Printmagazin TECHNIK und WISSEN - Ausgabe 023

EDITORIAL
ELEKTRISCH FAHREN,
HEISST STROM SPAREN!
Kann das wirklich sein? Ehrlicherweise habe
ich mir nie Gedanken dazu gemacht, doch
die Begründung von Christian Erni überzeugte
mich. Im Interview rechnete mir der
CEO der Juice Technology AG aus Bachenbülach vor,
wieso das so ist. Seine Kalkulation können Sie in
unserem Hintergrundbericht zur «Elektromobilität»
ab Seite 6 nachlesen. Dieser befasst sich mit den verschiedenen
Facetten des elektrischen Fahrens und
schildert, was dieses für Mineralölkonzerne, Städte
und Kommunen, Netzbetreiber, Automobilzulieferer
und -hersteller sowie die Mitarbeitenden in diesen
Bereichen bedeutet. Zudem klärt er die Frage, wie die
Verkehrsinfrastruktur finanziert wird, wenn die Einnahmen
aus der Mineralölsteuer zukünftig sinken
und eines Tages schliesslich ganz versiegen werden.
Wie die Berner Fachhochschule Lastkraftwagen
den Weg in die Elektromobilität bereitet, schildert
der Beitrag ab Seite 30. In diesem beschreibt Prof. Dr.
Andrea Vezzini die damit verbundenen Herausforderungen
und verrät, zu welchen interessanten Erkenntnissen
die Forschenden am Zentrum für Energiespeicherung
bereits gekommen sind.
Im Interview erzählt Christoph Erni, wieso er als
Pionier des mobilen Ladens von Elektrofahrzeugen
gilt und weshalb seine Ladestationen einen IT-lastigen
Aufbau haben. Spannend sind aber auch seine
Ausführungen zur Cybersecurity von Fahrzeugen.
Nicht diese, glaubt er, werden zukünftig Angriffsziele
von Hackern sein, sondern Gebäude. Wieso das so ist
und ob DC- oder AC-Laden für Elektroautos besser ist,
erfahren Sie ab Seite 32.
Markus Back, Chefredaktor Print
Technologischer Fortschritt bringt immer Gewinner
und Verlierer hervor. Manchmal geht
es schnell, manchmal sind sogar etablierte
Konzerne die Verlierer und Start-ups aus
dem Nichts die Gewinner. Dennoch muss man anerkennen:
Grosse Unternehmen erholen sich oft überraschend
schnell und holen wieder auf.
Auch im Bereich der Elektromobilität zeichneten
sich zunächst neue Gewinner ab, die quasi aus dem
Nichts auftauchten. Ein Beispiel ist Tesla. Es wird
sicher noch weitere Verlierer und neue grosse Hersteller
geben, deren Namen wir heute noch nicht
kennen. Aber die meisten traditionellen Unternehmen
werden den Wandel auf die eine oder andere
Weise meistern.
Eine Randnotiz: Für die Kunden scheint das keine
Rolle zu spielen. Sie können problemlos wechseln.
Ab 2035 kein Verbrennungsmotor mehr? Dann eben
ein Elektroauto, egal ob von VW, Mercedes, Tesla, Sonomotors,
Byton oder Aiways!
Doch hinter den Kulissen, bei den Herstellern und
Zulieferern, sieht es ganz anders aus. Dort kann man
nicht einfach einen Schalter umlegen und die Produktion
über Nacht in eine andere Richtung lenken.
Das erfordert harte Denkarbeit und noch härtere
strategische Entscheidungen.
Dass dieser Wandel gelingen kann und als Chance
begriffen wird, zeigen spannende Geschichten in
diesem Magazin. Ein Beispiel ist der Schweizer Zulieferer
Feintool, der die Auswirkungen der Nachhaltigkeitsdebatte
durchgerechnet und Konsequenzen
gezogen hat.
So bleibt unterm Strich: Der Übergang zur Elektromobilität
ist momentan die Realität - wer sich anpasst,
bleibt im Spiel.
Eugen Albisser, Chefredaktor Online
#023 3

RUBRIKTITEL
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4 #023

INHALT
06
Die Facetten der Elektromobilität
Die Elektromobilität konfrontiert
Branchen und Berufe mit
Aufgaben, die Flexibilität, neues
Denken und mitunter Mut
erfordern. Ein Hintergrundbericht.
24
Expertengespräch IO-Link
Ein Gespräch unter anderem über die
Vorzüge, welche das Smart Sensor
Profil oder IoT dem Anwender bieten.
Mit Wolfgang Wiedemann von
Murrelektronik.
50
«Zuhören ist der Schlüssel»
Mit der Produktivitätstrophäe zeichnet
Blaser Swisslube erfolgreiche
Projekte im Bereich der Kühl- und
Schmierstoffe aus. Was steht hinter
dieser Auszeichnung?
62
Elektrisierende Transformation
Feintool gilt als einer der führenden
Zulieferer der Elektromobilitätsbranche.
Hinter diesem Erfolg steckt eine
erzählenswerte und schnelle
Transformation.
03 Editorial
04 Impressum
06 Die Facetten der
Elektromobilität
16 Wissenswertes
18 Wissenswertes
24 IO-Link Gespräch:
«Wir haben gemeinsam ein
besseres Rad entwickelt»
Schwerpunkt
«Elektromobilität - Teil 1»
30 BFH bereit Elektro-Lkw
den Weg
32 «Unsere Ladekabel
können sprechen»
36 Multifunktionalität
schafft Mehrwert
40 Produkte
48 News in Zahlen
50 Blaser Produktivitätstrophäe:
«Zuhören ist der Schlüssel
zum Erfolg»
54 Quantenrechner
programmieren lernen
56 Wissenswertes
Schwerpunkt
«Elektromobilität - Teil 2»
62 Elektrisierende Transformation
68 Ein Interview mit Nikola Tesla!
70 Wie Fertigungstechnik die
E-Mobilität voranbringt
76 News rund um die
Elektromobilität
Titelbild
Elektromobilität und wie sie unsere
Industrie verändert.
Illustration: Verena Mats
38 Die Sindex und der Weg zur
smarten Automation
77 Krisen, Nachhaltigkeit und die
Lösungen mit integriertem ERP
78 Produkte
#023 5

6 #023
Tankstellen werden sich in den
kommenden zwei Jahrzehnten in einer
Hybridphase befinden. Bild: Aral

HINTERGRUNDBERICHT
DIE
FACETTEN
DER
ELEKTRO-
MOBILITÄT
Die Elektromobilität ist mehr als
nur mit Strom in der Welt umherzufahren.
Sie strahlt in ganz viele
Lebensbereiche und konfrontiert Branchen
und Berufe mit Aufgaben,
die Flexibilität, neues Denken und
mitunter Mut erfordern. Allen Betroffenen
widmet sich dieser Beitrag.
Von Markus Back
Schon wenige gleichzeitig ladende Fahrzeuge
haben einen beträchtlichen Einfluss auf die
Einhaltung der zulässigen Spannung eines
Stromkreises. Dies ist eine zentrale Erkenntnis
der Netze BW, die bereits seit Jahren die Auswirkungen
der Elektromobilität auf das Stromnetz im
realen Betrieb untersucht. Diese Feststellung gilt vor
allem für den ländlichen Raum, da die dortige Netztopologie
mit ihren Entfernungen zwischen Umspannstationen
und Verbrauchern hohe Spannungsschwankungen
begünstigt.
Was bedeutet das aber, wenn zukünftig nicht mehr wenige
Dutzende, sondern gleich abertausende Fahrzeuge
in den Städten und Gemeinden zum Laden ans Netz
gehen? Ist die Elektromobilität womöglich schon vorbei,
bevor sie überhaupt richtig startet, weil ansonsten
die Stromnetze reihenweise kollabieren? Mitnichten!
«Die gute Nachricht unserer Forschungsarbeit ist, dass
mit einem netzdienlichen Lademanagement eine si-
#023 7

HINTERGRUNDBERICHT
chere Versorgung auch einer grösseren
Anzahl von Elektrofahrzeugen möglich
ist», sagt Dr. Martin Konermann von
Netze BW. Wie das netzdienliche Lademanagement
genau funktionieren soll,
erklärt der Technische Geschäftsführer
so: «In Zeiten einer hohen Netzbelastung
kann die Leistung bei Ladevorgängen
temporär reduziert werden.»
Diese temporäre Leistungsbegrenzung
ist ohne Netzausbau möglich. Die Voraussetzungen
dafür sind aus seiner
Sicht aber die gesetzlichen und regulatorischen
Rahmenbedingungen, die
in Deutschland mit dem laufenden
Festlegungsverfahren der Bundesnetzagentur
zum § 14a EnWG zur Netzintegration
von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen,
wie zum Beispiel
Wallboxen oder Wärmepumpen, auf
den Weg gebracht werden.
Ohne Netzausbau, da gibt sich Dr. Martin
Konermann keiner Illusion hin, wird
es nicht gehen: «Wo wir heute, zu Beginn
der Energiewende, bereits Engpässe
sehen, muss das Netz verstärkt
werden.» Entscheidend sei dabei, dass
dieser effizient und zielgerichtet erfolgt,
um Engpässe erst gar nicht entstehen
zu lassen. Als einen solchen
Engpass haben die Netze BW die Ladeparks
für Elektrolastkraftwagen identifiziert,
die in Zukunft an den Raststätten
entlang der Autobahnen entstehen
werden. Dass das Stromnetz parallel
zum Ausbau intelligent wird, ist für ihn
dabei essenziell. Das Smart Grid hilft
nämlich nicht nur dabei, die Netzbetriebsmittel
und die Netzzustände zu
überwachen und zu steuern, sondern
kann die angesprochenen Engpässe
frühzeitig erkennen und bei deren Beseitigung
helfen.
Mineralölkonzerne:
Abschied vom Etablierten
Während die Netzbetreiber sukzessive
und zielgerichtet erweitern, baut eine
andere Branche um. «Wir wollen bis
2050 ein Unternehmen mit Netto-Null-
CO2-Emissionen sein», sagt Pressesprecherin
Cornelia Wolber von Shell
und detailliert: «Ein wichtiger Baustein
ist dabei der Aufbau eines breiten
Ladeangebots für Elektrofahrzeuge.»
Weltweit sind bis 2025 über
500000 und bis 2030 über 2,5 Millionen
Ladepunkte geplant.
Für dieses Ziel stellte der Konzern, der
46000 Tankstellen in über 80 Ländern
betreibt, früh die Weichen. 2017 kaufte
er den damals grössten europäischen
Ladeanbieter und integriert seit 2019
dessen Schnellladesäulen in sein
Tankstellennetz. Dieses wird sich gemäss
Cornelia Wolber in den kommenden
zwei Jahrzehnten in einer Hybridphase
befinden, da trotz steigender
Zahl an Elektrofahrzeugen immer
noch viele Verbrenner im Bestand sein
werden. Trotz dieses sukzessiven
Wandels werde die Tankstelle aber ein
Ort bleiben, an dem der Kunde seine
Bedürfnisse rund um die Mobilität abdecken
könne.
Dass Shell mit dieser Strategie keineswegs
alleine dasteht, zeigt das Beispiel
von Aral, dass mit 2400 Tankstellen
Deutschlands grösster Betreiber ist.
Aral pulse will in 2023 die Anzahl seiner
ultraschnellen Ladepunkte in der
Bundesrepublik von 1500 auf 3000 verdoppeln
und investiert dafür rund 100
Millionen Euro. «Damit sind wir auf
Der Ausbau der öffentlichen
Ladestruktur ist
mit enormen Kosten
verbunden. Bild:
Stadtwerke Konstanz
8 #023

«Wir wollen
bis 2050
ein Unternehmen
mit
Netto-Null-
CO2-Emissionen
sein.»
Cornelia Wolber,
Pressesprecherin Shell
einem guten Weg, unser mittelfristiges
Ziel von 5000 Ladepunkten bis 2025 zu
erreichen», bekräftigt Alexander Junge,
Aral Vorstand für Elektromobilität.
Durch eine Leistung von 300 kW können
E-Autofahrer mit entsprechender
Fahrzeugtechnik an den Ladesäulen
in zehn Minuten grünen Strom für
Reichweiten von bis zu 350 Kilometern
beziehen.
Ausbau der Ladeinfrastruktur:
Installateure lassen es schleifen
Neben den Mineralölkonzernen sind
Städte und Kommunen ein weiterer
Treiber für den Ausbau einer leistungsfähigen
Ladeinfrastruktur. Die
Salzburg AG bietet mit 900 Ladepunkten
beispielsweise die dichteste Ladeinfrastruktur
im Bundesland und plant
in diesem Jahr den Bau 31 weiterer
Schnellladestationen. «Damit können
Fahrer von Elektroautos ab Ende 2023
an rund 150 Schnellladepunkten mit
einer Ladeleistung von bis zu 300 kW
laden», sagt Michael Frostel, Konzernsprecher
des Energie- und Infrastruktur-Dienstleisters,
und ergänzt: «Damit
erreichen wir bereits jetzt die EU-Vorgaben,
die Lademöglichkeiten an
Hauptverkehrsstrassen im Abstand
von 60 Kilometern vorsehen.»
Doch dieses erreichte Ziel ist nur eine
Zwischenetappe. Der Infrastrukturausbau
wird sich über Jahre hinwegziehen
und erfordert Investitionen in
Millionenhöhe. «Zwischen den Jahren
2031 und 2035 rechnen wir mit einem
20-fachen Bedarf an Energie, der an
Elektrofahrzeuge abgegeben werden
soll», so Michael Frostel. Trotz dieser
erwarteten Zunahme soll es in Salzburg
keine Kontingentierungen geben.
Lieber möchte man die Autofahrer mit
günstigen Tarifen dazu bewegen, ihr
Fahrzeug dann zu laden, wenn der
Strom am günstigsten ist.
Die Stadt Konstanz möchte mit einem
lokalen Lastmanagement dafür sorgen,
dass das Versorgungsnetz nicht
kollabiert, wenn abends die Menschen
ihr Elektroauto ans Ladegerät hängen.
«Nach jetzigem Stand gehen wir davon
aus, dass Abregelungen – wenn sie
denn erforderlich sein sollten – nur
für kurze Zeiträume und dann in den
#023 9

Montage eines elektrischen
Achsantriebs am
Standort Schweinfurt.
Bild: ZF
frühen Abendstunden erfolgen», erklärt
Johannes Junge, der bei den
Stadtwerken das Thema intelligente
Netze verantwortet. Derzeit gehe man
davon aus, dass am nächsten Morgen
alle eingesteckten Fahrzeuge vollgeladen
sein werden. Diese Zuversicht beruht
insbesondere auf den erheblichen
Leistungsreserven, über welche das
Stromnetz in der Nacht verfüge.
Viel grössere Sorgen als die Netzstabilität
bereitet dem Versorgungsunternehmen
eine andere Unsitte: privat installierte
Ladepunkte werden nicht
angemeldet! «Wir erfahren von diesen
auf unterschiedlichsten Wegen, dabei
sind diese ab einer Leistung von 11 kW
und mehr durch den Netzbetreiber genehmigungspflichtig»,
sagt Anna Caldarone,
verantwortlich fürs Rollout der
öffentlichen Ladeinfrastruktur und
Produktmanagement alternative Mobilität.
«Das wissen die Installateure
und der Appell geht ganz klar an diese,
sich an die Vorgaben zur Anmeldung
und Genehmigung von Ladeinfrastruktur
zu halten», mahnt sie.
Was den Ausbau der öffentlichen Ladeinfrastruktur
betrifft, plant Konstanz
bis 2025 die Inbetriebnahme von
110 Ladepunkten im Stadtgebiet. Kosten
pro Ladepunkt: 7000 Euro inklusive
Tiefbau und Netzanschluss.
Berufliche Qualifikation: E-Mobilität
tangiert sogar Reifenhandel
Während der Ausbau des Ladenetzes
an Fahrt aufnimmt, begleitet die Deutsche
Industrie und Handelskammer
die Unternehmen auf ihrem Weg hin
zur Elektromobilität. Um den neuen
Qualifikationsanforderungen zu entsprechen,
die sie mit sich bringt, wurde
der Ausbildungsberuf «Kfz-Mechatroniker/-in»
beispielsweise schon vor
zehn Jahren um den Schwerpunkt
«System- und Hochvolttechnik» erweitert.
Dieser vermittelt alle wesentlichen
Kompetenzen für die Elektromobilität
im Rahmen der Ausbildung. Ein Jahr
zuvor, 2012, wurde der Ausbildungsberuf
«Verfahrensmechaniker/-in für Kunststoff-
und Kautschuktechnik» um einen
Schwerpunkt «Faserverbundtechnik»
ergänzt. Damit sollen wesentliche Qualifikationen
abgebildet werden, die für
den Leichtbau von Fahrzeugen erforderlich
sind.
Was die Elektromobilität für die unmittelbar
betroffenen Unternehmen
ansonsten noch bedeutet, beschreibt
DIHK-Expertin Anja Schwarz so: «Unternehmen,
die in diesem Geschäftsfeld
weiter tätig sein wollen, müssen
unter Umständen Investitionen tätigen,
mindestens aber ihre Prozesse
umstellen. Allerdings ergeben sich
auch gänzlich neue Geschäftsfelder,
zum Beispiel im Leichtbau von Fahrzeugen.
In jedem Fall muss das bestehende
Personal weiterqualifiziert werden.»
Unterstützung erhalten sie auch
hier durch die örtlichen IHKs, die 2010
entsprechend der regionalen Bedarfe
der Automobilindustrie einzelne Fortbildungsregelungen
für den Bereich
der Hochvolttechnik erlassen haben.
Ein Beispiel hierfür ist die Prüfungsvorschrift
«Geprüfte Elektrofachkraft
Fahrzeugtechnik». Diese absolvieren
mittlerweile jedes Jahr über 150 Teilnehmende
deutschlandweit.
Dass die Elektromobilität selbst von
Berufen das Anforderungsprofil verändert,
von denen man es nicht erwarten
würde, zeigt ein Blick in den Reifenfachhandel.
«Für einen Reifenwechsel
10 #023

HINTERGRUNDBERICHT
ist zwar keine Qualifikation für elektrotechnische
Arbeiten erforderlich,
wohl aber eine entsprechende Unterweisung»,
so Michael Schwämmlein,
Geschäftsführer Technik beim Bundesverband
Reifenhandel und Vulkaniseur-Handwerk.
Diese Unterweisung
muss auf mögliche Gefahren und
Risiken bei nicht-elektrotechnischen
Arbeiten an Elektrofahrzeugen hinweisen,
klar die Grenzen der zulässigen
Arbeiten und auch die Vorgehensweise
bei Unklarheiten aufzeigen.
Die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung
hat hierzu drei Qualifizierungsniveaus
für das Arbeiten an
Elektrofahrzeugen definiert. Diese unterscheiden
nach fachkundig unterwiesenen
Personen (Stufe 1), fachkundigen
Personen (Stufe 2), die Arbeiten
an spannungsfreien HV-Systemen
durchführen dürfen, und fachkundigen
Personen für Arbeiten an unter
Spannung stehenden Hochvolt-Systemen
(Stufe 3). Was das in der Praxis
bedeutet, erklärt Michael Schwämmlein
so: «Damit sind reifenservicetechnische
Arbeiten in der Regel der Stufe
1 zuzuordnen. Die Unterweisung dafür
hat durch eine Person mit S2- oder S3-
Qualifikation zu erfolgen. Wir empfehlen,
dass pro Betrieb mindestens eine
Person mit S2-Qualifikation vorhanden
sein sollte, die bei Unklarheiten
den Monteuren weiterhelfen kann.»
Und was passiert, wenn bei Servicearbeiten
oder beim Fahren ein Tesla in
Flammen aufgeht? «Seitens des Deutschen
Feuerwehrverbandes gibt es
eine Fachempfehlung zum Thema
Brände von Lithium-Ionen-Speichermedien»,
berichtet Silvia Oestreicher,
Referentin für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit.
Diese steht als PDF sowie
begleitend mit einem Film zur Verfügung
und ermöglicht es Feuerwehrangehörigen
unabhängig von ihrer Funktion
sich mit dem Thema zu befassen
und fortzubilden. Grundsätzlich, so
Silvia Oestreicher, sei das Thema bei
vielen Feuerwehren mittlerweile aber
ein Teil der Ausbildung.
Automobil-Zulieferer:
Von Gewinnern und Verlierern
Mitarbeiter-Qualifikation ist auch bei
der ZF Friedrichshafen AG eine der
wesentlichen Massnahmen, um für
die Elektromobilität gewappnet zu
sein. «Wir haben vor zwei Jahren unsere
interne Online-Fortbildungsplattform,
die E-Cademy, gestartet. Dort
sind Stand heute über 20000 Mitarbeitende
als Lernende registriert und
können von den Grundlagen eines E-
Antriebs über die Messung von Nachhaltigkeitszielen
bis hin zur Anwendung
von KI in der Fertigung neue
Fähigkeiten erlernen und Impulse
für neue Rollen sammeln», erzählt Julian
Fieres, Vice President Strategy &
Transformation in der ZF-Division
Elektrifizierte Antriebstechnologien.
Dass der Zulieferer damit den richtigen
Weg eingeschlagen hat, bestätigt
unter anderem der Innovationspreis
der deutschen Personalwirtschaft, den
er 2022 gewinnen konnte.
Die Bedeutung der Elektromobilität für
ihr Geschäft erkannte die ZF früh. Bereits
2008 startete der Technologiekonzern
als erstes europäisches Unternehmen
überhaupt mit der Serienproduktion
von E-Maschinen für Autos – damals
ein Mildhybrid-Antriebsstrang für Limousinen.
Seither verkauften die Friedrichshafener
über zwei Millionen Elektromotoren
weltweit. ZF setzt hier auf
Aus Sicht eines Automobilherstellers gibt
es mehrere grosse Herausforderungen im
Zusammenhang mit der Elektromobilität.
Hier sind einige der wichtigsten:
Reichweite und Ladeinfrastruktur: Die
zurzeit noch geringere Reichweite von
Elektrofahrzeugen im Vergleich zu
traditionellen Verbrennungsmotoren ist
immer noch ein zentrales Anliegen. Die
Entwicklung von Batterietechnologien, die
eine grössere Reichweite ermöglichen,
sowie der Ausbau der Ladeinfrastruktur
sind entscheidende Faktoren, um das
Vertrauen der Verbraucher in Elektrofahrzeuge
zu stärken.
Kosten: Die Produktionskosten von
Elektrofahrzeugen sind oftmals höher als
die von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren.
Dies liegt hauptsächlich an den
teuren Batterien und der begrenzten
Skaleneffekte. Automobilhersteller müssen
sich bemühen, die Kosten für Elektrofahrzeuge
zu senken, um sie für eine breitere
Käuferschicht erschwinglich zu machen.
«Für einen
Reifenwechsel
ist eine
entsprechende
Unterweisung
erforderlich.»
Michael Schwämmlein,
Geschäftsführer Technik beim
Bundesverband Reifenhandel
und Vulkaniseur-Handwerk
Herausforderungen für Automobilhersteller
Ladezeiten: Die Ladezeiten für Elektrofahrzeuge
sind im Vergleich zum Betanken
eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor
deutlich länger. Ladestopps müssen in die
Fahrzeit mit einkalkuliert werden. Die
Entwicklung von Schnellladelösungen und
verbesserten Batterietechnologien, die
kürzere Ladezeiten ermöglichen, ist daher
essenziell.
Batterietechnologie: Die Weiterentwicklung
von Batterietechnologien ist ein wesentlicher
Faktor für die Elektromobilität. Als
Automobilhersteller müssen wir diese
kontinuierlich verbessern.
Nachhaltigkeit: Elektrofahrzeuge sind
umweltfreundlicher als Verbrennungsfahrzeuge,
aber die Herstellung der Batterien
und die Stromerzeugung zur Aufl adung
müssen ebenfalls nachhaltig sein, um die
Gesamtbilanz zu verbessern. Die
Gewährleistung einer umweltfreundlichen
Produktion und Nutzung von Elektrofahrzeugen
ist eine wichtige Herausforderung.
Quelle: Ford
#023 11

12 #023

HINTERGRUNDBERICHT
«Es ist unwahrscheinlich,
dass das
Wissen über
Verbrennungsmotoren
vollständig
verloren geht.»
Ernst Ramic, Verkaufsdirektor
bei Ford Schweiz
Zwei Fabriken im sächsischen Kamenz
produzieren bereits seit 2012 Batteriesysteme
für Hybride und Elektrofahrzeuge.
Bild: Mercedes Benz AG
Wachstum und plant, den Umsatz mit
elektrifizierten Antrieben aller Art bis
2030 zu verdreifachen.
Diese Transformation weg vom klassischen
Getriebe spiegelt sich auch in
den Zahlen des Unternehmens. «2022
waren noch drei Viertel unserer Verkäufe
von Produkten für Verbrennungsmotoren
abhängig, während im
Jahr 2030 bereits mehr als die Hälfte
unserer Umsatzes aus elektrifizierten
Antrieben kommen soll», so Julian
Fieres. Dass die ZF den richtigen Weg
eingeschlagen hat, unterstreicht das
Marktpotenzial: In der E-Mobilität beläuft
sich der Auftragsbestand für
elektrifizierte Antriebe für Personenund
Nutzfahrzeuge inzwischen auf
mehr als 30 Milliarden Euro.
Doch längst nicht allen Beteiligten in
der Branche gelingt diese Anpassung
so gut wie der ZF. Wegen des schnelleren
Wandels hin zur Elektromobilität
kündigte Schaeffler beispielsweise im
Herbst 2022 die Streichung von weltweit
1300 Stellen in seiner Autosparte
an. Betroffen in dem Herzogenauracher
Unternehmen sind vor allem Jobs
in der Verwaltung sowie in der Entwicklung
von Verbrennungsmotoren.
Trotz solcher negativer Beispiele erwartet
der Verband Deutscher Maschinen-
und Anlagenbauer in Bereich
Elektromobilität weiterhin ein stabiles
Wachstum. Selbst Chancen sieht er
durch diese. Damit hiesige Unternehmen
diese aber wahrnehmen können,
so der stellvertretende VDMA-Hauptgeschäftsführer
Hartmut Rauen, müssen
sich diese hin zu neuen Technologien,
wie zum Beispiel der Produktion
von Elektronik und Batteriezellen,
ausrichten.
«Zusätzliche Chancen bieten sich für
Maschinen- und Anlagenbaufirmen in
den vor- und nachgelagerten Prozessen
der Lieferkette, wie der Rohstoffverarbeitung
für Batteriezellen oder
im späteren Recycling», so Hartmut
Rauen weiter. Im Ausbau der Infrastruktur,
zum Beispiel durch Ladestationen
oder Wasserstoff-Lieferketten,
sieht er ebenfalls Geschäftspotenzial.
Automobilhersteller:
Das Fliessband hat ausgedient
In den vergangenen Jahrzehnten investierten
die Automobilhersteller
Millionenbeträge in die Entwicklung
und Optimierung von Verbrennungsmotoren
– was passiert mit diesem
Wissen, ist es womöglich für die Ge-
Nachhaltiges
Batterie-
Recycling
Die Mercedes-Benz AG eröffnete im
März 2023 im badischen Kuppenheim
eine Batterie-Recycling-Fabrik. Diese
deckt alle Schritte von der Zerlegung
auf Modullevel, über das Zerkleinern
und Trocknen bis hin zur Aufbereitung
der Materialströme in Batteriequalität
ab. Durch die Prozessgestaltung der
Hydrometallurgie mit Rückgewinnungsquoten
von mehr als 96
Prozent wird eine echte Kreislaufwirtschaft
von Batteriematerialien
möglich. Die Pilotanlage soll eine
Jahreskapazität von 2500 Tonnen
umfassen, wobei die zurückgewonnenen
Materialien in den Wertstoffkreislauf
zurückgeführt und so wieder in
die Produktion von mehr als 50000
Batteriemodulen für neue vollelektrische
Mercedes-Benz-Modelle
einfl iessen.
#023 13

