwa bei der Lagerung von Wellen in 

Getrieben, Pumpen, Bergbaumaschinen oder Förderanlagen. Für 

alle Fälle, in denen die Anwendung der Laminum- und Lamivario-Passelemente 

nicht in Frage kommt, stellt Martin in seiner 

Lamisol-Linie auch alle üblichen Arten von massiven Passelementen 

zur Verfügung. 

Fotos: Aufmacher: f1online, Georg Martin GmbH; 01-03: Georg Martin GmbH 

www.georg-martin.de 

DIE IDEE 

„Die Berücksichtigung der Einbaustelle 

ist entscheidend für den 

Einsatz des idealen Passelements. 

Die Frage nach dem Einbauort der 

Passscheiben sollte daher schon in 

der Konstruktionsphase geklärt sein. 

Optimal für den Einsatz der Laminum- 

und Lamivario-Passelemente 

ist die quasi-statische Einbausituation 

– etwa zwischen Gehäuse und 

Deckel. Wobei dann der Deckel über 

einen Flansch auf dem Wälzlageraußenring 

die Vorspannung erzeugt.“ 

Christoph Martin, Geschäftsführer, 

Georg Martin GmbH, Dietzenbach 


MARKTPLATZ 

VARIANTEN- UND ADAPTIONSVIELFALT 

GARANTIERT 

Mit VE31 bietet Groschopp ein 

modulares Schneckengetriebe 

an, das in Ausführungen mit 

Deckel, Abtriebswellen, Fuß, 

Flanschen, Voll- oder Hohlwelle 

erhältlich ist und hohen 

Hygienestandards gerecht wird. 

Kompakte Abmessungen 

prädestinieren das Hohlwellengetriebe 

auch für kleinere 

Förderbandapplikationen. Das Getriebe im leicht zu reinigendem 

Aluminiumgehäuse ist wahlweise lackiert oder hartcoatiert, 

silacoatiert und in Edelstahl zu beziehen. Das Drehmoment liegt je 

nach Untersetzung, Betriebsart und Schmierstoff bei bis zu 25 Nm, 

die Untersetzung bei bis zu i = 75. Sofern erhöhte Belastungen 

anfallen, sind auch Spezialausführungen mit Motorwellenabstützung 

realisierbar. Das auf einen geräuscharmen Betrieb ausgelegte 

Getriebe wird standardmäßig mit Mineralfett geschmiert oder 

optional mit synthetischem Fett bzw. synthetischem oder lebensmittelverträglichem 

Öl angeboten. Es ist mit den Induktionsmotoren 

IGK und IGL von Groschopp kombinierbar. 

www.groschopp.de 

POSITIONIERGENAUER 

PU-HOCHLEISTUNGSZAHNRIEMEN 

Für hohe Dynamik und 

Präzision: Ein endlos extrudierter 

PU-Hochleistungszahnriemen 

mit 8 mm Teilung ist 

der BrecoFlexmove AT8 von 

Breco. Er ist über den Vertriebspartner 

Mulco-Europe 

EWIV erhältlich. Seine Stärken 

spielt der Zahnriemen vor allem in den Bereichen hohe 

Dynamik und Präzision in Verbindung mit einem geringen 

Polygoneffekt aus. Antriebe, für die bis jetzt ausschließlich 

HTD8M-Zahnriemen als Lösung zur Verfügung standen, 

können nun mit dem neuen Riemen realisiert werden, ohne 

dass die Antriebsgeometrie geändert werden muss. 

Insbesondere bei hohen Anforderungen an die Positioniergenauigkeit 

bietet die Steifigkeit des Zahnriemens Vorteile. 

Die Polyurethan-Zahnriemen verfügen über eine optimierte 

Flankengeometrie des Profils und zahnseitig über ein 

reibungs- und verschleißminderndes rotes Laminat. Die 

Zahntragfähigkeit wird dadurch gesteigert, was zu einem 

schmaleren Aufbau des Zahnriemenantriebs führen kann. 

www.mulco.de; www.breco.de 

PENDELROLLENLAGER FÜR DIE SCHWERINDUSTRIE 

Die Pendelrollenlager von NSK kommen in der gesamten Schwerindustrie zum Einsatz – im 

Bergbau, in der Stahlerzeugung, der Metallindustrie und bei der Papierherstellung. 

Sie erreichen auch unter widrigen Umgebungsbedingungen wie Vibrationen, hohen 

Temperaturen, Schock- und Stoßbelastungen eine sehr hohe Lebensdauer. Das gilt insbesondere 

für die Pendelrollenlager der NSKHPS-Serie (High Performance Standard). Auch bei 

hohen Umgebungs- und Betriebstemperaturen bleiben diese maßstabil und können hohe 

Radiallasten und auch moderate Axiallasten aufnehmen. Zu den Kennzeichen des NSKHPS- 

Standards gehören enge Radiallufttoleranzen, eine erhöhte Fertigungsgenauigkeit der 

Innen- und Außenringe sowie eine besondere Oberflächengüte der Wälzkörper mit einer 

Wärmebehandlung für eine sehr gute Stoßbelastbarkeit. 

www.nskeurope.de 

PRECISION GEARS 

Seit über 50 Jahren führend in hochpräzisen Verzahnungen 

Zahnrädern und Verzahnten Wellen 100 – 2.000mm 

Alle Fertigungsschritte im Haus 

28.000 m² Produktionsfläche 

Eigene Härterei 

ZWP Zahnradwerk Pritzwalk GmbH 

Freyensteiner Chaussee 15 

D-16928 Pritzwalk 

www.zahnradwerk.com


ENTWICKLUNG BIS SERIENPRODUKTION 

DER GEMEINSAME WEG ZUR 

OPTIMALEN LÖSUNG 

Individuelle Lösungen für 

Frequenzumrichter und 

Servoverstärker zu entwickeln, 

ist ein Spezialgebiet von 

Sieb & Meyer. Bei Projektarbeiten 

kooperiert das 

Unternehmen partnerschaftlich 

mit seinen Auftragspartnern. 

Im Ergebnis entstehen 

einfache Hardwareanpassungen 

aber auch 

neu definierte Geräte, die 

konstruktive Probleme lösen. 

„Kunden, die sich schon möglichst früh in der Entwicklungsphase 

an uns wenden, profitieren auf ganzer Linie“, so Torsten 

Blankenburg, Vorstand Technik der Sieb & Meyer AG. „Wenn 

Kons trukteure wissen, was bei uns möglich ist und wo wir Sie 

unterstützen können, spart das Zeit und Geld. Für uns ergibt 

sich die Möglichkeit, bei der Beratung wirklich aus dem Vollen 

zu schöpfen. Wir können die Kunden zu einer technisch optimalen 

Lösung führen, ohne größere Kompromisse eingehen zu 

müssen, die in einer späteren Phase vielleicht nötig wären.“ 

Das Lüneburger Unternehmen fertigt Steuerungen für den Maschinenbau 

und die Automatisierungstechnik, Servoverstärker 

für unterschiedlichste Antriebe sowie Frequenzumrichter für 

Hochgeschwindigkeitsmotoren und -generatoren an. Die Herstellung 

begleitet ein kompletter Service von der ersten Beratung 

über die Entwicklung bis zur Serienproduktion. Sobald der erste 

Schritt gemacht ist, läuft die interne Prozesskette bei Sieb & Meyer 

an, die sich in zahlreichen Projekten bewährt hat. Vom ersten 

Funktionstest bis hin zur Serienproduktion arbeiten alle Abteilungen 

in enger Abstimmung an der Realisierung des Vorhabens. 

Alle Prozessschritte erfolgen im Unternehmen. Nur so entsteht 

ein Produkt, das nicht nur technisch ausgereift, sondern auch zu 

guten Konditionen produzierbar ist. Die maßgeschneiderten 

Rolf Gerhardt ist Leiter Vertrieb Antriebselektronik 

bei der Sieb & Meyer AG in Lüneburg 

Lösungen basieren auf Standardkomponenten, die sich bereits 

auf dem Markt etabliert haben. Dazu kommt die fast 60-jährige 

Erfahrung aus einer Vielzahl von anwendungsspezifischen Antriebssystemen, 

die in Serienstückzahlen von circa 50 bis 

10 000 Stück produziert werden. 

SERVOVERSTÄRKER WEITERENTWICKELT 

„Wir erzielen über 50 % des Umsatzes im Bereich der Antriebstechnik 

mit kundenspezifischen Projekten“, so Blankenburg. 

„Viele Kunden wenden sich immer wieder an uns – eine schöne 

Bestätigung dafür, dass unsere Prozesse überzeugen und die individuellen 

Frequenzumrichter und Servoverstärker Anklang 

finden.“ Das beste Beispiel dafür ist die EST GmbH: Vor einigen 

Jahren entwickelte Sieb & Meyer für das Unternehmen einen 

hochdynamischen Zwei-Kanal-Servoverstärker für das servomotorische 

Schrauben im Automobilbau, der auf dem Antriebssystem 

SD2 basiert. Interessant an diesem Projekt ist, dass der 

Kunde die Steuerungsplatine bzw. Prozessorkarte des SD2 

selbst entwickelt hat. Die für die Regelung des SD2 nötige 

Schaltung wurde von Sieb & Meyer konzipiert und von EST ins 

Layout integriert. Das Antriebssystem mit einem individuellen 

Frontend hat sich in den Steuerungen für das Schrauben und 

Pressen bestens bewährt. 

Aktuell hat EST jedoch eine neue Generation von handgehaltenen 

Schraubwerkzeugen angebunden, für die eine Ethernet- 

Schnittstelle implementiert werden musste. Für den Anwender 



01 02 01 Um EST die 

Anbindung des neuen 

Werkzeugs zu ermöglichen, 

wurde eine neue 

Ethernet-Schnittstelle in 

das Antriebssystem SD2 

integriert 

02 Der konstruktive 

Geräteaufbau des 

FC2-Basismodells ist 

an die Maschinenbedingungen 

einer 

Leiterplattenbohrmaschine 

angepasst 

worden 

hat das unter anderem den Vorteil, dass nur ein sehr dünnes Kabel benötigt wird, um die 

Signale zwischen Werkzeug und Steuerung zu übertragen. Durch die enge Zusammenarbeit 

konnte eine optimale Integration der neuen Schnittstelle als Weiterentwicklung 

im Bestandsprodukt erfolgen. 

DIE IDEE 

„Kundenspezifische Entwicklungsprojekte 

bedingen immer 

Vertrauen in beide Richtungen. 

Wenn ein Kunde ein maßgeschneidertes 

Gerät bei uns 

beauftragt, muss er sich auch 

sicher sein, dass er dieses viele 

Jahr lang über uns beziehen kann. 

Umgekehrt müssen wir unseren 

Kunden Vertrauen entgegenbringen, 

dass sie den beschriebenen 

Weg mit uns zusammen bis zum 

Ende gehen wollen, auch wenn es 

gegebenenfalls einmal Stolpersteine 

gibt. Aber starke Partner 

fangen sich auf und gelangen so 

auch gemeinsam zum Erfolg.“ 

Torsten Blankenburg, Vorstand 

Technik, Sieb & Meyer AG 

FREQUENZUMRICHTER KONSTRUKTIV AN 

MASCHINENBEDINGUNGEN ANGEPASST 

Die langjährige, vertrauensvolle Kooperation mit EST ist nur ein Beispiel von vielen für 

die gelungene Konzeption und Umsetzung von kundenspezifischen Antriebsprojekten. 

So ist auch bei der Schmoll Maschinen GmbH eine anwendungsspezifische Lösung erfolgreich 

im Einsatz. In diesem Fall hat Sieb & Meyer den Frequenzumrichter FC2 mit einer 

besonderen Gehäusekonstruktion realisiert, die exakt auf die vorliegenden Einbauverhältnisse 

und den Montageprozess der Leiterplattenbohr maschinen abgestimmt ist. 

Der kompakte und wirtschaftliche Frequenzumrichter ermöglicht den sensorlosen Betrieb 

von bis zu acht Hochgeschwindigkeitsspindeln. Diese Leistung und die separate 

Auswertung der Temperatursensoren sind bereits im Leistungsumfang des Standardgeräts 

enthalten. Sieb & Meyer passte die Netzteilelektronik und den konstruktiven Geräteaufbau 

an die Maschinenbedingungen an. Es ließen sich sowohl Bauraum als auch Verdrahtungsaufwand 

reduzieren. 

Anders als bei der Standardausführung ist das Netzteil nicht im Gerät integriert, sodass 

das Gehäuse kompakter ausfällt. So wird ein Einbau des Frequenzumrichters direkt im 

Antriebspaket möglich – in diesem Fall neben den Servoverstärkern. Dadurch kann die in 

der Maschine zur Verfügung stehende zentrale Versorgungsspannung von bis zu 350 VDC 

mit genutzt werden. In die Basis-Software der Serienprodukte fließen in enger Absprache 

mit Schmoll Neuerungen und Änderungen mit ein. Wichtig für Schmoll: Die Frequenzumrichter 

sind per Software einfach parametrierbar. So lassen sich die Maschinen ohne Probleme 

auf andere Spindeltypen umrüsten, wenn dies erforderlich wird. 

HOHE VERFÜGBARKEIT DURCH 

SERIENPRODUKTION 

Bei Schmoll ist man mit der individuellen Lösung absolut 

zufrieden: Der angepasste FC2 lässt sich ohne 

weitere Zusatzkomponenten mit wenigen Handgriffen 

in die Maschine einbauen. Das kompakte System 

passt sich an den vorhandenen Bauraum an und wird 

von Sieb & Meyer in Serie produziert – das bedeutet 

stabile Kosten und eine hohe Verfügbarkeit der Komponenten, 

wobei auf Schwankungen des Bedarfs bei 

Schmoll jederzeit flexibel reagiert werden kann. Die 

Beispiele zeigen, wie vielfältig die individuellen Lösungen 

von Sieb & Meyer ausfallen können. 

Fotos: Sieb & Meyer AG 

www.sieb-meyer.de 



ANTRIEBSLÖSUNG 

SCHWEIZER GENERATIONEN - 

PROJEKT V-BAHN 

Die Schweizer Seilbahn Eiger Express 

führt vom Grindelwald Terminal zur 

Station Eigergletscher und ist der 

zweite Arm der V-Bahn. ABB hat für 

den Eiger Express – wie auch für die 

Gondelbahn auf den Männlichen – die 

Antriebslösungen beigesteuert: 

vier Elektromotoren mit einer Leistung 

von je 500 kW, jeweils angetrieben 

von einem rückspeisefähigen 

Frequenzumrichter vom Typ ACS880. 

Die Aussicht durch die beheizten Panaromafenster der Kabinen ist einmalig. 

Links die legendäre Eigernordwand. Rechts das Lauberhorn. 

Hinten der Talkessel mit Grindelwald. Vorne die Station Eigergletscher, 

wo es entweder auf die Piste, den Wanderweg oder weiter hoch 

zum Jungfraujoch geht. 

Der im Dezember 2020 in Betrieb genommene Eiger Express in der Schweiz 

beeindruckt auch durch seine technischen Daten: Die Gondeln verkehren mit 

einer Geschwindigkeit von 8 m/s, also knapp 29 km/h. Üblich sind 6 m/s. Das 

fällt den Fahrgästen spätestens bei der rasanten Einfahrt in die Station Eigergletscher 

auf, wo die Gondel kontrolliert auf die Stationsgeschwindigkeit abgebremst 

wird. So legt die Bahn eine Fahrstrecke von knapp 6,5 km und eine 

Höhendifferenz von 1 385 m in lediglich 15 Minuten zurück. 

