Kraftvolle Symbiose

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Maschinenbau ist die Paradedisziplin von STIHL. Mit ihr ist das Unternehmen groß geworden. Die Digitalisierung aber bringt neue Fachrichtungen mit sich – Elektronik und Software-Engineering gewinnen immer mehr an Bedeutung. Welche Innovationen sich ergeben, wenn es gelingt, altes und neues Wissen perfekt zu vernetzen, zeigt die STIHL MS 500i: die weltweit erste Benzin-Motor­säge mit elektronischer Einspritzung.

DIE ERSTE IDEE

Es ist das Jahr 1957. Konrad Adenauer startet in seine dritte Amtszeit als Bundeskanzler, das deutsche Wirtschaftswunder steht in voller Blüte, der Fernseher hält Einzug in immer mehr Haushalte, Borussia Dortmund wird zum zweiten Mal in Folge deutscher Fußballmeister. Und es ist die Zeit, in der eine Idee bei STIHL erste Spuren hinterlässt. Der Student Hans Peter Stihl bereitet sich auf seinen Abschluss vor. Er tüftelt an einem BLK-Motor, will diesen mit einer Einspritzung versehen. „Mein Ergebnis war natürlich nicht serienreif, eher eine Grundsatzuntersuchung“, erinnert sich der älteste Sohn von Firmengründer Andreas Stihl heute. Dabei huscht ein Lächeln um seine Mundwinkel – hat er es damals doch allen Zweiflern gezeigt und selbst gestandene Professoren verblüfft.

»Die Maschine, wie sie sich heute präsentiert, ist unschlagbar.­«
ARNO KINNEN
Leichtes und zuverlässiges Starten unter allen Einsatzbe­dingungen und eine auto­matische Höhenanpassung beim ersten Anziehen zeichnen die MS 500i aus.

BEWÄHRTES NEU DENKEN

Auch wenn dieser Prototyp die vergangenen 60 Jahre nicht überlebt hat – die Idee, ein handgetragenes Motorgerät mit Einspritzung auf den Markt zu bringen, blieb. Mit der STIHL MS 500i gibt es jetzt die erste Motorsäge mit einer elektronischen Einspritzung. Anfang der 2000er-Jahre begann alles mit speziellen Tests am Karlsruher Institut für Technologie. Diese mündeten im Serienprojekt STIHL TS 500i, dem ersten Trennschleifer mit elektronischer Einspritzung. Auf dieser Basis startete das Projekt MS 500i. Projektleiter Arno Kinnen und Funktionskoordinator Clemens Klatt sind zwei Köpfe eines großen Teams, das für eine neue Arbeitsweise steht: für die Verquickung von klassischem Maschinenbau sowie moderner Elektronik und Software.


Die Ansprüche an die neue Säge waren hoch: ein Meilenstein bei Performance und Leichtbau unter Beibehaltung der für STIHL typischen Werte Langlebigkeit und Qualität. Dazu musste nicht nur die Einspritzung speziell adaptiert werden. Hohe Drehzahlen waren gefordert, dazu Leichtbau bei gleichzeitig robuster Auslegung, hohe Leistung, gute Beschleunigung und andere Merkmale der STIHL typischen Performance – und das auch bei Temperaturen von bis zu minus 40 Grad Celsius. „Wir haben die Säge auf dem Papier von null an konstruiert, um das Beste aus ihr herauszuholen“, erinnert sich Arno Kinnen. In vielen Belangen musste das Team absolutes Neuland betreten: zum einen bei der Neu- und Weiterentwicklung von Komponenten und Funktionen der Einspritzung, zum anderen beim klassischen Maschinenbau-­Thema Leichtbau. Denn die Injection bietet gerade auf diesem Gebiet viele Vorteile. Herkömmliche Steuergeräte be­ziehen ihre Energie von rotierenden Magneten im Lüfterrad. Das Injection-Steuergerät wird von einem Generator versorgt und kann somit frei in der Maschine positioniert werden. Die dadurch entstehenden Freiheitsgrade führen zu einem deutlich kleineren Lüfterrad und somit einem kompakteren Triebwerk.

Im Forst wird die Säge auf Herz und Nieren getestet. Sie eignet sich zum Fällen und Aufarbeiten sowie für die Starkholzernte.

DUETT DER DISZIPLINEN

Mit dem Aufbau und der Neukonstruktion von Vergasersägen kennt STIHL sich aus. „Das Zusatz-Know-how, welches wir in den vergangenen Jahren etwa auf den Gebieten Messtechnik und Software-Entwicklung generiert haben, ist enorm“, weiß Clemens Klatt und verweist auf die Besonderheit der Abstimmungsprozesse im Software-Engineering. „Wir sind in diesem Bereich hochintegrativ unter­wegs, das Zusammenspiel der Abteilungen ist entscheidend.“ Was heute in der Software-­Entwicklung innerhalb weniger Tage geschieht, nahm noch vor einiger Zeit mehrere Wochen in Anspruch. Steht die Hardware, ist es heute möglich, durch Anpassungen der Software innerhalb sehr kurzer Zeit einen großen Entwicklungsfortschritt zu generieren.

»Die MS 500i steht für einen ganz neuen Typ Säge. Und für eine ganz neue Art der Zusammenarbeit bei STIHL.«
Clemens Klatt, Funktionskoordinator
Schon die Zusammensetzung des Kernprojektteams zeigt, wie viele Disziplinen die MS 500i in sich vereint (v. li.): Projektleiter Arno Kinnen, Michael Unterkircher, Koordinator Software, Elektronik und Mechatronik, Marcel Förster, Konstruktionskoordinator, Ulrich Kapinsky, Erprobungskoordinator, und Clemens Klatt, Funktions­koordinator.