HINTERGRUNDBERICHT
Wie wird sich der
Stromverbrauch
durch die Elektromobilität
entwickeln?
Christoph Erni, CEO und Gründer
Juice Technology AG:
«In den einzelnen Haushalten wird
sich der Verbrauch je nach Grösse
verdoppeln, aber die Menge, die
produziert werden muss, wird sich
vermutlich sogar verringern. Für das
Raffi nieren bedarf es pro Liter Benzin
1,5 und pro Liter Diesel 2,5 Kilowattstunden
elektrische Energie. Nimmt
man nun den Durchschnittsverbrauch,
der in Europa bei 6 Litern
Diesel und 10 Litern Benzin liegt,
braucht es alleine für die Produktion
des Treibstoffs 15 Kilowattstunden
Strom – und der Verbrauch für das
Fördern aus dem Erdreich, den
Transport und das Pumpen an den
Zapfsäulen ist da noch gar nicht
berücksichtigt.»
schichtsbücher? «Diese Erfahrung
könnte im Laufe der Zeit an Bedeutung
verlieren, es ist aber unwahrscheinlich,
dass dieses Wissen vollständig
verloren geht», glaubt Ernst
Ramic, Verkaufsdirektor bei Ford
Schweiz. Da Verbrennungsmotoren
auch nach 20230 in einigen Teilen der
Welt immer noch eine Rolle spielten,
werde es weiterhin Unternehmen und
Fachleute geben, die dieses Wissen
erhielten.
Dass dieses Wissen nicht verloren ist,
glaubt man auch bei der Mercedes
Benz AG. «Vielmehr wird diese Erfahrung
für zukünftige Entwicklungen
von Bedeutung sein. Insbesondere im
Hinblick auf mechanische Komponenten
existieren zahlreiche Synergien
zwischen Elektro- und Verbrennerfahrzeugen»,
heisst es von dort auf Anfrage.
Als Beispiele nennt der Automobilhersteller
die Entwicklung von
2-Gang-Getrieben für kommende Modelle
oder die Thermodynamik, da es
auch bei Elektrofahrzeugen zu Wärmeentwicklung
kommt.
Bezüglich der Adaption dieses Knowhows
auf Fahrzeuge, die mit E-Fuels
fahren, zeigen sich die Schwaben zurückhaltender:
«Aus Gründen der
Energieeffizienz ist es am besten, grünen
Strom direkt in die Batterie zu laden.
Eine Umwandlung grünen Stroms
in E-Fuels ist ein Prozess, bei dem die
Energieeffizienz sinkt.»
Fertigungstechnisch ist man in Sindelfingen
auf die Elektromobilität vorbereitet.
In der Factory 56 erfolgen seit
Frühjahr 2021 auf einer Ebene sämtliche
Montageschritte für Fahrzeuge
verschiedener Aufbauformen und Antriebsarten
– vom konventionellen bis
hin zum vollelektrischen Antrieb. So
werden in dieser die Mercedes Benz S-
Klasse, die Mercedes-Maybach S-Klasse
und der EQS vollkommen flexibel
auf derselben Linie produziert. Möglich
wird das durch die Ablösung des
klassischen Fliessbands durch Fahrerlose
Transportfahrzeuge, kurz FTF. Für
die Integration eines neuen Fahrzeugtyps
und der damit verbundenen neuen
Anlagetechnik müssen lediglich die
In der Factory 56 ersetzen FTF das
Fliessband und ermöglichen so
gleichzeitig die Fertigung von Fahrzeugen
mit Elektroantrieb und Verbrennungsmotor.
Bild: Mercedes Benz AG
Fahrwege der 400 FTF geändert werden.
Um bei diesen Anpassungen längere
Unterbrechungen zu vermeiden,
wurde in der Factory 56 ausserdem ein
neuer Standard für die Fahrzeug-Hochzeit
implementiert. Diese Hochzeit, bei
der Karosserie und Antrieb verbunden
werden, besteht nun aus mehreren modularen
Stationen.
Die Antwort auf die Factory 56 ist das
«Ford Cologne Electric Vehicle Center».
Dies wurde erst am 12. Juni durch
Executive Chairman Bill Ford Junior
und dem deutschen Bundeskanzler
Olaf Scholz eingeweiht und gilt als
modernste Produktionsanalage des
Automobilherstellers. Damit in dieser
der vollelektrische Ford Explorer gebaut
werden kann, wurde auf dem
14 #023

Elektrofahrzeuge
freischalten
Obwohl die Gefahr eines elektrischen
Schlags sehr unwahrscheinlich ist, gilt
nach einem Unfall oder einer Panne für
Rettungskräfte oder Unfallhilfsdienst
Folgendes: Auch wenn nach Unfallsituationen
ausgelöste Airbags, Gurtstraffer
oder spezielle Crashsensoren das
HV-System höchstwahrscheinlich
abgeschaltet haben, gelten diese
Hinweise nicht als Feststellen der
Spannungsfreiheit im Sinne der fünf
Sicherheitsregeln. Auf ein Freischalten
des HV-Systems gemäss den
Rettungsdatenblättern der Herstellfi r-
men sollte nicht verzichtet werden. Der
Pannenhilfsdienst, der ein defektes,
aber unbeschädigtes Fahrzeug vor Ort
reparieren möchte, muss bei Arbeiten
am HV-System über eine entsprechende
Qualifi kation verfügen und die fünf
Sicherheitsregeln berücksichtigen.
Quelle: DGUV
Werksareal in Köln eine Lagerhalle abgerissen
und durch ein 26 Meter hohes,
25 breites und 100 Meter langes
High-Tech-Gebäude ersetzt. In diesem
soll bereits ab 2024 ein zweites elektrisches
Modell produziert werden.
Mineralölsteuer:
Wo künftig das Geld herkommen soll
Die Elektro-Mobilität kommt. Bleibt
die abschliessende Frage, wie die Länder
die wegfallenden Einnahmen aus
der Mineralölsteuer kompensieren
wollen? Immerhin handelt es sich bei
dieser Steuer um eine erhebliche Einnahmequelle,
die auch für den Erhalt
der Verkehrsinfrastruktur entscheidend
ist. In der Schweiz macht diese
mit 4,34 Milliarden Franken 5,8 Prozent
der Steuereinnahmen aus, in der
Bundesrepublik Deutschland betragen
die Einnahmen aus der Energiesteuer
29,41 Milliarden Euro (Benzin 12,54
Mrd. Euro, Diesel 16,87 Mrd. Euro) und
entsprechen damit 8,7 Prozent des
Bundeshaushalts.
Müssen am Ende womöglich die Bezieher
von Haushaltstrom befürchten,
dass sie die Elektromobilität indirekt
durch höhere Preise subventionieren?
«Diese Befürchtung ist unbegründet»,
sagt ein Sprecher des Bundesfinanzministeriums
und ergänzt: «Eine Subventionierung
von Elektrofahrzeugen
über die Strompreise oder einzelne
Strompreisbestandteile findet nicht
statt, auch bestehen keine Pläne, beispielsweise
die Stromsteuer zu erhöhen.»
Die Antwort, wie diese fehlenden
Steuern kompensiert werden sollen,
bleibt er allerdings schuldig.
Viel weiter ist da die Schweiz. Dort beschloss
der Bundesrat 2022 die nächsten
Schritte für eine nachhaltige Finanzierung
der Verkehrsinfrastruktur
und ebnete damit den Weg für eine Ersatzabgabe.
Bis Ende 2023 sollen nun
das Eidgenössische Departement für
Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation
(UVEK) sowie das Eidgenössische
Finanzdepartement (EFD) ein Gesetzespaket
ausarbeiten, in dem die
Einführung einer Ersatzabgabe definiert
ist. Diese soll bis 2030 in Kraft treten
und setzt sich aus einem festen Betrag
pro gefahrenem Kilometer sowie
der Fahrzeugkategorie zusammen.
Benzin- und Dieselfahrzeuge bleiben
von dieser Abgabe befreit.
Technik und Wissen
www.technik-und-wissen.ch
Weitere Artikel
und Interviews zum
Thema «Elektromobilität»
im Content Hub auf
unserer Homepage.
#023 15

KURZ & KNAPP
BLICKPUNKT
FORSCHUNG
TU Wien
Künstliche Intelligenz lernt Quantenteilchen zu kontrollieren
Mit elektromagnetischen Feldern lassen sich winzige Teilchen manipulieren:
Man kann sie einfangen, festhalten, oder an einen bestimmten Ort bewegen.
Welche Form diese elektromagnetischen Felder aber genau haben sollen, und
wie man sie während des Experiments dann konkret steuern muss, ist schwer
herauszufinden. Oft sind dafür langwierige Versuchsreihen mit zahlreichen
Messungen notwendig. An der TU Wien konnte man nun aber zeigen, dass sich
diese Aufgabe mithilfe von lernenden Algorithmen viel schneller erledigen lässt
als bisher – und zwar mit derselben Präzision. Dafür entwickelte ein Team der
TU Wien zusammen mit Kollegen vom FZ Jülich ein massgeschneidertes
neuronales Netz, das genau für diese Anwendung eine möglichst schnelle
Lernkurve hat.
ETH Zürich
ETHZ spannt mit Capgemini zusammen
Die ETH Zürich gab bekannt, dass sie mit der Firma Capgemini eine Forschungskooperation
eingeht, um Lösungen für die künstliche Intelligenz zu entwickeln,
mit denen Multi-Material-Strukturen für das Additive Layer Manufacturing
(ALM) entworfen werden können. Dieses neue Forschungsprogramm ist Teil
des «Strategic University Program» von Capgemini, einer Initiative mit dem
primären Ziel, gemeinsam mit Weltklasse-Universitäten hochwertige Forschungsergebnisse
zu ermöglichen, die zur Beantwortung der Frage «Was sind
die zentralen Herausforderungen einer intelligenteren Industrie in unserer
Gesellschaft?» beitragen.
Empa, Dübendorf
Elektronik auf dem Holzweg
Lassen sich aus Cellulosefasern ökologisch nachhaltige Platinen für die Elektronikindustrie
herstellen? Empa-Forscher Thomas Geiger ging dieser Frage nach.
Inzwischen ist er Teil eines multinationalen EU-Projekts namens «Hypelignum».
Dessen Ziel: eine bioabbaubare Elektronik. «Das EU-Projekt Hypelignum hat
weitgesteckte Ziele: Es soll nicht nur Leiterplatten aus nachwachsenden und
kompostierbaren Rohstoffen untersuchen, sondern auch leitfähige Tinten für die
elektrischen Verbindungen zwischen den Bauteilen entwickeln.
16 #023

Massachusetts Institute of Technology, Cambridge
Die Soft Robotics hat nun einen SoftZoo
Seit 2008 gibt es den Begriff Soft Robotics, und eine der Inspirationsquellen
für Soft Robotics sind die Bewegungen von Tieren. Aber wo kann ein Ingenieur
sie beobachten? In der freien Natur? Wäre es nicht sinnvoll, wenn es dafür
einfach eine Plattform mit einem Fundus an Anschauungsmaterial gäbe?
Genau das haben sich Forscherinnen und Forscher des MIT gedacht – und
gehandelt. Entstanden ist der SoftZoo, in dem 3D-Modelle von Tieren wie
Pandabären, Fischen, Haien und Raupen zu finden sind, die Soft-Robotik-Aufgaben
wie Fortbewegung, agiles Drehen und Pfadverfolgung in verschiedenen
Umgebungen simulieren können, wie das MIT berichtet.
Universität Genf
Verstehen, was in der Blackbox einer KI geschieht
Wenn es um künstliche Intelligenz geht, ist die Gefahr gross, dass selbst die
Forschenden nicht wissen, wie bestimmte Ergebnisse zustande kommen. Ein
Team von Forschern verschiedener Universitäten hat nun einen bahnbrechenden
Ansatz gefunden, um die Interpretierbarkeit von KI-Techniken zu bewerten.
Die neue Methode soll Licht in das Dunkel der «Blackbox»-Algorithmen der KI
bringen und den Anwendern helfen zu verstehen, was die von der KI generierten
Resultate beeinflusst und ob man ihnen vertrauen kann.
Columbia University, New York
Roboterhand kann im Dunkeln arbeiten
Was der Mensch einfach so kann, das bleibt dem Roboter bisher zum Grossteil
versagt: Fingerfertigkeit. Noch immer scheitern Roboterhände an komplexeren
Aufgaben. Jetzt aber kommt Bewegung in die Sache. Forscher haben eine
äusserst geschickte Roboterhand vorgeführt, die einen fortgeschrittenen
Tastsinn mit motorischen Lernalgorithmen kombiniert. Zur Demonstration der
Geschicklichkeit wählte das Team eine schwierige Manipulationsaufgabe mit
einem ungleichmässig geformten Objekt. Die Hand war nicht nur in der Lage,
diese Aufgabe zu bewältigen, sondern tat dies auch ohne jegliche visuelle
Rückmeldung, allein auf der Grundlage des Tastsinns.
#023 17

Wissenswertes
Mensch und Maschine: Im
«Drone Hub» im NEST
sollen zusammen mit der
Industrie die Weichen für
eine künftige Koexistenz
von Menschen und
Drohnen gestellt werden.
Grafik: Empa
EMPA INTENSIVIERT DROHNENFORSCHUNG
Drohnen und Roboter können
in unserem Leben künftig
eine grosse Rolle spielen. Mit
dem «Drone Hub» soll im Forschungs-
und Innovationsgebäude
NEST auf dem Empa-Campus in Dübendorf
eine Art Voliere geschaffen
werden, in der Forschende das Zusammenspiel
von Drohnen, Infrastruktur
und Natur gemeinsam mit industriellen
und akademischen Partnern erforschen
und weiterentwickeln.
Im Endausbau soll der «Drone Hub»
Testumgebungen für drei Forschungsfelder
bieten. Auf der Nordseite prägt
eine experimentelle Fassade das Bild.
Die Wand ist mit austauschbaren
Elementen mit unterschiedlichen
Oberflächen bestückt und dient der
Entwicklung von Drohnen, die Inspektions-
und Reparaturarbeiten in der
Vertikalen ausführen können. Durch
die ständige Einsatzbereitschaft der
Drohnen soll die Geschwindigkeit steigen,
mit der Schäden behoben werden
können und sich mögliche Ausfälle der
Infrastruktur minimieren lassen.
Das zweite Forschungsfeld setzt
die Interaktion zwischen Drohnen und
der Natur ins Zentrum. Die heutige Klimaforschung
ist auf Sensor- und Überwachungsdaten
aus der Umwelt angewiesen.
Drohnen sind optimale
Datenlieferanten und können gezielt
Sensoren in der Natur platzieren und
mit regelmässigen Flügen die Daten
ablesen. Wichtig ist dabei, dass die
Sensor- und Drohnensysteme selbst
keinen nachteiligen Einfluss auf die
Umwelt haben. In einer natürlich gestalteten
Umgebung mit Bäumen und
Waldboden lassen sich Tests mit biologisch
abbaubaren Drohnen- und
Sensormaterialien durchführen. Ein
Teil dieser Biosphäre soll zudem als
Gewächshaus für bio-hybride Roboterstrukturen
dienen, also etwa zum Kultivieren
von Bauteilen für Drohen aus
nachwachsenden und biologisch abbaubaren
Materialien.
Für den dritten Forschungsbereich
soll der «Drone Hub» um Schnittstellen
mit der Aussenwelt ergänzt werden.
Wenn Drohnen zukünftig in den städtischen
Alltag integriert und Roboter
und Menschen koexistieren sollen, bedarf
es Regeln und technologischer
Standards. Das beginnt beispielsweise
bereits bei den Landeplätzen an oder
auf Gebäuden, die von Drohnen autonom
angeflogen werden sollen oder
bei Ladestationen, an denen die Transportdrohnen
selbständig Energie für
den nächsten Flug nachtanken. Im
«Drone Hub» werden sich die Drohnenforschenden
um die Entwicklung
und Etablierung von technischen
Richtlinien für solche Schnittstellen
zwischen Gebäuden und Flugrobotern
kümmern und dazu beitragen, dass ein
Zusammenleben von Mensch und Maschine
keine Science Fiction bleibt.
www.empa.ch
18 #023

KAUDERWELSCH
COCREATION
IM ALLTAG
Technik und Wissen befasst sich intensiv mit den Möglichkeiten
digitaler Neuerungen. Besonderes Interesse
finden dabei Werkzeuge, die das Potenzial mitbringen,
unseren Arbeitsalltag zu erleichtern. Wäre es beispielsweise
nicht toll, nach einem Interview einfach die
Sprachdatei automatisch in ein Word-Dokument transkribieren
zu lassen und gleich mit dem Umschreiben
und Feinformulieren beginnen zu können?
Was erzählt der denn da, werden Sie sich jetzt vielleicht
denken, solche Werkzeuge gibt es doch schon lange. Ja,
richtig! Nur alltagstauglich sind sie halt nicht. Einfach
Umschreiben und Feinformulieren geht nicht. Zunächst
braucht es einen Abgleich zwischen Wort und Transkription,
weil entscheidende Worte oder gar Satzfragmente so
kurios verfälscht werden, dass man selbst als Interview-
Beteiligter keine Ahnung hat, was da gesprochen wurde.
Anbei eine kleine Kostprobe des Experten-Interviews
zum Thema IO-Link, dass wir für diese Ausgabe mit Murrelektronik
führten. In der ersten Spalte das transkribierte
Wort, in der zweiten Spalte das gesprochene Wort:
Transkription
tatsächlich gesagt
DAS
WISSEN
WÄRE
DA…
Von Dr. Georg Michalik
Neulich im Zug unterhalten sich zwei Mitarbeiter
aus der Fertigung: «Letzte Woche haben sie uns einen
Zettel hingelegt, wir sollten ankreuzen, wie zufrieden
wir sind.» Und dann weiter: «Das bringt
doch eh nichts! Es gäbe genug, was wir tun könnten.
Wenn wir zum Beispiel die beiden grossen Maschinen
versetzt fahren würden, dann wären wir
viel produktiver. Das macht aber keiner und wenn
du was sagst, dann hörst du «ja danke» und es passiert
nichts.»
Airlines
Was die Hunde
brauchen
Feldbusch Dienststelle
geändert
Gewicht
zu Modulen Comics
noch OT
Chanson
Funktionen
Finanzprobleme
Gleisbett
Feldpost
Konzerte
Marktdaten
Israel
Wie weit ist der
Zug Fahrer
Klassenzimmer
Gaza platt
Aylin Dogan
Olympique
Vertretung
skalpieren
Da brennt
Deine Hammer
Nur Elektronik
IO Link
Was der Kunde
braucht
Feldbus Schnittstelle
geendet
Gewinn
zu den Modulen
kommt IoT dazu
Jason
Informationen
Impedanzprobleme
Class B Port
Feldbus
Konsortium
smarte Daten
Ethernet
wie weit ist er
zugefahren
Lassen Sie uns
Datenblatt
IO Link
IO Link Wireless
Verdrahtung
transkribieren
Der Trend
Dann haben wir
Murrelektronik
Das Wissen, wie wir leistungsfähiger, innovativer
und effizienter werden könnten, wäre also da. Aber
die Frage ist: Nutzen wir es? Möglicherweise selbst
dann nicht, wenn wir kontinuierliche Verbesserungsprozesse
(KVP) im Unternehmen haben. In einem
Workshop habe ich die Teilnehmer ihre Unternehmenswerte
in eine Reihenfolge bringen lassen.
Sie wurden danach sortiert, welche Werte am ehesten
gelebt werden. Der Wert «Wir verbessern laufend
unsere Prozesse» war im Schnitt auf dem vorletzten
Platz und das, obwohl KVP eingeführt ist.
Ich glaube, wir sollten besser auf das hören, was alle
im Unternehmen wahrnehmen. Nicht nur, weil es
ein KV-Prozess so vorsieht, sondern weil es uns
wichtig ist, was die Kolleginnen und Kollegen für
Ideen und Gedanken haben.
Ja, das braucht Zeit. Was ist jedoch die Alternative?
Wollen wir die Augen verschliessen und lieber wegschauen?
Es erinnert mich an die Geschichte von
den Männern mit der Schrotsäge, die sich vergeblich
mit dem Baum abmühen, weil ihre Säge stumpf
ist. Darauf angesprochen, warum sie nicht ins Dorf
gehen, um die Säge zu schärfen, antworten sie, dass
sie dazu keine Zeit hätten, denn sie müssten ja ihre
Arbeit fertigbekommen.
www.technik-und-wissen.ch
Dr. Georg Michalik ist Coach und Buchautor.
Er begleitet Unternehmen in Veränderungsprozessen.
www.cocreation.com
#023 19

WISSENSWERTES
Prof. Dr. Andreas Bett
ist Institutsleiter des
Fraunhofer-Instituts
für Solare Energiesysteme
ISE und
Professor am Institut
für Physik der
Albert-Ludwigs-Universität
Freiburg.
Bilder: Fraunhofer ISE
Dr. Frank Dimroth
leitet am Fraunhofer
ISE die Forschung zu
III-V und Konzentrationsphotovoltaik.
1 MILLION FRANKEN FÜR FRAUNHOFER ISE FORSCHER
Prof. Dr. Andreas Bett und Dr.
Frank Dimroth vom Fraunhofer
ISE in Freiburg erhalten
den mit 1 Million Schweizer
Franken dotierten Forschungspreis
der Werner Siemens-Stiftung. Basis
für die Auszeichnung sind ihre wissenschaftlichen
Arbeiten im Bereich
der höchsteffizienten Photovoltaik
auf der Basis von III-V-Halbleiterverbindungen.
«Wir freuen uns sehr, dass wir die
Jury mit unserem Konzept einer besonders
ressourcenschonenden und
umweltfreundlichen Erzeugung von
solarem Strom und Wasserstoff
überzeugen konnten», sagt Prof. Dr.
Andreas Bett: «Mit unseren III-V-
Mehrfachsolarzellen erreichen wir
bereits heute Wirkungsgrade bis zu
47,6 Prozent und entwickeln damit
die weltweit effizienteste Technologie
zur Umwandlung von Sonnenlicht
in Strom.»
Im Zentrum ihrer prämierten Arbeit
steht die Vision einer ressourcenschonenden
Energiewende. Dazu wollen
die Forscher Solarmodule auf der
Basis von III-V-Mehrfachsolarzellen
wettbewerbsfähig machen, welche
mindestens 30 Prozent mehr Leistung
pro Quadratmeter generieren im Vergleich
zu heutigen Solarmodulen aus
kristallinem Silicium. Der Energieverbrauch
in der Produktion soll gleichzeitig
um 75 Prozent sinken.
Basierend auf ihren Ideen erarbeiten
die Preisträger nun bis Ende Oktober
2023 detaillierte Konzepte für ein
WSS-Forschungszentrum. «Solch ein
Forschungszentrum würde es uns ermöglichen,
der III-V-Solartechnologie
zum Durchbruch zu verhelfen», sagt
Dr. Frank Dimroth. «Wir wollen dabei
systematisch Produktionstechnologie
weiterentwickeln, technologische
Risiken minimieren und zeigen, wie
solarer Wasserstoff besonders effizient,
nachhaltig und kostengünstig
hergestellt werden kann.»
www.ise.fraunhofer.de
20 #023

GEOTHERMIE: LITHIUM-MONITORING MIT LASERSTRAHLEN
Weltweit steigt die
Nachfrage nach Lithium,
damit werden
Pläne für eine
nachhaltigere und heimische
Förderung aus dem Thermalwasser
von Geothermiekraftwerken
immer attraktiver. In einem Geothermiekraftwerk
im deutschen
Bruchsal erproben das KIT und
die EnBW Energie Baden-Württemberg
AG diese Art der Lithiumgewinnung
schon heute. Bisher
war es allerdings nicht
möglich, den Lithiumgehalt im
Wasser kontinuierlich zu messen.
«Bislang müssen wir das Wasser
manuell im Labor untersuchen,
um die Anlage zu steuern», sagt
Prof. Jochen Kolb vom Institut für
Angewandte Geowissenschaften
des KIT: «Das ist umständlich,
langsam und im Vergleich auch
relativ ungenau.» Im Forschungsprojekt
LiMo (Learning Journey.
Individuell. Informell. Mobil), welches
das KIT koordiniert, entwickeln
Jochen Kolb und sein Team
deshalb gemeinsam mit ihren
Partnern vom Fraunhofer-Institut
für Physikalische Messtechnik
eine Methode, die auf Laserstrahlen
setzt. «Bei der laserinduzierten
Plasmaspektroskopie werden
kleine Mengen des Wassers ionisiert
und der Lithiumgehalt mittels
der entstehenden Ionensignale
bestimmt», so Jochen Kolb.
Durch das kontinuierliche Überwachen
des Lithiumgehalts im
Geothermalwasser könne die gesamte
Anlage viel effizienter eingesetzt
werden. Daneben kann
die neue Methode zukünftig auch
beim Batterierecycling nützlich
sein. «Bei hydrometallurgischen
Verfahren werden Batterien in
wässrigen Lösungen geschreddert.
Auch hier hilft es, den Lithiumgehalt
präzise und kontinuierlich
zu erfassen», sagt er.
wwww.kit.edu

