Überarbeitet von: Abteilung für Technisches Ingenieurwesen – TGB-Gruppe Veröffentlicht im September 2026 Technische Überarbeitung: September 2026

Das Spiel ist einer der am wenigsten verstandenen Parameter in Rotationssystemen. Es wird oft als ein zu beseitigender Fehler angesehen, als ob der Idealwert Null wäre. Tatsächlich ist ein kontrolliertes Spiel normal, notwendig und bereits bei der Konstruktion vorgesehen. In Zahnradgetrieben ist ein Spiel von Null in der Regel keine realistische Betriebsbedingung, da thermische Ausdehnung, Schmieranforderungen und Fertigungstoleranzen allesamt die Aufrechterhaltung eines kontrollierten Spiels im Zahnradgetriebe erfordern.

Die entscheidende Frage lautet daher nicht „Wie lässt sich das Spiel beseitigen?“, sondern „Welches Spiel ist für diese Anwendung angemessen, und wie lässt es sich über die gesamte Lebensdauer des Systems hinweg in diesem Bereich halten?“. Das Spiel stellt in zweierlei Hinsicht ein Problem dar: wenn es zu gering und wenn es zu groß ist. Zwischen diesen beiden Extremen liegt ein festgelegter Bereich, der für jede Konstruktion geeignet ist.

In diesem Artikel wird erläutert, was „Spielraum“ eigentlich ist, warum er unvermeidbar ist, in welchen Fällen er normal ist, ab wann er zu einem Problem wird und wie man ihn sowohl in der Entwurfsphase als auch während der gesamten Lebensdauer des Systems in den Griff bekommen kann.

Was versteht man unter „Backlash“?

Das Spiel ist der geringe Abstand zwischen den ineinandergreifenden Zähnen zweier Zahnräder; es entspricht dem Freilauf eines Zahnrads, bevor sich das andere bei einer Umkehrung der Drehrichtung zu bewegen beginnt. In einem Schwenksystem besteht dieses Spiel an der Schnittstelle zwischen dem Antriebselement und dem Zahnkranz: zwischen einem Antriebsritzel und den Zähnen eines Schwenkkranzes oder zwischen einer Schnecke und dem Zahnkranz in einem Schnecken-Schwenksystem.

Konkret ist es das Spiel, das es einem Zahnrad ermöglicht, die Drehrichtung zu ändern. Wenn sich die Bewegungsrichtung umkehrt, muss der antreibende Zahn die dem Spiel entsprechende Strecke zurücklegen, bevor er mit dem nächsten angetriebenen Zahn in Kontakt kommt. Dieses Spiel entspricht dem Freiraum, und der kurze Moment, in dem der Abtrieb stillsteht, bis dieses Spiel ausgeglichen ist, stellt den dadurch verursachten Bewegungsverlust dar.

Warum ist das Laufspiel unverzichtbar?

Das völlige Fehlen von Spiel ist kein Ziel; es handelt sich vielmehr um einen Fehlerzustand. Ein Zahnradpaar benötigt aus mehreren Gründen Spiel.

Die thermische Ausdehnung ist der wichtigste Faktor. Zahnräder und Gehäuse dehnen sich aus, wenn sie sich während des Betriebs erwärmen. Ein Zahnradsatz, der im kalten Zustand spielfrei ist, zieht sich bei steigender Temperatur zusammen, was die Reibung erhöht und im Extremfall zu einem Festfressen oder Blockieren führen kann. Das Spiel dient dazu, diese Ausdehnung auszugleichen.

An zweiter Stelle steht die Schmierung. Im Spielraum zwischen den Zähnen sammelt sich das Schmiermittel an und wird in den Kontaktbereich geleitet. Ohne dieses Schmiermittel kann der Film, der die Oberflächen voneinander trennt, nicht aufrechterhalten werden, und der Kontakt von Metall auf Metall beschleunigt den Verschleiß.

Fertigungs- und Montagetoleranzen stellen den dritten Faktor dar. Kein Zahnrad ist vollkommen rund, und keine Montage ist vollkommen passgenau. Ein Zahnkranz eines Drehkranzes weist einen Punkt mit maximalem radialem Rundheitsfehler auf, d. h. einen Punkt mit maximaler Exzentrizität. Das Spiel gleicht diese tatsächlichen Abweichungen aus, damit der Zahneingriff nicht an der engsten Drehstelle blockiert wird.

