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Baden-Württemberg WIRTSCHAFTSMINISTERIUM

2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

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Seit 1985 wird der Dr.-Rudolf-Eberle-Preis alljährlich an im Land ansässige kleine und mittlere Unternehmen aus Industrie, Handwerk sowie technologischer Dienstleistung vergeben für beispielhafte Leistungen bei der Entwicklung neuer Produkte, Verfahren und technologischer Dienstleistungen oder bei der Anwendung moderner Technologien in Produkten, Produktion oder Dienstleistungen. Mit der Auszeichnung sollen herausragende Bemühungen mittelständischer Unternehmen um Entwicklung und Anwendung neuer Technologien eine öffentliche Anerkennung finden.

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Baden-WürttembergWIRTSCHAFTSMINISTERIUM

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Innovationspreis des LandesBaden-Württemberg-Dr.-Rudolf-Eberle-Preis- 2004

Dokumentation

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Impressum

Herausgeber:

Landesgewerbeamt Baden-Württemberg

Referat Technik, Patente

Willi-Bleicher-Straße 19

70174 Stuttgart

Tel.: 0711/123-2602

Fax: 0711/123-2755

im Auftrag des

Wirtschaftsministeriums

Baden-Württemberg

Theodor-Heuss-Straße 4

70174 Stuttgart

Bearbeitung:

Landesgewerbeamt Baden-Württemberg

Dipl.-Phys. Eberhard Gaißer

Dipl.-Ing. Helmut Jahnke

Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Walter Kälber

Dipl.-Ing. Gerhard Haug

Günter Baumgärtner

Sindhu Pinakattu

Gestaltung:

Rolf Ellwanger, Landesgewerbeamt

Gesamtherstellung:

Pfitzer Druck GmbH

Bildnachweis:

Abbildungen nach Vorlagen der betreffenden

Unternehmen sowie nach Fotos von Karl Fisch,

Landesgewerbeamt Baden-Württemberg

Texte:

Die Angaben zu den vorgestellten Produkten und

Verfahren, sowie zur Marktsituation und zu

Konkurrenzunternehmen beruhen auf Angaben der

ausgezeichneten Unternehmen (Kenntnisstand zum

16. September 2004). Das Landesgewerbeamt Baden-

Württemberg übernimmt dafür keine Gewähr.

Den Text der Broschüre finden Sie auch im Internet

unter http://www.wirtschaftsinformationen-bw.de.

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg2

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 3

Inhaltsverzeichnis

Einleitung 4

Übersicht der Preisträger 2004 7

Übersicht der Anerkennungen 2004 9

Vorstellung der Preise 2004 11

Vorstellung der

Anerkennungen 2004 27

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Einleitung

Auf Vorschlag des Ministers für Wirtschaft, Mittel-

stand und Technologie, Dr. Rudolf Eberle, beschloss

die Landesregierung am 22. Oktober 1984 die

Vergabe eines Innovationspreises für kleine und

mittlere Unternehmen.

Dr. Rudolf Eberle verstarb am 17. November 1984

unerwartet. Mit der Bezeichnung „Innovationspreis

des Landes Baden-Württemberg - Dr.-Rudolf-Eberle-

Preis -“ wird an die Verdienste, die er sich als

Wirtschaftsminister insbesondere um den

Mittelstand erworben hat, erinnert.

Der Preis wird seit 1985 alljährlich vergeben an im

Land ansässige kleine und mittlere Unternehmen

aus Industrie, Handwerk sowie technologischer

Dienstleistung für beispielhafte Leistungen bei der

Entwicklung neuer Produkte, Verfahren und techno-

logischer Dienstleistungen oder bei der Anwendung

moderner Technologien in Produkten, Produktion

oder Dienstleistungen. Mit der Auszeichnung sollen

herausragende Bemühungen mittelständischer

Unternehmen um Entwicklung und Anwendung

neuer Technologien eine öffentliche Anerkennung

finden.

Es werden Preisgelder von insgesamt 50.000 Euro

sowie Urkunden vergeben.

Bewerbungen für den Innovationspreis werden von

folgenden Organisationen der Wirtschaft entgegen-

genommen:

• Baden-Württembergischer Handwerkstag

• Baden-Württembergischer Industrie- und

Handelskammertag

• Landesverband der Baden-Württembergischen

Industrie e.V.

Das Wirtschaftministerium hat das

Landesgewerbeamt Baden-Württemberg mit der

organisatorischen Durchführung beauftragt.

Über die Vergabe des Preises entscheidet ein

Preiskomitee. Es bewertet den Wettbewerbsbeitrag

nach folgenden Kriterien:

• Technischer Fortschritt

• Besondere unternehmerische Leistung

• Wirtschaftlicher Erfolg

Die Bewerbung muss alle 3 Kriterien erfüllen.

Der Wirtschaftsminister gibt die Preisträger bekannt

und verleiht die Preise in einer öffentlichen

Veranstaltung.

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Juryarbeit

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 5

Die Mitglieder des Preiskomitees:

Matthias Baumstark

Geschäftsführer der Matthias Baumstark GmbH

Dr. Friedrich Bullinger (Vorsitz)

Ministerialdirektor im Wirtschaftsministerium

Baden-Württemberg

Senator e. h., Generalkonsul,

Prof. Dr. h.c. Viktor Dulger (Stv. Vorsitz)

Geschäftsführender Gesellschafter der

ProMinent Dosiertechnik GmbH

Michael Heller

Leiter der Wirtschaftsredaktion der

Stuttgarter Zeitung

Prof. Dr.-Ing. Peter Kern

Fraunhofer-Institut für

Arbeitswirtschaft und Organisation

Prof. Dr. Dr. h.c. Johann Löhn

Regierungsbeauftragter für

Technologietransfer Baden-Württemberg

Dr.-Ing. Leonard Vilser

Geschäftsführer Bereich Fahrzeugheizungen

J. Eberspächer GmbH & Co.

Manfred Wolfensperger

Hauptgeschäftsführer der

Handwerkskammer Konstanz

Dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg

lagen 2004 insgesamt 73 Bewerbungen vor.

Das Preiskomitee hat den Innovationspreis 2004

sieben Unternehmen zuerkannt.

Der Geldpreis wurde aufgeteilt in

1 x 20.000 Euro,

1 x 10.000 Euro,

1 x 8.000 Euro und

4 x 3.000 Euro.

Die Preise wurden am 30. November 2004

in einer öffentlichen Veranstaltung verliehen.

Die Wettbewerbsbeiträge der Preisträger sowie

der Bewerber, die eine Anerkennung erhalten,

werden in dieser Broschüre dokumentiert.

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg6

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 7

Puren Schaumstoff GmbHRengoldshauser Straße 4

88662 Überlingen

Tel.: 07551/8099-0

Fax: 07551/8099-21

www.puren.com

Flächenlautsprecher aufPolyurethan-Basis

Laing Holding GmbHKlingelbrunnenweg 4

71686 Remseck

Tel.: 07146/930

Fax: 07146/9368

www.laing.de

Umwälzpumpe zurWasserkühlung vonComputersystemen

SMP GmbHPrüfen ValidierenForschenPaul-Ehrlich-Straße 40

72076 Tübingen

Tel.: 07071/7704242

Fax: 07071/7704242

www.smpgmbh.com

Reinigungsunter-suchungen von chirurgischenInstrumenten mit derRadionuklidmethode

BEMO SYSTEMS GmbH & Co. KGArbachtalstraße 1

72800 Eningen u. A.

Tel.: 07121/5102-0

Fax: 07121/5102-70

www.bemo.com

Stehfalzprofilzur Realisierung komplizierterDachgeometrien

Manz Automation AGSteigäckerstraße 13

72768 Reutlingen

Tel.: 07121/9000-0

Fax: 07121/9000-99

www.manz-automation.com

AutomatisiertesHandlingsystemfür Silizium-Solarzellen

Ortwein Sanitär Original Heizung GmbHGentenriedweg 30

73061 Ebersbach

Tel.: 07163/52296

Fax: 07163/51512

www.ortwein.de

Bohrlochlose Befestigungstechnik

OBZ Dresel & Grasme GmbHElsässer Straße 10

79189 Bad Krozingen

Tel.: 07633/90899-0

Fax: 07633/90899-15

www.obz-gmbh.de

Kaltgasspritztechnik in Serie

Preisträger 2004

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg8

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 9

2E mechatronic GmbH & Co. KGBorsigstraße 26

73249 Wernau

Tel.: 07153/3049-0

Fax: 07153/3049-70

www.2e-mechatronic.de

Serienfertigung von heißgeprägten MID-Baugruppen

ARADEX AGZiegelwaldstraße 3

73547 Lorch

Tel.: 07172/9181-0

Fax: 07172/9181-91

www.aradex.com

ElektronischeKompensationmechanischerFertigungstoleranzen

Eagle Peak GmbHGüglingstraße 78

73529 Schwäbisch Gmünd

Tel.: 07171/98018-0

Fax: 07171/98019

www.eagle-peak.de

ProzessorientierteSoftware

EKATO Rühr- und Mischtechnik GmbHKäppelemattweg 2

79650 Schopfheim

Tel.: 07622/29-0

Fax: 07622/29-213

www.ekato.com

Begasungssystem für Absorber in Rauchgas-Entschwefe-lungsanlagen

F.A.S.T. GmbHBössingerstraße 36

74243 Langenbrettach

Tel.: 07946/921000

Fax: 07946/9210023

www.fastgmbh.de

Mobiles GPS-gestütztesArbeitsmaschinen-Controllsystem (MAC)

Peter Kwasny GmbHHeilbronner Straße 96

74831 Gundelsheim

Tel.: 06269/95-0

Fax: 06269/95-80

www.kwasny.de

PofessionellesLackiersystem für den mobilen Einsatz

RINNTECHBierhelderweg 20

69126 Heidelberg

Tel.: 06221/3143-87

Fax: 06221/3143-88

www.rinntech.com

3D-Impuls-Tomographzur Prüfung von Holz und Beton

Ziegelwerk SchmidGmbH & Co.Erligheimer Straße 45

74357 Bönnigheim

Tel.: 07143/8744-0

Fax: 07143/8744-50

www.ziegelwerk-schmid.de

Schalungsziegel mitviereckigem Ausschnitt

SCHNIER ElektrostatikGmbHRobert-Bosch-Straße 60

72810 Gomaringen

Tel.: 07072/9143-0

Fax: 07072/9143-20

www.schnier-elektrostatik.de

Sicherheitssystem für elektrostatischeBeschichtungs-anlagen

MetallveredelungswerkSulz GmbHBahnhofstraße 82

72172 Sulz a. N.

Tel.: 07454/92577

Fax: 07454/406997

www.mv-sulz.de

Recycling gebrauchterEinkaufswagen

Anerkennungen 2004

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg10

Page 12: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 11

Die Preise

2004

Flächenlautsprecher auf Polyurethan-Basis 12

Umwälzpumpe zur Wasserkühlung von

Computersystemen 14

Reinigungsuntersuchungen von chirurgischen

Instrumenten mit der Radionuklidmethode 16

Stehfalzprofil zur Realisierung komplizierter

Dachgeometrien 18

Automatisiertes Handlingsystem für

Silizium-Solarzellen 20

Bohrlochlose Befestigungstechnik 22

Kaltgasspritztechnik in Serie 24

Page 13: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg12

Flächenlautsprecher auf Polyurethan-Basis

Puren Schaumstoff GmbH

Überlingen

Eine bei der Universität Konstanz in Auftrag gegebene Marktuntersuchung hat erge-

ben, dass Lautsprecher-Boxen herkömmlicher Art in den Wohnräumen der meisten

deutschen Bürger unerwünscht sind. Bei gewerblichen Anwendungen steht die

Raumklang-Qualität und die klare, rückkopplungsfreie Übertragung von Sprache und

Musik sowie die Funktionssicherheit im Vordergrund.

Dies gilt auch für kritische Anwendungen mit harten Raumflächen sowie Feuchträu-

men, wie z.B. Bäder, Wellnessbereiche oder U-Bahnhöfen. Die neue, unsichtbare

Lautsprecher-Technik, die unter der Bezeichnung „purSonic“ vertrieben wird, erfüllt in

idealer Weise die Wünsche und Anforderungen sowohl im gewerblichen als auch im

privaten Bereich. Durch die Flächenlautsprecher auf Polyurethanbasis, die so genann-

ten Soundboards, die in Wände und Decken integriert werden, ergeben sich neue

Perspektiven hinsichtlich der Gestaltungsfreiheit in Neu- und Altbauten, beim

Denkmalschutz und bei technischen Gewerken, z.B. Schiffsbau, Campingfahrzeuge,

Omnibusse, Flugzeuge usw.. Die leichten, 7 mm dicken Soundboards sind zudem

material- und energiesparend, recycelbar und damit umweltschonend.

Page 14: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Die Lautsprecher-Entwicklung hat in den letzten 10

Jahren rasante Fortschritte erzielt. So wurden neben

großformatigen Lautsprecher-Boxen in zunehmen-

dem Maße optisch anspruchsvollere Versionen ent-

wickelt, die Decken und Wände in vielfältiger Weise

durchbrechen. Die bisherigen Lautsprecher funktio-

nieren nach dem Prinzip der Luftschallanregung, d.h.

konventionelle Lautsprecher schieben Luft an, indem

sich eine konusförmige, flexible Membrane hin und

her bewegt und so die Luftanregung in den Raum

gibt. Die Funktion der herkömmlichen Lautsprecher

setzt voraus, dass „Luftkontakt“ zum Zuhörer besteht.

Die Konstruktion der bisherigen Lautsprecher er-

laubt lediglich einen relativ engen Übertragungskor-

ridor, d.h. der Abstrahlwinkel beträgt nur ca. 20 - 30°.

Der Versuch, mit vielen kleinen Lautsprechern opti-

sche Verbesserungen zu erreichen, geht oft zu Lasten

der Qualität des Raumklanges.

Die Innovation

Die technische Neuheit besteht darin, dass statt der

ringförmigen Schallwellen so genannte Biegewellen

erzeugt werden, die mittels eines neu entwickelten

Soundboards Materialien unterschiedlicher Zusam-

mensetzung und Dichte (Tapete, Putze, Fliesen,

Marmor, Granit, Glas, Holz usw.) flächig anregen und

auf diese Weise ganze Wände und Decken (alle denk-

baren, geometrischen Formen) zu unsichtbaren

Lautsprechern hoher Qualität werden lassen. Die

Soundboards ermöglichen mittels digitaler Klangpro-

zessoren eine optimale Anpassung an die jeweiligen

Oberflächen mit dem Ergebnis einer rückkoppelungs-

freien, perfekten Übertragung von Sprache und

Musik. Der weite Abstrahlwinkel der boxenfreien

Flächenlautsprecher von ca. 130° gegenüber ca. 25 -

30° bei herkömmlichen Lautsprechern führt dazu,

dass fast an jeder Stelle eines Raumes ein hervorra-

gender Raumklang wahrnehmbar ist und man die

Sitzmöglichkeiten nicht nach der Anordnung der

Lautsprecher ausrichten muss. Insgesamt bietet die

neue Lautsprechertechnik folgende Vorteile:

• Klare, rückkopplungsfreie Übertragung von Spra-

che und Musik.

• Unsichtbare, boxenfreie Übertragungstechnik bie-

tet neue Gestaltungsfreiheit und Gestaltungsmög-

lichkeiten.

• Der weite Abstrahlwinkel macht unabhängig von

Lautsprecherkonstellationen und Sitzanordnung-

en.

• Die flächige Abstrahlung führt zu einem optimalen

Raumklangerlebnis, d.h. an fast jeder Stelle des

Raumes ist die gleich gute Klangqualität.

• Mittels der neuen Lautsprechertechnik können

Putze, Fliesen, Spiegel, Tapeten, Marmor, Granit,

Holz, Glas usw. zu Lautsprechern hoher Qualität

gemacht werden.

