antriebstechnik 6/2024

19174 

06 

Juni 2024 

€ 16,50 

Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 

WÄLZLAGER 

EXAKTER BERECHNEN 

Methode zur Tragzahl-Modifizierung 

antriebstechnik.de

WISSEN SCHAFFT IDEEN 

TITEL 

10 Anwendungsneutrale 

Mobilrobotik 

14 Elektrifizierungskonzepte 

für Bagger & Co. 

SONDERAUSGABE MARKTÜBERSICHT 


34 

Positions- und Neigungssensoren 

für AGVs 

5445 

SONDERAUSGABE 

MOBILITY 

MOBILE LÖSUNGEN FÜR DEN BETRIEBLICHEN EINSATZ 

FLUIDTECHNIK 

19174 

INNOVATION 

SCOUT 2023 

Oktober 2023 

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11 Print-Ausgaben im Jahr 

+ Sonderausgabe antriebstechnik 

Marktübersicht (1x jährlich) 

+ Sonderausgabe MOBILITY (1x jährlich) 

19174 

Die gesamte Antriebstechnik 

auf xx Seiten 


Von Antriebselementen 

und Motoren bis hin zu 

Wälzlagern LINEARTECHNIK 

& Co. 

Große Lineareinheiten für 

komplexe Bewegungen 

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antriebstechnik.de 

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Die Konturenlehre 

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

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

EDITORIAL 

DER SENSOR HÖRT 

AUFS WORT 

Liebe Leserinnen, liebe Leser, 

nicht nur, aber auch in der Antriebstechnologie sind Sensoren 

wichtige Elemente. Und sie werden wohl immer wichtiger, je 

größer die Bedeutung der durch sie gewonnenen Daten wird. 

Eine Fehlerquelle bei Sensoren kann aus unzuverlässiger 

Energieversorgung erwachsen. Eine neue Lösung für dieses 

Problem haben jetzt Wissenschaftler der ETH Zürich erdacht. 

Marc Serr-Garcia und Johan Robertsson haben einen Sensor 

entwickelt, der aus Umgebungsschall Energie gewinnen kann. 

Hunderte kleine, miteinander verbundene Plättchen werden 

von der mechanischen Energie des Schalls bewegt und ernten 

die Energie mithilfe eines piezoelektrischen Materials. Damit 

nicht genug: die Mikrostruktur im Inneren schwingt nicht bei 

allen Wörtern mit. So schwingt die Struktur, wenn man „vier“ 

sagt, nicht aber wenn man „drei“ sagt, wie einer der Wissenschaftler 

anmerkt. 

Nicht alle Sensoren sind so intelligent, dass man mit ihnen 

sprechen kann. Aber Sensorik und Messtechnik machen 

große Fortschritte, die man auf der Sensor + Test Anfang Juni 

beobachten kann. Wir haben unser Special diesem Thema 

gewidmet und dabei von hochpräzisen Robotern bis zur 

Drehgeberproduktion und dem Condition Monitoring einige 

Themen eingefangen. 

Ich persönlich bin gespannt, wo sich Sensoren noch überall 

durchsetzen werden und an welchen Stellen man eher sagen 

wird: Keep it simple. Unsere Redaktion wird hier auch in 

Zukunft ihre Sensoren ausstrecken… 

Viel Vergnügen beim Lesen wünscht 

Mehr Präzision. 

Induktive Wegsensoren 

(LVDT) und Messtaster 

induSENSOR 

• Mehr als 250 verschiedene Sensoren 

mit Messbereichen von 1 - 630 mm 

• Hohe Genauigkeit 

• Ideal für Maschinenbau und OEM-Serien 

• Standardisierte und kundenspezifische 

Sensorbauformen, auch zur Integration 

im Hydraulikzylinder 

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entwickelte Messverfahren mit 

Stößel, Messring, Hülse und Taster 

Ideal zur Integration in Maschinen und Anlagen 

Ihr Miles Meier 

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EDITORIAL 

03 Der Sensor hört aufs Wort 

SOFTSTARTER 

06 Menschen, Märkte, Unternehmen 

MECHANISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

26 

ANZEIGE 

WÄLZ- UND GLEITLAGER 

10 TITEL Lebensdauervorhersage von Wälzlagern 

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 

16 Auf Tempo 100 in unter 3 Sekunden 

ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK 

ELEKTROMOTOREN 

18 Lebensdauerverlängerung von Elektromotoren 

TITELBILD 

NSK 

Ratingen 

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

22 Schwere Roboterzellen leicht verschieben 

24 Ausgewählt: Hannover Messe 

KOMPONENTEN UND SOFTWARE 

26 Volle Transparenz bei der Instandhaltung 

36 30 

4 antriebstechnik 2024/06 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: SENSORIK UND MESSTECHNIK 

30 GIPFELTREFFEN: Mehr Intelligenz auf dem Chip 

36 Messgenauigkeit steigert Robotereffizienz 

38 Für den richtigen Dreh und schnelle Daten 

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 

40 Einfluss von unterschiedlich starken Stromdurchgängen 

auf Wälzlager 

Mehr erfahren 

SERVICE 

34 Impressum 

Keine Grenzen in Sicht 

Vision kann mehr. 

MEIN TIPP 

Ob magnetisch, optisch oder induktiv: Encoder- 

ICs sind so etwas wie die heimlichen Stars in der 

Antriebstechnik und stecken als Positionssensoren 

in Drehgebern, Motor-Feedback-Systemen 

oder Robotern. Die hochintegrierten System-on- 

Chips erreichen nicht nur immer höhere Auflösungen 

und erobern neue Anwendungen, 

sondern bieten auch eine beeindruckende 

On-Chip-Intelligenz. Mit Innovation und Kontinuität 

hat ein Familienunternehmen aus Bodenheim 

am Rhein diese Entwicklungen mit Halbleiterlösungen 

maßgeblich mitgestaltet. Anlässlich 

des 40-jährigen Firmenjubiläums sprachen 

wir mit dem Gründer und Geschäftsführer. Das 

ausführliche Interview lesen Sie ab Seite 30. 

Felix Berthold, Redakteur, F.Berthold@vfmz.de 

Hell 

Schnell 

Integriert 

Flexibel 

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B&R bietet ein einzigartiges Vision-System bestehend 

aus Kameras, Objektiven, Beleuchtung und Software. 

Alle Komponenten sind nahtlos in das B&R-Automatisierungssystem 

integriert. Durch kompromisslose 

Leistungsstärke und Skalierbarkeit entstehen noch nie 

dagewesene Fähigkeiten für Maschinen und Anlagen. 

br-automation.com 

B&R | A member of the ABB Group

SOFTSTARTER 

IGUS ÜBERNIMMT SENSOR-SPEZIALISTEN 

Igus hat im März 

2024 die mehrheitlichen 

Anteile am 

portugiesischen Atronia 

Tailored Sensing 

erworben. Der 

Sensor-Spezialisten 

bringt bereits seit 

fünf Jahren den 

Kunststoffprodukten 

aus Köln das Fühlen bei. Mit diesem strategischen Schritt will igus 

auf dem Markt der vernetzten Kunststoffbauteile weiter expandieren. 

Ziel ist es, Industrie-4.0-Produkte in Serie herzustellen und 

auch kleinen mittleren Unternehmen zugänglich zu machen. Igus 

investiert deshalb seit Jahren in Forschung und Entwicklung, um 

neuartige smart plastics zu entwickeln – Gleitlager, Energieketten 

und Leitungen, die mit Sensoren ausgestattet und ins Internet of 

Things eingebunden sind. Kooperationspartner bei der Entwicklung 

dieser smart plastics ist seit rund fünf Jahren der portugiesische 

Atronia Tailored Sensing. Der Sensor-Spezialist sorgt für die 

Ermittlung des IST-Zustand der Igus Produkte. Er bringt ihnen das 

Fühlen bei. Kennengelernt haben sich igus und Atronia 2019 als 

Standnachbarn auf der Fachmesse Sensor + Test in Nürnberg. So 

kam es zu einem ersten gemeinsamen Projekt. Atronia baute die 

Elektronik für einen Sensor namens EC.W. Montiert an Öffnungsstege 

von Energieketten erfassen die Sensoren den IST-Zustand 

und die restliche Lebensdauer der Kettenseitenteile. 

www.igus.de 

EMO 2025 NUR NOCH FÜNF TAGE 

Die Laufzeit der EMO Hannover 2025 wird künftig von sechs auf 

fünf Tage verkürzt. Die Entscheidung basiert auf dem klaren 

Wunsch der Aussteller, die Messe noch mehr zu fokussieren und 

zu komprimieren. „Die Verkürzung um einen Tag ist eine 

strategische Entscheidung, die darauf abzielt, die EMO Hannover 

noch effizienter und zielgerichteter zu gestalten“, begründet 

Dr. Markus Heering, Geschäftsführer beim EMO-Veranstalter 

VDW (Verein Deutscher Werkezugmaschinenfabriken), die 

Veränderung. In den vergangenen Jahren haben sich die 

Gewohnheiten signifikant verändert. Die durchschnittliche 

Dauer liegt laut Besucherbefragung bei etwas über einem Tag. 

Internationale Gäste bleiben etwas länger. 

www.emo-hannover.de 

DESTACO WIRD TEIL DER STABILUS-GRUPPE 

Die Stabilus-Gruppe hat 

den Erwerb des Industrial- 

Automation-Spezialisten 

Destaco abgeschlossen. 

Stabilus SE übernimmt 

Destaco mit Hauptsitz in 

Auburn Hills, Michiga/USA. 

Nach intensiver Prüfung 

und Analyse der strategischen Übereinstimmung hatten 

beide Unternehmen am 11. Oktober 2023 den Kaufvertrag 

unterzeichnet. Auf Basis der zwischenzeitlich erfolgten 

behördlichen Genehmigungen wird Destaco zu 100 Prozent 

durch die Stabilus SE übernommen. Das Angebotsspektrum 

beider Partner ist komplementär und lässt sich vor allem für 

Industriekunden zu ganzheitlichen Lösungen verbinden. 

Während die Produkte der Stabilus-Gruppe kontrollierte 

Bewegungsabläufe und exakte Vibrationsisolierung ermöglichen, 

liegen die Stärken von Destaco bei manuellen Spannern, 

Kraftspannern und End-of-Arm-Tools für Robotik sowie 

Greifern und Indexern für die Automatisierung. Destaco 

erzielte 2022 rund 213 Millionen US-Dollar Umsatz (rund 

200 Millionen Euro). Das 1915 gegründete Unternehmen 

entwickelt und produziert an 13 Standorten weltweit 

Komponenten und Lösungen in den Bereichen Automatisierung, 

Spanntechnik und Remote-Handling. 

www.stabilus.com 

SIEMENS ÜBERNIMMT SPARTE FÜR 

INDUSTRIELLE ANTRIEBSTECHNIK 

Die Siemens AG 

hat eine 

Vereinbarung 

über den Kauf 

des Geschäfts 

für industrielle 

Antriebstechnik 

(IDT) von 

ebm-papst 

unterzeichnet. 

Dieses Geschäft 

mit rund 650 Mitarbeitern umfasst intelligente, integrierte 

mechatronische Systeme im Schutzkleinspannungsbereich 

sowie Fahrlenksysteme, die in freibeweglichen, fahrerlosen 

Transportsystemen zum Einsatz kommen. Die Akquisition 

ergänzt das Siemens Xcelerator-Portfolio. Die Transaktion soll 

bis Mitte 2025 abgeschlossen sein und unterliegt den 

erforderlichen außenwirtschaftlichen und fusionskontrollrechtlichen 

Freigaben. Das IDT-Geschäft von ebm-papst 

befindet sich an den deutschen Standorten St. Georgen und 

Lauf an der Pegnitz sowie dem rumänischen Oradea. Über 

den Kaufpreis wurde Stillschweigen vereinbart. Cedrik Neike, 

Mitglied des Vorstands der Siemens AG und CEO von Digital 

Industries sagt: „Das innovative Portfolio von ebm-papst an 

mechatronischen Antriebssystemen und seine hochqualifizierten 

Mitarbeitenden passen hervorragend zu Siemens. Wir 

erschließen uns mit dieser Akquisition neue Geschäfts- und 

Kundenpotenziale in dem schnell wachsenden Markt 

intelligenter, batteriebetriebener Antriebslösungen in der 

Intralogistik sowie mobiler Roboterlösungen.“ 

www.siemens.com 


SOFTSTARTER 

MASCHINENEXPORTE IM ERSTEN QUARTAL WEITER RÜCKLÄUFIG 

Die Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus in Deutschland verzeichneten 

im ersten Quartal 2024 einen weiteren Rückgang ihrer Ausfuhren: Nach vorläufigen 

Berechnungen des Statistischen Bundesamtes betrug das Minus nominal 

4,6 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Preisbereinigt lag das Ergebnis sogar 7,0 Prozent 

unter dem Vorjahreswert. Damit setzte sich die bereits im vergangenen Jahr 

zu beobachtende deutliche Abschwächung der Exporte fort. Insgesamt wurden 

Maschinen und Anlagen im Wert von 50 Milliarden Euro aus Deutschland in alle 

Welt exportiert. Die Exporte in die Partnerländer der Europäischen Union gingen 

im ersten Quartal nominal um 7,1 Prozent und damit stärker als in die übrige Welt zurück. Bei der Nachfrage aus den USA erreichte 

das Wachstum im ersten Quartal 2024 nur noch einen kleinen Zuwachs von nominal 2,1 Prozent. Das China-Geschäft der Maschinenexporteure 

ist nach wie vor schwach. Im ersten Quartal 2024 blieben die Maschinenexporte aus Deutschland um nominal 

2,1 Prozent unter dem ohnehin schon nicht allzu hohen Vorjahresergebnis zurück. 

www.vdma.org 

IFM STEIGERT 2023 

UMSATZ 

Ifm gab einen 

Umsatzrekord 

gemäß vorläufigem 

Konzernabschluss 

bekannt. 

Erstmals 

gibt es weltweit 

über 9.000 

Beschäftigte. Im 

vorläufigen 

Konzernabschluss 

(Stand 

10.04.2023) wird mit einem 

Umsatz von über 1, 4 Mrd. Euro 

wiederum ein neuer Umsatzrekord 

und einem Wachstum von 

3 Prozent ausgewiesen. Die 

regionalen Schwerpunkte des 

Wachstums lagen dabei in den 

USA sowie in Südwest-Europa. 

Das Ergebnis (EBIT) liegt bei 

5,8 Prozent (Vorjahr 7,6 Prozent). 

Bei der Gesamtzahl der 

Beschäftigten wurde im Jahr 

2023 ebenfalls ein neuer 

Höchststand erreicht: Innerhalb 

der Gruppe sind es über 9.000. 

Für das laufende Geschäftsjahr 

sind die Aussichten etwas 

verhalten, wie Christoph von 

Rosenberg (Bild), Finanzvorstand 

der Ifm-Gruppe betont: 

„Die verschieden weltweiten 

Konflikte, Krisen und inflationseindämmenden 

Maßnahmen 

der Zentralbanken führen zu 

einer Eintrübung des weltweiten 

Maschinenbaus. Speziell im 

zweiten Halbjahr erwarten wir 

jedoch Wachstumsimpulse, 

sodass wir derzeit von einem 

leichten Wachstum im Jahr 

2024 ausgehen.“ 

www.ifm.com 

MEHR VERBINDUNG 

MEHR-VERBINDUNG.DE 

MEHR-VERBINDUNG.DE 

WENIGER 

WENIGER 

STECKER 

STECKER 

DURCH AS-INTERFACE 

DURCH AS-INTERFACE 

IIoT Tour Köln 

19.06.2024 

Motorworld Köln 

Gebäudetechnik Tour Köln 

20.06.2024 

Motorworld Köln 

26.06.2024 - 27.06.2024 

Messe Straubing 

Stand M-155

SOFTSTARTER 

HELUKABEL WÄCHST INTERNATIONAL STARK 

Die Helukabel-Gruppe blickt auf ein erfolgreiches Geschäftsjahr 2023 zurück: 

Mit knapp 1,1 Mrd. Euro erzielte der Systemanbieter für elektrische Verbindungstechnik 

den zweithöchsten Umsatz der Unternehmensgeschichte. Ein 

Grund für den Erfolg ist das starke internationale Wachstum des Unternehmens. 

Helukabel ist mittlerweile an 69 Standorten in 40 Ländern präsent, 

darunter seit neuestem auch Marokko, Irland und Kolumbien. Im chinesischen 

Changzhou wurde erst kürzlich ein neues Fertigungswerk für Kabel und 

Leitungen fertiggestellt – die größte Einzelinvestition in der Geschichte des 

Unternehmens. Auch in Deutschland baut Helukabel seine Produktionskapazitäten 

kontinuierlich aus und entwickelt sein Portfolio immer stärker in 

Richtung einbaufertiger Systemlösungen weiter. „Unser nachhaltiger Erfolg trotz zunehmender wirtschaftlicher Unsicherheiten ist 

für uns Bestätigung und Ansporn zugleich“, betont Helukabel-Geschäftsführer Marc Luksch. 

www.helukabel.com 

PARTNERSCHAFT ZWISCHEN FESTO UND 

PHOENIX CONTACT 

Festo, Hersteller 

pneumatischer und 

elektrischer Automatisierungstechnik, 

wird 

PLCnext Technology, 

das offene Ecosystem 

von Phoenix Contact 

für die moderne 

Automation, in 

zukünftigen intelligenten 

Geräten einsetzen. 

Dadurch wird die 

Innovationskraft beider 

Unternehmen mit dem 

Ziel gebündelt, die industrielle Automatisierung auf eine neue 

Stufe zu heben. Das gemeinsame Ziel von Festo und 

Phoenix Contact ist, die Anforderungen, die sich aus dem 

Zusammenwachsen von IT und OT (Information Technology und 

Operations Technology) in der Industrie ergeben, durch offene 

Automatisierungslösungen zu erfüllen. Mit Festo setzt ein 

führendes Unternehmen der Branche auf PLCnext Technology. 

Festo hat für die zukünftige Ausrichtung einen Partner mit 

offenem Systemansatz gesucht, der ein entsprechendes 

Betriebssystem zur Verfügung stellt, dieses weiterentwickelt 

und breit in den Markt bringen will. „Mit PLCnext Technology 

nutzen wir die technologisch führende Plattform in der 

Automatisierungstechnik. Wir sind überzeugt, dass die Offenheit 

von PLCnext Technology unseren Kunden viele Vorteile 

verschafft“, hebt Gerhard Borho, Vorstand Information Technology 

and Digitalisation bei Festo, hervor. 

www.phoenixcontact.com 

DATASPACE FOR EVERYBODY 

Anfang Mai fand die offizielle Eröffnungsfeier des AAS Dataspace 

for Everybody statt – einer Plattform, die auch kleinen und 

mittleren Unternehmen den Zugang zu Datenräumen, Digitalen 

Zwillingen und Verwaltungsschalen (engl. Asset Administration 

Shell, kurz AAS) erleichtert. Am Fraunhofer IESE in 

Kaiserslautern waren über 60 Vertreter aus Wissenschaft und 

Wirtschaft zusammengekommen. Das Fraunhofer IESE und die 

Industrial Digital Twin Association (IDTA) gemeinsam mit der 

NetApp Deutschland GmbH, der Plattform Industrie 4.0, der 

Xitaso GmbH sowie der congatec GmbH haben mit dem AAS 

Dataspace for Everybody eine Software-as-a-Service-Lösung 

entwickelt. Der AAS Dataspace for Everybody bietet Unternehmen 

eine benutzerfreundliche Plattform zum Teilen von Daten 

sowie vorkonfigurierte Softwarelösungen auf Basis der Open- 

Source-Middleware Eclipse BaSyx. Mit diesem Tool können die 

Unternehmen Digitale Zwillinge ihrer Fertigungslinien erstellen, 

ihren CO2-Fußabdruck berechnen und digitale Produktpässe 

umsetzen. 

www.industrialtwin.org 

NEUER CTO BEI BOGE 

Neuzuwachs an der 

Führungsspitze von 

Boge: Dr. Sebastian 

Göbel (Bild re.) 

