WBSO-FALLBEISPIEL · PRODUKTENTWICKLUNG

Maschine mit neuartiger Positioniergenauigkeit

Ein Maschinenbauer muss bei verdoppelter Geschwindigkeit mit einer Genauigkeit von ±0,05 mm positionieren. Dieses Fallbeispiel zeigt, worin die technische Unsicherheit bestand, welche Lösungsansätze untersucht wurden und wo die förderfähige S&O-Tätigkeit genau begann und endete.

FACHLICH GEPRÜFT VON PETER KLAREN · ZULETZT GEPRÜFT IM SEPTEMBER 2026 · BASIEREND AUF DEM WBSO-LEITFADEN 2026

Repräsentatives Fallbeispiel: dieses Dossier wurde auf Grundlage häufig vorkommender WBSO-Situationen zusammengestellt und anonymisiert; es bildet keine einzelne Kundenakte wortgetreu ab.

Fallbeispiel in neun Phasen

Das Unternehmen und die AusgangssituationEin industrieller Maschinenbauer liefert Positioniersysteme an die Halbfabrikateindustrie. Ein Serienkunde verlangt eine Verdoppelung der Verfahrgeschwindigkeit bei gleichbleibender Genauigkeit.

Das technische ZielPositionierung innerhalb von ±0,05 mm bei doppelter Geschwindigkeit, bei unveränderter Stellfläche und gleichem Energiebudget.

Die technische ProblemstellungBei höheren Beschleunigungen führen Lagerspiel, elastische Verformungen des Trägers und Schwingungsanregungen zu Positionierungsabweichungen außerhalb der Toleranz. Das Problem verstärkt sich bei Resonanzfrequenzen, die in den neuen Geschwindigkeitsbereich fallen.

Warum bekannte Technik nicht ausreichteStandardmäßige Linearführungssysteme mit leistungsstärkeren Reglern, steifere Rahmen und kommerzielle Kompensationstabellen wurden erprobt. Aufgrund der Kombination aus thermischer Drift und in den Betriebsbereich wandernden Schwingungsmoden reichten diese Maßnahmen nicht aus: Das Problem ist konstruktiver und nicht parametrischer Natur.

Untersuchte Lösungsansätze(a) Aktive Schwingungsdämpfung, integriert in eine selbst entwickelte mechatronische Trägerkonstruktion. (b) Ein Sandwichträger mit faserverstärkten Paneelen für eine höhere Steifigkeit bei geringerem Gewicht. (c) Eine modellbasierte Vorsteuerungskompensation, die Verformungen vorausschauend korrigiert.

ExperimenteFEM-Modelle des Trägers, Aufbau zweier experimenteller Prototypenanlagen, Laser-Ebenheitsmessungen und Beschleunigungsmessungen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich sowie die iterative Verbesserung der Dämpfer- und Regelfilterkonstruktionen.

Technisches ErgebnisDer zweite Prototyp erreichte bei doppelter Geschwindigkeit ±0,038 mm. Damit war das neue Konstruktions- und Antriebsprinzip technisch nachgewiesen.

Was als S&O qualifiziert warDie technische Entwicklung und Erprobung der neuen Dämpfungs- und Antriebsprinzipien einschließlich der Modelle, Konstruktionen, des Prototypenbaus und der Messungen, die unmittelbar erforderlich waren, um dieses neue Wirkprinzip zu entwickeln und nachzuweisen.

Was nicht qualifiziert warKundenspezifisches Engineering der Serienversion, Serienvorbereitung, Einkauf, reguläre Montage, Produktionsdokumentation und Service.

Wo endete das WBSO-Projekt?Sobald mit dem Prototyp nachgewiesen worden war, dass das neue Dämpfungs- und Antriebsprinzip die erforderliche Genauigkeit technisch erreichen konnte, endete das Entwicklungsvorhaben. Die anschließenden Arbeiten an der Kundenmaschine waren reguläres Engineering. Die experimentellen Prototypen dienten ausschließlich dem Nachweis des Wirkprinzips; hätte ein Prototyp als Kundenmaschine oder Betriebsmittel dienen können, hätte sich die WBSO-Abgrenzung ab dem jeweiligen Nutzungszeitpunkt verschoben.

Welche Projektdokumentation hierzu passteCAD-Versionen, Konstruktionsberechnungen, FEM-Berichte, Schwingungs- und Ebenheitsmessungen, Testberichte je Prototypiteration sowie Fotos der Versuchsaufbauten.

So wird dies in einem WBSO-Antrag dargestellt

Element	Ausgestaltung
Technisches Ziel	±0,05 mm bei doppelter Geschwindigkeit und unveränderter Stellfläche
Technisches Problem	Spiel, elastische Verformung und Resonanzen bei höherer Beschleunigung
Lösungsansatz	aktive Dämpfung + faserverstärkter Sandwichträger + modellbasierte Kompensation
Technische Unsicherheit	ungewiss, ob sich mit diesem Prinzip die Toleranz bei höheren Geschwindigkeiten einhalten lässt

Weitere Informationen: WBSO Produktentwicklung · WBSO-Projektdokumentation · Prototypkosten und die Nutzwertgrenze

Ähnelt Ihr Projekt diesem Fallbeispiel?

Schildern Sie uns Ihre technische Problemstellung oder Forschungsfrage. Wir prüfen Ihre Situation anhand der WBSO-Kriterien und geben Ihnen eine erste fachliche Einschätzung.

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QUELLEN UND INHALTLICHE PRÜFUNG

RVO — WBSO-Handbuch 2026

Geprüft von Peter Klaren, WBSO-Spezialist seit 2004. Letzte inhaltliche Aktualisierung: 21. September 2026. Dieses Fallbeispiel wurde zusammengestellt und anonymisiert.