Profil 5/2003 f.r Internet - KSPG AG

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Composing: frei-stil Seite 6 Wirtschaft/Messen/Märkte Das Profil 5/2003 Präzision ist Trumpf: Das Corect-Modul mit GPS-Empfänger zur satellitengestützten Navigation ermöglicht eine im Vergleich zu ungelenkten Artillerieraketen erheblich verbesserte Zielgenauigkeit von deutlich weniger als 50 Metern Abweichung vom vorgegebenen Zielpunkt. Das gleichnamige Projekt, eine Gemeinschaftsarbeit der Rheinmetall-DeTec-Tochtergesellschaften Oerlikon Contraves GmbH und Rheinmetall W&M GmbH, bietet eine kostengünstige und zukunftsfähige Lösung zur Kampfwerterhaltung des auch bei der Bundeswehr verwendeten MLRS-Raketensystems (bekannt auch als „Mars“-Raketenwerfer). Uden die Entscheidung noch etwas leichter zu machen und gleichzeitig das für den Anbieter hohe Risiko bei den Entwicklungskosten – so sie nicht finanziert werden – zu senken, kommt für die Vermarktung des Corect-Moduls möglicherweise das in der europäischen Wehrtechnik erstmals eingesetzte, aber in anderen Wirtschaftszweigen wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie bereits erfolgreich erprobten Optionsprämienmodell zur Anwendung. „Von diesem Modell haben alle beteiligten Parteien etwas“, beschreibt Dipl.-Ing. Horst Reckeweg, Vertriebsleiter für den Bereich Waffen bei der Rheinmetall W&M GmbH, den wesentlichen Vorteil des Konzepts. Kern des Modells ist der sogenannte Optionsvertrag, der dem Kunden Ethernet auch beim neuen Golf cd Wolfsburg. Die Hirschmann Electronics GmbH & Co. KG hat für die Fertigung des neuen VW Golf im Werk Wolfsburg ein durchgängiges Ethernet-Netzwerk realisiert. Allein im Karosseriebau sind auf einer Fläche von rund 100000 Quadratmetern insgesamt 7500 aktive Teilnehmerports mit 1200 Hirschmann Railswitch-Systemen des Typs MICE MS2108-2 über Industrial Ethernet vernetzt worden. Darüber hinaus kommen im Ferti- KOMPETENZ BEI SELBSTSCHUTZSYSTEMEN: Geschützführer Joachim Seemund von der Rheinmetall W&M GmbH in Unterlüß zündet das neuartige Ramses-System der Firma Buck Neue Technologien GmbH (Fronau/Neuenburg). Ramses ist ein Gerät zum Schutz von Personen, bei dem eine künstlich erzeugte Nebelwand zur Unterbrechung der Sichtlinien führt. Der Effekt des sowohl im sichtbaren als auch nahen Infrarotbereich wirkenden Schutzsystems: Selbst mit einem Nachtsichtgerät oder via Laserentfernungsmesser ist die anvisierte – und dank Ramses in Nebel gehüllte – Person nicht zu erkennen. Foto: Jochen Lübke/ddp Um den potentiellen Kun- bei Vorauszahlung einer Optionsprämie das Recht einräumt, innerhalb einer festgelegten Frist einen bestimmten Gegenstand mit fest definierten Leistungen zu einem im voraus fixierten Preis zu kaufen. Eine Pflicht zur späteren Ausübung dieser Option besteht jedoch nicht. Für den Kunden bietet das den Vorteil, umfangreiche Produktzusagen für einen relativ geringen Kapitaleinsatz zu erhalten und sich zudem gegen steigende Preise abzusichern. Ein ansonsten übliches Memorandum of Understanding (MoU) wird hierdurch überflüssig. Für den Anbieter ergibt sich vor allem die Möglichkeit, seine Entwicklungs-, Qualifikations- und Fertigungsanlaufkosten mit den einge- sammelten Optionsprämien zu decken und eine größere Planungssicherheit in Bezug auf die späteren Absatzzahlen zu erhalten. Erst wenn die Optionsprämien die zu erwartenden Kosten decken, beginnt die Entwicklung. Nach Erreichen der Serienreife beginnt die Produktion, sobald die erste Option eingelöst worden ist. Innovative Wege bei Vermarktung gungsbackbone eine Vielzahl von MACH 3002-Systemen einschließlich Routing zum Einsatz. Mit dieser Gesamtlösung wird im größten Automobilwerk der Welt nicht nur ein neuer Standard in Bezug auf Fertigungseffizienz und -transparenz gesetzt, sondern