WISSENSWERTES
HARDWARE-
ANGRIFFE AUF
MIKROCONTROLLER
Mikrocontroller werden vermehrt
in sicherheitsrelevanten
Anwendungen wie
Zutrittssystemen oder elektronischen
Geldbörsen verwendet. Weil
in diesen oftmals sensible Daten wie
kryptografische Schlüssel gespeichert
sind, macht es sie zu einem attraktiven
Angriffsziel. Daher beauftrage das Bundesamts
für Sicherheit in der Informationstechnik
das Fraunhofer-Institut
AISEC mit der Studie «A Study on
Hardware Attacks against Microcontrollers»,
die den aktuellen Stand von
Hardware-Angriffen auf Mikrocontroller
darstellt.
Aufgrund ihrer Mobilität sind Geräte
mit Mikrocontrollern nicht nur klassischen
Angriffen ausgesetzt. Es können
zudem spezielle Angriffe durchgeführt
werden, die nicht auf Schwachstellen
in der Software zielen, sondern Eigenschaften
der Hardware selbst ausnutzen,
auf die bei der Produktentwicklung
in der Vergangenheit zu wenig
geachtet wurde. In vielen aktuellen
Produkten existieren daher Schwachstellen
und Angriffsvektoren.
Die jetzt veröffentlichte Studie beschreibt
leicht umzusetzende Gegenmassnahmen,
die vielen Angriffen vorbeugen
können oder den Aufwand für
Angreifer deutlich erhöhen. Das Ziel
ist, Produktentwickler und Hersteller
für die vorhandenen Risiken zu sensibilisieren
sowie ihnen Möglichkeiten
zur Absicherung von Produkten aufzuzeigen
und die Gegenmassnahmen einem
breiten Publikum zur Verfügung
zu stellen.
Die Studie steht auf dem Presseportal
des Fraunhofer AISEC kostenlos zum
Download bereit.
www.aisec.fraunhofer.de
FOSSILFREIE
GLEISBAUMASCHINEN
Für den sicheren Eisenbahnbetrieb müssen
Gleise regelmässig instandgehalten und
erneuert werden. Dazu braucht es Spezialbaumaschinen,
die heutzutage grossteils
mit Dieselmotoren angetrieben werden. Besonders
grosse Gleisbaumaschinengruppen benötigen
dabei bis zu 1000 Liter Diesel pro umzubauenden
Gleiskilometer.
Gemeinsam mit dem Gleisbaumaschinen-Hersteller
Plasser & Theurer untersuchte das Institut
für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der
TU Graz nun erstmals sämtliche Gleisbaumaschinen
sowie deren spezifische Arbeitsweise und eruierte
die jeweils optimale fossilfreie alternative Antriebstechnologie.
Basierend auf der Analyse
ergeben sich Empfehlungen zu alternativen Lösungen
für unterschiedliche Gleisbaumaschinen: Gut
35 Prozent der eingesetzten Maschinen könnten
demnach aus technischer und (arbeits-) rechtlicher
Sicht ihren Energiebezug elektrisch direkt
über die Oberleitung abdecken.
Für Gleisbaumaschinen bis 800 kWh Energiebedarf
empfehlen die Forschenden eine Batterielösung
als Hybrid mit Oberleitung zum Aufladen. Für
Maschinen über 800 kWh elektrischem Energiebedarf
erachten sie einen Antrieb mittels Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie
als optimal. Bestehende
Maschinen könnten überbrückend auf
Bio- oder synthetische Kraftstoffen sowie mittelfristig
auch auf Flüssigwasserstoff in Kombination
mit einem Verbrennungskraftmotor zurückgreifen.
www.tugraz.at
22 #023

FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT
MIT NEUEM PRÄSIDENTEN
Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka wird der 11. Präsident
der Fraunhofer-Gesellschaft. Der Senat der
Fraunhofer-Gesellschaft wählte den derzeitigen
Präsidenten des Karlsruher Instituts für Technologie
(KIT) Ende März in Dresden einstimmig. Holger
Hanselka tritt die Nachfolge von Prof. Dr.-Ing. Reimund
Neugebauer an, der nach fast elf Jahren an der Spitze der
Fraunhofer-Gesellschaft sein Amt zur Verfügung stellte.
Der 1961 in Oldenburg geborene Maschinenbauingenieur
Holger Hanselka leitet seit 2013 das KIT und hat dies zurück
in die Riege der Exzellenzuniversitäten geführt. Zuvor war er
unter anderem Leiter des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit
und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt und von
2006 bis 2012 Präsidiumsmitglied der Fraunhofer-Gesellschaft.
In einer ersten Stellungnahme nannte Holger Hanselka die weitere Internationalisierung
der Fraunhofer-Gesellschaft und die Erarbeitung eines
modernen Leitbilds als zentrale Aufgaben zu Beginn seiner Amtszeit. Derzeit
laufen Gespräche zwischen allen Beteiligten mit dem Ziel eines
schnellstmöglichen Amtsantritts von Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka. Bis
dahin wird die Fraunhofer-Gesellschaft interimistisch von Dr. Sandra Krey,
Vorständin für Finanzen und Controlling, geführt.
Holger Hanselka ist
neuer Präsident des
Fraunhofer Instituts.
Bild: Fraunhofer Institut
www.fraunhofer.de
#023 23

EXPERTENGESPRÄCH «IO-LINK»
«WIR HABEN
GEMEINSAM EIN
BESSERES
RAD ENTWICKELT»
Im Interview mit Wolfgang Wiedemann wird eines schnell
klar, er ist wirklich von IO-Link angetan. Begeistert
spricht der Leiter Application Consulting Technology und
Training bei Murrelektronik über die Vorzüge,
welche das Smart Sensor Profil oder IoT dem Anwender
bieten. Doch seine Expertise reicht sehr viel weiter.
Von Markus Back (Text) und Damian Byland (Fotos)
Murrelektronik produziert weder Sensoren noch
Aktoren, sagt aber selbst von sich «Wir sind
IO-Link». Woher kommt dieses Selbstbewusstsein?
Als Gerätehersteller sowie als aktives Mitglied im
IO-Link-Lenkungsausschuss treiben wir das Thema weltweit
voran. Ausserdem sind wir sehr nah am Kunden und wissen
genau, was ihn beschäftigt. Dieses Wissen bilden wir in
unseren Produkten ab, zum Beispiel mit IoT, 2 Ampere
Leistung pro Pin oder integrierter IODD in der GSDMI, die es
ermöglicht, IO-Link-Devices direkt zu konfigurieren.
Wenn man sich mit dieser Thematik näher befasst, bekommt
man den Eindruck, dass IO-Link der dezentralen Installationstechnik
die Krone aufsetzt. Ist dem so?
Auf jeden Fall! IO-Link erschliesst den letzten Meter in der
Maschine und ermöglicht es so, intelligente Sensorik und
Aktorik kommunikativ mit der Maschinensteuerung oder dem
IoT-System zu verbinden. Beide kommunizieren automatisch
mit dem Master und das ist der grosse Unterschied zu allen
anderen Produkten mit bidirektionaler Kommunikation.
Für den Anwender ist das entscheidend. Über ERP- und
MES-Systeme hat er zwar Transparenz über seine Maschinen,
aber dort, wo der Grossteil seiner Geräte verbaut ist,
nämlich in den letzten Metern, war er vor IO-Link aus Sicht
der Management-, der Produktionsleitungs- oder Entscheidungsebene
vollkommen blind. Er sah bis zur Steuerung,
konnte von dieser aus aber weder Parameter verstellen noch
Diagnosen vornehmen.
Zur Person
Wolfgang Wiedemann ist seit
2012 Leiter Applikation und
Sales Support Automation bei
Murrelektronik. In dieser
Funktion befasst er sich mit den
Themen Systemvertrieb,
Industrie 4.0 sowie IoT und ist
zugleich globaler Ansprechpartner
für dezentrale Automatisierung.
Darüber hinaus ist er
Mitglied des IO-Link Steering
Committee und Leiter der
Profi lgruppe, die sich mit
Standardisierungsfragen
beschäftigt. Des Weiteren
engagiert er sich in diversen PI/
PNO-Arbeitsgruppen und ist im
Marketing von IO-Link und Profi -
safe aktiv. Der 60-Jährige ist
verheiratet und Vater zweier
erwachsener Kinder.
24 #023

EXPERTENGESPRÄCH «IO-LINK»
«IO-Link ist die
USB-Schnittstelle
der Automatisierungstechnik.»
Wolfgang Wiedemann,
Leiter Applikation und Sales Support
Automation, Murrelektronik
Und das ist vermutlich auch die Vorrausetzung für
Konzepte, wie beispielsweise eine vorausschauende
Wartung?
Korrekt. Man konnte natürlich schon vorher Wartungsintervalle
festlegen, zum Beispiel alle 90 Tage, aber das
war unabhängig von der Situation auf der Produktionsebene.
Jetzt lassen sich Wartungsintervalle dynamisch
anpassen und erhöhen somit die Verfügbarkeit einer
Anlage und damit deren Produktivität. Das ist ähnlich wie
bei einem modernen Auto. Früher wurde in regelmässigen
Abständen oder nach einer bestimmten Fahrleistung das
Öl gewechselt, heute wird ein erforderlicher Ölwechsel
automatisch angezeigt. Das erleichtert den Umgang mit
dem Auto extrem und so ist es auch in der Produktion.
Was können IO-Module mit IO-Link zusätzlich oder
besser als herkömmliche IO-Module?
Mit unseren IO-Link-Master-Gateways lassen sich Informationen
einfach in die IoT-Ebene bringen. In Kombination
mit IO-Link-Modulen, stellen sie dem Anwender ein
System zur Verfügung, mit dem IO-Link- sowie digitale
oder analoge Signale übertragen werden können. Dadurch
wird der Weg an der Steuerung vorbei in die IoT-Welt
geöffnet, wo die Informationen zur Diagnose und Optimierung
der Prozesse genutzt werden können.
Das entlastet auch die Steuerung.
Die Aufgabe einer SPS ist es, die Maschine zu steuern. Sie
ist weniger dazu geeignet, grosse Datenmengen aufzuzeichnen.
Daher ist es sinnvoller, Prozesswerte und Diagnosen
direkt aus dem IO-Link-Master-Gateway zu holen und direkt
ins IoT-System zu übertragen. Sollte sich herausstellen,
dass weitere Werte für die Transparenz der Maschine
notwendig sind, können diese einfach über JSON, MQTT
oder OPC-UA abgeholt werden. Die Steuerung der Maschine
muss nicht mehr angepasst werden.
Bei einem unserer Kunden gab es den Fall, dass der
Produktionsleiter monatelang auf wichtige Informationen
warten musste, weil diese nur vom Maschinenbauer aus der
Steuerung gelesen werden konnten. Wir haben ihm gezeigt,
wie er über die IO-Link-Master-Gateways der Murrelektronik
innerhalb weniger Minuten an die Informationen
gelangt und so seine Prozesse sofort optimieren kann.
Damit ermöglichen IO-Link-Mastermodule mit IoT ganz
neue Anwendungen, oder?
Genau. Einer unserer Kunden misst so in seinen Gewächshäusern
die Temperaturen und steuert die Belüftungsklappen
über IoT an. Solche Möglichkeiten machen IO-Link
plötzlich auch für Unternehmen interessant, an die man
gar nicht denken würde. So trat SAP mit der IO-Link-Community
in Kontakt, weil man dort sehr an Prozessdaten
interessiert ist, sich aber weder mit Steuerungen noch
deren Infrastruktur auskennt. Mit IoT braucht es dieses
Wissen nicht, um einfach an diese Daten zu gelangen.
IO-Link erlaubt die Verwendung ungeschirmter Kabel. Wie
ist das möglich, je nach Anwendung sind diese doch auch
im rauen Umfeld installiert?
26 #023

EXPERTENGESPRÄCH «IO-LINK»
«Durch das Springen
auf Frequenzen
ist IO-Link Wireless
äusserst robust.»
Wolfgang Wiedeman
Leiter Applikation und Sales Support
Automation, Murrelektronik
Das sind mehrere Punkte. Zunächst einmal ist die
digitale Datenübertragung weniger anfällig auf
Störeinflüsse als analoge Signale. Ausserdem basiert
IO-Link auf einem pulsmodulierten 24-Volt-System,
was sehr viel robuster ist als ein 5-Volt-Signal. Ein
weiterer Vorteil, der Stabilität garantiert, ist die
Punkt-zu-Punkt-Verbindung.
IO-Link gibt es mit 3- oder 5-poliger Verbindungstechnik.
Was ist der Unterschied?
Beim Class A Port handelt es sich um einen dreipoligen
und beim Class B Port um einen fünfpoligen Anschluss.
Der Unterschied zwischen diesen beiden ist eine
zusätzliche 24-Volt-Leitung, über die sich Aktoren wie
beispielsweise Ventile versorgen lassen. Bei den
Sensoren kommt der Class A Port in 90 Prozent der
Fälle zur Anwendung, weil diese in aller Regel keine
extra Einspeisung benötigen.
Stehen IO-Link und Feldbusse in Konkurrenz oder
ergeben sich Synergien?
Definitiv Synergien. Bei einem induktiven Sensor mit
einem Durchmesser von 3 oder 4 Millimetern beispiels-
28 #023

weise kommt der Feldbus allein schon wegen der Kosten
und dem Gehäuse an seine Grenzen. IO-Link ist da in der
Entwicklung und Fertigung einfach günstiger. Ein guter
Vergleich ist die USB-Schnittstelle am PC. Es kommt
niemand auf die Idee, eine Maus oder ein Keyboard über
ein RJ45-Kabel anzuschliessen! Das wäre mit Kanonen auf
Spatzen geschossen. Dass IO-Link die USB-Schnittstelle
der Automatisierungstechnik ist, zeigt auch der Markt.
Inzwischen sind über 28000 Geräte IO-Link-fähig und
immer mehr Steuerungshersteller integrieren die Schnittstelle
in ihr System.
Führt IO-Link zu einem Paradigmenwechsel, in dem
zukünftig Applikationen über den vertrauten Feldbus
realisiert und die Spezialitäten über IO-Link angebunden
werden?
Das wäre zu verallgemeinert. Ein Laserscanner beispielsweise
muss viele Daten übertragen und wird daher vermutlich
auch weiterhin über eine Feldbus-Schnittstelle
angebunden werden. Für einen induktiven Sensor, der die
Entfernung misst und diese Werte überträgt, reicht dagegen
IO-Link vollkommen aus. Der Feldbus alleine ist nicht stark
und IO-Link auch nicht, die Kombination der beiden
Systeme bringt die Vorteile.
IO-Link wird mit drei Übertragungsraten angeboten. Was ist
die Idee dahinter?
Historisch bedingt gibt es drei Kommunikationsgeschwindigkeiten,
um Geräte mit IO-Link ausrüsten zu können. Das
Schöne daran ist, dass sich der Anwender darüber gar keine
Gedanken machen muss. Das IO-Link-Master-Gateway
erkennt automatisch, welche Kommunikationsgeschwindigkeit
das Device unterstützt und stellt sich darauf ein.
Wieso ist Smart Sensor Profil wichtig?
Profile dienen der Standardisierung und Standardisierung
ist für die industrielle Automatisierungstechnik elementar.
In IO-Link gibt es mehrere Profile, wobei das Wichtigste das
Common Profil ist. Dieses integrierte Profil ist für jedes
IO-Link Device verpflichtend, so dass es heute einfacher ist,
Daten auszulesen. Für den Anwender ist das wichtig, denn
egal welches IO-Link Device er hat, der Mechanismus fürs
Auslesen ist für ihn immer der gleiche.
Neben dem Common Profil gibt es dann spezielle wie das
Smart Sensor Profil. Dieses beschreibt unter anderem die
Prozessdaten-Anordnung in Sensoren und integriert einen
Scale Faktor, der unterschiedliche Sensoren gleich
umrechnet. Wichtig ist das beispielsweise dann, wenn ein
Distanz-Sensor mit einem Messbereich von 0 bis 1 Meter
durch einen Sensor mit einem Messbereich von 0 bis 1,5
Meter ersetzt werden soll. Früher war ein solcher Austausch
sehr aufwendig, da sämtliche Werte zunächst
angepasst werden mussten. Durch die jetzt standardisierte
Prozessdatenstruktur ist ein solcher Sensoraustausch nun
sehr viel einfacher.
Haben sich damit auch die Probleme erübrigt, die es in
der Vergangenheit durch die uneinheitliche Gerätebeschreibungsdatei
gab?
Durch das Smart–Sensor-Profil wurden viele Herausforderungen
vereinfacht. Die IO-Link-Community hat die Regeln
für die Erstellung einer Gerätebeschreibung, also die IODD,
verschärft, so dass es in Zukunft keine Probleme mit
uneinheitlichen Beschreibungen mehr geben wird.
Wann ist IO-Link Wireless die bessere Alternative?
Es gibt Applikationen, zum Beispiel Rundtakttische, bei
denen Sensorsignale über Schleifringe übertragen werden
müssen. Diese verteuern jedoch die Maschine und sind
anfällig für Störungen. Hier kann IO-Link Wireless eine
Alternative sein, weil nur noch Schleifringe für die Spannungsversorgung
erforderlich sind.
Es gibt Hersteller, die auf Wireless setzen und die Signale
über einen IO-Link Wireless Master einfangen. Das Schwierige
daran ist, dass das nur bei Sensoren geht, weil sich
diese über eine Batterie versorgen lassen. Bei Aktoren ist
das schwierig, weil diese meist zu viel Leistung benötigen.
Eine Alternative zu IO-Link Wireless ist übrigens die
Übertragung über induktive Koppler-Systeme, die wie die
Ladestationen elektrischer Zahnbürsten eine gewisse
Leistung bereitstellen.
Wie sicher ist die Datenübertragung in IO-Link Wireless?
IO-Link Wireless ist sehr sicher, weil es auf eine Zellengrösse
von circa 20 Meter beschränkt ist, was für eine Werkzeugmaschine
durchaus ausreichend ist. Eine Übertragung
über die komplette Produktionshalle ist nicht möglich.
Ausserdem sendet IO-Link Wireless nicht auf einem fix
eingestellten Kanal, sondern wechselt zwischen den
Kanälen und sucht den für die Übertragung am besten
geeigneten automatisch aus. Versuche der TU Hannover in
einem Automobilwerk zeigten, dass IO-Link Wireless länger
sendet und weniger Daten verliert als vergleichbare
Systeme. Sollte doch ein Telegramm verloren gehen, wird
es automatisch nochmals auf einer anderen Frequenz
gesendet. Dadurch ist die IO-Link-Wireless-Kommunikation
äusserst robust.
Was sollte aus Ihrer Sicht abschliessend unbedingt noch
zum Thema «IO- Link» gesagt werden?
In der Vergangenheit gab es schon proprietäre Ansätze für
Kommunikationssysteme in der Sensor/Aktor-Ebene, die
sich aber alle nicht durchgesetzt haben. IO-Link hat das
geschafft und sich zum weltweiten Standard mit über 450
Herstellern als Mitglieder der IO-Link Community entwickelt.
Das ist ein grosser Vorteil für die Anwender, da nicht
mehr jede Firma ein eigenes Rad entwickelt, sondern
gemeinsam ein besseres Rad entwickelt wird.
Murrelektronik AG
www.murrelektronik.chs
Erfahren Sie unter
www.technik-undwissen.ch,
welche
Möglichkeiten IO-Link
Anwendern bietet.
#023 29

ELEKTROMOBILITÄT
BFH
BEREITET
E-LKW
DEN WEG
Für die Verkehrswende ist die Schnellladefähigkeit
elektrischer Lastkraftwagen entscheidend.
Wissenschaftler der Berner Fachhochschule
forschen daher an Methoden, damit diese am Ende
nicht zu Lasten der Akkumulatoren geht.
Von Markus Back
Aktuell passiert Interessantes am Schweizer Markt
für Lastkraftfahrzeuge. Die Zahl bei den Neuzulassungen
für E-Lkw ist sehr viel höher als von Experten
prognostiziert und übertrifft alle anderen
alternativen Antriebsarten, sei es nun Brennstoffzelle oder
Biogas, deutlich. «Spediteure bestätigen uns in Gesprächen,
dass sich der Umstieg auf E-Lkw inzwischen rechnet», so
Prof. Dr. Andrea Vezzini von der Berner Fachhochschule
und ergänzt: «Wenn sich etwas rechnet, fordert es der Markt
über kurz oder lang ein.» Für den Dozenten am Zentrum für
Energiespeicherung bedeutet das vor allem eines, es braucht
jetzt schnell technisch gute Lösungen, um die Verkehrswende
erfolgreich zu gestalten.
Ein Punkt, der nach einem raschen und vor allem guten
Ergebnis verlangt, betrifft das Laden der E-Lkw. Während
Personenfahrzeuge in aller Regel bis zu 22 Stunden am Tag
stehen und so problemlos langsam und gemächlich geladen
werden können, ist das bei Transportern anders. Diese sind
fast permanent auf Achse und stehen nur beim Be- und Entladen
oder während der gesetzlich vorgeschriebenen Ruhezeiten
für die Chauffeure. Also muss das Laden zügig gehen.
Doch genau das belastet bisher die Akkumulatoren und verkürzt
so deren Lebensdauer.
Folgen des Schnellladens für Akkus
Die Berner Fachhochschule ist Teil des Schweizer Konsortiums
Megawatt Charger, welches Schnellladestation für E-
Lkw-Batterien entwickelt. Das Zentrum für Energiespeicherung
muss innerhalb dieses Projekts auf zwei wesentliche
Fragen überzeugende Antworten finden. Bei der ersten Frage
gilt es zu klären, wie es sich auf die Lebensdauer einer Batterie
auswirkt, wenn diese regelmässig innerhalb von maximal
45 Minuten wieder auf mindestens 80 Prozent aufgeladen
«Der Umstieg auf
E-Lkw rechnet sich
inzwischen.»
Prof. Dr. Andrea Vezzini
wird. Die zweite Frage befasst sich mit einem Second-Life-
Einsatz der Batterien als Puffer in Ladestationen. Hierbei interessiert
unter anderem, wie lange und unter welchen Bedingungen
sich eine Batterie noch einsetzen lässt, wenn
diese nicht mehr in einem Lastkraftwagen einsetzbar ist.
Die bisher gewonnenen Erkenntnisse sind vielversprechend
und fliessen später in Form von Algorithmen in Lademanagementsysteme
ein. «Wir haben festgestellt, dass der
Innenwiderstand der Batterien mit fortgeschrittener Lebensdauer
zunimmt», beschreibt Andrea Vezzini eine Erkenntnis
und formuliert sogleich die sich daraus ergebende Konsequenz:
«Bei gleichem Strom entsteht so mehr Wärme beim
Laden. Wenn die thermische Belastung der Batterie gleich
hochgehalten werden soll, muss also mit zunehmender Lebensdauer
der Ladestrom verringert werden.» Eine andere
interessante Beobachtung betrifft die Batterietechnologien,
die zur Anwendung kommen. So sind manche Batteriezellen
so weit ausgereift, dass sich Akkus selbst noch mit 60 Pro-
30 #023

Lastwagen haben eine andere Betriebsstrategie als
Personenfahrzeuge. Daher ist deren Schnellladefähigkeit
für die erfolgreiche Verkehrswende entscheidend.
Bild: Designwerk Technologies AG
zent Restkapazität im Vergleich zur Anfangskapazität sicher
betreiben lassen. Bei anderen Zellen kommt es noch vor dem
Erreichen der 60 Prozent Restkapazität zu einem Knick, der
den Akku noch zügiger altern lässt.
Unabhängig von der Forschungsarbeit an der BFH gibt es
schon jetzt Möglichkeiten, den Akku zu schonen. Eine Methode
ist das Schnellladen im definierten Kapazitätsbereich,
der je nach Technologie zwischen 20 bis 80 Prozent liegt.
Ebenfalls positiv ist das Vorkonditionieren der Batterie, sie
also vor dem Schnellladen auf eine Temperatur zwischen 30
und 35 °C zu bringen. Diese Massnahme verringert den Innenwiderstand
und garantiert so eine maximale Leistungsaufnahme.
Eigenschaften des idealen Akkus
Während noch nach schonenden Methoden fürs Schnellladen
gesucht wird, herrscht Klarheit darüber, welche Eigenschaften
einen guten Akkumulator auszeichnen. Als
erste und bereits realisierte Eigenschaft nennt Andrea Vezzini
die Reichweite, die mindestens 500 Kilometer betragen
sollte, um konkurrenzfähig zu Diesel-Lkw zu sein. Die
nächste ist die Lebensdauer, da diese direkt die Betriebskosten
eines Fahrzeugs beeinflusst. Hier ist das Ziel, mit einem
Akku eine Fahrleistung von mindestens 1 Million Kilometer
zu erreichen. Die dritte ist die Schnellladefähigkeit des Akkus,
da Lastwagen wie beschrieben eine andere Betriebsstrategie
als Personenfahrzeuge haben.
Diese geforderten Eigenschaften in einem Akkumulator
abzubilden, ist nicht ganz einfach. «Grosse Herausforderung
bei jeder Batterie-Entwicklung, egal ob nun für Personenoder
Lastkraftwagen, sind die Sicherheit, die Energie- und
Leistungsdichte sowie das Batterie-Management-System»,
sagt Andrea Vezzini. Bei Batterien für E-Lkw komme deren
Grösse als zusätzliche Herausforderung dazu. Diese lassen
sich nicht eben einmal mit einem Handwagen hin- und herschieben,
sondern benötigen zum Transport spezielle Fahrzeuge.
Ein weiterer Punkt, der gemäss dem Forscher und
Dozenten gerne unterschätzt wird, sind die Leitungen, da
viele Zellen mit Strom- und Signalkabeln zu verbinden sind.
Diese Leitungen und Kontaktierungen müssen langlebig
sein und sollten einen möglichst geringen Widerstand aufweisen.
Aufgrund dieser erhöhten Anforderungen und der
sehr unterschiedlichen Abmessungen der
Batterien von Fahrzeug zu Fahrzeug
existiert kein Standardprodukt.
Es gibt also noch viele Herausforderungen
rund um die Elektrolastkraftwagen,
aber einige
davon, da ist sich Andrea Vezzini
sicher, wird man an der BFH
schon in Kürze lösen.
Berner Fachhochschule BFH
www.bfh.ch
Lesen Sie das Interview
zu diesem Beitrag unter
www.technik-undwissen.ch
#023 31

Zur Person
Christoph Erni ist Gründer
und CEO der Juice Technology
AG, der Schweizer
Herstellerin von Ladestationen
und -lösungen. Schon
immer eher praktisch
veranlagt, schmiss er kurz vor
der Matura das Gymnasium,
begann eine kaufmännische
Ausbildung mit Berufsmittelschule
und fand sich kurz
darauf in der IT-Branche
wieder. Doch damit nicht
genug, denn Christoph Erni
wollte mehr: Vor rund 20
Jahren gründete er die
Unternehmensberatung Erni
Associates AG, bevor er dann
2014 mangels Verfügbarkeit
sinnvoller Ladelösungen kurzum
selbst ins Herstellergeschäft
einstieg und die Juice
Technology AG gründete. Das
Unternehmen sicherte sich
mit der mobilen 22-kW-Ladestation
Juice Booster 1
bereits im ersten Geschäftsjahr
die Poleposition auf dem
Markt und hält diese seither.
32 #023

ELEKTROMOBILITÄT
«UNSERE
LADEKABEL
KÖNNEN
SPRECHEN»
Die Juice Technology AG aus Bachenbülach gilt als
Pionier des mobilen Ladens von Elektrofahrzeugen.
Wie es dazu kam und weshalb seine Ladegeräte
einen IT-lastigen Aufbau haben, erklärt Firmengründer
und CEO Christoph Erni im Gespräch.
Von Markus Back (Text) und Susanne Seiler (Fotos)
Sie haben sich auf den Bau mobiler
Wallboxen spezialisiert. Lassen sich
diese an jeder beliebigen Haushaltssteckdose
anschliessen?
Ja, mit insgesamt 35 verschiedenen
Adaptern garantieren wir einen weltweiten
Einsatz unserer Technologie. Alle
Haushaltsadapter verfügen über
Temperatursensoren, welche direkt an
den Steckerpins die Erwärmung messen
und im Falle einer solchen die Ladung
sofort kontrolliert herunterfahren. Sie
wird also nicht abgeworfen, sondern
nach einer gewissen Pause, sobald die
Dose wieder abgekühlt ist, fortgesetzt.
Worin unterscheidet sich das Kabel für
die Elektroinstallation im Gebäude von
einem Ihrer Ladekabel?
Durch zwei zusätzliche Leiter, die für die
Kommunikation zwischen Ladestation
und Fahrzeug notwendig sind. Damit die
Kommunikation jedoch möglich ist,
braucht es zusätzlich unsere Funktionsbox.
Bei unseren Juice Boostern ist das
der dickere Teil, in dem alles steckt, was
es braucht, um ein Auto richtig und
sicher zu laden. Im Prinzip enthält das
mobile Gerät dasselbe wie eine stationäre
Ladestation, nur miniaturisiert und
viel resistenter, da die mobile Wallbox
in den unterschiedlichsten Szenarien
eingesetzt und jeder Witterung ausgesetzt
sein kann.
Was für Funktionen sind das genau?
Von der Kommunikation über FI-Schutz,
Hitzeüberwachung, Erdleiterüberwachung
bis hin zu diversen Sicherheitssystemen.
Bei unserem neuesten
Produkt, dem Juice Booster 3 Air, kommt
zudem eine Messung auf MID-Level, die
Wi-Fi- und Bluetooth-Kommunikation
sowie ein Lastmanagement hinzu. Im
Vordergrund steht dabei immer die
Anwenderfreundlichkeit. Man muss
unsere Geräte auch noch nachts, wenn
man von einem langen Arbeitstag müde
nach Hause kommt, problemlos bedienen
können. Zu dieser Anwenderfreundlichkeit
zählt beispielsweise auch die
einfache Begrenzung der Ladeleistung
beim integrierten Lastmanagementsystem
Smart Juice über mehrere Booster 3
Air hinweg.
Was ist der Gedanke dahinter,
die Ladeleistung zu begrenzen?
Haushalte, in denen mehrere Leute
elektrisch fahren, müssen darauf
#023 33

