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Wo geht's hier zur Technik? - NaT

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<strong>Wo</strong> geht’s <strong>hier</strong><br />

<strong>zur</strong> <strong>Technik</strong>?<br />

Mit außerschulischen Lernorten für<br />

Naturwissenschaft und <strong>Technik</strong> begeistern<br />

Initiative<br />

Naturwissenschaft & <strong>Technik</strong>


Editorial<br />

Liebe Leserinnen und Leser,<br />

auf der Suche nach Anwendungen für die Schulfächer Mathe-<br />

matik und Physik in Hamburger Unternehmen und Hochschulen<br />

sind wir auf interessante, verborgene, nützliche und schützende<br />

<strong>Technik</strong> gestoßen.<br />

Von der Aluminiumherstellung bis zum fertigen Schiff – etwa<br />

40 Prozent der Arbeitsplätze in Hamburg werden von technik-<br />

orientierten Unternehmen geschaffen. Ingenieurinnen und<br />

Ingenieure entwickeln und verbessern Produkte, Anwendungen<br />

und Systeme. Vieles davon ist allgegenwärtig und wird gerade<br />

deshalb fast schon nicht mehr wahrgenommen: Was sorgt dafür,<br />

dass Sie Ihren Koffer nach einer Flugreise wohlbehalten in der<br />

Hand halten? Was dafür, dass es im Flugzeug angenehm tempe-<br />

riert ist? Was lässt Sie bequem und sicher im ICE durch das Land<br />

gleiten, ohne durchgerüttelt zu werden wie in einer Kutsche?<br />

Warum hält eine Milchtüte dicht? Was schützt Ihr Auto sicherer vor<br />

Diebstahl? Was löst im Notfall den Airbag aus? Was liefert bessere<br />

Bilder vom Körperinneren ohne Nebenwirkungen? „<strong>Technik</strong>“ ist die<br />

Antwort und mit ihr Mathematik und Physik in den Köpfen unserer<br />

Ingenieurinnen und Ingenieure. Unsere Kinder bedienen zwar<br />

Computer schneller als wir, aber von der dahinterliegenden <strong>Technik</strong><br />

wissen sie oft nichts. Immer weniger Schüler und Schülerinnen<br />

entscheiden sich für die naturwissenschaftlichen Fächer. Ändern<br />

können wir das nur, wenn wir ihnen zeigen, wozu Mathematik und<br />

Physik gut ist.<br />

Wir sind guter Hoffnung, dass dies in Hamburg gelingen wird: denn<br />

alle in diesem Heft genannten Unternehmen und Hochschulen<br />

unterstützen uns dabei, den Anwendungsbezug von Physik und<br />

Mathematik herstellen zu können.<br />

Ihre<br />

Sabine Fernau<br />

Sabine Fernau, Geschäftsführerin<br />

Initiative Naturwissenschaft & <strong>Technik</strong><br />

<strong>NaT</strong> gGmbH, Hamburg<br />

<strong>Wo</strong> geht’s <strong>hier</strong> <strong>zur</strong> <strong>Technik</strong>?


Initiative<br />

Naturwissenschaft & <strong>Technik</strong><br />

Landesverband Hamburg<br />

Verein Deutscher Ingenieure<br />

Initiative Naturwissenschaft<br />

und <strong>Technik</strong><br />

Gemeinsam mit namhaften Unternehmen, Organisationen<br />

und Hochschulen engagieren wir uns für den naturwissenschaftlich­technischen<br />

Nachwuchs und unterstützen Hamburger<br />

Gymnasien darin, den Unterricht der neuen Profiloberstufe<br />

anwendungsorientierter und praxisbezogener zu machen.<br />

Mit der einzuführenden neuen Profiloberstufe an Hamburger<br />

Gymnasien und Gesamtschulen werden die Schulen aufgefordert,<br />

fächerübergreifend und anwendungsorientiert zu arbeiten. Die<br />

Kooperation mit außerschulischen Partnern wird nahegelegt und<br />

gefordert. Unsere Tätigkeit sieht zunächst so aus, dass wir Gymna-<br />

sien helfen, zu ihrem Profil eine „technische Vertiefungsrichtung“<br />

(wie Energietechnik, Fahrzeugtechnik, Luftfahrttechnik, Maritime<br />

<strong>Technik</strong>, Medizintechnik, Mikroelektronik und Verfahrenstechnik) zu<br />

