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Auto/Motor

Kreislaufwirtschaft Brennstoffzelle: ein Leben ist nicht genug

Wie müssen Stapel aus Brennstoffzellen (Stacks) in Fahrzeugen beschaffen
sein, damit die eingesetzten Materialien am Ende des Produktlebens in
automatisierten Prozessen demontiert, wiederverwertet oder am besten sogar
wiederverwendet werden können? Dieser Frage gehen vier Fraunhofer-
Institute im Verbund Stack to Piece (Stack2P) des Nationalen Aktionsplans
Brennstoffzellen-Produktion (H2GO) nach. Das Ziel: bereits vor Beginn der
industriellen Großserienproduktion von Stacks deren Produktdesign so zu
beeinflussen, dass eine zerstörungsfreie Demontage erleichtert wird. Damit
es möglichst viele Bauteile aus ausgedienten Stacks in ein zweites
Produktleben schaffen.

Das Fraunhofer IWU koordiniert in H2GO insgesamt 19 Fraunhofer-Institute,
um die Grundlagen für eine effiziente Großserienfertigung von
Brennstoffzellensystemen zu legen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der
Lastenmobilität, also auf Brennstoffzellen, die an Bord eines
Nutzfahrzeugs Wasserstoff in Strom umwandeln.

Ein wichtiger Teil dieses Aktionsplans ist der Verbund Stack2P (Stack to
Piece), der die Kreislauffähigkeit dieser Produktionskonzepte
sicherstellen soll. Die Fraunhofer-Institute IWU (am Standort Wolfsburg),
IFAM und IKTS bündeln dazu unter Leitung des Fraunhofer IST ihre Kräfte.
Das Projektziel lautet, ein umfassendes Konzept der Wiederverwendung
(Reuse), Wiederaufbereitung (Refurbishment), Reparatur (Repair) oder – wo
unumgänglich – des Recyclings für sämtliche Teile und Komponenten des
Stacks zu entwickeln. Ein Beispiel: Gehäuse sollten so konzipiert sein,
dass sie mehrfach verwendbar sind. Selbst Dichtungen werden künftig
weitgehend recycelbar sein.

Anspruchsvolle mechanische Trennung der Komponenten

Demontageprozesse müssen den komplexen Aufbau von Brennstoffzellensystemen
berücksichtigen. Als Herzstück einer Brennstoffzelle fungiert die Membran-
Elektroden-Einheit (MEA) mit der Protonenaustauschmembran, in der die
Umwandlung von chemischer in elektrische Energie stattfindet. Die MEA wird
durch zwei Bipolarplatten umschlossen. Mehrere in Serie geschaltete
Brennstoffzellen bilden ein Stack (Stapel). Beim zerstörungsfreien
Zerlegen eines Stacks gilt es, zahlreiche Fügeverbindungen zu lösen und
dabei die höchstens 0,10 mm dünnen Bipolarplatten nicht zu beschädigen.

Heutige Zerlegungsprozesse sind weitgehend manuell und für eine künftige
effiziente Wiedergewinnung von Bauteilen und Komponenten im industriellen
Maßstab nicht geeignet. In Stack2P wird daher die gesamte Prozesskette
betrachtet, von der Datenerfassung (Typ des Stacks) über das Entstapeln
(Abnehmen) und automatisierte Trennen aller Komponenten bis zur Entnahme
der MEA. Das Fraunhofer IKTS prüft in Stack2P den Zustand der
Brennstoffzellen am Ende ihrer Nutzung; das Fraunhofer IST entwickelt in
ST2P eine Recyclinglinie und nachhaltige Recyclingkonzepte für PEM-
Brennstoffzellen. Ein Fokus sind chemische Prozesse zur Zerlegung der MEA,
um das teure Edelmetall Platin wiederzugewinnen.