ELEKTROMOBILITÄT
«Neue Funktionen
lassen sich nicht mal schnell
nachverdrahten.»
Christoph Erni über den IT-lastigen Aufbau der Ladegeräte von Juice
achten, dass die Fahrzeuge beim Laden nicht zu viel
Strom ziehen und so den Hausanschluss überlasten.
Über unser Lastmanagementsystem kann deshalb die
maximal verfügbare Leistung hinterlegt werden, die
dann wiederum gleichmässig auf die angeschlossenen
Fahrzeuge verteilt wird. Nun kann man ein solches
Lastmanagement aufwendig installieren lassen oder
man nutzt eben unsere Booster. Dazu muss lediglich
der QR-Code der Geräte gescannt und die maximale
Ladeleistung in der App eingegeben werden.
Während das bei Wandladestationen zwischen 10
und 20 Minuten dauert, erfolgt dieser Vorgang bei uns
in Echtzeit.
war das typische Garagenfeeling – wie
bei Apple damals. Ein paar Enthusiasten
tüfteln zusammen an der idealen Lösung
Ihre mobilen Ladestationen haben einen
IT-lastigen Aufbau. Wieso?
Wenn etwas nachhaltig sein soll, muss es zukunftssicher
sein. Um ein smartes Gerät zukunftssicher machen zu
können, muss es Update-fähig sein. Für uns ist klar: die
Hardware muss für eine lange Gebrauchsdauer perfekt
sein. Neue Funktionen oder zusätzliche Features lassen
sich jedoch nicht einfach nachverdrahten, die kommen
dann per Software-Update.
Die im vergangenen Herbst ausgelieferten neuen Juice
Booster 3 Air beispielsweise haben dank dieser Möglichkeit
den gleichen Funktionsumfang wie Geräte, die wir erst
heute ausliefern. Die Updates erfolgen selbstständig
over-the-air, ohne dass der Anwender etwas tun muss. Er
hat einfach plötzlich mehr Funktionen auf seiner App.
Faszinierend. Wie kam Ihnen aber die Idee, überhaupt
mobile Ladestationen zu bauen?
Als ich mir 2013 das erste Elektroauto anschaffte, war
das noch die Pionierzeit. Es gab kaum Ladesäulen und
die zur Grundausstattung gehörenden Notladegeräte
eigneten sich nur bedingt für einen dauerhaften
Gebrauch. Das mitgelieferte Kabel bei meinem Tesla
Model S hatte nur einen netzseitigen Schuko-Stecker.
Also benötigte ich, um bei uns in der Garage laden zu
können, einen Adapter. In der ersten Nacht ist dann
jedoch die Verkleidung der Steckdose abgeschmolzen,
weil der eingesetzte handelsübliche Adapter eher für
die Leistung eines Rasierers als für die Ladung eines
Elektroautos ausgelegt war. Da war es klar, es muss eine
vernünftige und vor allem sichere Ladelösung her. Und
weil es bereits überall Strom gibt, entstand die Idee
einer mobilen Station.
Mit welchen Herausforderungen war der Bau der ersten
Ladestation verbunden?
Die erste Schwierigkeit war es, diese aus Sicht des
Anwenders zu konzipieren und zu überlegen, was
dieser wünscht, damit sie perfekt ist. Dann ging es
darum, jemanden zu finden, der das bauen konnte. Ich
selbst komme ursprünglich nicht aus dem Bereich
Produktion, sondern aus der IT. Dies stellte sich jedoch
langfristig als grosser Vorteil heraus.
Erzählen Sie doch mal vom Bau des Prototyps?
Zu Beginn haben wir versucht, die Technologie aus den
ersten auf dem Markt verfügbaren Wallboxen zu
übertragen und scheiterten damit kläglich, weil es nicht
erschütterungsfest war. Bald merkten wir, dass das
Gerät ja auch noch wasserfest und überfahrbar sein
muss. Und so kamen mehr und mehr Anforderungen
hinzu, die wir nächtelang Stück für Stück umsetzten. Es
Inwieweit hilft diese konsequente Software-Orientierung
beim Laden eines Fahrzeuges beziehungsweise welche Vorteile
ergeben sich aus diesem Ansatz?
Wenn Sie abends Ihr Elektrofahrzeug anschliessen,
erwarten Sie, dass dieses am nächsten Morgen vollgeladen
ist. Nun gibt es aber eine Vielzahl an Störungen, die zu
einem Ladeabbruch führen können. Das können beispielsweise
Störungen in den Netzen oder Oberwellen sein. Dann
gibt es Lastmanagementsysteme, welche die Ladung
unterbrechen, wenn die Autotür geöffnet wird. Das kann
per Software einfach gelöst werden. Auch die Fahrzeuge
selbst haben unterschiedliche Ladecharakteristika,
Besonderheiten oder sind nicht normkonform. Deshalb
haben wir mittlerweile über 400 Sonderfälle in unserer
Software hinterlegt, die solche Spezifikationen erkennen
und einen Ladeabbruch zuverlässig verhindern.
Hilfreich ist hierbei, dass die allermeisten unserer Ingenieure
selbst elektrisch fahren. Dadurch fliesst viel
Anwendererfahrung in unsere Produkte mit ein und wir
merken selbst schnell, wenn etwas nicht stimmt. Weiterhin
stehen wir über eine kostenlose Hotline mit unseren
Kunden in engen Kontakt und notieren akribisch, wenn ein
Problem auftaucht – egal von welchem Fleck der Erde.
Mittlerweile ist es ruhiger geworden, da wir vermutlich die
allermeisten Probleme erfasst und abgedeckt haben, die
auftreten könnten.
Wie stellen Sie sicher, dass über Ihre App keine Fahrzeuge
manipuliert werden?
Die Manipulation eines Elektrofahrzeugs über den Umweg
Ladestation ist zumindest nach jetzigem Stand der
Technik sehr schwierig. Die Fahrzeugseite ist aus meiner
Sicht heutzutage sehr sicher, da muss man sich keine
Sorgen machen.
Dennoch steht Sicherheit auch bei uns an oberster Stelle,
was die Zertifikate ISO 27001 für «IT Security» und ISO
34 #023

21434 für «Cyber Security im Fahrzeug» unterstreichen.
Zudem sind unsere Stationen so aufgebaut, dass die
Kommunikation zwischen Ladestation und Back-end
abgesichert ist.
In puncto Cyber- oder Informationssicherheit folgen wir
bereits bei der Entwicklung den Ansätzen «Software First»
und «Security by Design», also die Einhaltung von Cyber-
Sicherheitsstandards von den ersten Komponenten bis
zum fertigen Produkt. Das erreichen wir zum Beispiel mit
eigenen Chipsets, einer standardmässig verschlüsselten
Kommunikation und mit kontinuierlichen Tests.
Die grössere Gefahr sehe ich heute auf der Gebäudeseite.
Wenn ein Hacker das Lastmanagement eines Unternehmens
angreift und alle Fahrzeuge auf maximale Ladeleistung
setzt, werden die Leitungen schnell heiss und die
Sicherungen fliegen. Passiert das mehrmals am Tag, wird
der Betrieb erpressbar. Und solche Angriffe lassen sich
theoretisch auf eine ganze Stadt oder Region ausweiten.
Lassen Sie uns zum Schluss noch ein wenig philosophieren.
Ist es für ein Auto besser, wenn es mit Wechselstrom
oder mit Gleichstrom geladen wird?
Das ist eine spannende Frage. Wir haben das von Beginn
an untersucht, weil das für uns natürlich auch strategisch
wichtig war. Wir kamen zu dem Schluss, dass das AC-Laden
besser ist. Die Ladegeschwindigkeit ist niedriger,
ebenso die Stromstärke, was sich wiederum positiv auf die
Lebensdauer des Akkus auswirkt. Ausserdem braucht es
beim DC-Laden ein extrem gutes Batteriemanagement.
Tesla muss jetzt bei seinen alten Akkus sukzessive die
Ladeleistung herunterfahren. Bei tiefem Ladestand lassen
sich diese noch schnell laden. Sobald er aber halbvoll ist,
wird es brutal langsam, weil es den Akku stresst.
Ist überhaupt Zeit, langsam zu laden?
Das ist der Paradigmenwechsel zwischen Benzintanken
und Akkuladen. Das Auto wird einfach eingesteckt, sobald
es irgendwo steht. Im Moment ist das meistens nachts zu
Hause, weil man den Akku am nächsten Morgen voll haben
möchte. Aber schon in naher Zukunft wird das Laden
tagsüber fokussiert werden, Stichwort Charging at Work,
denn dann haben wir zu viel Strom. Wir sind bald an dem
Punkt, dass wir tagsüber dreimal so viel Strom produzieren
werden als überhaupt benötigt wird.
Da ist es doch naheliegend, über ein mobiles Ladegerät den
überschüssigen Gratisstrom von der Sonne direkt zu
speichern. Das hat den Vorteil, dass nachts weniger
nachgeladen werden muss, man benötigt
weniger Zwischenspeicher und lädt
tagsüber mit wirklich grünem Strom.
Durch mehr Fahrzeuge, die dann am
Netz hängen, kann ebenfalls das
Stromnetz stabilisiert werden.
Juice Technology AG
www.juice.world
Lesen Sie die Fortsetzung
des Interviews unter
www.technik-und-wissen.ch

36 #023 Grafiken: Damian Byland

ELEKTROMOBILITÄT
MULTIFUNKTIONALITÄT
SCHAFFT MEHRWERT
Die schlecht ausgebaute Lade-Infrastruktur schreckt so manchen
Autofahrer vorm Umstieg auf ein Elektrofahrzeug. Das
weiss auch der Industrie-Designer Damian Byland und entwarf
eine Strassenbeleuchtung mit integrierter Ladesäule.
Von Markus Back
Wie schafft man einen Mehrwert? Für
Damian Byland ist die Antwort auf
diese Frage nicht schwer! «Man kombiniert
bewährte Einzelsysteme zum
neuen Gesamtsystem», sagt der Basler und betont:
«Das entscheidende Wort ist «bewährt». Aus zwei
halben Sachen lässt sich nicht zwingend etwas
Ganzes machen.»
Befolgt man diesen Grundsatz, erzählt der gelernte
Fotograf und studierte Industrie-Designer, entstehen
multifunktionale Systeme, die einen Mehrwert
generieren. Dies gilt auch für seine Konzepte, mit
denen er mehr als nur Licht in die Innenstädte bringen
möchte. In seinen Entwürfen kombiniert er das
Einzelsystem Strassenbeleuchtung mit den unterschiedlichsten
Dingen und schafft so Mehrwerte.
Diese wirken zum Teil surreal und utopisch, ergeben
aber immer Sinn. Im Zusammenspiel mit Photovoltaik-Elementen
erzeugen seine Laternen plötzlich
Energie, während sie mit begrünbaren Dachelementen
die Luftqualität verbessern oder eben mit elektrischen
Ladebuchsen schlappe Akkus auffrischen.
Wie kommt man aber auf die Idee, eine Strassenbeleuchtung
mit einer Ladesäule für Elektrofahrzeuge
zu kombinieren? «Als Industrie-Designer ist man
darauf getrimmt, die Bedürfnisse einer Gesellschaft
zu befriedigen. Nimmt man die Elektromobilität,
kommt man gar nicht an der Erkenntnis vorbei, dass
die Lade-Infrastruktur ein grosses Problem darstellt»,
erzählt der 32-Jährige und ergänzt: «Also
geht man mit wachen Augen durchs Leben und
sucht nach Inspiration.» In seinem Falle fand er sie
nahe des Rösti-Grabens, wo sich bereits ein anderer
Berufskollege an einer multi-funktionalen Beleuchtung
versucht hatte.
Damit sich seine zur Ladesäule mutierte Strassenbeleuchtung
universell einsetzen lässt, verfügt diese
über ein Stecksystem, in welches sich verschiedene
Typen von Ladebuchsen einfach einklicken
lassen. Schliesslich, sagt er, sei die Hauptaufgabe
einer Strassenbeleuchtung zunächst einmal Licht
zu spenden. Weil dieses Licht aber an verschiedenen
Orten benötigt wird, die mit unterschiedlichsten
Elektrofahrzeugen befahren werden, erfolgt die
Konnektivität situativ. Neben Autos können alternativ
Motorräder, E-Bikes oder sogar E-Scooter geladen
werden.
Obwohl manche seiner Beleuchtungskonzepte irgendwie
seltsam wirken, sind diese herstellungsund
systemtechnisch realisierbar. «Das Konzept von
Vision Orion beruht auf zylindrischen Formen, die
einfach ineinandergesteckt und verschraubt werden»,
sagt Damian Byland. Dieser Ansatz garantiere
eine leichte Fertigung und vor allem aber Serientauglichkeit.
Bevor seine Strassenbeleuchtung jedoch
in Fertigung geht, muss diese weiter optimiert
werden. Als Beispiele für solche Verbesserungen
nennt er die Wandstärke der Zylinderrohre und die
Gewindeart, mit der diese verschraubt werden sollen.
Inwieweit seine Entwürfe eines Tages das Bild unserer
Städte prägen werden, kann er selbst
nicht vorhersagen. Fühlen sich Investoren
und Entscheidungsträger von
seinen Ideen angesprochen, glaubt
er, stehen die Chancen gar nicht so
schlecht, die eine oder andere
Strassenbeleuchtung von ihm zu
sehen.
Vision Orion | www.damianbyland.ch
Lesen Sie das
Interview zu diesem
Beitrag unter
www.technik-undwissen.ch
#023 37

MESSE SINDEX
DIE SINDEX UND
DER WEG ZUR
SMARTEN AUTOMATION
«Smart up your Automation» ist das Leitmotto der kommenden Sindex. Was bedeutet das
für Ausstellende und Besuchende und warum hat das strategische Board ausgerechnet
dieses Thema gewählt? Ein Interview mit Fernando Granados vom strategischen Board der
Messe und Head of Business Development and Marketing bei Siemens Schweiz AG.
Von Von Eugen Albisser
Herr Granados, wegen ChatGPT ist die Künstliche
Intelligenz (KI) momentan das vorherrschende
Thema auch in der Allgemeinheit. Können Sie
sich eine industrielle Anwendung vorstellen, die
eines Tages auf einer Sindex-Messe zu sehen sein wird und
ChatGPT nutzt?
Davon bin ich überzeugt. Gerade im Bereich der Instandhaltung
kann ich mir das sehr gut vorstellen. Dass man
zum Beispiel in Zukunft Servicetechniker zu einer Anlage
schickt, wo es ein Problem gibt, und er kann dann vor Ort
über eine Schnittstelle mit einer ChatGPT-ähnlichen
Anwendung sozusagen beraten, wie er am besten vorgeht.
Er stellt Fragen, erklärt, was er sieht, und bekommt auf
seine Fragen gezielte Antworten. Das wäre schon ein
grosser Vorteil gegenüber der heutigen Vorgehensweise
bei unklaren Problemlösungen.
Immer mehr Fertigungsunternehmen sehen als nächsten
Schritt den Einsatz von KI in der Fertigung und Automatisierung.
Wie weit ist diese Entwicklung fortgeschritten?
Ohne Zweifel sehr weit. Und vor allem, wenn wir zurückschauen,
wovon wir vor rund 30 Jahren geträumt haben, als
wir von der Fabrik der Zukunft sprachen und von diesem
CIM, diesem «Computer Integrated Manufacturing». Diese
Fabrik der Zukunft gibt es inzwischen, und jetzt kommt der
nächste Schritt mit adaptiven Systemen und der künstlichen
Intelligenz.
Womit wir bereits beim Leitmotto «Smart up your Automation»
sind. Damit ist wohl dieser nächste Schritt gemeint.
Ja, es bedeutet, dass wir weitergehen müssen, um die nächste
Stufe zu erreichen und um all die Herausforderungen, die vor
uns liegen, zu bewältigen. Ich möchte an dieser Stelle aber
noch etwas hinzufügen, was für mich direkt dazu gehört, aber
oft vergessen wird: Durch die vielen neuen Technologien, die
rund um die Automatisierung und Digitalisierung auf den
Markt gekommen sind, ist es wichtig, dass man alle Schritte
darauf prüft, ob sie auch Sinn machen. Sie müssen einen Sinn
erfüllen und nicht einfach eingesetzt werden, nur weil man es
kann oder dies so geraten wurde.
20 38 #023

Konsequent weiter intelligent
digitalisieren
Stellt sich nicht auch die Frage betreffend «smart up»:
Warum soll man da mitmachen? Reicht der erste Digitalisierungsschub
nicht?
Die Antwort ist einfach: Weil es nicht anders geht! Die
Schweizer Maschinenindustrie wird nur wettbewerbsfähig
bleiben, wenn sie diesen Weg wirklich geht. Ich meine, das
gilt auch für grössere Volkswirtschaften. Aber gerade in der
Schweiz, wo wir vor allem von unserem Innovationskapital
leben, ist das überlebenswichtig. So einfach ist das.
Also muss man diesen Weg konsequent weitergehen,
und dann ist «Smart-up your Automation» nicht nur ein
Schlagwort.
Davon bin ich überzeugt. Aber ehrlich gesagt macht es
wenig Sinn, auf der Stelle zu treten. Ich weiss, dass das
passieren kann. Man hat die «low hanging fruits» geerntet
und ist vielleicht sogar glücklich damit und dann muss
man plötzlich mehr investieren und vor allem eine Digitalisierungsstrategie
entwickeln. Das überfordert manche.
Woher kommt diese Überforderung?
Vielleicht, weil man den Wald vor lauter Bäumen nicht
mehr sieht. Hinzu kommt, dass man den Begriff Digitalisierung
mittlerweile in allen möglichen Zusammenhängen
hört, er hat sich für viele sozusagen abgenutzt. Und
dennoch: Es führt kein Weg daran vorbei, diesen Weg
konsequent weiterzugehen. Ich hatte kürzlich ein Gespräch
mit einem Geschäftsführer und er hat es auf den Punkt
gebracht: «Wir müssen unser Unternehmen konsequent
weiter intelligent digitalisieren, sonst gibt es uns in fünf
Jahren nicht mehr.» In fünf Jahren. Das ist doch ein Grund,
die eigene Produktion intelligenter zu machen.
Und auf einer Messe wie der Sindex nach dem «Smart up»
der eigenen Automation zu suchen?
(lacht) Genau!
Dort stehen dann neben dem besprochene Leitthema,
auch zwei weitere Themen im Fokus: Nachhaltigkeit und
Ökosysteme. Was können Sie dazu sagen?
Nachhaltigkeit ist so aktuell, dass es ein Thema sein muss.
Oder ich muss es anders sagen: Für uns als strategischer
Ausschuss der Messe ist es eine gesellschaftliche Verpflichtung,
dieses Thema ernst zu nehmen.
«Die Sindex kann nur eine Art Katalysator
für dieses Thema sein.»
Während Nachhaltigkeit fast schon ein Muss ist, scheint
das Thema «Ökosysteme» noch lange nicht bei allen
angekommen zu sein. Man liest zwar immer mehr darüber,
und in den vergangenen Jahren ist auch ein wachsendes
Interesse an dieser Art der Zusammenarbeit, an Co-Creation
und Co-Collaboration zu beobachten. Was war das
Entscheidungskriterium für den Vorstand?
Sicherlich, dass das Thema immer wichtiger wird. Wobei ich
sagen muss, dass ich da eine Art Déjà-vu-Erlebnis habe. Vor
mehr als 20 Jahren gab es den Begriff der Kundenintegration
schon einmal. Es wiederholt sich also, aber natürlich auf
einem der heutigen Zeit angepassten Niveau. Sicherlich ist
es Teil eines guten Unternehmens, Projekte gemeinsam mit
dem Kunden anzugehen. Aber ein Ökosystem geht darüber
hinaus. Der Ansatz der Kundenintegration wird auf andere
Interessengruppen, die Stakeholder, ausgeweitet. Das
bedeutet, dass Unternehmen nicht nur den Kunden an Bord
holen müssen, sondern sich auch mit anderen Stakeholdern
wie Software-Integratoren, App-Entwicklern und sogar
Marktbegleitern und anderen Unternehmen aus anderen
Branchen zusammensetzen und sich mit ihnen auseinandersetzen
müssen.
Liegt ein Grund für die Beliebtheit solcher Kooperationen
auch darin, dass die Technologien – und die Welt – immer
komplexer werden und man die Aufgaben einfach nicht
mehr allein bewältigen kann?
Das ist schwer zu sagen. Es kann sein, aber ich vermute,
dass die meisten Unternehmen es auch allein schaffen
würden. Was aber für Ökosysteme spricht: Es kommen
bessere Lösungen heraus. Ich erinnere nur an Beispiele wie
Apple: Apple hat vor vielen Jahren ein solches System
geschaffen, an dem heute viele Tausend Entwickler
arbeiten. Sie nutzen ihre Plattform und pflegen sie. Auch
wir bei Siemens haben das: Offene Plattformen, die mit
eigenen Produkten wie Simulationstools oder digitalen
Zwillingen gefüllt werden, aber auch Partnerfirmen bringen
ihre Anwendungen ein.
Wie bringt man ein solches Thema auf eine Messe wie die
Sindex? Wie stellt man es dar?
Es wird sicherlich ein grosses Thema im Forum sein und es
wird einige Vorträge und Keynotes geben. Aber man muss
eines sehen: Die Messe Sindex kann nur eine Art Katalysator
für dieses Thema sein. Wenn solche Ökosysteme von
Erfolg gekrönt sein sollen, dann kann es nicht sein, dass
am Ende der Messe das Thema auch wieder vorbei ist, dann
ist das Ziel definitiv nicht erreicht. Die Sindex wird
hoffentlich eine Initialzündung für ein oder mehrere
Ökosysteme sein.
Sindex | www.sindex.ch
Sindex 2023 –
Eventblog zur Messe
Die Schweizer Automationsmesse Sindex fi ndet vom 5. bis 7.
September 2023 in Bern statt. Technik und Wissen ist
Medienpartner der Messe und wird in einem speziellen
Eventblog auch während der Messe direkt aus Bern über die
Trends und Neuheiten der Branche berichten.
www.technik-und-wissen.ch/sindex-2023-eventblog.html
#023 39

Produkte
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Der kompakte LTE Router 4G ermöglicht
mittels verschlüsselter VPN-Verbindungen
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parallel betreiben. Der Router beinhaltet
folgende Schnittstellen beziehungsweise
Kommunikationsanschlüsse:
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Ausgang, zwei Micro SIM Slots, zwei
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sowie ein Antennenanschluss.
Das einfache Setup-Programm erlaubt
es schnell und einfach Verbindungen
zu erstellen und zu verwalten.
Ergänzend kann der Wieservice24
genutzt und so die Anlage in die Cloud
gebracht werden.
Wieland Electric GmbH
www.wieland-electric.ch
Kompakter Controller
mit integrierten I/O
Der CC 100 kann aufgrund seiner kompakten
Bauform als Reiheneinbaugerät
gemäss DIN 43880 direkt in Installationskleinverteilern
montiert werden. Da die
I/O-Einheit integriert ist, benötigt diese
keinen zusätzlichen Platz im Schaltschrank.
Die abnehmbare Verdrahtungsebene
erleichtert indes die Installation
und den Geräteaustausch. Die Kleinsteuerung
unterstützt alle gängigen Feldbusprotokolle
und arbeitet mit einem Echtzeit-Linux-Betriebssystem.
Die
Programmierung erfolgt nach IEC 61131 in
Codesys V3, wobei diverse IEC-Bibliotheken
und IOC-Makros die Erstellung von
Applikationen vereinfachen.
Wago Contact SA | www.wago.com
40 #023

Volle Automatisierungskraft für die Hutschiene
Der Intel Celeron 6305E Dualcore-Prozessor prädestiniert die CPU-Einheit CP 841
für anspruchsvolle und vielfältige Steuerungs-, Regelungs- und Motion-Control-
Aufgaben. Im Standard integriert sind 4 GByte LPDDR4 RAM, 1 MByte MRAM
sowie eine M.2 SATA SSD (128 GByte) und Echtzeituhr (RTC). Die Schnittstellen
2 x Gbit-Ethernet, 2 x VARAN, 1 x CAN, 2 x USB 3.2 Typ-A, 1 x USB 3.2 Typ-C
Host und eine S-DVI-Erweiterungskarte sind leicht zugänglich angeordnet.
S-DIAS-I/O-Module lassen sich über die seitliche Busschnittstelle direkt an
die CP 841 anreihen. Wie alle CPU von Sigmatek unterstützt auch der Neuzugang
das OPC-UA-Kommunikationsprotokoll. Bei der CP 841 ist das Linux-basierende
Echtzeit-Betriebssystem Salamander 4 im Einsatz. Die Projektierung
und Programmierung erfolgt mit dem objektorientierten Engineering Tool Lasal.
Sigmatek Schweiz AG | www.sigmatek-automation.ch
Industrielle WLAN Access Points
Die Wireless Clients und Access Points AWK-1151C, AWK-3252A
und AWK-4252A von Moxa unterstützen den IEEE-802.11ac-Standard
und erreichen einen maximalen Datendurchsatz von 1267
Gbit/s. Dank dem verwendeten universellen Funkmodul braucht
es, abgesehen für die USA, keine Ländervarianten mehr. Die
passenden Länder-Codes lassen sich einfach über die Gerätekonfiguration
einstellen. Das Modell AWK-4252A ist mit dem IP68-
Gehäuse und einem Temperaturbereich von -40 bis 75 °C auch für
den Ausseneinsatz in rauen Umgebungen geeignet. Für Anwendungen
im Schaltschrank passen die DIN-Schienenversionen
AWK-3252A und für einfache Client-Anwendungen eigen sich die
AWK-1151C-Geräte. Alle AWK-Varianten lassen sich ins Netzwerkmanagement-System
MxView von Moxa einbinden und überwachen.
Für Security sorgt unter anderem eine WPA3-Verschlüsselung,
zudem wird Network Address Translation unterstützt.
Omni Ray AG | www.omniray.ch
Berechnungssoftware
Um die optimale anwendungsspezifische Motor-Getriebe-
Kombination zu bestimmen oder auszuwählen, lassen sich
in der neuen Version NCP 4.3 komplexe Lastverläufe im
Antriebsstrang berechnen. Die Motorauslegung erfolgt
praxisgerecht anhand von Kennlinien mit grafischer
Auswertung. Dank der erweiterten Datenbank stehen nun
rund 19000 Motoren zur Verfügung. Die Auswahl umfasst
dabei nicht nur Servo-, sondern auch Schrittmotoren.
Zudem werden alle zu den NGV-Getrieben passenden
Neugart-Räder für die Applikation Fahrantrieb berücksichtigt.
Über den erweiterten Datenbestand hinaus wurde
zudem die Anwendung selbst optimiert: So ist der Abgleich
zwischen theoretischer Auslegung und Ist-Daten einfacher
geworden. Drop-Down-Menüs reduzieren den Aufwand für
die Vorbereitung der Daten zum Lastimport auf ein Minimum.
Gleichzeitig ist die Genauigkeit beim Motor-Trace-
Lastimport noch höher als bisher, weil bei der Berechnung
nun auch die Massenträgheit des Motors und Getriebeverluste
einfliessen.
Neugart Schweiz AG | www.neugart.ch
#023 41