entwickeln und Kooperationen mit Unternehmen initiieren, um mit<br />

konkreten Maßnahmen, Kooperationen, Betriebsbesichtigungen,<br />

curricularer Einbindung der <strong>Technik</strong> eine praktische Orientierung<br />

des Unterrichts zu leisten.<br />

Initiatoren des Vorhabens sind die TUHH (Technische Universität<br />

Hamburg-Harburg) und der Landesverband Hamburg des VDI<br />

(Verein Deutscher Ingenieure). Durch die großzügige Spende eines<br />

Hamburger Unternehmers, Dipl.-Ing. Helmut Meyer wurde im<br />

September die Gründung einer gemeinnützigen GmbH ermöglicht.<br />

Finanziert wird das Vorhaben durch Projektunterstützung der Wirtschaftsbehörde,<br />

der Agentur für Arbeit und durch das Engagement<br />

zahlreicher Unternehmen. Es ist uns gelungen, mehr als 20 Schulen<br />

und über 30 Unternehmen für unser Vorhaben zu gewinnen.<br />

Möchten Sie mehr erfahren, sich engagieren oder uns finanziell<br />

unterstützen? Wir freuen uns über Ihren Anruf: 040 - 609 50 212<br />

oder mailen Sie an: info@initiative-nat.de<br />

Schirmherr der Initiative<br />

Naturwissenschaft und <strong>Technik</strong><br />

Dipl.­Ing. Werner Hauschild,<br />

Vorsitzender Hanseatischer Ingenieurs Club<br />

„<strong>Technik</strong> ist die Grundlage für Arbeit, <strong>Wo</strong>hlstand und Fortschritt<br />

mit teilweise immensen gesellschaftlichen, ökonomischen und<br />

ökologischen Auswirkungen – um so wichtiger ist qualifizierter<br />

Nachwuchs, der der hohen gesellschaftlichen Verantwortung<br />

gerecht werden kann.“<br />

Energietechnik 07<br />

Sicher versorgen 08<br />

Klimafreundlich Strom und Wärme erzeugen 10<br />

Kernkraft treibt die Turbinen an 11<br />

Energietechnik und Störfallbeherrschung 12<br />

Mikroelektronik 13<br />

Elektronische Winzlinge 14<br />

Sensoren & Co. 15<br />

Fahrzeugtechnik 17<br />

Luft macht den ICE komfortabel 18<br />

Ein ganz anderer Jetpilot 20<br />

Robotertanz 22<br />

Luftfahrttechnik 23<br />

<strong>Technik</strong> zum Abheben 24<br />

Ein Labyrinth am Flughafen 26<br />

Ingenieure als Dienstleister 28<br />

Maritime <strong>Technik</strong> 29<br />

Schwimmende Wunderwerke 30<br />

Qualität und Sicherheit auf den Weltmeeren 32<br />

Hier schlägt das Herz der Stadt 34<br />

Medizintechnik 35<br />

Blick in den Körper 36<br />

Chirurgie in HDTV 38<br />

Notfall- und Rettungsmedizin 40<br />

Verfahrenstechnik 41<br />

Das Leichtgewicht unter den Starken 42<br />

Faszination Walzwerk 44<br />

Diese Schnecke presst 46<br />

Diesel aus einer Mühle 47


Impressum<br />

herausgeber<br />

Initiative Naturwissenschaft & <strong>Technik</strong><br />

<strong>NaT</strong> gGmbH<br />

Buckhorn 8<br />

22359 Hamburg<br />

www.initiative-nat.de<br />

info@initiative-nat.de<br />

Telefon: 040 - 609 50 212<br />

Fax: 040 - 609 50 213<br />

Amtsgericht Hamburg HRB 102471<br />

geschäftsführung<br />

Sabine Fernau (ViSdP)<br />

redaktion<br />

Sabine Fernau<br />

Annette Fahrendorf<br />

grafische gestaltung<br />

www.formlabor.de<br />

©Copyright Initiative Naturwissenschaft & <strong>Technik</strong> Januar 2008<br />