übernahm ab dem 

ersten Quartal 2024 

die technische 

Geschäftsführung des 

Bielefelder Druckluftspezialisten. 

Er 

verstärkt damit das 

Führungsteam um Olaf Hoppe, der weiterhin die kaufmännische 

Geschäftsführung verantwortet. Mit mehr als 13 Jahren 

Führungserfahrung im Maschinen- und Anlagenbau soll Göbel 

das Unternehmen strategisch und operativ weiter voranbringen. 

Göbel studierte Werkstoffwissenschaften an der TU Berlin 

und Maschinenbau an der RWTH Aachen. In den vergangenen 

15 Jahren sammelte er Praxis- und Führungserfahrung – unter 

anderem bei Procter und Gamble, AHT Cooling Systems und 

Weiss Technik. Er tritt die Nachfolge des Geschäftsbereichsleiters 

Michael Rommelmann an. 

www.boge.com 

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WACHSTUM IM GESCHÄFTSJAHR 

Die Fraba Gruppe, ein 

führendes Unternehmen 

in der Branche der 

industriellen Bewegungssensoren, 

konnte im Jahr 

2023 ein Wachstum von 

16 % im Gesamtgeschäft 

verzeichnen. Der Jahresumsatz 

stieg auf 46 Millionen 

Euro. Zudem eröffnete 

die Gruppe ein neues Büro und Forschungs- und Entwicklungszentrum in 

Cluj, Rumänien. Das Jahr brachte ebenfalls bedeutende Fortschritte bei der 

Einführung einer neuen Produktgeneration in den Geschäftseinheiten 

Posital und Ubito. Ein weiterer Höhepunkt des Jahres 2023 war die 

Steigerung der Produktion in der Fraba-Fabrik in Johor Bahru, Malaysia. 

Diese Anlage verfügt über ein halbautomatisiertes, computergesteuertes 

Produktionssystem, das für die Massenfertigung konzipiert ist. Sie adressiert 

die wachsende Nachfrage nach Wiegand-Komponenten für Ereigniserfassung 

und Energiegewinnung sowie die Beliebtheit der Kit-Encoder von 

Posital. Die Produktion von Wiegand-Sensoren verdoppelte sich im 

Vergleich zu 2022, während die Produktion von Kit-Encodern fast verdreifacht 

wurde. 

www.fraba.com 

Zahnriemen 

[ unsere große Liebe! ] 

Der neue 

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Zahnriementechnik aus Porta Westfalica. Das ist Bewegung. 

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TITEL 


TITEL 


NEUES VERFAHREN 

LEBENSDAUERVORHERSAGE 

VON WÄLZLAGERN 

Die Ermittlung der Lebensdauer von Wälzlagern basiert 

auf der ISO-Norm 281∶2007. Diese Norm erlaubt unter 

bestimmten Voraussetzungen die Modifikation 

(sprich: Erhöhung) der Lebensdauer. Bisherige 

Modifikationen mussten allerdings durch weitere 

Testreihen gestützt werden oder sie bezogen sich auf 

äußere Randbedingungen wie die Bewertung der 

Schmierfähigkeit. Nun hat NSK ein zerstörungsfreies 

Prüfverfahren zur Modifikation der dynamischen 

Tragzahl entwickelt. Dieses Verfahren erlaubt den 

Verzicht auf weitere Testreihen und der Anwender der 

Wälzlager profitiert von einer grundsätzlichen 

Steigerung ihrer Lebensdauer. 

Waldemar Sosnowski, Teamleader Application Engineering, 

NSK Deutschland GmbH, Ratingen 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2024/06 11


TITEL 

Seitdem die Lebensdauerberechnung von Wälzlagern 

durch Empirie untermauert wurde, haben sich Werkstoffreinheit 

und die Fertigungsmöglichkeiten deutlich 

verbessert. Die Konsequenz: Die tatsächliche Lebensdauer 

der eingesetzten Lager hat sich gegenüber einer initialen 

Dimensionierung auf Basis von ISO 281 (mit der Lebensdauer 

L10 als Zielgröße) deutlich erhöht. 

Meistens nutzen Konstrukteure für die Berechnung der 

Lagerlebensdauer die Katalogwerte der Hersteller. Oder sie geben 

die äußeren Lasten und die Lager komfortabel in einem Berechnungsprogramm 

ein. In diesen Programmen sind teilweise 

die in den Herstellerkatalogen angegebenen Tragzahlen der einzelnen 

Lagerbaureihen hinterlegt. 

Die Ausführung der grundlegenden Berechnung erfolgt aber 

immer noch nach ISO 281. Aus Einflussgrößen wie zum Beispiel 

Temperatur und Schmierung können sich Modifikationen ergeben 

(„mod. L10”), die zu Lebensdauererhöhungen führen. Die 

neueste allgemein bekannte Modifikation ist in der ISO/TS 

16281:2008 („Wälzlager – Dynamische Tragzahlen und nominelle 

Lebensdauer-Berechnung der modifizierten nominellen Referenz-Lebensdauer 

für Wälzlager) festgehalten. 

DISKREPANZ ZWISCHEN ERRECHNETER UND 

TATSÄCHLICHER LEBENSDAUER WÄCHST 

Diese Art der Berechnung ist bewährt und zuverlässig und hat 

sich weltweit zum Standard entwickelt. Weil die Hersteller die Lager 

aber immer einheitlicherer und in immer höherer Qualität 

fertigen können und die verwendeten Werkstoffe ebenfalls einheitlicher 

und reiner sind, liegt die tatsächliche Lebensdauer der 

Lager im Einsatz meist höher als berechnet. Man geht sogar dazu 

über, die Bedeutung der L10-Aussage zu ignorieren und die berechnete 

Lebensdauer für 100% der Lager und nicht nur für 90% 

anzusehen. 

Für eine Korrelation mit der tatsächlichen Lebensdauer können 

Modifikationen helfen. Man kann entweder die Umgebungsbedingungen 

bewerten oder durch Resultate aus aufwendigen 

Testreihen die Werkstoffeigenschaften anheben. 

01 Aus der Größe und Menge nichtmetallischer Einschlüsse lassen 

sich Rückschlüsse auf die Lebensdauer von Wälzlagern ziehen 

02 Nichtmetallische Einschlüsse im Material der Lagerringe sind 

eine zentrale Ursache für Abblätterungen 

03 Das von NSK entwickelte Micro-UT Messverfahren ermöglicht 

eine genaue Ermittlung der dynamischen Tragzahl von Wälzlagern – 

Messgröße ist dabei die Anzahl von nichtmetallischen Einschlüssen 

im Lagerstahl 

ENTWICKLUNG EINES NEUEN PRÜFVERFAHRENS 

Dieses Verfahren – so die Überlegung von NSK – sollte dahingehend 

vereinfacht werden, dass neben den empirischen Tests 

auch rechnergestützte Modelle zum Einsatz kommen, die als „digitaler 

Zwilling“ verwendet werden. Das Ziel sollte es sein, letztlich 

auf weitere Lebensdauer-Testreihen mit realen Lagern 

verzichten zu können und die Modifikation der dynamischen 

Tragzahl durch digitale Auswertungen zu ermitteln. Dafür musste 

jedoch zunächst ein geeignetes Prüfverfahren und ebenso das 

passende Prüfkriterium gefunden bzw. entwickelt werden. 

Ausgangsbasis der Verfahrensentwicklung ist das empirisch gewonnene 

Forschungsergebnis, dass die Zusammensetzung des 

Lagerstahls und seine Qualität – insbesondere der Anteil an 

nichtmetallischen Verunreinigungen im Stahl – ein guter Indikator 

für die Lebensdauer eines Wälzlagers unter den gegebenen 

bzw. definierten Bedingungen ist (Bild 01). Diese Verunreinigungen 

beeinflussen die Rissentstehung im Material, und dies 

wiederum ist die Hauptursache für die Ermüdung der Funktionsflächen 

des Lagers bzw. für das Erreichen des Endes seiner 

Lebensdauer. 

GEFÜGEVERÄNDERUNGEN 

DURCH NICHTMETALLISCHE EINSCHLÜSSE 

Der Schadensmechanismus ist folgender: Nichtmetallische Einschlüsse 

führen beim Betrieb des Lagers, d. h. bei permanentem 

Überrollen, zu Spannungen und ungleichförmigen Belastungen 

im Material. Als Folge entsteht eine Veränderung der kristallinen 

Struktur, die Ermüdungsrisse begünstigt. Diese Risse breiten sich 

aus und entwickeln sich zu Abblätterungen, die neben dem 

(durch Abrieb entstehenden) Lagerverschleiß zu den zentralen 

Faktoren für die Ermüdung des Lagers bzw. dessen Lebensdauer 

gehören. (Bilder 02 und 04). 

Eben diesen Faktor – die Ermüdung durch Gefügeveränderung – 

kann man durch reinere Werkstoffe beeinflussen. Da NSK hochreine 

Werkstoffe verwendet, ist ein Korrekturfaktor für die Lebensdauerberechnung 

nötig und sinnvoll. Dieser Korrekturfaktor 

sollte ermittelt werden. 

ERMITTLUNG DER DYNAMISCHEN TRAGZAHL 

MIT ULTRASCHALLPRÜFUNG 

Um dieses Ziel zu erreichen, hat NSK zunächst in Zusammenarbeit 

mit der Universität Kyushu ein Verfahren zur Ermittlung der 

tatsächlichen Lebensdauersteigerung entwickelt. Die Forscher 

und Entwickler stellten mit einer quantitativen Bewertungsmethode 

fest, welche Faktoren bzw. welche Anzahl und Größe von 

Verunreinigungen den Prozess der Rissausbreitung in einem 

02 

01 


04 Nichtmetallische 

Einschlüsse im Lagerstahl können 

zu Abblätterungen führen und 

die Lebensdauer des Lagers 

beeinflussen 

05 Die dynamischen Tragzahlen 

vieler Baureihen konnten auf der 

Basis des neuen Prüfverfahrens 

erhöht werden 

04 05 

Wälzlagerstahl beeinflussen und in welchem Ausmaß. Dabei kamen 

Computer mit extremer Rechenleistung zum Einsatz, um Simulationen 

zu fahren und zu analysieren. 

Diese Grundlage wird jetzt für die Bewertung der Ergebnisse 

eines neu und eigens für diese Anwendung entwickelten Ultraschallprüfverfahrens 

genutzt, das nichtmetallische Einschlüsse 

im Stahl detektiert. Damit lässt sich – in Verbindung mit entsprechender 

Analysetechnik – nachweislich die Lebensdauer von 

Wälzlagern mit sehr viel höherer Genauigkeit bestimmen 

(Bild 03). 

SCHNELLERE UND PRÄZISERE 

ZERSTÖRUNGSFREIE MESSUNG 

Im Vergleich zu den bisher verwendeten mikroskopischen Verfahren 

zur Werkstoffuntersuchung ermöglicht das Ultraschallprüfverfahren 

Micro-UT, das im Rahmen des Projektes entwickelt 

wurde, die Prüfung von 3.000fach größeren Rohlingen in 

der Messung. Dafür muss nur 20 % der Zeit aufgewendet werden, 

weil das Verfahren zerstörungsfrei arbeitet und somit keine Prüfkörper 

aufgeschnitten und geschliffen werden müssen. 

Um dieses Verfahren zur Praxistauglichkeit zu entwickeln, war 

ein hoher Forschungs- und Entwicklungsaufwand notwendig. 

Ziel war es dabei, aus der Anzahl und Größe der nichtmetallischen 

Einschlüsse genaue Rückschlüsse auf eine Tragzahlerhöhung 

zu erzielen. Auf dieser Basis kann der tatsächliche Einfluss 

des Werkstoffs im Vergleich zur Tragzahl nach ISO 281 ermittelt 

werden. Daraus wiederum lässt sich ein Modifikationsfaktor errechnen, 

der eine höhere dynamische Tragzahl ergibt. 

NSK setzt diese innovativen Prüfsysteme, die Fremdkörper 

und Verunreinigungen im Wälzlagerstahl „zählen“ und bewerten, 

inzwischen in seinen Technologiezentren auf der ganzen 

Welt ein. In Verbindung mit den Rechenmodellen, die ebenfalls 

gemeinsam mit der Universität Kyushu entwickelt wurden und 

die einen „digitalen Zwilling“ des jeweiligen Wälzlagers repräsentieren, 

kann der Modifikationsfaktor der jeweiligen Lagerbaureihe 

ermittelt werden. 

03 

GENAUERES PRÜFVERFAHREN – LÄNGERE 

LEBENSDAUER 

Die Werte einiger Baureihen wurden bereits nach oben korrigiert. 

Die Kunden können sich dabei darauf verlassen, dass die Ermittlung 

der neuen Werte für die Lagerlebensdauer auf der Grundlage 

einer sorgfältig untersuchten Methodik erfolgt, die durch eine 

umfangreiche empirische Datenbasis gestützt wird. Alle neuen – 

und grundsätzlich höheren – Werte werden innerhalb des sicheren 

Bereichs liegen. 

Aus Sicht der Endanwender bietet das neue, von NSK entwickelte 

Prüfverfahren und als Konsequenz die entsprechende Anpassung 

des Korrekturfaktors für die Lagerlebensdauer deutliche 

Vorteile. Weil die Intervalle für Service und Lageraustausch verlängert 

werden können, sparen sie Kosten für Wälzlager, Personalaufwand 

und ggfs. Maschinenstillstand, und es werden auch 

weniger Ressourcen verbraucht. Gegebenenfalls kann auch ein 

kleineres Lager eingesetzt und somit Bauraum gespart werden. 

Bilder: NSK, Shutterstock 

www.nskeurope.de 

DIE IDEE 

„Durch die Verwendung von angemessenen 

Tragzahlen bietet sich 

dem Konstrukteur schon bei der 

Dimensionierung eines Lagers ein 

besserer Vergleich der Leistungsfähigkeit. 

Denn Modifikationen aus 

dem Umgebungseinfluss einer 

Anwendung sollten dann unabhängig 

vom Wälzlagerhersteller gleich 

bewertet werden können. Allerdings 

muss man sich dann neu darauf 

einstellen, dass die erhöhte Lebensdauervorhersage 

womöglich nicht 

mehr die gewohnte Reserve bietet.“ 

Waldemar Sosnowski, 

Teamleader Application Engineering, 

NSK Deutschland GmbH 


MARKTPLATZ 

FIFTY-FIFTY AUS HOLZ UND KUNSTSTOFF 

Nachwachsende 

Rohstoffe in die 

industrielle Fertigung 

integrieren: Wie das 

geht, zeigt Igus mit 

seinem neuen 

Drehkranzlager aus 

Wood-Plastic-Composite 

(WPC). Das neue 

PRT besteht aus WPC: 

einer Mischung aus 

50 Prozent Holzfasern und 50 Prozent Iglidur-Hochleistungskunststoffen. 

In den Werkstoffen sind inkorporierte Festschmierstoffe, 

welche das Drehkranzlager leichtgängig, 

schmier- und wartungsfrei machen. Der Holzanteil verleiht ihm 

ein natürliches Aussehen. Sowohl das Gehäuse als auch das 

Bauteil bestehen aus dem Material. Lediglich vier Schrauben 

verbinden die beiden Teile miteinander. Das Ergebnis ist ein 

kostengünstiges und schmierfreies Drehkranzlager. Speziell für 

die gängige PRT 02 Baugröße entwickelt, stellt das Drehkranzlager 

eine preisgleiche Alternative zum Low-Cost-PRT aus 

Vollkunststoff dar – ohne Kompromisse bei der Leistung. Es 

ermöglicht einfache Verstellungen, etwa in der Möbeltechnik, 

und bietet gleichzeitig eine robuste Konstruktion, die den 

Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht wird. 

www.igus.de 

VOLLSTÄNDIGES MECHANISCHES SYSTEM 

Stöber präsentiert eine 

neue hochwertige 

Zahnstange. Damit rundet 

der Antriebsspezialist sein 

Portfolio nach unten ab. 

Die Komponente ergänzt 

die Zahnstangentriebe als 

kompaktes, prozesssicheres 

Easy-to-use-System. 

Laut Unternehmen erhält 

der Anwender so ein optimal aufeinander abgestimmtes 

System aus einer Hand. Das Besondere an den neuentwickelten 

Zahnstangen ist die doppelte Anzahl an Befestigungsbohrungen. 

Statt wie üblich alle 125 mm befindet sich nun alle 

62,5 mm eine Bohrung für die Verschraubung. Damit erhöht 

sich die Anpresskraft der Komponente am Maschinenkörper um 

das Doppelte. Ein Verstiften erübrigt sich, ist aber dank 

vorhandener Stiftbohrungen möglich. Das sorgt für ein hohes 

Maß an Sicherheit. Der Anwender profitiert zudem von der 

Montagefreundlichkeit. Mit der neuen Zahnstange führt der 

Hersteller seinen Systemgedanken konsequent weiter: So wie 

der Kunde nun ein vollständiges mechanisches System erhält, 

liefert der Antriebsspezialist bei Bedarf auch die komplette 

Automatisierungslösung aus Getriebe, Motor, Elektronik – und 

nicht zuletzt den Kabeln. 

www.stoeber.de 

TATSÄCHLICHE ANTRIEBSAUSLASTUNG 

VISUALISIEREN 

Baumüller hat sein Inbetriebnahmetool ProDrive um eine 

Antriebskennlinien-Analyse erweitert. Dank der neuen Funktion 

können Ingenieure die tatsächliche Auslastung ihres 

Antriebssystems nun schnell und unkompliziert visualisieren. 

So kann während der Inbetriebnahme festgestellt werden, ob 

das System optimal dimensioniert ist oder ob Anpassungen 

nötig sind, um die Leistungsfähigkeit der Komponenten 

optimal auszunutzen. Die innovative Analysefunktion kann bei 

der Neuentwicklung von Maschinen oder im Service genutzt 

werden. Die Antriebskennlinie vereint dabei alle relevanten 

Informationen zu Motor, Umrichter und Regelung. ProDrive 

stellt die Nenn- und die Grenzkennlinie des Motors übersichtlich 

dar und visualisiert die Antriebskennlinie abhängig von den 

relevanten Betriebsbedingungen und Reglereinstellungen. 

Ingenieure können entweder einen bestimmten Betriebspunkt 

eingeben oder Daten aus einer Messung einlesen. 

www.baumueller.com 

FREQUENZUMRICHTER – LEISTUNGSTRÄGER 

DER ENERGIEWENDE 

Hochgeschwindigkeits-Antriebslösungen 

sind vielfach 

Schlüsseltechnologien 

zur weltweiten 

Reduktion von CO 2 

. 