• Mittels digitaler Klangprozessoren sind Anpas-

sungen an die jeweiligen Oberflächen bezüglich

optimaler Klangqualität jederzeit möglich.

• Hohe und dauerhafte Funktionssicherheit auch bei

kritischer Atmosphäre (Feuchträume, Sauna-,

Wellnessbereiche, Verwendung von Reinigungs-

mitteln), weil die neue Lautsprechertechnik keine

Öffnungen zum Raum benötigt. Außerdem sind

die in die Deckenoberfläche integrieten Teile der

der neuen Lautsprecher-Technik feuchtigkeitsresi-

stent und gegen auftretende Temperaturen gesich-

chert.

• Im Gegensatz zu herkömmlichen Lautsprecher-

Membranen sind die Soundboards völlig unemp-

findlich gegenüber Übersteuerungen und können

aufgrund ihrer Konstruktion nicht reißen.

• Die neue Lautsprecher-Technik wirkt Vandalismus

und Diebstahl entgegen, da sie nicht sichtbar ist.

• Die neue Lautsprecher-Technik ist aufgrund der

Biegewellenkonzeption bei Bedingungen einsetz-

bar, bei denen herkömmliche Lautsprecher auf-

grund der Schallreflexion problematisch sind, z.B.

harte Raumflächen, wie Beton, Glas usw..

• Erhöhter Personenschutz durch klare, rückkopp-

lungsfreie und reflexionsfreie Sprachübertragung

bei wichtigen Durchsagen, z.B. bei U-Bahnhöfen,

Zügen und Passagierschiffen.

• Der Einbau bzw. die Installation der neuen Laut-

sprecher-Technik ist handwerksgerecht, praktikabel

und entspricht den für Wand und Decken gelten-

den Normen (DIN etc.).

• Das Soundboard mit einer Dicke von nur 7 mm ist

leicht, rohstoff- und energiesparend, recycelbar

und deshalb umweltschonend.

Das Unternehmen

Die Puren Schaumstoff GmbH wurde von ihrem Ge-

schäftsführer Hans Bommer 1968 gegründet. Ausge-

hend von einem 2-Mann-Betrieb hat sie sich zu einer

mittelständischen Unternehmensgruppe mit derzeit

233 Mitarbeitern entwickelt. Neben fünf Standorten

in Deutschland, vier davon in Baden-Württemberg,

gibt es seit 1996 einen Produktionsstandort in Jinan,

China. Puren zählt heute zu einem der führenden

Spezialunternehmen Europas auf dem Gebiet der

Polyurethan-Hartschaum-Technologien und verfügt

über umfassendes Know-how und leistungsfähige

Produktionsanlagen.

Bereits seit 34 Jahren wird die Wiederverwertung von

Reststoffen in hochwertige, neue Werkstoffe prakti-

ziert. Sämtliche Reststoffe, die innerhalb der Gruppe,

aber auch bei ihren Kunden anfallen, werden in

einem speziellen Produktionswerk zu Hochwertpro-

dukten umgewandelt.

13

Page 15: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg14

Umwälzpumpe zur Wasserkühlung vonComputersystemen

Laing Holding GmbH

Remseck

Die Leistungsfähigkeit der Serien-Computer ist schon seit längerem an eine Grenze ge-

stoßen, weil die immer schneller getakteten Mikroprozessoren durch die heute benutz-

ten Luftgebläse nicht mehr ausreichend gekühlt werden können. Die Computerindu-

strie sucht deshalb seit Jahren nach einer Möglichkeit, Workstations und PC serien-

mäßig mit einer Wasserkühlung auszurüsten. Dies würde nicht nur den Einsatz von

schnelleren Mikrochips ermöglichen, sondern auch die störenden, turbinenartigen

Lüftungsgeräusche heutiger Computer beseitigen. Die Lösung scheiterte bisher daran,

dass keine Pumpe zur Verfügung stand, die bei kleinsten Abmessungen eine ausrei-

chende hydraulische Leistung erbrachte.

Bei der neu entwickelten Pumpe sitzt der Motor nicht mehr unter dem Pumpen

Laufrad, sondern liegt um den Läufer herum. Dadurch konnte die Bauhöhe revolu-

tionär verringert werden, ohne dass die hydraulische Leistung der Pumpe verloren

ging. Die Pumpe wird bereits von einem der größten Computerhersteller der Welt in

der neuesten Workstation-Generation eingebaut.

Page 16: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Die Computerindustrie kämpft seit Jahren immer

mehr mit dem Problem der Kühlung in den Com-

putern. Weil sich die Leistungsdichte der Transisto-

ren auf einem Mikrochip etwa alle 18 Monate ver-

doppelt, entsteht auch immer mehr Hitze auf immer

kleinerem Raum. Die heutigen Mikroprozessoren

erreichen dabei Temperaturen von bis zu 80 °C. Die

derzeitige Kühltechnologie stößt trotz immer lei-

stungsfähigerer Lüftungsgebläse allein wegen der

Energiedichte des Kühlmediums Luft an ihre

Grenzen: Schon heute müssen die an sich sehr lei-

stungsfähigen Chips der neuesten Generation bei

schwierigen Rechenoperationen künstlich herunter-

getaktet werden, damit sie nicht überhitzen. Die

Computerindustrie suchte deshalb seit Jahren nach

einer auch in der Serienfertigung einsetzbaren

Wasserkühlung. Die Realisierung scheiterte aber bis-

her am Kernstück einer solchen Kühleinheit, näm-

lich einer Umwälzpumpe, die bei minimalen

Abmessungen eine sehr große hydraulische

Förderleistung erbringen muss. Darüber hinaus sollte

die Pumpe einen Dauerlauf von 10 Jahren und einen

Geräuschpegel von weniger als 30 dB garantieren.

Eine solche Pumpe war auf dem Weltmarkt nicht ver-

fügbar. Das technische Problem der gesuchten

Pumpe war die geringe Bauhöhe. Da bei allen her-

kömmlichen Pumpen der Motor über eine Welle ein

darüber liegendes Laufrad antreibt, sind einer

Bauhöhenreduzierung schon durch die

Wellenlagerung und natürlich durch die leistungsge-

rechte Größe des Motors technische Grenzen gesetzt.

Die Innovation

Bereits in den sechziger Jahren wurde im Hause

Laing die Kugelmotor-Pumpe erfunden, die seither

als Brauchwasserpumpe millionenfach im Einsatz ist.

Die Besonderheit dieses Prinzips liegt darin, dass die

Pumpe keine Welle mehr besitzt, die die Motorlei-

stung auf das Pumpenlaufrad überträgt. Das einzige

bewegliche Teil der Pumpe besteht vielmehr aus ei-

nem Rotor, der auf einer Kugel gelagert auf einer

Lagersäule ruht. Der ganze nasse Bereich ist dabei

durch eine sphärische Trennwand vom Motor ge-

trennt. Daraus ergeben sich als hervorstechende Ei-

genschaften der Pumpen eine vollkommene Lauf-

ruhe, weil das Lager sich ständig selbst nachstellt, und

eine überragende Lebensdauer.

Das Kugelmotorprinzip hat an sich die gleichen Pro-

bleme mit der Bauhöhe, weil auch hier der Motor aus

übereinander gelagerten Spulen eine durch die Lei-

stung geforderte Mindestgröße bedingt. Wenn hierauf

noch die Lagersäule gestellt wird, dann kann man

kaum von der heutigen Bauhöhe wegkommen. Die

Lösung, die die Bauhöhe revolutionär verkleinert, er-

gab sich durch die Überlegung, ob man nicht den

Motor einfach um das Pumpenlaufrad herumbauen,

also den Läufer gleichsam in den Motor hineinver-

senken könnte.

Da der Stator beim Kugelmotorprinzip nur aus Sta-

toreisen und Spulen besteht und keine Lagerelem-

ente aufnehmen muss, ergab sich in langen Versuchs-

reihen eine Konfiguration, bei der der Stator aus ei-

nem ringförmigen pulvermetallurgischen Preßteil be-

steht, das in vertikaler Richtung von Kupferdraht um-

wickelt ist. Durch die Ausbildung des Stators als

Pressteil ergeben sich dabei fertigungstechnisch große

Vorteile. In diesen ringförmigen Stator wird dann der

permanentmagnetische Rotor „hineinversenkt“, so

dass die gesamte Bauhöhe der Pumpe kaum noch

über die Rotorhöhe hinausgeht.

Durch den Einsatz einer elektronischen Kommutie-

rung für den Pumpenmotor konnte der Wirkungsgrad

der neuen Pumpe gegenüber einer konventionellen

Pumpe vervierfacht werden, so dass die Pumpe heute

bei einer Leistungsaufnahme von nur 10 Watt eine

hydraulische Leistung von 170 l/h bei 3 m Förder-

höhe erbringt.

Die neu entwickelte Pumpe weist insgesamt folgen-

de Vorteile auf:

• Minimale Abmessungen (61 mm x 61 mm x

37 mm)

• Nahezu geräuschloser Lauf

• Überragende Lebensdauer

• Hoher Wirkungsgrad

Dadurch ist es möglich geworden, eine Kühleinheit

für Computer zu bauen, bei der über eine so genann-

te Cold-Plate auf der CPU die Abwärme in einem

Wasserkreislauf zu einem aus der Automobiltechnik

entlehnten Kühler geführt wird. Dort gibt ein großes,

langsam (und deshalb leise) laufendes Gebläse die

Wärme dann an die Umwelt ab. Man braucht kein

turbinengleiches Gebläse direkt an den Wärmequel-

len mehr, sondern kann die Wärme lautlos zu einer

größeren Kühlfläche im Computer führen. Solche

Kühleinheiten heben einerseits die Schranken auf,

die heute von sehr leistungsfähigen Chips aufgrund

ihrer Wärmeentwicklung gezogen werden, anderer-

seits werden sie PC´s ermöglichen, die nahezu lautlos

arbeiten können.

Das Unternehmen

Die Laing Holding GmbH wurde 1993 gegründet. Die

Laing-Firmengruppe beschäftigt sich seit Jahrzehnten

mit der Entwicklung und Produktion von Umwälz-

pumpen für den Heizungs- und Sanitärbereich.

Die Gruppe mit insgesamt 475 Beschäftigten, davon

23 in Forschung und Entwicklung, wird inzwischen in

der zweiten Generation von den drei Brüdern Dipl.-

Phys. Oliver Laing, Dipl.-Ing. Karsten Laing und

Assessor jur. Birger Laing geleitet. Hauptsitz der

Gruppe ist Remseck-Aldingen, Tochtergesellschaften

bestehen seit 1981 in Cegléd, Ungarn, seit 1982 in San

Diego, USA, und seit 2000 in Osaka, Japan.

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Page 17: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Positionierung eines chirurgischen Instruments unter der Gamma-Kamera.

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Reinigungsuntersuchungen von chirurgischenInstrumenten mit der Radionuklidmethode

SMP GmbH

Prüfen Validieren Forschen

Tübingen

Die Radionuklidmethode (RNM) ist ein innovatives, zerstörungsfreies Untersuchungs-

verfahren sowohl zur Überprüfung der Reinigbarkeit chirurgischer Instrumente als

auch zur Leistungsbeurteilung von Reinigungs-/Desinfektionsautomaten und Rei-

nigungschemie. Als Marker wird der Testanschmutzung ein radioaktives Präparat zuge-

setzt. Die Gammaemission der Testanschmutzung erlaubt eine quantitative Aussage

und kann zusätzlich den Reinigungserfolg direkt als Bild dokumentieren. Auch in op-

tisch unzugänglichen Bereichen können mit Hilfe einer Gamma-Kamera kleinste

Mengen von radioaktiver Testanschmutzung detektiert werden. Diese Besonderheit des

Verfahrens, die außergewöhnlich hohe Empfindlichkeit zusammen mit der ortsaufgelö-

sten Darstellung, werden zwischenzeitlich häufig schon in der Entwicklungsphase

neuer Instrumente angewandt, um schwierig zu reinigende Stellen bereits bei den er-

sten Prototypen zu erkennen. Durch Überarbeitung des Designs kann dann bereits vor

dem ersten klinischen Einsatz eine optimale Reinigung garantiert werden. Mit der

RNM ist es nun möglich, dass sich ein Hersteller chirurgischer Instrumente die neuer-

dings gesetzlich geforderten Angaben zur Reinigung seiner Instrumente in einem wis-

senschaftlich abgesicherten Verfahren erarbeiten kann.

Page 18: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Bisher werden bei Reinigungsuntersuchungen in der

Regel mikrobiologische Testverfahren benutzt. In ei-

nem Vorversuch wird eine definierte Menge von Kei-

men als Testanschmutzung auf das chirurgische In-

strument aufgebracht. Die Keime werden wieder ab-

gespült und gezählt.

Es wird angenommen, dass in den eigentlichen

Versuchen, sowohl die Aufbringung, als auch die Ab-

spülung der Keime reproduzierbare Ergebnisse lie-

fert. Der verbleibende Verschmutzungsgrad nach der

Reinigung wird mit einer Log-Stufen-Reduktion be-

schrieben. Fehlerquellen bei diesem Verfahren erge-

ben sich aus der nichtkontrollierbaren Abspülung,

den nötigen Verdünnungsreihen und Bebrütungs-

phasen mit der abschließenden Auszählung der

Keime. Abgesehen von der Dauer dieses Tests - bis

zu mehreren Tagen - ist die fehlende Option der

Ortsbestimmung ein weiterer, entscheidender Nach-

teil.

Die Innovation

Die Radionuklid-Methode ist weltweit das einzige

Testverfahren, das ohne Zerstörung der Probe sowohl

den ortselektiven als auch quantitativen Nachweis

einer markierten Verschmutzung bzw. Restver-

schmutzung innerhalb von einigen Minuten erlaubt

und die Bewertung der Effektivität eines Reinigungs-

verfahrens ermöglicht. Die Ortsauflösung des Gam-

ma-Detektors ist für die Entwicklung von neuen chir-

urgischen Instrumenten nahezu unverzichtbar, da

schon während der Konstruktion bzw. des Prototy-

penbaus wesentliche Eigenschaften der Reinigbarkeit

des Instruments getestet und optimiert werden kön-

nen.

Die Grenze der Restverschmutzung, die noch als

„sauber“ akzeptiert wird, korreliert mit der Strah-

lungsmenge von 5 counts/sec. Dieser Wert basiert auf

Vergleichsuntersuchungen, die mit unterschiedlich-

sten chemischen und biologischen Nachweismetho-

den mit kontaminierten Instrumenten durchgeführt

wurden.

Dieses Bild, aufgenommen mit der Radionuklid-Methode,zeigt die erhebliche Restverschmutzung eines Instrumen-tes für minimal invasive Eingriffe, nach der Reinigung.

Die mit der RNM erstellte Aufnahme, nach der vomHersteller vorgenommene Designänderung, zeigt einvielfach besseres Reinigungsergebnis und verdeutlicht,welchen Stellenwert die RNM bei der Neukonstruktionund damit für die Entwicklungskosten hat.

Die Methode:

Die Testverschmutzung der Instrumente erfolgt mit

einer Mischung aus Schafsblut und Technetium

Tc99m, einem Nuklid mit einer Halbwertszeit von 6

Stunden. Das Nuklid ist ein typisches, im klinischen

Alltag genutztes Medikament, mit dem Veränderun-

gen an Organen dargestellt werden. Daraus resultiert

sowohl die problemlose Verfügbarkeit der Gamma-

quelle als auch die Akzeptanz dieses radioaktiven

Präparats im medizinischen Bereich.