Arbeitsschwerpunkte für das Fraunhofer IWU sind Verfahren zur mechanischen
Trennung der Komponenten, also automatisierte Demontage-Prozesse
einschließlich Erkennen und Lösen von Fügeverbindungen und nicht zuletzt
die Entwicklung von Richtlinien und Prozessen für Produkt und Produktion.
In Wolfsburg baut das Fraunhofer IWU nun zusammen mit dem Industriepartner
Aumann Limbach-Oberfrohnau GmbH eine Forschungs-Anlage zur
vollautomatisierten Zerlegung von Brennstoffzellen-Stacks auf; das
Fraunhofer IFAM errichtet gleichzeitig am Standort Bremen ein Entstapel-
Modul, um Erkenntnisse zu Klebeverbindungen zu gewinnen.

Serienanlage für industriellen Maßstab aus Forschungsanlage ableitbar

Dank der vom Fraunhofer IWU und Aumann konzipierten, weltweit einmaligen
Forschungsanlage wird es nach Projektabschluss möglich sein, Serienanlagen
für die sortenreine Trennung aller Bestandteile eines
Brennstoffzellensystems im industriellen Maßstab zu entwickeln. Zur
späteren Skalierbarkeit der Anlage gehören insbesondere Erkenntnisse für
Taktzeiten. Im Pilot-Betrieb geht es mit einem 10-Sekunden-Takt beim
Entstapeln los; für den späteren industriellen Serienbetrieb wird eine
Reduzierung auf rund 1 Sekunde angestrebt. Als mindestens genauso wichtig
schätzt das Forscherteam um Dennis Weintraut M. Sc. jedoch ein, was es im
Projekt für eine optimierte Auslegung von Brennstoffzellen-Systemen in
ihrem ersten Produktleben lernen kann – damit viele weitere Produktleben
folgen können: »Mit der im Projekt entwickelten Pilotanlage können wir
erstmals Brennstoffzellensysteme automatisiert demontieren. Wir wollen
wichtige Rohstoffe im Kreislauf halten, damit Ressourcen schonen und die
Abhängigkeit von Importen reduzieren.«

Stack2P

Wie müssen Stapel aus Brennstoffzellen (Stacks) in Fahrzeugen beschaffen
sein, damit die eingesetzten Materialien am Ende des Produktlebens in
automatisierten Prozessen demontiert, wiederverwertet oder am besten sogar
wiederverwendet werden können? Dieser Frage gehen vier Fraunhofer-
Institute im Verbund Stack to Piece (Stack2P) des Nationalen Aktionsplans
Brennstoffzellen-Produktion (H2GO) nach.

Beteiligte Fraunhofer-Institute

• Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
(Projektleitung)
• Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung IFAM
• Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
• Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

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Elektromotoren bestehen aus wenigen hundert Teilen, für die Kraftübertragung genügt meist eine einzige Fahrstufe (Entfall von Getrieben)  iStock/Thomas Söllner

Die Tu(n)WAs: damit die Automobilindustrie ihre Transformation meistern kann

Elektromotoren bestehen aus wenigen hundert Teilen, für die Kraftübertragung genügt meist eine einzige Fahrstufe (Entfall von Getrieben)  iStock/Thomas Söllner
Elektromotoren bestehen aus wenigen hundert Teilen, für die Kraftübertragung genügt meist eine einzige Fahrstufe (Entfall von Getrieben) iStock/Thomas Söllner

Die Automobilindustrie befindet sich in einem Transformationsprozess, der
von mehreren zeitgleich wirkenden Trends getrieben wird und den
Unternehmen erhebliche Anpassungsleistungen abverlangt. Im Projekt TuWAs
entsteht ein umfassender »Baukasten« zur Gestaltung dieses tiefgreifenden
Wandels. Gerade kleinere und mittlere Unternehmen sollen von wichtigen
Entscheidungs- und Umsetzungshilfen profitieren. Umformtechnische
Wertschöpfungsketten im Antriebsstrang stehen im Fokus des
Transformations-Hubs.

