Branchen-Gespräch: Innovative Antriebstechnik aus Rheinland-Pfalz

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Benedikt Walter
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1 Branchen-Gespräch: Innovative Antriebstechnik aus Rheinland-Pfalz Dokumentation vom 8. Juni 2017 (Wirtschaftsministerium, Mainz) (verantwortlich: Dr. Heinz Kolz, A) Pressemeldung: Fach-Gespräch Antriebstechnik: Branche trifft sich zum Austausch Über die Zukunft der Antriebstechnik diskutierten Experten aus der Branche auf Einladung von Wirtschaftsstaatssekretärin Daniela Schmitt im rheinland-pfälzischen Wirtschaftsministerium. Mit unseren Branchen-Gesprächen fördern wir den Austausch und die Vernetzung zwischen Unternehmen, Wissenschaft und Transfereinrichtungen, erläuterte Staatssekretärin Daniela Schmitt das Anliegen der regelmäßig stattfindenden Fachgespräche. Innovationen sind für Unternehmen die Voraussetzung, sich im internationalen Wettbewerb zu behaupten. Externe leistungsfähige Partner aus der anwendungsorientierten Forschung und dem Technologietransfer können unsere mittelständischen Unternehmen dabei unterstützen, ihre Position auf den internationalen Märkten auszubauen, so Schmitt. Der Austausch zwischen Unternehmen und Partnern biete so die Möglichkeit, neue Impulse für die zukünftige Entwicklung der jeweiligen Branche zu setzen. Antriebstechnik in Rheinland-Pfalz das sind einige größere Unternehmen aber auch kleine hoch innovative Zulieferer der Antriebstechnik, geschätzt bis zu 100 Unternehmen mit bis zu Mitarbeitern. Damit verfügt Rheinland-Pfalz über ein Cluster der Antriebstechnik, das weit über die Fahrzeugindustrie hinausgeht. Vorausschauende Wartung, energieeffiziente Steuerung, reibungsarme Komponenten, Oberflächenbeschichtung und Industrie 4.0 in der Produktion von Antrieben waren die zentralen Themen des Fachgesprächs, an dem rund 50 Gäste aus der Branche teilnahmen. Seit 2016 finden die Branchen-Gespräche des rheinland-pfälzischen Wirtschaftsministeriums auf Einladung von Staatssekretärin Daniela Schmitt statt. Das nächste Gespräch ist am 8. November 2017 geplant. Cornelia Holtmann, Pressesprecherin, (Tel.: 06131/ ) Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau

2 B) Programm Branchen-Gespräch: innovative Antriebstechnik aus Rheinland-Pfalz am 8. Juni 2017 ab Uhr (Rheinland-Pfalz-Saal) Wirtschaftsministerium, Stiftsstraße 9 in Mainz Uhr Begrüßung Daniela Schmitt, Staatssekretärin im Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau des Landes Rheinland- Pfalz Einführung Prof. Dr. Gordon Müller-Seitz, TU Kaiserslautern (Moderation) Innovationen in der Antriebstechnik Prof. Dr. Martin Böhle, TU Kaiserslautern Prof. Dr. Michael Günthner, TU Kaiserslautern Erfahrungen mit Entwicklungskooperationen Dr. Gerd Janson, KSB Sensorenanwendungen in der Antriebstechnik Dr. Rolf Slatter, Sensitec Podiumstalk: Zukunft der Antriebstechnik Dr. Thomas Wagner, Adam Opel AG Dr. Hermann Breitbach, BorgWarner Turbo Systems Dr. Gerd Janson, KSB Dr. Ralf Dupont, Levicron Prof. Dr. Michael Günthner, TU Kaiserslautern Kaffeepause Arbeitsgruppen Sensorik Reibung Produktion Zukunftstechnologien Vorstellung der Arbeitsgruppenergebnisse und Diskussion Prof. Dr. Gordon Müller-Seitz (Moderation) Weiteres Vorgehen Dr. Heinz Kolz, Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau Uhr Imbiss und Gespräche

3 C) Thesen: Zukunft innovativer Antriebstechnik aus Rheinland-Pfalz Die Zukunft der Antriebstechnik wurde von den Teilnehmern nach Vorträgen und Podiumstalk in vier Arbeitsgruppen diskutiert. Die Ergebnisse der Arbeitsergebnisse wurden von den Moderatoren mit den Teilnehmern in Thesen zusammengefasst. Sensorik (Dr. Slatter) Wie kann Sensorik die Antriebstechnik weiter entwickeln und was sind die Anforderungen hierfür? Sensoren müssen die Verarbeitung und Interpretation von Daten leisten, bevor diese in die weitere Datenverarbeitung einfließen. Nur sinnvolle Informationen sollten übertragen werden. Dies erfordert die Entwicklung von miniaturisierten Smart Sensoren mit lokaler Datenverarbeitung. Erforderlich ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Endanwender, Sensorhersteller und Hersteller bzw. Entwickler von ASICs und Mikrocontroller. Die Sensorintegration an unzugänglichen Stellen oder an Stellen mit schwieriger Umgebung ist zu lösen. HASU-Sensoren müssen eine höhere Robustheit bekommen. Benötigt werden neue, Hochtemperatur-Elektroniken sowie neue Aufbau- und Verbindungstechnologien für harsh environments. Eine Vielzahl von Sensoren sind mit einer Schnittstelle verbunden. Bei den Schnittstellen fehlt es an Standardisierung bzw. die Standards haben eine hohe Flughöhe. Die Sensorhersteller und ihre Netzwerke müssen sich in die Standardisierung einbringen, um sicher zu stellen, dass die zu definierenden Schnittstellen nicht proprietär werden und damit unzugänglich für viele Anbieter. Applikationen für Verschleißerkennung hängen von der Form ab. Es besteht zunehmend Bedarf an Sensoren für Zustandsüberwachung. Die Anforderungen sind noch sehr heterogen. Bei der Verschleißerkennung (an metallischen Bauteilen) müssen die Sensoren an die jeweilige Bauteilgeometrie angepasst werden. Flexiblere Lösungen müssen noch entwickelt werden. Value Added Effekte der Nutzen muss darstellbar sein. Bei vielen Industrie 4.0 Anwendungen ist der Nutzen noch schwer zu quantifizieren. Teilweise mangelt es noch an Geschäftsmodellen, um diesen Nutzen in einen wirtschaftlichen Vorteil umzumünzen. Dafür sind Verbundprojekte, wie InnoServPro (TU Kaiserslautern, Sensitec u.a. als Projektpartner), besonders wichtig.