Ein wesentlicher 

Baustein bei der 

Umsetzung dieser 

Applikationen sind 

Frequenzumrichter, 

wie die SD4x-Produktfamilie von Sieb & Meyer. Diese leistet 

einen direkten Beitrag, den Wirkungsgrad verschiedener 

klimafreundlicher Anwendungen deutlich zu verbessern und 

Energie zu sparen. Wie das in der Praxis aussieht, zeigt unter 

anderem das Beispiel einer Abwasseraufbereitungsanlage, die 

mit Turboverdichtern oder Turbokompressoren belüftet wird. 

Die Hauptcharakteristik dabei ist der Rund-um-die-Uhr-Betrieb 

der Verdichter und Kompressoren an 365 Tagen im Jahr. 

Entsprechend ist die Anlageneffizienz ein wichtiges Thema, 

eine möglichst geringe Motorerwärmung die große Herausforderung. 

Sieb & Meyer löst diese Anforderungen durch den 

Einsatz der 3-Level-Endstufen-Technologie. Das ist zwar im 

Vergleich zu der klassischen 2-Level- Endstufe aufwändiger und 

teurer, kann jedoch den Wirkungsgrad der Turboverdichter oder 

Turbokompressoren um mehrere Prozentpunkte erhöhen. Ein 

weiteres Anwendungsbeispiel für Multi-Level-Umrichter von 

Sieb & Meyer sind spezielle Schnellladestationen für Regionen 

mit schwacher Netzstruktur. 

www.sieb-meyer.de 


MARKTPLATZ 

NUR 18 MILLIMETER LÄNGER 

Faulhaber stellt einen neuen, sehr kompakten integrierten Motion Controller vor: Der 

22xx…BX4 IMC ist in die leistungsstarken bürstenlosen Motoren der 22xx… BX4-Familie 

bereits integriert. Die Einheit verlängert den einzelnen Motor nur um 18 mm und beinhaltet 

einen vollwertigen Servocontroller sowie eine 12-Bit-Encoder. Die Ausführung mit 

RS232-Schnittstelle eignet sich zur Einbindung vom PC oder über Embedded-Master. Die 

CANopen-Ausführung kann für industrielle Automatisierungsnetzwerke eingesetzt werden. 

Durch die vollständige Konformität mit dem CiA 402 Servo Drive Standard werden gängige 

SPSen direkt unterstützt. Mit der RS232-Version können jedoch auch mehrere Antriebe über 

einen einzigen Master-Port gesteuert werden. Der integrierte Motion Controller kann 

typische Aufgaben wie das Homing eines Antriebs direkt übernehmen, und zwar über seine lokalen digitalen und analogen I/Os. 

Alternativ können beide Ausführungen auch stand alone, das heißt ohne Master betrieben werden. Seine digitalen und analogen I/ 

Os können in diesem Fall sehr flexibel für lokale Steuerungsaufgaben oder für diskrete Soll- und Istwerte genutzt werden. 

www.faulhaber.com 

EFFIZIENZ STEIGERN, EMISSIONEN SENKEN 

ABB unterstützt Unternehmen mit einem neuen Online-Rechner 

bei den ersten Schritten auf dem Weg zu mehr Energieeffizienz. 

Er bietet einen einfachen Zugriff auf Daten – basierend 

auf der Energieeffizienz motorbetriebener Systeme. Durch die 

Eingabe von Informationen zu den verbauten Motoren, 

Betriebsstunden und der durchschnittlichen Betriebsleistung 

kann der Kunde Energie- und Emissionseinsparungen sowie die 

Amortisationszeit abschätzen. Der Online-Rechner ist eine 

Light-Version des umfassenden Energieeffizienz-Audits durch 

Fachleute von ABB und basiert auf demselben Algorithmus. Der 

Rechner ermöglicht eine erste Schätzung der potenziellen 

Energie- und Kosteneinsparungen, welche durch die Nachrüstung 

von Pumpen- und Lüftersystemen mit Niederspannungs- 

DOL-Motoren erzielt werden können. Diese laufe ohne einen 

Frequenzumrichter zur Drehzahlregelung. Der Rechner berücksichtigt 

Niederspannungsmotoren der Effizienzklasse IE3 und 

kleiner. Er beziffert die Energieeinsparungen, die durch ein 

Upgrade auf die neueste Motor- und Antriebstechnologie – das 

IE5-SynRM-Paket – erzielt werden könnten. 

https://global.abb/ 

VON STANDARD BIS EXTREM 

Findling bietet die ABEG extreme- 

Serien für harte Umgebungsbedingungen 

an. Die Anforderungen 

an Wälzlager bei sehr hohen oder 

niedrigen Temperaturen erfordern 

nicht nur spezielle Wälzlagerwerkstoffe, 

sondern auch sorgfältig 

entwickelte Dichtungen und 

Schmiermittel. Für das Sortiment 

der Xtemp-Serie wurden Werkstoffe 

aus hochwertigem Wälzlagerstahl, Keramik oder PEEK 

gezielt mit ausgewählten Dichtungsmaterialen respektive 

Deckelmaterialen und Befettungsvarianten kombiniert. 

Hierdurch stehen Rillenkugellager für Temperaturen von −70 °C 

bis 1000 °C zur Verfügung. Speziell für hohe Drehzahlen sind 

die Rillenkugellager der Xspeed-Serie ausgelegt. Kombiniert 

wurde hierfür bewährte Lagertechnik mit Dichtungen für 

Anwendungen im hohen Drehzahlbereich und speziellen Fetten 

zur Minderung der Reibung. 

www.findling.com 

Ein Plus 

an Performance: 

Gehäuselose Motoren 

revolutioniert. 

Flexibilität 

Konnektivität 

Hohes Drehmoment 

Integrierbarkeit 

Dynamik 

Unsere cyber ® kit line eröffnet 

Ihnen neue Freiheiten bei 

der Maschinenkonzeption: 

+ Eine Vielzahl an Baulängen 

+ 60 V bis 750 V Design 

+ Verschiedene Hohlwellenvarianten 

+ Integrierte Temperatursensoren 

+ Wicklungstemperatur 

bis zu 155°C 

Erfahren 

Sie mehr: 

cyber motor


BERECHNUNGSSOFTWARE 

AUF TEMPO 100 IN UNTER 3 SEKUNDEN 

Komplette Getriebe und Antriebsstränge modellieren und optimieren: Dafür 

ist die Berechnungssoftware Kisssoft bekannt. Das studentische Team von 

TU Wien Racing konnte damit nun auch das Getriebe und die Lenkung ihres 

aktuellen Rennwagens für die Formula Student erfolgreich weiterentwickeln. 

Der Rennwagen heißt „Edge“ und ist das Herzstück von 

TU Wien Racing. Der Verein wurde im Jahr 2007 von Studierenden 

der Technischen Universität Wien gegründet. 

Sie wollten ihr theoretisches Wissen durch die Entwicklung 

und Konstruktion eines eigenen Rennwagens in die Praxis 

umsetzen. Seitdem kann das Team auf eine wachsende Mitgliederzahl 

und 15 Rennwagen zurückblicken. Über 100 Studierende 

von 4 Hochschulen aus 30 Fachrichtungen sind heute an dem 

Projekt beteiligt, wobei unter den Rennsportbegeisterten nicht 

nur Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik vertreten sind, 

sondern zum Beispiel auch Wirtschaft und Orientalistik. Jeden 

Sommer misst sich TU Wien Racing auf Wettbewerben der Formula 

Student mit internationalen Hochschulteams. Der erste Bolide 

ging 2008 an den Start, seit 2014 fährt er nachhaltig mit Elektroantrieb. 

Von Beginn an lieferten viele Podiumsplätze und Top- 

10-Platzierungen wertvolle Punkte für die Weltrangliste. 

Bei der Entwicklung erhalten die Studierenden Unterstützung 

von zahlreichen namhaften Sponsoren aus der Industrie und set- 

Der Antriebsstrang des aktuellen 

Edge Rennwagens wurde mithilfe 

von Kisssoft optimiert 

zen auch professionelle Berechnungssoftware ein. Die Programme 

Kisssoft und Kisssys haben dem Team bei der Auslegung des 

Getriebes geholfen. Die Software der Kisssoft AG ermöglicht 

einen sehr starken Detailgrad für die akkurate Berechnung der 

Komponenten und berücksichtigen dabei die relevanten Einflussund 

Umgebungsfaktoren. Zusätzlich ist die Berechnung von 

Verzahnungen mit Nicht-Norm-Modulen wichtig und hier besonders 

die vielen Verzahnungseigenschaften, die ausgelegt und 

berechnet werden können. Dazu gehören etwa auf das optimale 

Gleitverhalten angepasste Profilverschiebungen. Ein anderes 

Beispiel sind angepasste Flankenprofile mit eigenen Höhenund 

Radien-Faktoren. Die resultierenden Sonderverzahnungen 

werden durch Drahterodieren hergestellt. Die Festigkeit der Verzahnung 

wurde mit Lastkollektiven geprüft, welche den tatsächlichen 

Betrieb besser abbilden. Die Modifikationen führen zu 

einer verbesserten Temperatur- und Lastverteilung über den 

Zahn, damit wird die Fressneigung reduziert. 

HERAUSFORDERUNG GETRIEBE 

In der Saison 2021/2022 folgte der Wechsel auf einen Allradantrieb. 

Das erforderte eine erneute Anpassung an den Motor, 

eine veränderte Lastenverteilung und andere Randbedingungen, 



wie etwa die Position des Querlenkers. Aufgrund der Anbindung des Querlenkers am 

Radträger ist der Bauraum begrenzt. Darüber hinaus sollen die Kräfte auf den Querlenker 

durch das kleinere Getriebe verringert werden, da die ungefederten Massen 

reduziert werden. Vorteilhaft für ein verkleinertes Getriebe sind ein geringeres Gewicht 

und weniger Massenträgheit durch den kleinen Durchmesser. 

Die Überarbeitung der Motoren brachte eine neue Herausforderung mit sich: Das 

Getriebe benötigt eine hohe Übersetzung, da der Motor eine hohe Nenndrehzahl hat 

und über wenig Moment verfügt. Aufgrund der höheren Drehzahl am Eingang des 

Getriebes und damit einer erhöhten Anzahl an Lastzyklen liegt der Fokus darauf, die 

Dauerfestigkeit der Verzahnung des Getriebes zu erhöhen. 

Für die aktuelle Saison 2023/24 wurde das Getriebe weiterentwickelt. Das Ziel ist 

eine verbesserte Übersetzung von 11:1 bis 12:1, um die Beschleunigung zu optimieren 

und eine höhere Höchstgeschwindigkeit zu erreichen. In Verbindung damit soll 

der Durchmesser der Verzahnung auf unter 100 mm verkleinert und an den ebenfalls 

kleinen Motor angepasst werden. Dadurch wird der Kraftfluss durch die gesamte Baugruppe 

verbessert. 

Kisssys unterstützt das Team bei der Modellierung der Verzahnungen und Lager sowie 

bei der Berechnung der Planetenachsen, während der unterschiedliche Härteund 

Festigkeitsgrad der Materialien im Bereich der Steckverbindung zwischen Sonne 

und Rotor von Kisssoft automatisch berücksichtigt wird. 

AUSLEGUNG DER LENKUNG 

Auch in anderen Bereichen konnte das Team von TU Wien Racing mit der Software 

von Kisssoft technische Herausforderungen überwinden. Die Aluminiumteile der 

Radnabe werden unter Last elastisch verformt, was zu einer Schiefstellung der Achsen 

der Verzahnung führt. Diese kann in der Berechnungssoftware berücksichtigt 

werden, wodurch entsprechende Veränderungen der Flankenlinienmodifikationen 

berechnet werden können. Zusätzlich fokussiert sich die Arbeit mit Kisssoft auch auf 

das Lenkgetriebe und dessen Ritzel und Zahnstange, die sich in einem Aluminium- 

CFK-Gehäuse befinden. Wichtig für das Design des Lenkgetriebes waren das Moment 

der Lenkung, der maximale Lenkwinkel der Räder sowie der maximale Lenkwinkel 

des Lenkrads. Mit der Software konnten die Studierenden die Verzahnung berechnen, 

um diese durch optimale Geometrien bei gegebener Last möglichst kompakt und 

leicht zu gestalten. Dies bedeutet: Auch bei Verwendung anderer Werkstoffe als Stahl 

wird die höchste Kompaktheit der Zahnräder erreicht. 

Bilder: Kisssoft, TU Wien Racing 

www.kisssoft.com 

DIE IDEE 

„Kisssoft bietet Ingenieuren 

Lösungen und Werkzeuge für die 

Aus legung, Optimierung und 

Beurteilung von einzelnen Zahnrädern 

bis hin zu kompletten 

Antriebssträngen. Mit dem Kisssoft- 

Release 2024 gibt es unter anderem 

das neue System modul Kissdesign. 

Es beschleunigt die Berechnung von 

Antriebs strängen und löst die 

bisherige Software Kisssys ab. 

Wir unter stützen das studentische 

Team von TU Wien Racing gerne und 

sind stolz, dass mithilfe unserer 

Software Getriebe und Lenkung des 

Edge15 für die Formula Student- 

Saison 2023/24 optimiert werden 

konnten.“ 

Hanspeter Dinner, Deputy General 

Manager, Kisssoft AG, Bubikon (CH) 

Tim Sautter, CTO; Patricia Reisinger, Marketing, 

beide TU Wien Racing


EMV UND ENTSTÖRUNG 

LEBENSDAUERVERLÄNGERUNG VON 

ELEKTROKLEINMOTOREN 

Sintertechnik entwickelt und fertigt seit den 

1960er Jahren Bauelemente für die 

Funkentstörung und Lebensdauerverlängerung 

von Kleinmotoren. Die Bauelemente haben 

ihre Zuverlässigkeit unter extremen 

Bedingungen bewiesen – sogar auf dem Mars. 

Neben der Reduzierung elektromagnetischer 

Emissionen tragen die Bauelemente 

maßgeblich zur Verlängerung der Lebensdauer 

bestimmter Motoren bei, sei es im Automobil, 

Flugzeug oder in der Medizintechnik. 

Die Auswirkungen des Klimawandels treiben die Bestrebungen 

zur Energiewende weltweit massiv voran, was 

mit einer Umstellung auf elektrische Energieversorgung 

einhergeht. Die rasante Umstellung vom Verbrennungsmotor 

zur Elektromobilität, die sich insbesondere in 

China vollzieht, belegt diesen Wandel eindrücklich. 

Damit gewinnen auch elektrische Antriebe immer mehr an Bedeutung: 

Ihre Optimierung in allen Leistungsbereichen ist integraler 

Bestandteil der derzeitigen Entwicklungen. Der nachhaltige 

Umgang mit Ressourcen stellt eine weitere Herausforderung dar, 

womit auch eine Verlängerung der Lebensdauer von Produkten 

und Komponenten immer wichtiger wird. 

Auch die zunehmende elektromagnetische Empfindlichkeit 

von elektronischen Produkten und Komponenten (EMV-Verträglichkeit) 

verlangt technologische Lösungen, wenn die Leiterbahnstrukturen 

auf Mikrochips in allen Bereichen des täglichen 

Lebens immer dichter werden – etwa durch die Einführung von 

3-nm-Chips. Dass der steigenden elektromagnetischen Empfindlichkeit 

seitens des Gesetzgebers entsprechend Rechnung 

getragen wird, zeigt die Überarbeitung zum Beispiel der Norm 

CISPR25:2021 (Fahrzeuge, Boote und von Verbrennungsmotoren 

angetriebene Geräte – Funkstöreigenschaften – Grenzwerte 

und Messverfahren für den Schutz von an Bord befindlicher 

Empfänger): Die obere Grenzfrequenz wurde in der aktuellen 

Version 2021 von 2,45 GHz (Version 2016) auf 5,95 GHz (Version 

2021) deutlich erweitert. Hinzu kommt der Wunsch, Kosten zu 

Dr. Jochen Langguth, Geschäftsführer, Sintertechnik GmbH, Pretzfeld 

senken, insbesondere im Automotive-Bereich, um dem immer 

stärker werdenden Wettbewerb aus Fernost standhalten zu können 

– nicht nur in der Elektromobilität. 

KOSTENOPTIMIERUNG UND VEREINFACHUNG 

Aus diesen Forderungen heraus wurden zwei Aufgaben an die 

Firma Sintertechnik GmbH mit Sitz in Nordbayern herangetragen. 

Bei beiden Aufgaben sollten kostenintensive Motoren durch 

mechanisch kommutierte DC-Motoren ersetzt werden, die kostengünstig 

und einfach anzusteuern sind. Zum einen betrifft dies 

einen Schrittmotor in einer Klappenverstellung (HVAC), zum anderen 

einen BLDC-Motor (elektronisch kommutiert) für eine 

Pumpe, bei dem in diesem Anwendungsfall die komplexe Ansteuerung 

des Motors deutlich vereinfacht werden sollte. 

Sintertechnik hat im Bereich der Funkentstörung (EMV) von 

Elektrokleinmotoren und insbesondere der Verlängerung der 

Lebensdauer von sehr hochwertigen eisenlosen Motoren seit 

Jahrzehnten Erfahrung und beliefert führende Unternehmen 

mit Lösungen. Der erste Marsrover „Sojourner“ wurde mit 

Motoren ausgerüstet, deren Lebensdauer mit einer Lösung des 

Unternehmens deutlich verbessert werden konnte. Es war das 

erste radgetriebene Fahrzeug, das jemals auf einem anderen 

Planeten unterwegs war. Komponenten von Sintertechnik 

trugen somit zum Erfolg der Marsmission bei. 

Aufgrund der anspruchsvollen Anforderungen in beiden Anwendungen 

wurde ein Motor mit Edelmetallbürstenkommutierung 

(EB) gewählt. Wichtige waren unter anderem eine geringe 

Geräuschentwicklung, geringe Anlaufspannung, keine Kontaminationen 

(etwa durch Abrieb), hoher Wirkungsgrad, geringe elektromagnetische 

Emissionen (EMV) und eine hohe Lebensdauer. 



Bei den Anwendungen im Automobilbereich war der Einsatz eines 

eisenlosen Motors aus Kostengründen von Anfang an nicht 

in Frage gekommen. 

ELFFACHE LEBENSDAUER 

Es wurde letztlich ein besonders kostengünstiger Eisenkernmotor 

mit EB-Kommutierung und 12 V Betriebsspannung aus dem 

Standardprogramm eines renommierten Motorenherstellers 

gewählt. Er wird weltweit in großen Stückzahlen in vielfältigen 

Anwendungsbereichen eingesetzt, unter anderem Automotive, 

und verfügt über eine hohe Qualität. Allerdings ist die Lebensdauer 

dieses Motors in der heute verfügbaren Standardausführung 

auf knapp 900 h und circa 200.000 Drehrichtungswechsel 

(CW/CCW) unter Last limitiert. Aufgabe war es somit, die Vorzüge 

dieses EB-kommutierten Motors mit der geforderten Lebensdauer 

von circa 4.500 h und 1 Mio. CW/CCW-Zyklen zu 

vereinen. 

Sintertechnik hat sich dieser Aufgabe in Zusammenarbeit mit 

dem Hersteller der Motoren angenommen. Nach einer Vielzahl 

von Vorversuchen wurden die Verbesserungsmaßnahmen evaluiert. 

Das Ergebnis: Durch diese Modifikationen des Motors 

konnte eine Lebensdauer von über 10.000 h und über 2,3 Mio. 

Drehrichtungswechsel (CW/CCW) unter Last und unter Normalbedingungen 

im Labor erzielt werden. Damit wurde die Vorgabe 

der Kunden deutlich übertroffen. Diese enorme Steigerung 

der Lebensdauer lässt eine erhebliche Erweiterung des heutigen 

Anwendungsspektrums dieses Motors erwarten: Wesentlich kostenintensivere 

Motoren in dieser Leistungsklasse können so kostengünstig 

substituiert werden. 