Aus diesen Gründen wird jedes Zahnrad mit einem festgelegten Spielbereich konstruiert. Das Ziel einer guten technischen Konstruktion besteht nicht darin, dieses Spiel zu beseitigen, sondern es richtig einzustellen und stabil zu halten.

Die beiden Spielquellen in einem Schwenksystem

Es gibt einen wichtigen, oft übersehenen Unterschied: Das gesamte Spiel, das ein Benutzer am Ausgang eines Schwenksystems spürt, kann aus zwei verschiedenen Quellen stammen.

Der erste Faktor ist das Eingriffsspiel, d. h. das Spiel zwischen dem Antriebskranz und dem Zahnkranz, wie oben beschrieben. Das zweite ist das interne Spiel des Drehkranzes selbst, d. h. das leichte axiale und radiale Spiel zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnen. Diese beiden Faktoren tragen zum unter Last gemessenen Gesamtspiel bei, und beide können sich mit zunehmendem Verschleiß vergrößern.

Dies ist bei der Diagnose eines Präzisionsproblems von Bedeutung. Weist ein System übermäßiges Spiel auf, kann die Ursache im Zahnradgetriebe, im Inneren des Lagers oder an beiden Stellen liegen. Wenn man sich lediglich darauf beschränkt, das Spiel zwischen den Zahnrädern zu korrigieren, obwohl das Spiel tatsächlich im Inneren des Lagers entstanden ist – oder umgekehrt –, wird das Problem nicht vollständig gelöst. Um das Spiel in einer Präzisionsanwendung unter Kontrolle zu halten, müssen diese beiden Ursachen gleichzeitig berücksichtigt werden.

Wenn das Spiel normal verläuft

Das Axialspiel ist normal und stellt keinen Grund zur Sorge dar, sofern drei Bedingungen erfüllt sind. Es liegt innerhalb des vom Hersteller für das betreffende Getriebe und die jeweilige Anwendung angegebenen Bereichs. Es wurde bei der Montage am höchsten Punkt des radialen Rundlauffehlers des Zahnkranzes korrekt eingestellt, sodass sich der Eingriff beim Drehen des Zahnkranzes nicht verengt. Außerdem bleibt es langfristig stabil und nimmt im Laufe des Betriebs nicht zu.

Ein Schwenksystem, das diese Bedingungen erfüllt, weist das Spiel auf, für das es ausgelegt wurde. In den meisten industriellen Drehanwendungen, bei denen das System Lasten bewegt, ohne dass eine hohe Positioniergenauigkeit erforderlich ist, hat dieses integrierte Spiel keinerlei negative Auswirkungen auf die Leistung.

Wenn das Spielen zum Problem wird

Das Rückspiel, das normalerweise ein ganz gewöhnliches Spielelement ist, kann in bestimmten Situationen zu einem Problem werden.

In Anwendungen zur Präzisionspositionierung. Wenn das System eine Last präzise und wiederholt positionieren muss, führt das mechanische Spiel zu einer unerwünschten Bewegung, die die Genauigkeit beeinträchtigt. Sonnennachführsysteme, Robotersysteme und Positionieranlagen sind hierfür die offensichtlichsten Beispiele: Jede Richtungsänderung führt zu einem Positionsverlust, der dem Wert des mechanischen Spiels entspricht, bis dieses Spiel ausgeglichen ist. In diesen Anwendungen wird das Spiel, das bei einem Kran vernachlässigbar wäre, zu einer direkten Ursache für Positionierungsfehler; unser Artikel zur Auswahl von Schwenkantrieben für Sonnennachführsysteme behandelt dieses Thema im Zusammenhang mit der Energiegewinnung.

Unter Einwirkung von Gegen- oder dynamischen Belastungen. Wenn die Belastungen häufig die Richtung wechseln oder in Form von Stößen auftreten, überwinden die Zähne wiederholt das Spiel und stoßen gegen die gegenüberliegende Flanke. Ein übermäßiges Spiel verwandelt jede Richtungsumkehr in einen Stoß, was Geräusche, Vibrationen, einen beschleunigten Verschleiß der Zähne und langfristig Schäden zur Folge hat. Je größer das Spiel ist, desto heftiger ist der Stoß.