4 Reibung (Prof. Dr. Böhle, Dr. Janson u. Dr. Dupont) Wie die künftigen Anforderungen an das Thema Reibung und wie können diese Anforderungen erfüllt werden? Prof. Dr. Böhle: Einsatz optimaler hydrodynamische Gleitlager durch bessere Auslegungsverfahren. Dr. Dupont: Spindeltechnik: Ersatz von hydrostatisch gelagerten Bearbeitungsspindeln durch aerostatisch gelagerter. Durch die notwendige Abdichttechnik und hohe Viskosität von Öl erzeugen rotative, hydrostatische Lagerungen bei Drehzahl extrem hohe Wärmeverluste. Aerostatische Lagerungen bieten hohe Einsparungen durch radikal reduzierte Lagerverluste, stark vereinfachte Abdichttechnik und stark reduzierte peripherer Komponenten, Beispiel: Pleuelbearbeitung. Dr. Dupont: Einsatz von gasstatischen und/oder gasdynamischen Lagerungen in Radialverdichtern, mit gleichem Hintergrund wie voriger Punkt: Enorme Reduzierung von Lagerverlusten. Bei Gasverdichtung kann die Lagerung im Pumpmedium laufen und vereinfacht die Konstruktion drastisch. Beispiel: CO2- Verdichter, Luftverdichtung, Brennstoffzelle. Dr. Janson: Hydraulische Reibung und entsprechender Verschleiß findet generell statt in hydraulischen Systemen (Pumpen, Armaturen, Rohrleitungen, hydraulischen Lagern). Dr. Janson: Reibleistung und reibungsbedingter Verschleiß ist u.a. abhängig von Oberflächenumfang (Kanaldurchmesser, -breite etc.), Oberflächenrauhigkeit, Fließgeschwindigkeit, Fluideigenschaften und dem Auftreten von Kavitation. Daher großes, aber sehr komplexes Optimierungspotenzial (breites Anwendungsgebiet für Forschung und Entwicklung). Dr. Janson: Ziele sind stabile Betriebsbedingungen, Verschleißminimierung und hohe Effizienz der hydraulischen Prozesse.

5 Produktion (Dr. Gerber) Wie können zukunftsorientierte Produktionsverfahren dazu beitragen, die Wettbewerbsposition der Antriebshersteller zu verbessern? Die Arbeitsgruppe hat das Thema branchenübergreifend diskutiert: Es gibt nicht das eine innovative Produktionsverfahren. Vielmehr muss ein neues und zukunftsorientiertes Produktionsverfahren vor dem Hintergrund der jeweiligen Rahmenbedingungen (Produkten, Stückzahlen, Variantenvielfalt und Kostenrahmen) entwickelt werden. Eine zentrale Herausforderung von Industrie 4.0 ist die Auswertung der Datenvielfalt, welche die Sensorik zur Verfügung stellt. Angesichts des Fachkräftemangels werden nicht immer die Mitarbeiter mit der idealen Qualifikation zur Verfügung stehen. Technische Unterstützungssysteme, wie augmented reality, können bei Einbindung in die Produktionsverfahren Defizite ausgleichen. 3D-Druck ist ein wichtiges künftiges Produktionsverfahren mit großem Entwicklungspotential, das vor allem für individualisierte Produkte geeignet ist. Zukunftstechnologien (Prof. Dr. Günthner) Wie können Zukunftstechnologien die Wettbewerbsposition der Hersteller weiter verbessern? Unternehmen müssen sich frühzeitig mit substituierenden Technologien auseinandersetzen, die den Wettbewerb verändern können. Dabei müssen besonders KMU das Potential zum richtigen Zeitpunkt nutzen. Im Produktumfeld neuer Technologien werden sich weitere neue Märkte entwickeln, die Chancen insbesondere für KMU bieten. Bei der Entwicklung alternativer Antriebe und Betriebsstoffe müssen die Aspekte Sicherheit, Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit von Anfang an mit bewertet und entwickelt werden. Die Komplexität von Entwicklungsprojekten zu Antriebssystemen erfordert eine ganzheitliche Betrachtung mit dem Ziel der Technologieintegration, darüber hinaus die Integration der Entwicklungsbausteine sowie intensive interdisziplinäre Zusammenarbeit. Der Staat muss die gesetzlichen Rahmenbedingungen für alternative Antriebssysteme schaffen und rechtzeitig die Infrastruktur für neue Betriebsstoffe bzw. Ladestationen bereitstellen.

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