WEITERE BETRIEBSSPANNUNGEN 

Aufgrund der verschiedenen Anforderungen weiterer Kunden 

wurde der Motor und die Methode zur Lebensdauerverlängerung 

zwischenzeitlich so weiterentwickelt, dass der Motor auch 

mit Betriebsspannungen von 24 V, 36 V und 48 V geliefert werden 

kann. Entsprechende Stückzahlen vorausgesetzt können 

auch davon abweichende Betriebsspannungen realisiert werden. 

Für EMV-kritische Anwendungen können die Motoren kundenspezifisch 

modifiziert und mit entsprechender Entstörung geliefert 

werden, zum Beispiel gemäß der Norm CISPR25:2021. 

Ein weiteres Projekt mit einem Motor mit höherteiligem Anker 

ähnlicher Baugröße hat ebenfalls die geforderten 1 Mio. CW/ 

CCW-Zyklen und circa 4.500 h bereits überschritten. Er zeichnet 

sich durch eine besonders hohe Laufruhe aufgrund eines verringerten 

magnetischen Rastmoments aus. Wegen der günstigeren 

Motoreigenschaften in Hinblick auf EMV und Lebensdauer sollte 

dieser Motor die Lebensdauer des ersten Motors noch einmal 

deutlich übertreffen. 

HOHE STÜCKZAHLEN MÖGLICH 

Die Motoren können auf Anfrage und bei entsprechenden Stückzahlen 

in Zusammenarbeit mit dem Kunden auch mit Getriebe 

geliefert werden. Darüber hinaus können anwendungsbezogene 

Aktuatorsysteme entwickelt und geliefert werden. Aufgrund der 

vorhandenen Produktionslinien für die kostengünstige Basisversion 

dieses Motors beim Hersteller der Motoren eignet er sich 

nicht nur für kleinere, sondern auch für mittlere bis große Serien 

– bis hin zu Stückzahlen von mehreren Millionen per annum. 

Bilder: Sintertechnik 

www.sintertechnik.com 

DIE IDEE 

DC-Motor mit Aktuator 

„Sintertechnik befasst sich bereits 

seit Mitte der 1960er-Jahre mit der 

kundenspezifischen Entwicklung 

und Herstellung von Bauelementen 

für die Funkentstörung und Lebensdauerverlängerung 

von Kleinmotoren. 

Diese Bauelemente 

werden zum Teil seit über 40 Jahren 

von den Weltmarktführern in der 

Antriebstechnik in Serie eingesetzt 

und haben ihre Tauglichkeit unter 

den ungewöhnlichsten Einsatzbedingungen 

bewiesen, in Luftund 

Raumfahrt, Automotive oder 

Medizintechnik. Neben einer 

deutlichen Reduzierung der elektromagnetischen 

Emissionen kann 

durch den Einsatz von Sintertechnik- 

Bauelementen die Lebensdauer von 

bestimmten Motoren erheblich 

verlängert werden.“ 

Dr. Jochen Langguth, 

Geschäftsführer der 

Sintertechnik GmbH, Pretzfeld 


MARKTPLATZ 

HYGIENISCHES 

EDELSTAHL-SCHNECKENGETRIEBE 

Boston Gear stellt die nächste 

Generation seines Schneckengetriebes 

der Serie 700 vor. Das 

Edelstahlgetriebe SS700 Gen2 

ist eine Weiterentwicklung der 

ersten Generation, die seit 

über 10 Jahren in der Lebensmittel- 

und Getränkeindustrie 

zum Einsatz kommt. Das 

NSF-zertifizierte SS700 Gen2 

verfügt über innovative neue 

Funktionen: Ein optimiertes, abgerundetes Domed Crown-Design 

verhindert praktisch alle Flüssigkeitsansammlungen beim 

Abspülen. Hinsichtlich Haltbarkeit und Hygiene bietet die 

Konstruktion aus Edelstahl 316 verbesserte Vorteile für 

Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie – im 

Vergleich zu lackierten, beschichteten und aluminiumlegierten 

Getrieben. Das neue Schneckengetriebe verfügt über ein 

Edelstahlgehäuse der Schutzart IP69K gemäß IEC 60529 und 

hält einem Düsendruck von bis zu 1450 psi (circa 100 bar) bei 

vier Zoll ohne Wassereintritt stand. Neue FSMA- und OSHA-konforme 

und vor Ort installierbare Wellenabdeckungen schützen 

vor möglichen Schmutznestern und eliminieren Sicherheitsrisiken, 

die mit rotierenden Elementen einhergehen. 

www.bostongear.com 

SERVOREGLER MIT 

PROFISAFE-SCHNITTSTELLE 

Wittenstein präsentiert den 

neuen sicherheitszertifizierten 

Servoregler Cyber Simco Drive 

2 mit Profisafe-Interface. 

Verfügbar ist die sichere 

Feldbusschnittstelle für die 

Leistungsvarianten SIM2050 

und SIM2100 mit integrierter 

Sicherheitskarte. 

Diese werden, kombiniert mit dem Antriebsaktuator, im 

kompakten Servoantriebssystem Cyber iTAS System 2 für 

fahrerlose Transportsysteme (FTS) eingesetzt. Die Profisafe- 

Schnittstelle leistet einen wichtigen Beitrag zur „Next Level 

Safety Architecture“ des kompakten FTS-Antriebssystems: Sie 

reduziert die sicherheits- und steuerungstechnische Komplexität 

in den Fahrzeugen, verringert den Zeit- und Kostenaufwand 

bei Inbetriebnahme und Service. Zudem erleichtert sie die 

Konfiguration und Dokumentation der Sicherheitsarchitektur. 

Mit einer integrierten Sicherheitskarte verfügt der Regler 

bereits in der Grundvariante über eine zweikanalige STO-Funktion 

(Safe Torque Off). Optional können die Sicherheitsfunktionen 

SBC (Safe Brake Control) sowie eine sichere Encoder-Emulation 

für den Safety-Encoder im Radantrieb und die Sicherheitsfunktion 

SP (Safe Position) ergänzt werden. 

www.wittenstein.de 

NACHHALTIG: BIO-KABEL GEHT IN SERIE 

Im vergangenen Jahr hat Lapp erste 

Prototypen von Kabeln mit biobasierten 

Ummantelungen vorgestellt. 

Jetzt geht der Hersteller mit der 

Etherline FD bioP Cat.5e in Serienproduktion. 

Die nachhaltige Variante 

mit biobasiertem Außenmantel 

besteht zu 43 Prozent aus nachwachsenden 

Rohstoffen (nach ASTM 

D6866). Die Produkteigenschaften 

sind gleich wie bei der Standardvariante 

aus rein fossilen Rohstoffen. 

Damit wird der CO₂-Fußabdruck laut 

eigenen Angaben um 24 Prozent 

gegenüber des fossil-basierten TPU-Mantels reduziert. Sowohl 

die fossile als auch die biobasierte Variante eignen sich für die 

Patchkabel-Konfektion bis 60 m Kabellänge bei anspruchsvollen 

Verwendungen: zum Beispiel für den dauerbewegten Einsatz in 

Schleppketten, in beweglichen Maschinenteilen oder auch für 

EtherCAT- und EtherNet/IP-Anwendungen. Dank der Cat.5e- 

Performance bis 1.000 Mbit/s ermöglicht die neue Leitung 

einen schnellen Informationsaustausch und dient zur Übertragung 

analoger und digitaler Signale im Frequenzbereich bis 

100 MHz. Die hochflexible Datenleitung wurde im eigenen 

Testzentrum auf über 1 Mio. Biegezyklen in der Schleppkette 

getestet. 

www.lapp.com 

ANOMALIEN IM ANTRIEBSSTRANG ERKENNEN 

Siemens präsentiert 

eine cloud- und eine 

PC-basierte Lösung für 

das Condition Monitoring 

des Antriebsstrangs, 

die sich 

ergänzen. Mit Drivetrain 

Analyzer Cloud 

werden die beiden 

Applikationen Analyze 

MyDrives und Sidrive IQ 

Fleet in einer App zusammengeführt. Drivetrain Analyzer Cloud 

kommt mit einer neuen Benutzeroberfläche. Ob Frequenzumrichter, 

Motoren oder andere rotierende Maschinen, Anwender 

können verschiedene Antriebskomponenten zu einem Antriebsstrang 

verbinden und dessen Zustand zu überwachen. Eine 

weitere Produktneuheit ist das Connection Module IOT (CM 

IOT). Laut eigenen Angaben kann es in wenigen Minuten 

montiert und in Betrieb genommen werden. Hervorzuheben 

sind die verbesserte und zusätzliche Sensorik und das neue 

alternative Energiekonzept über einen externen 24V-Anschluss. 

Das Modul misst Rohdaten und überträgt diese automatisch in 

die Cloud. Drivetrain Analyzer Cloud informiert sofort über 

Anomalien und spezifische Fehlerbilder wie Lagerschäden, 

Unwuchten oder Fehlausrichtungen und hilft so, ungeplante 

Ausfällen zu vermeiden. 

www.siemens.com 


MARKTPLATZ 

FASEROPTISCHE DREHDURCHFÜHRUNGEN 

Servotecnica bietet faseroptische 

Drehdurchführungen auch 

für sehr anspruchsvolle Anforderungen 

an – von kompakten 

Einkanal- und koaxialen FORJs 

bis hin zu komplexen Mehrkanal-Drehdurchführungen 

für 

optische Leiter. Als optisches 

Äquivalent eines elektrischen Schleifrings sorgt ein Fibre Optic 

Rotary Joint (FORJ) für die unterbrechungsfreie Übertragung 

eines optischen Signals zwischen statischem und rotierendem 

Abschnitt. Das Portfolio enthält neben robusten Einkanal-FORJs 

ebenso Koaxial-FORJs für Anwendungen, bei denen zwei Kanäle 

erforderlich sind. Die komplexeste Bauform bilden die Mehrkanal-FORJs, 

die der italienische Hersteller für bis zu zwölf 

Standardkanäle realisieren kann. Die Einkanal-FORJs haben 

üblicherweise eine Einfügungsdämpfung (Insertion Loss, IL) von 

0,5 dB; bei Doppel- und Mehrkanal-Schleifringen steigt sie auf 

3 dB an. Die Variation (Insertion Loss Variation, wow) ermittelt 

Schwankungen in der Dämpfung, die entstehen, sobald sich ein 

FORJ dreht. Sie soll möglichst klein ausfallen, um zu verhindern, 

dass sich das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtert. Ist die 

Variation bei einer Anwendung eine kritische Spezifikation, sind 

Einkanal-FORJs laut eigenen Angaben die beste Wahl. Sie haben 

bei Servotecnica einen wow-Wert von weniger als 0,25 dB 

www.servotecnica.de 

STAUBFESTE EX-MOTOREN ZERTIFIZIERT 

Elektromotoren von BEN 

Buchele wurden nach 

IBExU22ATEX1087 X als 

staubfest für den Einsatz 

in explosionsgefährdeten 

Bereichen zertifiziert. Sie 

eignen sich für Anwendungen 

in der Lebensmittelbranche, 

bei Futtermitteln, 

in der Chemie- und Pharmaindustrie oder im Recyclingbereich. 

Das Unternehmen konnte seine jahrelange Erfahrung aus 

der Offshore-Industrie für die Auslegung von staubgeschützten 

Motoren adaptieren. Im Offshore-Bereich müssen Motoren zum 

Beispiel für Windenanatriebe ex-geschützt und wasserfest sein. 

Mit geringen Anpassungen konnte so die Typenreihe tKD..71..- 

./. bis tKD..315..-./. in oberflächengekühlter Graugussausführung 

im Leistungsbereich von 0,37 kW bis 120 kW zertifiziert 

werden. Die Motoren genügen den Anforderungen des Explosionsschutzes 

der Gruppe II, Kategorie 2D in der Zündschutzart 

Staubexplosionsschutz durch Gehäuse „tb“: II 2D Ex tb IIIC T* °C 

Db. Wichtig dabei ist eine aktive Temperaturüberwachung des 

Motors, beispielsweise durch einen integrierten Thermofühler. 

Bei Überhitzung der Wicklung wird der Motor abgeschaltet. 

Alternativ kann ein Überstromabschaltgerät eingesetzt werden, 

das den Motor bei Überlastung ebenfalls deaktiviert. 

www.benbuchele.de 

AUTOMATISCHE LASTERKENNUNG 

Mit dem neuen Kapazitätsmodul PC-0424-010-00 erweitert Block sein Portfolio im Bereich der 24VDC 

kapazitiven USVen. Die Module vereinen die automatische Umschaltung bei einem Netzausfall und einen 

langlebigen und wartungsfreien Energiespeicher auf Basis von Ultrakondensatoren. Bis zu 20 A werden 

Unterbrechungen der Versorgungsspannung bis in den Sekundenbereich überbrückt. Durch das kompakte 

Design werden dafür nur 55 mm Baubreite auf der Hutschiene benötigt. Die automatische Lasterkennung 

vereinfacht das Handling und macht nutzerseitige Einstellungen überflüssig. 

www.block.eu 

RG_Fit Zukunft_Antriebstechnik_2024-6-2 29.04.2024 11:10 Uhr Seite 1 


Jede Zelle 

befindet sich auf 

einer Verschiebe- 

Einheit und lässt sich 

daher bei einem 

Ausfall des Roboters 

schnell zur Seite 

bewegen 

01 

ZAHNSTANGENGETRIEBE 

SCHWERE ROBOTERZELLEN 

LEICHT VERSCHIEBEN 

Ein Spezialist für die Automatisierung von Fertigungs- und Logistikprozessen setzt 

für kundenspezifische Lösungen Roboterzellen ein. Das Besondere: Die Roboterzellen 

lassen sich schnell und leicht verschieben. In einer Handling-Einheit zur Beschickung 

von CNC-Maschinen übernehmen Zahnstangengetriebe diese Aufgabe. Der Beitrag 

stellt die Lösung vor. 

Das Dienstleistungsangebot der Alexander Bürkle Robotic 

Solutions GmbH aus Singen (Hohentwiel) beinhaltet 

neben der Modernisierung und Wartung von Anlagen 

auch die Entwicklung schlüsselfertiger Systeme. Zu den 

Kunden der Automatisierungsexperten zählen nicht nur Maschinenbauer 

und Automatisierer, sondern auch produzierende Unternehmen. 

In einem Gewerbegebiet unweit des Bodensees arbeitet ein 

Team aus hochspezialisierten Ingenieuren und Technikern an 

Lösungen, um Prozesse zu optimieren und Mitarbeiter in Fertigung 

und Logistik von körperlich anstrengenden, monotonen 

Arbeiten zu entlasten. Die Anlagen tragen zudem zur Effizienzsteigerung 

bei und ermöglichen es den Auftraggebern, trotz hoher 

Lohnkosten am Standort Deutschland weiter zu produzieren. 

KURZE RÜSTZEITEN 

Mittlerweile haben die Spezialisten mehr als 250 Automatisierungssysteme 

entwickelt und installiert. Das Herzstück jeder An- 

Sven Schürmann, Teamleitung Marketing, Leantechnik AG, Oberhausen 

lage ist eine verschiebbare Zelle, in der sich ein Industrie- oder 

Leichtbauroboter befindet. Dieser kann für die verschiedensten 

Anwendungen eingesetzt werden: für Pick-and-Place-Aufgaben 

ebenso wie für die Durchführung von Schweißfügungen, Qualitätskontrollen 

oder das Beschicken von CNC-Maschinen in der 

Metallverarbeitung. 

Die flexible Handlingzelle hat für den Maschinenbetreiber einen 

großen Vorteil: „Falls der Roboter einmal ausfallen sollte, 

lässt sie sich einfach zur Seite bewegen, sodass die Maschine manuell 

bestückt werden kann“, erklärt Simon Potzkai, Vertriebsingenieur 

bei Alexander Bürkle Robotic Solutions. „Würde man eine 

statische Anlage konstruieren, müsste man sie so planen, dass 

der Werker an jeden Ort der Maschine gelangen kann. Das wäre 

viel aufwendiger als die Entwicklung einer anwendungsspezifischen 

Verschiebe-Vorrichtung.“ 

Bei der Automatisierung einer CNC-Fräsmaschine zur Metallbearbeitung 

war die Konstruktion der beweglichen Roboterzelle 

allerdings nicht ganz so einfach. Die Herausforderung bestand 

vor allem im Gewicht der Handling-Einheit. Herkömmliche 

Lineartechnik, welche das Unternehmen ansonsten für seine Anlagen 

verwendet, eignete sich für die hohe Traglast von 1.650 kg 

nicht. Auf der Suche nach einer Alternative stießen die Ingenieure 

auf die hochgenauen und robusten Zahnstangengetriebe von 

Leantechnik. 


STEUERN UND AUTOMATISIEREN 

03 

02 

01 Die Roboterzellen kommen unter anderem in Pick-and- 

Place-Anwendungen zum Einsatz 

02 Die Lifgo 5.1 linear-Zahnstangengetriebe ermöglichen 

Anwendungen mit langen Hub- oder Verfahrbewegungen 

03 Lifgo-Zahnstangengetriebe gibt es in verschiedenen 

Ausführungen und Baugrößen 

HOHE TRAGLASTEN PRÄZISE POSITIONIEREN 

Die Zahnstangengetriebe der Lifgo-Serie wurden für Anwendungen 

entwickelt, die eine hohe Positioniergenauigkeit und Querkraftaufnahme 

erfordern. Das Besondere an den Getrieben ist 

die 4-fache-Rollenführung der Zahnstange: Sie sorgt für einen 

präzisen Hub und ermöglicht hohe Traglasten. Deshalb eignen 

sie sich hervorragend für den Einsatz in Handling- oder Verpackungsanlagen. 

Leantechnik fertigt die Getriebe in unterschiedlichen Baureihen 

mit Hubkräften zwischen 2.000 N und 25.000 N und einer 

Hubgeschwindigkeit von 3 m/s. Varianten für Anwendungen mit 

langen Verfahrwegen oder für Greif- und Zentrierbewegungen 

werden angeboten. Besonders laufruhig sind die Zahnstangengetriebe 

der Reihe Lifgo SVZ, da ihre schräggestellten Zähne nur 

sehr wenig Reibung verursachen. 

BEWEGLICHE ROBOTERZELLE 

Für die Verschiebe-Einheit der CNC-Maschine wurde das Zahnstangengetriebe 

der Lifgo-Baureihe 5.1 verwendet. Diese Getriebe 

weisen eine statische Tragzahl von 51.200 N und eine Hubkraft 

von 3.800 N auf und halten dem hohen Gewicht der Roboterzelle 

deshalb zuverlässig stand. Da die Verschiebe-Einheit einen Verfahrweg 

von 1,2 m bewältigen muss, entschieden sich die Automatisierungsspezialisten 

für die Baureihe Lifgo 5.1 linear. Durch 

die Aneinanderreihung beliebig vieler Zahnstangen kann diese 

Variante auch sehr lange Hübe ausführen. 

Der Kunde hatte für seine CNC-Maschinen mehrere Verschiebe- 

Einheiten bestellt. Jede der Roboterzellen ruht auf einer Stahlplatte, 

unter der sich drei Holme mit den Abmessungen 80 x 80 mm befinden. 