Das zu untersuchende Instrument wird mit einer

definierten Menge Schafsblut (mit einem Anteil

Tc99m) kontaminiert, eine realitätsnahe Funktion

simuliert und nach einer Trocknungsphase - also eine

„worst-case“ Situation - gereinigt. Vor und nach der

Reinigung wird mit der Gamma-Kamera der Ver-

schmutzungsgrad bestimmt. Diese gammaaktiven Be-

reiche sind auf dem Bildschirm als helle Bereiche

sichtbar, wobei die Pixel je nach Gammaintensität

heller werden und anhand der Dichte ihrer Vertei-

lung auch ein quantitativ auswertbares Bild zeigen.

Das Unternehmen

Die SMP GmbH Prüfen Validieren Forschen wurde

im Rahmen des Förderprogramms „Firmen auf dem

Campus“ im Jahre 2000 aus der Universität Tübin-

gen heraus gegründet.

Sie ist im Bereich Medizintechnik und Prüfwesen

tätig: Hygieneuntersuchungen für medizinische Un-

ternehmen und in medizinischen Einrichtungen, die

Beratung in Hygienefragen sowie entwicklungsbeglei-

tende Untersuchungen bilden den Tätigkeitsschwer-

punkt. Daneben engagiert sich das Unternehmen

auch in den Bereichen Prionenforschung, der Ent-

wicklung neuer Prüfmethoden und Schulungen.

Inzwischen werden 13 Mitarbeiter beschäftigt, davon

3 Wissenschaftler im Bereich Forschung und Ent-

wicklung.

17

Page 19: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Budapester Sportarena (oben)

18

Stehfalzprofil zur Realisierung komplizierterDachgeometrien

BEMO SYSTEMS GmbH & Co. KG

Eningen u. A.

Das neu entwickelte Stehfalzprofil mit dem Produktnamen MONRO kann in einer

großen Vielfalt frei formbarer Profile in großen Längen produziert werden. Bislang

waren nur gerade (parallele) und teilweise konische Bahnen möglich. Durch die Mög-

lichkeit, Blechbahnen für Bedachungen ohne verschweißte Zwischenstöße in nahezu

jeder gewünschten Form zu profilieren, werden für Architekten ganz neue Spielräume

für einen modernen Dach- und Fassadenbau eröffnet. Auf die Vorteile der Material-

auswahl von Aluminium bis Edelstahl sowie der Farbgestaltung muss nicht verzichtet

werden. Mit der Entwicklung dieser neuen, computerunterstützten Herstellungstech-

nologie kann eine kostengünstige Fertigung individueller Bauteile im CAD/CAM-

Verfahren realisiert werden.

Page 20: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Falzprofilbahnen konnten bisher nur in verschieden

festgelegten Baubreiten sowie bis zu einem gewissen

Grad auch konisch maschinell hergestellt werden. Bei

komplizierten Dachformen mussten die Vorteile der

Stehfalzbahnen (wie Herstellungslängen bis zu 160

Metern ohne Unterbrechungen, maschinelle Verfal-

zung ohne Schweißnähte und Verschraubungen,

leichte Montage) der herkömmlichen handwerkli-

chen Blechbearbeitung weichen, was gerade bei

Großobjekten mit extremen Rundungen die Einbin-

dung in das Gesamtbild des Baukörpers schwierig

machte, sowie lange Montagezeiten und hohe Kosten

verursachte. Ebenso konnte eine lineare Struktur ei-

nes Gebäudes ohne Unterbrechungen nicht erreicht

werden, da selbst bei der Verwendung von konischen

Profilen stets Schweißnähte und Fugen entstanden

sind. Die moderne Architektur verlangte nach beson-

deren Profilen für Außenfassaden und Dachland-

schaften gerade auch im Bereich von Rundbauten.

Die Innovation

Durch MONRO wurde die bisherige Rollformtech-

nik weiterentwickelt, die es nun ermöglicht, Steh-

falzprofile je nach Bedarf am Gebäude frei zu For-

men - ohne Verzicht auf die schon bekannten Vor-

teile der Produktion in großen Längen oder der

großen Auswahl an Werkstoffen wie Aluminium,

Stahl, Zink, Kupfer oder Edelstahl. Für nahezu jede

architektonische Anwendung kann so das passende

Mater-ial und eine individuelle Farbgebung angebo-

ten werden. Gleichzeitig können die Bahnen gerun-

det werden (konkav/konvex), so dass nun

Kuppelbauten, Kugel- oder Eiformen und selbst

ungewöhnliche Dachlösungen wie Pyramide und

Kegel sowie elliptische Formen im Industrie- und

Wohnungsbau ohne Schweißnähte verlegt werden

können. Die automatische Falzung verkürzt zudem

die Verlegezeit der Profilbahnen. Ein weiterer Vorteil:

Es bedarf keiner herkömmlichen festen Profilbreiten

mehr, sondern bis 800 mm ist jede Baubreite mög-

lich.

Für die Herstellung des patentierten Profils wurde

eigens eine neue Maschine entwickelt, die das ent-

sprechende Material in beliebiger Länge frei verfor-

men kann. Bei Extremformen kann jede profilierte

Bahn anders aussehen, um sich exakt an das Ge-

bäude zu schmiegen. Der Zuschnitt und die Profilie-

rung erfolgt in einem Arbeitsgang. Für größtmög-

liche Flexibilität der Maschine sorgt die eigens ent-

wickelte Software „X-Form“, eine Applikation auf

Auto-CAD. Auf Grundlage eines 3D-Modells wer-

den mit Hilfe dieser Software Bahnen definiert und

die Konstruktionsdaten per Modem direkt an die

Maschine übertragen. Dies bedeutet ebenfalls eine

enorme Zeitersparnis, weil die Geometrien eines

komplexen Gebäudes nicht mehr händisch ermittelt

werden müssen.

Vorteile:

• Planer und Architekten können geschwungene und

gekrümmte Dachformen, freie Formen und nahtlo-

se Verschmelzungen von Dach und Fassade realisie-

ren.

• Die Entwicklung steht für flexible Anpassbarkeit an

jede Geometrie, auch auf kleinteiligen Flächen, für

fugenfreie Abdichtung der gesamten Dachfläche

ohne Schweißnähte sowie für einfache und sichere

Verarbeitung ohne großen technischen Aufwand.

• Jede Profilbahn unterschiedlichster Form kann in

einem einzigen Arbeitsgang und in beliebiger

Länge produziert werden und passt sich damit der

Gebäudegeometrie an.

• In der Baupraxis gibt es kaum Einschränkungen:

vom einfachen konischen Dach bis hin zu sehr an-

spruchsvoll geformten, konkaven oder konvexen

Baukörpern.

Das Unternehmen

Das Unternehmen mit Firmensitz in Eningen und

Produktionsstandort in Ilshofen bietet seit 20 Jahren

architektonisch anspruchsvolle und außergewöhnli-

che Wandverkleidungen und Bedachungen. Im Jahr

2000 fand eine Integration in die Maas-Gruppe statt.

Das BEMO-Stehfalzsystem reiht sich erstklassig in das

Portfolio des Profilherstellers Maas ein und bietet

neue Marktchancen im Zielgruppensegment der

Architekten und Bauherren vor allem größerer Pro-

jekte national wie international. BEMO SYSTEMS

agiert als selbständige 100-prozentige Tochter, hält

zahlreiche Patente und beschäftigt an beiden

Standorten 30 Mitarbeiter in Verwaltung und Pro-

duktion.

Ein Großteil der Produktion geht ins Ausland oder

wird direkt im Ausland mit mobilen Rollformanla-

gen produziert. Das Unternehmen ist mit Gesell-

schaften in China, Singapur und Frankreich vertre-

ten. Weitere Exportaktivitäten werden über interna-

tionale Vertriebspartner abgewickelt.

19

Mobile Rollformanlage

Page 21: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Robotergreifer mit intergrierten CCD-Kameras

20

Automatisiertes Handlingsystem für Silizium-Solarzellen

Manz Automation AG

Reutlingen

Die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie ist eine der zukunfts-

weisenden Technologien, welche zur Lösung des weltweiten Energie- und Umweltpro-

blems beitragen kann.

Ein entscheidender Nachteil dieser Technologie sind jedoch nach wie vor die, gegen-

über konventioneller Energieerzeugung, sehr hohen Kosten. Neben den Materialko-

sten für die Silizium-Wafer sind die Herstellungskosten der Panele und hier insbeson-

dere die Personalkosten in der Fertigung bedeutende Faktoren.

Mit dem neu entwickelten automatisierten Handlingsystem kann die Wirtschaftlichkeit

in der Solarzellenfertigung deutlich verbessert werden. Neben der Einsparung von

direkten Lohnkosten kann die Produktqualität und die Ausbringung der

Fertigungslinie deutlich gesteigert werden. Dadurch leistet das System einen entschei-

denden Beitrag zur Wirtschaftlichkeit und somit zur weiteren Verbreitung der

Photovoltaiktechnologie.

Page 22: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz ist eine lang-

fristige Regelung für die Vergütung von Solarstrom

gegeben. Durch dieses Gesetz soll die Technologie

selbst, aber auch der Aufbau einer Photovoltaik-Indu-

strie in Deutschland gefördert werden.

Nach vorliegenden Schätzungen erwartet die Bran-

che in den nächsten Jahren einen Zuwachs von min-

destens 25 % pro Jahr.

Bedingt durch diese hohe Nachfrage, besteht in

Deutschland erstmals die Möglichkeit große Ferti-

gungsanlagen für Solarzellen zu errichten. Die Prob-

lematik in dieser noch jungen Industrie besteht je-

doch darin, dass bisher nur sehr wenig spezialisierte

Prozessanlagen und Handlingsysteme am Markt ver-

fügbar sind. Die meist aus der Halbleiterindustrie

stammenden Systeme können die hohen Forderun-

gen hinsichtlich Produktivität und Kosten nicht

erfüllen.

Da die Photovoltaik langfristig nur Erfolg haben

kann, wenn es gelingt die Kosten deutlich zu redu-

zieren, ist es notwendig, völlig neuartige Produkti-

ons- und Automationsanlagen zu entwickeln. Bezo-

gen auf die automatisierte Handhabung der Solarzel-

len besteht die Hauptforderung nach massiver Re-

duzierung der Handlingzeiten und der Verringerung

der Bruchraten.

Die Innovation

Durch das neu entwickelte automatisierte Handling-

system konnten die an sich widersprüchlichen For-

derungen nach kürzeren Zykluszeiten und minimaler

Bruchrate erstmals erfüllt werden. Gegenüber mark-

tüblichen Systemen wurde die Handhabungsge-

schwindigkeit mehr als verdoppelt und die Bruch-

rate um den Faktor 5-10 reduziert. Diese enorme

Leistungssteigerung konnte nur durch eine vollstän-

dige Neukonzeption der Handlingsysteme erreicht

werden.

Durch den Einsatz leistungsfähiger Robotersysteme

konnte die Zeit für die Bewegung deutlich reduziert

werden. Die eigentliche Innovation stellt allerdings

die Kombination der Robotertechnik mit der Bild-

verarbeitung und einer neuen Greifertechnologie dar.

Durch die optische Lageerkennung der Solarzellen

kann auf die mechanische Zentrierung vollständig

verzichtet werden. Durch den Einsatz innovativer

Greifertechnologie konnte die Berührung der Zell-

oberfläche auf ein Minimum reduziert werden. Die

Zellen werden ohne mechanische Belastung, nahezu

berührungslos, gehandhabt.

Im Gegensatz zu bestehenden Systemen, welche auf

Vakuumgreifern basieren, werden Greifer eingesetzt,

welche auf dem Bernoulli-Prinzip basieren. Bei den

neu entwickelten Bernoulli-Greifern wird Luft durch

eine speziell geformte Ringdüse ausgeblasen. Durch

die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten

entsteht, vergleichbar mit dem Effekt an einer

Flugzeugtragfläche, im Innern des Greifers ein Unter-

druck. Dieser Unterdruck reicht aus um eine Solar-

zelle berührungslos von einer Unterlage aufzuneh-

men. Die Vorteile dieser Greifertechnologie werden

bei der Handhabung dünner Solarzellen deutlich.

Hier ist der Einsatz von Vakuumsaugern völlig un-

denkbar. An eine Reduzierung der Zelldicke konnte

bisher nicht gedacht werden, da keine geeigneten

Handlingsysteme zur Verfügung standen. Bei einem,

in Zusammenarbeit mit dem Institut für Solare

Energieforschung (Fraunhofer ISE, Freiburg), durch-

geführten Versuch konnte der sichere Einsatz des

neuen Systems bei der Handhabung von Solarzellen

mit einer Dicke von unter 100 µm nachgewiesen wer-

den. Zellen mit einer Dicke von 100 µm stellen ge-

genüber dem heutigen Stand der Technik eine

Halbierung der Materialkosten dar.

Durch die Integration von vier CCD-Kameras (Kam-

eras mit ladungsgekoppelten Speicherelementen) in

den Greifer konnte erreicht werden, dass die Takt-

zeiten für die Handhabung der Zellen weiter dra-

stisch reduziert wurden. Mit diesem System kann die

Lage der Solarzelle während der Bewegung des Robo-

terarms ermittelt werden. Die Wahrscheinlichkeit

eines Positionsfehlers ist damit um die Hälfte gerin-

ger als bei herkömmlichen Systemen.

Durch die Integration der Kameras in den Greifer

wurde es erstmals auch möglich die Solarzellen bei

jedem Handlingschritt optisch zu prüfen. Fehlerhafte

Solarzellen werden durch den Roboter sofort aussor-

tiert und statistisch erfasst.

Das Unternehmen

Das Unternehmen wurde 1987 durch Dipl.-Ing. (FH)

Dieter Manz gegründet und beschäftigt derzeit rund

120 Mitarbeiter. Die Schwerpunkte des Unterneh-

mens liegen in der Entwicklung von Fertigungs- und

Automatisierungssystemen unter Einsatz innovativer

Robotertechnik, Bildverarbeitung und PC-basieren-

der Steuerungstechnik.

Neben den Automationssystemen für die Elektro-

nikfertigung und für die Herstellung von LCD-Flach-

bildschirmen stellen die Lösungen für die Photovol-

taikindustrie inzwischen einen bedeutenden Anteil

am Umsatz dar.

Durch die sehr positiven Aussichten im Bereich der

Photovoltaik wird auch für die nächsten Jahre von ei-

nem deutlichen Wachstum ausgegangen. Diesen Er-

wartungen wurde mit einem Neubau, der Ende 2004

bezogen wird, Rechnung getragen.

21

Page 23: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Arbeitsschritte bei Montage und Demontage des Adapters

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Bohrlochlose Befestigungstechnik

Ortwein Sanitär Original Heizung GmbH

Ebersbach

Das Befestigungssystem besteht aus diffusionsfähigen Adaptern, welche bedarfsgerecht

in ihrer Größe und Geometrie je nach Anforderung hergestellt und konfektioniert

werden. Durch die Eigenschaft dieser Adapter ist ein Zutritt der Luftfeuchtigkeit zur

Haftstelle gegeben, welche unverzichtbar für den Härteprozess des einkomponentigen

Haftmittels ist.

Dadurch wird erstmalig das Befestigen ohne Bohren, besonders geeignet auf harten

Oberflächen, möglich. Weitere Vorteile sind, dass Leitungen nicht versehentlich ange-

bohrt werden können, die Montagezeiten und -kosten reduziert werden und dabei

keine handwerklichen Kenntnisse und Werkzeuge erforderlich sind.

Bei Bedarf können die Adapter auf einfache Weise, ohne Bohrlöcher oder sonstige

Rückstände zu hinterlassen, wieder entfernt werden.

Page 24: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Allgemein üblich für Befestigungen ist das Bohren

und anschließende Dübeln. Hierfür sind Werkzeuge

(Bohrmaschine, Bohrer, Schraubendreher) und zu-

mindest handwerkliche Grundkenntnisse erforder-

lich. Nach der späteren Entfernung des befestigten

Teiles bleiben Bohrlöcher in den Flächen zurück.

