v20261020.1 +49 (0) 7231 20700-0
DE·EN
Kontakt
Fachkompetenz 09

Zukunftsorientierte Konstruktion

Wettbewerbsfähig bleibt, wer heute so konstruiert, dass morgen weniger Teile, weniger Arbeitsschritte und weniger Material nötig sind – und Varianten, Service und neue Vorschriften trotzdem Platz haben.

Powerunits in mehreren Ausführungen
Powerunits in mehreren Ausführungen

Den größten Teil der späteren Herstellkosten legt die Konstruktion fest – verursacht selbst aber nur einen kleinen Teil davon. Wer hier Teile einspart, Fertigungsverfahren passend wählt und Varianten von Anfang an mitdenkt, spart bei jedem gefertigten Stück.

Zukunftsorientiert heißt für uns: so einfach wie möglich, so robust wie nötig, fertigungs- und montagegerecht, reparierbar und offen für Varianten. Wir prüfen bestehende Konstruktionen auf Einsparpotenzial, ersetzen Schweiß- und Frästeile durch Blechbiegeteile, rechnen leichter, vereinheitlichen Normteile, bauen Baukästen und Konfiguratoren auf, betrachten die Kosten über die ganze Nutzungsdauer, modernisieren bestehende Maschinen und setzen die neue Maschinenverordnung um, die ab dem 20. Januar 2027 gilt.

Wettbewerbsfähig bleiben

Preis, Lieferzeit und Qualität entscheiden über den Auftrag – und alle drei beginnen in der Konstruktion.

Weniger Teile

Jedes Teil, das entfällt, spart Zeichnung, Fertigung, Lager, Montage und Prüfung.

Kürzere Lieferzeit

Lasern und Abkanten statt Sägen, Fräsen und Schweißen – Biegeteile sind auch in kleinen Stückzahlen schnell gefertigt.

Gleichbleibende Qualität

Biegeteile entstehen ohne Schweißverzug – das spart Richtarbeit und Nacharbeit.

Varianten ohne Neukonstruktion

Baukästen und Konfiguratoren erzeugen neue Größen aus geprüften Bausteinen.

Service & Ersatzteile

Verschraubte Baugruppen lassen sich tauschen, reparieren und nachrüsten.

Vorschriften im Blick

Maschinenverordnung, Normen und Dokumentation werden von Beginn an mitgedacht.

Minimal- und Maximalprinzip

Beide Prinzipien stammen aus der Betriebswirtschaft und passen genau zur Konstruktion: Entweder wird eine geforderte Funktion mit möglichst wenig Aufwand erfüllt – oder aus festgelegtem Material, Bauraum und Budget das Bestmögliche herausgeholt.

Minimalprinzip

Das Ziel steht fest, der Aufwand wird so klein wie möglich: gleiche Funktion mit weniger Material, weniger Teilen und weniger Arbeitsschritten – zum Beispiel ein Biegeteil statt einer Schweißbaugruppe.

Maximalprinzip

Der Aufwand steht fest, das Ergebnis wird so groß wie möglich: mehr Teile aus derselben Blechtafel, mehr Funktion im selben Bauraum, mehr Steifigkeit aus derselben Blechdicke – etwa durch Sicken und Kantungen.

Beispiel aus der Animation: Masse des Halters

Masse m = ρ · V, für Blechteile V = A · s (Stahl: ρ = 7,85 g/cm³)

Schweißkonstruktion aus 6 Teilen: V = 262,75 cm³ → m = 7,85 g/cm³ · 262,75 cm³ = 2,06 kg

Biegeteil, s = 3 mm: A = 350,80 cm² → V = 350,80 cm² · 0,3 cm = 105,24 cm³

→ m = 7,85 g/cm³ · 105,24 cm³ = 0,83 kg

Einsparung = 1 − 0,826 kg / 2,063 kg = 60 %

Beispielwerte. Die tatsächliche Auslegung richtet sich nach Last, Steifigkeit, Stückzahl und Fertigung.

Blechbiegeteile – vom Zuschnitt bis zur Maschine

Viele Bauteile lassen sich als Blechbiegeteil konstruieren: Halter, Konsolen, Gehäuse, Verkleidungen, Türen, Schaltschränke und ganze Gestelle aus Kantprofilen. Die Animation zeigt den Weg vom geschweißten Halter zum Biegeteil – und wie aus vielen Biegeteilen eine Sondermaschine entsteht. Ein Beispiel aus unseren Projekten ist die Anlage zur Edelmetallrückgewinnung: früher mit geschweißtem Gestell, heute mit Blechgestell.