500 KW PRO ELEKTROMOTOR 

Die Antriebslösung für diese Seilbahn hat das Unternehmen ABB geliefert: 

vier Elektromotoren mit einer Leistung von je 500 kW, jeweils angetrieben von 

einem rückspeisefähigen Frequenzumrichter vom Typ ACS880. „Für unseren 

Endkunden, die Jungfraubahnen, hat die maximale Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit 

des Eiger Express oberste Priorität. So hat sich unsere Unternehmensgruppe 

für den Einsatz von Motoren und Frequenzumrichter von ABB entschie- 



den“, so Raphael Reinle, verantwortlicher Projektleiter bei Garaventa. Die Garaventa AG 

ist der Schweizer Teil der Doppelmayr/Garaventa Gruppe, welche den Eiger Express 

realisierte. Die Frey AG Stans, Tochterunternehmen der Gruppe, zeichnet für die elektrische 

Steuerung verantwortlich und hat die Antriebslösung von ABB integriert. 

Der Verfügbarkeit der Bahn dient die Auslegung mit den vier Paketen aus Motor und 

Frequenzumrichter, die in der Station Eigergletscher installiert sind. Selbst wenn einer 

dieser Antriebsstränge ausfallen sollte, fährt der Eiger Express weiter. Mit der etwas geringeren 

Geschwindigkeit von 6 m/s, aber bei voller Auslastung. 

In den 44 Gondeln der Seilbahn können 2 200 Personen pro Stunde befördert werden. 

„Die größte Leistung muss das System beim Ausgaragieren aus dem Terminal in 

Grindelwald Grund bringen, wenn talwärts noch keine Gondeln als Gegengewicht wirken“, 

erklärt Reinle. Für das Garagieren, mit dem die Gondeln bei Betriebsschluss vor 

Umwelteinflüssen geschützt werden, sind ebenfalls Dutzende Frequenzumrichter von 

ABB im Einsatz. 

DIE IDEE 

REKUPERATION BEIM ABBREMSEN IN DER STATION 

Für das Beschleunigen und Abbremsen der Gondeln bei der Berg- und Talstation sind 

zudem 16 rückspeisefähige ABB-Umrichter installiert. Die dabei anfallende kinetische 

Bremsenergie wird in elektrische Energie umgewandelt und ins Netz rückgespeist. Bei 

einer voll besetzten Gondel lassen sich so jeweils rund 30 Wh rekuperieren. Die zurückgewonnene 

Bremsenergie bei einem Umlauf der 44 Gondeln – jeweils Berg- und 

Talstation – beträgt etwa 2,5 kWh. Auf das gesamte Betriebsjahr hochgerechnet, kommt 

so einiges an rekuperierter Energie zusammen. 

Der Eiger Express ist eine 3S-Bahn, auch Dreiseilumlaufbahn genannt, welche die 

Vorteile einer Gondel- mit jener einer Pendelbahn zu einer kuppelbaren Umlaufbahn 

kombiniert. Die beiden Tragseile sorgen für eine hohe Stabilität auch bei starkem Wind. 

Die Gondeln mit jeweils 26 Sitzplätzen können ebenso beheizt werden wie die Panoramaverglasung 

– damit im Winter die Aussicht ungetrübt bleibt. Zwei Bildschirme 

bieten den Fahrgästen Informationen. Die Energie dafür wird von jeder Gondel selbst 

erzeugt, mit neuentwickelten Laufrollengeneratoren. Die acht Rollen versorgen so jede 

Kabine unterwegs mit 4 kW Leistung. 

DER ZWEITE SCHENKEL DER V-BAHN 

Der Eiger Express ist der zweite Schenkel der V-Bahn. Er teilt sich mit der Ende 2019 eröffneten 

Männlichenbahn den modernen, an das öffentliche Bahnnetz angeschlossene 

Grindelwald Terminal. Mit einer Länge von 6 100 m ersetzte die 10er-Gondelbahn Grindelwald-Männlichen 

im Rahmen des Projekts V-Bahn die alte Gondelbahn aus dem 

Jahr 1978. Sie hat mit 111 Gondeln die Beförderungskapazität von 900 auf 1 800 Gäste pro 

Stunde verdoppelt und die Fahrzeit von 30 auf 19 Minuten verkürzt. Angetrieben wird sie 

von zwei 800-kW-Motoren von ABB mit je einem rückspeisefähigen Frequenzumrichter. 

Die Bezeichnung Generationenprojekt wird der V-Bahn gerecht. Ganze 470 Mio. Franken 

haben die Jungfraubahnen dafür im Berner Oberland investiert. Damit verkürzt sich 

etwa die Reisezeit auf das Jungfraujoch um eine Dreiviertelstunde, was die Attraktivität 

vom „Jungfraujoch – Top of Europe“ als Schweizer Tourismushighlight weiter erhöht. 

Fotos: Jungfraubahnen 

www.abb.de 

„Unsere Antriebslösung regelt die 

Fahrt der Gondeln mit hoher 

Geschwindigkeit und sorgt für eine 

hohe Verfügbarkeit sowie Zuverlässigkeit 

der Schweizer Seilbahn. 

Selbst wenn einer der Antriebsstränge 

ausfallen sollte, fährt der 

Eiger Express weiter. Zudem sind 

rückspeisefähige ABB-Umrichter bei 

der Berg- und Talstation für das 

Beschleunigen und Abbremsen der 

Gondeln installiert. Die dabei 

anfallende kinetische Bremsenergie 

wird in elektrische Energie umgewandelt 

und ins Netz rückgespeist.“ 

Aleksandar Velimirovic, 

Global Key Account Manager 

ABB Schweiz AG, 

Motoren und Antriebe 

DIE KLEINEN MIT DER 

GROSSEN KRAFT 

Bürstenlose Mikromotoren 

• Lieferbar in Durchmessern von 12 bis 40 mm 

• Leicht, kompakt und geräuscharm mit geringer Massenträgheit 

• Leistung bis 400 W auf engstem Raum verfügbar 

• Kombinierbar mit Encoder und Hochpräzisionsgetrieben 

• Kein Rastmoment, geringe Drehmomentwelligkeit, hohe Dynamik 

www.servotecnica.de 

KOSTENEFFIZIENTE 

LÖSUNG 

LANGE 

LEBENSDAUER 

HOHE 

DREHMOMENTDICHTE 

HOHER 

WIRKUNGSGRAD


FREQUENZUMRICHTER 

SOLARPUMPEN IM 

OPTIMIERTEN BETRIEB 

HALTEN 

Solarbetriebene Pumpen leisten 

durch ihren CO 2 

-neutralen Betrieb 

einen wichtigen Beitrag zum 

Klimaschutz und sichern die 

Wasserversorgung in Gebieten 

mit mangelhaften Stromnetzen. 

Der neue Frequenzumrichter 

ADV200-SP von Gefran sorgt dafür, 

dass der Pumpenmotor bei jedem 

Wetter mit optimaler Leistung 

arbeitet. 

Giuseppe Savoca ist Vertriebsleiter Antriebstechnik 

Deutschland bei der Gefran Group in Seligenstadt 

Es gibt viele Regionen in der Welt, in denen oft die Sonne scheint. Photovoltaik-Anlagen 

sind hier eine günstige und vor allem umweltfreundliche 

Alternative zu herkömmlichen, fossilen Energieträgern. Deren Ressourcen 

sind zum einen begrenzt, zum anderen ist diese Art der Stromerzeugung 

mit einem hohen Ausstoß an Treibhausgasen verbunden. Bei Solarstrom handelt 

es sich dagegen um eine zu 100 % CO 2 

-neutrale, unbegrenzt verfügbare Energiequelle. 

Es gibt allerdings einen Nachteil: Gerade in gemäßigten Breiten ist die 

Sonnenscheindauer starken Schwankungen unterworfen. Der durch eine PV-Anlage 

erzeugte Strom reicht deshalb in der Regel nicht aus, um z. B. Pumpen konstant 

mit der benötigten elektrischen Energie zu versorgen. 

AUF DIE JEWEILIGEN WETTERVERHÄLTNISSE ABGESTIMMT 

Das Unternehmen Gefran hat nach einer Lösung für dieses Problem gesucht und 

mit dem ADV200-SP einen Frequenzumrichter speziell für die Leistungsregelung 

von Solarpumpen entwickelt. Er sorgt dafür, dass die Pumpen immer mit der optimalen 

Leistung arbeiten – egal, ob die Sonne gerade scheint oder nicht. Möglich 

wird das durch die Konstruktion des ADV200-SP: Er versorgt Pumpen entweder 

ausschließlich mit Gleichstrom aus der PV-Anlage, oder schaltet im Hybrid- 

Betrieb bei bedecktem Himmel automatisch auf das Netz bzw. eine andere sekundäre 

Energiequelle um. Ein dritter Modus erlaubt die gleichzeitige Speisung des 

Pumpenmotors mit Gleichstrom aus der PV-Anlage und Wechselstrom aus dem 

Netz oder von einem Generator. 

Damit der ADV200-SP Solarpumpen immer mit der höchstmöglichen Leistung 

versorgen kann, verfügt er über einen Strahlungssensor und einen sogenannten 

MPP-Regler. Dieser Regler spürt kontinuierlich den „Maximum Power Point“ auf, 

den maximalen Arbeitspunkt. Damit wird der Betriebspunkt bezeichnet, an dem 

ein PV-Modul die höchste Leistung abgibt. Die Ermittlung des MPP ist erforderlich, 

da jedes PV-Modul ein ganz spezifisches elektrisches Verhalten aufweist: Je 

nach Einstrahlungsstärke des Sonnenlichts und der Temperatur des PV-Moduls 


verändern sich Stromstärke (I) und Spannung 

(U) des Moduls in einem ganz bestimmten 

Verhältnis. 

Die Lage des MPP verändert sich somit 

ebenfalls ständig. Der vom MPP-Regler eingestellte 

maximale Arbeitspunkt der PV- 

Anlage kann deshalb immer nur eine Annäherung 

an den realen MPP sein. Je besser 

diese Annäherung gelingt, desto größer ist 

der Energieertrag der PV-Anlage und desto 

höher ist die Leistung einer angeschlossenen 

Pumpe. Um dem realen MPP so nahe 

wie möglich zu kommen, hat Gefran für den 

ADV200-SP einen dynamischen Such-Algorithmus 

entwickelt. Er ermittelt automatisch 

und in kurzer Zeit den jeweils optimalen 

Arbeitspunkt des PV-Moduls. 

VON TAUCHPUMPEN BIS 

WASSERWERKEN 

Der Frequenzumrichter ADV200-SP basiert 

auf dem skalierbaren Frequenzumrichter 

ADV200 für industrielle Anwendungen, der 

sich durch eine hohe mechanische Modularität 

auszeichnet. Er verfügt über eine feldorientierte 

Vektorregelung sowie eine offene 

Programmierplattform (Software SPS), die 

eine flexible Maschinensteuerung und die 

reibungslose Integration in vielzähligen 

Anwendungen ermöglicht. Mithilfe dieser 

Soft-SPS ist zudem keine separate Steuerung 

erforderlich. Den ADV200-SP gibt es in Ausführungen 

für die Schaltschrank- und für die 

Durchsteckmontage. 

Mit dem ADV200-SP können Verteilerpumpen 

und Tauchpumpen in verschiedenen 

Anwendungen energieeffizient betrieben 

werden – in Kläranlagen ebenso wie in 

Bewässerungssystemen oder Wasserwerken. 

Der Umrichter hat einen Leistungsbereich 

von 1,5 kW bis 160 kW und ist mit 

zahlreichen nützlichen Features für die 

Pumpen-Kontrolle ausgestattet. Zu den 

Funktionen gehört z. B. ein Warnsystem, 

das den Anlagenbetreiber über ein mögliches 

Trockenlaufen der Pumpe informiert, 

eine automatische Druck- und Durchflussmessung 

sowie eine Reinigungsfunktion, 

die das Laufrad der Pumpe von festen Ablagerungen 

befreit. 

Neben der Optimierung der Stromerzeugung 

bei Solarpumpen, soll sich der Frequenzumrichter 

ADV200-SP auch komfortabel 

bedienen lassen, da er Tasten für die 

schnelle Menü-Navigation besitzt und über 

ein übersichtliches 4-zeiliges Display verfügt. 

So ist der Anwender jederzeit über den 

Status der Applikation informiert. Nutzer 

können zudem bis zu fünf komplette Antriebsparameter-Sets 

up- oder downloaden 

bzw. speichern. Über eine Extra-Taste werden 

darüber hinaus die letzten zehn Parameter 

angezeigt, die geändert wurden. 

FERNWARTUNG VON ANGE- 

SCHLOSSENEN PUMPEN MÖGLICH 

Über die integrierte RS485-/Modbus RTU- 

Schnittstelle des Umrichters ist auch der 

Aufbau von Mehrpunkt-Verbindungen und 

Peer-to-Peer-Netzwerken zwischen einer 

Vielzahl von Pumpen möglich. Ein weiteres 

nützliches Feature bietet das separat erhältliche 

GF connect-Modul: Mittels OpenVPN 

und SSL-Protokoll lassen sich die angeschlossenen 

Pumpen fernwarten. So müssen 

für die Zustandskontrolle keine kostenintensiven 

Service-Einsätze mehr gefahren 

werden und es wird Personal für andere Aufgaben 

frei. 

Das GF connect-Modul macht es auch 

möglich, das gesamte Pumpensystem jederzeit 

von jedem Ort der Welt im Blick zu behalten 

– eine stabile Internet-Verbindung 

vorausgesetzt. Das Modul verfügt über einen 

integrierten Webserver und stellt einen 

Gateway zwischen netzwerkfähigen Geräten 

her, die mit verschiedensten Protokollen 

ausgerüstet sein können (3G). 

Der Frequenzumrichter ADV200-SP selbst 

besitzt neben RS485/Modbus RTU auch 

Schnittstellen für alle gängigen Feldbusse 

wie zum Beispiel EtherNetIP, Profibus, Profinet, 

DeviceNet, CANopen, oder EtherCAT. 

Zudem bietet der ADV200-SP Platz für bis zu 

drei I/O-Karten, mit denen die Funktionalitäten 

des Umrichters flexibel erweitert werden 

können. 

Fotos: Aufmacher (links) GalinaSt/stock.adobe.com, 

Aufmacher (mittig) Brenda Carson/stock.adobe.com, 

Aufmacher (rechts) Eyematrix/stock.adobe.com, 

sonst. Gefran 

www.gefran.com 

DIE IDEE 

„Unser Frequenzumrichter 

ADV200-SP wurde speziell für die 

Leistungsregelung von Solarpumpen 

entwickelt. Der Umrichter verfügt 

über einen Strahlungssensor und 

einen MPP-Regler, damit die 

Pumpen bei jedem Wetter mit 

optimaler Leistung arbeiten. 