Die Klebetechnik war hierfür bisher ungeeignet we-

gen der Nichtaushärtung des Haftmittels. Selbst

große Chemiefirmen hatten bisher keine erfolgreiche

Klebelösung gefunden.

Die Innovation

Bei der Innovation handelt es sich um die patentier-

te Entwicklung einer hoch belastbaren Befestigungs-

technik ohne Bohren für die verschiedensten Ein-

satzbereiche. Das Anbohren von Fliesen, Metallwän-

den etc., wie es Stand der Technik ist, wird damit

komplett vermieden. Ein weiterer Vorteil ist, dass das

Handling von jedermann ohne Spezialwerkzeug und

Zubehör im Handumdrehen geräuschlos ausgeführt

werden kann. Diese Befestigungstechnik findet An-

wendung bei der Befestigung verschiedener Accesso-

ires, wie Handtuchhalter, Seifenspender, Spiegel-

schrank, Handgriffe, Rohrschellen usw..

Nach einigen vergeblichen Versuchen mit verschie-

denen Haft- und Klebstoffen stellte sich als das ent-

scheidende Kriterium die Polymerisation des ein-

komponentigen Haftmittels heraus, da sämtliche

Haftmittel, Silikone etc. für diese Reaktion Luft-

feuchtigkeit benötigen.

Eine Adapterplatte aus Kunststoff oder Metall (z.B.

als preisgünstiges Kunststoffspritzguss- oder Alu-

miniumdruckguss-Teil) verhindert den Zutritt von

Luftfeuchtigkeit und ist damit ungeeignet. Das hin-

terspritzte Haftmittel wäre selbst nach Wochen noch

nicht genügend abgebunden.

Erreicht wurde die Funktionsfähigkeit der Adapter

durch Anwendung der Sintertechnik: Eine zuvor pul-

verisierte Messinglegierung wird unter Druck so

gepresst, dass sich das kugelförmige Messingpulver

lediglich an seinen Berührungsstellen verkeilt und in

seiner Struktur Hohlstellen bildet. Das verpresste

Rohteil wird anschließend bis unterhalb seiner

Schmelztemperatur erwärmt und somit nur an den

Anlagepunkten der einzelnen Metallkügelchen ver-

schweißt. Bei geeigneter Steuerung der Prozesstem-

peratur ergibt sich auf diese Weise ein formstabiles

Teil mit durchgehender Diffusionsfähigkeit für den

Adapter, was die Luftfeuchte-Durchlässigkeit für die

Reaktion des Haftmittels gewährleistet.

Der Adapter kann bei Bedarf ohne große Mühe jeder-

zeit - ohne bleibende Rückstände oder gar die sonst

üblichen Bohrlöcher zu hinterlassen - wieder entfernt

werden. Der Adapter muss dazu nur mit einer Zange

gedreht (Abscheren durch Drehbewegung) und

anschließend das Haftmittel mit einem Schaber ent-

fernt werden.

Diese Befestigungstechnik wurde vom TÜV geprüft.

Für Adapter mit 5 cm Durchmesser wird eine zulässi-

ge Gewichtsbelastung bis 300 kg erreicht.

Das Unternehmen

Das vor 14 Jahren gegründete Unternehmen ist aus

einem Handwerksbetrieb entstanden. Es entwickelt

und vertreibt eigene Produkte im Bereich Sanitärin-

stallation mit heute 11 Mitarbeitern. In diesem Zeit-

raum hat es 16 Patente angemeldet und verfügt über

ein Produktportfolio von über 30 eigenen Produk-

ten.

Dazu gehören beispielsweise Montagesets und Mon-

tagehilfsmittel, die die Sanitär- und Heizungsinstalla-

tion vereinfachen und beschleunigen.

Zur Verwertung der Entwicklung wurde eine neue

Produktionsfirma gegründet, die seit Markteinfüh-

rung 2003 bereits ein Umsatz von ca. 1,5 Mio. Euro

erzielen konnte. Für 2005 sind ein Umsatzzuwachs

sowie die Schaffung von neuen Arbeitsplätzen ge-

plant. Lieferverträge im In- und Ausland, sowie

umfangreiche Exportgeschäfte sind bereits abge-

schlossen. Da dieses Produkt branchenübergreifend

eingesetzt werden kann und in sämtlichen Märkten

mit seinen Alleinstellungsmerkmalen jedem Anwen-

der große Vorteile verschafft, kann für die nahe Zu-

kunft mit hohen Umsatzsteigerungen gerechnet wer-

den.

23

TUVPRODUCT SERCICE

geprüft

hält bis zu 120 kg

Page 25: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Verschiedene Anwendungen (oben) und das Aufbringen der Schicht (unten).

24

Kaltgasspritztechnik in Serie

OBZ Dresel & Grasme GmbH

Bad Krozingen

Im heutigen Zeitalter zunehmender Leistungselektronik werden an Kühlkörper und

Trägerelemente zur Wärmeableitung temperaturempfindlicher Elektronikbauteile

höchste Anforderungen gestellt. Mit der weltweit ersten serientauglichen Anwendung

einer neuen Beschichtungstechnologie, dem so genannten Kaltgasspritzen, können

Aluminiumkühlkörper mit Kupferschichten in so reiner, oxidarmer Form versehen

werden, dass diese bis zu 90 % der thermischen und elektrischen Leitfähigkeit von rei-

nem Kupfer erreichen. Bisher galt das Verlöten von Aluminium und Kupfer als sehr

problematisch. Die neuen Schichten sind nun hervorragend lötbar und benötigen zur

Haftung keine besondere Vorbereitung. Die Umwelt wird zudem wesentlich geschont.

Kaltgasgespritzte Schichten sind aufgrund ihrer dichten Struktur eine echte Alternative

zu umweltschädlichen Verfahren wie der wasserbelastenden Galvanotechnik oder der

Verwendung von bleihaltigen Loten bei schwerlötbaren Werkstoffen. Mit der Anwen-

dung der Kaltgasspritztechnologie ist es gelungen, völlig neue Wege, weg von der ther-

mischen hin zur kinetischen Spritztechnik, zu gehen. Die geringe Erwärmung der

Werkstoffoberfläche ermöglicht zudem auch das Beschichten wärmeempfindlicher

Oberflächen.

Page 26: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Der russische Wissenschaftler Anatoli Papyrin war

der erste, der Mitte der achtziger Jahre bei Teilchen-

Überschallströmungs-Experimenten feststellte, dass

sich ab einer bestimmten Geschwindigkeit die abtra-

gende Wirkung der Teilchen in eine sehr starke Haf-

tung umkehrt. Er entwickelte daraus das Kaltgas-

spritzen. Bislang wurde die bahnbrechende Techno-

logie ausschließlich an technischen Hochschulen und

in Forschungsinstituten zu deren Weiterentwicklung

oder anwendungstechnischen Tests verwendet. Die

Anwendungstechnik, weg von der thermischen hin

zur kinetischen Energie beim Herstellen von Spritz-

schichten war in der Praxis ein ungenutztes Novum.

Das besondere ist, dass der Schichtwerkstoff nicht

mehr wie bei den bisherigen thermischen Spritzver-

fahren, an- oder aufgeschmolzen wird. Allein die

hohe kinetische Energie der Spritzpartikel bewirkt

die Entstehung einer dichten Schicht oder Struktur

auf dem Substrat. Dazu wird Stickstoffgas, beladen

mit pulverförmigem Spritzwerkstoff, in einer Laval-

schen Düse auf Überschallgeschwindigkeit beschleu-

nigt und auf das Substrat geschleudert.

Die Innovation

Mit einer intensiven und zielgerichteten zweijähri-

gen Entwicklungs- und Forschungsarbeit zur Herstel-

lung verwendbarer und bezahlbarer Schichten, gelang

es die Vorteile und Nutzen kaltgasgespritzter Schich-

ten in der Praxis anzuwenden und am Markt anzubie-

ten. Nach unzähligen Spritzversuchen mit den unter-

schiedlichsten Parametern wurden hervorragende

Schichteigenschaften an den verschiedensten Kun-

denbauteilen erzielt. Unter anderem wurde im Jahre

2003 ein Aluminium-Kühlkörper, das erste kaltgasbe-

schichtete Serienprodukt, auf den Markt gebracht. So

lassen sich auf Aluminium-Kühlkörpern Kupfer-

schichten in so reiner, oxidarmer Form auftragen,

dass diese bis zu 90 % der thermischen und elektri-

schen Leitfähigkeit von reinem Kupfer erreichen.

Über 50 % der elektrischen und thermischen Leit-

fähigkeit von reinem Kupfer zu erzielen, galt bis vor

kurzem in der Spritztechnik an Atmosphäre als

unmöglich. Die neuen Schichten sind nun außerdem

hervorragend lötbar und benötigen zur Haftung keine

Vorbereitung durch Sandstrahlen. Damit sind ideale

Voraussetzungen für den Einsatz in der Elektronikin-

dustrie geschaffen. Am Beispiel des beschichteten

Aluminium-Kühlkörpers für Computer zeigen sich

die enormen Vorteile dieser kaltgasgespritzten Kup-

ferschichten. Aluminium-Kühlkörper sorgen in je-

dem Computer dafür, dass der Prozessor nicht über-

hitzt. Moderne Hochleistungs-Prozessoren ent-

wickeln so viel Wärme, dass die Leitfähigkeit des

Aluminiums nicht ausreicht, um die entstehende

Wärme schnell genug abzuführen. Eine hochwärme-

leitende Kupferschicht, mit aufgelöteter, massiver

Kupferplatte löst das Problem.

Das Verlöten von Aluminium und Kupfer war bisher

sehr problematisch. Mit einer im Kaltgasspritzverfah-

ren aufgetragenen Zwischenschicht lassen sich ver-

schiedenste Bauteile problemlos auf- oder anlöten.

Hierbei können die zahlreichen Vorzüge von Alu-

minium, vom geringen Gewicht bis hin zur einfachen,

preiswerten Verarbeitung, etwa durch Fließ- oder

Profilpressen weiterhin genutzt werden. Mit der Her-

stellung elektrisch und thermisch leitender Schichten

auf Kühlkörpern und Trägerelementen der Lei-

stungselektronik wurden ideale Voraussetzungen für

den Einsatz der Kaltgasspritztechnologie in der Elek-

tronikindustrie geschaffen. Insbesondere die serien-

taugliche Anwendung dieses modernen Verfahrens an

unterschiedlichsten Bauteilen zeichnet die innovative

Leistung des Unternehmens aus. Mit dem professio-

nellen Einsatz der Kaltgasspritztechnik sind somit

völlig neue Produkte und Nischenmärkte möglich

geworden. Eine besondere Entwicklung befasst sich

derzeit mit der Herstellung eines induktiven Koch-

geschirrs, welches ebenfalls im Kaltgasspritzverfahren

beschichtet wird. Kaltgasgespritzte Schichten z.B. aus

den Schwermetallen Kupfer, Nickel oder Zink, kön-

nen aufgrund ihrer dichten Struktur als Alternative

zu den galvanisch hergestellten Schichten aus diesen

Materialien eingesetzt werden. Damit wird der Ein-

satz von Wasser verunreinigenden Stoffen, wie dies in

der Galvanik unvermeidlich ist, verhindert oder ein-

geschränkt. Darüber hinaus tragen Kaltgasgespritzte

Schichten dazu bei, bleihaltige Lote zu ersetzen,

indem durch leicht lötbare Werkstoffe, z.B. Kupfer,

aufgespritzt auf das zu lötende Bauteil, der Einsatz

von bleifreien Loten überhaupt erst möglich wird.

Das Unternehmen

Das Unternehmen OBZ Dresel & Grasme GmbH

wurde im Jahre 1997 gegründet. Schwerpunkt der Tä-

tigkeit lag zunächst auf der Herstellung hochwertiger

thermisch gespritzter Schichten.

Mit Anwendung der neuen Beschichtungstechnolo-

gie, dem so genannten Kaltgasspritzen, ist es gelun-

gen das Verfahren als weltweit erster Lohnbeschich-

ter industriell in Serie anzuwenden. Mehrere Aufträ-

ge zur Entwicklung neuer Schichten an Kundenbau-

teilen, sowie bereits realisierte Serienaufträge bestä-

tigen den wirtschaftlichen Erfolg der eingesetzten

Technologie. Die Mitarbeiterzahl konnte von anfäng-

lich 10 auf 15 gesteigert werden.

25

Page 27: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg26

Page 28: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 27

Die Anerkennungen

2004

Serienfertigung von heißgeprägten

MID-Baugruppen 28

Elektronische Kompensation

mechanischer Fertigungstoleranzen 30

Prozessorientierte Software 32

Begasungssystem für Absorber in

Rauchgas-Entschwefelungsanlagen 34

Mobiles GPS-gestütztes Arbeitsmaschinen-

Controllsystem (MAC) 36

Pofessionelles Lackiersystem für den

mobilen Einsatz 38

3D-Impuls-Tomograph zur Prüfung von

Holz und Beton 40

Schalungsziegel mit viereckigem Ausschnitt 42

Sicherheitssystem für elektrostatische

Beschichtungsanlagen 44

Recycling gebrauchter Einkaufswagen 46

Page 29: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

2E mechatronic GmbH & Co. KG

Wernau

MID steht für Moulded Interconnect Devices oder zu Deutsch „Spritzgegossene

Schaltungsträger“. In der Vergangenheit hat es bereits eine Vielzahl von MID-Anwen-

dungen gegeben, die jedoch nur selten über die Demonstrationsphase hinaus gekom-

men sind. Hieraus ergab sich der Anreiz, die Voraussetzungen für die Serienproduktion

von heißgeprägten MID-Baugruppen am Standort Baden-Württemberg zu schaffen.

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Schaltergrundplatte (alte Ausführung)

Leiterplatte in Grundplatte integriert (neue Ausführung) Fertig montierter Schalter

Leiterplatte (alte Ausführung)

28

Serienfertigung von heißgeprägten MID-Baugruppen

Page 30: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Durch die bereits 1999 von 2E vorgestellte MID-

Kleinmotorenapplikation wurden die Vorteile der

Heißpräge-MID-Technik deutlich. Eine aus drei Tei-

len (Leiterplatte, Distanzstück, Steckverbinder)

bestehende Baugruppe konnte zu einem Bauteil zu-

sammengefaßt werden.

Schnell wurde klar, dass diese Lösung bei einer Viel-

zahl von Applikationen zum Einsatz kommen könnte.

Um jedoch einen industriellen Durchbruch zu

ermöglichen, musste eine zu diesem Zeitpunkt noch

nicht verfügbare durchgängige Fertigungstechnik ge-

schaffen werden, um Produkte dieser Art in mittleren

und hohen Stückzahlen wirtschaftlich produzieren zu

können. Hierzu wurde das so genannte AHMID-

Projekt initiiert, das mit Mitteln des BMBF innerhalb

des Rahmenkonzeptes „Forschung für die Produktion

von morgen“ gefördert wurde. Ziel des Projektes war

es, die erste flexible automatisierte Produktionsanla-

ge für die Serienfertigung von heißgeprägten MID-

Baugruppen aufzubauen.

Die Innovation

Mit der Heißpräge-MID-Technik ist es bei geeigneten

Applikationen möglich, durch Integration der elek-

tronischen Schaltung und zusätzlicher Funktionen

wie z.B. Steckverbinder oder Gehäusefunktionen das

Produkt effizienter und kostengünstiger zu ent-

wickeln und herzustellen.

