Von der Tradition zur Vernetzung

>Digitalisierung der Federnherstellung, einer Branche, die traditionell im Maschinenbau verankert ist<

Dieses ehrgeizige Ziel hat sich die Federnfabrik Schmid AG gesetzt. Mit der Unterstützung von Innosuisse konnte das Zürcher mittelständische Unternehmen seine Verfahren neu überdenken und digitalisieren. Damit bricht sie mit einem seit Generationen bestehenden mechanischen Ansatz. Diese Umwandlung ermöglicht es ihm, Komponenten zu integrieren, die den Zustand der Federn in Echtzeit bewerten können, und stellt damit eine kleine Revolution in diesem Bereich dar.

Federn sind in unserem Alltag allgegenwärtig und werden in einer Vielzahl von Gegenständen wie Kaffeemaschinen, Kugelschreibern und Musikinstrumenten verwendet. Albert Enste, CEO der Federnfabrik Schmid SA, betont: "Es gibt kaum eine Maschine, die keine Federn enthält. Diese fungieren als Aktuatoren, die für Sicherheit sorgen und Kraft ausüben, in Gegenständen wie Uhren, Windturbinen oder Satelliten. Das 1912 gegründete KMU, dem er vorsteht, ist auf die Lieferung von hochpräzisen Industriefedern spezialisiert. Es beschäftigt heute etwa sechzig Mitarbeiter und exportiert insgesamt etwa 80 % seiner Produktion. Die Federn verschiedener Größen werden aus unterschiedlichen Metallen und Legierungen hergestellt.

Zeitlich begrenzte Elastizität

Obwohl die Feder ein wesentliches Bauteil ist und viele Gegenstände und Anwendungen auf sie angewiesen sind, um ordnungsgemäß zu funktionieren, hat sie einen Schwachpunkt. Ihr Zustand und ihre Lebensdauer lassen sich nur in der Theorie vorhersagen. "Die Auslegung herkömmlicher Federn basiert auf theoretischen Ansätzen, und ihr Betrieb unter realen Bedingungen weicht oft von diesen Berechnungen ab. Das bedeutet, dass die Feder unerwartet versagen kann, was die Anwendung beschädigt und zu hohen Reparaturkosten führt", erklärt Dr. Ing. Cord Teller, Leiter des technischen Vertriebs.

Von mechanischen Federn zu intelligenten Federn

Ausfälle, Ersatzkosten usw. haben daher für die Hersteller viele Konsequenzen. "Wir haben erkannt, dass der Ausfall von Federn in Maschinen ein großes Problem für unsere Kunden ist", bestätigt Albert Enste. Das Unternehmen denkt über eine Erweiterung seines Produktportfolios nach und richtet sein Augenmerk auf das Internet der Dinge (IoT). "Wir stellten fest, dass die Feder nicht in die digitale Welt der Maschinen integriert war. So kamen wir auf die Idee, eine vernetzte Feder zu entwickeln", erklärt Albert Enste.

Die Idee war geboren, aber es fehlte das technische Know-how, um ein solches Projekt in einem KMU zu entwickeln. "Wir brauchten sehr genaue Kenntnisse in der Mikroelektronik", erklärt Albert Enste. Das Unternehmen wandte sich daraufhin an Innosuisse und suchte Rat und Bestätigung bei einem Innovationsmentor. 2021 startete das Unternehmen ein Innovationsprojekt in Zusammenarbeit mit dem CSEM. Zwei Jahre später wurde der Prototyp von I-Spring entwickelt.

Dieses kompakte, unabhängige System ist in der Lage, den Zustand der Feder live auf einem Smartphone oder auf browserbasierten Dashboards darzustellen. "Diese aus Sensoren bestehende Technologie ermöglicht es, die Feder zu überwachen und zu messen und ihre Lebensdauer und verbleibende Stärke anzuzeigen sowie eine vorausschauende Wartung und Echtzeitüberwachung ihres Zustands zu ermöglichen. Sie ist so konzipiert, dass sie während der gesamten Lebensdauer einer Feder funktioniert", erklärt Dr. Ing. Boris Ouriev, Leiter der Innovationsabteilung. Boris Ouriev, Leiter der Abteilung Innovation und Implementierung bei der Federnfabrik Schmid AG.

Der Bedarf an Innovation

Heute ist der Prototyp der intelligenten Feder einsatzbereit und wird an den Produkten mehrerer Kunden des Unternehmens getestet. Die Rückmeldungen sind positiv. Für Cord Teller ist dies der erste Schritt zur Umgestaltung des Geschäftsmodells des Unternehmens. "Diese Innovation stellt eine Revolution auf dem Gebiet der Federn dar. Sie wird unser Geschäftsmodell komplett umkrempeln und verändert schon jetzt die Wahrnehmung durch unsere Kunden und Mitarbeiter.

Für die Federnfabrik Schmid AG ist dieser Schritt in Richtung Digitalisierung und Konnektivität auch eine Möglichkeit, ihre langfristige Zukunft zu sichern. "Als traditionelles KMU sehen wir die Innovation als eine echte Chance. Sie ermöglicht es uns nicht nur, unsere Aktivitäten zu diversifizieren und neue Horizonte zu erkunden, sondern öffnet auch die Türen zu neuen Märkten. Auch die Auswirkungen auf das Unternehmen sind wichtig. Wir können neue Produkte einführen, Arbeitsplätze schaffen, unsere Prozesse verbessern und auch einen positiven Effekt auf die Umwelt haben", sagt Albert Enste.

Besten Dank an InnoSuisse und CSEM für die Unterstützung in diesem Projekt!