Er versorgt sie entweder mit 

Gleichstrom aus der PV-Anlage oder 

schaltet in den Hybridbetrieb, 

das heißt auf das Netz oder eine 

sekundäre Energiequelle um. Ein 

dritter Modus erlaubt die gleichzeitige 

Speisung mit Gleichstrom aus 

der PV-Anlage und Wechselstrom.“ 

Giuseppe Savoca, Vertriebsleiter, 

Gefran 



BEDARFSGERECHTE VERSORGUNG 

GERÄTEKLASSE ZWISCHEN MOTORSTARTER 

UND FREQUENZUMRICHTER 

Eine Vielzahl an Asynchronmotoren in industriellen Anlagen erfüllen nur 

einfache Zwecke. Zugleich werden die Antriebe von überdimensionierten 

Frequenzumrichtern versorgt. Als effiziente Alternative für Anwendungen mit 

wenigen Funktionen bietet sich ein Speed-Starter an. Die Hybridmotorstarter von 

Phoenix Contact überzeugen durch eine schnelle Installation und Konfiguration. 

In industriellen Anlagen sind in der Regel eine Vielzahl von 

Elektromotoren verbaut. Die meisten Motoren lösen dabei 

einfache Aufgaben: Sie müssen Gegenstände oder Flüssigkeiten 

von einem Ort zum anderen transportieren oder entsprechende 

Bearbeitungsschritte ausführen. Viele dieser Tätigkeiten 

finden in Logistikzentren sowie an Maschinen und Anlagen statt. 

Zudem gibt es unterschiedliche Wege, um einen Motor zu starten 

und zu betreiben. Für die Mehrzahl der Anwendungen kommen 

heute Frequenzumrichter zum Einsatz – insbesondere dann, 

wenn verschiedene Drehzahlen oder Sanftanläufe benötigt werden. 

Frequenzumrichter stellen komplexe Geräte dar, die zwar 

zahlreiche Funktionen beherrschen, sich aber oft als überdimensioniert 

erweisen. Denn bei den Applikationen, die aktuell am 

häufigsten vorzufinden sind, handelt es sich – wie bereits erwähnt 

- typischerweise um simple Arbeiten, die meist lediglich 

zwei Festdrehzahlen und/oder eine Rampenfunktion mit einem 

Sanftstart und -auslauf des Motors erfordern. 

Johannes Happe ist Produktmanager Contactron bei der 

Phoenix Contact Electronics GmbH in Bad Pyrmont 

SICHERES ABSCHALTEN DURCH 

SAFE-TORQUE-OFF-FUNKTION 

Der neue Speed-Starter aus der Produktfamilie Contactron bildet 

die Geräteklasse zwischen Motorstarter und Frequenzumrichter. 

Die kompakte Lösung ist in ein Gehäuse integriert und verfügt 

über eine intuitive Bedienung. Sie enthält alle notwendigen 

Funktionen wie Direktstart von Asynchronmotoren, Wendestart, 

einen vollständigen Motorschutz, die Einstellung unterschiedlicher 

Geschwindigkeiten, Sanftanlauf und -auslauf des Motors sowie 

einen sicheren Halt durch Safe Torque Off. Das Gerät bietet 

dem Anwender viele Vorteile, insbesondere das sichere Abschalten 

bis zur Sicherheitsstufe SIL 3, PL e sowie Kat. 4 aufgrund der 

eingebauten Safe-Torque-Off-Funktionalität (STO). Die kompakten 

Gehäuseabmessungen mit einer Baubreite von nur 35 mm 

ermöglichen eine deutliche Platzersparnis im Schaltschrank. 

Darüber hinaus sorgen die einfache Verdrahtung und das Bedienkonzept 

für eine schnelle Installation und Inbetriebnahme. 

Vor diesem Hintergrund lässt sich mit dem Speed-Starter der 

Produktfamilie Contactron eine wirtschaftliche Lösung umsetzen, 

die sämtliche Funktionen für verschiedene Drehzahlen und 

den Sanftanlauf umfasst. 



02 

01 Zwischen Motorstarter 

und Frequenzumrichter 

bietet sich die Geräteklasse 

für zahlreiche Anwendungen 

für Asynchronmotoren mit 

überschaubaren Funktionen 

an 

01 

02 Die Bedieneinheit macht 

intuitiv die wichtigsten 

Funktionen wie Einstellung 

des Nennstroms oder des 

Frequenzwertes zur 

Bestimmung der Drehzahl 

zugänglich 

In den häufigsten Applikationen müssen die sich drehenden und 

bewegenden Teile durch einen Not-Halt-Schalter sicher abgeschaltet 

werden können, z. B. wenn die Teile verklemmt sind oder 

im Kontext eines Notfalls. Allerdings darf ein Fehler nicht zum 

Verlust der Sicherheit führen, weshalb die Maschine oder Anlage 

redundant aufzubauen ist. Mit dem Speed-Starter der Baureihe 

Contactron lässt sich dies direkt erledigen. Zum sicheren Abschalten 

des Motors ist also kein zusätzliches Schütz notwendig. 

Auch auf der Steuerungsseite besteht die Option, über die Anschlüsse 

STO+ und STO- eine zweikanalige Abschaltung durchzuführen. 

NACH DER INSTALLATION MOTOR 

PER DISPLAY EINSTELLEN 

Der Kraftvolle 

Kundenspezifische 

Lösungen möglich 

SD2M mit Drei-Level-Technologie 

Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen 

bis 2.000 Hz im Leistungsbereich bis 432 kVA 

Jetzt Produkt- 

Video ansehen 

Beim Aufbau von Maschinen und Anlagen ist Zeit mit Geld 

gleichzusetzen: Je einfacher und schneller die Applikation installiert 

werden kann, desto weniger finanzielle Ressourcen muss der 

Maschinenhersteller aufwenden und desto wettbewerbsfähiger 

wird seine Lösung. Die Speed-Starter von Phoenix Contact erlauben 

die Inbetriebnahme in einer Zeitspanne von weniger als einer 

Minute. Um den Motor zum Drehen zu bringen, muss lediglich 

der Lastein- und -ausgang verdrahtet sowie ein Ansteuersigwww.sieb-meyer.de 



nal auf eine einstellbare Festdrehzahl gelegt werden. Dann kann 

der Motor sofort seine Arbeit verrichten. Natürlich müssen sich 

die Einstellungen auf die jeweilige Anwendung anpassen lassen. 

Das geschieht über das Bedienkonzept, das sich aus dem Display, 

fünf LEDs, zwei Hoch- und Heruntertaster, einem Set-/Reset-Taster 

sowie einem Drehschalter zusammensetzt. 

Im ersten Schritt ist der Nennstrom des Motors einzustellen, 

damit der Motor vor einer Überlast geschützt wird. Ein zusätzliches 

Motorschutzrelais muss folglich nicht mehr eingebaut werden. 

Dazu wird der Drehschalter einfach auf „Current“ gedreht, 

der entsprechende Wert mit der Hoch- oder Heruntertaste eingegeben 

und anschließend mit der Set-/Reset-Taste gespeichert. 

Mehr ist nicht zu tun. Sobald der Nutzer einen Wert verändert, 

beginnt dieser im Display zu blinken. Nach dem Speichern wird 

der Wert durchgängig angezeigt. Die Rampenzeit, also die Zeit bis 

zum Hochlauf auf die eingestellte Drehzahl, lässt sich ebenfalls 

problemlos adaptieren. Zu diesem Zweck bewegt der Anwender 

den Drehschalter auf „Ramp“, gibt den neuen Wert – wie bereits 

bekannt – durch die Hoch- oder Heruntertaste ein und sichert 

ihn mit der Set-/Reset-Taste – fertig. 

SCHNELLE ANPASSUNG DER DREHZAHL 

Wird der Drehschalter auf „Status“ gestellt, können elektrische 

Werte wie Frequenz, Strom, Spannung, Temperatur und weitere 

Daten abgelesen werden. Ist die Drehzahl anzupassen, lässt sich 

auch dies in der beschriebenen Form bewerkstelligen. Der Drehschalter 

wird auf „Speed1“ verändert und danach der richtige 

Frequenzwert wieder mit der Hoch- oder Heruntertaste eingestellt 

und mit der Set-/Reset-Taste bestätigt. Anschließend blinkt 

die Drehrichtung „R“ oder „L“ in den LEDs, die sich ebenfalls mit 

der Hoch- oder Heruntertaste angeben und mit der Set-/Rest- 

Taste speichern lässt. Sollte eine zweite Geschwindigkeit erforderlich 

sein, wiederholt sich das Procedere: Drehschalter auf 

„Speed2“ bewegen, Wert mit der Hoch- oder Heruntertaste festlegen 

und im nächsten Schritt mit der Set-/Reset-Taste bestätigen. 

Falls gewünscht, kann der Nutzer mit der Drehschalter-Position 

„Options“ weitere Einstellungen vornehmen. 

Die Speed-Starter der Baureihe Contactron sind in einer Leistungsklasse 

von 0,25 bis 1,5 kW verfügbar – und das sowohl für 

einen ein- als auch dreiphasigen Lasteingang, jeweils mit oder 

ohne integrierten EMV-Filter. Die Geräte mit eingebautem Filter 

umfassen einen steck- und austauschbaren Lüfter, während die 

Geräte ohne Filter mit einem Kühlkörper ohne Lüfter ausgestattet 

sind. 

Fotos: Phoenix Contact Electronics GmbH 

www.phoenixcontact.com 

CROSS POWER SYSTEM 

Die Speed-Starter der Produktfamilie Contactron 

lassen sich einfach per Plug-and-play auf dem 

Energieverteilungs-System Cross Power System 

montieren. Zunächst werden die drei Phasen über 

ein Anschlussmodul oder einen Trennschalter mit 

integrierten Sicherungen auf das Energieverteilungs-Board 

gebracht. Mit der 5-A- oder 20-A-Variante 

der Stromversorgung Trio Power erfolgt danach 

die 24-V-Einspeisung, während zur Verteilung im 

Schaltschrank oder in das Feld PTFIX-Klemmen oder 

Reihenklemmen zum Einsatz kommen. 

DIE IDEE 

„Die Speed-Starter sind für eine 

Vielzahl von Applikationen eine 

passende, einfach handhabbare 

Lösung. Unter dem Motto „Anschließen, 

Einstellen, Starten“ profitieren 

die Anwender von einer Geräteklasse, 

die sich zwischen Motorstarter 

und Frequenzumrichter einordnet. 

Die kompakten, bei Bedarf auch 

vernetzbaren Hybrid-Motorstarter 

starten, reversieren und schützen 

die Motoren zuverlässig. Wenn 

darüber hinaus ein Sanftanlauf oder 

unterschiedliche Drehzahlen 

notwendig sind, kann der Speed- 

Starter über einen Adapter auf das 

Energieverteilungs-Board installiert 

werden.“ 

Johannes Happe, Produktmanager 

Contactron, Phoenix Contact 

Electronics GmbH 


KIMO.indd 1 18.04.2017 14:40:18

MARKTPLATZ 

BETRIEBSSICHERHEIT VON WINDPARKS 

IM FOKUS 

Für den sicheren 

Betrieb von Pitch- und 

Azimut-Antrieben in 

Windkraftanlagen hat 

Kendrion Intorq die 

Federkraftbremsen 

BKF470/BKF458 

entwickelt. Der „Local 

to Local“-Ansatz sorgt 

für hohe Verfügbarkeit 

weltweit. 

„Kendrion INTORQ ist global aufgestellt, das heißt Vertriebsnetz, 

Produktion und Ersatzteile stehen weltweit vor Ort 

bereit“, unterstreicht Andrea Steinberg, Key Account Sales. 

„Unsere Werke in Deutschland, China, Indien und USA produzieren 

und montieren mit identischen Prozessen und gleichen 

Standards.“ Für Pitch-Antriebe zur Verstellung der Rotorblätter 

sind gekapselte Federkraftbremsen BFK470 im Angebot, die sich 

für den Anbau an Servo- und Asynchronmotoren eignen, sowie 

Permanentmagnet-Bremsen der High-Torque-Serie zur Integration 

in Servomotoren. Prädestiniert für Azimut-Antriebe zwecks 

Ausrichtung der Gondel sind die Federkraftbremsen BFK458. 

Die modular aufgebauten Lösungen werden für Temperaturen 

bis - 40 °C sowie mit Schutzart IP54 bzw. IP66 angeboten. 

www.kendrion.com 

ELEKTROMOTOREN BERÜHRUNGSLOS 

PRÜFEN UND KALIBRIEREN 

NCTE und Gantner 

Instruments haben 

gemeinsam eine 

Messtechniklösung für 

die berührungslose 

E-Motorenprüfung in 

Echtzeit entwickelt, die 

auf bewährten 

Standardkomponenten basiert (COTS – Components oft he 

shelf). Hard- und Software von Gantner erfasst die Messdaten 

für elektrische und mechanische Größen und visualisiert 

den Prüfstand. Drehmoment und Drehzahl misst ein 

Sensor von NCTE berührungslos, sodass Störeinflüsse ausgeschlossen 

sind. Die Genauigkeit liegt bei ± 0,1 %. Ein 

Testaufbau besteht aus einem Elektromotor, der durch eine 

hydraulische Bremse belastet wird. Die Welle ist mit dem 

NCTE-Sensor bestückt, der die Änderung des Magnetfeldes 

erfasst und in ein analoges Signal für Drehzahl und Drehmoment 

umwandelt. Die Bremskraft lässt sich über eine 

Scheibenbremse via Dashboard einstellen. Wird sie erhöht, 

sinkt die Drehzahl und der Motorstrom wird entsprechend 

gesteigert. Seriengefertigte COTS verkürzen die Entwicklung 

und tragen somit dazu bei, Kosten über den gesamten 

Lebenszyklus zu senken. 

www.ncte.de 

KOMPAKTES UMRICHTER-DESIGN OHNE LUFTKANÄLE 

Die Vacon NXP Liquid Cooled Frequenzumrichter von Danfoss 

sind prädestiniert für Anwendungen, bei denen nur wenig Platz 

vorhanden oder eine Luftkühlung schwierig ist. Das kompakte 

und robuste Design ohne Luftkanäle kommt insbesondere der 

Schwer-, Schifffahrts-, Offshore- und Bergbauindustrie entgegen. 

Flüssigkeitsgekühlte Frequenzumrichter lassen sich auf 

verschiedene Art kombinieren, vom einzelnen anwendungsspezifischen 

Umrichter bis hin zu DC-Bussystemen. Vacon NXP ist 

auf Schutzart IP 54 und höher ausgelegt und der Einbau an fast 

jedem Standort einer Anlage möglich. Dank minimaler Wärmeverlustleistung 

sind keine großen Klimaanlagen in Schalträumen 

erforderlich, sodass Aufwand und Kosten eingespart 

werden können. Funktionen wie Safe Tourque Off (STO) und 

Sicherer Stopp 1 (SS1) bieten ein Plus an Sicherheit und 

schutzbeschichtete Platinen steigern die Zuverlässigkeit. 

www.danfoss.com 

IE4 Super Premium 

Norm-Motoren der Serie MPM 

small motors 

for 

smart solutions 

Merkes GmbH 

Holzkamper Weg 19 

D-42699 Solingen 

Telefon: +49-212-26414-16 

E-Mail: info@merkes.de 

www.merkes.de 

www.ie4-motor.de


HOHLDRAHTTECHNIK IN PRÜFSTÄNDEN 

KÜHLUNG ALS SCHLÜSSEL 

ZUM ERFOLG 

Mit der stetigen Weiterentwicklung von Hybrid – und Elektrofahrzeugen 

kommen neue Herausforderungen auch auf die Prüfstandtechnik zu. 