Die Bilder sind mit Genehmigung der jeweiligen Unternehmen abgedruckt.<br />

Titel: iStockphoto.com/gharaee/Andrey Prokhorov/hfng/zilli/Irochka Tischenko<br />

Licht, Wärme, Kälte<br />

Mit dem Strom ist das für viele immer noch ganz einfach. Er kommt aus der<br />

Steckdose. Aber wie kommt er da hin? Wer sorgt dafür, dass immer genau so viel<br />

Strom da ist, wie auch gebraucht wird. Ein Studium der Energietechnik beinhaltet<br />

beides, die <strong>Technik</strong>, die verwendet wird, um den Strom zu erzeugen – also<br />

klassischer Maschinenbau für Turbinen, Heizkessel, Reaktoren und Photovoltaikanlagen,<br />

aber auch die effiziente Verteilung, denn Strom lässt sich bis heute nicht in<br />

nennenswertem Umfang speichern. Deswegen gehören auch Energieumwandlung<br />

und -transport sowie die überregionale Vernetzung von Stromnetzen zu den Herausforderungen<br />

der Energietechnik. Auch die wirtschaftliche Nutzung regenerativer<br />

Energien gewinnt eine immer größere Bedeutung.<br />

Was Schüler und Lehrer in der Energietechnik entdecken können<br />

Wichtige Themen wie der Klimaschutz, die optimale Nutzung<br />

vorhandener Energieträger oder die Einsatzmöglichkeiten erneuer-<br />

bare Energien sind ohne Mathematik und Naturwissenschaften<br />

nicht lösbar. Neue rohstoff- und ressourcenschonende Technolo-<br />

gien sind nötig. Nahezu alle Themen der Physik der Kursstufe<br />

lassen sich in der Energietechnik wiederfinden: Das Grundthema<br />

Erhaltungssätze findet man vorwiegend in der Form von Energie-<br />

erhaltung bei Fragen der Energieumwandlung sowohl in den<br />

unterschiedlichen Kraftwerksanlagen als auch beim Endverbrau-<br />

cher. Auch die Grundbegriffe der Thermodynamik lassen sich an<br />

Anwendungsbeispielen demonstrieren. Elektromagnetische Felder<br />

sind grundlegend für das Verständnis aller Generatoren und<br />

Motoren. Gezeitenkraftwerke erlauben Ausflüge <strong>zur</strong> Betrachtung<br />

der Gravitation. Kernkraftwerke und Kernfusionskraftwerke sind<br />

technische Anwendungen der Atomphysik.<br />

EnErgIEtEchnIk


0<br />

Sicher versorgen<br />

Jede Menge technischer Sachverstand<br />

„Herr Prof. Kampschulte, die Suche nach alternativen Energiequel-<br />

e.on hanse ag<br />

gründungsjahr<br />

2003 (Fusion Schleswag,<br />

Hein Gas und HanseGas)<br />

Mitarbeiter im norden<br />

2800<br />

Standorte:<br />

Hamburg-Reitbrook,<br />

Hamburg-Tiefstack<br />

herstellung<br />

Strom, Erdgas, Wärme<br />

und Wasser<br />

konzernzentrale<br />

Quickborn<br />

Damit die Energie auch sicher und zuverlässig beim Kunden ankommt, benötigt E.ON Hanse viel techni-<br />

schen Sachverstand. Nur so können die 26000 Kilometer Gasleitungen, die 51000 Kilometer Stromlei-<br />

tungen sowie die Erdgasspeicher des Unternehmens sicher betrieben und auf einem hohen technischen<br />

Standard gehalten werden. Neben Haushalts- und Gewerbekunden versorgt das Unternehmen auch<br />

