Ein leises Brummen begleitet die Bewegungen einer Produktionsmitarbeiterin, während sie einen Stahlträger über ihrem Kopf in Position bringt – präzise, konzentriert und vor allem mühelos. Ihre Schultern bleiben entspannt, der Rücken gerade. Kein angestrengter Gesichtsausdruck, kein Anzeichen von Erschöpfung – obwohl sie diese Tätigkeit bereits seit Stunden ausführt. Unterstützt wird sie vom aktiven Schulter-Exoskelett S700, das ihr bei jeder Hebebewegung kraftvoll unter die Arme greift und körperliche Belastung spürbar reduziert. Wie eine technische Erweiterung ihres Körpers schmiegt sich das pneumatisch betriebene Exoskelett an ihren Rücken und ermöglicht es ihr, sich ganz auf die Arbeit zu konzentrieren, statt gegen ihre physischen Grenzen anzukämpfen.
Angesichts des steigenden Innovations- und Wettbewerbsdrucks gepaart mit dem wachsenden Fachkräftemangel wird die Frage immer aktueller: Wie kann Technologie dazu beitragen, Menschen bei körperlich fordernden Aufgaben langfristig gesund, leistungsfähig und motiviert zu halten? Genau hier setzt das Konzept Industrie 5.0 an: Sie rückt den Menschen wieder in den Mittelpunkt – nicht als Rädchen im System, sondern als aktiver Gestalter in der industriellen Arbeitswelt. Smarte Technologien sollen den Menschen nicht ersetzen, sondern seine Fähigkeiten erweitern und ihn nachhaltig entlasten.
Diesen Anspruch erfüllt das aktive Schulter-Exoskelett S700 des Unternehmens exoIQ, Teil der TTS-Gruppe, zu der auch der Hersteller elektronischer Werkzeuge Festool gehört. Es kombiniert moderne Pneumatiktechnologie mit intelligenter Steuerung und ergonomischer Passform. Damit ermöglicht es körperlich fordernde Tätigkeiten über einen längeren Zeitraum, ohne dass es zu körperlicher Überbeanspruchung oder Ermüdung kommt. Für die zuverlässige Datenübertragung der Bewegungsdaten kommt die UNITRONIC® FD P Plus von LAPP zum Einsatz: eine hochflexible, abriebfeste Datenleitung, speziell für dynamische Einsätze in engem Bauraum entwickelt. Sie sorgt dafür, dass die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine reibungslos funktioniert, in jeder Sekunde, bei jeder Bewegung und über Millionen von Biegezyklen hinweg.
Exoskelett S700: Vom Forschungsprojekt zur tragfähigen Innovation
Die Ursprünge des Exoskeletts S700 liegen in einem Forschungsprojekt. An der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg entwickelte Bernward Otten, Gründer und Geschäftsführer von exoIQ, das zugrundeliegende Konzept. Ziel war es, Menschen im industriellen Arbeitsumfeld durch ein praxistaugliches Werkzeug zu entlasten. In enger Zusammenarbeit mit der TTS-Gruppe und insbesondere den Entwicklerteams der Tochtergesellschaft Festool wurde diese wissenschaftliche Vision zu einem marktreifen Produkt. Der Schulterschluss zwischen der agilen Innovationskraft eines Start-ups und den strukturierten Prozessen eines erfahrenen Serienherstellers ermöglichte eine schnelle, marktorientierte Umsetzung.
Das Ergebnis ist das S700: ein aktives Schulter-Exoskelett, das elektropneumatisch die Träger:innen mit zusätzlicher Kraft von bis zu fünf Kilogramm pro Arm bei Überkopfarbeiten unterstützt. Gleichzeitig bleibt die natürliche Bewegungsfreiheit vollständig erhalten. Statt schwerer Elektromotoren kommt Pneumatik zum Einsatz, wobei durch Druckluft Bewegung erzeugt wird. Diese Technologie bietet mehrere Vorteile: Das Exoskelett ist leicht und leistungsfähig zugleich und ermöglicht eine sanfte, natürliche Kraftunterstützung, die sich dynamisch an das Bewegungsverhalten der Anwender:innen anpasst. Der Antrieb erfolgt über einen kompakten, akkubetriebenen Kompressor, der in der Rückeneinheit integriert ist und das System vollkommen autark macht. Sensoren messen kontinuierlich die Position und Bewegung der Arme. Erkennen sie Unterstützungsbedarf, leiten Ventile im Rücken die Druckluft zu den Antrieben in den beiden Armen und geben so die benötigte Kraft frei.
Für die Träger:innen bedeutet das eine spürbare, körperliche Entlastung – selbst bei repetitiven Tätigkeiten, die stundenlang andauern. Das Risiko für Verspannungen und Langzeit-Gewebeschädigungen in Nacken- und Schultermuskulatur – wie sie bei schweren Überkopfarbeiten auftreten können – wird so deutlich reduziert. Ergänzt wird das S700 durch eine Bluetooth-fähige App, die in Echtzeit Bewegungsdaten sowie die Druckluftzufuhr erfasst. Die App erlaubt eine Videoaufzeichnung der Arbeitstätigkeiten, führt eine ergonomische Bewertung der Armbewegungen durch und zeigt an, wie stark das S700 die Anwender:innen in ergonomisch kritischen Bereichen unterstützt. So lässt sich die Arbeitsplatzergonomie laufend optimieren. Die Kombination aus Pneumatik, Leichtigkeit und der digitalen Ergonomieanalyse macht das Schulter-Exoskelett S700 zu einer weltweit einzigartigen Lösung.