  1. VorherHalter aus sechs Fräs- und Schweißteilen.
  2. NachherEin Biegeteil mit Laschen, Freistichen und Sicken.
  3. ZuschnittAbwicklung nach DIN 6935, gelasert.
  4. AbkantenFünf Biegungen, der Hinteranschlag fährt mit.
  5. MaschineGestell, Verkleidung, Türen und Schaltschrank aus Biegeteilen.
  6. BilanzTeile, Nähte, Masse – und weiteres Potenzial im Gehäuse.

Worauf es bei Biegeteilen ankommt

  1. Radius & BlechdickeGleiche Innenradien im ganzen Teil sparen Werkzeugwechsel; der Radius richtet sich nach Werkstoff und Blechdicke.
  2. FreisticheWo eine Kantung an einer Kante endet, verhindert ein Freistich Risse und Ausbeulungen.
  3. SchenkellängeDer Schenkel muss beim Biegen sicher auf beiden Matrizenschultern aufliegen – die Mindestlänge hängt von der V-Öffnung ab.
  4. BohrungenLöcher dicht an der Biegekante verziehen sich – deshalb mit Abstand anordnen oder nach dem Biegen fertigen.
  5. BiegefolgeJede Kantung muss mit Stempel und Matrize erreichbar sein, ohne dass bereits gebogene Schenkel anstoßen.
  6. Steifigkeit durch FormSicken, Kantungen und Rückkantungen versteifen das Blech – oft anstelle von Rippen und Verstärkungen.

Gestreckte Länge nach DIN 6935

L = a + b − v (a, b: Außenmaße der Schenkel bis zum Schnittpunkt der Außenflächen)

v = 2 · (r + s) − π · (180° − β)/180° · (r + k · s/2) für 0° ≤ β ≤ 90°

k = 0,65 + 0,5 · lg(r/s) für r/s < 5

Beispiel s = 3 mm, r = 3 mm, β = 90°: k = 0,65 → v = 2 · 6 − π/2 · 3,975 = 12 − 6,24 = 5,76 mm

Halter mit 4 Biegungen in einer Richtung: L = 26 + 92 + 112 + 31 − 3 · 5,76 = 243,7 mm

β ist der Öffnungswinkel nach dem Biegen. Für 90° < β ≤ 165° gilt v = 2 · (r + s) · tan((180° − β)/2) − π · (180° − β)/180° · (r + k · s/2).

Weiteres Potenzial: Auch das Maschinengehäuse in der Animation lässt sich noch einfacher aufbauen. Selbsttragende Wände mit Kantungen ersetzen Eckpfosten und Kopfrahmen, die Griffe werden direkt an die Türen gekantet und die Seitenteile des Pults an den Mantel – aus 33 Biegeteilen werden 33 − 4 − 4 − 2 − 2 = 21.

Leichtbau mit Simulation

Statt pauschal zu überdimensionieren, berechnen wir, wo ein Bauteil tatsächlich belastet wird – und setzen Material nur dort ein, wo es trägt.

FEM statt Zuschlag

Spannungen und Verformungen werden berechnet, nicht geschätzt – Wandstärken und Querschnitte passen zur tatsächlichen Last.

Form statt Masse

Kantungen, Sicken und Rippen bringen Steifigkeit; an gering belasteten Stellen kann Material entfallen.

Steifigkeit & Schwingungen

Verformungen und Eigenfrequenzen prüfen – besonders bei schnellen Bewegungen und langen Auslegern.

Bewegte Massen

Leichtere bewegte Teile brauchen kleinere Antriebe und weniger Energie – bei gleicher Taktzeit.

Steifigkeit durch Form

Flächenträgheitsmoment eines Rechteckquerschnitts: I = b · h³ / 12

Blechstreifen 40 × 3 mm, flach: I = 40 · 3³ / 12 = 90 mm⁴

Derselbe Streifen hochkant: I = 3 · 40³ / 12 = 16 000 mm⁴ – rund 178-mal so steif (16 000 / 90 = 177,8)

Durchbiegung eines Kragarms: f = F · l³ / (3 · E · I) – bei gleicher Last sinkt f im selben Verhältnis

Bewegte Masse: F = m · a – halbe Masse, halbe Antriebskraft bei gleicher Beschleunigung

Deshalb versteifen Kantungen ein Blech so stark: Sie stellen einen Teil des Querschnitts hochkant.