Wenn sie im Laufe der Zeit zunimmt. Ein allmählich zunehmendes Spiel ist ein Anzeichen für Verschleiß. Wenn sich die Zähne und Laufbahnen abnutzen, nimmt das Spiel zu, die Genauigkeit nimmt ab und die Stoßbelastungen steigen, was den Verschleiß noch weiter beschleunigt. Das zunehmende Spiel stellt somit sowohl ein Problem an sich als auch ein Anzeichen dafür dar, dass das System verschleißt – ein Thema, das in unserem Artikel über die Verschleißerkennung in Rotationssystemen behandelt wird.

Wenn es zu wenig davon gibt. Auch das andere Extrem stellt ein Problem dar. Ein zu geringes Spiel oder ein Spiel, das im Namen der Präzision ganz beseitigt wurde, führt unter dem Einfluss der Wärmeausdehnung zu einem Festfressen der Zahnräder, erhöht die Reibung und die Wärmeentwicklung und beschleunigt den Verschleiß. Insbesondere bei einem Schneckenantriebssystem kann ein zu geringes Spiel das zum Antreiben des Systems erforderliche Drehmoment erheblich erhöhen.

Wie man das Spiel meistert

Die Beherrschung des Spiels ist zum Teil eine Frage der Konzeption und zum Teil eine Frage der Pflege.

Stellen Sie es von Anfang an richtig ein. Die wichtigste Überprüfung ist die korrekte Einstellung bei der Montage: Es geht darum, den höchsten Punkt des radialen Rundlauffehlers des Zahnkranzes zu lokalisieren und den Abstand zwischen Mitnehmer und Zahnkranz so einzustellen, dass das Spiel an dieser Stelle innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt. Dieses Thema wird in unserem Artikel über die Integration von Gehäuse, Drehkranz und Mitnehmer behandelt.

Wählen Sie ein Trainingsprogramm, das dem erforderlichen Präzisionsgrad entspricht. Wenn die Anwendung eine hohe Präzision erfordert, sollten Sie ein Getriebe mit geringem Spiel wählen, anstatt es so einzustellen, dass ein ungeeignetes Spiel ausgeglichen wird. Die BE-Baureihe der TGB-Gruppe eignet sich beispielsweise für Anwendungen, bei denen kontrolliertes Spiel, Präzision und Witterungsschutz wichtige Kriterien sind – dank eines vollständig geschlossenen Gehäuses und Lippendichtungen, die die Schutzart IP65 gewährleisten.

Verwenden Sie das selbstsichernde System, wenn die Positionshaltung von entscheidender Bedeutung ist. Bestimmte Schneckenrotationsantriebe können – abhängig von der Geometrie des Getriebes und den Betriebsbedingungen – selbsthemmend sein. In diesen Fällen kann der Abtrieb die Schnecke nicht in umgekehrter Richtung antreiben, wodurch das System seine Position halten kann, ohne ausschließlich auf eine externe Bremse angewiesen zu sein. Es ist wichtig, dies genau zu betonen: Die Selbsthemmung verhindert zwar, dass das System in umgekehrter Richtung angetrieben wird, beseitigt jedoch nicht an sich das Zahnspiel. Ein selbsthemmender Antrieb weist stets ein vorgegebenes Spiel auf, das eingestellt und aufrechterhalten werden muss.

Für höchste Präzision sollten Sie vorbelastete oder spielfreie Vorrichtungen in Betracht ziehen. Wenn es auf eine hohe Positioniergenauigkeit ankommt, gibt es Methoden zur Spielkompensation auf Systemebene, wie beispielsweise das Vorspannen zweier Antriebselemente gegeneinander, um das Spiel auszugleichen. Diese Methoden erhöhen die Kosten und die Komplexität und sind nur dann gerechtfertigt, wenn die Anwendung sie tatsächlich erfordert; daher muss der erforderliche Präzisionsgrad vor der Auswahl der Lösung festgelegt werden.