Durch die zunehmende Elektrifizierung des Antriebsstrangs, bis hin zu rein
elektrisch betriebenen Fahrzeugen, sinkt die Zahl der benötigten
Verbrennungsmotoren und Getriebe. Besonderer Handlungsbedarf herrscht
entsprechend bei Unternehmen, die diese Baugruppen in hohen Stückzahlen
fertigen. Elektrische Antriebe erfordern erheblich weniger Bauteile, so
dass der Übergang zur Elektromobilität für den Wegfall vieler
umformtechnischer Arbeitsschritte sorgen wird. Darüber hinaus erfordert
die Digitalisierung von Produktion und Produkt umfangreiche Investitionen
sowie neue Kompetenzen bei den Mitarbeitenden. Sichtbar werden
Veränderungen in der Arbeitswelt etwa im Zusammenspiel von Mensch und
Maschine in der Robotik.

»TuWAs«, der Transformations-Hub für umformtechnische Wertschöpfungsketten
im Antriebsstrang, nimmt nun diesen wichtigen Teil der Branche in den
Blick. Das Projektziel lautet, einen bedeutsamen Beitrag zur erfolgreichen
Transformation der betroffenen Unternehmen zu leisten und wichtige Impulse
für den Erhalt von Arbeitsplätzen, Know-how und Fertigungsnetzwerken in
Deutschland und Europa zu geben. Dafür stellen die Konsortialpartner unter
Führung des Fraunhofer IWU Wissenstransfer- und Vernetzungsangebote zur
Verfügung, strukturieren Forschungs- und Entwicklungsergebnisse, skalieren
diese über die Wertschöpfungskette und schaffen eine branchenoffene, allen
Unternehmen zugängliche Plattform.

Das Leistungsangebot von TuWAs ist für interessierte Unternehmen sehr
attraktiv – wer am Projekt teilnehmen oder Beratungsleistungen in Anspruch
nehmen möchte, muss keinerlei finanziellen Beitrag leisten. Die
Konsortialpartner im Hub werden ein umfassendes Transformationskonzept
entwickeln. Damit der Mensch entscheidender Erfolgsfaktor in der
Produktion bleiben kann, setzen sie auf Weiterbildung und
Umqualifizierung, stärken aber auch die Personalführung. Im Modul
Organisation stehen nachhaltige Lieferketten, Kreislaufwirtschaft,
digitale Geschäftsmodelle sowie die Gestaltung resilienter Strukturen im
Vordergrund. Um Verfahren, modulare Anpassung an kleine Losgrößen,
CO2-Reduktion und digitale Produktpässe geht es schwerpunktmäßig im Modul
Technik.

Für TuWAs haben sich Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland zu einem
interdisziplinären Team zusammengeschlossen. Das Fraunhofer IWU steht im
Hub für zahlreiche fertigungstechnische Kompetenzen und ausgeprägte
Erfahrungen beim Transfer von Forschungsergebnissen. Das Institut ist
federführend bei der Bedarfsanalyse der Unternehmen und gestaltet die
Überführung von Forschungsergebnissen in Transferformate und deren
Umsetzung mit.

Das Labor für Massivumformung (LFM) der FH Iserlohn beteiligt sich an der
Gesamtkonzipierung und dem Betrieb des Transformationshubs und versteht
sich als aktiver Unterstützer der Unternehmen, um die notwendigen
Transformationsschritte zu erkennen, einzuleiten und zu verstetigen. Das
LFM bringt insbesondere seine Kompetenz im Bereich der Massivumformung
ein.

Die Fachgruppe Advanced System Engineering (ASE) des Heinz-Nixdorf-
Instituts der Universität Paderborn stellt für das Projekt vor allem
Wissen im Bereich der Trendanalyse und strategischen Vorausschau sowie
eine Vielzahl an Methoden und Vorgehensmodellen zur strukturierten
Entwicklung von Strategien und Geschäftsmodellen bereit.

Das Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) an der RWTH Aachen ist
der Hauptansprechpartner für Transferkonzepte und -methoden im digitalen
Raum. Dazu gehören u. a. Methoden der lernförderlichen Arbeitsgestaltung,
Konzepte zur Weiterbildung im Sinne von lebenslangem Lernen, Workforce
Transformation, Organisationsgestaltungansätze zur effizienten
Ressourcennutzung sowie digitale Geschäftsmodelle für Zulieferer der
Automobilindustrie.