Wie wir Bauteile berechnen, zeigt die Seite FEM- & CFD-Simulation.

Baukasten & Varianten

Viele Produkte gibt es in mehreren Größen und Ausführungen. Ein Baukasten aus Gleichteilen und Modulen macht aus jeder neuen Variante eine Konfiguration statt einer Neukonstruktion.

Gleichteile

Dieselben Halter, Profile und Verbindungselemente in allen Varianten – größere Stückzahlen, weniger Zeichnungen, einfachere Lagerhaltung.

Module & Schnittstellen

Baugruppen mit festen Anschlussmaßen lassen sich kombinieren, tauschen und später erweitern.

Konfiguratoren

Regelbasierte Modelle, zum Beispiel mit Autodesk Inventor iLogic, erzeugen Modell, Zeichnung und Stückliste einer Variante aus wenigen Eingaben.

Varianten früh festlegen

Welche Größen, Optionen und Ausführungen nötig sind, klären wir vor der Konstruktion – so passt der Baukasten zum Markt.

Wie ein Konfigurator arbeitet, zeigt die Animation zur Konstruktionsautomatisierung.

Normteile & Zukaufteile vereinheitlichen

Jede zusätzliche Schraubengröße, jedes weitere Lager und jeder andere Sensortyp kostet Bestellung, Lagerplatz, Werkzeug und Prüfung. Einheitliche Teile machen Konstruktion, Montage und Service einfacher.

Vorzugsreihen

Wenige Schraubengrößen, Längen und Festigkeitsklassen je Produkt – weniger Werkzeuge in der Montage, weniger Lagerplätze.

Eigene Inhaltscenter-Bibliothek

Unsere Normteil-Bibliothek im Inventor-Inhaltscenter enthält bestellbare Größen mit vollständiger Normbezeichnung für die Stückliste – farblich nach Festigkeitsklasse gekennzeichnet.

Zukaufteile bündeln

Lager, Antriebe, Sensoren und Pneumatik von wenigen Herstellern und in gleichen Baugrößen – einfacher zu beschaffen und zu ersetzen.

Gleichteile statt Ähnlichteile

Teile, die sich nur wenig unterscheiden, werden zu einem Teil zusammengefasst – das vermeidet Verwechslungen.

Konstruieren wir im System eines Kunden, arbeiten wir mit dessen Bibliothek und Vorzugsreihen – auf Wunsch bauen wir sie mit auf.

Kosten & Fertigung: Design-to-Cost

Design-to-Cost heißt: Die Zielkosten stehen am Anfang, und jede Konstruktionsentscheidung wird daran gemessen.

Zielkosten festlegen

Aus Marktpreis und Stückzahl ergibt sich, was ein Bauteil oder eine Maschine höchstens kosten darf.

Fertigungsgerecht

Verfahren, Toleranzen und Oberflächen passend zur Funktion wählen – nicht enger als nötig.

Montagegerecht

Wenige Teile, eindeutige Lage, gute Zugänglichkeit für Werkzeuge und einheitliche Verbindungselemente.

Varianten vergleichen

Schweißteil, Biegeteil oder Frästeil früh gegenüberstellen – mit Angeboten aus unserem Partnernetzwerk.

Lebenszyklus­kosten

Der Kaufpreis ist nur ein Teil der Kosten einer Maschine. Über die Nutzungsdauer kommen Energie, Wartung, Ersatzteile, Stillstände und am Ende Rückbau und Verwertung hinzu – vieles davon legt die Konstruktion fest.

Energie

Antriebe passend auslegen, Druckluft sparsam einsetzen, Leerlauf und Stand-by gering halten.

Wartung & Verschleiß

Verschleißteile gut zugänglich, schnell tauschbar und als Norm- oder Gleichteil verfügbar.

Verfügbarkeit

Robuste Auslegung, Diagnosemöglichkeiten und lange lieferbare Ersatzteile verringern Stillstände.

Rückbau & Verwertung

Trennbare Verbindungen und sortenreine Werkstoffe erleichtern Demontage, Wiederverwendung und Recycling.

Lebenszyklus­kosten einer Maschine

LCC = KA + Σt = 1 … n (KE + KW + KS)t + KR − Rn

KA Anschaffung · KE Energie · KW Wartung und Ersatzteile · KS Stillstand, jeweils je Jahr t

KR Rückbau und Verwertung · Rn Restwert nach n Jahren

Ein strukturiertes Vorgehen beschreibt zum Beispiel VDMA 34160 (Prognosemodell für die Lebenszykluskosten von Maschinen und Anlagen).