Die geforderten Leistungen liegen oft in physikalischen Grenzbereichen. 

Eine besonders effektive Kühlung durch Hohldrähte in der Wicklung der 

Motoren kann hier leistungssteigernd wirken. 

Peter Angele Senior-Consultant 

bei Dynamic E Flow, Valley 

Die Forderung der Automobilindustrie nach mehr tung und höheren Drehzahlen (bis zu 30 000 U/min) im 

Leis- 

Antrieb führt in der Prüfdienstleistung dazu, dass mit erhöhtem 

Aufwand insbesondere durch den Einsatz von 

Getrieben gearbeitet werden muss um die E-Maschinen zu testen 

und zu prüfen. 

Prüfstandmaschinen, die entsprechend hohe Drehzahlen und 

hohe Momente liefern, sind am Markt kaum erhältlich. Dies liegt 

an den physikalischen Grenzen. Hohe Drehzahlen können zu kritischen 

Resonanzen führen, welche das System Lastmaschine auf 

dem Maschinenbett aufschwingen lassen (biegekritische Wellendrehzahl). 

So werden Messungen ungenau bis unmöglich, da erzeugte 

Vibrationen der Lastmaschine in den Prüfling übertragen 

werden. Der Verschleiß der Prüftechnik steigt exponentiell, 

Standzeiten von Lager gehen signifikant nach unten. 

Die hochdynamischen PM- Synchron Belastungsmaschinen von 

Dynamic E Flow GmbH (DEF) gehen hier einen eigenen Weg. 

Durch den Einsatz einer besonderen Motorkühlung sowie durch 

Komponenten aus der Spindeltechnik ist eine Maschinenreihe entstanden, 

welche die Anforderungen der Automobilindustrie erfüllt. 

QUANTENSPRUNG IN DER STROMDICHTE 

Die Kühlung ist der Schlüssel zum Erfolg. Je mehr Abwärme aus den 

Aktivteilen der Lastmaschine abgeführt werde kann, desto kompakter 

kann der Bauraum der Maschine ausfallen. Besonders kompakte 

Bauweisen ermöglichen in Folge höhere Drehzahlen. Die maximale 

Stromdichte zeigt als Indikator das Potenzial des Kühlkonzeptes 

und die mögliche Leistungsdicht. Bei Dynamic E Flow wird durch 

den Einsatz von Hohldrahttechnik ein Sprung in der Stromdichte 

erreicht. In der HC400 Reihe können bis über 70 A/mm2 dauerhaft 

in der Wicklung realisiert werden. Alle gängigen schon guten Kühltechniken 

erlauben Stromdichten von 20 bis maximal 30 A/mm2 

kurzzeitig, womit die Leistungs- und Drehmomenterfordernisse, die 

kleine Baugröße und die hohen Drehzahlen erreicht werden. 

DIE CAPCOOLTECH-TECHNOLOGIE 

Die capillaries cooling Technologie (Capcooltech) ist ein simpler 

Ansatz. Die Spulen einer E-Maschine werden mit hohlem Draht 

aufgebaut und gewickelt. Dieser hohle Draht wird als Strom- und 

Kühlmittelleiter verwendet. Durch den mittig ausgehöhlten 

Draht wird Kühlmittel geführt. Somit kann das Kupfer als Hauptwärmequelle 

des Motors direkt gekühlt werden. Die isolierende 

Lackschicht zwischen Kupfer und Kühlmedium, eine Notwendigkeit 

konventioneller Drähte, entfällt. Die Motoren können, bei 

integrierter Capcooltech, topologieunabhängig konventionell 

aufgebaut werden. Gleichzeitig steigen die Stromdichten und 

Maschinenleistungen signifikant. Die Capcooltech wurde von 

Dynamic E Flow GmbH entwickelt und patentiert. 



DIE HC-BAUREIHE 

Die HC-Baureihe von Motoren für Prüfanwendungen reicht von 18 000 bis über 

25 000 RPM. Dabei werden Drehmomente bis 1 200 Nm abgebildet. Basis dafür ist 

eine feste Magnet- und Rotortopologie, die als Absprungbasis für den Baukasten 

zur Verfügung steht. Durch den Einsatz von Capcooltech können alle Lastmaschinen 

extrem kompakt gebaut werden. 

Zusätzlich zur direkten Kupferkühlung wird auch das Statoreisen über eine 

Wassermantelkühlung gekühlt. Darüber hinaus stehen eine Wellenkühlung und 

eine Lagerkühlung wahlweise zur Verfügung. Alle Baugruppen werden damit aktiv 

gekühlt und haben eine gesonderte Sensorik für die Temperaturerfassung und 

Steuerung. 

AKTIVTEILE UND KUPFERKÜHLUNG 

Die HC400 Motorwicklung ist eine verteilte Wicklung, wie man sie in hochdrehenden 

Maschinen kennt. Je nach Magnetausstattung und Länge sprechen wir von einer 

Maschinenleistung zwischen 620 und 850 kW. Die Maschinen kann mechanisch 

Drehzahlen bis 25 000 erreichen. Aus den Aktivteilen kann mit einem einstellbaren 

Temperaturdelta die komplette Wärmeleistung abgeführt werden. Damit sind Wärmeeinträge 

in Lager und Mechanik gelöst. Über eine Wassermantelkühlung können 

alle frequenzabhängigen Eisenverluste abgeführt werden – diese sollen normalerweise 

auch die Kupferverluste abführen, das ist der Grund warum in den E-Maschinen 

die Einstellung eines thermisch stationären Gleichgewichts oft lange dauert. 

Um die Kühlung optimal zu gewährleisten hat DEF auch ein entsprechendes 

Hydraulikaggregat entwickelt und erprobt. Dieses ermöglicht es, die komplette 

Maschine zu Überwachen. Das Hydraulikaggregat kann die Kupferwicklung, den 

Wassermantel, die Welle und auch die Lager mit den entsprechenden Medien und 

den zugehörigen Parametern versorgen. 

KÜHLUNG VON WELLE UND LAGERN 

Die HC400 Mechanik ist sehr robust ausgeführt. Die Welle wird von innen mit einer 

Wasser-Glykol-Kühlung gekühlt. Die Lager werden durch eine Öl-Luft-Schmierung 

geschmiert und gleichzeitig gekühlt. Dieses Prinzip ist schon weitreichend aus der 

Motorspindel bekannt. Somit sind alle Baugruppen, die im Betrieb Wärme erzeugen, 

direkt beim Wärmeübergang mit der entsprechenden Kühlung ausgestattet, 

was eine bis dahin unerreichte Leistungsdichte und Dynamik erlaubt. 

Bilder: Dynamic E Flow 

www.dynamiceflow.com 

DIE IDEE 

„Unsere Motore werden nicht mit einem 

konventionellen Draht, sondern mit 

einem Hohldraht gewickelt in dem ein 

Kühlmittel durchfließt. Unsere patentierte 

Technologie Capcooltech ist eine 

innovative Methode zur Leistungssteigerung 

und besteht im Wesentlichen aus 

zwei Komponenten. 

Dem Hohldraht und der Anschlussbox 

(alias Capcooltech-Box). Mittels einer 

Pumpe gelangt das Kühlmittel in die 

Spulen (Hohldrähte). Ein Wärmetauscher 

sorgt für den Wärmaustausch, durch die 

perfekte Kontrolle kann die richtige 

Eingangstemperatur gewährleistet 

werden. Somit ist eine Überhitzung des 

Motors praktisch nicht mehr möglich.“ 

Michael Anton Naderer, Gründer und 

Geschäftsführer Dynamic E Flow 

VORTEIL: NORMTEIL 

Jeder Erfolg beginnt mit einer Idee. Deshalb unterstützt norelem Konstrukteure und Techniker im Maschinen- und 

Anlagenbau bei der Realisierung ihrer Ziele. Die richtige Auswahl aus unserem Vollsortiment an mehr als 60.000 Normund 

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PLUG&PLAY-SCHLEIFRINGLÄUFER 

AUF DIE PASSENDE 

KOHLEBÜRSTE KOMMT ES AN 

Große Schleifringmotoren sind vor allem in der Zementindustrie sehr gefragt. 

Der Motorbauer Menzel erklärt, warum es dabei vor allem auf die 

richtige Wahl der Kohlebürste ankommt. Zudem sollten von der Anwendung 

bis zum Aufstellort und den klimatisch anspruchsvollen Bedingungen 

verschiedenste Faktoren berücksichtigt werden. 

Mathis Menzel ist Geschäftsführer 

der Menzel Elektromotoren GmbH in Berlin 

38 antriebstechnik 2021/08 www.antriebstechnik.de


Ein Zementwerksbetreiber in den Vereinigten Arabischen 

Emiraten hatte Probleme mit dem Hauptmotor der Vertikalmühle. 

Das Unternehmen suchte dringenden Ersatz, 

um nicht längere Produktionsausfälle zu riskieren. 

Zur gleichen Zeit hatte Menzel Elektromotoren gerade zwei neue 

Motoren in der passenden Leistungsklasse in der Produktion. 

Der Motorbauer unterhält ein Lager mit großen Industriemotoren 

und Zubehör für die anwendungsspezifische Konfiguration, 

um Kunden kurzfristig aushelfen zu können. Daher konnte Menzel 

den gewünschten Motor innerhalb kurzer Zeit liefern. 

EINSETZBAR IN RAUEN 

UMGEBUNGSBEDINGUNGEN 

Menzel kennt die Herausforderungen, denen Motoren in Zementanwendungen 

gewachsen sein müssen: Dauerbetrieb, Höchstleistungen, 

Staub, häufig auch in Kombination mit extremen 

Umgebungstemperaturen oder Gebirgslagen. Die Motoren müssen 

hohe Anlauf- und Losbrechmomente bieten und großen 

mechanischen Belastungen durch Vibrationen und plötzliche 

Last spitzen standhalten. Bei der Umrüstung einer bestehenden 

Anlage ist oft der verfügbare Platz beschränkt und der Motorbauer 

muss seine Standardlösungen entsprechend anpassen, wie es z. B. 

im aktuellen Projekt der Fall war. 

Aufgrund des engen Zeitplans beauftragte der Kunde eine 

Plug&Play-Lösung, sodass der Motorbauer diverse Anpassungen 

vornehmen musste. Menzel zeichnet sich dadurch aus, sowohl 

Kurzschlussläufer- als auch Schleifring läufermotoren für die 

Zementindustrie anzubieten. In diesem Fall hatte der Kunde 

einen Schleifringläufermotor spezifiziert. 

DIE AUSWAHL DER PASSENDEN KOHLEBÜRSTE 

Schleifringläufermotoren sind in der Zementindustrie sehr verbreitet 

und daher ein begehrtes Betätigungsfeld für Motorenhersteller. 

Doch viele sind daran gescheitert und bieten daher für 

Zementwerke nur noch Käfigläufermotoren an. Der Knackpunkt 

ist nach Menzels Erfahrung die Auswahl der richtigen Kohlebürsten. 

Die Hauptbestandteile von Kohlebürsten sind Kupfer für 

die Leitfähigkeit und Graphit für gutes Gleitverhalten. Andere 

Werkstoffe werden nach Bedarf ergänzt. Es verlangt ein hohes 

Maß an Ingenieurswissen, für eine bestimmte Anwendung bzw. 

einen Motor die richtige Mischung der Kompo nenten zu bestimmen. 

Je mehr über die Umweltbedingungen bekannt ist, desto 

besser kann der Hersteller die Bürsten darauf abstimmen. 

Menzel stattete den aktuellen Motor mit Bürsten aus, die dem 

heißen, trockenen Wüstenklima entsprechen. Im Bürstenkörper 

Unterschiedliche Anwendungen und klimatische Bedingungen 

erfordern unterschiedliche Kohlebürsten – die richtige 

Zusammensetzung erfordert Know-how 

sind Wassermoleküle eingeschlossen. Bürsten für Motoren, die in 

tropischem Klima, bei tiefen Temperaturen oder in großer Höhe 

betrieben werden, benötigen andere spezielle Zusammensetzungen. 

Berücksichtigt werden außerdem auch Innen- oder Außenaufstellung, 

Meeresluft, schwefelhaltige oder explosive Atmosphären, 

abrasive Medien in der Kühlluft sowie die verfügbare Netzinfrastruktur 

mit mehr oder weniger guter Lastgleichmäßigkeit. Der 

im Lastenheft angegebene Intervall für den Bürstenwechsel ist 

ein guter Maßstab. Wenn die Bürsten deutlich früher abgenutzt 

sind, stimmt höchstwahrscheinlich etwas nicht. In einem 

solchen Fall prüft Menzel den Aufstellort, analysiert den Kohlenstaub 

und stellt besser geeignete Bürsten bereit. 

SCHLEIFRING- VS. 

KURZSCHLUSSLÄUFERMOTOREN 

Schleifringläufermotoren sind die bevorzugte Wahl vieler Zementwerksbetreiber. 

Im Vergleich zu Kurzschlussläufermotoren bieten 

sie einige Vorteile in staubigen Umgebungen und eignen sich daher 

vor allem zum Antrieb von Mühlen, Brechern, Schneckenförderern 

und Förderbändern. Zudem bieten Schleifringläufermotoren, die 

mit Flüssigkeitswiderstand gestartet werden und das volle Anlaufmoment 

aus dem Stillstand erzeugen, eine kostengünstige Lösung. 

Kurzschlussläufermotoren dagegen benötigen Leistungselektronik, 

um die für Anwendungen wie Mühlen, Brecher und Fördertechnik 

typische hohe Massenträgheit zu überwinden. Diese Regelungstechnik 

ist im Hochleistungsbereich kostenintensiv und muss


zudem aufwändig gegen Staub geschützt werden, was darüber hinaus 

eine erhöhte Kühlleistung erforderlich macht. Letztlich sind 

Schleifringmotoren, wenn sie richtig dimensioniert und ordnungsgemäß 

gewartet werden, in Bezug auf Lebensdauerkosten und Verfügbarkeit 

für Zementwerke latu Menzel die bessere Wahl. 

MOTORINNENRAUM UND SCHLEIFRINGRAUM 

GETRENNT 

Die Schleifringkammer ist bei Motoren von Menzel vom Motor 

separiert, sodass beim Bürstenwechsel kein Schmutz ins Innere 

gelangt. Große Wartungsfenster auf beiden Seiten der Schleifringkammer 

sollen den Zugang erleichtern. Für diese Zementmühle 

wählte der Hersteller einen Schleifringmotor aus der MEBSSL- 

Serie mit geschlossenem IC-611-Kühlsystem aus. Der Luft-Luft- 

Wärmetauscher ist für optimalen Staubschutz vollständig vom 

Motorgehäuse getrennt. Die robuste Konstruktion der Lager 

und des Motors insgesamt sorgt für hohe Verfügbarkeit und eine 

lange Lebensdauer. Das geschweißte Eisengehäuse mit integrierter 

Fußplatte bietet hohe Torsionsschwingungsfestigkeit 

und gutes Kühlverhalten. 

Aufgrund der guten Leistungsdichte der Baureihe konnte 

Menzel einen kleineren, effizienteren Motor als das Original auswählen. 