PRODUKTE
Switches für jeden Fall
Kompakte AC-Ladekabel
Die Ladekabelfamilie Charx Connect Eco
konzentriert sich auf das sichere Laden
von Elektrofahrzeugen, weshalb auf
zusätzliche Features bewusst verzichtet
wurde. Durch ihre kompakten Abmessungen,
einen reduzierten Materialeinsatz
und ein verringertes Gewicht schonen die
Mode-3-Ladekabel nicht nur Ressourcen,
sondern lassen sich auch leicht handhaben.
Zur Markteinführung sind die
Ladekabel im Typ-2-Ladestandard in den
üblichen vier Leistungsklassen von 3,7 bis
22 kW erhältlich – als mobile Ausführung
zum Mitführen im Elektroauto sowie mit
offenem Leitungsende zum festen
Anschluss an der Ladestation oder
Wallbox.
Das Switch-Portfolio von Wago sorgt mit seinen
elektrischen und mechanischen Eigenschaften
für die Skalierbarkeit von Ethernet-Netzwerkinfrastrukturen.
Für High-end-Anwendungen
stehen Switches in verschiedenen Ausführungen,
von unmanaged bis managed, zur Verfügung.
Die Eco-Switches adressieren indes
preissensitive Anwendungen, in denen technische
Spezialitäten wie Redundanz eine untergeordnete
Rolle spielen. Sie sind insbesondere für
Netzwerke kleinerer bis mittlerer Grösse ideal
geeignet. Die Vorzüge der Switches im Detail:
Ringredundanz < 20 ms (Xpress Ring; alternativ:
Jet Ring ERPSv2, RSTP/STP), redundante
DC-Spannungsversorgung von 9 bis 48 V oder 12
bis 60 V sowie unterstützte Funktionen wie
Modbus TCP, VLAN, QoS, SNMP, SMTP, IGMP
Snooping, LLDP und Jumbo Frame 10.240 Byte.
Wago Contact SA | www.wago.com
Phoenix Contact AG
www.phoenixcontact.com
Motion Controller für Klein- und Kleinstantriebe
Der gehäuselose MC3603 eignet sich mit seinen kompakten Abmessungen
vor allem für die Integration in Gerätebau- und Medizintechnikanwendungen.
Mit 36 V und 3 A (Spitzenstrom 9 A) deckt er den mittleren
Leistungsbereich bis circa 100 W ab und eignet sich für DC-Motoren mit
Encoder, bürstenlose Antriebe und Linearmotoren. Für die Kommunikation
stehen USB, RS232, CANopen und EtherCAT zur Verfügung. Der
Motion Controller enthält bereits die neue Firmware-Version M. Für eine
einfache und komfortable Systemeinrichtung steht das neueste Update
(Version 6.9) des Faulhaber Motion Managers zur Verfügung. Alle
Motion Controller entsprechen den aktuellen EMV-Vorschriften.
Faulhaber Minimotor SA | www.faulhaber.ch
42 #023

Schluss mit Kabelsalat
Das automatische Einzugssystem e-tract 2.0 soll
E-Auto-Besitzern das Laden an Wallboxes ein Stück
bequemer machen. Die Besonderheit: Dank eines
raffinierten Zusammenspiels zweier Umlenkrollen
sind Auszugslängen bis 5 m bei begrenztem Bauraum
möglich. Da der Stromanschluss, der mit der Wallbox
verbunden ist, während des Abwickelns nicht in
Rotation gerät, bedarf es nicht wie bei klassischen
Kabeltrommeln eines Schleifrings. Zwar ist das
System noch eine Designstudie, doch die Umsetzung
ist geplant und die Labortests laufen bereits.
Igus | www.igus.ch
MX-System um zwei
Pneumatik-Module erweitert
Mit dem MX-System hat Beckhoff im November 2021 ein
ganzheitliches Konzept für die Ablösung des Schaltschranks
vorgestellt. Grundprinzip ist das Ersetzen der
Schaltschrankverdrahtung durch eine Backplane, über die
sich eine grosse Auswahl elektronischer Baugruppen über
standardisierte Schnittstellen automatisch miteinander
verbinden lassen. Dabei werden alle klassischen Schaltschrankfunktionen
abgedeckt und mit zwei neuen Modulen
nun auch Pneumatik-Ventile von Festo (MO2414) und
SMC (MO2424) direkt integriert. Über diese kann die Zuluft
für bis zu zwei Ventile (je nach Hersteller mit bis zu 500 l/
min Durchfluss) angeschlossen werden. Diese lassen sich
direkt auf die Module montieren, wobei auch unterschiedliche
Varianten, wie 3/2-, 5/2- oder 5/3-Wege-Ventile,
miteinander kombinierbar sind.
Beckhoff Automation AG | www.beckhoff.com/mx-system
#023 43

PRODUKTE
Vielseitiger Cobot
Einfach Codes lesen
Der Multicode-Leser IDC200 arbeitet selbst bei verschiedenen
Codetypen mit bis zu 40 FPS. Die lichtstarke Beleuchtung
ermöglicht es, herausfordernde Anwendungen ohne
zusätzliche Kosten und Mehraufwand zu lösen. Die
Leserate aller gängigen 1D-/2D-Codes ist selbst unter
anspruchsvollen Bedingungen, wie spiegelnde Oberflächen,
wechselnde Lichtverhältnisse oder Modulgrössen an der
unteren Auflösungsgrenze, gut. Der IDC200 kann sogar
direkt markierte und genadelte Codes lesen. Via USB-C
wird er am Computer angeschlossen und per Webinterface
in Betrieb genommen. Das Auto-Setup ermöglicht mit nur
einem Click das Lesen von mehreren, unterschiedlichen
Codes. Für die einfache Integration sorgen das platzsparende
Gehäuse, passendes Zubehör, Ethernet- und USB-C-
Schnittstellen und die verfügbaren Protokolle TCP/IP,
Profinet sowie DIOs.
Der Lexium Cobot ist in fünf Modellvarianten
mit Traglasten von 3 bis 18 kg
erhältlich und lässt sich als Standalone-
Lösung in fast jede Industrieanlage nachrüsten.
Dank konstanter Überwachung
von Drehmoment und Drehzahl kann er
selbst vorsichtige und behutsame
Bewegungen ausführen, wodurch auf
weitere Schutzvorrichtungen verzichtet
werden kann. Der bewegliche Roboterarm
wird rein grafisch programmiert und
lässt sich per handgeführtem Teaching
auf neue Bewegungsprofile einstellen.
Schneider Electric | www.se.com/ch
Baumer Group | www.baumer.com/idc200
Maschinenverkabelung leicht gemacht
Ein Kostentreiber im Maschinenbau sind die Kabel im Feld, die häufig
zu kurz, häufig zu lang geplant sind. Warum? Weil hier Stand heute
vielfach nach dem Trial & Error-Prinzip gearbeitet wird. Jetzt schafft
Lösungsanbieter Eplan Abhilfe: Die
Software Eplan Harness proD, bislang zur
Kabelbaumerstellung eingesetzt, wurde
mit Blick auf die Maschinenverkabelung
erweitert. Der digitale Zwilling lässt sich
als 3D-Baugruppe in der mechanischen
Konstruktion nutzen oder mit den ergänzten
Kabelinformationen in das elektrotechnische
Projekt übertragen.
Eplan Software AG | www.eplan.ch
44 #023

Schwere Lasten
schmierfrei lagern
In Anwendungen mit Lasten grösser 80
MPa stossen Gleitlager aus thermoplastischen
Kunststoffen an ihre Grenzen.
Aus diesem Grund hat Igus das bestehende
Sortiment an Spritzgussgleitlagern
um die Igutex-Faserverbund-Gleitlagerserie
erweitert. Mit ihr lassen sich
Anwendungen umsetzen, die bis zu 200
MPa aufnehmen müssen, und bietet vor
allem bei extremen, dynamischen
Belastungen längere Standzeiten.
Skalierbare Stromversorgung
Igus | www.igus.ch
Die 24-V-Plug-and-play-Stromversorgung Trio Power lässt
sich mittels Push-in schnell und werkzeuglos anschliessen.
Integrierte Beschriftungsfelder dienen der Darstellung
von Betriebsmittelkennzeichen und Stromkreisen, während
Multicolor-LED und ein Sammelkontakt alle relevanten
Zustände wie DC OK, Überlast und Kurzschluss signalisieren.
Optional steht eine IO-Link-Schnittstelle zur
Diagnose und Parametrierung zur Verfügung. Mit bis zu
960 W Ausgangsleistung in 1 AC und 3 AC eignet sich die
Stromversorgung für die Antriebstechnik. Der dynamische
Boost (150 Prozent für 5 s) ermöglicht zudem das Starten
schwieriger Lasten. Durch die starke Ausgangskennlinie
können auch kapazitive Lasten problemlos geladen
werden. Die Stromversorgung ist wahlweise mit eingebautem
elektronischem Geräteschutzschalter verfügbar.
Phoenix Contact AG | www.phoenixcontact.ch
#023 45

PRODUKTE
Plant iT und Modicon
nun kompatibel
Einfach erfassen
Die Sensoren der Simple-Vision-Baureihe überzeugen
mit flexibler Anwendbarkeit und einfacher Handhabung.
Der IVS 108 erkennt an- oder abwesende
Objekte, zum Beispiel Aufdrucke oder Labels auf
Verpackungen. Zudem speichert der Sensor bis zu 32
Aufgaben und es können per Webbrowser Live-Bilder
betrachtet und auf einer grafischen Bedienoberfläche
weitere Parameter eingestellt werden. Der IVS 1048i
ist ein Allrounder-Modell: Anwender können aus
sechs Varianten mit zwei Auflösungen wählen. Der
Funktionsumfang reicht je nach Modell von der
Objekterkennung über Messaufgaben bis hin zur
integrierten Barcodelesung. Vorteil aller Sensoren der
Baureihe IVS/DCR 1048i: Vier austauschbare S-Mount-
Objektive mit variabler Fokuseinstellung und zwei
Blenden ermöglichen hohe Flexibilität bei Leseabstand,
Sichtfeld, Auflösung und Schärfentiefe. Zudem
sind die digitalen Schnittstellen I/O, TCP/IP, PROFINET,
FTP oder SFTP integriert.
Schneider Electric und das Softwareunternehmen
ProLeiT wachsen weiter
zusammen. Ab sofort sind die Funktionalitäten
der Systemfamilie Plant iT von
ProLeiT auch für Nutzer der Speicherprogrammierbaren
Steuerung Modicon
M580 verfügbar. Auf diese Weise ist es
möglich, das Hardwareportfolio für die
Mess- und Regelungstechnik von
Schneider Electric durchgängig an das
auf chargenbasierte Produktionsprozesse
zugeschnittene Prozessleitsystem von
ProLeiT anzubinden. Speziell für
Aufgaben in der Lebensmittelindustrie,
Futtermittelverarbeitung oder Feinchemie
optimiert, ist Plant iT damit fortan
integraler Bestandteil der ganzheitlichen
IIoT-Architektur EcoStruxure
Schneider Electric | www.se.com/ch
Leuze Electronic | AGwww.leuze.ch
Leistungsstarke Industriekamera
Als Erweiterung der HR-Kameraserie besticht die hr65CX12
durch eine Auflösung von 9344 x 7000 Pixeln sowie eine
extrem leistungsfähige Schnittstelle: Gleich vier CoaXPress-
12-Verbindungen übertragen pro Leitung bis zu 12,5 Gbps
und stellen damit sicher, dass die umfangreichen Bilddaten
von bis zu 71 Vollbildern mit 65 Megapixel Auflösung pro
Sekunde ohne Verzögerungen für die Weiterverarbeitung im
PC zur Verfügung stehen. Wie alle SVCams verfügt auch die
hr65CX12 über einen in den GenICam-Tree integrierten
4-kanaligen Strobe Controller und eignet sich durch den
Einsatz des GenTL-Standards für eine einfache Kombination
mit allen etablierten Software-Paketen am Markt.
SVS-Vistek | www.svs-vistek.com
46 #023

Cooler Nachwuchs mit
nachhaltiger DNA
Die Serie Blue e+S ergänzt die
smarte Kühlgeräte-Familie um die
Leistungsklassen 300, 500 und
1000 W und das bei kleinerem
Footprint und weniger Kosten. Der
Grund für diese Kostenreduktion
ist die Heatpipe, die ohne Verdichter,
Expansionsventil oder sonstige
Regelorgane arbeitet und daher
lediglich Strom für den Betrieb des
Lüfters benötigt. Neben der
Energieeffizienz verringert eine
weitere Eigenschaft den CO 2 -Fussabdruck:
Es wird ein Kältemittel
verwendet, dessen Global Warming
Potential um 56 Prozent niedriger
ist als das in vergleichbaren
Kühlgeräten. Auch bei der Digitalisierung
helfen die neuen Kühlgeräte
mit weiteren smarten Funktionen.
Mit einem serienmässig
voll integrierten IoT-Interface
lassen sich die Kühlgeräte in
digitalisierten Umgebungen
intelligent überwachen und sehr
einfach an das neue Smart Service
Portal von Rittal anbinden. Dieses
optimiert die Serviceprozesse und
erhöht die Effizienz durch vorausschauende
Wartung.
Rittal AG | www.rittal.ch

RUBRIKTITEL
NEWS IN
ZAHLEN
Die Löhne steigen bei den FH-Absolventen und die Deutschen
faxen noch wie wild in Zeiten von E-Mails und Chat. Doch wie viel
und wie viele? Hier sind die News in Zahlen!
693
WASSERKRAFTZENTRALEN
Wasserkraft Schweiz Statistik: Am 1. Januar 2023 waren in der
Schweiz 693 Wasserkraftzentralen mit einer Leistung grösser
300 kW (Kilowatt) in Betrieb (1.1.2022: 682 Anlagen).
104 000
FRANKEN MEDIANLOHN
Die Bruttolöhne der FH-Absolventen sind gegenüber der letzten Studie aus dem
Jahr 2021 merklich gestiegen. 104 000 Franken beträgt aktuell der Medianlohn
gegenüber damals knapp 100 000 Franken.
5400
KILOWATT SOLARSTROM
Der Maschinenbauer DMG Mori startet Japans
grösstes Solarenergiesystem zur Eigennutzung –
die erste Stufe erzeugt bereits seit Februar diesen
Jahres 5400 kW.
48 #023

RUBRIKTITEL
82
PROZENT FAXEN
NOCH
Unglaublich, aber wahr: 82 Prozent
der deutschen Unternehmen
faxen noch! Ein Drittel davon sogar
noch häufig. Wie die Zahlen wohl
für die Schweiz aussehen?
20 000
EURO-ELEKTROAUTO
Und eine Zahlennachricht passend zu dieser Ausgabe:
VW will künftig E-Autos für 20 000 Euro anbieten.
Bisher unmöglich, denn ein Akku mit 58-kWh kostete im
2021 allein fast 15 000 Franken.
1 406 000 000
FRANKEN UMSATZ
Siemens kann in der Schweiz im ersten Halbjahr des Geschäftsjahres 2023 ein sehr gutes Ergebnis
vorweisen. Der Umsatz liegt nach den ersten sechs Monaten (Okt. 2022 – März 2023) bei 1,406 Milliarden
Franken und damit deutlich über dem Wert des Vorjahres (1,079 Milliarden Franken).
89,5
PROZENT KAPAZITÄTSAUSLASTUNG
Die Schweizer Tech-Industrie boomt; die Kapazitätsauslastung in
den Betrieben liegt bei 89,5 Prozent. Sie liegt damit über dem langjährigen
Mittel von 86,2 Prozent.
#023 49

KÜHL- UND SCHMIERSTOFFE
«ZUHÖREN
IST DER SCHLÜSSEL
ZUM ERFOLG»
Mit der Produktivitätstrophäe zeichnet Blaser Swisslube
erfolgreiche Projekte im Bereich der Kühl- und Schmierstoffe
aus. Doch hinter der Trophäe stecken mehr als nur die
optimierten Prozesse. Ein Gespräch mit Dominik Affolter,
Country Head of Switzerland bei Blaser Swisslube.
Von Eugen Albisser (Text) und Ruben Sprich (Fotos)
Welches ist eines der am meisten unterschätzten
Werkzeuge in einer Fertigung? Es gibt auf diese
Frage keine offizielle Rangliste. Der bei solchen
Antworten nicht über alle Zweifel erhabene
Chatbot «ChatGPT» setzt zumindest einmal den
Schraubstock aufs Podest – eine eher poetische Wahl. In Tat
und Wahrheit dürfte jedoch ein Werkzeug einen Spitzenplatz
einnehmen, das normalerweise nicht einmal als Werkzeug
bezeichnet wird: der Kühlschmierstoff – oder eben
doch «das flüssige Werkzeug», wie es jene nennen, die darin
mehr sehen als einfach ein Mittel zum Kühlen, Schmieren
und Späne abtransportieren.
Der Wert dieses flüssigen Werkzeugs lässt sich manchmal sogar
genau bemessen. Und zwar dann, wenn man sich daran
macht, die Produktionsprozesse zu optimieren und dabei die
Wahl des Kühlschmiermittels genauer unter die Lupe nimmt.
Dann können Einsparungen von einigen Zehntausend bis zu
mehreren Hunderttausend Franken pro Jahr erzielt werden.
Solche erstaunlichen Zahlen werden seit 2013 jährlich einmal
zelebriert, und zwar bei Blaser Swisslube in Hasle-Rüegsau,
wenn es um die Vergabe der Produktivitätstrophäe geht. Um
herauszufinden, warum es diese Trophäe gibt und wie die Firmen
sich auf die Suche nach Optimierungspotenzialen machen,
haben wir uns mit Dominik Affolter unterhalten, dem
Country Head of Switzerland bei Blaser Swisslube.
Seit 2013 wird die Produktivitätstrophäe vergeben.
Wie ist man auf die Idee gekommen, eine solche Trophäe
zu vergeben?
Es ist noch nicht überall bekannt, welchen immensen Einfluss
ein optimal abgestimmter Schmierstoff auf den Produktionsprozess
hat. Intern wussten wir das aus vielen Projekten.
Wir wollten daher eine Plattform schaffen, die solche
Erfolgsbeispiele auch nach aussen kommunizieren kann.
Gleichzeitig sollte sie auch eine Wertschätzung für die Arbeit
unserer Kunden und unserer Mitarbeitenden ausdrücken.
Hier sind vor allem die Aussendienstmitarbeitenden zu nennen,
welche die Projekte entdecken und entwickeln. Mit der
Zeit haben wir aber bemerkt, dass der Anlass viel mehr ist: Es
ist ein Anlass zur Kundenbindung geworden, bei welchem
Fachleute unter sich sind und sich austauschen können. Neu
wollen wir jeweils auch mit einer Keynote, von einem externen
Referenten, neue Inputs und Ideen zu der Fertigungsindustrie
dazu holen.
Das vierstufige Vorgehen zum
flüssigen Werkzeug
Sie erwähnen explizit die Aussendienstmitarbeitenden,
die wahrscheinlich viel Beratungstätigkeit in solche
Projekte stecken.
Das ist richtig. Unser Hauptgeschäft ist ja nicht der Verkauf
von Produkten, sondern die Beratung. Die grösste Herausforderung
besteht darin, den Kunden abzuholen und ihm zu zeigen,
welchen Unterschied es machen kann, ob er nur ein KSS
hat oder ob er die optimale Kühlschmierstofflösung einsetzt.
Zu diesem Zweck haben wir eine Methode entwickelt, die wir
«das vierstufige Vorgehen zum flüssigen Werkzeug» nennen.
Das Ziel der vier Stufen ist es, systematisch und transparent
Ergebnisse zu generieren, die dann im Gespräch mit dem
Kunden dazu dienen, Verbesserungen aufzuzeigen. Am Ende
soll der Kunde ein Dokument in den Händen halten, das belegt,
was wir gemeinsam erreicht haben.
Welches ist die erste dieser vier Stufen?
Die erste Stufe ist die Analyse. Mit ihr bestimmen wir die
Ausgangssituation. Sie dient als Grundlage für den Vergleich
mit dem Ergebnis, das wir erreichen werden. Darauf
50 #023

Dominik Affolter:
«Die grösste Herausforderung
besteht darin, den
Kunden abzuholen und
ihm zu zeigen, welchen
Unterschied es machen
kann, ob er nur ein KSS
hat oder ob er die
optimale Kühlschmierstofflösung
einsetzt.»
#023 51

KÜHL- UND SCHMIERSTOFFE
aufbauend setzen wir uns ein Ziel, wohin wir wollen oder
von dem wir glauben, dass wir es erreichen werden.
Das wäre dann bereits die zweite Stufe?
Ja, nach dieser Analyse erhält der Kunde von uns ein Wertangebot.
Darin steht zum Beispiel, dass wir glauben, die Produktionskosten
um 15 oder sogar 40 Prozent senken zu können. Auf Basis
dieses Angebots muss der Kunde entscheiden, ob er das Projekt
weiterverfolgen will. Dieses Wertangebot erstellen wir auf der
Basis unseres Fachwissens und der unzähligen anderen Fälle,
die wir bereits analysiert haben. Dann kommt die nächste Stufe
- die Testphase. Wir haben also die Analyse, dann das Wertangebot
und nun die Testphase, in der es darum geht, die theoretische
Bewertung realistisch zu bestätigen.
«In acht von zehn Fällen finden
wir Einsparungen»
Ich nehme an, dass sich der Test auf einen Teil der Produktion
beschränkt?
Das ist richtig. Wenn in einer Produktion zehn Maschinen
stehen, an denen Verbesserungen möglich sind, wählen wir
die mit den komplexesten Prozessen aus. Dann läuft ein
mehrmonatiger Test.
Ist das noch ein Teil einer Vorleistung oder bereits mit
Kosten verbunden?
Das alles läuft noch unter Vorleistung. Wir berechnen auch
nichts für die Produkte, die während des Versuchs verwendet
werden, und schon gar nichts für die Beratungsleistung.
Nach drei, vier Monaten setzen wir uns zusammen und ziehen
Bilanz. Dann stellt sich vielleicht heraus, dass der Maschinenbediener
tatsächlich lieber mit unserem Produkt
arbeitet, dass die Einsparungen wie prognostiziert eingetreten
sind, dass vielleicht auch weniger Kühlmittel eingesetzt
werden muss, dass es besser riecht, dass weniger Hautirritationen
auftreten und vieles mehr. Denn plötzlich tauchen
Verbesserungen auf, die der Kunde vorher gar nicht auf dem
Schirm hatte. Jedenfalls: Bis zu diesem Resümee gehen wir
in Vorleistung.
Bei wie vielen dieser Projekte erkennen Sie in einer frühen
Phase, dass Einsparungen drin liegen?
In acht von zehn Fällen. Und auch die beiden anderen Fälle,
die nicht weiter verfolgt werden, sind für die Unternehmen
ein Gewinn. Sie geben ihnen die Gewissheit, bereits das Optimum
zu erreichen.
Und nachdem Sie ein «Wertangebot» abgegeben haben:
Wie oft liegt Blaser da richtig?
Ehrlich gesagt: eigentlich immer! Wir bewerten die vorgefundenen
Prozesse sehr zurückhaltend, so dass wir das Wertangebot
eher übertreffen.
WEITERLESEN
Das komplette Interview
mit Dominik Affolter
hi.switchy.io/Dmad
Die Produktivitätstrophäe 2023 – die Gewinner
Zur feierlichen Überreichung der Produktivitätstrophäen 2023 – der «Golden Drums» – lud Blaser Swisslube Anfang Mai Partner, Kunden
und Fachjournalisten an den Hauptsitz in Hasle-Rüegsau ein. Prämiert wurden herausragende Leistungen in fünf Kategorien.
Wittenstein – Kategorie Produktivität | RCM-Estech – Kategorie Kühlschmierstoffoptimierung
VSL Schweiz – Kategorie Gesamtkostenoptimierung | Pfi ffner Messwandler – Kategorie Nachhaltigkeit
ARA mittleres Emmental – Kategorie Schmierstoffoptimierung
52 #023

#023 53

UPTOWNBASEL UND DIE QUANTENTECHNOLOGIE
QUANTENRECHNER
PROGRAMMIEREN LERNEN
Die Schweiz verfügt über hervorragende Fachkräfte, auch im Bereich
der Quantentechnologie. Um einerseits die ersten Pionierfirmen
zu unterstützen und langfristig weitere Quantenspezialisten heranzubilden,
hat man bei QuantumBasel eigene Wege eingeschlagen.
Von Eugen Albisser
Damir Bogdan, CEO
von Quantum Basel:
«Ich sehe die Schweiz
in der Quantentechnologie
als führend in
der Ausbildung.
Allerdings bedeutet
das nicht, dass dies
genügen wird, wenn
wir eine führende
Quantennation
bleiben wollen.»
54 #023