Berücksichtigen Sie das Lagerspiel und nicht nur das Zahnradspiel. Da die Kraft aus zwei Quellen stammen kann, kann die Steuerung auch über den Drehkranz selbst erfolgen. TGB bietet im Rahmen seiner Konfigurationsoptionen Drehkränze mit doppelter Laufbahn an, die gewählt werden können, wenn die Anwendung eine höhere Steifigkeit und eine größere Tragfähigkeit erfordert.

Sorgen Sie dafür, dass das Gerät während seiner gesamten Lebensdauer ordnungsgemäß gewartet wird. Das Spiel muss im Laufe der Zeit innerhalb der zulässigen Grenzen gehalten werden, und zwar nicht nur bei der Inbetriebnahme. Durch die Aufrechterhaltung einer korrekten Vorspannung der Schrauben lassen sich Mikrobewegungen vermeiden, die zu einer Zunahme des Spiels beitragen, und die Überwachung des Spiels im Rahmen von Inspektionen ermöglicht es, jede beginnende Zunahme zu erkennen, bevor sie die Genauigkeit beeinträchtigt oder Schäden durch Stöße verursacht.

Wie misst man das Axialspiel?

Die Messung des Winkelspiels von Zahnrädern in einem rotierenden System ist einfach und erfordert außer einer Messuhr und einem festen Bezugspunkt keine spezielle Ausrüstung. Das Prinzip besteht darin, das Winkelspiel am Abtrieb zu messen, während der Antrieb stillsteht.

Das Verfahren läuft wie folgt ab: Bei stillstehendem System und blockiertem bzw. festgehaltenem Antrieb wird ein Messuhr an einen festen Punkt der rotierenden Konstruktion angelegt, und zwar so nah wie möglich am Durchmesser des Zahnkranzes, um die Ablesegenauigkeit zu optimieren. Ein Nullpunkt wird festgelegt, indem die Konstruktion fest in eine Richtung gedrückt wird, sodass das gesamte Spiel ausgeglichen wird. Anschließend wird die Konstruktion in die entgegengesetzte Richtung verschoben, bis auf der anderen Seite des Spielraums Kontakt hergestellt wird. Der auf der Messuhr angezeigte Gesamtweg entspricht dem Spiel, gemessen als lineare Verschiebung bei diesem Radius.

Soll das Ergebnis als Winkel angegeben werden, wird das Längenmaß durch den Radius geteilt, bei dem es gemessen wurde. Das Ergebnis wird anschließend mit dem vom Hersteller für das betreffende Modul und den betreffenden Zahnraddurchmesser angegebenen Spielbereich verglichen.

Bei der Messung sind zwei Punkte von Bedeutung. Diese muss an mehreren Winkelpositionen rund um den Ring durchgeführt werden, da der maximale Punkt des radialen Rundlauffehlers den Eingriff an einer Position enger macht als an anderen. Zudem muss die Messung bei voller Vorspannung der Schraubverbindung erfolgen, da eine zu lockere Montage Mikrobewegungen zulässt, die sich in das Messergebnis einfließen und den falschen Eindruck eines übermäßigen Spiels erwecken. Die Überprüfung des Anzugsmoments der Schrauben vor der Messung eliminiert diese Variable.

Leitfaden zu den Symptomen: Wie äußern sich Probleme mit dem Glücksspiel?

 

Kurzanleitung: Spielen je nach Anwendung

Wie äußern sich Spielprobleme auf dem Spielfeld in der Regel?

In vielen konkreten Fällen machen sich Laufprobleme zunächst durch Positionsabweichungen, wiederholte Schlaggeräusche bei Richtungswechseln, ungleichmäßigen Zahnverschleiß oder eine Diskrepanz zwischen der Motorsteuerung und der sichtbaren Bewegung der Konstruktion bemerkbar. Diese Symptome bedeuten nicht immer, dass der Antrieb unterdimensioniert ist. Oft deuten sie darauf hin, dass das Spiel falsch eingestellt wurde, dass es sich aufgrund von Verschleiß vergrößert hat oder dass es durch das Innenspiel der Lager oder die Flexibilität der Konstruktion verstärkt wird.