Innovation begegnet uns hier in dreierlei Hinsicht:

Zum einen im Aufbau der AHMID-Fertigungsanlage,

zum anderen in der Entwicklung und Produktion des

ersten Serienproduktes MID-Sitzverstellschalter. Der

dritte wesentliche Punkt ist der Weg dorthin, nämlich

die Umsetzung durch ein Konsortium aus verschie-

den Firmen und Hochschulinstituten, eingebunden

in konsequente zielgerichtete Projektarbeit und un-

terstützt durch Mittel des BMBF. Vorhandenes

Wissen und Erfahrung bei den einzelnen Mitgliedern

sowie zielgerichtete Forschungsarbeit im Konsor-

tium haben eine Plattform für die Realisierung zu-

künftiger MID-Anwendungen geschaffen. Der erfolg-

reiche Abschluss des AHMID-Projektes hat bewie-

sen, dass es möglich ist, in relativ kurzer Zeit eine

innovative Technologie zur Serienreife zu bringen.

Die Vorteile der durchgängigen Heißpräge-MID-

Fertigungstechnik:

• Fehlerreduzierung durch eine durchgängige Pro-

zesskette:

Spritzgießen => Heißprägen => Kontaktbestückung

=> Prüfung Layout und Kontaktbestückung => Lot-

Dispensen => SMD-Bestückung => Bleifreies Lö-

ten in der Dampfphase => Funktionstest ==> Ver-

packung

• Modularer Aufbau:

Durch die Modularität innerhalb der Anlage ist es

möglich, mit relativ geringem Rüstaufwand die

Produktion durch Austausch des Prägestempels

und der Werkstückträger sowie das Laden der spe-

zifischen Programme für Roboter, Prüfsystem, Dis-

penser, Bestücker und Lötanlage schnell auf ein

anderes Produkt umzustellen.

• Erweiterungsmöglichkeiten der Anlage:

Es ist auf Grund der Struktur der Anlage jederzeit

möglich weitere Module wie z.B. Kontaktbestück-

stationen für andere Kontaktarten zu integrieren.

• Kundennutzen:

Mit den vorgenannten Vorteilen bieten sich für po-

tenzielle MID-Anwender Möglichkeiten, in die

MID-Technologie einzusteigen. Es ist bereits für

Stückzahlen um 100.000 Stück/a machbar, MID-

Produkte zu entwickeln und auf der vorhandenen

Fertigungsanlage zu produzieren.

Auf Basis der erwähnten MID-Kleinmotorenappli-

kation wurde ein Schaltermodul entwickelt. Die Vor-

teile im Einzelnen sind:

• Reduzierung der Bauteilevielfalt durch Entfall der

Leiterplatte sowie Integration des elektrischen

Steckverbinders in die Gehäuseplatte.

• Die neue Gehäuseplatte dient nun als Substrat des

Schaltungslayouts, welches mit einem Heißpräge-

stempel und einer verzinnten 35 µm starken

Kupferfolie direkt eingeprägt wird.

• Die SMD-Bestückung kann durch die Verwen-

dung von speziellen Nutzenträgern auf herkömm-

lichen Dispensern und Bestückungsautomaten er-

folgen.

• Durch die Verwendung einer Dampfphasenlötan-

lage erfolgt ein mit 230 °C extrem materialscho-

nender Lötprozess, bei dem ausschließlich blei-

freies Lot zur Anwendung kommt.

• Kostenreduzierung

Das Unternehmen

Die 2E mechatronic GmbH & Co. KG ist seit Okto-

ber 2002 Mitglied der Narr-Gruppe, Kirchheim/ Teck.

Die Kernkompetenzen liegen neben der MID-

Technologie auf den Gebieten der Steckverbinder

nach DIN 41612 sowie Sondersteckverbinder und

Gehäusetechnik mit Schwerpunkt in der Automobil-

industrie.

Vor allem in der Produktion von Sensorgehäusen und

Schalteranwendungen sieht das Unternehmen in Zu-

kunft ein hohes Potential für die MID-Technologie.

Neben der bereits im Hause etablierten Heißpräge-

MID-Technik wird das so genannte LDS-Verfahren

(Laserdirektstrukturierung) als weitere Möglichkeit

gesehen, die MID-Produktpalette zu ergänzen.

2E mechatronic beschäftigt derzeit 60 Mitarbeiter.

29

Page 31: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg30

Elektronische Kompensation mechanischerFertigungstoleranzen

ARADEX AG

Lorch

Die Ablösung oder Ergänzung mechanisch extrem genau gefertigter Systeme durch in-

telligente elektronische Lösungen ist ein deutlich zu beobachtender Prozess in moder-

nen Industrienationen, der auch noch viele Jahre anhalten wird. Im Automobil er-

reicht man durch die inzwischen verbreiteten ABS-Bremssysteme nicht nur verbesserte

Bremseigenschaften, sondern auch eine höhere Toleranz bezüglich der mechanischen

Grundeigenschaften der Bremsen, wie z.B. der Symmetrie von rechter und linker

Bremsscheibe.

Für Druckmaschinen und anderen bahnverarbeitenden Maschinen (Herstellung von

Folie, Papier ...) wurde ein Verfahren entwickelt, welches auch bei größeren

Fertigungstoleranzen der zahlreichen mechanischen Komponenten sogar höhere

Genauigkeiten als bisher ermöglicht. Neben einer deutlichen Reduktion der

Herstellkosten entsteht als Zusatznutzen noch ein wesentlich verbesserter Schutz

gegen unerlaubten Nachbau der teueren und entwicklungsintensiven Anlagen in

Billiglohnländern.

Page 32: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Der wirtschaftliche Druck auf die deutschen Maschi-

nenbauer nimmt ständig zu. Technische Lösungen

werden im Ausland in immer kürzerer Zeit nachge-

baut und als Kopie billig auf dem Markt angeboten.

Diese Entwicklung erstreckt sich nicht nur auf

Produkte des täglichen Gebrauchs, sondern inzwi-

schen zunehmend auch auf Werkzeugmaschinen bis

hin zu großen Druckmaschinen oder ganzen Verarbei-

tungslinien für Druckerzeugnisse und Verpackungen.

Die deutschen Hersteller steuern diesem Trend

durch Kostensenkungen und teilweise durch Inno-

vationsoffensiven entgegen. Innovationen sind be-

sonders dann wertvoll, wenn sie in der Reproduk-

tion wenig kosten und möglichst schwer kopierbar

sind. So kennt man schon seit vielen Jahren im Be-

reich der Werkzeugmaschinen die Kompensation von

Spindelsteigungsfehlern durch in den CNC-Steue-

rungen hinterlegte Kalibrierkurven.

Die ARADEX AG entwickelt und fertigt Steuerungs-

und Antriebssysteme mit einem Schwerpunkt bei Ma-

schinen und Anlagen zur Herstellung und Bearbei-

tung von Folien, Papier, Kartonage etc., wie z.B.

Druckmaschinen. Steuerungs- und Antriebssysteme

beinhalten ein großes Potenzial zur Innovation dieser

komplexen und entwicklungsintensiven Anlagen.

Die Innovation

In dem neu entwickelten und patentierten Verfahren

werden die Fehler aller Übertragungselemente von

der Krafterzeugung bis zum Prozess erfasst und durch

Software, ASICs und Regelungstechnik in den An-

triebsverstärkern und Steuerungen kompensiert. Bei

vielen Komponenten können damit die zulässigen

Fertigungstoleranzen erhöht und dennoch gleichzei-

tig die Genauigkeit und damit der Wert des erzeug-

ten Endprodukts erhöht werden. Damit lassen sich

bezüglich des Maschinen- und Anlagenbaus gleich an

drei wichtigen Wettbewerbsfaktoren Verbesserungen

erzielen:

• die Gestehungskosten sinken,

• der Wert des Produkts und damit der Maschine

steigt,

• der Schutz gegen Nachbau wird erheblich verbes-

sert.

Prinzipielle Darstellung der Funktion:

Das Unternehmen

ARADEX wurde 1989 als GmbH gegründet und im

Jahre 2000 in eine kleine AG umgewandelt. Die 4 Ak-

tionäre der AG sind zugleich die Gründer und in lei-

tenden Funktionen im operativen Geschäft tätig. Seit

der Gründung werden die Erträge überwiegend im

Unternehmen selbst investiert. Fast 10 % des Umsat-

zes fließen in Forschung und Entwicklung, wobei

Entwicklungen im Kundenauftrag noch dazu kom-

men. Die restlichen Gewinne dienen der Stärkung

der Eigenkapitalbasis und der Ausschüttung an die

insgesamt 35 Mitarbeiter.

Neben einem exzellenten Rating mit „A-“ nach den

Kriterien von Standard & Poors zeichnet sich das

Unternehmen durch geringe Personalfluktuation und

hohe Mitarbeiterzufriedenheit aus.

Unternehmensleitung und alle Mitarbeiter verpflich-

ten sich zu nachhaltigen Lösungen, welche durch

Kreativität und Fleiß die Position der Firma und de-

rer Kunden aus dem Maschinenbau stärken und

gleichzeitig helfen, Ressourcen zu schonen.

31

Ergebnis (rechte Seite): Durch gezielte Gegenbewegung-en des Motors wird ein sehr konstanter Lauf der Walze(Druckzylinder, Transportwalze….) erzielt.

Page 33: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg32

Prozessorientierte Software

Eagle Peak GmbH

Schwäbisch Gmünd

Betriebliche Unternehmensabläufe werden bisher traditionell durch Software-Module

abgebildet. Diese Module beinhalten fest programmierte Musterabläufe, das heißt der

Programmierer hat im Vorfeld die Geschäftprozesse definiert. Im Nachgang können

dann die Module nur noch geringfügig an die betrieblichen Abläufe angepasst werden.

Entwickelt wurde ein Softwareprodukt, mit dem sämtliche Unternehmenskonzepte in

einem IT-System umgesetzt werden können. Betriebliche Abläufe werden durch einfa-

che Konfiguration über die Bedieneroberfläche, ohne Programmierung, operativ mit

minimalem Aufwand umgesetzt. Alle Abläufe werden durchgängig im Unternehmen,

frei nach betriebswirtschaftlichen Kriterien, gestaltet und umgesetzt. Die patentierte

Entwicklung „Global Eagle“ basiert vollständig auf Web-Technologie, somit können

weltweit Standorte in beliebiger Weise verknüpft werden.

1. Um einen Prozessschritt auf die ITabbilden zu können, benötigt manpro Prozessschritt eine Eingabemaske

2. Eine Maske besteht aus Eingabefeldern

3. Im Detail durchläuft die IT-unterstützteAbwicklung eines Prozessschrittes3 Phasen:

a.) Aufruf der Maskeb.) Befüllen der Maske

(mit Konsitenz-Prüfungen)c.) Abspeichern

1. Aufruf > Leere Maskeaufrufen

> Eingabefelderinitialisieren

2. Bearbeiten

> Felder befüllen

> Info’ssuchen

3. Speichern

- Angebot

- Auftrag

- Lieferschein

- Fahrauftrag

> bestehendes Angebot suchen

> Eingabefelderverändern

Die Details

- Ein Geschäftsprozesschnitt wird aufeine komfortable Maske abgebildet

- Die Maske mit beliebiger Logik kann per einfacher Konfiguration umgesetzt werden!

- Hinter jedem Maskenfeld befindetsich ein Konfigurationssatz

Angebotserstellung

Auftragsbestätigung

Lieferung

Page 34: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Um die betrieblichen Abläufe auf operativer Software

abbilden zu können, geht man bisher traditioneller-

weise den Weg der Bereitstellung von Modulen. Die

Module beinhalten festprogrammierte „Musterabläu-

fe“. Dabei wird versucht, die Module an die tatsächli-

chen Abläufe des Kunden anzupassen. Da jede Orga-

nisation ein Netzwerk darstellt, müssen Informati-

onen und Abläufe durchgängig sein. Die Informati-

onstechnik ist ein „Werkzeug“ zur Automatisierung

organisatorischer Abläufe im Unternehmensnetz-

werk. Sie sollte daher in der Lage sein, die Unterneh-

mensstruktur in sich aufzunehmen um diese zu stüt-

zen und zu automatisieren.

Die neu entwickelte prozessorientierte Software ent-

hält keine Module. Ausgehend vom Unternehmens-

konzept und seinen Zielprozessen wird ausschließ-

lich in betrieblichen Abläufen gedacht. Diese werden

durch einfache Konfiguration punktgenau, präzise

und durchgängig umgesetzt. „Durchgängig“ steht für

alle betrieblichen Abläufe in einem Unternehmen.

Das sind z.B. Abläufe im Bereich Marketing- und Ver-

trieb, Forschung und Entwicklung, in der Auftrags-

und Lieferabwicklung, der Fertigungsplanung und

-steuerung, im Einkauf, im After Sales Service, der

Qualitätssicherung etc..

Für Unternehmen ergeben sich dadurch ganz neue

Gestaltungsmöglichkeiten; angestrebt wird:

• die Steigerung der Ertragskraft eines

Unternehmens,

• die Minimierung der Gemeinkosten,

• die Steigerung der Effizienz und Flexibilität,

• das Unternehmen soll schneller und schlanker

werden.

Die Innovation

Mit dem neu entwickelten Produkt können sämtli-

che betriebswirtschaftliche Unternehmensabläufe

schnell, flexibel und punktgenau umgesetzt werden.

Dies geschieht durch Umsetzung von Geschäftspro-

zessen mittels einfacher Konfiguration ohne jegliche

Programmierung. Der Aufwand zur operativen Um-

setzung von betrieblichen Abläufen kann daher redu-

ziert werden. Auch der Abdeckungsgrad kundenindi-

vidueller Geschäftsprozesse liegt erheblich über dem

der klassischen Standardsysteme. Es werden keine

Module verwendet sondern konsequent und kompro-

misslos Zielabläufe realisiert.

Umsetzung in der Praxis:

Die Firma Eagle Peak definiert gemeinsam mit dem

Kunden die zukünftigen Zielprozesse (Workshop, 1

bis 2 Tage). Das Ergebnis ist ein leistungsfähiges

Konzept zur Darstellung, Modellierung und Kom-

munikation der unternehmensweiten Abläufe. Der

Kunde wird dabei ermutigt sein Unternehmen, ohne

störende organisatorische Randbedingungen, ge-

danklich auf der „grünen Wiese“ neu aufzubauen. Es

bleiben nur dort „Mauern“ stehen, wo sie aus Markt,

Produkt-, Leistungs- und unternehmensstrategischer

Sicht begründet sind.

Anschließend wird ein Detailkonzept erarbeitet. Die

Validierung und Detaillierung des im Rahmen des

ersten Workshops erarbeiteten Vorschlags erfolgt in

einem 2- bis 3-tägigen Workshop gemeinsam mit der

Führungsebene des Unternehmens. Das Ergebnis bil-

det die Grundlage für ein Festpreisangebot und ist

auch direkte Grundlage für die Projektplanung und

Projektrealisierung.

Das Unternehmen

Eagle Peak wurde im Januar 2000 von Dr. Reinhold

Bareiss zunächst als Einzelunternehmen gegründet.

Danach wurde die Eagle Peak GmbH gegründet, die

ab 2001 die operativen Geschäfte des Einzelunterneh-

mens übernahm.

Erträge aus akquirierten Projekten wurden konse-

quent in die Weiterentwicklung des Produktes und

des Unternehmens investiert. So konnte Eagle Peak

auch in wirtschaftlich schwierigem Umfeld Wachs-

tum erzielen. Qualifizierte und motivierte Mitarbei-

ter sieht man als Basis des Erfolgs und sieht sich auch

gut aufgestellt für die nächsten Jahre.

Inzwischen beschäftigt Eagle Peak 9 Mitarbeiter, wei-

tere Einstellungen sind noch 2004 geplant.

