antriebstechnik 7/2025

ELEKTROMOTORENSERIENPRODUKTION VON EXOSKELETTENSCHNELLER VOM LABORZUM SHOPFLOORExoskelette kommen in den verschiedenstenBereichen, von medizinischer Rehabili tationund Mobilität bis hin zum Hebenschwerer Lasten, immer häufiger zum Einsatz.Die Herausforderungen, mit denen sichDesigner von Exoskeletten konfrontiert sehen – vonder Minimierung übermäßiger Hitze beim Betriebbis hin zur Gewährleistung der Sicherheit – sinddabei komplex genug. Der Übergang zur Serienproduktiongeht mit einer Reihe neuer Komplexitätenund Überlegungen einher.Aufstrebende Exoskelett-Unternehmen werdeneine Vielzahl von Modellen für die unterschiedlichstenAnwendungen entwickeln. Dementsprechendwerden Exoskelette, wie ihre Anwender,eine große Vielfalt an Formen und Dimensionenaufweisen. Die größte Herausforderung für Ingenieurebesteht daher wohl in der Schaffungverschiedener Designvariationen, die für die Produktionim großen Maßstab erforderlich sind.Zur Berücksichtigung verschiedener Größen,Gewichtsklassen, Körperhaltungen und Anwendungsszenarienmüssen Exoskelett-Designer überdas reine Prototyping hinausgehen und umfassendeDesignüberlegungen anstellen. Für OEMs, dieein breites Spektrum von Körperformen undAnwendungsfällen bedienen wollen, ist einegründ liche Abwägung aller Möglichkeiten unabdingbar.Ein Exoskelett, das beispielsweise auf einenLagerarbeiter mit einem Gewicht von 110 kgzugeschnitten ist und eine erhöhte Belastbarkeitaufweist, wird wenig Ähnlichkeit mit einem Exoskeletthaben, das für den rehabilitativen Einsatzbei einer 60 kg schweren älteren Person gedacht ist.Im ersten Fall übersteigen die erforderlichen Drehmomenteund Leistungen bei weitem die Anforderungender zweiten Anwendung. Selbst in Fällen,in denen nur ein einziges Anwendungsszenarioberücksichtigt wird, hat die Größe des AnwendersEinfluss auf die Designüberlegungen.Der Markt für Exoskelette entwickelt sich rasch weiterund birgt großes Potenzial und vielversprechendeMöglichkeiten. OEMs stehen vor einerzweifachen Herausforderung: Sie müssen nicht nur dieoptimalen Anwendungsbereiche identifizieren,sondern auch eine umfangreiche Produktion sicherstellen.Das Unternehmen Kollmorgen will dabei helfenund bietet mehr als nur gute Motoren für das Vorhaben.PARTNER MIT GROSSEM ANGEBOTS-SPEKTRUM GEFRAGTEine Strategie zum Optimieren der Versionierungvon Exoskeletten besteht in der Einbindung vonMotoren und Aktuatoren, die eine gemeinsameArchitektur aufweisen, aber in ihrer Größe undihrem Drehmoment anpassbar sind, damit sie sichfür eine Vielzahl von Anwendungen oder Nutzergrößeneignen. Weniger Designvariationen undeine schlankere Lieferkette mit weniger Kontaktentragen zu reibungsloseren und kostengünstigerenSerienproduktionsprozessen bei.Bei jeder Anwendung sind eine solide Unterstützungund kurze Vorlaufzeiten für eine rasche und28 antriebstechnik 2025/07 www.antriebstechnik.de

ELEKTROMOTOREN03 Der wahrscheinlich ersteVersuch, ein modernes Exoskelettzu bauen, war der Hardiman,ein erfolgloser experimentellerPrototyp von General Electric ausdem Jahr 1965010201 Exoskelett-Unternehmen werden eine Vielzahl von Modellen für die unterschiedlichstenAnwendungen mit einer großen Vielfalt an Formen und Dimensionen entwickeln02 Die TBM2G-Motoren wurden so konstruiert, dass sie leicht in die Wellgetriebeintegriert werden können, die häufig in Exoskeletten zum Einsatz kommenerfolgreiche Skalierbarkeit unerlässlich. Dies gilt umso mehr fürdie Anbieter von Exoskeletten. In der relativ kleinen und erstaufstrebenden Branche gibt es nur eine Handvoll Partner, diedie Vollproduktion – selbst bei bescheidenen Mengen – effektivunterstützen kann. Im hochdynamischen Bereich der aufkommenden,von Investoren unterstützten Exoskelett-Technologiekönnen OEMs solche Verzögerungen nicht tolerieren.Kollmorgen hingegen hat eine nachgewiesene Erfolgsbilanz fürschnelle, hochvolumige Abwicklung – mit Lieferungen vonhohen Stückzahlen in Wochen statt Monaten.GEHÄUSELOSE MOTOREN FÜR EXOSKELETTENur wenige der heute auf dem Markt befindlichen gehäuselosenServomotoren wurden mit Blick auf humanoide Roboter undExoskelette konzipiert. Die TBM2G-Motoren von Kollmorgenheben sich in dieser Hinsicht ab, da sie spezifisch für die besonderenAnforderungen des Exoskelett-Designs entwickelt wurden.EXTRA FÜR EXOSKELETTE ENT-WICKELTE MOTOREN SIND SELTENWährend die meisten Motorenhersteller nur zwei oder dreiBaugrößen anbieten, ist der TBM2G-Motor in sieben Durchmessernvon 50 mm bis 115 mm sowie drei Baulängen zwischen8 und 26 mm verfügbar – für 21 mögliche Kombinationen gesamt.Die gehäuselosen TBM2G-Motoren von Kollmorgen sind dasErgebnis jahrelanger intensiver Forschung und Entwicklung. Siesind konzipiert für den Betrieb bei 48 VDC und darunter. Siehaben verschiedene Vorteile beim Einsatz in Exoskeletten, etwamehrere standardmäßige Thermosensoroptionen passend fürdie beliebtesten Antriebsoptionen auf dem Markt. Die Motorenhaben eine starke Leistung im Vergleich zu den anderen Motorenauf dem Markt bei den niedrigen Wicklungstemperaturen, die fürtypische Exoskelett-Anwendungsfälle erforderlich sind. DieTBM2G-Motoren wurden so konstruiert, dass sie leicht in dieWellgetriebe integriert werden können, die in den meisten Fällenfür Exoskelett- und Robotergelenke verwendet werden. InSachen Leistung liefern die TBM2G-Motoren ein gleichmäßigesDrehmoment über den gesamten Drehzahlbereich. So werdensie den besonders herausfordernden Antriebsanforderungen vonExoskeletten gerecht. Nur wenige Motoren dieser Klasse bietendasselbe Leistungsniveau bei den niedrigen Temperaturen, diefür Exoskelette erforderlich sind.Bilder: Kollmorgen, Zeichnung gemeinfreiwww.kollmorgen.comDIE IDEEDas große Potenzial der Exoskelett-Technologieist bisher nuransatzweise erschlossen. Um beiden Fortschritten in der Branchewettbewerbsfähig zu bleiben,ist ein Partner sinnvoll, der mitausreichend Kompetenz, vor allemin Sachen rechtliche Bestimmungen,aufwarten kann. Gerade immedizinischen Bereich gibt esviele Richtlinien und ähnliches zubeachten. Es ist auch wichtig, dassder Partner viele Motorvariantenbereithalten kann.www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2025/07 29