Die Baureihe zeichnet sich allgemein durch eine kompakte 

Bauweise, hohe Energieeffizienz, minimale Betriebskosten, 

geringe Wartungskosten, hohe Belastbarkeit und leisen Lauf 

dank einem präzise verarbeiteten Statorpaket aus. Die Motoren 

bieten eine integrierte Zustandsüberwachung mit Pt100-Thermometern 

in der Wicklung und den Lagern sowie mechanischen 

SPM-Messnippeln zur Aufzeichnung von Schwingungswerten. 

JEDER GEFERTIGTE MOTOR EIN UNIKAT 

Obwohl Menzel bei Auftragseingang gerade einen geeigneten 

Motor fertigte, waren mehrere Anpassungen notwendig. Die 

vom Kunden gewünschte Plug&Play-Ausführung ist für diesen 

hohen Leistungsbereich außergewöhnlich. Der Mittelständler 

Menzel stellt sich jedoch den Kundenanforderungen und -präferenzen 

und fertigt z. B. Zubehör selbst, wenn es nicht auf Lager 

oder kostengünstig zu beschaffen ist. So produzierte die hauseigene 

Schweißerei eine neue Fußplatte, um die Wellenhöhe an die 

des Originalmotors anzupassen. 

Die elektrischen Anschlüsse erwiesen sich als besonders herausfordernd. 

Die Klemmenkästen mussten in derselben Position 

und im selben Winkel wie die vorherigen installiert werden. Um 

den Biegewinkel der dicken Kabel genau richtig hinzubekommen 

und sie an der vorgegebenen Position auf begrenztem 

Raum anzuschließen, baute das Team ein 3D-Modell. Alles, was 

sie als Arbeitsgrundlage hatten, waren Handyfotos und technische 

Zeichnungen des alten Motors. Die Welle wurde gekürzt 

und auf einen kleineren Durchmesser gefräst. Anschließend 

führte Menzel eine Ultraschalluntersuchung durch, um Mikrorisse 

zu erkennen, und ließ die Welle von einer unabhängigen 

Stelle zertifizieren. 

Der Kunde nahm an den abschließenden Prüfungen in der 

Zentrale von Menzel in Berlin teil, darunter waren ein Leerlauftest 

bei Nennspannung, Schwingungsmessungen, ein Kurzschlusstest 

und Prüfungen des Zubehörs. Das fertige Motorsystem 

inkl. 6 060-kW-Motor, Kühlern, Lüftern und speziellen 

Klemmenkästen wiegt 32,65 t. 

Fotos: Menzel Elektromotoren 

www.menzel-motors.com 

DIE IDEE 

„Dafür, dass Kohlebürsten so unauffällig 

und – im Vergleich zu den Gesamtkosten 

des Antriebssystems – preiswert sind, 

lassen sich teure Motorschäden häufig 

auf Fehler bei der Bürstenwahl und 

-installation zurückführen. Davon 

abgesehen, dass Anwender durch 

korrekte Wartung und rechtzeitigen 

Bürstentausch wesentlich zur langen 

Lebensdauer ihres Schleifringläufermotors 

beitragen können, benötigen 

Bürstenhersteller für die richtige 

Materialmischung ein tiefes Verständnis 

der Anwendung.“ 

Mathis Menzel, Geschäftsführer, 

Menzel Elektromotoren GmbH 

Ihr Spezialist für: 

. Verfestigungsstrahlen 

(Shot Peening) 

. Druckluftstrahlen 

. Schleuderradstrahlen 

. Gleitschleifen 

. Röntgenografische 

Eigenspannungsmessung 

im Lohnauftrag 

VIDEO 

Dieses Video zeigt die Installation und 

erste Arbeiten eines großen Schleifringmotors 

mit 1 250 kW, 500 V, 902 min -1 : 

bit.ly/menzel_schleifringlaeufermotor 

OSK-Kiefer GmbH . Göppertshausen 5-6 . 85238 Petershausen 

Tel.: 08137/9316-10 . E-Mail: osk-petershausen@osk-kiefer.com

MARKTPLATZ 

FESTIGKEIT BERECHNEN MIT LASTKOLLEKTIVEN 

Festigkeitsberechnung von Zahnrädern mit Lastkollektiven ist möglich mit der 

Software von Kisssoft. Lastkollektive können aus einem Zeit-Drehmoment-Drehzahl- 

Verlauf hergeleitet werden. Dieser Verlauf kann gemessen oder aus Simulationen 

abgeleitetet sein. Bei Zeitreihen mit immer positivem Drehmoment wird die „Simple 

Count“-Methode verwendet, um ein Lastkollektiv mit Drehmoment-Drehzahl-Bins zu 

erhalten. Die Auflösung in Lastkollektiv-Bins kann vorgegeben werden. 

Bei Zeitreihen mit positiven und negativen Drehmomenten ist das Vorgehen 

komplizierter, da dann der Zahnfuß mit Wechsellasten beaufschlagt wird. Zunächst 

wird die „Rainflow“-Methode verwendet, um alle signifikanten Drehmomentwechsel 

im Zeitverlauf zu finden. Aus der resultierenden Rainflow-Dreiecksmatrix wird ein 

Lastkollektiv abgeleitet. Neben Protokollen zu Berechnungsdetails sind nun grafische Darstellungen in Matrixform zur Drehmoment- 

und Drehzahlverteilung mit Häufigkeit verfügbar. 

www.kisssoft.com 

EINGANGSDREHZAHL 

ERHÖHT, 

LAGER LEBENSZYKLUS 

VERLÄNGERT 

Höhere Drehzahlgrenzen, 

eine längere Lagerlebensdauer 

und ausgewiesene 

Flexibilität: Die neuen 

Motoradapter von Getriebebau 

Nord bieten Anwendern 

sowohl kommerzielle als und 

logistische Vorteile. 

Die modifizierte Motoradapter-Serie 

überzeugt durch 

eine erhöhte Modularität, die 

Konstrukteuren mehr 

Freiheiten bei der Gestaltung 

des Antriebsstrangs eröffnet. 

Weitere Pluspunkte sind die 

Anhebung der Eingangsdrehzahl 

sowie der ausgedehntere 

Lagerlebenszyklus. Die neuen 

Motoradapter zeichnen sich 

darüber hinaus durch 

reduzierte Wärmeentwicklung 

und eine geringe 

Teilevielfalt aus. Eine durchschlagsichere 

Kupplung und 

ein Inspektionsdeckel 

gehören zum Standard. 

Komponenten wie Rücklaufsperren 

oder Sensoren lassen 

sich leicht nachrüsten. 

www.nord.com 

CRASH DÄMPFER 

REDUZIEREN 

STILLSTANDSZEITEN 

• Zuverlässiger Schutz vor 

unnötigen Maschinenschäden 

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durch geringe Stützkräfte 

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bis zu 98 % Energieabbau 

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Austausch sparen wertvolle Zeit 

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SPECIAL 

SMARTE ANTRIEBE IN PRODUKTION UND 


MONTAGE 

CONDITION MONITORING 

INTEGRIERTE 

SENSORIK FÜR 

SICHERHEITS- 

KLEMMELEMENTE 

Miniaturisierung ist ein wichtiges Mittel, 

um Sensorik im Werkzeugmaschinen- und 

Anlagenbau zu integrieren. Insbesondere 

Sicherheitsklemmsysteme stellen für die 

Verkleinerung der Sensorik hohe Anforderungen. 

Ein solches Messsystem für die bislang rein 

mechanischen Bauteile entwickelt jetzt die 

Hema-Group zusammen mit zwei 

Projektpartnern. Dadurch sollen auch hier die 

Möglichkeiten der Digitalisierung, z. B. der 

Zustandsüberwachung, nutzbar gemacht werden. 

Gemeinsam mit den Spezialisten für industrielle Datenerfassung 

und -auswertung der Core Sensing GmbH aus 

Darmstadt und den Wissenschaftlern des Fachgebietes 

für Mess- und Sensortechnik (MUST) der TU Darmstadt 

soll auf Basis der erfolgreichen pneumatischen RotoClamp- 

Klemmsysteme von Hema ein neuartiges, integriertes Datenerfassungssystem 

entwickelt werden. Es soll Betriebsdaten in Echtzeit 

erfassen, interpretieren und Nutzerempfehlungen oder Betriebswarnungen 

ausgeben. Zudem wird eine drahtlose Übertragung 

der Daten und der autarke Betrieb des Sensormoduls angestrebt. 

„Mit dem Forschungsprojekt RotoGuard beschreiten wir neue Wege 

auf diesem Sektor des Maschinenschutzes und wollen eine 

praxistaugliche Implementierung eines durchgängigen KI-basierten 

Condition-Monitoring-Konzeptes demonstrieren“, umreißt 

Dr. Lukas Heidrich, Leiter Technik und Entwicklung bei Hema 

und Leiter des Projektes, den Kern des Forschungsvorhabens. 


02 

01 

KLEMMELEMENTE FÜR ROTATORISCHE 

POSITIONSKLEMMUNGEN NUTZEN 

Ausgangsbasis für das Forschungsvorhaben „RotoGuard – Zustandsüberwachung 

für pneumatisch aktuierte Sicherheitsklemmelemente 

im Werkzeugmaschinenbau“ sind die bewährten Roto- 

Clamp-Klemmelemente von Hema. Sie eignen sich ideal für 

rotatorische Positionsklemmungen in Achsen, Tischen und 

Schwenkköpfen von Werkzeugmaschinen. Da das Klemmsystem 

nach dem Fail-safe-Prinzip arbeitet, klemmt es Achsen auch bei 

einem Energieausfall schnell und mit großer Kraft. RotoClamp 

zeichnet sich durch hohe Klemmmomente bei relativ niedrigen 

Betriebsdrücken aus. Möglich wird dies durch das pneumatische 

Funktionsprinzip des Klemmsystems, das auf einem verspannten 

Federspeicher beruht. Für das RotoGuard-Projekt stellen das 

Funktionsprinzip und die kompakte Bauform der Klemmsysteme 

sowie der meist sehr anspruchsvolle Einbau in den hochpräzisen 

Funktionsbaugruppen moderner Werkzeugmaschinen eine Herausforderung 

dar. 

DATEN BEOBACHTEN, AUSFÄLLE VERMEIDEN 

Die wesentlichen Aufgaben von Klemmsystemen in Werkzeugmaschinen 

erstrecken sich meist auf zwei für Funktion und Betrieb 

der Maschinen bedeutsame Aspekte. Zum einen leisten Klemmsysteme 

häufig wesentliche Anteile zur erreichbaren Bearbeitungspräzision, 

denn angefahrene Bearbeitungspositionen müssen 

auch bei hohen dynamischen Bearbeitungskräften sehr genau 

erhalten bleiben. Zum anderen stellen Klemmsysteme in Bearbeitungsmaschinen 

meist ein unentbehrliches Element der funktionalen 

Sicherheit dar. Fehler und Ausfälle dieser Komponenten 

haben also mit hoher Wahrscheinlichkeit schwere Folgen. Die 

intensiven Kontrollen der Klemmsysteme im Rahmen von Qualitätssicherung 

und Wartung können aber immer nur den Zustand 

während des konkreten Prüfzeitpunktes abbilden. Untersuchungen 

haben gezeigt, dass ein Großteil der möglichen Fehlerbilder 

nicht plötzlich auftritt, sondern sich durch Veränderung messbarer 

Systemgrößen über einen längeren Zeitraum ankündigt. Das 

Projekt RotoGuard setzt genau an dieser Stelle an. 

Die Funktion und die Wechselwirkungen des Sicherheitsklemmsystems 

sollen zukünftig durch eine integrierte intelligente 

Sensoreinheit überwacht werden. In Echtzeit gewonnene 

Messwerte und daraus abgeleitete Statusinformationen und 

Handlungsempfehlungen stehen dem Nutzer jederzeit zur Verfügung. 

Der erhebliche Mehrwert eines solchen Systems zur Zustandsüberwachung 

(Condition Monitoring) beschränkt sich dabei 

keinesfalls allein auf die Vermeidung von Havariefällen. Es 

erschließt auch Möglichkeiten, das umfangreiche Wissen über 

das Funktionsverhalten der Klemmsysteme an den Kunden weiterzugeben. 

So könnten in der Datenverarbeitung implementierte 

Algorithmen die Optimierung des dynamischen Zustellverhaltens 

oder die effektivere Nutzung der pneumatischen Klemmkrafterhöhung 

(Boost-Funktion) ermöglichen. 

SENSORIK FÜR KLEMMSYSTEME ERFORDERT 

ERHEBLICHE MINIATURISIERUNG 

Auf dieses Gebiet hat sich die Core Sensing GmbH aus Darmstadt 

spezialisiert und entwickelt miniaturisierte Sensoreinheiten für 

die Integration in mechanische Komponenten. Die Sensoren sollen 

diese und die nachgelagerten Prozesse überwachen und Fehler 

frühzeitig erkennen. Dazu wird die benötigte Messkette inkl. 

Datenauswertung und -interpretation integriert und ins robuste 

Bauteilinnere gebracht. Die Projektpartner wollen den Verbau 

der elektronischen Komponenten nebst Sensorik im Klemmsystem 

weitgehend ohne Änderung der äußeren Bauteilkontur ermöglichen, 

so dass ein Serieneinsatz ohne Änderungen der 

Maschinenkonstruktionen möglich wird. 

Die bestehenden Lösungen sind jedoch bislang nur für rotierende 

mechanische Bauteile wie Antriebswellen ausgelegt und 

müssen für Klemmsysteme erheblich angepasst und deutlich 

miniaturisiert werden. Zudem erweitert sich die Zahl der zu betrachtenden 

physikalischen Messgrößen. Auch die gewonnenen 

Rohdaten bereits in der Komponente zu verarbeiten und zu interpretieren, 

stellt eine technologische Herausforderung dar. Als 

wichtige Voraussetzung für eine spätere Umsetzung im industriellen 

Maßstab soll zudem in der finalen RotoGuard-Version bewusst 

auf Messverfahren verzichtet werden, die später eine aufwändige 

Implementierung und Kalibrierung erfordern. Als 

Schnittstellen sind sowohl ein Gateway für die direkte Verbindung 

zur Prozesssteuerung als auch eine Cloud-Anbindung für 

die zentrale Überwachung des Maschinenparks vorgesehen. 

ENTSCHEIDENDE MESSWERTE FÜR 

ZUSTANDSERFASSUNG IDENTIFIZIEREN 

Kern des gemeinsamen Projektes wird es sein, für die bislang rein 

mechanische Komponente der Sicherheitsklemmsysteme eine 

ZUM PROJEKT 

Dieses Projekt (HA-Projekt-Nr.: 1197/21-198) wird im 

Rahmen der Innovationsförderung Hessen aus Mitteln der 

LOEWE – Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer 

Exzellenz, Förderlinie 3: KMU-Verbundvorhaben 

gefördert. 


SPECIAL: SMARTE ANTRIEBE IN PRODUKTION UND MONTAGE 

03 

DIE IDEE 

01 Die eingesetzten Sicherheitsklemmelemente eignen sich für rotatorische 

Positionsklemmungen in Achsen, Tischen und Schwenkköpfen von Werkzeugmaschinen 

und sind in zahlreichen Größen verfügbar 

02 Klemmsysteme im Verbau für Rund- und Schwenkachsen eines Bearbeitungszentrums 

03 Eine schematische Darstellung zeigt den Forschungsansatz der 

projektbezogenen Zusammenarbeit 

kompakte und weitgehend autarke Sensoreinheit zu entwickeln, um relevante Messgrößen 

zum Funktionsverhalten in Echtzeit aufnehmen und interpretieren zu können. 

