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Wälzlager Drahtwälzlager für Exoskelette

Angesichts des demographischen Wandels und des Fachkräftemangels ist es eine Herausforderung, Beschäftigte lange und gesund im Arbeitsprozess zu erhalten. Exoskelette können hier einen Beitrag leisten.

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Drahtwälzlager mit einem Einbauraum von 5x6mm eignen sich perfekt für ultrakompakte Anwendungen beispielsweise in der Medizintechnik.
Drahtwälzlager mit einem Einbauraum von 5x6mm eignen sich perfekt für ultrakompakte Anwendungen beispielsweise in der Medizintechnik.
(Bild: Canva/Franke)

Wie erhält man die Gesundheit eines Beschäftigten langfristig? Insbesondere körperlich anstrengende Arbeiten, die Muskeln, Knochen und Gelenke strapazieren, sind hier im Fokus. 2017 beruht fast ein Viertel der Berufsunfähigkeitstage in Deutschland auf Muskel-Skelett-Erkrankungen (Quelle: DGUV). Helfen können maschinelle Exoskelette, die als äußere Stützstrukturen die Beweglichkeit des Menschen unterstützten können.

In vielen Berufen, wie beispielsweise Lagerist, Maler, Stuckateure oder an Fließbandarbeiter, können Exoskelette Menschen die Arbeit erleichtern und damit körperliche Belastungen verringern. Je nach Anwendungsfall werden passive oder aktive Exoskelette eingesetzt. Bei passiven Exoskeletten werden die Bewegungen rein mechanisch unterstützt. Aktive Exoskelette sind mit Hilfe von Elektromotoren in der Lage zusätzliche Kraft zu liefern. Nach der Nutzung lassen Exoskelette sich wieder relativ einfach entfernen. Bereits jetzt werden sie für schwere Lasten oder ungünstige Körperhaltungen eingesetzt.

Drahtwälzlager ermöglichen leichtgängige Bewegungen

Drahtwälzlager sind hierfür bestens geeignet, da sie sehr kompakt und leicht sind. Sie ermöglichen leichtgängige Bewegungen an den Gelenken. Die Mittenfreiheit des Lagers erlaubt die zentrale Unterbringung des Getriebes.

Beim Drahtwälzlager rollen die Wälzkörper nicht auf massiven Gehäuseringen, sondern auf gehärteten Drähten. Die Flexibilität dieses Prinzips erlaubt es, freier und einfacher zu konstruieren. Durch ihre patentierte Technologie bieten Drahtwälzlager maximale Konstruktionsfreiheit, ohne dabei Kompromisse bei der Belastbarkeit einzugehen. Die umschließende Konstruktion lässt sich in einer Vielzahl leichtgewichtiger Materialien realisieren und in ihrer Geometrie an den jeweiligen Einsatzzweck anpassen. Der große Außendurchmesser sorgt für hohe Steifigkeit. Für Exoskelette sind Laufruhe und Belastbarkeit ebenso wichtig wie ein geringer Verschleiß. Auch die Leichtgängigkeit und die Sicherheit gegen Schäden, zum Beispiel durch Überlastung, muss gewährleistet sein.

Herausforderungen bei der Entwicklung von Exoskeletten

Das Exoskelett darf nicht als störend empfunden werden, das Unterstützungsgefühl muss überwiegen. Da die „Maschine“ direkt am Menschen befestigt wird, muss ein gutes Zusammenspiel entstehen. Die Systeme müssen sich ergänzen. Dazu kommen noch Anforderungen bezüglich Passgenauigkeit, Gewicht, Sicherheit und Zuverlässigkeit. Das System soll sicher, robust und leistungsfähig sein.

Moderne Exoskelette werden dank neuer Entwicklungen immer kompakter und leichter.
Moderne Exoskelette werden dank neuer Entwicklungen immer kompakter und leichter.
(Bild: gettyimages)

Um die Anwendung für den Benutzer so einfach wie möglich zu gestalten, soll es keine Bedienknöpfe oder ähnliches geben. Sensoren erfassen die Muskelbewegung und eine Regeleinheit ermittelt die nötige Rotation des Motors. Das erhöht den Bedienungskomfort, steigert aber auch die Anforderungen an das Ansprechverhalten der Motoren und das Lastverhalten. Absolute Spielfreiheit ist eine Grundvoraussetzung für das System.

Die Zukunft von Exoskeletten

Bislang gibt es nichts Vergleichbares auf dem Markt, was den Menschen bei verschiedenen Tätigkeiten aktiv unterstützt. Exoskelette werden immer leichter und günstiger werden. Das wichtigste dabei ist die Akzeptanz. Je mehr sie eingesetzt werden, umso mehr wird auch die Hemmschwelle sinken.

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