Industrieunternehmen und Kommunen mit Strom und Erdgas. E.ON Hanse unterhält und betreibt selbst<br />

mehrere Erdgasspeicher unterschiedlichsten Typs. In Hamburg-Reitbrook beispielsweise wird Erdgas in<br />

einen Porenspeicher eingespeist. Porenspeicher bestehen aus porösem Gestein und nehmen, ähnlich<br />

wie ein Schwamm, Gas in ihren Poren auf. Eine geschlossene Deckschicht sorgt dafür, dass kein Gas<br />

nach oben ausströmen kann. Nach unten ist die Dichtheit durch wasserführendes Erdreich gegeben.<br />

len ist heute ein großes Thema. Sie vertreten an der HAW Hamburg<br />

auch die Lehre und Forschung im Bereich der Photovoltaik (PV).<br />

Ist mit PV in unseren Breiten mehr Energie zu gewinnen, als für die<br />

Herstellung der Systeme aufgewendet werden muss?<br />

Auch in unseren Breiten können Sie mit Solarzellen soviel elektri-<br />

sche Energie ernten, dass sich der energetische Aufwand je nach<br />

Zellentyp nach anderthalb bis drei Jahren amortisiert hat. Bei einer<br />

typischen Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren hat das System also<br />

ein Vielfaches der Herstellungsenergie wieder eingespielt.<br />

Und wie sieht es auf der finanziellen Seite aus?<br />

In der Tat ist Strom aus Solarzellen heute noch recht teuer. Man<br />

muss aber sehen, dass die Branche enorme Anstrengungen<br />

herstellungsenergie kontra Energiegewinn<br />

Prof. Dr. Timon Kampschulte, HAW Hamburg, Fakultät Life Science<br />

unternimmt die Kosten zu senken. So konnten in den letzten zehn<br />

Jahren die Stromgestehungskosten mit PV um mehr als 40 Prozent<br />

gesenkt werden. Um die weitere Entwicklung zu fördern und die<br />

industrielle Serienfertigung anzukurbeln, hat die Bundesregierung<br />

Einspeisetarife nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG)<br />

festgelegt, so dass jede Kilowattstunde Solarstrom, die ins Netz<br />

eingespeist wird, vergütet wird. Ein privater Anlagenbetreiber<br />

erreicht somit je nach Standort eine finanzielle Amortisationszeit<br />

von zehn bis fünfzehn Jahren.<br />

Gibt es Bereiche, in denen PV schon heute ohne Förderung<br />

auskommt?<br />

Na klar! Schauen Sie sich netzferne Anwendungen an wie solar-<br />

betriebene Parkscheinautomaten oder Repeater-Stationen für den<br />

Mobilfunk in den Bergen. Hier ist die Versorgung mit Solarzellen<br />

viel günstiger als das Verlegen einer Stromleitung.<br />

„<br />

Frau Fust, was macht der technische Service?<br />

Bei uns im technischen Service sind die gesamten operativen<br />

Dienstleistungen für eine sichere Energieversorgung gebündelt.<br />

Wir sind verantwortlich für Bau-, aber auch Wartungs- und Instand-<br />

haltungsarbeiten im Gas- und Stromnetz. Dazu gehören im<br />

Gasversorgungsnetz die Gasdruckregelanlagen und das Rohrnetz<br />

und im Stromleitungsnetz die Umspannwerke, Schaltanlagen,<br />

Kabel und Freileitungen.<br />

Welche Berufschancen hat ein Ingenieur bei E.ON Hanse?<br />

Sehr gute Chancen. Ohne Wenn und Aber. Auch wir bemerken<br />

den Ingenieurmangel auf dem Arbeitsmarkt. Wir haben diverse<br />

Einstiegsmöglichkeiten bei E.ON Hanse. Theoretisch kann es<br />

schon mit der Diplomarbeit beginnen. Es gibt aber auch Ein-<br />

stiegsprogramme für ambitionierte Trainees und Akademiker mit<br />

erster Berufserfahrung. Wer schon genau weiß, was er möchte,<br />

kann sich auch für einen Direkteinstieg bewerben.<br />

theoretisch kann es schon mit<br />