auch der allgemeine Trend vom Feldbus zum Ethernet in der industriellen Automatisierung eindrucksvoll bestätigt. Der Einsatz des durchgängigen Industrial Ethernet-Netzwerkes von Hirschmann ermöglicht eine flexiblere Produktion mit optimierten Taktzahlen, eine präzise Visualisierung Dass man sich bei Angebot und Vertriebsmodell auf dem richtigen Weg befindet, zeigt das bereits vorliegende Interesse am neuen Modul seitens der MLRS-Nutzerstaaten. Dazu noch einmal Horst Reckeweg: „Wir sind überzeugt, mit unserem Angebot gerade in Zeiten knapper Wehretats eine Brücke zwischen Anbieter- und Nachfragerseite schlagen zu können.“ at der gesamten Fertigungsdaten sowie eine vereinfachte Wartung durch zuverlässiges Netzwerkmanagement. Die 100-prozentige Verfügbarkeit des Fertigungsnetzwerkes wird dabei durch das Hirschmann-Redundanzverfahren Hiper-Ring gewährleistet. Das in der Golf-Fertigung eingesetzte switched full-duplex Ethernet ist echtzeitfähig und erfüllt in vollem Maße die hohen Anforderungen in den verketteten Produktionsprozessen. Zugleich ist das Hirschmann-Netzwerk offen für alle künftig absehbaren Entwicklungen in der Fertigung. Modul verbessert Treffgenauigkeit und Reichweite Corect steuert Raketen per Satellit in das Ziel Stockach/Ratingen. „Corect“ (COntraves Rheinmetall Enhanced Correction of Trajectories) – das ist der Name für ein von der Oerlikon Contraves GmbH (Stockach) als Hauptauftragnehmer und der Rheinmetall W&M GmbH (Ratingen) gemeinsam entwickeltes Modul zur satellitengestützten Flugbahnkorrektur von Artillerieraketen, das seine Leistungsfähigkeit zur Zeit im Rahmen eines Demonstratorprogramms für das Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB) in Koblenz unter Beweis stellt. Ziel ist es, die Treffgenauigkeit und maximale Reichweite der bei der Bundeswehr verwendeten MLRS-Raketen vom Typ M26 (mit Bombletgefechtskopf) und AT-2 (Minenausstoßrakete) zu verbessern (MLRS = Multiple Launch Rocket System); gleichzeitig wird damit die Grundlage für eine später geplante Nutzungsdauerverlängerung dieser Raketen – als Gesamtsystem allgemein bekannt unter dem Namen „Mars“-Raketenwerfer – geschaffen. „Die neuen Anforderungsprofile für die Raketenartillerie sind ohne ein System zur Flugb ahnkorrektur nicht zu verwirklichen“, erläutert Diplom-Ingenieur Helmut Burckhardt,Geschäftsführer der Oerlikon Contraves GmbH, die Aufgabenstellung für die Entwicklung des Corect-Moduls. „Die Vermeidung von Kollateralschäden im verzahnten Gefecht (also im kombinierten Einsatz verschiedener Waffensysteme) sowie im Zusammenhang mit friedenssichernden Einsätzen gewinnt mehr und mehr an Bedeutung. Damit einher geht die Forderung nach einer wesentlich verbesserten Präzision bei der Zielbekämpfung. Mit Blick auf die gleichzeitig gewünschte Erhöhung der Waffenreichweite lässt sich dies aber nur durch den Einsatz modernster Elektronik, Sensorik und Navigationseinrichtungen realisieren“, so der 54-jährige Wehrtechnik-Experte. Genau hier setzt das Corect-Modul an. Mit Hilfe seines integrierten GPS- Empfängers zur satellitengestützten Navigation (GPS = Global Positioning System) wird die aktuelle Position der Rakete während des Fluges bestimmt. Gleichzeitig ermittelt ein ebenfalls an Bord befindlicher Magnetfeldsensor die dazugehörige Rolllage durch eine Messung des Erdmagnetfelds. Mit den so gewonnenen Daten berechnet ein Bordprozessor nun die Abweichung (im Fachjargon: Ablage) der Rakete von der Soll-Flugbahn und leitet anschließend die in Seiten- und Längsrichtungbenötig- Helmut Burckhardt ten Korrekturimpulse durch eine zeitgenaue Aktivierung der Mikroreaktionstriebwerke ein. „Mit diesem Verfahren sind wir in der Lage, eine Zielgenauigkeit von deutlich weniger als 50 Metern Ablage vom gewünschten Treffpunkt zu erreichen“, freut sich Horst Reckeweg, Vertriebsleiter für den Bereich Waffen bei der Rheinmetall W&M GmbH, über die Wirksamkeit des neuartigen Moduls: „Gegenüber den derzeit üblichen Ablage- Werten ungelenkter Artillerieraketen von teilweise mehreren hundert Metern bedeutet dies eine enorme Verbesserung.