Der Lehrstuhl für Produktentwicklung und Leichtbau (LPL) der Technischen
Universität München (TUM) bringt seine Expertise im Bereich des
Kostenmanagements (Kostenanalyse, Kostenprognose, Benchmarking), bei
Entwicklungsprozessen und
-methoden sowie Produkt-Service Systemen und der Digitalisierung ein. Der
LPL treibt die Verbreitung der Ergebnisse im wissenschaftlichen Umfeld
voran und stellt dafür geeignete neue Transferformate zu Verfügung.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert das
Projekt TuWAs im Rahmen der Förderbekanntmachung »Aufbau und Umsetzung von
Transformations-Hubs zur Unterstützung von Transformationsprozessen in
Wertschöpfungsketten der Automobilindustrie« bis Juni 2025 mit rund 3,5
Millionen Euro.

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Alles rund um Servoöl  Symbolbild

Alles rund um Servoöl – das sollten Fahrzeughalter wissen

Alles rund um Servoöl  Symbolbild
Alles rund um Servoöl Symbolbild

In Deutschland interessieren sich viele Menschen für Autos. Das zeigt sich allein schon an der Nutzungshäufigkeit: 2021 nutzten mehr als 41 % der deutschsprachigen Bevölkerung ab 14 Jahren regelmäßig ein Auto – viele davon täglich. Trotzdem gibt es Themen, bei denen sich einige nach wie vor unsicher sind und eines davon ist das Servoöl. Was es damit auf sich hat und was Fahrzeughalter sonst noch wissen sollten, ist Gegenstand dieses Artikels.

Wie funktioniert Servoöl?



Bei Servoöl handelt es sich um ein Hydrauliköl, das bei Autos mit hydraulischem Servolenkungssystem verwendet wird. Im Grunde sind das alle Fahrzeuge, die nicht über einen elektrischen Antrieb verfügen. Die Servolenkungsflüssigkeit fließt in einem geschlossenen System zwischen beiden Vorderrädern. Sie hat den Zweck, das Drehen der Vorderräder – insbesondere bei geparkten Autos – zu erleichtern. Durch das Servoöl wird die Kraft erreicht, welche zum Drehen des Lenkrads erforderlich ist. Das hydraulische Servolenkungssystem ist so konzipiert, dass es die gesamte Lebensdauer des Autos hält. Es ist aber weiterhin notwendig, das Servoöl regelmäßig zu wechseln. Sollte das vernachlässigt werden, ist eine optimale Funktionsweise der Servolenkung nicht mehr gegeben. Zudem kann es passieren, dass die Flüssigkeit leckt, was in einem Austausch des Systems resultieren kann.

Wann ist es an der Zeit, Servoöl zu wechseln?



Beim Thema Auto müssen wir uns immer wieder mit „Wechseln“ auseinandersetzen. So ist es beispielsweise wichtig, die Reifen alle sechs oder spätestens acht Jahre auszutauschen beziehungsweise dann, wenn die Mindestprofiltiefe unter 1,6 Millimeter liegt. Beim Servoöl ist das nicht viel anders, denn auch hier gibt es Faktoren, an denen wir uns orientieren können. Grundsätzlich gilt, dass ein Wechsel oder zumindest eine Überprüfung des Servoöls bei einem Kilometerstand von 80.000 bis 100.000 Kilometern sinnvoll ist.

Welches Servoöl ist am besten?



Was für ein Servoöl am besten ist, hängt in erster Linie von dem genutzten Auto ab. Nehmen wir als Beispiel das MANNOL MN8970-1 Servoöl mit einem Inhalt von 1 Liter. Das Öl hat folgende Inhaltsstoffe:

  • aquatic Chronic 2, H411: 0,1 bis 0,3 %
  • aquatic chronic 4, H413: 0,1 bis 0,6 %
  • bis(nonylphenyl)amine: 0,1 bis 0,6 %
  • ditiophosphor acid, O,O-diC1-14 alkilesters, zinc salts: 0,1 bis 0,3 %
  • eye Dam. 1, H318; aquatic chronic 2, H411; skin irrit. 2, H315: 0,1 bis 0,3 %
  • heterocyclicalkoxy ether: 0,1 bis 0,3 %
  • long-chain alkyl ester tiolki: 0,1 bis 0,6 %



Es bietet sich insbesondere für die beiden japanischen Autohersteller Acura und Honda an. Grundsätzlich gibt es für Autos aller Marken passende Servoöle, darunter zum Beispiel Audi, BMW, Citroën, Mazda und Porsche.