Nachhaltig konstruieren

Was in der Konstruktion an Material und Energie eingespart wird, spart jede gefertigte Maschine erneut.

  • Material sparen – Leichtbau mit Sicken, Kantungen und passenden Blechdicken statt Massivteilen.
  • Verschnitt verringern – Teile auf der Blechtafel schachteln und Reste mitdenken.
  • Reparierbar – verschrauben statt verschweißen, wo es die Funktion erlaubt; Verschleißteile gut zugänglich.
  • Recyclinggerecht – sortenreine Werkstoffe, trennbare Verbindungen, gekennzeichnete Kunststoffteile.
  • Langlebig – Korrosionsschutz, Oberflächen und Dichtungen passend zum Einsatzort.

Retrofit bestehender Maschinen

Nicht jede Verbesserung braucht eine neue Maschine. Mit einem Retrofit werden bewährte Maschinen modernisiert – oft mit weniger Aufwand als eine Neuanschaffung.

Bestandsaufnahme

Aufnahme vor Ort und Nachkonstruktion der betroffenen Baugruppen im 3D-Modell – als Grundlage für den Umbau.

Modernisieren

Neue Antriebe, Sicherheitstechnik oder Automatisierung in die vorhandene Maschine konstruiert, Steuerung mit Partnern.

Wesentliche Veränderung prüfen

Ob der Umbau als wesentliche Veränderung gilt, entscheidet über die Pflichten nach der Maschinenverordnung.

Dokumentation aktualisieren

Zeichnungen, Stücklisten, Risikobeurteilung und Betriebsanleitung auf den neuen Stand bringen.

Maschinen­verordnung 2027

Ab dem 20. Januar 2027 gilt die Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 unmittelbar in allen EU-Staaten und löst die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG ab. Für Maschinen, die ab diesem Tag in Verkehr gebracht werden, gelten die neuen Anforderungen.

  • Schutz gegen Manipulation – sicherheitsrelevante Steuerungen und Software müssen gegen Korrumpierung geschützt sein.
  • Selbstlernende Funktionen – Sicherheitsbauteile und Maschinen mit maschinellem Lernen zählen zu den Maschinen mit hohem Risiko.
  • Wesentliche Veränderung – wer eine Maschine nachträglich so verändert, dass neue Gefährdungen entstehen, übernimmt die Pflichten des Herstellers.
  • Digitale Betriebsanleitung – zulässig; auf Verlangen ist eine gedruckte Fassung kostenlos mitzuliefern.
  • Risikobeurteilung, Betriebsanleitung und Konformitätserklärung erstellen wir mit Ihnen – siehe Technische Dokumentation & CE.

Leistungsumfang

Konstruktionsanalyse

Bestehende Bauteile und Baugruppen prüfen: Teilezahl, Fertigungsverfahren, Material und Montage – mit konkreten Vorschlägen.

Blechgerecht konstruieren

Schweiß- und Frästeile in Biegeteile umwandeln, Abwicklungen und Biegefolgen festlegen, fertigungsgerechte Zeichnungen erstellen.

Leichtbau & Simulation

Berechnung mit FEM, Querschnitte und Wandstärken passend zur Last, leichtere bewegte Massen.

Baukasten & Konfigurator

Gleichteile, Module und regelbasierte Modelle für Produktfamilien – mit Zeichnungen und Stücklisten aus dem Modell.

Normteile vereinheitlichen

Vorzugsreihen, eigene Inventor-Inhaltscenter-Bibliothek und gebündelte Zukaufteile – mit vollständigen Stücklisten.

Design-to-Cost & Lebenszyklus­kosten

Zielkosten, Kostenvergleich von Varianten, Energie- und Wartungskosten über die Nutzungsdauer.

Nachhaltig & reparierbar

Werkstoffwahl, Leichtbau, trennbare Verbindungen und gut zugängliche Verschleißteile.

Retrofit

Bestehende Maschinen aufnehmen, modernisieren und neu dokumentieren.

Maschinen­verordnung

Anforderungen der Verordnung (EU) 2023/1230 in Konstruktion, Risikobeurteilung und Dokumentation umsetzen.