An die Holme sind Führungsschienen und Führungswägen 

angebaut sowie pro Zelle drei Zahnstangengetriebe des Typs 

Lifgo 5.1 linear. Die Führungsschienen sind über 10 mm starke 

Metallplatten mit dem Hallenboden verbunden, für den Antrieb 

der Verschiebe-Einheit sorgt ein Drehstrom-Getriebemotor. 

Die Roboterzelle sollte in maximal 30 s verfahren werden können. 

Außerdem war zu berücksichtigen, dass die Zelle durchschnittlich 

zwei bis dreimal pro Schicht hin und her bewegt wird. 

Diese wichtigen Vorgaben des Maschinenbauers und alle weiteren 

Anforderungen konnten mithilfe des ausgewählten Getriebes 

problemlos erfüllt werden. 

AUCH LÖSUNGEN FÜR EINFACHE 

HUBAUFGABEN 

Neben den Lifgo-Zahnstangengetrieben fertigt Leantechnik auch 

Ausführungen mit rundgeführter Zahnstange. Die lean SL-Getriebe 

eignen sich für einfache synchrone Hubaufgaben ohne 

Querkraftaufnahme. Sie verfügen über eine rundgeführte Zahnstange, 

die einen großen Durchmesser sowie eine breite Verzahnung 

aufweist und daher besonders biegesteif ist. 

Lean SL-Zahnstangengetriebe gibt es in verschiedenen Größen 

mit Hubkräften von 300 N bis 25.000 N. Die Getriebe erzielen 

Hubgeschwindigkeiten von bis zu 0,6 m/s und können in den unterschiedlichsten 

Anwendungen eingesetzt werden – in Hubtischen 

ebenso wie in Transfer- oder Shuttle-Anlagen. 

Da die Lifgo- und Lean SL-Serie im Baukastensystem gefertigt 

werden, lassen sie sich beliebig miteinander kombinieren. Anwender 

können deshalb mit den Zahnstangengetrieben nahezu 

jedes denkbare Handling- oder Positioniersystem konstruieren. 

Darüber hinaus plant und fertigt Leantechnik aber auch teil- und 

funktionsfertige Anlagen nach Vorgaben des Kunden. 

Bilder: Alexander Bürkle robotic solutions, Leantechnik 

www.leantechnik.com 

DIE IDEE 

„Wir verbauen die Zahnstangen 

getriebe von Leantechnik seit drei 

Jahren in Verschiebe-Einheiten. Wir 

sind sowohl mit dem Produkt als 

auch mit dem Service sehr zufrieden. 

Wenn das nächste Automatisierungsprojekt 

mit hohen Tragzahlen 

ansteht, werden wir sie wieder 

verwenden.“ 

Simon Potzkai, Vertriebsingenieur 

bei Alexander Bürkle robotic 

solutions GmbH, Singen (Hohentwiel) 


Miles Meier, Chefredakteur 

DAS THEMA: 

HANNOVER MESSE 

DIE HARDWARE 

NICHT VERGESSEN 

Die Hannover Messe 2024 hatte sich KI und 

Datenverarbeitung auf die Fahnen geschrieben. 

Aber auch bei der profanen Hardware 

gab es für die Besucher viele gute Ideen zu 

bewundern. Wir haben hier ein paar zusammengetragen, 

die uns auf der Messe Spaß 

gemacht haben. Es sind nicht alles Weltneuheiten, 

zeigen aber doch den Wunsch von 

Unternehmen, sich und die Antriebe immer 

weiter in alle Richtungen zu verbessern. 

DREIPHASIGER 

HYBRIDUMRICHTER 

KRAFT FÜR DIE TIEFE 

Wittenstein motion control zeigte unter vielem anderem auch seine 

Subsea-Antriebssysteme und elektrische Subsea-Aktuatoren für den 

Einsatz in Wassertiefen bis zu 3.000 Metern und darüber hinaus. Die 

Produkte zeichnen sich durch Zuverlässigkeit und Haltbarkeit aus 

und werden in der Subsea-Exploration, -Verarbeitung und -Produktion 

eingesetzt. Im Bild ist der hochverfügbare, zweikanalige SSEAC, 

der eine vollständige Selbstüberprüfung bietet. 

www.wittenstein.de 

Am Stand des Elektrotechnischen Institut 

(ETI) des KIT war ein leistungsfähiger 

Hybridumrichter mit neuartigem Schaltungskonzept 

zu sehen. Hierbei sind ein 

konventioneller Umrichter mit einem 

Multilevelumrichter entkoppelt aufgebaut 

und beide Einheiten werden über eine 

separate Kopplungsinduktivität zu einem 

dreiphasigen Hybridumrichter miteinander 

kombiniert. Durch diese Kombination 

entsteht ein Hybridumrichter mit hoher 

Spannungsqualität, guter Skalierbarkeit 

und bisher unerreichter Leistungsdichte. 

Der neue Frequenzumrichter ist für 

Nieder- und Mittelspannungsanwendungen 

einsetzbar und zeichnet sich durch 

frequenzunabhängiges Filterverhalten 

sowie geringere Baugröße und Kosten 

verglichen mit konventionellen Umrichtertechnologien 

aus, wie uns Dr. Aude 

Pélisson-Schecker (Bild) erklärte. 

www.kit-technology.de 

CUSTOMIZED GEWINDETRIEBE 

Am Stand von Eichenberger Gewinde war eine Auswahl von 

besonders stark nach Kundenwünschen produzierte Gewindetriebe 

zu sehen. Das Unternehmen entwickeltt dabei Geometrie, 

Werkstoff und Härteverfahren gemäß der Anforderungen in der 

Anwendung. Die nötige Flexibilität in der Produktion erreichen 

die Schweizer durch Produktion im eigenen Haus. Dadurch kann 

auch die Endenbearbeitung der Spindeln kundenspezifisch sein. 

www.eichenberger.com 


AUSGEWÄHLT 

ROBUSTE MOTOREN 

GETRIEBEMOTOR PUR 

Cantoni Motor präsentierte eine breite Palette von 

Sicherheitsmotoren in verschiedenen Leistungsbereichen 

und Sicherheitsstufen. Darunter auch 

explosionsgeschützte Motoren im Leistungsbereich 

von 0,55 kW bis 3200 kW, die für den Betrieb in der 

chemischen Industrie und im Bergbau geeignet sind, 

wo eine explosive Atmosphäre von Gasen, Dämpfen 

oder Staub auftreten kann. Im Bild ist ein IE4-Motor 

für den Einsatz in Minen oder Tunneln mit außenliegender 

Kühlung. 

www.cantonigroup.com 

SEW-Eurodrive hat beschichtungsfreie Getriebemotoren 

vorgestellt. Ganz im Zeichen der Nachhaltigkeit 

unterstützen diese und weitere Lösungen des Unternehmens 

Branchen bei der Effizienzsteigerung. So 

lassen sich für Applikationen in geschlossenen und gut 

vor Hitze, Kälte oder Nässe geschützten Räumen mit 

nicht lackierten Getriebemotoren (ECO2) wertvolle 

Ressourcen sparen. Ohne Beschichtung wird das 

Recyceln einfacher und das energieintensive Nachlackieren 

nach Reparaturen entfällt. 

www.sew-eurodrive.de 

HYGIENISCHE NORMELEMENTE 

Da bereits kleinste Schwachstellen zur Kontamination kompletter 

Produktionslinien führen können, hat sich Ganter entschlossen, 

eine spezielle Serie von Normelementen zu entwickeln, die den sehr 

hohen Anforderungen der EHEDG und des 3-A Sanitary Standard 

gerecht werden. Momentan bietet Ganter unter dem Label „Hygienic 

Design“ Teile an, die allesamt konstruktiv auf minimale Verschmutzung 

sowie einfache Reinigung optimiert sind. Als Material 

kommt in allen Fällen nichtrostender Edelstahl zum Einsatz, dessen 

Oberflächen gleitgeschliffen oder poliert sind. Ein hygienisch 

sicheres Dichtungskonzept, das per Softwaresimulation verifiziert 

wurde, garantiert, dass die FDA-konformen Elastomer-Dichtungen 

montiert überall flächenbündig anliegen und ihre Funktion 

langfristig erfüllen. 

www.ganternorm.com 



Sebastian Mergler, 

Head of Product 

Marketing Schaeffler 

Lifetime Solutions 

CONDITION MONITORING 

VOLLE TRANSPARENZ BEI DER 

INSTANDHALTUNG 

Daten spielen bei der Instandhaltung heute eine große Rolle. 

Immer öfter ist auch Künstliche Intelligenz beteiligt. Aber die Bedeutung 

des menschlichen Faktors ist gerade bei der Instandhaltung nicht zu 

unterschätzen. Schaeffler hat nun ein System geschaffen, welches 

digitalen und persönlichen Service kombiniert. Die antriebstechnik 

sprach darüber mit Sebastian Mergler, Head of Product Marketing 

Schaeffler Lifetime Solutions. 



Auf der Messe Maintenance in Dortmund haben Sie gesagt, 

dass sich Unternehmen für die Instandhaltung einen „echten 

Partner“ an der Seite wünschen. Was denken Sie, warum das 

so ist? 

Die von digitalen Assistenten empfohlenen Maßnahmen haben 

häufig weitreichende Konsequenzen für den Kunden. Beispielsweise 

kann die Maßnahme einen geplanten Maschinenstillstand 

erfordern oder die Anschaffung einer neuen Maschine. 

Je größer die Auswirkungen der Entscheidung sind, desto größer 

muss das Vertrauen in die digitale Empfehlung sein. Viele unserer 

Lifetime Solutions-Kunden sind daher vor allem am Anfang 

skeptisch und wünschen sich Unterstützung und Bestätigung 

bei der Entscheidungsfindung. Dafür suchen sie einen erfahrenen 

menschlichen Partner. Mit der Zeit wächst das Vertrauen in 

die digitale Analyse und Entscheidungen werden schneller und 

selbstständig getroffen. 

Was ist das Besondere an den Schaeffler Lifetime Solutions? 

Im Geschäftsbereich Lifetime Solutions bietet Schaeffler ein 

umfassendes Angebot an Produkten, Dienstleistungen und Lösungen 

zur industriellen Instandhaltung über die Lebensdauer 

der Maschinen und Anlagen hinweg. Das Portfolio basiert auf 

der langjährigen Wälzlager-Expertise von Schaeffler. Es reicht 

von Anwärm- und Ausrichtwerkzeugen, die bei der Montage 

benötigt werden, über Lösungen zur Maschinenüberwachung 

bis hin zu einer stetig wachsenden Auswahl an Schmierstoffen 

und intelligenten Schmierstoffgebern. Unsere Produkte und 

Dienstleistungen sind darauf ausgelegt, die Instandhaltung von 

Maschinen so einfach wie möglich zu gestalten, deren Lebensdauer 

zu verlängern und Ausfälle fast vollständig zu vermeiden. 

In puncto Ressourcenmanagement unterstützt unser Portfolio 

Unternehmen dabei, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und 

ihre CO 2 

-Bilanz langfristig zu verbessern. So reduzieren die 

Lösungen des Optime Ecosystems durch Lagerausfälle verursachte 

ungeplante Downtimes um bis zu 100 Prozent, senken 

den Energieverbrauch um bis zu drei Prozent und sparen bis zu 

60 Prozent Schmierstoffabfall ein. 

Auch die Wiederaufbereitung von Lagern ist Teil der Lifetime 

Solutions. Damit können bis zu 95 Prozent der CO 2 

-Emissionen 

gegenüber einem neuen Lager eingespart werden. Dieser Service 

wird noch durch Dienstleistungen wie der Zustandsüberwachung 

vor Ort oder Remote mithilfe von Augmented Reality 

sowie individuellen Schulungen ergänzt. So ergibt sich ein branchenübergreifendes 

Produkt- und Lösungsangebot aus einer 

Hand für die gesamten Instandhaltungsanforderungen unserer 

Kunden. 

Die drei Säulen, so nenne ich die Aspekte Schmierung, 

Zustandsüberwachung und Montage mal, sind miteinander 

verwoben? Profitiert die Qualität der Zustandsüberwachung 

davon, dass die Schmierstoffe und Applikationswege von 

Schaeffler sind? 

Generell profitiert die Zustandsüberwachung von der Transparenz 

über die Schmierstoffversorgung oder von der Kenntnis der 

Montageparameter. Schließlich sind eine unzureichende 

Schmierung oder eine fehlerhafte Lagermontage die häufigsten 

Ursachen für einen Lagerausfall. Die Besonderheit bei Schaeffler 

ist, dass vor allem der Anwender, also der Kunde, von der 

Verschmelzung der Lösungen profitiert. 

Am Beispiel des Optime Ecosystems lässt sich das sehr gut veranschaulichen. 

Hier ist es möglich, die Schmierung und den 

Zustand einer Maschine in einer Lösung zu überwachen. Der 

Kunde kann den Status und alle Alarme in nur einer gemeinsamen 

Benutzerschnittstelle ablesen. Er kann neue Messpunkte 

01 

02 

01 Einfach zu implementierende und kabellose Zustandsüberwachung 

ist ein wichtiger Bestandteil der Lifetime Solutions 

02 Auch die Vereinfachung der Schmierung rotierender Maschinenelemente 

ist ein zentraler Schritt, um ungeplante Ausfälle zu 

verhindern 

und Schmierstellen mit einer erlernten und sehr einfachen Methodik 

integrieren und einrichten. Alle Geräte, ob für die 

Schmierung oder Zustandsüberwachung, kommunizieren über 

dasselbe Netzwerk und übermitteln die Daten an das gleiche 

Gateway. Das macht die Arbeit mit der Lösung sehr einfach und 

kosteneffizient. 

Wie wichtig ist optimale Maschinenschmierung und was wird 

dabei häufig übersehen? 

Die richtige Schmierung von Industriemaschinen, insbesondere 

von Wälzlagern ist entscheidend für deren Lebensdauer, Effizienz 

und Betriebssicherheit. 

Manuelles Nachschmieren ist zeitaufwendig und komplex. Bei 

Hunderten bis Tausenden von Schmierstellen ist eine optimale 

Maschinenschmierung manuell nur schwer umzusetzen. Dabei 

ist diese essenziell, denn bis zu 80 Prozent der vorzeitigen Lagerausfälle 

werden durch unsachgemäße Schmierung verursacht. 

Automatische Schmiersysteme wie der intelligente Schmierstoffgeber 

Optime C1 können den manuellen Prozess nicht nur ersetzen, 

sondern sicherer, zuverlässiger und präziser machen. Sie 

sind so konzipiert, dass sie die Schmierstelle zum richtigen Zeitpunkt 

mit der richtigen Fettmenge versorgen. So wird der 

Schmierungsprozess für die Instandhaltungsteams vereinfacht 

und das Risiko von Maschinenausfällen minimiert. Die Möglichkeit 

der Fernüberwachung von einem beliebigen Standort 

aus macht die Schmierungsaufgabe dabei noch einfacher. 



03 Der Virtual Fitter ist eine kosteneffiziente 

Lösung für Montagearbeiten an Wälzlagern unter 

Einsatz von Augmented Reality 

Wie funktioniert das Optime Ecosystem? 

Das Optime Ecosystem besteht aus Schwingungssensoren und 

intelligenten Schmierstoffgebern, die mit einem zentralen Gateway 

verbunden sind. Dieses Gateway empfängt die Daten der 

Sensoren und Schmierstoffgeber und leitet sie an die Cloud 

weiter. Dort werden sie automatisch analysiert. Kunden können 

dann über den Optime Digital Service auf diese Informationen 

zugreifen. 

Das Optime Ecosystem ermöglicht so die drahtlose Überwachung 

einer Vielzahl von Elektromotoren, Pumpen, Lüftern und 

Schmierstellen für Anlagenbetreiber. Diese Komponenten sind 

in der Prozessindustrie weit verbreitet. Aufgrund fehlender kostengünstiger 

Technologien werden sie oft nur manuell oder gar 

nicht überwacht. 

Das System erleichtert die tägliche Arbeit von Anlagenbetreibern 

und Instandhaltungsmanagern. An einem einzigen Tag 

lassen sich mehrere Hundert Mess- und Schmierstellen ausstatten 

und überwachen. Zudem unterstützt das Ecosystem unsere 

Kunden der Prozessindustrie bei der Verbesserung der Nachhaltigkeit 

durch die Minimierung von Ausfallzeiten, Materialverschwendung 

und Energieverbrauch. 

KI oder ML ist ein sehr dynamischer Faktor. Wie häufig sind da 

Softwareaktualisierungen notwendig? 

Die betroffenen Modelle laufen in der Cloud und entwickeln 

sich kontinuierlich weiter. Eine Aktualisierung der Geräte beim 

Kunden ist hierfür nicht erforderlich. Aber auch die Software auf 

den Geräten werden circa jeden zweiten Monat mit Verbesserungen 

und neuen Funktionalitäten aktualisiert. Diese Softwareaktualisierungen 

werden over the air durchgeführt. So entsteht 

kein manueller Aufwand für den Anwender. Er erhält eine 

Benachrichtigung, welche zusätzlichen Möglichkeiten und 

Funktionen hinzugekommen sind. Darüber hinaus stehen unsere 

Service-Experten jederzeit zur Verfügung, falls Unterstützung 

benötigt wird. 

Könnte man das Lifetime Solutions-Angebot auch nutzen, 

wenn man schon andere Condition-Monitoring-Systeme 

verwendet? 

Ja, das ist möglich. Unsere Produkte kann man einfach in bestehende 

Condition Monitoring-Systeme integrieren. Die kabelgebundenen 

Lösungen SmartCheck und ProLink CMS arbeiten 

mit den branchenüblichen Schnittstellen und Kommunikationsstandards. 

Auch das cloudbasierte Optime Ecosystem 

bietet die Bereitstellung der Ergebnisse und Daten über eine 

REST-API-Schnittstelle an. So kann jeder Anwender die Lösungen 

von Schaeffler mit bereits existierenden Systemen und 

Dashboards integrieren. Auch andersherum bieten wir unsere 

Experten Services für die Daten aus nicht-Schaeffler-Geräten 

an. Die Lösung der Herausforderungen des Kunden steht hier 

immer an erster Stelle. 

Angenommen, ein Kunde bucht das komplette Programm der 

Lifetime Solutions. Inwieweit kann der Kunde die Instandhaltung 

kontrollieren oder gar Fristen beeinflussen? 

Nehmen wir als Beispiel das Optime Ecosystem, bestehend aus 

Optime Condition Monitoring, dem intelligenten Schmierstoffgeber 

Optime C1 und dem Optime Digital Service: Damit hat 

der Kunde volle Transparenz über den Zustand seiner Maschinen 

und die Schmierstellen. Er erhält die Information, welche 

Maßnahme wann und wo durchgeführt werden muss, um ungeplante 

Stillstände zu vermeiden. So kann die Instandhaltung 

fast alle Maßnahmen in geeigneten Zeiträumen einplanen. 

Auch das Verschieben geplanter Termine ist möglich, wenn der 

„Gesundheitszustand“ und die Schmierstoffversorgung noch 

gewährleistet sind. 

Wie ist es mit dem Einsatz von Augmented Reality? 

Widerspricht das dem persönlichen Gedanken oder entfaltet 

sich die Wirkung auch über den Datenkanal? 

Dienstleistungen werden immer digitaler, aber viele Kunden 

wünschen sich Expertenwissen und Einschätzungen auch über 

KI-basierte Vorschläge hinaus. Der Virtual Fitter ist beispielsweise 

ein Remote-Montage-Service, der Augmented Reality mit 

persönlicher Beratung kombiniert. 