Aus diesem Grund umfasst die Diagnose eines Spielproblems die Überprüfung beider Schnittstellen: des Zahneingriffs der Zahnräder und des Lagerspiels. Dies beinhaltet auch die Überprüfung der Vorspannung der Schrauben, da eine zu lockere Montage zu Mikrobewegungen führt, die sich zum Gesamtspiel addieren und leicht mit dem Spiel der Zahnräder verwechselt werden können. Das Vorgehen besteht darin, die Ursache des Problems zu ermitteln, bevor über die zu ergreifende Maßnahme entschieden wird.

Häufige Fehler im Zusammenhang mit dem Axialspiel

Es lassen sich eine Reihe von wiederkehrenden Fehlern im Umgang mit dem „Backlash“ feststellen:

• Das Spiel als Fehler zu betrachten und zu versuchen, es zu beseitigen, was zu einem Festfressen und einer Überhitzung führt.
• Stellen Sie das Spiel so ein, dass es sich vom Punkt der größten Unrundheit entfernt, sodass der Eingriff einmal pro Umdrehung erfolgt.
• Unter der Annahme, dass das gesamte Spiel auf das Ineinandergreifen der Zahnräder zurückzuführen ist, ist ein Teil davon auf das innere Spiel des Lagers zurückzuführen.
• Wählen Sie eine Antriebsart aus und ziehen Sie anschließend die Kette übermäßig fest, um eine Präzision zu erzielen, für die sie nicht ausgelegt ist.
• Man darf „selbsthemmend“ nicht mit „spielfrei“ verwechseln; ein selbsthemmender Antrieb weist stets ein Eingriffsspiel auf.
• Wenn man das Spiel im Laufe der Zeit nicht überwacht, bemerkt man den allmählichen Anstieg erst dann, wenn die Genauigkeit bereits verloren gegangen ist.

Dort, wo das Spiel am wichtigsten ist

Das Spiel ist ein Konstruktionsparameter, der in allen Zahnrad-Schwenksystemen vorkommt, doch seine Bedeutung nimmt bei Anwendungen, bei denen gegenläufige Bewegungen, dynamische Belastungen oder hohe Präzisionsanforderungen zusammenkommen, erheblich zu. Solarnachführ- und Positioniersysteme sind hierfür besonders anfällig, da Präzision das Kernstück ihrer Funktionsweise darstellt. Auch Anlagen, die häufigen Richtungswechseln oder Stoßbelastungen ausgesetzt sind, reagieren empfindlich darauf, da ein übermäßiges Spiel zu wiederholten Stößen führt. Bei einer einfachen, unidirektionalen oder wenig präzisen Drehbewegung stellt das in der Konstruktion vorgesehene Spiel praktisch nie ein Problem dar. Die Anpassung der dem Spiel gewidmeten Aufmerksamkeit an die Anforderungen der Anwendung ist an sich bereits Teil einer guten Wahl.

Wie die TGB-Gruppe zur Begrenzung des Axialspiels beiträgt

Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung im Bereich der Bewegungslösungen unterstützt die hauseigene Konstruktionsabteilung der TGB-Gruppe ihre Kunden dabei, das optimale Spiel für ihre Anwendung zu definieren und die Konfiguration auszuwählen, mit der dieses Spiel erreicht werden kann. Das Spektrum reicht von Standard-Drehantrieben für allgemeine Drehbewegungen bis hin zu Konfigurationen der BE-Serie für Anwendungen, bei denen kontrolliertes Spiel und Präzision von entscheidender Bedeutung sind, bis hin zu selbsthemmenden Schneckenantrieben für die Positionshaltung und Drehkränzen mit doppelter Laufbahn, wenn geringes Spiel und erhöhte Steifigkeit gefordert sind.

Da der korrekte Spielwert, das Einstellverfahren und die Wartungskriterien vom jeweiligen Produkt abhängen, stellt TGB diese Parameter in der technischen Dokumentation zum ausgewählten Drehkranz und Antrieb bereit und unterstützt das Ingenieurteam dabei, das Spiel entsprechend den tatsächlichen Betriebsbedingungen der Anwendung festzulegen und aufrechtzuerhalten.

Wenn Sie das maximale Spiel ermitteln müssen, das Ihre Anwendung zulässt, oder ein Antriebssystem für die Präzisionspositionierung auswählen möchten, kann Ihnen das technische Team der TGB Group behilflich sein. Wenden Sie sich an unser technisches Team , um die für Ihr Projekt am besten geeignete Lösung zu ermitteln.