Ziel ist ein konstantes qualitätsorientiertes Wachs-

tum. Der Hauptfokus der Marktbearbeitung liegt in

Deutschland und der Schweiz. Zunehmend ange-

strebt werden internationale Projekte, das Erste, eine

internationale Handelsgruppe in Hongkong, USA

und Deutschland, ist bereits realisiert. Durch die fle-

xible Nutzung der Webtechnologie und die Fähigkeit

die Anwendung in beliebigen Fremdsprachen zur

Verfügung zu stellen werden internationale Anwen-

dungen in Zukunft verstärkt in den Vordergrund

rücken.

33

Page 35: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Neu entwickeltes Rührwerk mit rotierendem Gasverteiler

34

Begasungssystem für Absorber in Rauchgas-Entschwefelungsanlagen

EKATO Rühr- und Mischtechnik GmbH

Schopfheim

In den Rauchgas-Entschwefelungsanlagen (REA) fossil befeuerter Kraftwerke wird das

im Rauchgas enthaltene Schwefeldioxid abgeschieden. Für die Effizienz dieser REAs ist

maßgeblich die Rührtechnik im SO2-Absorber verantwortlich. Das neu entwickelte

Rührsystem steigert die Wirtschaftlichkeit dieses Prozessschrittes deutlich. Es besteht

aus einem Propeller mit einem rotierenden Gasverteiler. Beide Komponenten wurden

im Technikum der Firma EKATO entwickelt, wobei auch moderne Methoden wie nu-

merische Strömungssimulationen zum Einsatz kamen. Mit der Formgebung des Propel-

lers konnte der hydraulische Wirkungsgrad deutlich erhöht werden. Ein Zusatzflügel

an der Blattspitze, wie er auch im modernen Flugzeugbau Verwendung findet, verhin-

dert die Druckausgleichswirbel und beseitigt so die wesentliche Ursache für den Ver-

schleiß der Propeller. Die bisherige statische Luftzuführung in der Oxidationsstufe

wurde durch einen rotierenden Gasverteiler ersetzt und mit dem Propeller kombiniert.

Das Gesamtsystem wurde in seiner Geometrie soweit optimiert, dass bei gleichem Lei-

stungseintrag wesentlich höhere Sauerstoff-Übertragungsraten und damit eine höhere

Luftausnutzung in der Betriebsanlage möglich sind. Beide Neuerungen führen zu deut-

lich niedrigeren Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten für die Kraftwerksbetrei-

ber.

Page 36: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Seit Beginn der achtziger Jahre wurden zunächst in

Westeuropa und den USA die Kraftwerke auf Basis

fossiler Brennstoffe mit Rauchgas-Entschwefelungs-

anlagen (REAs) ausgerüstet. Die Entschwefelung

erfolgt in einer Nasswäsche auf Kalkbasis. Im Sumpf

des Wäschers muss das dabei gebildete Kalziumsulfit

zu Gips oxidiert werden, der nur bei ausreichender

Qualität in der Baustoffindustrie weiterverwendet

werden kann. Zu diesem Zwecke sind im Wäscher-

sumpf Rührwerke eingebaut, die den für die Oxi-

dation benötigten Luftsauerstoff in Lösung bringen

und den entstehenden, festen Gips in Schwebe hal-

ten müssen. Die Firma EKATO entwickelte hierzu in

den achtziger Jahren ein Rührsystem mit statischer

Begasungsvorrichtung. Bis 2000 wurden etwa 80 %

aller modernen Entschwefelungsanlagen von Groß-

kraftwerken weltweit mit dieser Technologie ausgerü-

stet. Seit etwa 2000 zeichneten sich neue Markt-

potentiale ab, da in Westeuropa und den USA die

bestehenden Entschwefelungsanlagen modernisiert

und an erhöhte Grenzwerte angepasst werden müs-

sen. In den früheren Comecon-Staaten, Ostasien und

vor allem China werden bestehende Kraftwerke mit

Rauchgas-Entschwefelungsanlagen nachgerüstet bzw.

neu zu bauende Kraftwerke damit ausgerüstet. Für

die Neuentwicklung wurde ein ganzes Bündel inno-

vativer Merkmale herausgearbeitet und umgesetzt.

Die Innovation

Folgende Entwicklungsschritte zur Erhöhung der

Wirtschaftlichkeit von Rauchgas-Entschwefelungs-

anlagen durch effizientere Rührtechnik wurden

durchgeführt:

• Verbesserter hydraulischer Wirkungsgrad:

Der neue Propeller wird nicht mehr als geschweiß-

te Blechkonstruktion, sondern als Gussteil herge-

stellt. Dadurch lassen sich die Blattwölbung und

-steigung optimieren, ohne dass die Fertigungsko-

sten steigen. Mit dem höherenWirkungsgrad ist

der zum Suspendieren des Gipses erforderliche

Leistungseintrag geringer.

• Verlängerte Standzeit durch geringeren Verschleiß:

Infolge der hohen Gipskonzentrationen ergab sich

ein starker Verschleiß an den Propellerblättern mit

entsprechend kurzen Standzeiten. Die Untersuch-

ung der Verschleißmechanismen zeigte, dass dem

auftretenden Prallverschleiß nicht durch die Werk-

stoffwahl alleine entgegengewirkt werden kann.

Der Lösungsansatz wurde dem Flugzeugbau ent-

lehnt, wo an den Flügelspitzen moderner Jets

durch ein so genanntes Winglet, eine quer zum

Flügelende angeordnete Platte, die Druckaus-

gleichswirbel unter drückt werden. Das Anbringen

des entsprechenden „Winglet“ am Propellerblatt

erfordert durch die Gusskonstruktion keinen zu-

sätzlichen Arbeitsgang. Diese Maßnahme lässt

Standzeitverlängerungen um einen Faktor fünf er-

warten.

• Steigerung der Oxidationsleistung:

Das ursprüngliche System mit der statischen Luft-

zufuhr konnte pro Rührwerk nur eine bestimmte

Luftmenge dispergieren, bei hochschwefelhaltiger

Kohle waren daher z.T. bis zu 10 Rührwerke pro

Absorber erforderlich. Mit dem neuent wickelten

rotierenden, dynamischen Luftverteiler können

pro Rührwerk bis zu 50 % mehr Luft verarbeitet

werden. Die kleinere Anzahl der notwendigen

Rührwerke reduziert die Investitionskosten ent-

sprechend. Der Luftverteiler nutzt die vom Pro-

peller erzeugte Turbulenz zum Erzielen einer ma-

ximalen Stoffaustauschfläche zwischen Gas und

Flüssigkeit. Die Sauerstoffausnutzung wird verbes-

sert, Investitions- und Betriebskosten der Kom-

pressoren werden damit geringer.

Für die Entwicklung und Optimierung des neuen

Systems wurden Modell-Versuche zum Verschleiß-

verhalten, Suspendieren der Feststoffe und zur Sau-

erstoffübertragung gefahren. Gleichzeitig durchge-

führte numerische Strömungssimulationen reduzier-

ten den Versuchsaufwand erheblich. Kritisch war die

Maßstabsübertragung aus dem Modell auf die

Betriebsgröße mit Behälterdurchmessern bis zu 25 m.

Die in der Prozesstechnik übliche „Pilotierung“ in

einer Zwischengröße unter realen Bedingungen war

hier nicht möglich. Entsprechend sorgfältig mussten

die Maßstabsübertragungsregeln für die einzelnen

Teilaufgaben angewandt werden.

Zwischenzeitlich liegen Betriebsergebnisse vor, die

sowohl die Auslegung als auch das erwartete Ein-

sparpotential voll bestätigen. Das neue, weltweit pa-

tentierte Rührsystem wurde vom Markt akzeptiert,

die Zielsetzungen im Hinblick auf Marktanteile und

Ertrag konnten erfüllt werden.

Das Unternehmen

Die EKATO Rühr- und Mischtechnik GmbH geht aus

einer Firma für Laborgeräte hervor, die während des

2. Weltkriegs nach Schopfheim verlagert wurde. 1950

begann die Herstellung von Industrierührwerken für

die chemische Industrie, 1970 wurden die ersten

Großrührwerke gebaut.

Die EKATO Rühr- und Mischtechnik GmbH hat

heute 360 Mitarbeiter.

35

Page 37: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg36

Mobiles GPS-gestütztes Arbeitsmaschinen-Controllsystem (MAC)

F.A.S.T. GmbH

Langenbrettach

Durch die aktuelle wirtschaftliche Situation von vielen Städten und Gemeinden kön-

nen immer weniger Neuinvestitionen getätigt werden. Für kostspielige Anschaffungen,

die nur wenige Tage im Jahr eingesetzt werden, steht kein Geld mehr zur Verfügung.

Vor allem in Bereichen, in welchen teure Spezialfahrzeuge eingesetzt werden, wie Ka-

nalreinigung, Kamerainspektionen, Straßenreinigung und Winterdienst ist dies der

Fall. Immer mehr Städte und Gemeinden nutzen deshalb das in der Wirtschaft bereits

weit verbreitete Instrument des Outsourcings zur Effizienzsteigerung und vergeben

Dienstleistungen an Fremdunternehmen. Nach einer neueren Meta Group-Studie

betrug das Marktvolumen für Outsource-Service in Deutschland 2002 ca. 10 Mrd. Euro.

Bis 2005 wird ein weiterer Anstieg auf über 14 Mrd. Euro erwartet.

Kommunen sind aber bisher oftmals personell oder technologisch nicht in der Lage,

eine Qualitätskontrolle durchzuführen. Mit dem MAC-Verfahren können nun Unter-

nehmen dokumentieren, dass sie entsprechend den Vorgaben des Auftraggebers arbei-

ten und die Kommunen können ohne großen Aufwand prüfen, ob die Leistung des

Auftragnehmers tatsächlich erbracht wurde.

Page 38: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Outsourcing ist für die Wirtschaft heute ein unver-

zichtbares Instrument der Effizienzsteigerung. Auch

immer mehr Städte und Gemeinden haben dies

erkannt und vergeben deshalb mit steigender Ten-

denz Dienstleistungen an Fremdunternehmen. Vor

allem in Bereichen, in welchen teure Spezialfahrzeu-

ge eingesetzt werden, wie z.B. Kanalreinigung, Ka-

merainspektionen, Straßenreinigung, Winterdienst

u.a., ist dies der Fall.

Die Vergabepraxis der öffentlichen Hand sieht vor,

dass der günstigste Anbieter den Auftrag erhält. Die

Beurteilung der Qualität einer Leistung ist oftmals

schwierig oder gänzlich unmöglich. Deshalb ist eine

Dokumentation der erbrachten Leistung des Dienst-

leisters sowohl für die Abrechnung, aber auch für

Fragen der Garantieleistung und Haftung erforder-

lich.

Die Innovation

Das MAC-Verfahren ist ein objektives Messsystem zur

Bewertung von Serviceleistungen. Es können bis zu 8

verschiedene Parameter gemessen, dargestellt und ge-

speichert werden. Während der Messung wird über

ein integriertes GPS-Modul (Global Positioning Sy-

stem) die genaue Position des Fahrzeugs mit entspre-

chender zeitlicher Zuordnung lokalisiert und eben-

falls gespeichert.

Das Messsystem hat einen Betriebsspannungsbereich

von 9-36 Volt und ist elektrisch und mechanisch in

alle Fahrzeugtypen einfach zu installieren. Alle Ein-

gänge sind frei programmierbar und sowohl als Span-

nungs- oder auch als Stromeingänge verwendbar.

Deshalb kann das MAC-System uneingeschränkt für

sämtliche kommunale Arbeitsmaschinen problemlos

verwendet werden.

Mit dem Verfahren können Unternehmen dokumen-

tieren, dass sie entsprechend den Vorgaben des Auf-

traggebers arbeiten. Die tatsächlich erbrachte Leis-

tung des Auftragnehmers kann die Kommune ohne

großen Aufwand prüfen.

Die MAC-Hardware ist ein Multiprozessorsystem. Je-

de Systemkomponente, wie Benutzereingabe- und

-ausgabe, Messdatenerfassung, Positions- und Zeiter-

fassung, sowie die Schnittstellen haben jeweils einen

eigenen Prozessor. Ein Hauptprozessor aktiviert und

steuert über den Systembus jede einzelne Kompo-

nente. Jede Komponente kann ihre Aufgabe unab-

hängig von den anderen ausführen. Der Hauptpro-

zessor übernimmt alle relevanten Messdaten von den

Komponenten und speichert diese im 1 MB großen

Datenspeicher. Dies sind die GPS-Daten, Messzeiten

und entsprechend dem Messintervall die Messdaten.

Die gesammelten Werte können zur Archivierung

bzw. für eine spätere Vergleichsmessung auf einen

Rechner oder Laptop übertragen werden. Hierfür

kann wahlweise die USB- oder die Bluetooth-Schnitt-

stelle oder die Flash-Speicherkarte genutzt werden.

Vorteile für den Kunden:

• Objektive Kontrolle, da der Dienstleister auf wich-

tige, für die Beurteilung relevante Messparameter

keinen Zugriff hat.

• Verringerung des Personalaufwands, da die Über-

prüfung der erbrachten Leistung vom MAC-

System selbstständig übernommen wird und qua-

litative Mängel graphisch und numerisch ange-

zeigt werden.

Vorteile für den Dienstleister:

• QM-Maßnahme, da ständig überwacht wird, ob die

Leistungen tatsächlich und entsprechend den tech-

nischen Anforderungen erbracht werden.

• Leistungsnachweis gegenüber dem Kunden durch

exakt dokumentierte Leistungen in Umfang und

Qualität.

• Erleichterte Rechnungserstellung.

• Werbeeffekt: Unternehmen können sich mit dem

Hinweis darauf, dass sie mit dem MAC-System

arbeiten, von Mitbewerbern abheben.

Das Unternehmen

1985 wurde die F.A.S.T. GmbH von Dipl.-Ing. Rainer

Riehle und Dipl.-Ing. Hans-Peter Karle gegründet.

Seit 1990 ist der Firmensitz in Langenbrettach. Das

Unternehmen stellt neben dem MAC-System Geräte

zum Erkennen und Orten von Leckagen in Trinkwas-

sernetzen her. Das Unternehmen hat 24 Vertriebs-

partner in 20 Ländern. Der Exportanteil liegt bei über

70 %.

Von 25 Mitarbeitern sind 3 Mitarbeiter mit der Ent-

wicklung neuer innovativer Produkte beschäftigt.

Durch eine Vielzahl neuer Produkte hält der wirt-

schaftlich positive Trend seit Jahren an.

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Page 39: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg38

Professionelles Lackiersystem für den mobilen Einsatz

Peter Kwasny GmbH

Gundelsheim

Das unter dem Namen SprayMax vertriebene Lackiersystem gewährleistet eine schnel-

le, effektive und kostengünstige Reparaturlackierung im mobilen Einsatz für vielfältige

Anwendungsbereiche, wie z.B. für Auto, Motorrad, Zweirad, Nutzfahrzeuge, Flotten-

und Kommunalfahrzeuge, Maschinen und Anlagen, Eisenbahn, Land- und Baumaschi-

nen sowie Möbel- und Holzverarbeitung.

Durch die neue innovative Lackspraydosen-Technologie, ist es erstmals möglich, einen

Zwei-Komponenten-Lack (Lack und Härter) in Form eines Aerosols zu zerstäuben.

Dieser hebt sich bezüglich Leistungsfähigkeit und Qualität deutlich von herkömmli-

chen Lackspraydosen ab. Im Wettbewerbsumfeld gibt es keine vergleichbare Qualität

für dieses Produkt. Im Bereich der professionellen Reparaturlackierungen ist die neue

patentierte Lackspraydosentechnologie die wirtschaftlich und ökologisch überlegene

Alternative zur pneumatischen Lackierpistole.

Durch die Innovation werden Lackspraydosen in vielen Bereichen zunehmend gegenü-

ber Pinsel oder Walze, als Ersatz für den Streichprozess, insbesondere bei schwer

zugängliche Lackierstellen an Bedeutung gewinnen.