Zudem muss eine sichere Übertragung der aufgenommenen Daten und die Energieversorgung 

der Sensoreinheit gewährleistet werden. Im Rahmen des Verbundprojektes 

werden dazu erstmals die primären Messgrößen wie Klemmmoment und -kraft unter 

Kompensation von Störgrößen hochgenau mit Messaufnehmern erfasst, digitalisiert 

und in Relation mit den aktuellen Zuständen des Klemmsystems gebracht. 

Im nächsten Schritt werden diese mit den sekundären Messgrößen Druck, Volumenstrom 

und Temperatur in Verbindung verglichen, um so deren Aussagekraft bzgl. 

des Systemverhaltens zu evaluieren. Ziel ist eine Reduktion der benötigten Messgrößen, 

um den Systemzustand mit ausreichender Präzision für die weitere Verarbeitung 

zu erfassen. Ein praxistaugliches Condition Monitoring benötigt darüber hinaus die 

automatisierte Verarbeitung und Interpretation der Messdaten zu konkreten, nutzerrelevanten 

Informationen und standardisierte Schnittstellen. So können Funktionsprobleme 

oder -einschränkungen künftig bereits in Frühphasen ihrer Entstehung festgestellt 

und Abhilfemaßnahmen geplant und eingeleitet werden. 

Fotos: Aufmacher: Hema Maschinen- und Apparateschutz, core sensing; 01-03: Hema Maschinen- und 

Apparateschutz 

www.hema-group.com/de 

„Digitalisierung und Künstliche 

Intelligenz bieten zahlreiche 

Ansätze für Predictive Maintenance- 

Konzepte in Werkzeugmaschinen. 

Die Spezialisten der Hema Group 

wollen mit dem Projekt RotoGuard 

diese Potenziale heben. Gemeinsam 

mit den Experten für industrielle 

Datenerfassung und -auswertung 

von Core Sensing aus Darmstadt 

und den Wissenschaftlern des 

Fachgebiets für Mess- und Sensortechnik 

der TU Darmstadt soll ein 

neuartiges integriertes Datenerfassungssystem 

für pneumatische 

Klemmsysteme entwickelt werden, 

das Betriebsdaten in Echtzeit erfasst, 

interpretiert und Nutzerempfehlungen 

oder Betriebswarnungen 

ausgibt.“ 

Dr. Lukas Heidrich, Leiter Technik 

und Entwicklung, Hema Maschinenund 

Apparateschutz, Seligenstadt 

Ihr Partner für maßgeschneiderte Antriebslösungen 

» Kundenspezifische Servomotoren 

» auch mit Hohlwelle, Luft- und Wasserkühlung 

» Linearaktuatoren bis 60 kN 

» Linearmotoren und Direktantriebe 

» Planetenrollengewindetriebe und Kugelumlaufspindeln 

» Servoregler 

Moog GmbH • Niederlassung Griesheim 

Wiesenstraße 6 • 64347 Griesheim • +49 6155 797421-0 • info.vsm@moog.com 

www.moog-servo.de 



GANZHEITLICHES MASCHINENKONZEPT 

SMARTER ANTRIEB VEREINT 

HARD- UND SOFTWARE 

Mit der IHD-Antriebsreihe folgt Harmonic Drive SE dem Grundsatz der Mechatronik, 

alle notwendigen Antriebskomponenten in einem ganzheitlichen Design zu vereinen. 

Mit zahlreichen intelligenten und sensorischen Features kann das positionsgenaue 

Antriebssystem an seine jeweilige Aufgabe digital angepasst werden. 

Für die industrielle und mobile Antriebstechnik stellen sich 

laufend neue Anforderungen. Für ein nachhaltiges und 

vorausschauendes Maschinenkonzept müssen Antriebe 

digitale, intelligente und sensorische Features bieten, die 

wachsende technische Ansprüche auch langfristig stillen können. 

Vor drei Jahren hat die Harmonic Drive SE damit begonnen, 

Antriebssysteme für diese Aufgabe zu entwickeln. Dafür orientiert 

sich der Antriebsspezialist aus Limburg an der Lahn an den 

elementaren Grundsatz der mechatronischen Entwicklung: Alle 

notwendigen Antriebskomponenten müssen in einem einzigen 

Design vereint werden. Auf diese Weise kann ein kompaktes, optimal 

aufeinander abgestimmtes Antriebssystem die Grundlage 

für nachhaltige, intelligente Features bieten. 

Dipl.-Ing. Johannes Losch ist Mitarbeiter der Mechatronik-Entwicklung 

bei der Harmonic Drive SE in Limburg an der Lahn 

Das neue Smart-System IHD setzt sich entsprechend aus Präzisionswellgetriebe, 

segmentierter Motortechnologie, robuster und 

präziser Messtechnik für An- und Abtriebsseite sowie einer leistungsstarken 

Antriebselektronik zusammen. Hochintegriert und 

kompakt: Alle Komponenten der Antriebssysteme der IHD-Reihe 

sind tiefgreifend aufeinander abgestimmt und mit Hilfe von 

Firm- & Software so optimiert, dass eine schnelle und einfache 

Inbetriebnahme sichergestellt ist. Das absolute Genauigkeitsverhalten 

wie auch die Steifigkeitscharakteristik konnten im 

Rahmen der Produktentwicklung verbessert werden. Software 

und Regelungsstrukturen ermöglichen eine steife und präzise 

Ausregelung von Lasten. 

In Teilbereichen kann mit Direktantrieben konkurriert werden, 

wobei IHD-Antriebe kompakter und zusätzlich einfacher zu regeln 

sind. Bei Lastveränderungen im Betrieb zeichnet sich der 

IHD durch ein stabiles Regelverhalten aus. Dank des störsicheren 

EMV-Verhaltens und der robusten Bauweise ist das Produkt für 

den Betrieb in industrieller und mobiler Umgebung qualifiziert. 

Dies gilt auch für raue Umgebungen – Spritzwasser und kurzzeitiges 

Untertauchen schaden dem Produkt nicht. 


Multilift II Produktlinie 

Für jede Anwendung die 

richtige Hubsäule 

NEU: Ausführung innenliegender 

Schlitten 

▪ für Verstellbewegungen im 

Bereich von niedrigen 

Einbauhöhen 

▪ mit seitlichen Befestigungsnuten 

DEZENTRALE ANTRIEBSTECHNIK & SOFTWARELÖSUNGEN 

Die einfache Inbetriebnahme und Vernetzung der IHD-Antriebe ermöglicht es Herstellern, 

neue Maschinenkonzepte zu verwirklichen. Jedem Antrieb kann eine individuelle 

Adresse zugewiesen werden, sodass sich die Struktur in einem großen 

Maschinennetzwerk je nach Aufgabenstellung unkompliziert verändern als auch 

ergänzen lässt. Die kompakte Bauweise der IHD-Antriebe steht in den drei 

Baugrößen 17/20/25 und Getriebeuntersetzungen 50/100/160 zur Verfügung. Mit 

Hilfe einer Versorgungsspannung im Bereich von 24/48 VDC wird die elektrische 

Betriebssicherheit darüber hinaus ohne zusätzliche Maßnahmen sichergestellt. 

Insbesondere die eigens auf Basis der Programmiersprache Python entwickelten 

und integrierten IHD-Softwarelösungen bieten einen direkten und raschen Einstieg. 

Mit ihnen können erste Programmabläufe realisiert werden – auch ohne übergeordnete 

Steuerung. Hierfür ist keine einzige Zeile Programmcode notwendig, sodass 

sich Bewegungsabläufe dank der entwickelten Windows-Anwendungen zur Ansteuerung 

des IHD-Antriebssystems anwenderfreundlich zeigen. Gleiches gilt für die 

Kinematik-Evaluation: Dank diverser Betriebsmodi sowie bereitgestellter Positioniertabellen 

können erste Erfahrungen mit der neu entwickelten Maschine oder 

Kinematik eingeholt werden – Software ersetzt aufwändige Steuerungsstrukturen. 

INTELLIGENZ IM ANTRIEB 

▪ Hub 500 mm 

(Sonderhübe auf Anfrage) 

Ausführung -telescope- 

▪ optimales Einbau-Hubverhältnis 

erfüllt Ergonomienorm 

für Arbeitstische 

(DIN EN 527-1:2011) 

Ausführung -impact- 

▪ Absorption extremer Aufprallkräfte 

(z.B. für dynamisch 

beanspruchte Arbeitstische) 

Ausführung -ESD- 

▪ elektrisch leitfähige Hubsäule 

Ausführung -safety- 

▪ mit Absturzsicherung für 

Überkopfanwendungen 

Ausführung -clean- 

▪ für den Einsatz in Reinräumen 

▪ Partikelemissionstest nach 

DIN EN ISO 14644-1 (Klasse 4) 

Die integrierte Sensorik und eine dezentrale Verarbeitung der Daten ermöglichen 

die Erkennung von Veränderungen bis hin zum Fehlverhalten einer Maschine oder 

eines Antriebsstrangs. Eine frühzeitige Erkennung erlaubt es, Ausfälle gezielt vorzubeugen. 

Um die vorausschauende Wartung, Predictive Maintenance, umzusetzen, 

kann der IHD die im Betrieb anfallenden Datenmengen bereits im Antriebssystem 

filtern und bewerten. Die daraus extrahierten Zustandsinformationen werden 

schließlich weitergeleitet, um den Kommunikationsfluss nicht zu überlasten. Zeitnawww.rk-rose-krieger.com


02 

01 

01 Die integrierte Sensorik und Softwarelösung ermöglichen eine hohe Anpassung an die Nutzerbedürfnisse 

02 Um die vorausschauende Wartung umzusetzen, kann der IHD die im Betrieb anfallenden Datenmengen bereits 

im Antriebssystem filtern und bewerten 

he zur Verfügung stehen dabei Kenngrößen wie Strom und Spannung, 

Lage und Vibration (intern wie extern), Temperatur des Motors 

und der Leistungselektronik sowie die Winkelpositionen von Anund 

Abtrieb. 

Ein integrierter, zusätzlicher Mikrocontroller ermöglicht es, die 

Genauigkeit noch weiter zu verbessern. Anspruchsvolle Positionieraufgaben 

können so unter Berücksichtigung verschiedener Lastzustände 

präzise ausgeführt werden. Die Optimierung der Genauigkeit 

bleibt dabei über die gesamte Produktlebenszeit konstant. Im Rahmen 

der Produkt-Qualifizierung konnte das Verfahren evaluiert und 

freigeben werden, sodass lastabhängige Veränderungen der Positioniergenauigkeit 

der Vergangenheit angehören. 

Die zusätzliche Sensorik und Software erfasst zudem die erzeugten 

Drehmomente am Abtrieb. Die Erkennung kann unter anderem zur 

Kollisionsdetektion verhelfen. Das Erkennen von Hindernissen und 

äußeren Störeinflüssen ist darüber hinaus eine Grundvoraussetzung 

für das eigenständige Reagieren eines Antriebssystems. In vielen 

Anwendungen können sich die Zielpositionen aufgrund von Prozesstoleranzen 

ändern, sodass eine Erkennung mittels Drehmomenterfassung 

große Vorteile bietet. Positionieraufgaben und Regelung 

können dadurch präziser und einfacher gestaltet werden. 

FLEXIBLE DATENERFASSUNG 

In einer Studie der Harmonic Drive SE wurden mit Blick auf Fokusthemen 

wie Condition Monitoring, Predictive Maintenance und 

Digital Twin diverse Betriebsdaten in Echtzeit verarbeitet und in 

visualisierter Form für unterschiedliche Weboberflächen und Endgeräte 

dargestellt. Die individuelle Anpassung an die Nutzerbedürfnisse 

sind dabei ein großer Vorteil gewesen. Aufgrund der Möglichkeit, 

die bereitgestellten Daten mit anderweitige Datenbanken zu 

verknüpfen, ist eine Datenübertragung auf ortsunabhängige, industrielle 

Cloud-Systeme künftig gegeben. Eine automatisierte Überwachungsroutine 

könnte unvorhergesehenen Ausfällen dementsprechend 

entgegenwirken. 

Fotos: Harmonic Drive SE 

www.harmonicdrive.de 

DIE IDEE 

„Das IHD-Antriebssystem verfügt 

über zwei leistungsstarke Mikrocontroller. 

Für die Antriebsregelung 

wird ein ‚Motion Core‘ verwendet, 

während für Anwendungen und 

Kommunikation ein ‚Application‘ 

Core“ zum Einsatz kommt. Der 

Motion Core ist hierbei für die 

Regelung des Antriebs zuständig 

und kommuniziert in Echtzeit mit 

dem Application Core, welcher für 

kundenspezifische Algorithmen 

verwendet werden kann und 

die erzeugten Betriebsdaten 

bereitstellt.“ 

Dipl.-Ing. Johannes Losch, Mechatronik- 

Entwicklung, Harmonic Drive SE 


MARKTPLATZ 

ZERTIFIZIERUNGSPROGRAMM FÜR SMARTE 

KOMPONENTEN 

Gemeinsam mit Arteson 

hat die Biss Association ein 

System zur Zertifizierung 

von Produkten, die auf der 

Open-Source-Schnittstelle 

von IC-Haus basieren, 

entwickelt. Dieses wird 

durch den Partner als 

Dienstleistung angeboten. 

Dazu der Vorstandsvorsitzende und IC-Haus-Gründer Dr. 

Heiner Flocke: „Zur Etablierung als Industrie-Standard tritt 

jetzt neben die bereits erreichte weltweite Verbreitung auch 

die technische Prüfung und offizielle Bestätigung zur 

Biss-Konformität. Auch IC-Haus Smart Sensors werden zum 

Einsatz in Positions-Encodern geprüft und als Biss certified 

ausgezeichnet.“ Nun werden die Prüfungen auf die Biss 

Safety-Profildefinition und auf die Biss Line-Technologie 

erweitert. Marcel Reuter, Geschäftsführer der Biss Association 

und Dr. Marc Scherer, Arteson, verantworten die Umsetzung: 

„Unsere Test-Case-Definitionen sind die Basis für ein 

autonomes System, das sowohl Biss-Slaves als auch Master 

prüft und dokumentiert und per Ethernet in das lokale 

Netzwerk eingebunden wird.“ 

www.ichaus.de 

INDUSTRIAL ETHERNET FÜR SCHRITTMOTOREN 

Die Schrittmotoren der 

AZ-Serie mit mechanischem 

Absolutwertsensor 

von Oriental Motor 

gehen auf die Anforderungen 

an eine Positionssteuerung 

ein. Jetzt 

wurde die Reihe durch 

Treiber mit Profinet 

ergänzt. Durch die 

flexible Anbindung wird 

die durchgängige Kommunikation zwischen IT- und Produktionsnetzwerken 

möglich. Die Closed-Loop-Schrittmotoren können 

auch in Anwendungen mit hochmodernen Kommunikationsumgebungen 

integriert werden. Die Anbindung an das Netzwerk 

erfolgt über Ethernetkabel. Die Treiber sind kompatibel zu den 

Feldbussystemen Profinet, EtherCAT oder EtherNet/IP. Über 

ethernetbasierte Feldbussysteme kann sowohl die Einstellung 

und Ausführung von Betriebsdaten sowie die Anpassung verschiedener 

Parameter erwirkt werden, als auch die Ausgabe von 

Alarminformationen und das Monitoring des Antriebs. Durch die 

Direktanbindung der Schrittmotoren mit netzwerkfähigem 

Treiber an die übergeordnete Steuerung ist nur ein Datenkabel 

erforderlich. 

www.orientalmotor.de 

ABSOLUT-DREHGEBER MIT BISS-C-SCHNITTSTELLE 

Die hochpräzisen magnetischen Absolut-Drehgeber der Ixarc-Serie von Posital gibt es jetzt auch mit 

Biss C-Interface. Anwender können sie zur Kommutierung und Positionsrückmeldung von bürstenlosen 

Gleichstrom-Motoren einsetzen. 