Herausgekommen beim perfekten Duett der Disziplinen ist ein einzigartiges, intuitives Produkt mit bislang unerreichter Performance und dem besten Leistungsgewicht aller Profi-Motorsägen bewährter STIHL Qualität. Und doch ist es auch eine batterielose Maschine, bei der das Motto „Weniger ist mehr“ gilt. Ein Resultat dieser Bauweise sind weniger Kabelverbindungen und der Verzicht auf einen Vergaser. Die Konzen­tration auf die wesentlichen Hardware-Komponenten und intelligente Software-Funktionen macht die Maschine robust und wartungsarm. Auch gibt es erstmals bei einer Motorsäge einen Fehlerspeicher im Steuergerät, welcher die Wartung beim servicegebenden Fachhandel unterstützt. „Wir sind in nahezu allen Belangen bei dieser Maschine an die Grenzen des Machbaren gegangen“, sagt Clemens Klatt.

MS 500i im Detail

Ein echtes Kraftpaket, eine Profi-Maschine. Doch die STIHL MS 500i ist noch mehr: Sie ist die erste Motorsäge mit elektronischer Einspritzung, das Ergebnis aus jahrelanger Erfahrung im klassischen Maschinenbau und den neuesten Erkenntnissen in Sachen Software und Elektronik.

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Purger und Einspritzpumpe
Stopp-Taste und Temperatursensor
Drosselklappe
Haubenverschluss
Generator
Sensoreinheit
Einspritzventil
Steuergerät
Purger und Einspritzpumpe

Erleichtert den Startvorgang erheblich. Purgen, ziehen – fertig. Die Einspritzpumpe hält den Kraftstoffdruck konstant und garantiert, dass dem Einspritzventil zu jedem Betriebszeitpunkt genügend Kraftstoff mit optimalem Druck zur Verfügung steht.

Stopp-Taste und Temperatursensor

Die Stopp-Taste ist ebenso leicht zugänglich wie der Purger. Mit einem Knopfdruck lässt sich die Maschine ausschalten und ist ohne weitere Aktion sofort wieder startfähig. Der integrierte Sensor misst die Umgebungstemperatur.

Drosselklappe

Die MS 500i hat keinen Vergaser mehr. Mit der Stellung der Drosselklappe entscheidet der Nutzer über Drehzahl und Leistung der Maschine.

Haubenverschluss

Die Haube wird zentral mit einem Vierteldrehverschluss gehalten. Mit nur einer Drehbewegung wird die Maschine für Reinigungsarbeiten geöffnet.

Generator

Erzeugt den gesamten Strom für den Betrieb der Säge. Zudem informiert er das Steuergerät kontinuierlich über die Kurbelwellenposition und die Drehzahl des Motors.

Sensoreinheit

Misst die Temperatur und den Druck im Kurbelraum und übermittelt die Informationen an das Steuergerät.

Einspritzventil

Spritzt bei jeder Umdrehung die vom Steuergerät ermittelte ideale Kraftstoffmenge ein – bis zu 230 Mal pro Sekunde.

Steuergerät

Das Herzstück der STIHL Injection analysiert permanent die Informationen von Generator und Sensorik, steuert die Kraftstoffeinspritzung und Zündung: Aus den Daten der Sensorik ermittelt das Steuergerät den Lastzustand der Maschine und den Leistungswunsch des Benutzers. Daraus werden die benötigte Kraftstoff­menge und Einspritzdauer sowie der passende Zündzeitpunkt berechnet. Daraufhin wird das Einspritzventil punktgenau angesteuert und die Zündung eingeleitet.

Purger und Einspritzpumpe

Erleichtert den Startvorgang erheblich. Purgen, ziehen – fertig. Die Einspritzpumpe hält den Kraftstoffdruck konstant und garantiert, dass dem Einspritzventil zu jedem Betriebszeitpunkt genügend Kraftstoff mit optimalem Druck zur Verfügung steht.

Stopp-Taste und Temperatursensor

Die Stopp-Taste ist ebenso leicht zugänglich wie der Purger. Mit einem Knopfdruck lässt sich die Maschine ausschalten und ist ohne weitere Aktion sofort wieder startfähig. Der integrierte Sensor misst die Umgebungstemperatur.

Drosselklappe

Die MS 500i hat keinen Vergaser mehr. Mit der Stellung der Drosselklappe entscheidet der Nutzer über Drehzahl und Leistung der Maschine.

Haubenverschluss

Die Haube wird zentral mit einem Vierteldrehverschluss gehalten. Mit nur einer Drehbewegung wird die Maschine für Reinigungsarbeiten geöffnet.

Generator

Erzeugt den gesamten Strom für den Betrieb der Säge. Zudem informiert er das Steuergerät kontinuierlich über die Kurbelwellenposition und die Drehzahl des Motors.

Einspritzventil

Spritzt bei jeder Umdrehung die vom Steuergerät ermittelte ideale Kraftstoffmenge ein – bis zu 230 Mal pro Sekunde.

Steuergerät

Das Herzstück der STIHL Injection analysiert permanent die Informationen von Generator und Sensorik, steuert die Kraftstoffeinspritzung und Zündung: Aus den Daten der Sensorik ermittelt das Steuergerät den Lastzustand der Maschine und den Leistungswunsch des Benutzers. Daraus werden die benötigte Kraftstoff­menge und Einspritzdauer sowie der passende Zündzeitpunkt berechnet. Daraufhin wird das Einspritzventil punktgenau angesteuert und die Zündung eingeleitet.

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