Page 40: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Bisher waren Reparaturlackierungen aller Art räum-

lich an einen Lackierbetrieb oder eine Spritzkabine

gebunden. Das Werkstück bzw. Lackierobjekt muss-

te, oftmals aufwendig, in die Lackiererei bzw. La-

ckierkabine transportiert werden. Diese örtliche

Gebundenheit sorgt für eingeschränkte Anwen-

dungsbereiche, insbesondere bei schwerem Gerät,

wie z.B. Industriemaschinen, Anlagen, Baumaschi-

nen. Lackierungen mit der Lackierpistole sind immer

abhängig von stationären Spritz- und Applikationsge-

räten, wie Kompressoren, Versorgungsleitungen (z.B.

elektrische Anschlüsse). Aufwendige Rüst- und Ar-

beitszeiten für Kompressoreinstellungen, Reinigun-

gen der Lackierpistole, Anrühr- und Mischvorgänge,

Restmengen entsorgen usw. sind an der Tagesord-

nung. Außerdem kommt es bei der Arbeit mit

Lackierpistolen zum Kontakt des Lackierers mit Lack,

Härtermaterial (freie Isocyanate), Verdünnungen

sowie zusätzlich zu erheblichen Belastungen durch

Sprühnebel (Overspray). Mit der neuen Lackspray-

dosentechnologie ist nun gegenüber der Lackierpisto-

le qualitativ ein mindestens gleichwertiges Spritz-

werkzeug entstanden das o.g. Nachteile nicht hat.

Darüber hinaus ermöglicht es ein einfaches, flexibles

und mobiles Transportgebinde, schnelle, effektive

und kostengünstige Reparaturlackierungen nach dem

Motto „Die Lackierung die zum Fahrzeug kommt“.

Des Weiteren schafft das neue Produkt betriebswirt-

schaftliche Vorteile und gewährleistet durch die fle-

xible Nutzung der Räumlichkeiten außerhalb der

Lackierkabine sowie den Einsatz der Lackierkabine

für ausschließlich größere Lackierarbeiten, eine we-

sentliche Optimierung der arbeitstechnischen Ab-

läufe in einem Lackierbetrieb

Die Innovation

Durch die Entwicklung der innovativen an Spray-Max

Lackspraydosen-Technologie, ist es nun erstmals mög-

lich, einen Zwei-Komponenten-Lack (Lack und Här-

ter) in Form eines Aerosols zu zerstäuben und der

sich bezüglich Leistungsfähigkeit und Qualität deut-

lich von herkömmlichen Lackspraydosen abhebt.

Darüber hinaus gibt es im Wettbewerbsumfeld keine

vergleichbare Produktqualität.

Die innovative Lackspraydosentechnologie splittet

sich in zwei technologische Ausprägungen:

Zerstäubungs- und Applikationstechnologie, die sich

durch Breitstrahlzerstäubung (Spritzbild analog einer

Lackierpistole), hohe Lackausbringmengen, konstan-

ten Zerstäuberdruck (bis zur kompletten Entleerung

der Dose) sowie gleichmäßig verteilter Schichtdi-

ckenauftrag und geringes Overspray-Sprühnebel

(Umweltfreundlichkeit) auszeichnet.

Die neu entwickelte Zwei-Komponenten-Technolo-

gie bedeutet Lack und Härter in einer Lackspraydose.

Der Härter ist in einem separaten Behälter in der

Lackspraydose integriert, wird per Knopfdruck freige-

setzt und mit dem Lackmaterial vermischt. Diese

Zwei-Kammer-Technologie gewährleistet daher höch-

ste Produkt- und Ergebnisqualität.

Die bei der neuen Lackspraydosen-Technologie ein-

gesetzten Lacke sind identisch mit den professionel-

len Autoreparaturlack-Materialien der Autolackher-

steller, wie z.B. Dupont, BASF, PPG, Akzo usw..

Vorteile der neuen Lackspraydosen-Technologie:

• Umweltschonende Verarbeitung, kein Kontakt mit

Härter, Lösemitteln und Verdünnungen

• Deutlich weniger Emission durch Sprühnebel

(Overspray)

• Uneingeschränkte Anwendungsvielfalt und höchste

Produktqualität

• Uneingeschränkte Mobilität und räumliche Unab-

hängigkeit

• Zeit- und Kostenersparnis sowie unendliche Farb-

tonvielfalt durch das SprayMax Fill-in-System

Das Unternehmen

1966 begann Peter Kwasny mit der Herstellung von

Lackspraydosen. Heute ist die Kwasny-Unterneh-

mensgruppe, die über 300 Mitarbeiter beschäftigt,

eine der bedeutendsten Hersteller von Lacksprays,

Lackstiften und Lackiervorbereitungsmaterialien für

die Automobilindustrie, Handwerk, verarbeitende In-

dustrie, die professionelle Lackierbranche und den

Bau- und Heimwerkerbereich.

Dem Anspruch entsprechend, komplizierte Technik

in verbraucherfreundliche Produkte umzusetzen, war

das erste Schlüsselprodukt, das Auto-K Spray-Set, die

„Lackierwerkstatt im Dosenformat“. Ein System mit

neuartiger Produktausstattung, um Lackschäden am

Auto einfach zu beseitigen. Seit Jahren wird kontinu-

ierlich die Entwicklung von innovativen Produkten

vorangetrieben, um sich deutlich von preisorientier-

ten Massenprodukten zu differenzieren. Neue Ein-

satzgebiete für Lackspraytechnologien wurden ge-

schaffen und mit überzeugenden Produkt- und An-

wendungsvorteilen gleichzeitig neue Marktsegmente

erobert. Durch die eigene Produktion von Lacken,

Aerosolen und Kunststoffteilen hat man auch höch-

ste Produktqualität erreicht. Prioritäten sieht man in

den Bereichen Forschung, Entwicklung und Umwelt-

schutz.

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Page 41: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg40

3D-Impuls-Tomograph zur Prüfung von Holz und Beton

RINNTECH

Heidelberg

Der innere Zustand und Zusammenhalt von Betonstützen und -trägern, Gründungs-

pfählen, Mauerwerk, Brettschichtträgern, Vollholzbauteilen und Bäumen ist ausschlag-

gebend für die Stabilität und Sicherheit. Auch die gesetzlich zu garantierende Ver-

kehrssicherheit von Straßenbäumen, Beton- und Holzmasten, bei Furnierstämmen auch

der Verkaufspreis, hängen von der inneren Beschaffenheit ab.

Der innere Zustand dieser Materialien konnte bislang zumeist nicht oder nicht zer-

störungsfrei ermittelt werden. Ein neues, seit 2003 international patentiertes System

von elektronisch eigenständigen und kommunizierenden Sensoren für verschiedene

Messparameter erlaubt erstmals eine dreidimensionale Erfassung von inneren Zustands-

daten verschiedener Roh-, Bau- und Verbundstoffe, u.a. Holz und Beton. Farbige

Tomogramme veranschaulichen den inneren Zustand. Die Anwendbarkeit an Bäumen

sowie Wurzeln ist nachgewiesen, die Möglichkeiten im Massivbau, an Beton und

Mauerwerk werden derzeit spezifiziert.

Page 42: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Eine nachhaltige, ökonomisch und ökologisch sinn-

volle Wirtschaft basiert u.a. auf einem material- und

verbrauchsoptimierten Umgang mit Roh-, Bau- und

Werkstoffen. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn

Qualität und Zustand der Materialien von der Pro-

duktion über die Nutzung bis zur Entsorgung erfasst

und überwacht werden können - insbesondere bei

Holz, Beton und anderen Bau-Materialien. Deren Zu-

stand wird oft nach äußerem Augenschein oder nur

grob beurteilt. Straßenbäume werden wegen ver-

meintlicher Schäden oft zu früh, andere wegen nicht

erkannter Schäden zu spät gefällt - was im einen Fall

zu ökologischem Verlust, im anderen zu entsprechen-

den Unfällen führt. Auch die Verankerung der Wur-

zeln blieb bislang ein Fragezeichen. Bei Furnier-,

Stark- und Wertbäumen kann der forstwirtschaftlich

optimale Erntezeitpunkt nur erkannt werden, wenn

verlässliche und präzise Daten zum inneren Zustand

und zum Zuwachs bekannt sind. Mit der von Frank

Rinn entwickelten Nadel-Bohrwiderstandsmeßtech-

nik kamen die ersten mobilen Holzprüfsysteme auf

den Markt. Mittlerweile sind mehrere Tausend Bohr-

widerstandsgeräte im Einsatz und machen diese

Technik zum ersten weltweiten mobilen Holzprüf-

standard. Die Geräte ermitteln punktuell hochauflö-

sende Daten zur Dichte des Holzes, womit viele

anstehende Fragen beantwortet werden können.

Offen blieb die Frage nach einem räumlichen Zu-

stands-Gesamt-Überblick - nicht nur bei Bäumen und

Hölzern, sondern auch und besonders bei anderen

Baumaterialien, wie z.B. Beton. Diese und andere

Massivbau-Konstruktionselemente entziehen sich

bislang einer praktikablen messtechnischen Prüfung

ihrer Integrität - sowohl bei der Neubaukontrolle als

auch bei der Erkennung von Alterungs- und Abnutz-

ungserscheinungen. Anwendungen von Ultraschall,

Röntgen- und anderen Durchstrahlungstechniken

können aus zum Teil prinzipiellen Gründen nicht in

die tägliche Praxis umgesetzt werden. Schall-

Laufzeitmessungen erwiesen sich als prinzipiell an-

wendbar, jedoch in der Praxis sehr aufwendig und

eingeschränkt, aufgrund der früher üblichen Punkt-

zu-Punkt-Messung (z.B. “Integritätsprüfung an Ort-

betonpfählen”). Es fehlte die räumliche Auflösung

und die erforderliche Genauigkeit.

Die Innovation

Der neu entwickelte Impuls-Tomograph besteht aus

einer quasi unbegrenzten Anzahl von elektronisch

eigenständigen Sensoren, die an beliebigen Stellen

des Prüflings angesetzt werden können, sei es ein

Baum, ein Wurzelsystem, ein Brettschichtträger, ein

Brückenpfeiler, eine Fundamentwand, ein Beton-

pfahl. Jeder Sensor fungiert zugleich als Sender und

Empfänger von wahlweise mechanischen und/oder

elektrischen Impulsen. Bei 20 Sensoren an einer Be-

tonsäule oder einem Baum ergeben sich pro Impuls

19 Messwerte (Laufzeiten + Impulseigenschaften zu

den anderen Sensoren). Bei 10 Mess-Wiederholungen

(je ca. 1 Sec.) entsteht so ein Netz mit 3.800 Werten

für 190 verschiedene Messstrecken. Hieraus errech-

nen speziell entwickelte mathematische Algorithmen

(aus der Kenntnis typischer Material- und Struktur-

Eigenschaften) relativ hochauflösende zwei- und drei-

dimensionale Daten des inneren Zustands des unter-

suchten Materials. Als besonders wichtiger Schritt

erwies sich die Entwicklung einer Software, die die

gemessenen Daten automatisch in farbige Tomo-

gramme umsetzt - um Fachleuten und Laien ein bes-

seres Verständnis sowie, neben den Tabellenwerten,

auch einen graphisch anschaulichen Nachweis zu

ermöglichen.

Nach einer Tomographie am Baum kann z.B. genau

festgelegt werden, ob und an welchen Stellen Bohr-

widerstandsmessungen erfolgen sollten. Diese bei-

den Techniken ergänzen sich hier ideal.

Das Unternehmen

Nach dem Physikstudium begann Frank Rinn 1988 als

Selbständiger mit der Anwendung und Weiterent-

wicklung der RESISTOGRAPH®-Nadel-Bohrwider-

standsmeßtechnik - wofür er mehrfach ausgezeichnet

wurde. Von 1992 bis 1998 waren Produktion und Ver-

trieb per Lizenzvertrag vergeben. 1999 begann der

Aufbau eigener Entwicklungs-, Produktions- und

Vertriebskapazitäten. Seither wurden mehr als 10 Pa-

tente angemeldet, diverse neue Produkte entwickelt

und teilweise bereits in den Markt eingeführt.

Kunden sind zumeist Spezialisten aus der univer-

sitären Forschung und Lehre, sowie Sachverständige.

Inzwischen werden 8 Mitarbeiter beschäftigt, der

Exportanteil liegt bei über 50 %.

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Page 43: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg42

Schalungsziegel mit viereckigem Ausschnitt

Ziegelwerk Schmid GmbH & Co.

Bönnigheim

Die Baubranche und ihre Bauprodukte werden oftmals als recht konservativ und

wenig innovativ angesehen. Mit neuen Ideen ist jedoch auch eine Weiterentwicklung

von schon vorhandenen Ziegelsteinsorten möglich.

Durch den viereckigen Ausschnitt beim Schalungsziegel ist es gelungen, ein bereits

bestehendes Produkt technisch so weiterzuentwickeln, dass der Nutzer einen großen

Mehrwert davon hat.

Es ist jetzt erstmals möglich, eine horizontale Bewehrung an der statisch bestmöglich-

sten Stelle in einen Schalungsziegel einzulegen. Damit kann die Tragfähigkeit der

Wand extrem erhöht werden. Dies führt zu einer Reduzierung der benötigten Wand-

flächen und bei verdichteter Bauweise zu mehr Wohnfläche und weniger Fläche für

das statische Traggerüst des Hauses.

Page 44: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Innerhalb der Produktion von über hundert ver-

schiedenen Sorten von Mauerziegeln, ist auch der

Schalungsziegel ein wichtiges Produkt.

Dies ist ein Ziegelstein mit einem 35 cm großen

Außensteg und zwei sehr großen Löchern. Die

Lochgröße entspricht 60 % des gesamten Ziegelstein-

volumens. Dieser Ziegelstein wird bisher als Schall-

schutzziegel um Treppenhäuser und zwischen zwei

Wohnungen als Wohnungstrennwand eingesetzt.

Durch die zwei großen Löcher ist dieser Ziegelstein

beim Vermauern sehr leicht. Beim Betonieren der

aufliegenden Decke werden die großen Löcher des

Schalungsziegels ausbetoniert. Somit erreicht diese

Wand ein sehr hohes Flächengewicht, das zu der ex-

zellenten Schalldämmung führt.

Die Innovation

Die Innovation besteht aus der Änderung, den seit-

lichen Ausschnitt des Ziegelsteins viereckig zu gestal-

ten. Dadurch kann zur bisherigen senkrechten Be-

wehrung noch zusätzlich eine waagerechte Eisenbe-

wehrung eingelegt werden, die im Außenbereich des

Betonkernes liegt. Aus diesem Grund ist sie statisch

hochwirksam. Diese zusätzliche Eisenbewehrung

ergibt eine starke Erhöhung der Wandtragfähigkeit.

Zu der bisherigen Verwendung des Ziegelsteins als

Schallschutzziegel besteht nun die Möglichkeit ihn

gleichzeitig als statisches Element der Wand einzu-

setzen.

Somit kann die Wand schlanker konstruiert werden.

Die Wände können dünner gebaut werden. Dies

spart Mauerwerksvolumen. Gleichzeitig ergibt sich

daraus eine große Kostenersparnis bei der Erstellung

des Bauwerks.

Für einen optimalen Produktionsablauf wurde ein

Ausschneider entwickelt, der nach der Formgebung

aus den Längsseiten des nassen Ziegelsteines mit

einem Draht ein 10 x 5 cm großes Viereck ausschnei-

det und pneumatisch entfernt.