Mithilfe einer Augmented-Reality-Brille unterstützen Schaeffler- 

Experten weltweit in Echtzeit bei der Montage von Wälzlagern, 

ohne selbst vor Ort zu sein. Der Kunde kann bei Bedarf entscheiden, 

ob er den Remote-Montage-Service anstelle eines 

Vor-Ort-Services nutzen möchte und erhält umgehend eine 

AR-Brille leihweise zur Verfügung gestellt, die er während der 

Maschineninspektion trägt. 

Über die Live-Übertragung erhält der Schaeffler-Monteur ein 

umfassendes Bild vom Zustand der Maschine, kann konkrete 

Handlungsanweisungen geben und wichtige Informationen in 

das Sichtfeld des Kunden einblenden. Das Remote-Angebot 

spart bis zu 50 Prozent der Kosten gegenüber einem Vor-Ort- 

Service und ermöglicht einen schnellen Wissenstransfer zum 

Kunden. 

Eine enge Betreuung ist somit auch über die digitale Verbindung 

möglich und gleichzeitig kosten- und zeiteffizienter als ein 

Vor-Ort-Service. 

Bilder: Schaeffler 

www.schaeffler.com 


MARKTPLATZ 

KABELEINFÜHRUNG FÜR GEHÄUSE 

Die neuen 

UT-Tüllen von 

Icotek erlauben 

die einfache und 

effiziente 

Einführung von 

Leitungen mit 

und ohne Stecker 

in Gehäuse. Die einseitig geschlitzte Tülle in U-Form ermöglicht 

es, einzelne Leitungen mit einem variablen Klemmbereich von 

2 mm sicher und werkzeuglos einzuführen. Der Durchmesserbereich 

reicht von 4 bis 11 mm. Die UT-Tülle eignet sich für den 

Einbau am Gehäuseunterteil. Sie wird einfach um die Leitung 

herum montiert. Nach dem Bestücken wird sie in den empfohlenen 

Ausbruch eingeschoben und der Gehäusedeckel aufgesetzt. 

Der verschraubte Deckel sorgt für eine Abdichtung bis zu 

IP54. Der Einsatz der Tülle in das Gehäuseunterteil erfolgt 

rahmen- sowie werkzeuglos. Die Wandstärke des Gehäuses 

kann 1 bis 4 mm betragen. Die UT-Tülle ist aus einem Elastomer 

gefertigt und eignet sich für Einsatztemperaturen von - 40 bis 

100 °C. 

www.icotek.com 

KUGELNUTWELLENFÜHRUNGEN MIT 

HOHER PRÄZISION 

VIELSEITIG EINSETZBARE DC-MOTOREN 

Die DC-Einbaumotoren 

der KE-Baureihe 

von Groschopp 

erreichen hohe 

Drehzahlen und lassen 

sich einfach über die 

Spannung regeln. Ein 

zusätzlicher Regler ist 

somit nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil der bürstenbehafteten 

Motoren ist, dass sich die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien 

unterschiedlich gestalten lassen. Der Aufbau als Neben-, 

Reihen- oder Doppelschlussmotor kann somit anwendungsspezifisch 

realisiert werden. Außerdem bietet das Unternehmen 

Gleichstrommotoren mit Permanentmagnet statt Statorwicklung 

in verschiedenen Leistungsklassen an. „Permanenterregte 

DC-Motoren verhalten sich ähnlich wie Nebenschlussmotoren“, 

sagt Produktmanager Wolf Meyer. „Sie werden über einen Kommutator 

bestromt, sind drehzahlsteif, bieten allerdings ein 

höheres Anlaufmoment.“ Die PGK-Baureihe überzeugt durch 

ihren geräuscharmen Betrieb, das hohe Drehmoment (Nenndrehzahlen 

bis 5.000 U/min) und den hohen Wirkungsgrad. 

Selbst bei hoher Belastung ist der Drehzahlabfall gering. In 

Kombination mit einem Regler ist zudem ein hoher Drehzahlstellenbereich 

möglich. Die modularen Motoren sind auch mit 

Schneckengetriebe in Fuß- oder Flanschausführung sowie mit 

einem zweiten Wellen-Ende erhältlich. 

www.groschopp.de 

Die Kugelnutwellenführungen 

von Rodriguez 

sind verdrehgesicherte 

Wellenführungen, 

bei 

denen Linearkugellager 

auf einer 

Welle aus 

gehärtetem 

Präzisionsstahl 

angebracht sind. Mit Kugelnutwellenführungen können hohe 

Drehmomente übertragen und gleichzeitig Linearbewegungen 

ausgeführt werden. Rodriguez bietet die Kugelnutwellenführungen 

speziell für Anwendungen an, die lineare Bewegungsabläufe 

unter Aufnahme definierter Drehmomente erfordern. 

Die speziell geschliffenen Nuten ermöglichen im Zusammenspiel 

mit den Linearkugellagern die Aufnahme hoher radialer 

Kräfte bei gleichzeitiger Torsionsbeanspruchung. Im Vergleich 

zu einem üblichen Wellensystem bieten sie auch eine höhere 

Präzision und Spielfreiheit sowie eine bessere Aufnahme von 

Stoßbelastungen. Eine zusätzliche Drehmomentstütze ist 

unnötig, da die Welle selbst als tragendes Element fungiert. 

Ermöglicht wird das durch die Anordnung der Kugeln in den 

Laufbahnen der Nut, hier in Form einer Gotikbogenlaufrille, die 

von einem Kugelkäfig umschlossen wird. Den Käfig wiederum 

umschließt eine Wellenmutter, die gegen Verdrehen gesichert 

ist. Die einzelnen Muttern an der Kugelnutwellenführung 

können zur Verdrehsicherung vorgespannt werden. Der große 

Vorteil: sie sind auch für schwierige Betriebsbedingungen 

geeignet. 

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KISSsoft AG 

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Ad-Antriebstechnik_KISSsoft_KISSdesign_1_90x130mm-de-v00-cs-public.indd 1 22.04.2024 11:02:15

INNOVATION UND KONTINUITÄT 

MEHR INTELLIGENZ 

AUF DEM CHIP 



Mitte der 80er-Jahre eroberten integrierte 

Halbleiter-Schaltkreise immer mehr 

Anwendungen in der Industrie. In dieser 

frühen Wachstumsphase gründeten 

Dr. Heiner Flocke und Manfred Herz im 

Jahr 1984 in Bodenheim bei Mainz die 

iC-Haus GmbH als Hersteller von ICs und 

Mikrosystemen. Mit seinen magnetischen 

und optischen Encoder-ICs für Drehgeber, 

Motorfeedback und die Robotik ist das 

Unternehmen heute international führend 

in der industriellen Positionssensorik. 

Anlässlich des 40-jährigen Jubiläums im 

Juni sprach die antriebstechnik mit 

Dr. Heiner Flocke über Innovation und 

Kontinuität. 

Herzlichen Glückwunsch zum 40-jährigen Firmenjubiläum von 

iC-Haus! Sie produzieren winzige Chips und Mikrosysteme. 

Wie haben Sie Ihre mittelständische Fabless Company hier im 

schönen Bodenheim am Rhein aufgebaut? 

Wie wir uns entwickelt haben, sieht man in der Tat am besten an 

den Bauten. Zu dritt haben wir iC-Haus 1984 in Bodenheim gegründet. 

Dann sind wir 1993 in eigene Räume gezogen. Mit einem 

Erweiterungsbau im Jahr 1997 kamen Flächen für Produktion und 

F&E dazu, im Jahr 2006 dann ein Gebäude mit Reinraum, in dem 

wir heute das Packaging durchführen. Für Test, Logistik und Schulung 

haben wir 2012 einen Erweiterungsbau bezogen. Im Jahr 

2023 hatten wir 350 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und erwirtschafteten 

einen Umsatz von über 100 Mio. Euro. Der Anteil der 

Produktion ist neben Forschung und Entwicklung über die Jahre 

stark gewachsen. Von Anfang an wollten wir als iC-Haus an der 

Wertschöpfung von integrierten Schaltkreisen teilhaben, also 

Chips nicht nur entwickeln, sondern auch produzieren und vermarkten. 

Wir sind ein fabless Unternehmen, machen aber alles, 

was mittelständisch möglich ist. 

Alles lief glatt, wenn Sie das so erzählen. Hatten Sie auch 

Bedenken? 

Man hat natürlich auch als junger Mensch mit Anfang dreißig gewisse 

Verpflichtungen. Da hat man auch schlaflose Nächte 

und überlegt sich gut, ob man aus einem gesicherten Anstellungsverhältnis 

bei einem Halbleiterhersteller die Chancen der Selbständigkeit 

ergreift. Die technischen Risiken, dass etwas nicht 

funktioniert, sind groß. Einen Chip kann man nicht reparieren, der 

muss 100-prozentig arbeiten. Die anfänglichen Chips, die wir gebaut 

haben, haben eben funktioniert. Hätte es nicht geklappt: Ich 

denke, als junger Ingenieur mit Promotion im Bereich Halbleiter 

hätte ich mich wieder bei einem Unternehmen bewerben können. 

Man muss den Mut haben, die Dinge auf sich zu nehmen. 

Heute werden Start-ups gefördert. Hatten Sie damals auch Hilfe? 

Die Unterstützung durch ein staatliches Förderprogramm für technologieorientierte 

Unternehmensgründungen hat uns in dieser 

Phase doch sehr geholfen. So konnten wir vernünftiges Erst- 

Equipment anschaffen, zum Beispiel ein Mikroskop und Testgeräte. 

Und heute? 

Venture Capital haben wir nie in Anspruch genommen und konnten 

unsere Entwicklungen immer aus den Erträgen finanzieren. Wir 

sehen uns heute immer noch als mittelständisches Familienunternehmen, 

auch wenn wir mit über 100 Mio. Euro Umsatz der Definition 

nach kein KMU mehr sind. Der mittelständische Geist und Stil 

leben noch. Von Anfang an haben wir uns auf Industrieapplikationen 

konzentriert und bedienen hier heute mittlere, aber auch höhere 

Stückzahlen. Später kam auch der Bereich Automotive dazu, 

wo ähnliche Produkte benötigt werden. Wir waren hier sehr erfolgreich 

und haben unter anderem Chips für Airbags gebaut. 

Ihre optischen und magnetischen Encoder-ICs kommen in 

Dreh gebern, Motorfeedback-Systemen oder Robotern zum 

Einsatz. Wie hat sich die Technologie weiterentwickelt und 

welche Rolle spielte iC-Haus dabei? 

Mit Alleinstellungsmerkmalen und Patenten können wir uns hier 

im Markt differenzieren. iC-Haus hat circa 40 Patente – das ist 

ganz typisch für den Mittelstand. Das sind 1 bis 2 Patentanmeldungen 

pro Jahr, mittlerweile auch immer weltweit in den Industrieländern. 

Die Positionssensorik ist einer unserer Schwerpunkte. 

Die Robotik hat in den letzten Jahren sehr stark an Bedeutung für 



01 02 

uns gewonnen. Wir fühlen uns als Weltmarktführer in der 

optischen Positionssensorik. Innerhalb der Positionssensorik 

decken wir alle Technologien ab. Die Sensorik ist als System-on- 

Chip integriert, analog und digital. Wir sind einer der ganz wenigen 

Hersteller, die einen magnetischen Off-axis-Absolutwertgeber 

bauen. Das bedeutet mit einem magnetischen Target kann 

man die Position abtasten. Inkremental, Absolut und Multiturn 

decken wir ab. Für Multiturn haben wir auch eine Energy- 

Harvesting-Lösung mit Wiegand-Technologie entwickelt, für die 

wir 2012 den AMA Innovationspreis erhielten. 

Welche Innovationen stellen Sie dieses Jahr vor? 

Zum Jubiläumsjahr kommen wir auch mit Neuheiten heraus: 

mit einer Noniusabtastung von bis zu 24 Bit und auch neu mit 

ersten induktiven Sensoren. Die induktive Sensorik hat Potential 

auch hinsichtlich der Kosten, weil wir hier ein relativ einfaches 

Target haben. Die Targetpreise etwa bei einer magnetischen 

Noniusabtastung darf man nicht vernachlässigen. Im induktiven 

Bereich hat man Spulen auf einer Leiterplatte. Technologisch ist 

man unabhängig von Licht und Staub, auch Feuchtigkeit wie bei 

den optischen oder Fremdmagnetfelder wie bei den magnetischen 

Encodern spielen keine Rolle. Ich glaube der Dreiklang 

optisch, magnetisch und induktiv tut uns gut. 

iC-Haus entwickelt und stellt auch Treiber-ICs zur schnellen 

Ansteuerung von Laserdioden her. Wie passt beides 

zusammen? 

Das ist ein bisschen historisch entstanden. Wir haben einen 

ASiC für einen Kunden in der Lasertechnik einen Laserdiodentreiber 

realisiert und so erstes Know-how in diesem Bereich 

aufgebaut. Hier geht es um Stoßströme im Bereich weniger Ampere. 

Heute geht es auch um Kurzpulse von bis zu 40-50 Ampere. 

Es gibt aber auch eine sehr interessante Applikation, wo sowohl 

Lasertreiber als auch Positionssensoren vorkommen: Lidar- 

Anwendungen im Automotive-Bereich und für AGVs. Im Lidar 

dreht sich ein Spiegel und ein Laserbeam wird geschossen. Das 

entwickelt sich und wir setzen sehr stark auf die AGVs. 

Welche Halbleiter-Technologien setzen Sie ein und wie weit 

geht die Wertschöpfung? 

Ohne eigene Fab ist man nicht an eine Techno logie gebunden. 

Dies ist ein Vorteil der mittelständischen Größe. Die Investition 

in eine Wafer-Fab wäre eine Milliarden-Investition. Wir arbeiten 

mit CMOS-Prozessen und stellen Chips mit Strukturgrößen von 

180 bis 600 nm her, wie sie in der Industrie und im Automotive- 

Bereich eingesetzt werden. Unsere anwendungsspezifischen ICs 

erweitern wir zu Mikrosystemen, also zum Beispiel mit Chipon-Board-Technologie. 

Für Kunden hat das den Vorteil, dass wir 

für Mikrosysteme mit unseren Chips auch intensive Testleistungen 

erbringen können. Für uns bedeutet dies eine Wertschöpfungs- 

und Fertigungserweiterung. 

Worin sehen Sie die zentralen Trends bei optischen und 

magnetischen Encoder-ICs? 

Wichtige Themen sind hier Multischnittstellen für Predictive 

Maintenance, Condition Monitoring und Industrie 4.0. Hierfür 

setzen wir auch auf Machine Learning. Eine Möglichkeit für die 

Zukunft ist, dass man Machine Learning mit der On-Chip- 

Sensorik erreicht, wie zum Beispiel durch einen auf dem Encoder-Chip 

integrierten Sensor zur Verschleissbewertung. Es geht 

um mehr Intelligenz auf dem Chip. 

Wie muss man sich Machine Learning bei Encoder-ICs konkret 

vorstellen? 

Das könnte zum Beispiel ein Offset-Wert sein, der sich mit der 

Zeit vergrößert oder auch eine LED, die altert. Wenn sich der 

Arbeitspunkt gegenüber dem Anfangsstadium verschiebt, können 

wir dies On-Chip registrieren und den Verschleiss und die 

Alterung bestimmen. Die Regelalgorithmen gleichen alterungsbedingte 

Veränderungen bis zu einem gewissen Grad aus. Über 

eine bidirektionale Schnittstelle wie BiSS können wir dann der 

Steuerung sagen, dass die Lebensdauer bald erreicht ist und der 

Encoder oder der ganze Motor ersetzt werden muss. Das wäre 

ein Beispiel für Predictive Maintenance. Da sehen wir viel Potential 

für die Zukunft. Wir haben für Entwicklungen in diesem 

Bereich auch Förderungen durch das BMBF erhalten. Die Ergebnisse 

sind teilweise schon in neuartige IC-Kalibrierungen und 

Predictive Maintenance-Anwendungen eingeflossen. 

Im Jahr 2002 hat iC-Haus das BiSS Interface als Open Source 

Standard offengelegt. Seit dem Jahr 2017 wird der Schnittstellenstandard 

für die bidirektionale Sensor-Aktor- 

Kommunikation von der BiSS Association betreut. 

Was waren die Gründe für die Offenlegung des Standards? 

Es gab früher nur die unidirektionale SSI-Schnittstelle. Wir 

haben also nur Sensor-Daten nach außen gegeben, aber nicht 



01 Dr. Heiner Flocke, Gründer und Geschäftsführer des 

Familienunternehmens 

02 Wafer: Basis für die Herstellung integrierter Schaltkreise 

03 Produktion und Testautomatisierung sind über die Jahre 

gewachsen 

04 Chip-Entwicklung und Produktion in Bodenheim am Rhein: links 

das erste eigene Gebäude (1993) und rechts der jüngste Erweiterungsbau 

für Produktion und Test (2019) 

03 

hinein, etwa zum Programmieren oder Kalibrieren. BiSS ist eine 

elegante Art, einen Sensor anzuschließen, steht jedoch nicht in 

Konkurrenz zu Feldbusprotokollen. Ein Mitarbeiter bei iC-Haus 

hat das BiSS-Protokoll erfunden. Wenn man einen Standard 

setzen will, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder man ist der 

Marktführer und setzt den Standard durch oder man bietet 

Open Source. Heute gibt es über 600 BiSS Lizenznehmer. Die 

Lizenz sorgt dafür, dass kein Wildwuchs und Dialekte entstehen. 

Durch die Benutzerorganisation können Anwender aktiv die 

Weiterentwicklung des Protokolls mitgestalten. BiSS ist zwar 

immer das gleiche Protokoll, es gibt aber Profile, wie zum Beispiel 

BiSS Safety, das TÜV-zertifiziert ist. Mit BiSS Line steht nun 

auch eine robuste Zweidrahttechnologie zur Verfügung. Durch 

das Alleinstellungsmerkmal der Forward-Error-Correction sind 

die Anforderungen an das Kabel minimal; im Prinzip reicht ein 

Lautsprecherkabel für die Datenübertragung. 

Auf welche Weise unterstützt iC-Haus Anwender bei der 

Evaluation und Implementierung der Encoder-ICs? 

Jeder Chip von uns ist wie ein Unikat mit Alleinstellungsmerkmalen. 

Gerade in der Positionssensorik sind sie nicht selten 

stark erklärungsbedürftig. Die Spezifikation eines einzigen 

Chips kann schon einmal 100 Seiten umfassen. Mittlerweile 

bauen daher rund 30 Fachleute bei uns Tools für die Evaluation 

unserer Chips. Sie entwickeln DLLs, Software und auch Hardware. 

Dem Entwickler steht so schnell ein funktionierender 

Testaufbau für den Chip zur Verfügung, den er einfach per USB 

mit seinem PC verbinden kann. Auch bei der applikationsnahen 

Validierung des Chips unterstützen wir Kunden. Unsere Mitarbeiter 

im Bereich Sales & Applications gehen übrigens selbstverständlich 

selbst mit ins Labor, denn das Eindesignen beim 

Kunden ist bei unseren Encoder-ICs ganz wichtig. Das ist dann 

quasi der letzte Schritt in der Wertschöpfung. Das machen zwar 

alle Halbleiterhersteller, aber es kann eine besondere mittelständische 

Tugend sein, sich in dieser Form der Applikation des 

Kunden anzunehmen. Da machen wir sehr viel und das liegt 

uns und darin zeichnen wir uns auch im Vergleich aus. 

Auch weltweit? 