“ Das Corect-Modul wird zum einen als „add on“-Variante im Rucksackverfahren, zum anderen als „integrierte Lösung“ mit Aufnahme des Moduls in den Raketengefechtskopf angeboten. Die Reichweitensteigerung ergibt sich jedoch erst bei der integrierten Lösung durch eine zur Aufnahme des Korrektur-Moduls notwendige Reduzierung der mitgeführten Submunitionsmenge, was wiederum das Gesamtgewicht der Rakete reduziert. Reckeweg: „Da bei vielen der international weit verbreiteten M26-Raketen in den nächsten Jahren mit einem Auslaufen der Nutzungsdauer zu rechnen ist, bieten wir im Rahmen der integrierten Lösung erstmals auch die gleichzeitige Umrüstung der in den Gefechtsköpfen enthaltenen Bomblets auf Zünder mit Selbstzerlegungsfunktion sowie die anschließende Reintegration in den Gefechtskopf an. Für unsere Kunden bedeutet dies eine größere Kosteneffizienz der angestrebten Modernisierungsmaßnahmen. Ein weiteres Plus: Sie erhalten die Gesamtlösung aus einer Hand.“ Genauer: das neuartige Corect-Modul als dreidimensionale Computeransicht – hier in der integrierten Ausführung. Tatsächlich bietet letztere viele Vorteile: Durch den Austausch der bereits vorhandenen Zünder lässt sich die auslaufende Nutzungsdauer noch einmal um mindestens weitere zehn Jahre verlängern; außerdem wird die Blindgängerrate mit Hilfe der Selbstzerlegungsfunktion auf dann unter ein Prozent gesenkt. Die gleichzeitige Nachrüstung des Corect-Moduls als integrierte Lösung sorgt darüber hinaus für eine Reichweitensteigerung der Raketen von bisher rund 30 auf dann etwa 40 Kilometer. Die verringerte Anzahl der Bomblets wird dabei durch die erhöhte Treffgenauigkeit der Raketen mehr als kompensiert, was zu erheblichen Munitionseinsparungen und einer damit verbundenen Reduzierung des logistischen Aufwands führt. Für die Aufrechterhaltung der Kampfkraft werden nun insgesamt weniger Raketen benötigt. „Wir sind sicher, mit dieser Lösung eine kostengünstige und zukunftsfähige Alternative zu der um einiges teureren Anschaffung von Ersatzraketen Horst Reckeweg aufzeigen zu können“, so Helmut Burckhardt über die strategischen Hintergründe des Projektes. „Außerdem lässt sich das ‚Corect‘-Modul auch bei anderen eingeführten oder in der Entwicklung befindlichen Artillerieraketen einsetzen.“ Die Kombination mit alternativen Gefechtsköpfen, die dann zum Beispiel SMArt-Munition (Suchzündermunition für die Artillerie) oder sogenannte „High Power“-Module für die Störung gegnerischer Elektronik- Komponenten beinhalten könnten, sei ebenfalls möglich. Eine Serienproduktion des neuartigen Moduls von Rheinmetall-Defence ist von 2006 an realisierbar. Andreas Tümpen
Fotos (4): BMW Group Das Profil 5/2003 Wirtschaft/Messen/Märkte Seite 7 Blick unter die Motorhaube des neuen BMW 6er Coupés mit 4,4-Liter-V8-Valvetronic-Antrieb: Unter der Abdeckung „schlummert“ das hochmoderne, vollvariable Schaltsaugrohr der Pierburg GmbH. Elektronik schafft Variabilität im Automobil – Pierburg-Produkte im Trend Stufenlos heißt heute die Devise Jürgen Goroncy S Sehen wir uns zunächst im und am Motor um. Da präsentierte beispielsweise BMW zuerst beim neuen 7er – und inzwischen auch beim 5er – das weltweit erste vollvariable Schaltsaugrohr. „Bei diesem System synchronisiert das Motormanagement stufenlos die Saugrohrlänge mit der aktuellen Motordrehzahl“, erläutert Dr. Hans-Joachim Esch, Vorsitzender der Geschäftsführung der Pierburg GmbH in Neuss , dem Lieferanten der Sauganlage. Innerhalb des Saugmoduls existieren für