Eine kürzlich veröffentlichte Studie
des Critical Technology
Trackers des Australian Strategy
Policy Institute (ASPI) zeigt
Erstaunliches. Demnach ist China in 37
von 44 Schlüsseltechnologien führend.
Eine aufschlussreiche Information, die
zeigt, wie weit China technologisch bereits
fortgeschritten ist.
Trotz der beeindruckenden Beherrschung
der Technologie zählt das Chipdesign
nicht zu den Stärken Chinas.
Auch eine weitere Technologie, die anderen
Schlüsseltechnologien zu neuen
Durchbrüchen verhelfen könnte, gehört
nicht zu Chinas Stärken: der Quantencomputer.
QuantumBasel, eine Tochterfirma von
uptownBasel, ist in diesem Bereich tätig
und sieht die Resultate als Ansporn, den
Vorsprung in der Quantentechnologie
zu halten und auszubauen. Dazu braucht
es Fachleute, die sofort einsetzbar sind
und in ersten Projekten mitarbeiten
können, aber auch Ausbildungen, die
den zukünftigen Nachwuchs ausbilden.
Jüngste Untersuchungen von McKinsey
& Company haben jedoch ergeben,
dass weltweit auf drei offene Stellen im
Bereich Quantencomputing nur ein qualifizierter
Kandidat kommt und dass bis
2025 voraussichtlich weniger als 50 Prozent
der Stellen im Bereich Quantencomputing
besetzt werden können,
wenn wir nicht deutlich eingreifen.
Schweiz führend in Ausbildung, aber ...
Damir Bogdan, CEO von Quantum Basel:
«Ich sehe die Schweiz in der Quantentechnologie
als führend in der Ausbildung,
speziell mit der ETHZ, der EPFL,
der Uni Basel und der FHNW. Allerdings
bedeutet das nicht, dass dies genügen
wird, wenn wir eine führende Quantennation
bleiben wollen.»
QuantumBasel selbst hatte bisher wenig
Mühe, neue Mitarbeitende für das eigene
20-köpfige Team aus Mathematikern,
Datenwissenschaftlern, KI-Spezialisten
und Quantenphysikern zu finden. Dank
des dynamischen Umfelds, das in Arlesheim
geschaffen wird, und der Ambition,
in diesem Bereich führend zu sein, ist
QuantumBasel in einer starken Position,
um Mitarbeitende zu begeistern.
Doch über ein solches Privileg dürften
nicht alle Firmen verfügen, welche sich
in Arlesheim auf dem Campus von uptownBasel
ansiedeln und ganz gezielt
auch Quantenprojekte durchführen
möchten. Sie aber brauchen Quantenwissen,
wenn sie auf die Quantenrechner
zugreifen wollen, die dort zur Verfügung
stehen. Dazu gehört der exklusive Zugriff
auf fünf Prozent der Rechenleistung des
leistungsstärksten Quantencomputers
von IBM. Aber auch auf andere Rechner
wie die von D-Wave oder auf hochspezialisierte
Programme, mit denen Quantencomputer
simuliert werden.
Ausbildung und Projektförderung:
Das Modell QuantumBasel
Um Unternehmen den Zugang zur
Quantentechnologie zu erleichtern, hat
QuantumBasel unter anderem ein Modell
entwickelt, das gleichzeitig auf Projektarbeit
und Ausbildung setzt.
Damir Bogdan: «Bei QuantumBasel legen
wir grossen Wert auf eine fundierte
Einführung, insbesondere für Führungskräfte
auf C-Level und CEO-Ebene», erklärt
Damir Bogdan. In dieser Einführung
werden die Vorteile von Quantencomputern
erläutert und aktuelle
Anwendungsbeispiele vorgestellt, die
bereits zu beeindruckenden Ergebnissen
geführt haben. «Unser Ziel ist es,
dass sie die Technologie und ihre potenziellen
Anwendungsfälle verstehen und
daraus ableiten können, ob auch ihr
Unternehmen von solchen Lösungen
profitieren könnte», sagt Damir Bogdan.
Einen Monat nach dem ersten Treffen
besucht das Team von QuantumBasel
das Unternehmen erneut. Bei diesem
Besuch sollen die Firmen ihre «Pain
Points», also ihre spezifischen Probleme,
darlegen. Nach einem halb- oder
ganztägigen Workshop nimmt das
Team die gesammelten Erkenntnisse
mit und erstellt auf dieser Basis ein Angebot
für das Unternehmen.
Training für die Mitarbeiter
des Quantum-Projekts
«Darin erklären wir unter anderem, wie
wir das Problem angehen würden - zum
Beispiel mit Simulation, Quantum Annealer
oder ähnlichen Techniken. Dann
starten wir das Projekt», erklärt Damir
Bogdan. Die ersten zwei bis drei Monate
sind der Problemformulierung gewidmet:
Das Problem wird in handhabbare
Teile zerlegt, die jeweiligen Eigenschaften
werden analysiert, und nach etwa
drei Monaten lässt sich abschätzen, ob
ein Projekt mit einem Quantencomputer
tatsächlich bessere Ergebnisse liefern
könnte. Dabei gibt es auch einen
Ausstiegspunkt für das Unternehmen.
«Wenn es sich entscheidet, weiterzumachen,
können wir in den folgenden
sechs Monaten die Algorithmen programmieren
und den ‹Proof of Concept›
abschliessen», sagt Damir Bogdan.
In dieser rund neunmonatigen Phase
schult das Team um Damir Bogdan und
die Partnerfirmen wie IBM und D-Wave
die Mitarbeitenden je nach Wissensstand.
Dabei setzt QuantumBasel auf
standardisierte Kurse, die modular aufgebaut
sind, einen Einblick in Hardware,
Framework und Programmierung geben
und in kleinen Teams von maximal
zwölf Personen stattfinden. Insgesamt
dauert der Kurs rund zehn Tage, die individuelle
Betreuung findet laufend statt.
Natürlich kann ein Kunde auch ohne
solche Schulungsmassnahmen in ein
Projekt einsteigen, etwa wenn er bereits
über ein eigenes, qualifiziertes Quantenteam
verfügt. Damir Bogdan: «Aber auch
solche Firmen unterstützen wir auf alle
Fälle tatkräftig, zum Beispiel bei der Formulierung
der Anwendungen.»
Lehrstuhl für Quantentechnologie an der
FHNW und Academia-Konzept
QuantumBasel engagiert sich auch aktiv in der Ausbildung zukünftiger Fachkräfte im
Bereich Quantencomputing. Mit der Finanzierung des Lehrstuhls für Quantenphysik an
der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) will das Unternehmen Bachelor- und
Masterstudierende ausbilden. Der Lehrstuhl ist bereits seit 2022 besetzt mit Prof. Dr.
Clément Javerzac.
Darüber hinaus entwickelt QuantumBasel ein spezielles Academia-Konzept. Dieses
Konzept zielt darauf ab, den Universitäten die notwendigen Ressourcen für den Zugang
zu Quantencomputern zur Verfügung zu stellen und zu ermitteln, welches spezifi sche
Quantenwissen noch benötigt wird, um Quantencomputer an Hochschulen und
Universitäten breiter verfügbar zu machen. Dazu werden spezifi sche Projekte gestartet.
#023 55

Wissenswertes
Die Gewinnerin
des Max-Lüthi-
Chemiepreises:
Fabiana Bächli.
Bild: ZHAW
FABIANA BÄCHLI ERHÄLT MAX LÜTHI PREIS
Die ZHAW-Chemiestudentin
Fabiana Bächli aus Beinwil
am See (AG) wurde für ihre
Diplomarbeit mit dem Max
Lüthi Preis 2023 ausgezeichnet. Dieser
wird von der Schweizerischen Chemischen
Gesellschaft SCS vergeben und
ist mit 1000 Franken dotiert.
Die Diplomarbeit von Fabiana Bächli
befasst sich mit einem hochaktuellen
Thema in der Pharmaforschung. Glasnanopartikel
kommen seit einigen
Jahren als Träger zum Einsatz, um
therapeutische Moleküle im Körper an
den richtigen Ort zu transportieren,
wo sie ihre medikamentöse Wirkung
entfalten können. Durch den gezielten
Transport der Wirkstoffe zum kranken
Gewebe können gesunde Organe geschont
und Nebenwirkungen vermieden
werden. Zudem sind nicht alle
Wirkstoffe in Blut oder Wasser löslich
oder sie werden von der Magensäure
zersetzt. Nano-Trägersysteme bieten
hierfür Lösungsansätze, sie haben
aber auch teils unerwünschte Auswirkungen
im Körper.
Ziel der preisgekrönten Diplomarbeit
«Mesoporöse bioaktive Glasnanopartikel
für den Wirkstofftransport» war es,
diese unerwünschten Einflüsse der
Nanopartikel auf den Körper bestmöglich
zu verringern. Anhand von verschiedenen
Methoden untersuchte
Fabiana Bächli, welchen negativen
Einfluss die von ihr hergestellten Glasnanopartikel
auf die Vitalität der
menschlichen Zellen ausüben. Zudem
hat sie den Einfluss von Variationen
bei Herstellung der Partikel auf deren
Struktur und Lösungsverhalten untersucht.
Betreut wurde die preisgekrönte
Arbeit durch Dominik Brühwiler
und Steffi Lehmann am Institut für
Chemie und Biotechnologie der ZHAW
in Wädenswil.
www.zhaw.ch
56 #023

KLAEMMLE
ÜBERNIMMT VERTRIEB
VON PETROFER
Die Laemmle Chemicals AG hat den
Vertrieb der Petrofer (Schweiz) AG
übernommen. Die Übernahme erfolgt
aufgrund der Pensionierung des langjährigen
Geschäftsführers Hans Bänziger sowie
der damit zusammenhängenden Entscheidung
des deutschen Mutterhauses, den
Standort in der Schweiz zu schliessen. Durch
die Übernahme des Portfolios von Petrofer erweitert
Laemmle sein Angebot mit dem Fokus
in den Bereichen Druckguss, Papier und Härterei-Industrie.
«Wir sind sehr erfreut, den Vertrieb
zu übernehmen und damit unser Produktprogramm
auszubauen», sagt Silvan Lämmle,
CEO der Laemmle Chemicals AG: «Damit können
wir unseren Kunden ein noch breiteres
Spektrum an hochwertigen Schmierstoffprodukten
und Dienstleistungen anbieten.»
www.laemmle-ag.ch
AMSLER & FREY ERGÄNZT
GESCHÄFTSLEITUNG
Markus Manser hat die Leitung Marketing und
Vertrieb bei der Amsler & Frey AG, Spezialistin
für technische Kunststoffteile, Kunststoff-Halbfabrikate,
Baugruppen-Montage und 3D-Druck,
übernommen. Der 50-Jährige arbeitete zuvor im Bereich
Kunststoff-Beschichtung von technischen Textilien sowie
in leitenden Vertriebsfunktionen in Maschinen- und Verpackungsindustrie.
Markus Manser ist ausgebildeter Marketingfachmann,
Eidg. Dipl. Verkaufsleiter und hat einen MBA
in Business Administration. Er ergänzt beim Schweizer Familienunternehmen
das Geschäftsleitungsteam.
www.amsler-frey.ch
#023 57

WISSENSWERTES
PRODUKTIONSARCHITEKTUR FÜR FABRIK DER ZUKUNFT
Das Produktionssystem
SWAP-IT entscheidet, wie ein
Auftrag ausgeführt werden soll
und verteilt die Aufgaben an
gerade verfügbare Maschinen
oder Roboter.
Bild: Fraunhofer IWU
Fertigungsunternehmen sollen
grosse Stückzahlen in bester
Qualität herstellen und auf Anfrage
schnell individualisierte
Einzelprodukte oder Kleinserien liefern.
Klassische Produktionsumgebungen
sind aufgrund ihrer starren
Abläufe nicht ausreichend dafür gerüstet.
Zehn Fraunhofer-Institute wollen
dieses Problem nun mit dem Leitprojekt
SWAP, hinter dem ein Konzept
für heterogene, auslastungsoptimierte
Roboterteams und Produktionsarchitekturen
steht, lösen. Die Grundidee
der darauf basierenden Architekturlösung
SWAP-IT zielt auf ein skalierbares
cyber-physisches Produktionssystem,
das sehr schlank ist und sich
flexibel auf unterschiedlichste Produktionsprozesse
anwenden lässt.
Durch ihren modularen Aufbau soll
die Produktionsarchitektur SWAP-IT
statische Strukturen und schematische
Abläufe klassischer Produktionsstätten
aufbrechen und die Arbeitsschritte flexibilisieren.
Grundlage hierbei ist eine
einheitliche und semantisch vereinfachte
Beschreibungssprache für Maschinen,
Prozesse und Produkte, welche
die Einbindung von Betriebsmitteln
wie Maschinen, Robotern oder autonomen
Transportsystemen ermöglicht. Im
Ergebnis soll eine intelligent agierende
und anpassungsfähige Produktionsumgebung
entstehen.
Ein zentraler Bestandteil von SWAP-
IT ist die Beschreibungssprache PFDL
(Production Flow Description Language).
Sie bindet das herzustellende Endprodukt
sowie die zur Herstellung nötige
Maschinentechnik ein und dient
dazu, vor dem Start der Fertigung das
jeweilige Endprodukt oder Bauteil zu
definieren und anschliessend die gewünschten
speziellen Merkmale zu ergänzen.
Da in der PFDL zwar die prinzipielle
Reihenfolge der Arbeitsschritte
festgelegt ist, aber nicht, welche Maschine
welche Aufgabe übernimmt,
entscheidet die SWAP-IT-Software, wie
genau der Auftrag ausgeführt werden
soll und vergibt einzelne Aufgaben an
gerade verfügbare oder günstig platzierte
Maschinen.
www.iwu.fraunhofer.de
58 #023

WEIDMÜLLER KNACKT
UMSATZ-MILLIARDE
Die Weidmüller-Gruppe mit Hauptsitz im
mitteldeutschen Detmold blickt auf ein
erfolgreiches Jahr 2022 zurück. Mit einer
Steigerung von 22 Prozent auf 1,175
Milliarden Euro wurde erstmals in der Firmengeschichte
die Umsatzmarke von einer Milliarde
Euro überschritten.
Auch im Jahr 2022 bildeten langfristige Investitionen
in allen Bereichen die Grundlage für konstantes
Wachstum von Weidmüller. Mit insgesamt
83 Millionen Euro investierte das Elektronik- und
Verbindungstechnik-Unternehmen sieben Prozent
seines Umsatzes in zukunftsorientierte Projekte
und den Ausbau seiner Standorte. Ein wichtiger
Bestandteil dieser Investitionen ist die
Stärkung der globalen Aufstellung. Im Fokus stehen
hier der Bau eines neuen Fertigungsstandorts
in China, ein Ausbau des Standortes Richmond,
USA, eine Produktionserweiterung in Rumänien
sowie Kapazitätserweiterungen in Thüringen.
Eine verbesserte Wertschöpfung, mehr Nachhaltigkeit
und Kreislaufwirtschaft sowie die Stärkung
nachhaltiger Local-for-local-Konzepte in
den Regionen sind grundlegende Ziele dieser Investitionsprojekte.
Mit der Fertigstellung und Inbetriebnahme des
Weidmüller Distribution Centers wurde indes das
bislang grösste Einzelinvestitionsprojekt in der
Unternehmensgeschichte abgeschlossen. Unweit
von Eisenach wurde auf 72000 Quadratmetern ein
neues Logistikzentrum errichtet, mit dem logistische
Prozesse nachhaltig verbessert werden sollen.
Der Gebäudekomplex befindet sich etwa zehn
Kilometer entfernt vom Standort der Thüringischen
Weidmüller GmbH. Er ist weitgehend automatisiert
und ermöglicht einen durchgängig digitalisierten
sowie flexibel vernetzten Liefer- und
Kundenservice.
www.weidmueller.com
VISION-KI EINFACHER EINSETZEN
Baumer beteiligt sich am NVIDIA-Metropolis-Programm,
das sich darauf konzentriert, eine neue Generation
von KI-Anwendungen auf den Markt zu
bringen. Das erklärte Ziel des Sensorherstellers aus
Frauenfeld ist es, Entwicklerwerkzeuge für Vision-KI-Anwendungen
bereitzustellen, um industrielle Prozesse noch
sicherer und effizienter zu gestalten.
NVIDIA Metropolis ermöglicht es Unternehmen, Behörden
und Integrationspartnern, KI-gestützte Lösungen einfacher
und kostengünstiger einzusetzen, um deren Prozesseffizienz
in vielen Bereichen zu verbessern. Das NVIDIA-Metropolis-
Ökosystem umfasst eine grosse und wachsende Anzahl von
Mitgliedern, welche in die fortschrittlichsten KI-Techniken
und effizientesten Bereitstellungsplattformen investieren
und einen unternehmensgerechten Ansatz für ihre Lösungen
verwenden.
www.baumer.com
CO2-NEUTRAL DURCH
AMEISENSÄURE
Forschenden um Tobias Erb am
Max-Planck-Institut für terrestrische
Mikrobiologie ist es
gelungen, einen künstlichen
Stoffwechselweg zu entwickeln, über
den aus Ameisensäure als möglichem
Zwischenprodukt der künstlichen Fotosynthese
das hochreaktive Formaldehyd
entsteht. Dieses lässt sich unmittelbar
und ohne toxische Wirkung
direkt in mehrere Stoffwechselwege
einspeisen, um weitere Wertstoffe bilden
zu können.
www.mpg.de

Das ZCBS-Lab
am Hönggerberg.
Bild: ETH
EXPERIMENTELLE FORSCHUNG IM MASSSTAB 1:1
Die Eidgenössische Technische
Hochschule Zürich
(ETH) hat eine einzigartige
Forschungseinrichtung eröffnet.
Im «Zero Carbon Building Systems
Lab» kann erstmals das Verhalten
von Bauteilen in verschiedenen
Klimazonen erforscht werden. Das
neue Gebäude auf dem ETH-Areal
Hönggerberg umfasst zwei Stockwerke
mit verschiedenen Testzellen, Klimakammern
und Versuchsräumen.
Im Rahmen der bestehenden Industriepartnerschaft
mit der ETH Zürich
hat Siemens die neue Forschungseinrichtung
mit digitalen Gebäudetechniklösungen
ausgestattet.
Das «Zero Carbon Building Systems
Lab» (ZCBS-Lab) ermöglicht es, experimentelle
Forschung und Systemtests
im Massstab 1:1 durchzuführen.
Erforscht werden aktive und passive
Technologien der Energieversorgung,
Automatisierung und Klimatisierung
von Gebäuden unter verschiedensten
Umweltbedingungen. Initiiert wurde
das ZCBS-Lab von der ETH-Professur
für Architektur und Gebäudesysteme
unter der Leitung von Prof. Dr. Arno
Schlueter.
Das ZCBS-Lab ist nicht nur gebäudetechnisch,
sondern auch baulich überaus
flexibel konzipiert. Die einzelnen
Räume lassen sich bei Bedarf verbinden
oder separieren. Dies ermöglicht
unter anderem vergleichende oder
auch isolierte Tests von Bauteilen und
Gebäudesystemen, zum Beispiel für
die effiziente Kühlung oder integrierte
Stromproduktion durch Solartechnologie.
Auch Nutzerakzeptanzstudien
können in einzelnen Testzellen durchgeführt
werden. Bei ihren Versuchen
können die Forschungsfachleute die
gesamte Gebäudeautomation bis hinunter
auf die Feldebene selbständig
regeln und quasi per Knopfdruck vom
Betriebsmodus in den Forschungsmodus
wechseln.
Das Highlight der neuen ETH-Einrichtung
ist ein Raum mit einem Sonnen-Emulator.
In dieser Testanlage
können neben Temperatur und Luftfeuchtigkeit
solare Einwirkungen im
Tagesverlauf nachgebildet werden.
Eine solche Forschungseinrichtung
mit einer integrierten «künstlichen
Sonne», die auf energie-effizienter
LED-Technik basiert, ist weltweit einzigartig.
www.eth.ch
BETRIEBSSYSTEM FÜR DIE PRODUKTION
Mit FabOS entsteht derzeit
ein Betriebssystem für die
Produktion. Es bietet eine
flexible und erweiterbare
Architektur, um zukünftige Anforderungen
von kognitiven Diensten,
Echtzeitanwendungen und Datenmarktplätzen
erfüllen zu können. Die
konkreten Anforderungen und die
notwendigen Funktionen zur Umsetzung
beschreiben die beteiligten Projektpartner
in einem neu erschienenen
Whitepaper.
Das Projekt FabOS wird von einem
Forschungsteam des Fraunhofer-
Instituts für Produktionstechnik und
Automatisierung IPA und Partnern
aus 23 weiteren Forschungseinrichtungen,
Hochschulen und Unternehmen
entwickelt. Ziel ist es, ein offenes,
verteiltes, echtzeitfähiges und
sicheres Betriebssystem für die gesamte
Produktion zu schaffen. Die
nun veröffentlichte FabOS-Referenzarchitektur
ermöglicht es Unternehmen,
künstliche Intelligenz in
der Produktion auf einer standardisierten
Plattform zu nutzen, die auf
bewährten Prinzipien und Best Practices
basiert.
Das Whitepaper «Towards an open,
distributed, real-time capable and secure
operating system for AI-assisted
manufacturing» ist unter dem QR-Code
kostenlos abrufbar.
www.ipa.fraunhofer.de
60 #023

#023 61

Hans-Jörg Domian, Leiter
Business Development bei Feintool.
Foto: Feintool
62 #023

ELEKTROMOBILITÄT UND DIE PRODUKTION
ELEKTRISIERENDE
TRANSFORMATION
EIN SCHWEIZER ZULIEFERER SETZT
ERFOLGREICH AUF ELEKTROMOBILITÄT
Die Firma Feintool gilt als einer der führenden Zulieferer der
Elektromobilitätsbranche. Hinter diesem Erfolg steckt eine
erzählenswerte Transformation, die auch zeigt, dass sich Unternehmen
in kurzer Zeit wandeln können. Und sich dabei sogar
noch auf drei Megatrends der Zukunft ausrichten kann.
Von Eugen Albisser
Der Übergang vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor
vollzieht sich vielerorts in rasantem Tempo.
Während die Verbraucher mehr oder weniger
problemlos mitziehen, sieht es hinter den Kulissen
anders aus. Automobilhersteller und Zulieferer müssen sich
neue Strategien überlegen, um diesen Wandel ebenfalls zu
schaffen - und im besten Fall mitzugestalten. Ein Unternehmen,
das die Zeichen der Zeit besonders erfolgreich gelesen
und entsprechend gehandelt hat, hat seinen Hauptsitz im
schweizerischen Lyss. Die Feintool Gruppe hat sich als
herausragender globaler Zulieferer in der Welt der Elektromobilität
etabliert. Doch wie hat sie den Wandel geschafft
und mit welchen Technologien erreicht sie solche Höchstleistungen?
Wir sprachen mit Dr. Hans-Jörg Domian, Leiter
Business Development der Feintool-Gruppe.
Herr Domian, wie war das eigentlich bei Feintool, als
spätestens mit dem Pariser Klimaabkommen der Wandel
sichtbar wurde und auch andere Zeichen darauf hindeuteten,
dass der Verbrennungsmotor durch alternative
Antriebe abgelöst wird?
Jedes Unternehmen, das wie wir bis zu diesem Zeitpunkt
gut vom Verbrennungsmotor gelebt hat, musste sich die
Frage stellen, wie es auch mittel- und langfristig weiterbestehen
will. Und so haben wir uns Gedanken gemacht,
Marktanalysen gestartet und ausgewertet, um mehr
Sicherheit zu bekommen, welche technologischen Veränderungen
es im Antriebsstrang und in den Fahrzeugen
geben könnte. Darauf aufbauend haben wir analysiert und
uns überlegt, was das für uns bedeutet und welche Optionen
sich uns bieten. Als wir das durchgerechnet hatten,
haben wir unsere neue Strategie entwickelt und uns
konsequent daran orientiert.
Konnte Feintool einfach einen Schalter umlegen und etwas
Neues produzieren?
Nein, so einfach war es nicht. Wir haben schnell gemerkt,
dass wir bestimmte Technologien zusätzlich ins
Unternehmen holen müssen, wenn wir weltweit eine
führende Rolle spielen wollen. So haben wir 2018 mit der
«Stanz- und Lasertechnik Jessen» ein kleines Unternehmen
in Norddeutschland übernommen, das uns Zugang
zu neuen Technologien verschafft hat und auch über
entsprechende Produktionsanlagen verfügt. 2022 kam
ein weiteres Unternehmen hinzu, die Firma Kienle +
Spiess, die sich auf das Stanzen von Elektroblechen
spezialisiert hat. Mit dieser Akquisition sind wir heute
die Nummer 2 auf dem europäischen Markt als Zulieferer
im Bereich der Elektromotoren, insbesondere bei Rotoren
und Statoren für diese Motoren.
Ich habe gelesen, dass in fast jedem Auto 30 bis 100
Feintool-Teile verbaut sind. Stimmt das noch?
(lacht) Das kommt darauf an, wie man zählt! Wenn man
seriös rechnet, muss man sagen, dass ein Rotor, der aus
etwa 300 bis 400 Blechen besteht, letztlich ein Teil ist,
#023 63

ELEKTROMOBILITÄT UND DIE PRODUKTION
Komponenten von Feintool für die
Elektromobilität. Grafik: Feintool
genauso wie ein Stator. Aber es sind sehr hochwertige
Teile. Und darauf kommt es uns an! Nicht so sehr um die
Stückzahl, sondern um den Wert, den wir in das Fahrzeug
einbringen. Mit Rotor und Stator liefern wir im Bereich
Elektroblechstanzen zwei sehr hochwertige Komponenten,
die über Effizienz und Leistung des Fahrzeugs
entscheiden. Immer mehr elektrische Fahrzeuge verfügen
über Allradantrieb und haben somit nicht nur einen,
sondern zwei Elektromotoren, was den Wertschöpfungsanteil
von Feintool nochmals erhöht. Aber unsere
Bauteile stecken natürlich nicht nur im Elektromotor,
sondern in vielen weiteren Baugruppen eines Fahrzeugs,
von der Batterie über die Bremsen bis zu den Sitzen
(siehe auch Bild).
Sie geben das Stichwort für die nächsten Fragen: Kerntechnologien.
Das Elektroblechstanzen ist eine von vier
Kerntechnologien, die Feintool rund um die Elektromobilität
einsetzt und weiter vorantreiben wird. Das würde ich
gerne mit Ihnen durchgehen.
Sehr gerne. Neben dem bereits erwähnten Blechstanzverfahren
beschäftigen wir uns beispielsweise intensiv mit
der Herstellung von Gehäusen für Batteriezellen. Diese
Gehäuse bestehen in der Regel aus Aluminium oder
dünnem Stahlblech und sind entweder rund oder prismatisch
geformt. Sie werden in sehr grossen Stückzahlen für
die Batterien von Elektrofahrzeugen benötigt. In einem
Pkw mit einer grösseren Batterie können schnell 600 bis
700 Rundzellen oder 200 bis 300 prismatische Zellen
verbaut sein. Diese Gehäuse werden mit der Umformtechnik
hergestellt.
Und dann ist da noch das Verfahren, mit dem Feintool
gross geworden ist: das Feinschneiden.
Das Feinschneiden wird auch in Zukunft eine grosse
Bedeutung haben, vor allem wenn es um batteriebetriebene
Fahrzeuge geht. Wir bereiten uns intensiv auf die Produktion
von Komponenten für Batteriezellen vor. Ich habe eben
die Zellgehäuse erwähnt, die natürlich noch einen Deckel
mit entsprechenden Anschlüssen nach aussen brauchen.
Dieser Deckel muss präzise gefertigt werden, was wir mit
unserer Feinschneidtechnologie abdecken können. Das gilt
auch für das prismatische Zellgehäuse, dessen Deckel allerdings
etwas komplexer ist. Aber auch hier bietet unsere
Feinschneidtechnologie sehr gute Voraussetzungen, um
grosse Stückzahlen mit hoher Präzision und Qualität zu
wettbewerbsfähigen Preisen herstellen zu können. Hinzu
kommen weitere wichtige Komponenten, die beispielsweise
in Elektromotoren oder in Kompressoren für das
Thermomanagement im Elektrofahrzeug benötigt werden.
Und last but not least nennt Feintool als vierte Kerntechnologie
die Feinumformung.
Mit dieser Technologie stellen wir die Bipolarplatten für
Brennstoffzellen her – also für die Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge
(FCEV). Diese Platten müssen mit höchster
Präzision hergestellt werden. Sie enthalten Kanäle, die sehr
genau geformt und sehr filigrane Konturen aufweisen.
64 #023