So gehen wir vor

  1. BestandsaufnahmeBauteil, Stückzahl, Varianten, Zielkosten und Anforderungen.
  2. Potenziale findenTeilezahl, Verfahren, Material und Montage bewerten.
  3. Konzept & VergleichVarianten skizzieren, Kosten und Gewicht gegenüberstellen – zur Entscheidung mit Ihnen.
  4. Konstruktion3D-Modell, Abwicklungen, Zeichnungen und Stücklisten.
  5. Muster & FreigabeMuster aus dem Partnernetzwerk, Prüfung und Freigabe für die Serie.

Werkzeuge

Blechteile, Abwicklungen und Biegefolgen entstehen direkt im 3D-Modell – Zeichnungen und Stücklisten passen dazu.

  • Inventor
  • Inventor Blech
  • iLogic
  • Nastran FEM
  • AutoCAD
  • Vault
  • PDF · DWG · DXF · STEP

Das bekommen Sie

  • Bewertung der bestehenden Konstruktion mit Einsparpotenzial
  • 3D-Modelle, Abwicklungen (DXF) und Fertigungszeichnungen mit Biegeangaben
  • Stücklisten und Kostenvergleich der Varianten
  • Baukasten bzw. Konfigurator für Produktfamilien
  • Vergleich der Lebenszykluskosten von Varianten
  • Retrofit-Konzept mit Prüfung auf wesentliche Veränderung
  • Unterlagen nach Maschinenverordnung – siehe Technische Dokumentation & CE

Beispiele aus unseren Projekten

Anlage zur Edelmetallrückgewinnung mit geschweißtem GestellEdelmetallrückgewinnung – vorher: geschweißtes GestellRecyclingAnlage zur Edelmetallrückgewinnung mit BlechgestellEdelmetallrückgewinnung – heute: BlechgestellRecyclingSondermaschine OCTOPUS mit Portalen aus BlechSondermaschine OCTOPUS – Portale aus BlechSondermaschinenbau

Häufige Fragen

Wann lohnt sich ein Biegeteil statt eines Schweißteils?

Oft schon bei kleinen Stückzahlen: Lasern und Abkanten sind schnell programmiert, Schweißen, Richten und Nacharbeit entfallen. Grenzen setzen sehr große Wandstärken, räumlich komplexe Formen und enge Toleranzen über mehrere Biegungen.

Was ist der Unterschied zwischen Minimal- und Maximalprinzip?

Beim Minimalprinzip steht das Ziel fest, und der Aufwand soll möglichst klein sein – etwa gleiche Tragfähigkeit mit weniger Material. Beim Maximalprinzip steht der Aufwand fest, und das Ergebnis soll möglichst groß sein – etwa mehr Steifigkeit aus derselben Blechdicke.

Wie wird die Abwicklung eines Biegeteils berechnet?

Über die gestreckte Länge nach DIN 6935: Von der Summe der Außenmaße wird je Biegung ein Ausgleichswert v abgezogen, der von Radius, Blechdicke und Biegewinkel abhängt. Im 3D-Modell übernimmt das die Blechfunktion – die Werte stimmen wir mit der Fertigung ab.

Was gehört zu den Lebenszykluskosten?

Anschaffung, Energie, Wartung, Ersatzteile und Stillstände über die Nutzungsdauer sowie Rückbau und Verwertung, abzüglich des Restwerts. Viele dieser Kosten legt die Konstruktion fest – etwa über Antriebe, Zugänglichkeit und Werkstoffe.

Lohnt sich ein Retrofit oder eine neue Maschine?

Das hängt vom Zustand der Mechanik, vom gewünschten Ergebnis und von den Kosten ab. Ist der Grundaufbau solide, reicht oft ein Retrofit von Antrieben, Sicherheitstechnik und Automatisierung. Wir vergleichen beide Wege – einschließlich der Pflichten, die eine wesentliche Veränderung nach sich zieht.

Was ändert sich mit der Maschinenverordnung 2027?

Sie gilt ab dem 20. Januar 2027 unmittelbar in allen EU-Staaten und ersetzt die Maschinenrichtlinie. Neu sind unter anderem Anforderungen an den Schutz gegen Manipulation, an selbstlernende Steuerungen und an wesentliche Veränderungen; die Betriebsanleitung darf digital bereitgestellt werden.

Weitere Fachkompetenzen

Aus Pforzheim für Kunden in ganz Deutschland – mit Vor-Ort-Terminen sowie Aufbau- und Montagebegleitung. Mehr zur Region