die beiden Zylinderbänke der V8-Motoren zwei separate Läuferringe; diese enthalten jeweils vier getrennte Einlasskanäle, die sich auf eine Länge zwischen 231 und 673 Millimeter einstellen lassen. Ein Elektromotor positioniert die Läuferringe – pro Einlasskanal einer – in weniger als einer Sekunde auf die gewünschte Saugrohrlänge. Denn im Saugrohr bewegt sich die Luft in Form einer Druckwelle voran, die abhängig von der Motordrehzahl immer zum günstigsten Zeitpunkt in den Brennraum eingeleitet werden soll, um die Zylinderfüllung zu maximieren. Früher war bei einstufigen Saugrohren die Auslegung immer ein Kompromiss zwischen maximalem Drehmoment und Leistung. Auch bei den zwischenzeitlich zwei- oder dreistufigen Varianten ist die jeweilige Klappenstellung stets nur für zwei oder drei Drehzahlfenster optimal ausgelegt. „Ein stufenloses System à la Pierburg hingegen sorgt bei allen Drehzahlen für optimale Leistungs- und Drehmomentwerte bei gleichem Kraftstoffverbrauch“, bilanziert Esch. In absehbarer Zeit könnte dem Keilriemen das Totenglöcklein schlagen, falls die von ihm angetriebenen Nebenaggregate zunehmend auf elektromotorischen Antrieb umgestellt wer- Flexibilität und Variabilität im Automobil heißt heute in der Regel, Elektronik einzusetzen. Der Austausch mechanischer durch stufenlos elektronisch geregelte Komponenten hat vielerlei Auswirkungen und findet in fast allen Fahrzeugsystemen statt. Im folgenden „Profil“- Beitrag beschreibt Jürgen Goroncy (53), freiberuflicher Journalist aus Besigheim am Neckar und profunder Kenner der Materie, einige zukunftsträchtige Neuerungen auf diesem Marktsektor – darunter auch hochmoderne Systemtechnik aus dem Hause der zu Rheinmetall-Automotive gehörenden Pierburg GmbH in Neuss. den. Etwa die Kühlmittelpumpe, die Pierburg weltweit als Erster bereits in einer elektrischen Variante zur Kühlung der Ladeluft des Turboladers im Mercedes C 30 CDI AMG einsetzt. Im kommenden Frühjahr läuft die Pumpe in ihrer eigentlichen Bestimmung bei einem weiteren Automobilhersteller in Großserie an. Angetrieben wird die Pumpe von einem Spaltrohr-Elektromotor ohne verschleißträchtige Gleit- Vollvariables Schaltsaugrohr: BMW 5er. ringdichtungen, der zudem keinen Bürstenwechsel benötigt, da er elektronisch kommutiert ist. Die Kühlleistung der neuen Pumpe steuern Daten wie Lufttemperatur, Motorlast, Fahrgeschwindigkeit und Kühlmitteltemperatur. Durch diese Unabhängigkeit vom Keilriemen und der Motordrehzahl stellt die Kühlmittelpumpe exakt die Kühlleistung bereit, die das Thermomanagement als Bedarf errech- Vollvariabel: die stufenlose Ölpumpe, deren Fördervolumen an den aktuellen Schmiermittelbedarf angepasst werden kann. net. Der verlustträchtige Dauerbetrieb ist somit passé. Beispielsweise wird die elektrische Kühlmittelpumpe beim Kaltstart nur mit geringer Leistung betrieben, damit der Verbrennungsmotor schneller die Betriebstemperatur erreicht. Als angenehme „Nebenerscheinung“ liefert dadurch die Heizung auch schneller Wärme für die Passagiere. „Durch die bedarfsgerechte Regelung reicht beispielsweise für einen Pkw mit deutlich über 100 Kilowatt Motorleistung eine elektrische Kühlmittelpumpe mit 0,2 Kilowatt Aufnahmeleistung. Bei einer herkömmlichen riemengetriebenen Pumpe sind dafür mindestens 1,5 Kilowatt erforderlich“, rechnet Esch vor: „Als Folge davon lässt sich nach unseren Berechnungen mit der elektrischen Kühlmittelpumpe bis zu einem halben Liter Kraftstoff auf 100 Kilometer sparen.