der Diplomarbeit beginnen …<br />

Kirsten Fust, Elektroingenieurin, Leiterin technischer Service<br />

bei E.ON Hanse<br />

gemeinsam stark und<br />

kohlendioxidfrei<br />

E.ON Hanse produziert seit 1983 in seinem sogenannten Hybrid-<br />

kraftwerk auf der Insel Pellworm Strom C02-frei. Die gleichzeitige<br />

Nutzung von Windkraft und Sonnenenergie ermöglicht die Strom-<br />

erzeugung bei einem hohen Wirkungsgrad und einer Leistung<br />

von 1100 Kilowatt. Parallel dazu unterstützt E.ON Hanse Studenten<br />

der Fachhochschulen Kiel und Flensburg bei der Durchführung<br />

ihrer Diplomarbeiten. So werden in dem Hybridkraftwerk für E.ON<br />

Hanse wertvolle Forschungsergebnisse im Bereich regenerativer<br />

Energien gewonnen.<br />

Welche Rolle spielen Mathematik und Physik?<br />

Mathematik und Physik sind wichtige Grundlagen nicht nur für<br />

technische Ingenieure. Es ist aber noch viel interessanter diese<br />

Wissenschaften in der Praxis angewandt zu sehen. Wichtige<br />

Themen wie Klimaschutz, Energieeinsparung oder erneuerbare<br />

Energien wären ohne diese Wissenschaften nicht lösbar.<br />

Hat Sie <strong>Technik</strong> bereits als Kind begeistert?<br />

Eindeutig: “Ja“. Meinen ersten Elektrobaukasten bekam ich mit<br />

“<br />

fünf Jahren von meinem Vater. Zu sehen was man mit Strom alles<br />

machen kann, hat mich schon früh fasziniert.<br />

Wie fanden Sie den Unterricht in Mathe und Physik?<br />

Zu meiner Schulzeit leider nicht sehr überzeugend. Zu vieles wurde<br />

nur in der Theorie erklärt, das hat die Themen trocken und damit<br />

eher unattraktiv gemacht. Für mich kam der Durchbruch erst in<br />

der Berufsschulzeit. Da konnte man Mathe und Physik erleben. So<br />

etwas wäre schon viel früher wünschenswert.<br />

EnErgIEtEchnIk<br />

0


0<br />

vattenfall europe<br />

new energy gmbh<br />

gründungsjahr<br />

2007<br />

Mitarbeiter im norden<br />

300; davon 150 Ingenieure<br />

Standorte<br />

Hamburg, Lauta, Rostock,<br />

Rüdersdorf, Sellessen,<br />

Nordsee (vor Borkum und Sylt)<br />

herstellung<br />

Strom und Wärme<br />

Unternehmenszentrale<br />

Hamburg (City Nord)<br />

klimafreundlich Strom<br />

und Wärme erzeugen<br />

Nutzung von Windenergie auf hoher See<br />

Jeder zweite Mitarbeiter ein Ingenieur: Vattenfall Europe New Energy, eine 2007 gegründete Tochter-<br />

gesellschaft der Vattenfall Europe AG, widmet sich dem konzernweiten Ausbau der erneuerbaren<br />

Energien und der klimafreundlichen Energieerzeugung aus Sekundärbrennstoffen wie Abfall,<br />

Klärschlamm und Biomasse. Ein Schwerpunkt ist die Nutzung von Windenergie auf hoher See mit<br />

den ersten Offshore-Windparks in der deutschen Nordsee. Ziel der Vattenfall Europe New Energy<br />

ist es, die umwelt- und klimafreundliche und Ressourcen schonende Energieerzeugung wirtschaftlich<br />

und technisch weiterzuentwickeln und unter dem Gesichtspunkt der Profitabilität langfristig<br />

weiter auszubauen.<br />

Pionierprojekt: Der Offshore-<br />

Windpark alpha ventus in der<br />

Nordsee<br />

Als erster deutscher Windpark wird alpha ventus unter echten<br />

Offshore-Bedingungen auf hoher See errichtet: 45 Kilometer<br />

nördlich der Insel Borkum, bei einer Wassertiefe von 30 Metern.<br />

Geplant ist die Errichtung von 12 Windenergieanlagen sowie<br />

einer Umspannwerk-Plattform. An Land wird eine Leitwarte <strong>zur</strong><br />