Dank robustem Design, hoher Genauigkeit und ihrer Dynamik bis zu 12 000 U/min eignen sich die 

neuen Biss C-Typen der Ixarc-Serie von Posital auch für anspruchsvolle Motion Control-Applikationen 

und können hier herkömmliche Resolver ersetzen. Im Multiturn-Betrieb verlassen sich die Biss-C-Encoder 

auf eine Zählelektronik mit 32-Bit-Mikroprozessor, die für zwei Milliarden Umdrehungen 

ausgelegt ist. Der Rotationszähler wird mithilfe von Energy Harvesting per Wiegand-Effekt autark 

mit Power versorgt, sodass auch im stromlosen Zustand die Bewegungen der nachlaufenden Welle 

lückenlos erfasst werden können – ganz ohne Backup-Batterien oder aufwändige Getriebesysteme. 

www.posital.de 

MEIN UMRICHTER IST VON NORD! 

DER NEUE NORDAC PRO 

Integrierte Multi-Protokoll Ethernet-Schnittstelle 

Multi-Geber Interface für Mehrachs-Betrieb 

Spannungsfreies Parametrieren über USB-Schnittstelle 

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DUNKERMOTOREN STARTET NEXOFOX 

NEUE IIOT-MARKE 

FÜR UMFASSENDE SERVICES 

Uwe Lorenz, 

Geschäftsführer 

Dunkermotoren 

Markus Weishaar, 

Leiter IIoT & Services 

bei Dunkermotoren 

Schon lange beschäftigt sich Dunkermotoren mit intelligenten Antriebslösungen. 

Nun bündelt das Bonndorfer Unternehmen seine System- und Softwarekompetenz 

unter einer eigenen Marke. antriebstechnik sprach mit Geschäftsführer 

Uwe Lorenz und Markus Weishaar, Leiter IIoT & Services bei Dunkermotoren. 

Herr Lorenz, Dunkermotoren hat am 11. Oktober 2021 auf 

einem speziellen Event seine neue Marke nexofox vorgestellt. 

Was bedeutet das für Dunkermotoren? 

Uwe Lorenz: Der Launch von nexofox bedeutet für uns den 

Wandel vom Produkt- zum Systemanbieter und auch zum Softwareanbieter 

aktiv voranzutreiben. Nexofox erweitert unser 

Portfolio der smarten Motoren um digitale Services und Programmierungen 

unserer Antriebe mit MotionCode. Somit können 

wir unseren Kunden Lösungen von der Feldebene bis in die 

Cloud inklusive der zugehörigen Beratung anbieten. 

Bedeutet das, dass Dunkermotoren nun mehr zum Dienstleister 

als zum Antriebshersteller wird? 

Uwe Lorenz: Definitiv, wir möchten für unsere Kunden ein noch 

stärkerer Partner sein, der Ihnen von der ersten Idee bis zur 

fertigen Umsetzung kompetent zur Seite steht. Und vor allem 

nicht nur bezogen auf den reinen Motor, sondern auch darüber 

hinaus, sprich also auch bei Steuerungs- und IIoT-Lösungen. 

Hierbei handelt es sich aus unserer Sicht auch um einen generellen 

Wandel, der unser bisheriges Geschäftsmodell des Produktgeschäftes 

um das der Dienstleistungen ergänzt. Gerade im 

privaten Umfeld und auch in einzelnen anderen Branchen wie 

etwa Warehouses sind entsprechende Veränderungen und der 

zugehörige Marktbedarf schon klar erkennbar. 

Markus Weishaar: Ich kann das nur bestätigen, gerade wenn 

man die Themen rund um das IIoT wie Condition Monitoring 

und Predictive Maintenance genau betrachtet, kommt man automatisch 

zu dem Schluss, dass es sich hierbei um digitale 

Dienstleistungen handelt, die unsere Kunden beim Betrieb der 

Motoren unterstützen. Denkt man die Themen dann über die 

nächsten Jahre konsequent weiter, kommt man auch zwangsläufig 

zu Business Modellen wie Motor as a Service oder auch Pay 

per Use, welche 100%ige Dienstleistungsangebote sind. 

Wie hat Dunkermotoren die Tochterfirma EGS Automation und 

Ihre Schwesterfirma MAE in die Entwicklungen rund um 

nexofox einbezogen? 


Markus Weishaar: Die Themen rund um das IIoT werden hier selbstverständlich 

für alle Schwester-/Tochterunternehmen genauso mitgedacht 

und Angeboten wie für Dunkermotoren selbst. Blickt man hier zum Beispiel 

auf EGS sind die Herausforderungen, die gemeistert werden, ziemlich gut 

vergleichbar, nur das eben nicht der Motor, sondern die Automatisierungsanlage 

und der Roboter im Mittelpunkt stehen. 

Nexofox – Wie kam es zu diesem ungewöhnlichen Namen? 

Uwe Lorenz: In einem gemeinsamen Brainstorming, was wir uns zukünftig 

unter der Marke vorstellen, waren die Begriffe „nächste Generation“, also 

„next“ und „Intelligenz“ ganz entscheidend. Und welches Tier verkörpert 

Intelligenz besser als ein Fuchs? So entstand der Begriff nexofox. Entscheidend 

war natürlich, dass nexofox dem Team von Anfang an im Gedächtnis 

geblieben ist, im Gegensatz zu anderen in der näheren Auswahl stehenden 

Möglichkeiten. 

Welche Vorteile können Kunden von nexofox konkret erwarten? 

Markus Weishaar: Durchgängige Lösungen von der Feldebene bis zur 

Cloud. Damit verbunden auch auf kompetente Beratung rund um den Einsatz, 

die Programmierung unserer Motoren und auch rund um das Thema 

IIoT und Digitalisierung. Natürlich bilden innovative IIoT-Services, die unsere 

Kunden bei Ihren eigenen Anwendungen intelligent unterstützen die 

DNA von nexofox. 

Bilder: Dunkermotoren 

www.dunkermotoren.de 

Nexofox bietet ein breites Spektrum von Datenverarbeitungs - 

möglichkeiten sowohl lokal als auch in der Cloud 

NEXOFOX: SOFTWARELÖSUNG 

UND DIENSTLEISTUNG 

Dunkermotoren stellte schon früh Softwarelösungen 

wie die im Motor integrierte 

Steuerungsfunktionalität oder auch Condition 

Monitoring zur Verfügung. Um die sich 

bietenden Möglichkeiten voll auszuschöpfen 

und für seine Kunden ein ganzheitliches 

Lösungsangebot zu schaffen bündelt Dunkermotoren 

sein Knowhow nun unter der neuen 

Marke nexofox. Ganzheitlich heißt im Falle 

nexofox zum einen von der ersten Beratung 

und gemeinsamen Konzeptentwicklung bis 

hin zur partnerschaftlichen Projektrealisierung. 

Zum anderen bedeutet ganzheitlich 

auch von der Feldebene bis in die Cloud aus 

einer Hand. 

nexofox ermöglicht die freie MotionCode- 

Programmierung der BG Baureihe von 

Dunkermotoren, um SPS-Logik direkt auf den 

Motor abzubilden. Die nötigen Sensoren 

werden dann direkt über die digitalen und 

analogen IOs der Motoren angebunden. Der 

Motor kann über die integrierten CANopen 

oder Industrial Ethernet Schnittstellen die 

Positionsbefehle vom Navigationsleitsystem 

empfangen und über die integrierte Safe 

Torque Off Schnittstelle von der Safety 

angesprochen werden. Auch die gesamte 

Einbindung der smarten BG Baureihe von 

Dunkermotoren sowie von EGS Automatisierungssystemen 

in das IIoT und die Entwicklung 

und Bereitstellung von digitalen 

Services fällt in das Lösungsangebot von 

nexofox. Dadurch sieht sich Dunkermotoren 

zukünftig noch stärker als Dienstleister. Als 

Dienstleistung werden die vom intelligenten 

Motor oder Automatisierungssystem 

gelieferten Daten analysiert und via PlugIn 

Apps oder Web Services direkt in die Applikation 

der Kunden transferiert. Dadurch 

müssen sich Anwender keine Gedanken mehr 

über die Interpretation der Gerätedaten 

machen und können sich voll und ganz auf 

ihre Anwendung konzentrieren.


MECHATRONISCHE SUBSYSTEME 

EINFACH UND SCHNELL ZUM 

LINEARROBOTER 

Smart Mechatronix von Bosch Rexroth will mechatronische Systeme schnell und 

flexibel einsetzbar machen. Die Subsysteme kombinieren Lineartechnik- 

Komponenten mit Elektronik und Software. Der Einsatz der Lösungsplattformen 

reduziert Engineering- und Inbetriebnahmezeiten um bis zu 90 Prozent, 

gibt das Unternehmen an. 

Dr. Simon Hertenberger ist Leiter des Produktbereichs Mechatronik im 

Geschäftsbereich Linear Motion Technology bei der Bosch Rexroth AG in Ulm 


Mechatronische Systeme sind ein fester Bestandteil moderner Fertigungslandschaften. 

Ihre Flexibilität macht sie zu einem wichtigen 

Baustein für zukunftsfähige Maschinen. Hier setzt Bosch Rexroth 

mit seiner smarten mechatronischen Lösungsplattform Smart Mechatronix 

an und eröffnet Anwendern neue Möglichkeiten für die Fabrik der Zukunft. 

Die smarten Systeme, bestehend aus Mechanik, elektrischen Steuerungen, 

Software, Elektromotoren und Sensoren eignen sich für viele verschiedene 

Anwendungen und bieten diverse Vorteile: Mit modernen eTools kann das zur 

jeweiligen Anforderung passende Produkt ausgewählt und konfiguriert werden. 

Anschließend stehen CAD-Daten für verschiedene 2D- und 3D-Systeme zur 

Verfügung und können online bestellt werden. All das funktioniert mit nur wenigen 

Mausklicks, sieben Tage die Woche, rund um die Uhr. 

Nachhaltigkeit und ressourcenschonende Produktion spielen bei Bosch Rexroth 

eine wichtige Rolle. Daher sind Smart Mechatronix Lösungen modular, 

skalierbar und nachrüstbar. Das ermöglicht auch langfristig einen flexiblen Einsatz 

der mechanischen Komponenten. Zudem können Produktionsabläufe bzw. 

Maschinen jederzeit schnell an neue Nutzer- und Marktbedürfnisse angepasst 

werden – auch bei kleinen Losgrößen. Die Langlebigkeit der Komponenten sowie 

die hohe Gesamtanlageneffizienz (OEE) sparen zudem Ressourcen. 

intelligent HARMONIC DRIVE 

PRODUKTION OHNE PROGRAMMIERAUFWAND 

Die neuen Smart Function Kits bieten eine schnelle und intuitive Inbetriebnahme 

und Konfiguration für unterschiedliche Prozesse, wie Fügen, Pressen oder 

Handling. Sie funktionieren nach dem Plug-and-produce-Prinzip, indem sie 

vorausgewählte mechanische und elektronische Komponenten mit Software 

kombinieren. Ihre einfache Einbindung in übergeordnete Systeme machen 

Mechatronik-Linien jederzeit erweiterbar und voll IoT-fähig. 

LinSelect ermöglicht eine einfache Produktauswahl bei den Smart Function 

Kits. Die Online-Konfiguration sowie die komplette Lieferung in einem Paket 

erleichtern die Beschaffung. Das vorinstallierte Softwarepaket verfügt über einen 

Wizard, der intuitiv durch die Inbetriebnahme führt. Zudem ermöglicht 

die visuelle Bediensoftware eine grafische Prozesskonfiguration via Drag-anddrop, 

ohne jegliche Programmierkenntnisse. Das sorgt für einen schnellen 

01 Mit dem Smart Function Kit 

for Handling steht eine 

Mehrachssystemlösung zur 

Verfügung, die durch ein Web 

HMI bedient werden kann 

Smart 

System. 

Steif wie ein Direktantrieb. 

Kompakt wie ein Getriebemotor. 

Intelligent wie nie zuvor. 

www.harmonicdrive.de


Alle sechs Freiheitsgrade sind unabhängig voneinander beweglich. 

Dadurch kann sich das Werkzeug bzw. das gegriffene 

Werkstück optimal an den Kontaktflächen ausrichten. Mit dem 

Smart Flex Effector lässt sich die Lageabweichung des Werkzeugs 

bzw. Werkstücks dank hochauflösender Positionssensoren 

erfassen und in aktive Korrekturbewegungen des Manipulators 

übersetzen. Die intelligente Sensorik gibt detailliertes 

Prozessfeedback und ermöglicht so im Zusammenspiel mit der 

Ausgleichskinematik eine Nachjustierung in Echtzeit. Die 

Messwerte des Smart Flex Effectors geben Auskunft über die 

Prozessqualität und können zur Qualitätsüberwachung und 

-protokollierung genutzt werden. 

Fotos: Bosch Rexroth AG 

02 Ein sensorgestütztes Ausgleichsmodul mit unabhängiger 

Kinematik in sechs Freiheitsgraden erhöht die Präzision in der Robotik 

sowie bei Handlings- und Fügeprozessen 

www.boschrexroth.de/smart-mechatronix 

DIE IDEE 

Produktionsstart. Die Software stellt zudem Prozess- und Statusinformationen 

dar. 

Die erste Mechatronik-Lösung, das Smart Function Kit für 

Press- und Fügeanwendungen, hat Bosch Rexroth bereits vor 

zwei Jahren vorgestellt: Es besteht aus elektromechanischem 

Zylinder, Kraftsensor, Motor, Regler und Steuerung sowie einem 

vorinstallierten Softwarepaket. Im laufenden Prozess kann das 

Smart Function Kit über offene Schnittstellen vernetzt und ganz 

bequem per Tablet überwacht werden. Dies ermöglicht maximale 

Transparenz, reduziert Stillstandszeiten und erhöht die 

Produktivität der Maschinen. Ob Montage, Fügen, Umformen, 

Prüfen oder Testen, das Smart Function Kit für Press- und Fügeanwendungen 

eignet sich für viele standardisierte Anwendungen 

mit Kräften von 2 bis 30 kN. 

Eine weitere Lösung ist das neue Smart Function Kit für Handlingsaufgaben. 

Es basiert auf einem kartesischen Mehrachs-System, 

das Bauteile bzw. Werkstücke in einem definierten Raum 

zuverlässig und präzise bewegt. Rexroth Lineartechnik-Komponenten 

können auch hier mit Steuerungstechnik und Software 

zu einer abgestimmten Systemlösung aus einer Hand verknüpft 

werdenn. Die Bedienung funktioniert intuitiv via HMI (Human 

Machine Interface). Derzeit in der Entwicklung befindet sich 

außerdem eine dritte Lösung, das Smart Function Kit Dispensing 

für Dosieraufgaben. 