Ja. Und das war übrigens schon bei der Gründung so und spiegelt 

sich in der Namensgebung iC-Haus. Wir wollten mit der 

Gründung von iC-Häusern international vor Ort Expertise bieten 

und den Design-in-Prozess beim Kunden begleiten. Heute 

sind wir ein Netzwerk von iC-Häusern, die auch mal House oder 

Casa heißen. So sind wir heute in den USA, Spanien, China und 

Japan sehr erfolgreich. Enge Beziehungen und Freundschaften 

sind so entstanden. Auch die Kontinuität ist hier ganz wichtig. 

Innovation and continuity … auch dafür steht iC in unserem 

Jubiläumsjahr und darüber hinaus. Das sagt es in zwei Worten, 

wofür wir stehen. 

Wie schätzen Sie die Perspektiven angesichts der aktuellen 

Wirtschaftsentwicklung ein? 

Die deutsche Industrie befindet sich gegenüber zwei Boom- 

Jahren in einem Abschwung – manche Unternehmen reduzieren 

ihre Umsatzerwartungen deutlich bis 2025. Ich bin immer Optimist, 

aber Deutschland wird sich anstrengen müssen. Die Asiaten 

sind busy und gut. Die ersten Musteranfragen für unsere 

neuen Chips kommen heute oft aus Asien, während deutsche 

Hersteller auf Innovationen vorsichtiger reagieren. Das ist erstaunlich. 

iC-Haus ist ganz solide aufgestellt und wir waren trotz 

gestörter globaler Lieferketten stets lieferfähig, wofür uns unsere 

Kunden dankbar sind. 

Bilder: Miles Meier; iC-Haus 

www.ichaus.de 

04 


MARKTPLATZ 

MESSRATE BIS 2 KILOHERTZ 

Klein, präzise 

und schnell: 

Micro-Epsilon 

präsentiert 

den kompakten 

Lasersensoren 

optoN- 

CDT 1220. Mit 

doppelter 

Messrate bis 

2 kHz messen 

die Sensoren 

jetzt noch 

schneller. Die Lasersensoren sind für Serienanwendungen in der 

Automatisierung und im Maschinenbau konzipiert worden. 

Weg, Abstand und Position messen sie mit hoher Genauigkeit. 

Die neuen Modelle bieten ab sofort Messbereiche bis 500 mm 

und doppelte Messraten mit bis zu 2 kHz und eine 16 Bit 

Digital-/Analog-Wandlung. Die Ausführung ist mit einem 

Gewicht von nur 60 g und Maßen von 46 x 30 x 20 mm äußerst 

kompakt und eignen sich daher besonders zur Integration in 

beengte Bauräume. Mit stabilem Aluminiumgehäuse und 

Schutzart IP67 ist der Sensor auf industrielle Umgebungen 

ausgelegt und überzeugt mit einer hohen Schock- und Vibrationsbeständigkeit. 

Eingesetzt werden die Sensoren daher in der 

Automatisierungstechnik und dem Maschinenbau, in 3D-Druckern 

oder Verfahranlagen. 

www.micro-epsilon.de 

FLACH UND KOMPAKT 

Die Wegsensoren der 

Serie CLP13 von Megatron 

sind hochgenau, robust 

und benötigen sehr wenig 

Bauraum. Diese Eigenschaften 

machen die 

Linearpotentiometer zum 

idealen Weggeber für 

Anwendungen mit 

beengten Platzverhältnissen. 

Linearpotentiometer der Serie CLP13 sind für Messlängen 

von 13 mm, 25 mm, 50 mm und 100 mm erhältlich. Herzstück 

der Wegsensoren ist ein Leitplastik-Widerstandselement, das 

eine nahezu unendliche Auflösung bietet. Damit sind die 

Linearpotentiometer prädestiniert für präzise Wegmessungen 

zum Beispiel in der Medizintechnik, Automatisierungstechnik, 

Robotik oder im Fahrzeugbau. Megatron bietet die Linearpotentiometer 

auch in einer Ausführung mit Rückstellfeder an 

(CLPR13). Diese Variante kehrt nach Wegnahme der äußeren 

Einwirkung oder Bewegung immer in die Ausgangslage zurück. 

In der Ausführung mit zusätzlicher Tastspitze ermöglicht sie in 

entsprechenden Anwendungen eine zuverlässige und reproduzierbare 

Weg- und Positionsmessung. Die mechanische 

Erfassung der linearen Bewegung erfolgt sowohl beim CLP13 

als auch beim CLPR13 über eine einseitig geführte Schubstange. 

Durch diese Bauform ist der Wegaufnehmer auch für 

Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen geeignet. 

www.megatron.de 

IMPRESSUM 

erscheint 2024 im 63. Jahrgang, 

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

REDAKTION 

Chefredakteur: Miles Meier (mm), 

Tel.: 06131/992-208, 

E-Mail: m.meier@vfmz.de 

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

Redakteur: 

Felix Berthold, M.A. (be), 

Tel.: 06131/992-204, E-Mail: f.berthold@vfmz.de 

Redaktionsassistenz: 

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

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

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 

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb, 

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

Anzeigenpreisliste 2024, gültig ab 01.10.2023 

LESERSERVICE 

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG, 

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

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Jahresabonnement Ausland: € 175,- (inkl. Versandkosten) 

Abonnements verlängern sich automatisch um ein 

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor 

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. 

VERLAG 

Vereinigte Fachverlage GmbH 

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz 

Postfach 100465, 55135 Mainz 

Tel.: 06131/992-200 

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Ein Unternehmen der Cahensly Medien 

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(verantwortlich für den Anzeigenteil) 

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und Bearbeitung in elektronischen Systemen, 

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und DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die 

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MARKTPLATZ 

SICHERHEIT UND PRÄZISION IN DER 

VERANSTALTUNGSTECHNIK 

TR Electronic ist ein 

zuverlässiger Partner in 

der professionellen 

Veranstaltungstechnik. 

Drehgeber des Unternehmens 

erfassen die 

Position von Bühnenpodien, 

Drehscheiben, 

Prospekt- und Beleuchtungszügen. 

Lineargeber, 

direkt in Hydraulikzylinder eingebaut, melden präzise den 

Stand von Untermaschinen. Funktional sichere Drehgeber der 

Serie CD_582 und CD_75 bieten eine sehr hohe Stufe der 

Integration von Sicherheitsfunktionen direkt in den Sensor. 

Zwei unabhängige Messsysteme in einem Gehäuse erfassen 

den Ist-Wert. Dieser wird innerhalb des Drehgebers per 

Kreuzvergleich in seiner Gültigkeit überprüft. Bussysteme wie 

Profisafe, CIPsafety, open-Safety oder FSoE und jetzt neu 

Canopen safety übertragen die als sicher gelten Positions- und 

Geschwindigkeitsdaten. Entwicklung und Produktion der KAT-4 

Drehgeber sind zertifiziert, sie lassen sich direkt in Anwendungen 

einsetzen, die SIL 3 oder PL e erfordern. 

www.tr-electronic.de 

TORQUE-SENSOREN FÜR 

ROBOTIK-ANWENDUNGEN 

Die Firma Inelta Sensorsysteme 

fertigt kompakte statische 

Torque-Sensoren. Die kundenspezifischen 

Sensoren für 

verschiedene namhafte 

Robotik-Hersteller dienen zur 

genauen Drehmomenterfassung 

mittels Dehnungsmessstreifen. 

Die Messsensorik 

kann mit zweikanaliger, 

galvanisch getrennter Signalübertragung 

redundant aufgebaut werden. Integrierte Schnittstellen 

ermöglichen eine Direktabfrage des aktuell anliegenden 

Drehmoments. Über einen zusätzlichen Diagnosekanal lässt 

sich per Optokoppler ein Widerstand zur gezielten Verstimmung 

der Brücke zuschalteten. Messempfindlichkeit, relative 

Abweichungen und Umkehrspanne ergeben sich aus der 

kundenseitig gewünschten Kalibrierung. Statische Torque-Sensoren 

werden zur Erfassung von Drehmomenten an Messkörpern 

eingesetzt, die unter Krafteinwirkung selbst nicht bewegt 

werden. Das vereinfacht die Installation, da sich der Sensor mit 

dem Messobjekt direkt mechanisch verbinden lässt. 

www.inelta.de 

MESSRAD UND DREHGEBER KOMBINIERT 

Mit neuen Messrädern und dem passenden Zubehör erweitert Posital das Spektrum der 

Möglichkeiten für präzise Linearmessungen. Die Kombination aus Messrad und Drehgeber 

erlaubt eine direkte Erfassung von Geschwindigkeit und Position auf bewegten Oberflächen. 

Fehler, die durch Spiel oder Hysterese entstehen könnten, wenn die Drehgeber direkt mit 

Antriebselementen verbunden sind, werden so verhindert. Darüber hinaus bietet das Unternehmen 

eine Reihe von federbelasteten Montagelösungen und schwenkbaren Armen an, die 

für eine gleichbleibende Andruckkraft sorgen. Diese Flexibilität stellt auch bei großen seitlichen Bewegungen eine optimale 

Anpassung und Druckeinstellung sicher. Je nach Radgröße bieten die Systeme Auflösungen bis zu 0,1 mm pro Impuls. Programmierbare 

IXARC Inkrementaldrehgeber sind die Kernstücke dieser Systeme. 

www.posital.de 

INKREMENTALGEBER MIT HOHER 

WINKELGENAUIGKEIT 

Oriental Motor bringt 

einen kompakten 

Inkrementalgeber mit 

hoher Winkelgenauigkeit 

auf den Markt. Die 

Inkrementalgeber sind 

mit Auflösungen von 

1.000 oder 2.000 Impulsen 

pro Umdrehung 

erhältlich und messen mit einer Winkelgenauigkeit von 

± 0,36 Grad. Mit einem Außendurchmesser von 30 mm und eine 

Bautiefe von 22 mm lassen sich die Geber selbst in Anwendungen 

mit beengten Platzverhältnissen leicht integrieren. Alle 

Ausführungen verfügen über einen Spannungs- und einen 

Line-Driver-Ausgang. Der Line-Driver-Ausgang eignet sich 

besonders für Anwendungen mit längeren Signalleitungen, 

denn er verstärkt das Ausgangssignal. 

www.orientalmotor.de 

www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2024/06 35 

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HOCHGENAUE WINKELMESSGERÄTE 

MESSGENAUIGKEIT STEIGERT 

ROBOTEREFFIZIENZ 

Industrieroboter werden inzwischen häufig zur Materialbearbeitung 

eingesetzt und müssen dabei hochpräzise Bewegungen ausführen 

können. Die Positionserfassung der integrierten Drehgeber ist dafür 

bisweilen nicht exakt genug. Roboter-Hersteller verbauen deshalb als 

Secondary Encoder hochgenaue Winkelmessgeräte von AMO. 

Noch vor ein paar Jahren war die absolute Positioniergenauigkeit 

bei Robotern kein großes Thema. Die stählernen 

Kollegen arbeiteten damals noch vorwiegend in 

Handling-Anwendungen, in denen die Wiederholgenauigkeit 

wichtiger ist als die millimetergenaue Bewegung des 

Tool Center Point (TCP). Mittlerweile übernehmen Industrieroboter 

aber auch immer mehr Aufgaben in der Fertigung: Sie 

bohren, fräsen und schweißen Materialien oder schneiden sie 

per Laserstrahl. Diese Tätigkeiten erfordern eine hochpräzise 

Führung des TCP am Werkstück. 

Die gestiegenen Anforderungen der Industrie an die Positioniergenauigkeit 

von Knickarmrobotern stellen deren Hersteller 

vor große Herausforderungen. Bisher reichte es aus, jedes Robotergelenk 

mit einem Drehgeber als Motorfeedback auszustatten. 

Der Encoder liefert dann der übergeordneten Steuerung die Informationen 

zur Position „seiner“ Achse, die diese zur erfolgreichen 

Koordinierung des Handlingvorgangs benötigt. Die 

Drehgeber erfassen die tatsächliche Position der Achsen allerdings 

nicht mit der erforderlichen Genauigkeit, um auch hochge- 

Gerhard Schuy, Leiter Vertriebsinnendienst, AMO GmbH, 

St. Peter am Hart, Österreich 

naue Bewegungen in der Materialbearbeitung präzise genug umsetzen 

zu können. 

Die Zuverlässigkeit der vom Motorfeedback-Geber ermittelten 

Positionsdaten variiert stark, denn die Messwertermittlung der 

Drehgeber wird durch diverse Faktoren negativ beeinflusst. Dazu 

zählen neben Nulllage-Abweichungen des Robotergelenks auch 

Umkehrfehler des Getriebes und die Elastizität der Roboterarme 

unter Last. 

HOHE PRÄZISION FÜR MATERIALBEARBEITUNG 

Neben dem Nulllagenfehler ist auch das Umkehrspiel in der 

Getriebeeinheit ein wesentlicher Einflussfaktor in Bezug auf die 

absolute Positioniergenauigkeit. 

So kann es bei der Umkehr der Antriebsrichtung durch das mechanische 

Spiel zwischen den Komponenten des Antriebsstrangs 

zu Abweichungen bei der Positioniergenauigkeit des Werkzeugs 

am TCP kommen. Bei Robotern mit langen Gelenken können 

diese Ungenauigkeiten zu einem deutlich schlechteren Bearbeitungsergebnis 

führen. Zu diesen inneren Einflüssen kommen 

noch die Krafteinwirkung sowie dynamische Effekte während des 

Bearbeitungsprozesses hinzu. Sie können ebenfalls auf die Steifigkeit 

der Roboter-Mechanik wirken und so zu Bewegungsabweichungen 

führen. 



01 02 

01 Industrieroboter müssen 

eine hohe Positioniergenauigkeit 

am Tool Center Point 

aufweisen, um sehr gute 

Bearbeitungsergebnisse 

erzielen zu können 

02 Absolute Winkelmessgeräte 

können die Positioniergenauigkeit 

von Industrie - 

robotern um bis zu 80 Prozent 

erhöhen 

Es gibt aber eine einfache Möglichkeit, diese Abweichungen zu 

kompensieren: Durch den Einsatz sogenannter Secondary Encoder. 

Diese Messgeräte werden zusätzlich zu den bereits installierten 

Drehgebern hinter dem Getriebe der Roboterachse montiert. 

Sie erfassen die tatsächliche Position jedes Robotergelenks im 

dreidimensionalen Raum, sodass der Roboter das Werkzeug mit 

der gewünschten Präzision führt. Darüber hinaus messen die 

Winkelmessgeräte an jeder Achse die Kräfte, die durch den Bearbeitungsvorgang 

am Werkstück auf den Roboter zurückwirken. 

Insgesamt lässt sich die absolute Positioniergenauigkeit am Tool 

Center Point so um 70 bis 80 Prozent steigern. 

Die Secondary Encoder sollten allerdings eine deutlich höhere 

Genauigkeit als die im Servomotor verbauten Drehgeber aufweisen, 

damit ihre Messwerte exakt sind und die von den Drehgebern 

„produzierten“ Abweichungen vollständig ausgleichen 

können. Hochgenaue Winkelmessgeräte vom Typ WMFA/WMRA 

von AMO erfüllen diese Anforderungen und werden deshalb von 

führenden Roboter-Herstellern verbaut. 

HOCHGENAUE PERIODISCHE TEILUNG 

Sämtliche absoluten WMFA-/WMRA-Winkelmessgeräte bestehen 

aus hochentwickelten Sensoren sowie einer integrierten 

Auswerteelektronik (ASIC). Die Geräte arbeiten nach dem rein 

induktiven AMOSIN-Abtastprinzip: Dabei tastet eine planare 

Spulenstruktur ein Edelstahlband ab, in das eine hochgenaue periodische 

Teilung eingebracht wurde. Diese sogenannte Maßverkörperung 

wird in einem speziellen Herstellungsprozess zu einem 

geschlossenen Messring geformt, der entweder auf einem 

Teilungsträger als Winkelmessflansch oder als dünnwandiger 

Messring erhältlich ist. Die absoluten Maßverkörperungen von 

AMO bestehen aus einer inkrementellen Spur mit einer Teilungsperiode 

von 1.000 μm und einer zusätzlichen Absolut-Spur mit 

einer seriellen Kodierung. 

Die Ausführung der Sensoreinheit im Abtastkopf als planare 

Spulenstruktur ist ein Alleinstellungsmerkmal der Winkelmessgeräte 

von AMO. Da in der Sensoreinheit mehrere Spulenelementen 

in Messrichtung angeordnet sind, kann eine Abtastung 

bzw. Mittelung über mehrere Teilungsperioden realisiert werden. 

In Kombination mit der hochgenauen Maßverkörperung lässt 

sich so eine sehr hohe Signalgüte mit geringsten Abweichungen 

in der Positionsinformation erzielen. 

Die Winkelmessgeräte eignen sich sowohl für große Wellendurchmesser 

als auch für schwierige Einbausituationen. Raue 

Umgebungsbedingungen sind für sie ebenfalls kein Problem: Die 

Geräte widerstehen Schmutz (IP67) ebenso wie magnetischen 

Störfeldern. 

Ein weiterer Vorteil ist die Schnittstellenvielfalt der Winkelmessgeräte: 

Sie verfügen über ein EnDat 2.2-Interface von 

Heidenhain und einen DRIVE-CLiQ-Anschluss von Siemens – 

beide sind auch in einer funktional sicheren Ausführung erhältlich. 

Darüber hinaus bietet AMO die Messgeräte auch mit Fanuc-, 

Mitsubishi-, BiSS/C- und SSI+1Vss-Schnittstelle an. Die große 

Auswahl an Schnittstellen gibt Roboter-Herstellern die Freiheit, 

verschiedenste Steuerungssysteme zu verwenden – und AMO 

baut das Angebot an Interfaces kontinuierlich aus. 

ROBOTER ERHÖHEN EFFIZIENZ 

Mit den Winkelmessgeräten von AMO lässt sich die Positioniergenauigkeit 

am Tool Center Point also deutlich steigern. Durch 

diesen Gewinn an Präzision erweitert sich das Einsatzgebiet von 

Robotern um eine Vielzahl von Fertigungsprozessen. Von dieser 

Entwicklung profitieren Unternehmen zahlreicher Branchen, die 

so ihre Produktion automatisieren und damit deutlich effizienter 

gestalten können. 

Bilder: AMO Automatisierung Messtechnik Optik, Heidenhain, 

DNY3D – stock.adobe.com 

www.amo-gmbh.com 

DIE IDEE 

„Durch den modularen Aufbau mit 

Messring und separater Abtasteinheit 

sind die Winkelmessgeräte von 

AMO nicht nur flexibel an jede 

Anwendung anpassbar. Sie können 

auch sehr leicht in Industrieroboter 

integriert werden, ohne dafür 

umfangreiche Änderungen an den 

Achsen vornehmen zu müssen. 

Unsere Winkelmessgeräte sollen 

weltweit in möglichst vielen Anwendungen 

einsetzbar sein, weshalb die 

Schnittstellenvielfalt der Geräte 

außergewöhnlich groß ist.“ 

Engelbert Hager, Kaufmännischer 

Leiter, AMO GmbH 



DREHÜBERTRAGER UND SCHLEIFRINGE 

FÜR DEN RICHTIGEN DREH UND 

SCHNELLE DATEN 

Schleifringe können Daten, optische und Hochfrequenz-Signale sowie Energie 

von einem statischen Bauteil auf ein bewegliches Teil übertragen. 

Unterbrechungsfrei und ohne Kabelsalat: Das sind die Stärken des Prinzips. 