Betriebsüberwachung eingerichtet. Mit Konstruktion, Bau, Betrieb<br />

und Netzintegration von alpha ventus werden grundlegende<br />

Erfahrungen im Hinblick auf die zukünftige kommerzielle Nutzung<br />

von Offshore-Anlagen gesammelt. alpha ventus ist ein gemein-<br />

sames Pionierprojekt der Unternehmen E.ON Energie, EWE und<br />

Vattenfall Europe.<br />

kernkraft treibt die Turbinen an<br />

Strom für 4,5 Millionen Haushalte<br />

Kernkraftwerke arbeiten im Prinzip wie Kohle- und Gaskraftwerke: Wärme wird <strong>zur</strong> Energieerzeugung<br />

genutzt. Durch Kernspaltung entsteht Wärme, die wiederum Wasser erhitzt. Der entstehende Dampf<br />

wird unter hohem Druck dazu genutzt, die Turbinen anzutreiben. Deren Bewegung wiederum wird (wie<br />

bei einem Dynamo) mittels Generatoren in elektrische Energie umgewandelt. Die von der Vattenfall<br />

Europe Nuclear Energy GmbH betriebenen Kernkraftwerke Brunsbüttel und Krümmel produzieren<br />

jährlich insgesamt 16 Milliarden Kilowattstunden Strom. Diese Menge reicht aus um 4,5 Millionen<br />

Haushalte mit Strom zu versorgen. Ingenieure und Fachkräfte in der Kerntechnik werden aus den<br />

verschiedensten Bereichen rekrutiert: Energietechnik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Umweltmanage-<br />

ment, Physik, Chemie.<br />

vattenfall europe<br />

nuclear energy gmbh<br />

Mitarbeiter<br />

720; davon 450 Ingenieure,<br />

Naturwissenschaftler<br />

und <strong>Technik</strong>er<br />

Standorte<br />

Hamburg, Brunsbüttel und Geesthacht<br />

tätigkeitsbereich<br />

Stromerzeugung<br />

Erzeugung<br />

16 Milliarden KWh Strom jährlich<br />

„Herr Dr. Riekert, was sind die Aufgaben der TÜV NORD Gruppe in<br />

einem Kernkraftwerk?<br />

Im Auftrag der Aufsichtsbehörden prüfen wir, ob die Vorschriften<br />

eingehalten werden, das heißt, ob Behälter, Rohrleitungen, Pumpen,<br />

Armaturen und auch die gesamte Elektrik den Qualitätsanforderun-<br />

gen entsprechen. Zudem überwachen wir, dass keine unzulässige<br />

Strahlung auftritt. Unsere Ingenieure berechnen mögliche Folgen<br />

von Störfällen, prüfen, dass die Komponenten allen Lasten stand-<br />

halten und überzeugen sich vor Ort, dass die Anlage in Ordnung ist.<br />

Was bedeutet, dass man in Sicherheit investiert?<br />

Ethik hat hohe Priorität<br />

Dr. Thomas Riekert, Bereichsleiter Kerntechnik,<br />

TÜV NORD SysTEc<br />

Damit es zu keinen Störfällen mit Freisetzung radioaktiver Stoffe<br />

kommen kann, bedarf es vieler Sicherheitseinrichtungen. Dabei<br />

gilt das Prinzip, dass es immer mehrere Sicherheitseinrichtungen<br />

für dieselbe Aufgabe geben muss (Redundanzen), damit bei einem<br />

Ausfall immer noch genügend Sicherheitseinrichtungen <strong>zur</strong> Störfall-<br />

beherrschung vorhanden sind.<br />

Kernkraft, Energieverbrauch und Klimaschutz sind hoch aktuelle<br />

Themen, die die Menschen auch emotional sehr bewegen. Wie geht<br />

das Unternehmen damit um?<br />

Seit 50 Jahren arbeiten wir intensiv an der Sicherheit von Kernkraft-<br />

werken mit. Engagierte Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen setzen sich<br />