SENSORGESTÜTZTES AUSGLEICHSMODEL FÜR 

DIE PRÄZISE ROBOTIK 

Ebenfalls in der Entwicklung ist ein sensorgestütztes Ausgleichsmodul 

mit unabhängiger Kinematik in sechs Freiheitsgraden: 

der Smart Flex Effector. Ausgestattet mit aktiver Messfunktion, 

kann der Smart Flex Effector vielfältig eingesetzt werden, bspw. 

bei Handlings- oder Fügeprozessen mit engen Toleranzen in der 

Automatisierungstechnik oder Robotik, zum Beispiel zum Fügen 

von Kleintoleranzen, zur Qualitätsdokumentation und Tool-Center-Point-Erfassung 

oder für die automatisierte Kompensation 

von Positionsdrifts in den rotatorischen Achsen sowie in X-, Y- 

und Z-Richtung. 

„Wer sich über eine Vielzahl an 

Insellösungen auf den Weg in 

Richtung Fabrik der Zukunft begibt, 

macht es sich unnötig schwer. 

Montagelinien mit typischen 

Mechatronik-Anwendungen für 

Pressen, Fügen oder Handhabungsund 

Positionieraufgaben lassen sich 

durch ein smartes mechatronisches 

System ohne Programmieraufwand 

fit für Industrie-4.0-Umgebungen 

machen. Die sukzessive Erweiterung 

softwaregestützter mechatronischer 

Ökosysteme auf immer mehr 

Anwendungsfälle in der Produktion 

spart signifikant Ressourcen im 

Engineering und verhilft der 

Fertigung zu mehr Flexibilität.“ 

Dr. Simon Hertenberger, Leiter 

Produktbereich Mechatronik im 

Geschäftsbereich Linear Motion 

Technology, Bosch Rexroth AG 


MARKTPLATZ 

NAHTLOSE IOT-ANBINDUNG VON 

BROWNFIELD-ANLAGEN 

Das SmartSL-IoT-Edge-Gateway von EFCO kombiniert 

IoT-Gateway und Edge Computing in einem Gerät im 

Smartphone-Format, das für eine moderne und schnelle 

Inbetriebnahme ausgelegt ist. Die zahlreichen Schnittstellen 

machen die dauerbetriebsfeste Lösung flexibel 

einsetzbar. Der Fernzugriff über TeamViewer IoT ist 

schon vorbereitet. Verlässliche und abgeschriebene, also 

wirtschaftlich hoch attraktive, Anlagen haben weder 

Ethernet noch Windows 10. Die Realität im Brownfield 

ist ein Sammelsurium von Betriebssystemen und 

Schnittstellen. Die lüfterlosen IoT-Edge-Gateways haben 

viele Schnittstellen wie RS-232 oder RS-485. Zudem 

lassen sich über die 16 galvanisch getrennten, programmierbaren 

digitalen IOs weitere Schnittstellen emulieren 

oder Signale direkt an Sensoren oder anderer 

Hardware abgreifen. Die Rechenleistung erlaubt es, die 

Signale zu filtern, auszuwerten, weiterzuverarbeiten 

oder mit weiteren Sensordaten zu verknüpfen. 

www.efcotec.de 

CLEVER ARRANGIERTES 

INKREMENTALENCODER-KONZEPT 

Sensitec stellt das Sensormodul 

EMI7913 für Linear- und 

Tubular-Motoren vor. Besonderheit 

im Vergleich zu 

gängigen externen Wegmess- 

Systemen ist das Multi-Fix- 

Pitch-Konzept: Anstatt eines 

einzelnen Sensorelementes 

wird ein Array aus mehreren 

AMR-Sensoren in einem vorab 

über Simulation hergeleiteten 

Abstand auf einer Leiterplatte 

positioniert. Zum Einsatz 

kommen auf die Anwendung 

angepasste Längensensoren 

mit Fix-Pitch-Design. D. h., die 

MR-Streifen der Sensoren sind geometrisch auf die Pol-Länge des 

magnetischen Maßstabs abgestimmt. Die Module werden im 

beweglichen Primärteil des Motors nah an den Drehstromwicklungen 

integriert, sodass keine zusätzliche Maßstabskomponente 

erforderlich ist. Die Anordnung der Sensoren erzeugt eine gute und 

stabile Signalqualität, die Wiederholgenauigkeit liegt bei < 5 µm. 

Interessant ist das zeit- und kostensparende Multi-Fix-Pitch-Prinzip 

bei Messaufgaben in Handling-Systemen mit mittleren Genauigkeitsanforderungen. 

www.sensitec.com 

MESSWERTE ALS INFORMATIONEN IN ECHTZEIT 

Mit dem Modul Real Time Maintenance (RTM) in der Digitalisierungsplattform 

Moneo von IFM lässt sich der Aufwand für die Wartung und 

Instandhaltung von Produktionsanlagen reduzieren. Um Wartungsund 

Instandhaltungsaufgaben zum genau passenden Zeitpunkt 

ausführen zu können, müssen die Messwerte, die in der Anlage durch 

Sensoren erfasst werden, in Informationen umgewandelt werden und 

in Echtzeit zur Verfügung stehen. Für diese Aufgabe ist das RTM-Modul 

konzipiert. Der Anwender kann individuelle Dashboards konfigurieren, 

die als Abbild der Anlage alle wichtigen Informationen zur Verfügung 

stellen. Als Hintergrund kann ein Anlagenbild verwendet werden, um 

die Position der Sensoren zu visualisieren. Der Anwender kann einfach 

Warnschwellen und Grenzwerte festlegen. Die Darstellung ist farbig codiert und zeigt so auf einen Blick, wo ein Grenzwert 

überschritten wird. Mit dem Anlegen von Regeln können Benachrichtigungen, Warnungen oder Alarme ausgelöst werden. 

www.ifm.com


STEIGERUNG DER DYNAMIK DURCH 

SLIDING-MODE-REGELUNG 

Mit dem Ziel der Genauigkeitssteigerung von Antrieben – besonders 

bei hochdynamischen Bewegungen – wird ein vielversprechendes, 

einfach zu parametrierendes Regelungskonzept vorgestellt. 

Aufbauend auf der klassischen Kaskadenregelung wird ein Sliding- 

Mode-Regler als Lageregler verwendet. Ein Experiment am 

Kugelgewindetrieb zeigt das Potenzial der Methode mit simulierten 

Störkräften aus einem HSC-Prozess. 



01 Aufbau der vorherrschenden Kaskadenregelung für Vorschubantriebe 

Durch steigende Anforderungen an die Dynamik und Genauigkeit 

von Vorschubantrieben wachsen auch die Anforderungen 

an die Regelung. Für Vorschubantriebe 

werden bis heute fast ausschließlich Kaskadenregelungen 

eingesetzt, siehe Bild 01. Dabei werden üblicherweise Strom 

und Drehzahl PI-geregelt und die Lage P-geregelt. Obwohl mittlerweile 

performantere Regelverfahren existieren, die die Kaskadenstruktur 

auflösen, gelingt der Schritt weg von der Kaskadenregelung 

aus folgenden Gründen nicht: Die Inbetriebnahme der 

Kaskadenregelung ist darüber sehr einfach, die einzelnen Regelkreise 

können nacheinander von innen nach außen eingestellt 

werden. Fortgeschrittenere Regelverfahren benötigen in der Regel 

ein tieferes systemtheoretisches Verständnis und erfordern 

häufig die Modellierung des Antriebssystems sowie die Kompensation 

von Reibung, oder Übersetzungsfehlern im Antrieb. 

Durch die tiefere Modellierung werden die Verfahren jedoch 

auch sensitiver gegenüber Änderungen im Betrieb, z. B. der Ausdehnung 

von Materialien infolge von Temperaturschwankungen, 

oder Verschleißeffekten. 

Das hier vorgestellte Regelverfahren behält die etablierte Kaskadenstruktur 

bei und tauscht lediglich den Lageregler gegen einen 

robusten Sliding-Mode-Regler aus. Die Motivation hierfür 

findet sich im Aufbau der Kaskadenstruktur: Für den Drehzahlregler 

wird die Motorgeschwindigkeit verwendet, dynamische 

Fahrten regen aber Elastizitäten der Mechanik an, die zu Vibrationen 

im Antriebssystem führen. Ein einfacher P-Regler hat nicht 

genügend Freiheitsgrade um diese Vibrationen auszuregeln, ein 

Regler höherer Ordnung jedoch schon. 

Das Prinzip des eingesetzten Sliding-Mode-Lagereglers ist in 

Bild 02 dargestellt. Ausgehend vom Startzustand wird der Regler 

so parametriert, dass er in Phase 1 immer auf die blaue Schaltebene 

zwingt, in Phase 2 läuft das System dann entlang der 

Schaltebene in den Koordinatenursprung, wo der Regelfehler 

verschwindet. Für den Regler wird ein einfaches Modell des Antriebs 

verwendet, welches das Systemverhalten grob vorhersagt 

und beim Einstellen des Geschwindigkeitsreglers schon bekannt 

ist, sodass kein Mehraufwand durch die Ermittlung der Modellparameter 

entsteht. Der Sliding-Mode-Regler ist sehr robust gegenüber 

Modellfehlern und kommt mit den Vernachlässigungen 

durch das einfache Modell gut zurecht. Für die Zwangsbewegung 

auf die Schaltebene wird üblicherweise eine Art Zweipunktregler 

verwendet. Da dieser sich durch hartes Umschalten im Betrieb 

negativ auf die Lebensdauer des Antriebs und den Energieverbrauch 

auswirkt, wurde für den Einsatz als Lageregler ein weicheres 

Umschalten umgesetzt. In den neuen Lageregler werden 

nun nicht mehr nur die Tischposition, sondern auch die Tischgeschwindigkeit 

und die -beschleunigung zurückgeführt, deren 

02 Prinzip der verwendeten Sliding-Mode-Lageregelung. (1) Die 

Trajektorie (rot) wird auf die Schaltebene (blau) gedrückt. (2) Die 

Trajektorie wandert einem verschwindenden Fehler entgegen 

Sollgrößen in marktüblichen CNC bereits berechnet werden. Darüber 

kann auf Abweichungen und Störungen schneller reagiert 

werden. Der Problematik der üblicherweise schwierigeren Inbetriebnahme 

höherer Regelverfahren wird wie folgt begegnet: 

1. Durch Beibehalten der Kaskadenregelung können Strom- und 

Drehzahlregelkreis mit den etablierten Methoden nacheinander 

eingestellt werden. 

2. Das einfache Modell des Antriebssystems wird beim Einstellen 

des Drehzahlregelkreises ermittelt und kann für den Lageregler 

weiterverwendet werden. 

3. Die Einstellung des Sliding-Mode-Lagereglers konnte auf einen 

Einstellparameter K SMC reduziert werden. Damit wird ein 

Einstellaufwand vergleichbar zum P-Lageregler erreicht. Durch 

Einstellen eines höheren K SMC -Werts lässt sich eine bessere Regelqualität 

erreichen, gleichzeitig reagiert der Regler aber – wie 

der P-Lageregler auch – aggressiver auf Störungen und führt für 

zu große Einstellungen zu oszillierenden Bewegungen. Durch die 

FÖRDERUNG 

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft 

(DFG) – Projektnummer: 438835664 



03 Versuchsstand zur Validierung des Reglers 

04 Steigerung der Regelgüte 

Vereinfachung auf einen Einstellparameter ist ein Optimum 

bei der Reglerinbetriebnahme schnell gefunden. 

Zur Validierung wurde der Sliding-Mode-Lageregler implementiert 

und am Versuchsstand getestet (Bild 03). Beim 

Versuchsstand handelt es sich um einen Steinmeyer-Kugelgewindetrieb 

3526/40.40.6.3 mit einem Vorschubweg von 

751 mm und Spindeldurchmesser und -steigung von 40 mm, 

einen Tisch mit einer Masse von rund 400 kg, einen Siemens- 

Servomotor 1FT7085-7WF71-1ML1 mit 38 Nm Nenndrehmoment 

und ein direktes Lagemessystem mit 250 µm Auflösung 

von Heidenhain. Angesteuert wird der Versuchsstand 

aus einem Rapid-Prototyping-System von dSPACE. Zum Aufbringen 

von Störkräften ist ein zusätzlicher Lineardirektantrieb 

unter dem Tisch angebracht. 

Der vergleichende Kaskadenregler wurde nach dem Stand 

der Technik so optimiert, dass der Geschwindigkeitsregel- 



kreis bei ausreichender Dämpfung (D = 0.5) schnellstmöglich reagiert 

und die Lageregelung ein überschwingfreies Positionieren 

gewährleistet. Hieraus resultieren Regelverstärkungen des Lagereglers 

K v = 50 1/s sowie des Geschwindigkeitsreglers K p = 175 1/s 

und T n = 0.18 ms. Zusätzlich wird die Sollgeschwindigkeit vorgesteuert, 

um den Schleppfehler zu verringern. 

Auf Bild 04 ist der Regelfehler für eine simulierte High-Speed- 

Cutting-Fahrt (HSC) in niedrigfestem Stahl abgebildet. Der Tisch 

verfährt dabei recht dynamisch mit einer Geschwindigkeit von 

0.5 m/s und einer maximalen Beschleunigung von 8 m/s 2 . Die 

Fräskräfte werden aus einem Fräsmodell für HSC-Umfangfräsen 

mit einem Fräskopf mit vier Zähnen und 20 mm Durchmesser, 

einer Spindeldrehzahl von ~25 000 U/min einer Schnittbreite 

von 2 mm und Zustellung von 0.5 mm simuliert und über den Lineardirektantrieb 

als Störkräfte auf den Tisch eingebracht. Es 

zeigt sich, dass der Sliding-Mode-Lageregler sowohl in den dynamischen 

Beschleunigungs- und Bremsphasen zu Beginn und 

am Ende deutlich geringere Fehler aufweist, als auch die Positionsabweichung 

während dem Fräsen signifikant reduzieren 

kann, da durch Berücksichtigung von Geschwindigkeit und Beschleunigung 

im Regelgesetz früher auf Abweichungen reagiert 

werden kann. 

Insgesamt lässt sich mit dem vorgestellten Sliding-Mode-Lageregler 

die Regelperformance deutlich steigern – insbesondere bei 

hochdynamischen Fahrten werden die Vorteile deutlich. Durch 

das Beibehalten der Kaskadenregelung und die Vereinfachung 

auf einen Einstellparameter des Lagereglers bleibt der Inbetriebnahmeaufwand 

dabei vergleichbar. 

DIE AUTOREN 

M. Sc. Christoph Hinze 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am 

Institut für Steuerungstechnik der 

Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen, 

Universität 

Stuttgart 

Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl 

Institutsleitung am Institut für 

Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen 

und Fertigungseinrichtungen, 

Universität Stuttgart 

IMPRESSUM 

erscheint 2021 im 60. Jahrgang, 

ISSN 0722-8546 / ISSN E-Paper: 2747-7991 

REDAKTION 

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

E-Mail: m.meier@vfmz.de 

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

Vanessa Weingärtner (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 

Anette Fröder, Sonja Daniel, Conny Grothe 

SALES 

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

E-Mail: o.jennen@vfmz.de 

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

E-Mail: a.zepig@vfmz.de 

Anzeigendisposition: Heike Rauschkolb, 

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

Anzeigenpreisliste Nr. 58: gültig ab 1. Oktober 2021 

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