In vielfältigen Anwendungen kommen sie zum Einsatz. Der italienische 

Schleifring-Hersteller Servotecnica bietet eine Fülle an Produkten und Systemen 

an. Bewährte Standardmodelle können auch individuell angepasst werden. 

Elektrische Schleifringe sind über klassische Kupferleitungen 

verbunden; optische Schleifringe verwenden Glasfaserkabel, 

etwa wenn eine besonders hohe Datenrate und 

Bandbreite gefragt ist. Auch für Flüssigkeiten und Gase 

gibt es eine Lösung: Drehübertrager, die den Transfer von einem 

festen auf ein bewegliches, rotierendes Teil leisten, teils sogar unter 

extrem hohem Druck bis über 1.300 bar. Auch Kombinationen 

von elektrischen oder optischen Schleifringen mit Drehübertragern 

für Flüssigkeiten und Gase sind möglich. 

Drehübertrager und Schleifringe von Servotecnica eignen sich 

für verschiedenste Branchen – vom Werkzeugmaschinenbau 

über den Verpackungssektor und die Medizin- und Pharmaindustrie 

bis hin zu Windenergieanlagen, der Luft- und Raumfahrt 

und der Robotik. Sie kommen in Reinräumen ebenso zum 

Einsatz wie unter rauen Bedingungen, zum Beispiel für Offshore- 

Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie. Die Serien modelle 

gibt es bereits in den verschiedensten Baugrößen und Ausführungen, 

von sehr kompakt bis besonders robust, mit Hohlwellen 

und durchgehenden Bohrungen verschiedener Durchmesser, 

aus Kunststoff, Aluminium oder Edelstahl, mit einer Schutzart 

bis zu IP65. Sie sind darüber hinaus mit allen gängigen Schnittstellen 

und Anschlussarten erhältlich. 

Servotecnica entwickelt und produziert die meisten Produkte 

selbst, greift aber auch auf das Know-how anderer namhafter 

Hersteller zurück. So werden etwa die kombinierten Drehübertrager 

oder Drehverbinder selbst produziert und vertrieben, die 

darin integrierten Flüssigkeitsverbinder stammen jedoch vom 

US-Partner DSTI. 

FÜR KABELGEBUNDENE DROHNE OPTIMIERT 

Für ein Start-up aus Niedersachsen liefert Servotecnica einen 

hochspezialisierten optischen Schleifring in geringer Stückzahl. 

Er soll in eine Kabeltrommel für ein Glasfaserkabel integriert 

werden, an dessen Ende eine Drohne angeschlossen ist. 

Die Kabeltrommel ist in der robusten Bodenstation der kabelgebundenen 

Drohne verbaut. Die für den Außeneinsatz konzipierte 

Bodenstation sollte dabei dennoch kompakt, leicht und 



Transportable Bodenstationen eines Fesseldrohnen- 

Systems mit kundenspezifisch angepasstem optischem 

Schleifring für hohe Datenraten und Bandbreiten 

transportabel bleiben. Solche Kabel-Drohnen werden zum Beispiel 

für unterbrechungsfreie Videostreams oder stabile Funkverbindungen 

über Funkrelais (Repeater) eingesetzt. Technisches 

Hilfswerk, Feuerwehr oder Polizei können so zum Beispiel Schadensereignisse 

besser überblicken. Auch bei Großveranstaltungen 

oder für Inspektionsaufgaben etwa an Brückenbauwerken 

kommt die Technologie zum Einsatz. 

Das Schleifring-Modell für das Drohnen-System basiert auf 

der Serie SVTS C und ist elektrisch vergleichsweise einfach konstruiert. 

Mechanisch stellten die gewünschten Spezifikationen 

jedoch besonders hohe Anforderungen: begrenzter Bauraum in 

der Länge, optische Durchführung für Glasfaser mit axialer 

Kabelführung auf der einen und radialer Kabelführung auf der 

anderen Seite. 

Zunächst eingesetzte Schleifringe eines asiatischen Herstellers 

erfüllten nicht alle Erwartungen. Außerdem gab es hier keinen 

Kundensupport, um die nötigen Nachjustierungen zu übermitteln. 

Gemeinsam mit Servotecnica entwickelt das Unternehmen 

schließlich schrittweise die optimalen Modifikationen für das Modell, 

das alle Bedingungen erfüllt. „Unser Know-how, die fundierten 

Lösungsvorschläge und die klare Kommunikation waren bei 

diesem Projekt die eine Seite“, erzählt Christian Becker, Geschäftsführer 

von Servotecnica Deutschland. „Sehr gut angekommen ist 

beim Kunden aber, dass wir uns voll engagiert haben, obwohl es 

erst einmal nur um eine überschaubare Stückzahl ging.“ 

STANDARD FÜR KABELTROMMELN 

Mit höheren Schleifring-Stückzahlen beliefert Servotecnica einen 

großen deutschen Hersteller von Kabeltrommeln. Vorwiegend 

sind es Standardausführungen der Serie SVTS A: gekapselte elektrische 

Schleifringe mit kompakten Abmessungen, die vor allem 

für die Übertragung von Schwachstrom und Hochfrequenzsignalen 

mit hoher Datenrate konzipiert sind. Dieser Kunde verbaut 

die Lösungen vor allem in Aufrollern für LAN-Kabel, mit denen 

mobile Arbeitsplätze oder auch Maschinen, Prüfstände oder mobile 

Geräte an ein Netzwerk angeschlossen werden. Aufgespult 

werden handelsübliche Patch-Kabel mit Datendurchsatzraten 

von bis zu 1 GBit/s über Ethernet (100Base-TX). 

In einer weiteren, spezielleren Variante eines LAN-Kabelaufrollers 

werden Stromversorgung und Ethernet-Anschluss kombiniert: 

ein Würfel mit drei Maschinensteckdosen (230 V/16 A) und 

einer RJ45-Buchse an einem ausziehbaren Hybridkabel. Dementsprechend 

ist der Schleifring kein Standardmodell, sondern 

eine Modifikation: ein 3-poliger Flachschleifring und ein Datenschleifring, 

über den die Ethernet-Verbindung mit bis zu 1 GBit/s 

realisierbar ist. 

INDIVIDUELLE MECHATRONISCHE LÖSUNGEN 

Allein das Standardangebot von Servotecnica umfasst über 3.000 

verschiedene Produkte, die meisten davon direkt auf Lager. So 

kann das Mailänder Unternehmen mit Niederlassung im hessi- 

schen Raunheim seine Lieferzeiten kurz halten. Gleichzeitig 

bilden die Serienmodelle eine breit gefächerte Basis für modifizierte 

Modelle, welche die Anforderungen der Kunden genau 

erfüllen. „Mit unserem Wissen im Bereich Maschinenbau und 

Automatisierung sind wir einer der führenden Anbieter mechatronischer 

Lösungen weltweit“, sagt Christian Becker. „Wir sehen 

uns bestens aufgestellt, auch für aktuelle Entwicklungen in so 

zukunftsträchtigen Branchen wie E-Mobilität, erneuerbare 

Energien oder der Robotik.“ Für die passgenauen, kostenoptimierten 

Lösungen steht ein Team von rund 50 erfahrenen Ingenieuren 

und Experten bereit. 

Bilder: Servotecnica, ValoFly 

www.servotecnica.de 

DIE IDEE 

„Wir legen großen Wert auf Merkmale 

wie Präzision, Zuverlässigkeit 

und die lange Lebensdauer unserer 

Produkte. Unsere Schleifringe 

erreichen Zyklen von bis zu 50 Mio. 

Umdrehungen, um ein Beispiel zu 

nennen. Der Kundenservice ist für 

uns ebenso wichtig. Man schätzt 

uns im Maschinenbau als kompetenten 

Ansprechpartner, der auch 

komplexe Problemstellungen 

versteht und schnell pragmatische 

Lösungen liefern kann.“ 

Christian Becker, Geschäftsführer 

von Servotecnica Deutschland, 

Raunheim 



VDI WISSENSFORUM 

EINFLUSS VON UNTERSCHIEDLICH 

STARKEN STROMDURCHGÄNGEN 

AUF WÄLZLAGER 

Kontinuierliche Stromdurchgänge in Wälzlagern können zu kritischen Schäden bis 

hin zum Ausfall führen. Das ist lange bekannt. Weniger klar sind die Folgen in Fällen, 

in denen die Stromdurchgänge nur kurzfristig auftreten oder für unterschiedliche 

starke elektrische Belastungen für die Wälzlager. Durchgeführte Untersuchungen 

zeigen, dass derartige Vorschädigungen einen signifikanten Einfluss auf die 

Lebensdauer von Wälzlagern haben. 

Stromdurchgang in Wälzlagern ist kein völlig neues Phänomen, 

sondern wird bereits seit der Entwicklung der ersten 

Elektromotoren beobachtet [1]. In den letzten Jahren ist 

dieses Thema wieder in den Fokus der Forschung gerückt. 

Grund dafür ist der Einsatz moderner, schnell schaltender Frequenzumrichter, 

welche verschiedene Arten von Lagerströmen 

induzieren können. Diese werden unter anderem in der Elektromobilität 

und Windenergie eingesetzt [2]. 

Durch einen kapazitiven Spannungsteiler im Elektromotor 

liegt ein Anteil der, von den Frequenzumrichtern hervorgerufenen, 

Common-Mode-Spannung zwischen dem mit dem Gehäuse 

verbundenen Außenring und dem auf der Welle sitzenden 

Innenring vor. Je nach Betriebsbedingungen kann der dadurch 

induzierte elektrische Strom das Wälzlager allerdings nicht ungehindert 

passieren. Grund dafür ist der trennende Schmierfilm in 

den Kontaktstellen des Wälzlagers. Die Kontakte können wie in 

Abbildung 1 dargestellt idealisiert als Kapazitäten mit parallelem 

ohmschen Wiederstand betrachtet werden. Dabei wird zwischen 

den Kapazitäten des Hertzschen Kontakts CHertz und der außenliegenden 

Bereiche COutside unterschieden [3], [4], [5]. 

Liegen Vollschmierungsbedingungen vor, so ist der parallele 

Widerstand RP sehr groß. Es findet nun eine Aufladung des Kontakts/Kondensators 

statt – die anliegende Spannung steigt an. 

Wird eine spezifische Durchschlagspannung überschritten, so 

kommt es jedoch zu einer Entladung über den Schmierspalt. 

Dann fließt ein Strom über den variablen Widerstand REDM und 

die Kapazität entlädt sich schlagartig. Dies geschieht innerhalb 

kürzester Zeit und kann lokal sehr hohe Temperaturen hervorrufen. 

Dies führt zu einem Aufschmelzen oder sogar einer Verdampfung 

des Materials und ruft infolgedessen Schäden hervor. 

Dabei sind drei typische Schadensbilder zu beobachten, das 

Grey Frosting, die Riffelbildung sowie Schädigungen des 



01 Hertzscher Kontakt mit Ersatzschaltbild 

Schmierstoffs. In Bild 02 ist das Grey Frosting am Beispiel eines 

Wälzkörpers als für die Untersuchungen relevantes Schadensbild 

gezeigt [4], [6]. 

Am Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie 

(IMKT) wurde der Einfluss einer Vorschädigung in Form von 

Grey Frosting auf die Lebensdauer von Wälzlagern untersucht. 

Das Grey Frosting ist gekennzeichnet durch eine Aufrauhung 

der Oberfläche infolge der Aufschmelzung und Neuhärtung 

oberflächennaher Bereiche. Das Grey Frosting wird wie in 

Bild 02 dargestellt durch eine Mattierung der Oberfläche optisch 

erkennbar. 

UNTERSUCHUNGEN ZUM EINFLUSS AUF 

DIE LEBENSDAUER 

In den durchgeführten Untersuchungen wurden in mehreren 

Versuchsreihen unterschiedlich stark ausgeprägte Vorschädigungen 

durch Grey Frosting erzeugt. Dabei wurden diverse 

Parameter variiert, wie beispielsweise die Zahl der Stahl-Wälzkörper 

im Vergleich zu den übrigen aus elektrisch isolierender 

Keramik ausgeführten Wälzkörpern des Versuchslagers. Außerdem 

wurden die Höhe der elektrischen Belastung, die Dauer 

der Bestromung und die mechanische Last variiert. 

Im Anschluss an die Vorschädigung wurden die Wälzlager im 

Versuchsstand bis zum Ausfall gefahren und so auf ihre Gebrauchsdauer 

hin getestet. Die dabei entstandenen Schäden 

weisen eine hohe Ähnlichkeit zwischen den Versuchsreihen auf. 

In Bild 03 ist beispielhaft ein solcher Schaden dargestellt. Nach 

Auswertung der Ergebnisse der Versuchsreihen zeigen sich allerdings 

deutliche Unterschiede in der Gebrauchsdauer der Lager. 

STÄRKERE STROMDURCHGÄNGE BEDEUTEN 

VERRINGERTE GEBRAUCHSDAUER 

Um nun Erkenntnisse aus den Versuchen ziehen zu können, 

werden die Versuchsreihen miteinander verglichen. Zusätzlich 

kann ein Vergleich mit ungeschädigten Wälzlagern aus Referenzversuchen 

erfolgen. Um die Versuchsreihen vergleichen zu 

können, muss die Stärke des Stromdurchgangs quantifiziert 

werden. Dazu wird hier die sogenannte Scheinleistung genutzt, 

welche von Tischmacher [6] eingeführt wurde. Dabei werden 

Stromstärke und Spannung während der Durchschläge aufgezeichnet 

und die jeweiligen Maxima betrachtet. Aus diesen 

wird die Scheinleistung mit der Einheit VA bestimmt. Da die 

Maxima nicht zeitgleich auftreten stellt dies keine tatsächliche, 

sondern eben nur eine scheinbare Leistung dar. Sie ist aber gut 

geeignet, um die elektrischen Belastungen zu vergleichen und 

02 Grey Frosting am Beispiel eines Rillenkugellagers 

03 Beispielhafter Ermüdungsschaden nach elektrischer 

Vorschädigung 

FÖRDERHINWEIS 

Das IGF-Vorhaben 20496 N (FVA 863 I) der 

Forschungsvereinigung für Antriebstechnik 

(FVA) wurde über die Allianz industrieller 

Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur 

Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung 

(IGF) vom Bundesministerium für 

Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines 

Beschlusses des Deutschen Bundestages 

gefördert. 



04 Vergleich der berechneten und experimentell ermittelten 

Lebensdauern 

DIE AUTOREN 

Marius Krewer, M.Sc., 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am 

Institut für Maschinenkonstruktion 

und Tribologie (IMKT) der Leibniz 

Universität Hannover 

in Bezug auf ihr Schädigungspotential einzuordnen, wie es auch 

Tischmacher in seiner Arbeit schon gemacht hat [6]. 

In den Versuchen zeigt sich, dass die Versuchsreihe mit der 

höchsten Scheinleistung die geringste Lebensdauer aufweist. 

Dies zeigt sich auch in einer deutlich stärker aufgerauten Oberfläche 

nach der Vorschädigung. Die Versuchsreihen mit eher geringen 

Scheinleistungen dagegen weisen eine deutlich höhere 

Lebensdauer auf. Wenn man nun einen Vergleich mit der theoretisch 

berechneten Lebensdauer nach DIN ISO 281 [7] anstellt, so 

ergibt sich die Verteilung wie sie in Abbildung 4 zu sehen ist. Hier 

ist in Blau die berechnete Lebensdauer über dem Viskositätsverhältnis 

K dargestellt. In Rot sind die Ergebnisse der Versuchsreihen 

gekennzeichnet, wobei Versuchsreihe 1 die höchste und Versuchsreihe 

3 die niedrigste elektrische Belastung erfahren hat. 

Dabei wurden die Viskositätsverhältnisse der Versuchsreihen um 

die Rauheit korrigiert, damit sie ins Verhältnis zur Referenz zu 

setzen sind. Im Vergleich mit Referenzversuchen reduziert sich 

die Lebensdauer der stromgeschädigten Lager jedoch stark bei 

sonst ähnlichen Viskositätsverhältnissen. In grün ist ein Ergebnis 

aus Referenzversuchen eines vorangegangenen Projekts eingetragen. 

Es ist zu erkennen, dass dieser Referenzversuch deutlich 

über der Linie der berechneten Lebensdauer, sowie den Ergebnissen 

aus den Versuchen mit Vorschädigung liegt. 

UMGANG MIT STROMDURCHGANGSSCHÄDEN 

Um die Schäden durch Stromdurchgang zu minimieren, gibt es 

diverse Ansätze. Dazu gehören die Nutzung von isolierenden 

Hybridlagern (beispielsweise mit keramischen Wälzkörpern), 

Erdungsbürsten oder einer Anpassung der Gesamtkonstruktion, 

um Stromdurchgänge an einzelnen Bauteilen zu minimieren. 

Diese Abhilfemaßnahmen bringen jedoch auch immer Nachteile, 

wie beispielsweise hohe Kosten, Verschleiß oder eine Verlagerung 

des Problems in andere Bereiche, mit sich. Es kann 

daher sinnvoll sein, einen möglichen Stromdurchgang und die 

daraus resultierende Verringerung der Lebensdauer von vornherein 

in der Auslegung zu berücksichtigen. Bei der VDI-Fachkonferenz 

„Schadensmechanismen an Lagern“ wurden genauere 

Untersuchungsergebnisse sowie ein Ansatz zur Berücksichtigung 

des Stromdurchgangs bei der Lebensdauerberechnung präsentiert. 

Die genauere Untersuchung von Abhilfemaßnahmen sowie 

weiterer Einflussfaktoren, wie beispielsweise eines Größeneinflusses, 

ist Gegenstand aktueller Untersuchungen am IMKT. 

Bilder: IMKT 

www.vdi-wissensforum.de 

Volker Schneider, M.Sc., 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am 

Institut für Maschinenkonstruktion 

und Tribologie (IMKT) der Leibniz 

Universität Hannover 

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Poll, 

Leiter des Instituts für Maschinenkonstruktion 

und Tribologie (IMKT) 

der Leibniz Universität Hannover 

Literaturverzeichnis: 

1. P. L. Alger and H. W. Samson, “Shaft Currents in Electric 

Machines,” Transactions of the American Institute of Electrical 

Engineers, vol. XLIII, pp. 235–245, Jan. 1924, doi: 

10.1109/T-AIEE.1924.5060981. 

2. V. Hausberg, “Elektrische Lagerbeanspruchung Umrichtergespeister 

Induktionsmaschinen,” Leibniz Universität 

Hannover, Hannover, 2001. 

3. A. Furtmann, “Elektrisches Verhalten von Maschinenelementen 

im Antriebsstrang,” Dissertation, Leibniz Universität 

Hannover, Hannover, 2017. 

4. V. Schneider, H.-C. Liu, N. Bader, A. Furtmann, and G. Poll, 

“Empirical Formulae for the Influence of Real Film Thickness 

Distribution on the Capacitance of an EHL Point Contact and 

Application to Rolling Bearings,” 2021. 

5. Y. Gemeinder, “Lagerimpedanz und Lagerschädigung bei 

Stromdurchgang in umrichtergespeisten elektrischen 

Maschinen.,” TU Darmstadt, Darmstadt, 2016. 

6. H. Tischmacher, “Systemanalysen zur elektrischen Belastung 

von Wälzlagern bei umrichtergespeisten Elektromotoren,” 

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, Hannover, 2017. 

7. “DIN ISO 281: Wälzlager – Dynamische Tragzahlen und 

nominelle Lebensdauer.” 2007. 


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