Wichtig ist auch, dass sie in sehr grossen Stückzahlen
produziert werden können, denn ein Brennstoffzellensystem,
also ein Brennstoffzellen-Stack, besteht aus mehreren
hundert dieser Bipolarplatten. Die gleiche Technologie ist
auch geeignet, um die Interconnects für Elektrolyseure
herzustellen. Elektrolyseure sind erforderlich, um mit
elektrischem Strom aus Wasser Wasserstoff herstellen zu
können. Wie bei einem Brennstoffzellen-Stack sind auch
bei einem Elektrolyseur-Stack Aktivelemente in hoher
Stückzahl erforderlich.
Extrem kurze Taktzeiten
verbinden mit hoher Qualität
Feintool gehört bei diesen Technologien zu den führenden
Unternehmen, und das geht nicht ohne gewisse Herausforderungen.
Können Sie eine solche Herausforderung etwas
näher erläutern?
Die Herausforderung ist bei fast allen Technologien gleich:
Wir sind in einer Branche zu Hause, die von Grossserien
lebt. Dabei müssen wir extrem kurze Taktzeiten einhalten,
um wirtschaftlich zu sein. Und über allem steht die
Einhaltung einer hohen Qualität, zum Beispiel in der
Umformtechnik zur Herstellung von Batteriezellgehäusen.
Das sind sehr dünnwandige Teile. Hier müssen wir sicherstellen,
dass keine Risse entstehen, die Masse eingehalten
werden und die Oberflächen glatt bleibt. Im eben erwähnten
Beispiel haben wir – um diese Präzision und Effizienz zu
erreichen – unser Know-how aus dem Feinschneiden und
Umformen genutzt. Wir haben diese beiden Kompetenzfelder
praktisch kombiniert und so sehr gute Lösungen für die
Herstellung der Bipolarplatten entwickelt.
Liegt die Herausforderung eher im Prozess oder in der
Maschine?
Sie sprechen einen wichtigen Punkt an - aber es gibt noch
einen weiteren wichtigen Aspekt: das Werkzeug! Maschinen,
Prozesse, Werkzeuge: Das gehört zusammen. Unser
grosses Know-how liegt vor allem in den Werkzeugen, die
wir selbst entwickeln und herstellen. Das ist für uns ein
wichtiger Wettbewerbsvorteil. Wir sind uns sicher: Technologieführer
können wir nur sein, wenn wir die Werkzeuge
selbst entwickeln und herstellen und damit natürlich auch
den Prozess ständig weiterentwickeln können.
Das ist eine spannende Aussage. Denn bei Feintool wurde
gerade das Pressengeschäft verkauft. Inwiefern haben wir
es hier mit einem Verlust von Kernkompetenzen zu tun
oder mit einer weiteren Fokussierung?
Zunächst einmal ist es sicher eine Kompetenz, eine
Feinschneidpresse herstellen zu können. Wir haben uns
aber entschieden, dass es für uns vor allem wichtig ist, das
Werkzeug und den Prozess zur Grossserienfertigung
komplett zu beherrschen - von der Entwicklung über die
Konstruktion bis hin zur Fertigung. Dieses Know-how bleibt
bei uns. Mit dem Verkauf zeigen wir tatsächlich auch, dass
#023 65

wir uns noch stärker auf die Teilefertigung konzentrieren.
Aber Feintool und der neue Besitzer haben sich auf eine
enge technologische Zusammenarbeit insbesondere im
Bereich Wasserstofftechnologien geeinigt. Deswegen wird
Feintool eine strategische Minderheitsbeteiligung von 15
Prozent an der Feintool Technologie AG behalten.
Die Geschichte von Feintool lässt sich also wie folgt
zusammenfassen: Die Firma wurde als reines Maschinenbauunternehmen
gegründet, hat sich dann aber der
Serienfertigung von Komponenten zugewandt und konzentriert
sich heute mit dem Verkauf der Pressen ganz - und
bisher sehr erfolgreich - auf diesen Geschäftszweig.
Das ist im Schnelldurchlauf die Geschichte. Die Serienfertigung
begann erst in den neunziger Jahren. Zu Beginn war
dies nur ein kleiner Bereich mit relativ geringen Umsätzen
- im Gegensatz zum Maschinen- und Anlagenbau. Doch
dieser Bereich entwickelte sich sehr schnell und überholte
innerhalb weniger Jahre sogar die Anlagentechnik. Am
Ende machte die Anlagentechnik nur noch einen winzigen
Teil des Umsatzes aus, etwa 3 Prozent. Die Teilefertigung
wuchs enorm und ist sehr erfolgreich.
Jetzt kommen Kunden aus dem Bereich E-Mobility und
wollen Komponenten. Wie sieht so ein Prozess aus? Wissen
die Kunden immer genau, was sie wollen, oder steht
Feintool beratend zur Seite und zeigt eventuell Verbesserungsmöglichkeiten
auf?
Für jede unserer vier Kerntechnologien sieht es etwas
anders aus, aber im Grossen und Ganzen läuft es ähnlich
ab. Der Kunde hat in der Regel ein Design, zum Beispiel für
seinen Rotor und Stator, und gibt uns die gewünschten
Eigenschaften vor. Wir prüfen dann, ob wir das Produkt zu
den gewünschten Kosten herstellen können. Es kommt
eher selten vor, dass der Kunde Zeichnungen hat, mit
denen wir sofort arbeiten können. Oft müssen wir an
bestimmten Stellen der Konstruktion Änderungen vornehmen.
Diese Änderungen müssen sorgfältig mit dem Kunden
abgestimmt werden, damit die Eigenschaften des Elektromotors
- wie maximales Drehmoment, Leistung und
Wirkungsgrad - nicht negativ beeinflusst werden. Dies
erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen den
Konstrukteuren des Kunden und unseren Spezialisten.
Die grosse Herausforderung besteht oft darin, dass der
Kunde höchste Qualität und Leistung zu minimalen Kosten
wünscht, was oft ein Widerspruch ist. In solchen Fällen
müssen wir mit dem Kunden diskutieren, wie wir diese
Anforderungen in Einklang bringen können.
Gibt es eine eigene Abteilung, die Grundlagenforschung
betreibt?
Ja, die Forschung und Entwicklung hat in den letzten
Jahren sogar noch an Bedeutung gewonnen, insbesondere
durch den technologischen Wandel, dem wir uns proaktiv
stellen müssen. Unsere Kunden erwarten von uns als
Technologieführer, dass wir von uns aus Lösungen anbieten,
wie zum Beispiel die Bipolarplatte oder die modernen
66 #023

ELEKTROMOBILITÄT UND DIE PRODUKTION
Paketierverfahren zur Herstellung von Rotoren und
Statoren, die wir in den letzten Jahren entwickelt haben.
Diese langfristigen Investitionen bedeuten natürlich, dass
wir Vorleistungen erbringen müssen und es oft viele Jahre
dauert, bis wir die Früchte unserer Arbeit ernten können.
Das klingt so, als ob sich nach dem Öffnen einer Tür
weitere Türen öffnen.
Das stimmt. Nicht immer, aber in diesem Fall stimmt es.
Es ist wirklich spannend und macht uns viel Freude, in
diese Richtung zu gehen. Mit unserem neuen CEO Torsten
Greiner sind wir dabei, eine neue Vision für das Unternehmen
zu entwickeln. In den letzten zwei Jahren haben wir
erkannt, dass wir mit unseren Kerntechnologien in drei
grossen Megatrends eine wichtige Rolle spielen können.
Erstens bei der Erzeugung grüner Energie. Wir liefern
unsere Elektroblech-Technologie nicht nur für Autos,
sondern auch für grosse Wind- und Wasserkraftwerke.
Vor zwei Wochen haben wir einen Grossauftrag von einem
Windkraftanlagenhersteller erhalten. Es handelt sich um
die derzeit grössten Windkraftanlagen mit einer Leistung
von 12 bis 15 Megawatt. Das Gleiche gilt für Wasserkraftwerke,
deren Generatoren ebenfalls aus Rotoren und
Statoren bestehen, und wo wir unsere Technologie des
Elektroblechstanzens einsetzen können.
Zweitens: Wenn man grünen Strom erzeugt hat, muss man
ihn speichern. Hier kann die Wasserstofftechnologie in
Verbindung mit Elektrolyseuren und Brennstoffzellen helfen
und Batterien, wo unsere Technologie zur Herstellung von
Batteriezellengehäus und Batteriedeckeln zum Einsatz
kommt. Feinschneiden und Umformen ist also die zweite
Säule der Speicherung von grüner Energie.
Die dritte Säule ist die effiziente Nutzung von Ökostrom. Hier
spielen unsere Rotoren und Statoren eine wichtige Rolle. Sie
werden nicht nur im Automobilbereich eingesetzt, sondern
auch in der Industrie, zum Beispiel in Wärmepumpen oder
Klimaanlagen. Sie stecken in vielen Geräten, die oft stundenoder
tagelang in Betrieb sind. Deshalb ist es wichtig, dass sie
sehr effizient arbeiten. Unsere Technologie leistet hier einen
wertvollen Beitrag und bietet damit hervorragende Voraussetzungen,
den dritten Megatrend, die effiziente Nutzung
von Ökostrom, mit unseren effizienten Elektromotoren zu
unterstützen. Diese drei Megatrends werden wir in Zukunft
noch stärker als bisher vorantreiben. Das eröffnet uns
wirklich neue Chancen. Und das Beispiel Feintool zeigt
damit auch ganz generell, dass es gelingen kann, ein
Unternehmen in kurzer Zeit fast komplett neu auszurichten
und dies sogar für drei Megatrends der Zukunft.
Feintool | www.feintool.com
#023 67

ELEKTROMOBILITÄT UND DIE PRODUKTION
Nikola Tesla: «Als Erfinder
neige ich dazu, Sachen
effizienter und praktischer
zu machen.»
(KI-generiertes Zitat/
Bild: Fszalai, KI-generiert)
«ICH BIN
AUSSERORDENTLICH
ERFREUT UND
BEEINDRUCKT VON DEN
FORTSCHRITTEN,
DIE DIE MENSCHHEIT
GEMACHT HAT»
Technik und Wissen hat ein Gespräch geführt mit dem visionären Erfinder,
Physiker und Elektroingenieur Nikola Tesla, dem viele Neuerungen auf dem
Gebiet der elektrischen Energietechnik gelangen. Das heisst, nicht der 1943
in New York verstorbene Tesla selbst hat natürlich geantwortet, sondern
eine Kombination zweier KI-Tools – der App «Hello History» und ChatGPT
4.0 – unterstützt durch die menschliche Expertise unserer Redaktion.
Autor(en): Eugen Albisser, Hello History, ChatGPT 4.0
68 #023

Guten Tag, Herr Tesla. Schön, dass wir
uns einmal begegnen, wenngleich auch
auf diesem sonderbaren Weg. Wir
wollen heute über die Elektromobilität
reden, dem Schwerpunkt dieser Ausgabe des
Printmagazins. Wie sehen Sie eigentlich die
Fortschritte, die in der Elektromobilität seit Ihrer
Zeit gemacht wurden?
Oh, das ist eine ausgezeichnete Frage. Ich bin
zuerst einmal ausserordentlich erfreut, dass man
das Potenzial von Elektroautos endlich erkannt
hat. Ich bin aber auch beeindruckt von den
Fortschritten, die die Menschheit seither gemacht
hat. Die Technologien, die ich einst entwickelt
habe, finden nun ihre Anwendung und das erfüllt
mich mit grossem Stolz. Allerdings glaube ich,
dass wir noch mehr tun können, besonders im
Bereich der erneuerbaren Energien und der
drahtlosen Energieübertragung.
Welche Verbesserungen oder Innovationen würden
Sie in der aktuellen Technologie der Elektrofahrzeuge
vornehmen?
Als Erfinder neige ich dazu, Sachen effizienter und
praktischer zu machen. Die Energieeffizienz ist
von grösster Bedeutung. Wir sollten alles daransetzen,
die Effizienz unserer Maschinen zu verbessern,
um noch mehr aus dem Energieverbrauch
herauszuholen. Darüber hinaus bin ich fest davon
überzeugt, dass die drahtlose Energieübertragung
das Potenzial hat, das Aufladen von Elektroautos
weiter zu revolutionieren. Und noch etwas: Wir
müssen dringend an neuen Materialen forschen,
um die Autos noch leichter und dennoch stärker
zu machen.
Sie haben die drahtlose Energieübertragung
angesprochen: Wie sehen Sie die Zukunft der
drahtlosen Energieübertragung in Bezug auf
Elektroautos?
Ich bin froh, dass Sie mich dies fragen. Die drahtlose
Energieübertragung war ja immer eine Herzensangelegenheit
von mir und ich habe immer an die
Möglichkeit der drahtlosen Energieübertragung geglaubt.
Es würde nicht nur das Leben der Menschen
erleichtern, sondern könnte auch einen enormen
Einfluss auf die Effizienz und Praktikabilität von
Elektroautos haben. Wir sollten diese Technologie
weiter erforschen, denn der Traum müsste sein,
dass wir auf Strassen fahren, welche diese Technologie
integriert haben und so erlauben, das Auto
aufzuladen, während wir fahren.
Wie bewerten Sie die Umweltauswirkungen von
Elektroautos, insbesondere in Bezug auf die
Produktion und das Recycling von Batterien?
Während meiner Lebenszeit war die Umweltbelastung
durch Industrie und Technologie noch nicht in
dem Masse erkennbar wie heute. Dennoch, ich habe
immer den Wert der Harmonie zwischen Mensch
und Natur erkannt. Die Produktion und das Recycling
von Batterien sind sicherlich grosse Herausforderungen,
die wir mit Respekt für unsere Erde angehen
müssen. Jeder Fortschritt, der uns erlaubt,
effizienter zu arbeiten und dabei weniger Ressourcen
zu verbrauchen, ist ein Schritt in die richtige
Richtung. Forschung und Innovation können uns
helfen, Lösungen zu finden, um diesen Prozess
nachhaltiger und umweltfreundlicher zu gestalten.
Sie sind übrigens Namenspatron eines Mondkraters,
eines Asteroiden, einer Rockband und auch
der bekannteste Hersteller von Elektroautos hat
Ihren Namen für seine Firma und Produkte
eingesetzt: Tesla. Wie stehen Sie dazu, dass
ausgerechnet das bekannteste Elektroauto nach
Ihnen benannt ist?
Es ist für mich eine Ehre, dass meine Arbeit und
meine Ideen so viele Menschen inspiriert haben,
dass sie meinen Namen für ihre Produkte und Unternehmen
ausgewählt haben. Der Gedanke, dass
mein Name mit der Elektromobilität verbunden ist,
ist besonders erfreulich, da ich mein ganzes Leben
der elektrischen Energie gewidmet habe. Es ist bemerkenswert
zu sehen, dass die von mir entwickelten
Technologien heute genutzt werden, um eine
nachhaltigere Zukunft zu gestalten. Ich hoffe, dass
diese Anerkennung auch dazu beiträgt, die Bedeutung
von Innovation und wissenschaftlicher Forschung
in den Vordergrund zu rücken.
Welche Ratschläge hätten Sie für junge Ingenieure
und Erfinder, die an der nächsten Generation von
Elektrofahrzeugen arbeiten?
Mein Rat an diese mutigen Seelen wäre, niemals
Angst zu haben, das Unbekannte zu erforschen. Es
ist unsere Aufgabe als Wissenschaftler und Erfinder,
über den Tellerrand hinaus zu denken und
neue Wege zu beschreiten, auch wenn sie zunächst
als unerreichbar erscheinen mögen. Misserfolge
sind nur Stolpersteine auf dem Weg zum
Erfolg. Bleiben Sie beharrlich und lassen Sie sich
nicht entmutigen.
Und noch eine letzte Frage: Würden Sie eigentlich
heute mit einem Elektroauto herumfahren?
Ohne Frage würde ich das tun! Sie könnten mich
dann sehen in einem dieser Elektroautos, vielleicht
sogar einem Tesla selbst – und wahrscheinlich
mit einem Lächeln im Gesicht, das meine
Freude über diese bemerkenswerten Entwicklungen
zeigt.
#023 69

ELEKTROMOBILITÄT UND DIE PRODUKTION
Bild: Mapal
WIE FERTIGUNGSTECHNIK
DIE E-MOBILITÄT
VORANBRINGT
Die Automobilindustrie treibt die Elektromobilität konsequent voran. Das hat
Auswirkungen auf die Fertigungstechnik. So müssen zum Beispiel immer mehr
leichte und filigrane Bauteile bearbeitet werden. Wie lassen sich Batteriekomponenten
am wirtschaftlichsten zerspanen? Welche Herausforderungen sind bei
der Herstellung von Zahnrädern und Getrieben zu meistern? Diese und weitere
Fragen werden auf der EMO Hannover 2023 im Mittelpunkt stehen.
Wir stellen Ihnen drei Technologien von drei verschiedenen Unternehmen vor,
die jeweils durch ein kurzes Interview mit den jeweiligen Unternehmensvertretern
ergänzt werden, um Details rund um die Technologien zu diskutieren.
Autoren: Dag Heidecker / Eugen Albisser
70 #023

Leise Verzahnungen für
die Elektromobilität
Firma: Klingelnberg
Technologie: Verzahnung
Thema: Verzahnungsgeräusch
Das Verzahnungsgeräusch ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal
von Getrieben für elektrisch angetriebene
Fahrzeuge. Durch den Wegfall des eher lauten Verbrennungsmotors
rückt die Geräuschentwicklung der anderen
Antriebskomponenten in den Fokus, wobei die Verzahnung
die grösste Geräuschquelle darstellt. Die
Klingelnberg GmbH aus Hückeswagen hat ihre Produktion
darauf eingestellt und zeigt auf der EMO Hannover,
wie das aussieht. Im Mittelpunkt stehen das Verzahnungsschleifen
und die Qualitätssicherung.
«Beim Verzahnungsschleifen steht dem Anwender mit
dem Quiet Surface Shifting (QSS) eine intelligente
Abricht- und Schleifstrategie zur Verfügung, um die
regelmässigen Schleifstrukturen auf der Verzahnungsoberfläche
aufzubrechen und damit ein verbessertes Geräuschverhalten
zu ermöglichen», erklärt Dr. Christof Gorgels,
Vice President Technologie und Innovation
bei Klingelnberg. «Die Einflankenwälzprüfung mit all ihren
Ausprägungen ermöglicht eine einsatznahe Geräuschprüfung
der Verzahnungen im Takt der Schleifbearbeitung.»
Die Abweichungsanalyse im Rahmen der Präzisionsmessung
ermöglicht darüber hinaus die Bewertung der Welligkeit
als regelmässigen Anteil des Formfehlers. Damit werden
geräuschkritische Abweichungen an der Zahnflanke
sichtbar und es können Abstellmassnahmen definiert
werden. Die Verknüpfung aller drei Systeme zu einem geschlossenen
Regelkreis ermöglicht eine engmaschige
Überwachung und Korrektur des Fertigungsprozesses.
Die Einflankenwälzprüfung überwacht dabei den
Schleifprozess zu 100 Prozent. «Laute Bauteile werden
so direkt erkannt, ausgeschleust und der Präzisionsmessung
zugeführt», ergänzt Gorgels. «Die Messung
macht dann die Abweichungen sichtbar und die Bearbeitungsmaschine
kann im Idealfall direkt automatisch
korrigiert werden. So entsteht ein kurzer und schneller
Regelkreis für leise Verzahnungen.»
Wie genau funktioniert das erwähnte Quiet Surface
Shifting (QSS)?
Das Grundprinzip des Quiet Surface Shifting ist die Variation
der Schleifschneckentopologie entlang der
Schleifschneckenbreite. Durch ein kontinuierliches
Shiften der Schnecke bei der Schleifbearbeitung werden
unterschiedliche Bereiche in den Eingriff gebracht. Damit
wird die Oberflächenstruktur der einzelnen Zähne
eines Zahnrades über der Breite leicht moduliert und so
einzelne, tonale Anregungsfrequenzen im späteren
Zahneingriff im Getriebe vermieden.
Welche Messsysteme werden für die
Qualifizierung eingesetzt?
Es gibt zwei Möglichkeiten, das Geräuschanregungsverhalten
eines Zahnrades zu qualifizieren. Zum einen wird der
Einflankenwälzversuch eingesetzt. Dabei wird ein Zahnrad
mit einem Meisterzahnrad abgewälzt und mit hochgenauen
Winkelmesssystemen der Drehfehler als Ursache für die
Geräuschanregung ausgewertet. Zum anderen kommt die
Verzahnungsmessung mit anschliessender simulativer
Auswertung der Messergebnisse zum Einsatz.
Wann gilt etwas als geräuschkritisch?
Üblicherweise werden Ordnungen und deren Amplitude
bewertet. Ordnungen sind dabei auf die Drehzahl normierte
Frequenzen. Die finale Bewertung findet aber im Fahrzeug
durch einen geschulten Testfahrer statt. Die Herausforderung
besteht letztlich darin, die Korrelationskette bis
hin zur Schleifbearbeitung zu erstellen und damit dann
Grenzen für Ordnungen und Amplituden festzulegen.
Was sind die häufigsten Ursachen, die zu geräuschkritischen
Abweichungen führen?
Die Ursachen in der Fertigung sind vielfältig. Beispiele
sind ein taumelndes Schleifwerkzeug, das Eigenschwingungsverhalten
der Bearbeitungsmaschine, aber auch
eine nicht steif genug ausgeführte Werkstückspannung.
Was passiert nun mit dem Bauteil, nachdem es als
geräuschkritisch eingestuft wurde? Wie kann Abhilfe
geschaffen werden?
Im Bereich der Fahrzeuggetriebe werden solche Bauteile
verschrottet. Wichtig ist jedoch, die Ursache im Bearbeitungsprozess
zu finden und zu beheben.
Fünf Detailfragen zur Vermeidung
von Verzahnungsgeräuschen
Antwortgeber: Dr. Christof Gorgels,
Vizepräsident Technologie und Innovation
bei Klingelnberg
Mithilfe des Closed Loop ist eine
engmaschige Überwachung und
Korrektur des Fertigungsprozesses
möglich – für eine 100-prozentige
Prüfung aller geschliffenen Teile.
Bild: Klingelnberg GmbH
#023 71

ELEKTROMOBILITÄT UND DIE PRODUKTION
Die aktuelle Maschinenserie von
Grob eignet sich insbesondere,
um Bauteile für den E-Antrieb in
Leichtbauweise zu fertigen.
Bild: Grob-Werke GmbH & Co. KG
Crossover-Baureihe für
alle wichtigen
E-Mobility-Komponenten
Firma: Grob-Werke
Technologie: Zerspanungsmaschinen
Thema: Neue E-Mobility-Baureihe
Die Grob-Werke GmbH & Co. KG aus Mindelheim ist bekannt
für ihr breites und differenziertes Maschinenportfolio.
Seit einigen Jahren richtet sich das Angebot zunehmend
auch an Hersteller aus dem Bereich der
Elektromobilität. Dies wird auch Thema des Messeauftritts
auf der EMO Hannover sein. «Die Entwicklung geht
weiter, der Markt verlangt nicht nur Anlagen zur Herstellung
von Statoren, Rotoren und Batterien. Auch Batteriewannen,
Subframes, Rahmenstrukturbauteile und vieles
mehr müssen für den E-Antrieb in Leichtbauweise hergestellt
werden», erklärt Christian Müller, CSO und Mitglied
der Geschäftsleitung.
Grob richtet deshalb sein Maschinenportfolio in der Zerspanungstechnik
verstärkt darauf aus. Baureihen werden
für die Elektromobilität optimiert oder komplett neu
entwickelt und auf den Markt gebracht, um den Kundenbedürfnissen
gerecht zu werden. Ein gutes Beispiel
dafür ist eine aktuelle Maschinenreihe: Sie wurde entwickelt,
um Bauteile für den Elektroantrieb in Leichtbauweise
zu fertigen. Auch die ein- und zweispindligen
Maschinen werden entsprechend weiterentwickelt. Für
2023 stehen zudem neue Baugrössen auf der Agenda, um
noch grössere Bauteile für den E-Antrieb in einem Guss
fräsen zu können.
Mittlerweile umfasst diese Baureihe von Grob fünf Maschinentypen,
um für jeden Kunden die passende Lösung
parat zu haben. «Bauteiloptimierte Arbeitsräume,
Dynamik und Stabilität - all das müssen die Maschinen
vereinen», erläutert Müller. «Auch in den kommenden
Jahren werden die Anforderungen an zerspanende Maschinen
für den Elektroantrieb weiter steigen und neue
Lösungen müssen realisiert werden. Grob reagiert
schnell auf sich ändernde Anforderungen und hat mit
der beschriebenen Baureihe bereits heute eine Baureihe
im Programm, die spezifische Anforderungen der Elektromobilität
vereint.
Vier Detail-Fragen zur Crossover-Baureihe
Sie sprechen von komplett neu entwickelten Maschinen
der F-Baureihe für die Elektromobilität. Welche Maschinen
sind das?
Das ist die G920F, die wir noch in diesem Jahr auf den
Markt bringen wollen. Die Maschine wird es in 2- und
4-spindliger Ausführung mit einem möglichen Bauteil-
Störkreis-Durchmesser von über 2000 mm geben. Mit
der G920F bieten wir unseren Kunden nach der G720F
ein noch grösseres Bearbeitungszentrum an. Die Maschine
eignet sich für die Bearbeitung von Rahmenstrukturteilen
und grossen Batteriewannen aus dünn-
72 #023

wandigem Aluminium-Druckguss. Auch dieses neue
GROB-Bearbeitungszentrum wird mit unseren Automatisierungssystemen,
Linearportalen und Roboterbeladung
ausgestattet.
Wenn man Maschinen «nur» optimiert: Was muss
angepasst werden?
Es ist schwierig, diese Frage pauschal zu beantworten.
Je nach Technologie, Maschine und den vorherrschenden
Anforderungen der verschiedenen Märkte optimieren
oder entwickeln wir unsere Anlagen entsprechend
weiter. Wir orientieren uns also sehr stark am Markt
und an unseren Kunden, so dass die erwähnte «Optimierung»
von Maschine zu Maschine sehr unterschiedlich
ausfallen kann und sich nicht auf eine Komponente
festlegen lässt.
Bezieht sich diese Optimierung aber auf die Weiterentwicklung
von Grob-Maschinen oder können diese
Anpassungen auch als Retrofit an alten Maschinen
vorgenommen werden?
Die Optimierung bezieht sich in diesem Zusammenhang
tatsächlich nur auf die Weiterentwicklung unserer Maschinen.
Aber natürlich bieten wir unseren Kunden
auch verschiedene Retrofit-Möglichkeiten für ältere
Grob-Maschinen an.
«Die Anforderungen an Zerspanungsmaschinen
für elektrische Antriebe werden weiter steigen»,
heisst es im Text: An welche Anforderungen denkt
man bei Grob?
Die Entwicklungen im Bereich der Elektromobilität verändern
sich ständig und damit natürlich auch die Anforderungen
an die Zerspanungsmaschinen in diesem
Bereich. Derzeit werden in der Automobilindustrie Maschinen
für die Bearbeitung grossvolumiger Bauteile
benötigt. Dieser Trend wird sich auch in den kommenden
Jahren fortsetzen. Um diesem Bedarf gerecht zu
werden, bauen wir unser Portfolio in diesem Bereich
konsequent aus. Welche Anforderungen und möglichen
Veränderungen die Elektromobilität in den nächsten
Jahren mit sich bringen wird, lässt sich heute noch
nicht genau abschätzen.
#023 73