Wie sollte man Servoöl wechseln?



Wenn vom Ölwechsel am Auto die Rede ist, handelt es sich meistens um Motoröl. Allerdings sollten auch andere Flüssigkeiten regelmäßig gewechselt werden und eine davon ist das Servoöl. Beim Wechsel des Hydrauliköls geht man folgendermaßen vor:

  • 1. Auto anheben
  • 2. Altes Servoöl ablassen
  • 3. Restmengen ausspülen
  • 4. Ausgleichsbehälter austauschen
  • 5. Neues Servoöl eingießen



Alternativ ist es natürlich auch möglich, eine Werkstatt mit dem Wechsel zu beauftragen. Das bietet sich vor allem dann an, wenn das nötige Equipment fehlt. Ohne das und ein gewisses handwerkliches Geschick, ist ein eigenständiger Wechsel allein schon aufgrund der hohen Verletzungsgefahr nicht zu empfehlen.

 

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Mobilität der Zukunft (2)

Das EU Parlament beschließt das Aus für den Verbrennungsmotor ab 2035. Was
das für unsere Mobilität bedeutet und wie Verkehr- und Energiewende
ineinander greifen müssen, beleuchten Expertinnen und Experten des DLR
Projektträgers.

Energie und Verkehr zusammen denken

Die wissenschaftliche Grundlage ist da, nun müssen die Technologien in die
breitere Anwendung. Verkehrs-​ und Energiewende sind unmittelbar
miteinander verwoben, sagen Dr. Jens Erler, Dr. Tania Hancke und Jenny von
Wnuck Lipinski vom DLR Projektträger. Sie betreuen diverse geförderte
Forschungsprojekte für verschiedene Ressorts.

Link zum kompletten Text: https://projekttraeger.dlr.de/de/themen
/mobilitaet-der-zukunft-energie-und-verkehr-zusammen-denken?pk_campaign
=top-thema&pk_kwd=eu-verbrenneraus&pk_source=press


Herausforderung Ladeinfrastruktur – Abschied vom Plug-​in-Hybrid

Bis 2030 sollen auf den Straßen mehr vollelektrische Autos fahren – die
Zielvorgabe der Bundesregierung lautet: bis zu zehn Millionen. Dafür
braucht es radikale Umbauten: eine rasche einheitliche Normierung der
Ladeinfrastruktur sowie eine konsequente Abkehr von der Förderung von Plug
-​in-Hybrid-Pkw, sagen die ExpertInnen des DLR Projektträgers.

Link zum kompletten Text: https://projekttraeger.dlr.de/de/mobilitaet-der-
zukunft-folge2-herausforderung-ladeinfrastruktur-abschied-vom-plug-in-
hybrid?pk_campaign=top-thema&pk_kwd=eu-verbrenneraus&pk_source=press


Ideen, Innovationen und Herausforderungen für die Verkehrswende im urbanen
und im ländlichen Raum

Um die Verkehrswende zu einem wirklichen Erfolg zu machen, muss die Anzahl
der Pkw reduziert werden. Carsharing, autofreie Innenstädte, intelligente
Mobilitätsketten sind nur einige der Ansätze.

Link zum kompletten Text: https://projekttraeger.dlr.de/de/themen
/verkehrswende-in-der-stadt-auf-dem-land?pk_campaign=top-thema&pk_kwd=eu-
verbrenneraus&pk_source=press


Links zu allen Texten finden Sie hier:
https://projekttraeger.dlr.de/de/themen/themenspecial-
verkehrswende?pk_campaign=top-thema&pk_kwd=eu-
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