Biegsame Datenleitung von LAPP sorgt für Bewegung
Im Schultergelenk des S700 trifft maximale Beweglichkeit auf minimalen Bauraum. Genau an dieser sensiblen Stelle, an der das Exoskelett synchron mit den Bewegungen der Träger:innen arbeitet und Millionen von Biegezyklen durchläuft, ist eine zuverlässige Datenübertragung unerlässlich. Nur wenn die Sensoren und Aktoren in Echtzeit miteinander kommunizieren, kann die intelligente Steuerung des Exoskeletts reagieren.
Für Stefan Bozler, Entwicklungsingenieur bei Festool, stellte die Bewegung des Armaktors neue Herausforderungen dar. Als Verantwortlicher für die Steuerungstechnik des Exoskeletts begleitete er das Projekt über alle Entwicklungsphasen hinweg – von der Elektronik über die Software bis hin zur Kabelarchitektur. „In unseren klassischen Elektrowerkzeugen von Festool benötigen wir kaum bewegliche Datenleitungen“, erklärt Bozler. „Für das S700 suchten wir nach einer Lösung, die sich flexibel mitbewegt, im engen Bauraum verlegt werden kann und gleichzeitig ständiger mechanischer Belastung standhält.“ Die hohen Anforderungen an Dynamik, Biegeradius und Abriebfestigkeit machten schnell klar: Gefragt war ein Partner mit technologischer Expertise im Bereich der Verbindungslösungen und Robotik – LAPP.
Die passende Lösung lieferte LAPP mit der UNITRONIC® FD P Plus. Die hochflexible Datenleitung ist speziell für dauerbewegte Anwendungen konzipiert und eignet sich ideal für den Einsatz im Exoskelett mit mehrfach gekrümmter Kabelführung. „Die Zusammenarbeit mit LAPP war unkompliziert und lösungsorientiert“, schildert Bozler. „Wir haben bereits in einer frühen Projektphase schnell die passenden Muster erhalten und konnten sofort mit den Tests beginnen. Die Leitung funktionierte vom ersten Tag zuverlässig – eine Komponente, auf die wir uns während der gesamten Entwicklung verlassen konnten und die sich auch in der Praxis bewährt.“
Sebastian Achatz, Business Development Manager ÖLFLEX® Connect bei LAPP, betreute exoIQ im Entwicklungsprozess und fasst zusammen: „Die UNITRONIC® Datenleitung hat einen extrem niedrigen Biegeradius von nur 5xd und ist damit bestens für den engen Bauraum im S700 geeignet.“ Auch die Anforderungen an Robust- und Haltbarkeit wurden erfüllt: „Zusätzlich bietet der hoch abriebfeste und kerbzähe PUR-Außenmantel optimalen Schutz im Dauereinsatz“, betont Achatz. „Die Leitung wurde auf zehn Millionen Bewegungszyklen in unserem Labor getestet. So garantieren wir eine hohe Datenqualität und -menge über eine lange Einsatzzeit des Exoskeletts.“
Partnerschaft für eine menschengerechte Industrie
Die UNITRONIC® FD P Plus verläuft gemeinsam mit einem Pneumatikschlauch in einem schützenden Gewebeschlauch durch das Schultergelenk. Mit einem Biegeradius von 24 Millimetern bildet sie dort das technische Rückgrat für die Steuerdatenübertragung im S700 – wo bei engstem Bauraum höchste Bewegungsdynamik herrscht. Für das Entwicklerteam von exoIQ war die Zusammenarbeit mit LAPP, dem Weltmarktführer für integrierte Lösungen im Bereich der Kabel- und Verbindungstechnologie, eine Entlastung in einem komplexen Entwicklungsprozess. „In einem Projekt, das technologisches Neuland betritt, war es hilfreich, bei der Verkabelung eine robuste, markterprobte Lösung im Einsatz zu haben“, schildert Bozler.
Bernward Otten kommentiert: „Es ist beeindruckend zu sehen, wie aus einem universitären Forschungsprojekt ein industrielles Produkt entstanden ist. Mit LAPP hatten wir genau den richtigen Partner, dessen Datenleitung perfekt zu unserem System passt.“ Auch bei LAPP ist die Begeisterung spürbar: „Für uns ist es etwas Besonderes, mit unserer UNITRONIC® Datenleitung Teil einer Innovation zu sein, die im wahrsten Sinne des Wortes etwas bewegt“, sagt Achatz. „Das S700 steht für Ergonomie, für Zukunft und für eine menschengerechte Industrie. Und wir von LAPP sind stolz, Mensch und Maschine zu einer Einheit zu verbinden.“