ELEKTROMOBILITÄT UND DIE PRODUKTION
Für den Musterprozess
zur Zerspanung des
Batterierahmens kommen
bei Mapal mehrere
Werkzeuge zum Einsatz.
Bild: Mapal Dr. Kress KG
Mit Strategie
zum Batterierahmen
Firma: Mapal
Technologie: Werkzeuge
Thema: Bearbeitung am Batterierahmen
Der Batterierahmen ist ein zentrales Bauteil in jedem
elektrisch angetriebenen Fahrzeug. Aus verschiedenen
Kundenbauteilen haben die Experten für Elektromobilität
der Mapal Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress
KG aus Aalen einen Musterprozess entwickelt. Er bildet
an einem Generic Component die hauptsächlichen Bearbeitungen
am Batterierahmen ab.
Herausforderungen bei der Bearbeitung sind unter anderem
gestufte Bohrungen, Bohrungen mit unterschiedlichen
Durchmessern durch mehrere Lagen, gefräste Taschen
mit unterschiedlichen Abmessungen, Absätze und
vor allem die Vibrationsanfälligkeit durch dünne Rippenstrukturen
sowie die Kontrolle des Spanbruchs. «Mapal
meistert diese Herausforderungen vor allem mit optimal
ausgelegten Fräsern. Auch die meisten Bohrungen im
Rahmenbauteil werden gefräst», berichtet Matthias Winter,
Global Head of Segment Management Automotive.
«Zwar ist die Taktzeit beim Fräsen von Bohrungen etwas
länger, aber das Verfahren bietet in diesem konkreten Fall
deutliche Vorteile - kurze, leicht zu entfernende Frässpäne,
geringere Gratbildung, eingesparte Werkzeugwechsel
und Prozesssicherheit.»
Zum Schruppen der Absätze, Taschen und Nuten sowie
zum Schlichten der Taschen empfehlen die Baden-Württemberger
einen speziellen Vollhartmetallfräser (kurz:
VHM-Fräser). Dieser erzielt bestmögliche Oberflächen und
arbeitet auch in den Ecken stabil bei grosser Umschlingung
und hoher Belastung. Das Besondere an diesem Werkzeug
ist, dass der Anwender grosse Tiefen in einem Arbeitsgang
schlichten kann. Das spart Zeit und ist daher besonders
wirtschaftlich. Beim Schlichten am Batterierahmen werden
Oberflächen von bis zu Rz = 1 µm (gemittelte Rautiefe)
erreicht. Insgesamt werden für den gesamten Musterprozess
sieben Werkzeuge - davon sechs Fräser - eingesetzt.
«Mapal bietet seinen Kunden damit ein Komplettpaket
aus polykristallinen Diamant- (PKD) und Vollhartmetallwerkzeugen,
Spannfuttern und dem entsprechenden
Prozess für die Herausforderungen bei der Bearbeitung
des Batterierahmens. Dabei passen die Spezialisten den
Musterprozess individuell an die jeweiligen Gegebenheiten
an», so Matthias Winter.
.
Vier Detail-Fragen zur Bearbeitung am Batterierahmen
Antwortgeber: Michael Kucher, Component Manager E-
Mobility bei Mapal
74 #023

Mapal hat für die Bearbeitung dieses Batterierahmens
ein Komplettpaket aus Werkzeugen und Prozessparametern
entwickelt. Gibt es weitere solche Pakete für die
Bearbeitung im Bereich der Elektromobilität?
Den Ansatz, komplette Bearbeitungsprozesse über Generic
Components nachzustellen, nutzen wir gerne für Fokuskomponenten.
Im Bereich der Elektromobilität zum
Beispiel neben dem Batterierahmen auch für Statorgehäuse
oder Scrollverdichter. So können wir praxisnah
und unabhängig darstellen und nachweisen, welche
Technologien und Prozesse für welche Produktionsbedingungen
die besten Ergebnisse liefern. Immer mit dem
Ziel, für den Kunden den bestmöglichen Gesamtprozess
zu erreichen. Diesen Ansatz verfolgen wir bei Bedarf
auch in unseren anderen Fokusbranchen, um neue Bauteile
zu erschliessen.
Greifen Sie für dieses Gesamtpaket auf bestehende
Tools zurück oder kommen auch eigens entwickelte
Tools zum Einsatz?
Wir kommen über eine konsequente Marktbeobachtung
und eine detaillierte Analyse der relevanten Komponenten
zu den Bauteilen, für die wir Musterprozesse entwickeln.
Im ersten Schritt versuchen wir natürlich, dafür
bestehende und entsprechend qualifizierte Lösungen zu
nutzen. Sobald wir aber Entwicklungsspielräume mit
entsprechendem Potenzial erkennen, starten wir den
Produktentwicklungsprozess. Hier zahlt sich unsere
enge Verzahnung mit dem Produktmanagement und der
Entwicklung aus.
Wie lässt sich die Schwingungsanfälligkeit bei der
Bearbeitung der dünnen Rippenstrukturen im Batterierahmen
effektiv kontrollieren und minimieren?
Basis für eine stabile Bearbeitung sind natürlich zunächst
die Maschine und die Vorrichtung. Werkzeugseitig
setzen wir vor allem auf scharfe Schneidkanten, um
möglichst wenig Radialkräfte in das Bauteil einzuleiten
und eine Anregung der dünnen Strukturen zu vermeiden.
Die Schnittparameter müssen den Anwendungsbedingungen
angepasst werden. Dazu gibt es weitere Stellschrauben,
die wir anwendungsbezogen anwenden. Ein
Stichwort ist hier der Spiralisierungswinkel.
Welche Rolle spielen die eingesetzten Spannfutter bei
der Bearbeitung von Batterierahmen und wie tragen sie
zur Prozesssicherheit bei?
Als Bindeglied zwischen Maschine und Werkzeug kommt
dem Spannmittel eine grosse Bedeutung zu. Gerade im
Hinblick auf die oben erwähnte Vibrationsanfälligkeit
empfehlen wir für die Bearbeitung von Batteriegehäusen
UNIQ Hydrodehnspannfutter. Sie wurden entwickelt, um
hochwertige Bauteile in hochdynamischen Bearbeitungsprozessen
prozesssicher zu bearbeiten. UNIQ Hydrodehnspannfutter
ermöglichen hohe Bearbeitungsparameter
durch hervorragende Stabilität und Genauigkeit
und minimieren selbsterregte Schwingungen und sind
daher für diese Bearbeitung prädestiniert.
#023 75

ELEKTROMOBILITÄT UND DIE PRODUKTION
NEWS RUND UM DIE
ELEKTROMOBILITÄT
Roboter für die E-Auto-Produktion
ABB beliefert die Renault Group mit modernster Robotertechnologie, die zur Automatisierung des Produktionsnetzwerks
für Elektrofahrzeuge in mehreren Schlüsselmärkten zum Einsatz kommt. Den Grossteil der 160 Einheiten aus
ihrem Portfolio an Grossrobotern hat ABB in den vergangenen 24 Monaten bereitgestellt. Die robotergestützten
Automatisierungslösungen von ABB werden dazu beitragen, die Produktionskapazität der E-Motor-Montagelinien der
Renault Group im französischen Cléon und Douai zu erhöhen. Im Werk Douai wird ABB-Technologie innerhalb von
neuen, fortschrittlichen Karosseriebauanlagen eingesetzt, die die nächste Generation von Elektrofahrzeugen fertigen.
www.abb.ch
Höchste Sicherheit in der Batterieproduktion:
Erste zertifizierte Energiekette für den Trockenreinraum
Lithium-Ionen-Batterien sind eine Schlüsseltechnologie unserer Zeit. Um eine fehlerfreie Fertigung und eine hohe
Reichweite zu gewährleisten, muss der Produktionsprozess ständig optimiert werden. Durch die steigende Anzahl der
Anlagen und die Automatisierung der Systeme wächst auch der Bedarf an zuverlässigen Leitungsführungen. «Die
Qualitätsanforderungen steigen ständig - sowohl von Seiten der Kunden als auch von Seiten der Prüfnormen. Deshalb
arbeiten wir seit 1997 mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA zusammen, wo unsere
Energieketten in genormten Bewegungsabläufen getestet werden. So können wir eine klare Aussage über die
Reinheitsklasse unserer Energieketten treffen», erklärt Kira Weller, Produktmanagerin E-Ketten bei Igus. «Unsere seit
vielen Jahren bewährte Energiekette E6.29 ist nun die erste Energiekette überhaupt, die ein neuartiges IPA-Zertifi kat
für die ISO-Reinraumklassifi zierung unter Trockenraumbedingungen erhalten hat.»
www.igus.com
Mikroskopisch-perfekte Oberflächen
Das hohe Drehmoment des Elektromotors führt direkt zu besonderen Mass- und Oberfl ächenanforderungen. «Die
Entwicklung sieht man besonders eindrücklich bei der Zahnfl ankenbearbeitung von Wellen und Rädern. Hier geht es
um massgenaue Ergebnisse im Mikrometer-Bereich, denn selbst eine minimale Welligkeit im Oberfl ächenbild der
Bauteile kann zu Störgeräuschen im Antrieb führen», erklärt Alexander Morhard von EMAG SU.
Wie sich in diesem Extrembereich die Qualität verbessern lässt, führt EMAG SU mit einer ganzen Reihe von technologischen
Innovationen vor. Dabei verfügt das Unternehmen über ein grosses Angebot an Werkzeugmaschinen, die
den kompletten Verzahnungsprozess abdecken. Das Zahnfl ankenschleifen mit den dazugehörigen Verfahren
«Wälzschleifen» und «Profi lschleifen» bildet einen zentralen Anwendungsbereich – Beispiel «Wälzschleifen»: Hier
verfügt EMAG SU mit der Maschine G 160 für Bauteile bis Modul 3 und mit einem maximalen Aussendurchmesser von
160 Millimetern über die schnellste Maschine am Markt.
www.emag.com
Kompletten Artikel lesen: https://hi.switchy.io/E6xz
76 #023

WIE DER MITTELSTAND ENERGIEMANAGEMENT UND CO2 -TRACKING UMSETZEN KANN
KRISEN,
NACHHALTIGKEIT
UND DIE
LÖSUNG MIT
INTEGRIERTEM
ERP
Mittelständische Unternehmen kämpfen mit den
Nachwehen der Pandemie und dem Krieg in der
Ukraine. Konkrete Auswirkungen zeigen sich in
Lieferkettenproblemen und hohen Energiepreisen.
Bei all dem sind die faktischen Auswirkungen des
Klimawandels längst nicht mehr zu übersehen.
Bild: Etienne Giardet
Martin Bühler, Managing Director proAlpha Schweiz
Mehr Umweltbewusstsein,
vor allem auch im Sinne
von Energiesparen, ist das
Gebot der Stunde. Sei es,
dass der Konzernpartner aufgrund eigener
Berichtspflichten mehr Daten in
punkto CO 2 -Ausstoss fordert oder weil
das Unternehmen selbst aufgrund härterer
CO 2 -Bilanzierungsvorschriften
auf nationaler Ebene verpflichtet wird.
Dazu braucht es eine verlässliche
Quelle im Unternehmen: die ERP-Software
– die Drehscheibe für alle Unternehmensdaten.
Eine Software, die
Transparenz über Energieflüsse im
Unternehmen schafft und zudem den
Energieverbrauch optimiert, ist daher
unabdingbar. Mit dem Energiemanagement-Experten
ENIT hat die proAlapha-Gruppe
eine konkrete Antwort auf
die Frage im Portfolio, wie eine integrierte
CO 2 -Bilanzierung für mittelständische
Unternehmen clever umgesetzt
werden kann.
Die Transparenz über die CO 2 -Emissionen
innerhalb des Unternehmens
wird dabei unter Berücksichtigung
verschiedener Emissionskategorien
(Scopes) geschaffen. Das Reporting
ausserhalb der Werkstore nach oben
zum Konzernpartner, aber auch das
Ermitteln von Lieferantendaten zur
Ökobilanz von Vorprodukten, spielen
ebenfalls eine kritische Rolle.
Dafür muss das ERP nicht nur die Verbindung
zu Spezialfunktionen wie
dem oben erwähnten Werkzeug zur
Feststellung und Optimierung von
Energieemissionen schaffen. Es muss
vielmehr auch der Fluss von Daten
und Informationen insgesamt intelligenter
werden – hier hilft auch der
Einsatz von Künstlicher Intelligenz.
Smartes ERP für mehr Nachhaltigkeit
Als Single Source of Truth bildet das
ERP das Fundament für alle Analysen
und Massnahmen. Die Standard-Anbindung
an alle CO 2 -relevanten Datenpunkte
sowie die Integration weiterer
Analyse-Applikationen wie etwa Business-Intelligence
sind dabei essenziell.
Auf Basis der so generierten Daten
ermöglicht ein auf CO 2 -Neutralität spezialisiertes
System umfangreiche Erst-
Analysen der Energieverbräuche und
Emissionen. Die Berechnung der CO 2 -
Emissionen erfolgt nach Standards
wie GRI, DNK, SBTi oder EU Taxonomy.
Daraus ergeben sich die CO 2 -Bilanz
und -Fussabdruck. Anschliessend erfolgt
auf Basis des ERP-Systems die
Reduktion der CO 2 -Emissionen in allen
relevanten Bereichen. Dazu gehören
etwa die Lieferkettensteuerung, Materialdisposition,
Produktions- und Absatzplanung
ebenso wie sämtliche
Vertriebsaktivitäten. So wird das ERP
zum zentralen Daten- und Prozess-
Hub für alle Analysen und Massnahmen
für ein ganzheitliches CO 2 -Management.
Für mehr Informationen einfach
QR-Code scannen:
proAlpha | www.proalpha.com
#023 77

Produkte
Optimierter Klemmhalter
Die Klemmung der Wendeschneidplatte
des Typs S224 wurde für den
Einsatz in Langdrehmaschinen
überarbeitet. Um den Halter für das
Drehen oder Wechseln der Schneidplatte
nicht ausbauen zu müssen,
wurde die Klemmschraube an die
Seite verlegt. Die Klemmung erfolgt
nun über eine durchgängige Exzenterwelle.
Dies ermöglicht das schnelle
Spannen der Schneidplatte von
beiden Seiten des Halters, ohne
diesen ausbauen zu müssen. Darüber
hinaus entfällt bei diesem Schneidplattentyp
auch die Investition in
spezielle Schnellwechselsysteme. Für
den Anwender ergibt sich, neben der
einfachen Bedienung mit einem
Drehmomentschlüssel, der Vorteil
einer reduzierten Maschinenstillstandszeit
durch verkürzte Rüstzeiten.
Horn bietet das Haltersystem in
linker und rechter Ausführung als
Quadratschafthalter 16 mm x 16 mm
lagerhaltig an. Alle Varianten des
Halters sind mit einer Schnittstelle
für die innere Kühlmittelzufuhr von
oben und unten ausgerüstet.
Bohren anspruchsvoller
ISO-Werkstoffe
Der Xtreme Evo Plus Bohrer erweitert die
DC180-Supreme-Produktfamilie, die für
hohe Stückzahlen und Bohrvolumen
konzipiert wurde. Aufgrund der hohen
Standzeit, Produktivität und Verschleissfestigkeit
eignet er sich besonders gut für
schwierige Bearbeitungen von ISO M- und
S-Werkstoffen. Der Bohrer mit Innenkühlung
ist sowohl mit Emulsion als auch mit Öl oder
Minimalmengenschmierung einsetzbar. Seine
Geometrie mit gerader Schneidkante verleiht ihm hohe Stabilität
und Prozesssicherheit. Erhältlich ist er mit Durchmessern von 3 bis
20 mm sowie in den Baumassen 3 × D (nach DIN 6537 kurz) sowie 5
× D (nach DIN 6537 lang).
Walter AG | www.walter-tools.com
Paul Horn GmbH
www.horn-group.com
Flexibler Kleinteilegreiferr
Der elektrische Kleinteilegreifer EGK bietet dank seines frei programmierbaren
Backenhubs und der stufenlos einstellbaren Greifkraft von
20 bis 300 N eine hohe Flexibilität. Sein Stirnradgetriebe mit Ritzel-
Zahnstangenprinzip sorgt für eine konstante Greifkraft über die
gesamte Fingerlänge und ermöglicht dauerhaftes Nachgreifen. Weil
für die Krafterzeugung kein Anfahrtsweg oder Kraftimpuls erforderlich
ist, kann der Greifer aus dem Stand heraus 100 Prozent Leistung
erbringen. Eine integrierte Greifkrafterhaltung vermeidet Werkstückverlust
und hält die Fingerposition auch bei Not-Aus zuverlässig.
Zusätzliche Prozesstransparenz bietet der hochauflösende, integrierte
Absolutwertgeber. Er erfasst permanent die Position der Grundbacken.
Dadurch kann der Greifvorgang nach Stromausfall oder Neustart
ohne Neureferenzierung fortgesetzt werden.
Schunk GmbH & Co. KG | www.schunk.com
78 #023

Hygienic-Design-Linearführung
Eine tägliche Reinigung mit Chemikalien ist der
Alltag von Maschinen in der lebensmittelverarbeitenden
Industrie. Nur der kleinste feuchtigkeitssammelnde
Totwinkel, kann zu einer Kontamination
des Produktes führen. Daher legen immer mehr
Betreiber Wert auf eine Auslegung der Bauteile
nach Hygienic Design-Richtlinien. Igus ist Mitglied
in der EHEDG und hat die erste Lineargleitführung
entwickelt, die konsequent an die Hygienic-Design-
Richtlinien angelehnt wurde. Dafür sorgen FDAkonforme
Werkstoffe wie das Hochleistungspolymer
Iglidur A160, ein hochlegierter Edelstahl und
ein spülbares Innenleben des Schlittens..
Igus | www.igus.ch
Vibrationsfreies Drehen
Das ST50-SDB60DP-520 ist mit einem Durchmesser von 60 mm sowie einer Länge von 520 mm
das grösste Modell an Bohrstangen mit Smart-Damper-Technologie. Der Smart-Damper-Mechanismus
absorbiert Vibrationen und verhindert Rattern, was zu höherer Bearbeitungsgenauigkeit und
verbesserten Oberflächengüten führt. Die Schnittgeschwindigkeit muss nicht reduziert werden,
um Vibrationen zu verringern, was zu höherem Zeitspanvolumen und somit zu höherer Produktivität
führt. Das Kühlmittel wird durch den Bohrstangen-Körper direkt an die Schneidkante
geleitet. Alle Smart Damper-Modelle sind mit mehreren Drehhaltern ausgestattet, die verschiedene
Wendeplatten-Geometrien bieten und so unterschiedliche Bearbeitungsarten ermöglichen.
Big Kaiser AG | www.bigkaiser.eu
Lasergravur ohne Werkstückausrichtung
Das Vision-System Visionoptix erkennt auch ohne eine positionsgenaue Ausrichtung
zu beschriftende Werkstücke automatisch – sie müssen nur im Beschriftungsbereich
liegen. Die Kamera schaut in der gleichen Perspektive wie der Laserstrahl
auf die Arbeitsfläche und erkennt die Werkstücke. Die Markierung wird, je nachdem
wie das Werkstück liegt, angepasst und alle Teile
werden entsprechend der Vorgabe markiert. Das spart
Zeit und sorgt für eine präzise und zuverlässige
Markierung. Das System findet Einsatz in diversen
Branchen wie der Uhrenindustrie zur Kennzeichnung
von Uhrwerken, Zifferblättern oder Gehäusen, der
Fertigungsindustrie zur Beschriftung von Teilen in der
Massenproduktion, bei der Herstellung von elektronischen
Bauteilen und Geräten für die Markierung von
Platinen, Gehäusen und Schaltkreisen oder in der
Medizin- und Lebensmittelindustrie um Produkte mit
Identifikationsmerkmalen (auch GS1 Code), Verfallsdaten
oder Chargennummern zu kennzeichnen.
Axnum AG | www.axnum.ch
#023 79

PRODUKTE
Wendeschneidplattenfräser
in überlanger Ausführung
Spannbacken einfach konfiguriert
Der lizenzfreie Spannbackenkonfigurator easy jaw ermöglicht
es Anwendern, eine wachsende Anzahl ausgewählter
Standardvarianten an Spannbacken individuell auf ihre
Anwendung hin anzupassen und zu bestellen. Die Bedienung
ist so einfach, dass dafür keinerlei Konstruktionskenntnisse
erforderlich sind. Ein 3D-Modell im Browser
passt sich stets der durchgeführten Modifikation an, sodass
jederzeit Überblick über den Stand der Konfiguration
besteht. Sämtliche Zeichnungen und Modelle stehen zum
freien Download in allen gängigen Dateiformaten zur
Verfügung. Konfigurieren lassen sich weiche Aufsatzbacken,
Backenrohlinge, Segmentbacken, weiche Blockbacken
und Rapido Schnellwechselbacken. Easy jaw zeigt
schon während der Konfiguration den berechneten Preis
und die Lieferdauer an.
Lange Schneidwerkzeuge mit grossen
Auskragungen neigen dazu, Vibrationen
zu erzeugen. Um dieses Problem zu
entschärfen, wurden die FCM-Wendeschneidplattenfräser
so steif wie
technisch möglich gemacht und mit
wirksamen Massnahmen zur Vibrationsdämpfung
ausgestattet. Durch die
Verwendung des grösstmöglichen
Drehstangendurchmessers, der in die
Bohrung passt, werden die Vibrationen
weiter reduziert, während gleichzeitig
ein effizienter Abtransport der Späne
ermöglicht wird.
Big Kaiser AG | www.bigkaiser.eu
Schunk SE & Co. KG | www. schunk.com/easyjaw
Lithiumfreie Schmierfette
Viele Unternehmen verwenden Lithiumhydroxid als Rohstoff
für die Verdickung ihrer Schmierfette. Die Zusammensetzung
eignet sich sehr gut für die unterschiedlichen Temperaturund
Belastungsbedingungen und kann deshalb in vielen
technischen Anwendungen eingesetzt werden. Mit einem
Anteil von fast 70 Prozent beherrscht diese Verdickungstechnologie
daher auch den Weltmarkt für Schmierfette. Durch die
erhöhte Nachfrage nach Lithium-Ionen-Akkumulatoren
dürfte sich Lithium jedoch auf Dauer verteuern. Daher wurde
mit Divinol Multipurpose Grease Ca 2 ein lithiumfreies
Schmierfett entwickelt, das komplett auf einer Calcium-Seifenbasis
aufbaut. Zukünftig soll es eine leistungsfähige
Alternative zum Divinol Mehrzweckfett 2 sein.
Zeller + Gmelin | www.zeller-gmelin.de
80 #023

PRODUKTE
Heisskanalregler für Spitzgiesser
Intelligente Bolzen und Buchsen
Bei den Arretierbolzen mit Zustandssensor erfasst ein in
den Griff integrierter Sensor den Zustand des Bolzens. Der
Sensor ist per dreiadrigem PVC-Kabel mit der Maschinensteuerung
verbunden. Der Zustand (verriegelt oder gezogen)
kann präzise erfasst werden, auf diese Weise ist eine
betätigungsabhängige Prozesssteuerung möglich. Länge,
Höhe und Position von beweglichen Komponenten lassen
sich damit noch genauer einstellen. Die Arretierbolzen sind
als Ausführung in Stahl oder Edelstahl erhältlich. Bei den
Positionierbuchsen mit Zustandssensor befindet sich ein
variabel einstellbarer Sensor an der Buchse. Der induktive
Sensor erfasst das Signal und überträgt es an die Maschinensteuerung,
die zum Beispiel den Produktionszyklus erst
dann startet, wenn sich alle Bedien- oder Rastelemente in
der richtigen Position befinden.
Der Heisskanalregler Profitemp IM ermöglicht eine
präzise Temperaturregelung bei kurzer Aufheizphase
durch einen schnellen Regelalgorithmus. Das
speziell auf die Anforderungen von Spritzgiessern
abgestimmte Regelgerät für zwölf Regelzonen bringt
noch weitere vorteilhafte Eigenschaften mit sich,
wie eine benutzerfreundliche Touchscreen-Bedienoberfläche
sowie eine Werkzeugdatenspeicherung
intern oder über USB. Diese garantiert kurze
Wechselzeiten und reduziert Bedienungsfehler.
Das Gerät unterstützt 15 Sprachen und lässt sich
nach kurzer Einarbeitungsphase sicher bedienen
und warten.
Meusburger GmbH & Co KG | www.meusburger.com
Norelem Normelemente AG | www.norelem.ch
#023 81

PRODUKTE
Nachhaltiges Fluidmanagement
Der FluidWorker 150 arbeitet im Bypass und wird an den Tank von Werkzeugmaschinen
angeschlossen. Über eine eigene Pumpe fördert er kontinuierlich
Kühlschmierstoff und sterilisiert es mit eingebauter UV-C-Technologie. Über
einen Niveauschalter, der im Tank der Werkzeugmaschine fest installiert wird,
wird das Tankniveau überwacht. Sinkt der Pegel im Maschinentank ab, so wird
umgehend in Kleinmengen nachdossiert. Parallel dazu wird ein Messvorgang der
Brix-Werte (Konzentrationsmessung) gestartet. So stellt der FluidWorker 150 fest,
welche Konzentration nachdosiert werden muss und verhindert so den Bakterienbefall
im Tank.
MAW Werkzeugmaschinen GmbH | www.maw-gmbh.de
Mechanische Kraftspannmutter
Drehsorten für harte Stähle
Die High-Performance-Schneidstoffe WKP01G
und WPP05G reduzieren beim Drehen die
Bearbeitungszeit um 20 bis 30 Prozent. Die
WKP01G wurde fürs Schlichten von hochfesten
Stählen und Gusseisen (GGG/GG) mit höchster
Schnittgeschwindigkeit entwickelt. Die
optimierte Schneidkanten-Verrundung der
Drehplatten verbessert die Oberflächengüte
am Werkstück, ihre mehrstufige Nachbehandlung
erzeugt eine sehr glatte Spanfläche,
welche deutlich die Reibung reduziert. Die
Sorte WPP05G ist für die Mittlere- und
Schruppbearbeitung von Stählen mit maximaler
Schnittgeschwindigkeit konzipiert. Beide
Schneidstoffe eignen sich sehr gut für den
Glattschnitt und für leichte Schnittunterbrechungen
bei Werkstoffen mit hoher Festigkeit
(900–1400 N/mm²). Die Sorten werden in rund
130 Varianten in elf unterschiedlichen
Geometrien angeboten.
Das MDA vereint manuelle Bedienung bei
niedrigen Anzugswerten mit höchsten Spannkräften.
Das Durchgangsgewinde ermöglicht in
Verbindung mit längenvariablen T-Nut-Schrauben
oder Spannbolzen eine flexible Anwendung
mit unterschiedlichen Spannhöhen. Das
interne Zahnradgetriebe mit spezieller Gleitlagerung
kann das manuelle Anzugsmoment
vervielfachen. Die selbsthemmende Mechanik
garantiert dabei maximale Betriebssicherheit.
Eine lange Lebensdauer wird durch die
Werkstoffausführung aus Vergütungsstahl mit
korrosionsschützender Oberflächenbeschichtung
gewährleistet. Die Kraftspannmuttern
MDA stehen für Gewindegrössen von M12 bis
M48 zur Verfügung und können bis zu 180 kN
Spannkraft aufbringen. Unter normalen
Betriebsbedingungen ist sie wartungsfrei und
bis 200 °C (optional 400 °C) einsetzbar.
Jakob Antriebstechnik
www.jakobantriebstechnik.de
Walter AG | www.walter-tools.com
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