Nach dem Trocknen und Brennen werden die Zie-

gelsteine plan geschliffen, damit sie eine absolut

ebene Oberfläche erhalten. Dadurch passen sie maß-

genau. Mit einem Dünnbettmörtel kann eine sehr

feine Verbindungsschicht zwischen den Ziegeln auf-

gebracht werden. Das erspart 20 bis 30 % bei der

Verarbeitungszeit gegenüber dem System mit dicker

Mörtelfuge und ist absolut dicht. Beim anschließen-

den Verfüllvorgang kann kein Beton entweichen. Es

wird eine sehr gleichmäßige Oberfläche und anspre-

chende Optik erzielt.

Die Vorteile:

• Zusätzliche statische Tragfähigkeit.

• Eine Wand kann kostengünstiger erstellt werden.

Die Weiterentwicklung des Schalungsziegels be-

inhaltet einen deutlich höheren Kundennutzen.

• Zusätzlich wird durch den Schalungsziegel mit vier-

eckigem Ausschnitt eine deutlich bessere Bewer-

tung bei der ganzheitlichen Betrachtung des Bau-

werks durch den höheren Wohnanteil vom Ge-

samtvolumen des Hauses und somit eine Schonung

der Ressource „Boden“ erreicht.

Das Unternehmen

Das Ziegelwerk Schmid ist in Bönnigheim schon seit

1602 in Besitz der Familie Schmid. Es ist heute im

großen Umkreis von Bönnigheim noch die einzig ver-

bliebene Ziegelei. Die technische Geschäftsleitung

liegt in den Händen von Karl Thomas Schmid, die

kaufmännischen Geschäfte leitet Martin Schmid. Un-

terstützt werden beide noch immer durch Ihren Vater

Karl Schmid.

Das Unternehmen das 20 Mitarbeiter beschäftigt hat

schon früh erkannt, dass man im harten Verdrän-

gungswettbewerb nur mit Neuheiten und moderner

Technik bestehen kann. Ständig werden Anlagenteile

erneuert, damit die neuesten Produkte gefertigt wer-

den können. Während in der Baubranche die Um-

satzzahlen jährlich zurückgehen, konnte man die

Umsatzzahlen in den letzten 5 Jahren nahezu ver-

doppeln. Vor allem mit den neuen Planziegeln hat

das Unternehmen ein erfolgreiches Produkt auf dem

Markt platziert, das den Baufirmen Verarbeitungszeit

einspart. Außerdem erlauben heute moderne Tech-

niken auch mit Hilfe von Ziegeln die Wärmedäm-

mung enorm zu erhöhen.

Im Bereich Elementbau der Firma werden inzwi-

schen geschoßhohe und bis zu 6 m lange Ziegelfer-

tigteile hergestellt. Große Investitionen in Neuhei-

ten haben dafür gesorgt, dass die Marktposition gesi-

chert ist.

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Page 45: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg44

Sicherheitssystem für elektrostatischeBeschichtungsanlagen

SCHNIER Elektrostatik GmbH

Gomaringen

Hochspannungsversorgungen für elektrostatische Beschichtungsanlagen, die mit Span-

nungen bis zu 140.000 Volt betrieben werden, sind aus zwei Gründen potentielle Ge-

fahrenquellen. Einmal besteht die Gefahr der Zündung des explosiblen Lacknebels

durch einen Hochspannungsüberschlag und zum andern die Gefährdung von Bedien-

personal durch elektrischen Schlag.

Daher müssen Hochspannungsversorgungen besonderen Sicherheitsanforderungen, die

in Regelwerken festgeschrieben sind, genügen. Da die geforderten Prüfvorgänge, wel-

che zum Erreichen der geforderten Schutzziele notwendig sind, bislang manuell durch-

geführt werden müssen, sind diese Arbeiten mit einem erheblichen Kostenaufwand

verbunden. Um Kosten zu sparen, werden die Prüfanforderungen in der Praxis häufig

ignoriert. Dies führt zu einem erheblichen Sicherheitsrisiko.

Die neu entwickelte Hochspannungsversorgung verfügt über eine Einrichtung, welche

die bislang manuell durchzuführenden Prüfungen automatisch durchführt. Dadurch

wird der Kostenaufwand auf ein Minimum reduziert und das Sicherheitsrisiko mini-

miert.

Hochspannungserzeuger mit Steuerung

Page 46: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Das elektrostatische Beschichtungsverfahren ist heu-

te aus ökologischen und ökonomischen Gründen

Standard.

Die elektrostatische Aufladung des Lacknebels er-

möglicht beim Nasslack einen sehr hohen Nieder-

schlagswirkungsgrad von bis zu 95 %. Beim konven-

tionellen Beschichten ohne elektrostatische Auf-

ladung beträgt der Wirkungsgrad zum Teil nur 35 %.

Das Beschichten mit Pulverlack ist nur im elektrosta-

tischen Feld möglich.

In beiden Fällen werden zum Aufladen sehr hohe

Spannungen von bis zu 140 kV benötigt. Sowohl der

Lacknebel beim Nasslack als auch die Pulverwolke

beim Pulverlack sind explosible Gemische. Ein Hoch-

spannungsüberschlag kann zu einem Brand und zur

Zündung mit nachfolgender Explosion führen. Wei-

ter können Personen durch eine Entladung aus dem

Hochspannungskreis durch elektrischen Schlag ge-

fährdet werden.

Daraus folgt, dass beim Betrieb elektrostatischer Be-

schichtungsanlagen für den Brand bzw. Explosions-

schutz und den Personenschutz besondere Sicher-

heitsanforderungen eingehalten werden müssen.

Die Sicherheitsanforderungen bzw. die Prüfung sind

in einer ganzen Reihe von Regelwerken festgelegt

und mit einem nicht unerheblichen Kostenaufwand

verbunden. So wird gefordert, dass die Funktion des

Schutzes gegen Hochspannungsüberschlag täglich

überprüft wird. Bislang konnte dies nur manuell

erfolgen, mit zwei Personen und einem Zeitaufwand

von etwa 2,5 Stunden für eine mittelgroße Produk-

tionsanlage. Die Produktion musste während des

Prüfvorganges unterbrochen werden. Eine weitere

Forderung ist sicherzustellen, dass wenn Hochspan-

nung führende Teile berührt werden können, die

Entladeenergie nur einen bestimmten Wert aufwei-

sen darf. Auch diese Überprüfung des Wertes be-

dingt einen erheblichen Aufwand.

Daraus ergibt sich, dass in der Praxis diese Prüfun-

gen nicht oder nur in sehr bescheidenen Umfang

durchgeführt werden und somit die Arbeitssicher-

heit nicht mehr gewährleistet werden kann. So ver-

ständlich die Bestrebungen der Betreiber sind, die

Aufwendungen für die Prüfungen zu reduzieren, um

so weniger wird ein generelles Zurückfahren der

Schutzziele von den zuständigen Sicherheitsgremien,

Aufsichtsbehörden und auch den Sachversicherern

mitgetragen.

Die Innovation

Um diese sehr kostenintensive Überprüfung zu ratio-

nalisieren, führt die neue Hochspannungsversorgung

folgende Funktionen durch:

• Selbsttätige Überwachung der Überstrom-Ab-

schaltschwellen

• Selbsttätige Überwachung der Entladeenergie

Der automatische Sicherheits-Check simuliert die

Sicherheits-Schwellenwerte und überprüft ob die

Hochspannungssteuerung ordnungsgemäß abschal-

tet. Die Prüfung erfolgt ohne Hochspannung, es be-

steht somit keine Gefährdung von Personen wäh-

rend der Prüfung.

Die Prüfung wird automatisch gestartet, erfolgt an al-

len Zerstäubern gleichzeitig und ist nach ca. 3 Se-

kunden abgearbeitet. Durch die Prüfung entsteht

kein Produktionsausfall, was gerade bei einem Drei-

schichtbetrieb enorm wichtig ist.

Dieses Verfahren wurde 1998 in Europa zum Patent

angemeldet und 2002 unter der Patentnummer

EP 99106 99.2 erteilt.

Die Überwachung der Entladeenergie erfolgt eben-

falls automatisch und zwar nach jedem Abschalten

der Hochspannung. Ein fehlerhaftes Entladesystem,

wie z.B. defekter Entladewiderstand oder Entlade-

schalter, erkennt die Hochspannungsversorgung

umgehend.

Die Vorteile:

• Neben der Standardaufgabe, das Sprühsystem mit

Hochspannung zu versorgen, überwacht die neue

Hochspannungsversorgung vollautomatisch die bei-

den sicherheitsrelevanten Schutzeinrichtungen.

• Der Anlagenbetreiber erreicht die Schutzziele der

Normen ohne Zusatzkosten und ohne Produkti-

onsausfall.

• Die Hochspannungsversorgung ist demnach als

explosionsgeschützes Betriebsmittel der Gruppe II

Klasse 2GD für gas- und staubexplosionsgefährde-

te Bereiche zugelassen.

Das Unternehmen

Die SCHNIER Elektrostatik GmbH wurde im Jahr

1977 als Einzelfirma „Irmgard Schnier Handel und

Herstellung von Kaskaden für Beflockung“ gegrün-

det.

Das Unternehmen entwickelt und produziert Hoch-

spannungsversorgungen, anfangs nur für Beflo-

ckungsanlagen, später auch für Lackier- und Pulver-

beschichtungsanlagen.

Das Unternehmen - mit heute 8 Mitarbeitern - konn-

te in den letzten drei Jahren den Umsatz von 800.000

Euro auf ca. 1,5 Mio. Euro fast verdoppeln und damit

drei neue Arbeitsplätze schaffen. Mit der neu ent-

wickelten Hochspannungsversorgung mit Sicherheits-

Check wird über 50 % des Gesamtumsatzes erzielt.

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Page 47: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Gebrauchter Einkaufswagen vor der Bearbeitung (oben)und neuwertig recycelt (unten)

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Recycling gebrauchter Einkaufswagen

Metallveredelungswerk Sulz GmbH

Sulz a. N.

Einkaufswagen gehören zu den Gegenständen des täglichen Gebrauchs. Aus Gründen

des Korrosionsschutzes und der optischen Eigenschaften tragen sie eine Beschichtung.

Gefertigt aus Stahldraht werden sie verzinkt und chromatiert. Teilweise sind sie recht

harten Bedingungen ausgesetzt, wenn man z.B. an Stoß- und Kratzeinwirkungen beim

Ineinanderschieben der Wagen in den Parkboxen denkt. Diese rauhe Behandlung

bleibt für die Wagen nicht ohne Folgen: Die Beschichtung reibt sich ab, das Material

beginnt zu korrodieren und wird fleckig. Nach einer Lebensdauer von ca. sechs bis

zehn Jahren wurden die Einkaufswagen bisher verschrottet, im Stahlwerk mit hohem

Energieeinsatz eingeschmolzen und durch fabrikneue Exemplare ersetzt.

Das Metallveredelungswerk Sulz hat ein umweltschonendes Verfahren für das neuwer-

tige Recycling gebrauchter Einkaufswagen entwickelt, mit dem das energieaufwendige

Einschmelzen von Schrott aus alten Einkaufswagen sowie die Deponierung daraus

resultierender Prozessrückstände vermieden werden kann. Gegenüber dem Neukauf

von Einkaufswagen kann das neuwertige Recycling zum halben Preis angeboten wer-

den.

Page 48: 2004 - Dokumentation des Innovationspreises des Landes Baden-Württemberg 2004

Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg

Ausgangslage

Ältere Einkaufswagen werden ausrangiert, noch bevor

Beschädigungen auftreten, die über Rotrost hinausge-

hen. Sie werden vom Schrotthändler abgeholt und in

das nächste Stahlwerk verfrachtet. Dort wird der

Schrott unter erheblichem Energieaufwand einge-

schmolzen. Als konservativere Schätzung kann man

von ca. 20 Mio. Einkaufswagen in Deutschland ausge-

hen. Bei einer Lebensdauer von ca. 6 bis 10 Jahren

und einem Gewicht von ca. 20 kg pro Einkaufswagen

werden jährlich ca. 50.000 t Stahl verschrottet. Dazu

wird eine Energiemenge von mindestens 14.000 GJ

oder 4.000 MWh benötigt. Zur Erzeugung dieser

thermischen Energie sind ca. 480 t Steinkohle mit

einem Heizwert von 29 MJ/kg erforderlich, wobei

jährlich ca. 1.190 t Emissionen des Treibhausgases

CO2 entstehen.

Beim Einschmelzen gehen die Beschichtungsbe-

standteile aus umweltbedenklichen Zink- und

Chromverbindungen in Schlacke oder Filterrückstän-

de über, die zu deponieren sind und der Umwelt zur

Last fallen. Im Stahlwerk schwimmt das Zink der

restanhaftenden Beschichtung auf der Schmelze auf

und erschwert die nachgeschalteten Schritte zur

Rückge-winnung des Grundmetalls.

Die Innovation

Die Innovation des Einkaufswagen-Recyclings be-

steht nicht nur in der erheblichen Energie- und CO2-

Einsparung. Mit einem innovativen Prozessschritt

gelingt es, die restliche Verzinkung alter Einkaufs-

wagen zu nahezu 100 % im Kreislauf zu fahren, um

einen Beitrag zur Neuverzinkung der Wagen zu lei-

sten.

Zunächst werden die alten Einkaufswagen demon-

tiert, indem die Rollen, Verbindungselemente und

Kunststoffteile entfernt werden. Eventuelle Beschä-

digungen der Körbe werden repariert. Das Entzin-

ken alter Einkaufswagen wird nicht durch Salzsäure

vollzogen, was zu einem Verlust des Zinkes und zur

Entsorgung angereicherter Säure führen würde.

Durch eine Modifizierung alkalischer Elektrolyte mit-

tels organischer Zusätze und durch eine Optimierung

von Prozessparametern gelingt es, die alte Zink-

schicht abzulösen und nutzbar im Elektrolyten zu

halten.

Beim erneuten Beschichten im alkalischen Zinkbad

können ca. zwei Drittel des Zinks direkt wieder ange-

lagert werden. Die recycelte Zinkschicht erreicht eine

Dicke von ca. 15 µm. Das verbleibende Zink reichert

sich im Bad an und wird ab einer gewissen Konzen-

tration anderen alkalischen Prozessbädern zur voll-

ständigen Verwertung zugeführt. In einer Sandwich-

Verzinkung wird auf das recycelte Zink noch eine fri-

sche Zinkschicht aus einem einebnenden, sauren

Elektrolyten aufgebracht. Der Korrosionsschutz wird

durch eine chrom(VI)-freie Blauchromatierung und

ein neu entwickeltes Top-coat auf Wasserbasis voll-

endet.

Tests in Salznebelkammern belegen eine Mindest-

haltbarkeitsdauer von 240 Stunden gegen Weißrost

und über 800 Stunden gegen Rotrost, was aufgrund

der höheren Schichtdicke die Lebensdauer neuer Ein-

kaufswagen übertrifft.

Das Unternehmen

Das Metallveredelungswerk Sulz GmbH hat sich zum

Ziel gesetzt, galvanische und chemische Oberflä-

chenveredelung von großen Materialmengen in kur-

zer Zeit und in hoher Qualität zu leisten. Für

Trommel- und Gestellware bestehen die Verfahren

Verzinken, Verkupfern, Vernickeln, Verchromen,

Brünieren und Phosphatieren, Schleifen, Bürsten und

Polieren bis hin zu Sandstrahlen und Trowalisieren.

Das Unternehmen ist zertifiziert nach DIN EN ISO

9001, der Öko-Audit-Verordnung und dem Umwelt-

management ISO 14001. Zusätzlich wurde das

Mercedes-Benz-Technologie-Audit erfolgreich ab-

gelegt. Seit der Gründung im Jahre 1996 wurde jedes

Jahr ein Umsatzzuwachs von ca. 20 % erzielt, so dass

die Metallveredelungswerk Sulz GmbH mit 75 Be-

schäftigten inzwischen zum fünftgrößten Lohnver-

edler in Baden-Württemberg aufgestiegen ist.

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Produktionsanlage für das Einkaufswagenrecycling

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Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg48

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