“ Alsweiteren Vorteil sieht er die flexiblen Einbaumöglichkeiten an. Ist die herkömmliche Pumpenposition noch untrennbar an die Lage des Riementriebs geknüpft, kann die elektrisch angetriebene Variante beliebig platziert werden. Etwa direkt am Kühler oder da, wo noch genügend Bauraum vorhanden ist. Als Drittes im Trio der stufenlosen Systeme präsentiert Pierburg zurzeit eine Ölpumpe, deren Fördervolumen flexibel an den aktuellen Schmiermittelbedarf angepasst werden kann. Denn zum einen wird der Öl- und Schmierungsbedarf in Zukunft ansteigen, da moderne Motoren immer häufiger mit schmierintensiven Aufgaben wie hydraulischen Ventilsteuerungen, Nockenwellenverstellungen sowie mit kühlintensiven Aluminium-Kurbelgehäusen aufwarten. Insbesondere im unteren Drehzahlbereich sorgt hier eine kontinuierlich geregelte Ölpumpe für einen bedarfsgerechten, erhöhten Ölvolumenstrom. Die bisherigen drehzahlgekoppelten Pumpen weisen hier Defizite auf. Zum anderen entwickeln die konventionellen Ölpumpen in höheren Drehzahlbereichen erhebliche Verlustleistungen, die bei einer geregelten Variante entfallen. „Darüber hinaus werden die vollvariablen Pumpen die Belastung und Alterung des Öls verringern und somit zu längeren Ölwechsel-Intervallen verhelfen“, ist Pierburg- Chef Esch überzeugt. Mit der neu entwickelten Kühlmittelpumpe des Automobilzulieferers Pierburg hat der Nylonstrumpf als Ersatz für gerissene Keilriemen ausgedient: Die Pumpe wird unabhängig vom Fahrzeugantrieb durch einen eigenen Elektromotor betrieben. Technisch handelt es sich bei der neuen Lösung um Flügelzellenpumpen, deren Förderleistung mit Hilfe eines druckgesteuerten Verstellringes geregelt wird. Letzterer verringert bei höher werdenden Motordrehzahlen die Exzentrizität relativ zum Rotor der Pumpe und damit das Fördervolumen. Denn ansonsten würden sich die Fördermenge und damit der Druck kontinuierlich erhöhen. Bei niedriger Motordrehzahl wird dagegen bei maximalen Exzentrizität der volle Volumenstrom gefördert. Diese kontinuierliche Regelung reduziert – bei optimaler Ölversorgung der Antriebsaggregate – die Leistungsaufnahme der Flügelzellenpumpe und trägt zur Kraftstoffeinsparung bei. Außerdem sind geregelte Pumpen leichter, da ihr Gehäuse aus Aluminium-Druckguss besteht und ansonsten nur wenig weitere Hauptkomponenten wie etwa Rotor, Rotorflügel und Schieber anfallen. „Wir wollen ab 2004 zwei Varianten der kontinuierlich geregelten Ölpumpe auf dem Markt anbieten“, gibt Esch einen Ausblick auf die nahe Zukunft. „Zum einen eine Grundversion, zum anderen eine Mikropumpe mit gleicher Leistung, aber deutlich kleineren Abmessungen.“ Die Elektrifizierung ehemals mechanischer Systeme hält seit einiger Zeit auch bei Getrieben Einzug. So wird mit Hilfe einer kompakten mechatronischen Steuereinheit am Getriebegehäuse der Gangwechsel bei Wandlerautomatiken oder bei automatisierten Schaltgetrieben geregelt. Dadurch sind softwarebasierte, höchst flexible Schaltstrategien und somit Kraftstoffeinsparungen möglich. Ein weiteres Beispiel ist die Aktivlenkung im neuen 5er-BMW, die mit elektrischer Unterstützung die Lenkübersetzung stufenlos variieren kann. Ein Elektromotor bringt je nach Fahrtgeschwindigkeit per Doppelplanetengetriebe ein zusätzliches Lenkmoment – negativ oder positiv – in die Zahnstangenlenkung ein. Somit erzeugt der Fahrer bei gleichem Lenkradeinschlag eine mehr oder weniger ausgeprägte Richtungsänderung. Sogar der Scheibenwischerantrieb profitiert von der Elektronik. Dank neuer reversierender Elektromotoren lassen sich die Wischgeschwindigkeit und die Positionierung des Wischblatts flexibel verändern, um die Umlege- sowie die Windgeräusche zu vermindern. Jürgen Goroncy Hans-Joachim Esch Pierburg-Entwicklungsfachmann Albert Gerster mit der neuen Kühlmittelpumpe. Dieses System ist bereits in einer elektrischen Variante zur Kühlung der Ladeluft des Turboladers im Mercedes C 30 CDI AMG integriert; es senkt den Spritverbrauch und schont mithin die Umwelt. Composing: frei-stil Fotos: Danetzki + Weidner/DaimlerChrysler
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