Von der Tradition zur Vernetzung: neue Horizonte für Federn

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 oder Musikinstrumenten verwendet. Wie Albert Enste, CEO der Federnfabrik Schmid AG, betont, «ist es beinahe unmöglich, eine Maschine zu finden, die keine Federn enthält. Sie fungieren als Aktuatoren, sorgen für Sicherheit und üben Kraft aus – in Objekten wie Uhren, Windkraftanlagen oder Satelliten.» Das von ihm geleitete, 1912 gegründete Unternehmen ist auf die Herstellung hochpräziser Industriefedern spezialisiert. Es beschäftigt heute etwa 60 Personen und exportiert insgesamt rund 80% seiner Produktion. Die Federn in verschiedenen Grössen bestehen aus verschiedenen Metallen und Legierungen.

Zeitlich begrenzte Beständigkeit
Obwohl Federn ein wesentliches Element sind und viele Gegenstände und Anwendungen auf ihrer reibungslosen Funktion beruhen, haben sie einen Schwachpunkt. Denn ihr Zustand und ihre Lebensdauer sind nur theoretisch vorhersehbar. «Die Konstruktion herkömmlicher Federn beruht auf theoretischen Ansätzen. Ihr Betrieb unter realen Bedingungen weicht allerdings oft von diesen Berechnungen ab. Das bedeutet, dass die Feder unerwartet ausfallen, das Gerät beschädigen und hohe Reparaturkosten verursachen kann», erklärt Dr. Cord Teller, der für den Vertrieb bei der Federnfabrik Schmid AG zuständig zeichnet.

Von mechanisch zu intelligent
Ausfälle, Kosten für Ersatz usw. - die Folgen für die Hersteller sind also zahlreich. «Wir haben festgestellt, dass das Versagen der Federn in den Maschinen ein grosses Problem für unsere Kunden darstellt», bestätigt Albert Enste. Das Unternehmen erwog daher eine Erweiterung seines Produktportfolios und wandte sich dem Internet der Dinge (IoT) zu. «Wir stellten fest, dass die Feder nicht in die digitale Welt der Maschinen integriert war. «Da kamen wir auf die Idee, eine vernetzte Feder zu entwickeln», so Albert Enste.

Die Idee war geboren, aber es fehlte das technische Wissen, um ein solches Projekt intern zu entwickeln. «Wir benötigten bestimmte Kompetenzen in der Mikroelektronik», erklärt Albert Enste. Das Unternehmen kontaktierte daraufhin Innosuisse, bat um Beratung und die Validierung eines Innovationsmentors und startet 2021 ein Innovationsprojekt in Zusammenarbeit mit dem CSEM. Zwei Jahre später war der I-Spring-Prototyp entwickelt.

Das kompakte und eigenständige System kann den Zustand der Feder in Echtzeit auf einem Smartphone oder auf browserbasierten Dashboards anzeigen. «Die Sensoren ermöglichen die Überwachung und Messung der Feder, die Anzeige ihrer Lebensdauer und verbleibenden Kraft, eine vorausschauende Wartung und die Echtzeitüberwachung ihres Zustands. Die Sensoren funktionieren während der gesamten Lebensdauer einer Feder», meint Dr. Boris Ouriev, Leiter Innovation bei der Federnfabrik Schmid AG.

Die Notwendigkeit von Innovationen
Heute ist der Prototyp der intelligenten Feder funktionsfähig und wird an den Produkten mehrerer Kunden des Unternehmens getestet. Die Rückmeldungen sind positiv. Für Cord Teller stellt diese Etappe den ersten Schritt in Richtung eines neuen Geschäftsmodells dar. «Diese Innovation ist eine Revolution im Bereich der Federn. Sie wird unser Geschäftsmodell grundlegend umgestalten und beeinflusst bereits heute, wie unsere Kunden und Mitarbeitenden uns wahrnehmen.»

Für die Federnfabrik Schmid AG ist diese Entwicklung hin zu Digitalisierung und Konnektivität auch ein Weg, ihre Zukunft langfristig zu sichern. «Als traditionelles mittelständisches Unternehmen halten wir Innovation für eine echte Chance. Sie ermöglicht es uns nicht nur, unser Geschäft zu diversifizieren und neue Horizonte zu erschliessen, sondern öffnet uns auch Türen zu neuen Märkten. Die Auswirkungen für das Unternehmen sind ebenfalls bedeutend. Wir können neue Produkte einführen, Arbeitsplätze schaffen, unsere Prozesse verbessern und einen positiven Effekt auf die Umwelt ausüben», freut sich Albert Enste.