kritisch mit den Sicherheitsfragen auseinander und haben einen<br />

großen Anteil daran, dass die deutschen Kernkraftwerke zu den<br />

sichersten der Welt zählen.<br />

Welche Rolle spielt Ethik in Ihren Unternehmensgrundsätzen?<br />

Unser Vorstandsvorsitzender hat sich dieses Thema persönlich<br />

auf die Fahnen geschrieben. Wir haben im Unternehmen einen<br />

Verhaltenskodex, der allen Mitarbeitern erläutert wurde.<br />

EnErgIEtEchnIk


tüv nord ag<br />

Mitarbeiter<br />

über 7300; davon<br />

über 5000 Ingenieure,<br />

Naturwissenschaftler<br />

und <strong>Technik</strong>er<br />

Standorte<br />

Hannover (Zentrale); weitere<br />

Hauptstandorte Essen und Hamburg<br />

tätigkeitsbereiche<br />

Dienstleistungen in den Bereichen<br />

technische Sicherheit, Umweltschutz,<br />

Konformitäts-Bewertungen von<br />

Managementsystemen und Produkten<br />

tÜV-Ingenieure testen<br />

und zertifizieren<br />

Energietechnik und<br />

Störfallbeherrschung<br />

500 Ingenieure arbeiten im Bereich Kerntechnik<br />

Viele Menschen assoziieren mit „TÜV“ allein die Kfz-Hauptuntersuchung. Die meisten Ingenieure<br />

beim TÜV arbeiten allerdings in ganz anderen Themenfeldern. Im Bereich Energie- und Systemtechnik<br />

zum Beispiel sind über 500 Ingenieure mit sicherheitstechnischer Begutachtung, Überwachung von<br />

Kernkraftwerken, Brennelementfabriken und Anlagen <strong>zur</strong> Behandlung radioaktiver Abfälle und mehr<br />

beschäftigt. Auch die Leittechnik in kerntechnischen Anlagen wird von TÜV NORD EnSys Hannover<br />

und TÜV NORD SysTec begutachtet.<br />

In fast allen technischen Bereichen gibt es TÜV-Fachleute, die<br />

prüfen, testen, beraten, kennzeichnen, zertifizieren. Für viele<br />

Produkte vorgeschrieben, bei anderen öffnen sie die Tür zu internationalen<br />

Märkten, in der Luftfahrt geht es nicht ohne: Zertifikate,<br />

die bezeugen, dass ein Produkt hält, was es verspricht; dass es<br />

einer bestimmten Norm oder einem Standard genügt und dass<br />

es Sicherheitsüberprüfungen standhält. Zum Beispiel begleiten<br />

Ingenieure von TÜV Nord die gesamte Entwicklung bis hin zum<br />

Zulassungsverfahren von Autos. Dabei ist absolute Neutralität und<br />

Unabhängigkeit der Mitarbeiter genauso wichtig wie eine extrem<br />

hohe Fachkompetenz. Gleichzeitig stehen TÜV-Ingenieure immer im<br />

engen Kontakt mit Kunden und müssen daher auch kommunikativ<br />

fit sein. Auch im Bereich der Bahntechnik unterstützen die TÜV-<br />

Ingenieure: zum Beispiel geben sie Hilfestellung bei Beschaffung,<br />

Entwicklung, Prüfung, Inbetriebnahme, Betrieb und Verkauf von<br />

Schienenfahrzeugen. In der Luftfahrttechnik führen Aviation-<br />

Fachleute aufwändige Testverfahren durch, beraten in Fragen der<br />

Zulassung und unterstützen die Qualitätssicherung. Sicherheit<br />

und Zuverlässigkeit hat oberste Priorität bei den Medizingeräteherstellern:<br />

Die TÜV-Ingenieure helfen, Risiken zu minimieren und<br />

zertifizieren auch für den internationalen Markt. Ein wichtiger<br />

Punkt für alle Hersteller von Medizintechnik, denn nur Produkte,<br />

die zutreffende EU-Richtlinien erfüllen, können europaweit<br />

vermarktet werden.<br />

Überall in der<br />

<strong>Technik</strong> zu finden<br />

Moderne Kommunikationstechnik ist ohne Mikroelektronik nicht mehr denkbar.<br />

Die Dekodierung von DVD-Filmen, die Wegfahrsperre beim Auto, das Auslösen<br />

des Airbags, aber auch ABS-Sensoren, der Chip in der Geldkarte sowie der neue<br />

elektronische Reisepass – all dies wird durch Mikroelektronik gesteuert und<br />

geregelt. Vom Mobiltelefonhersteller bis zum weltweit arbeitenden Logistikunternehmen<br />

profitieren viele Branchen von dieser Schlüsseltechnologie. Auf Mikroelektronik<br />

spezialisierte Ingenieure tragen dazu bei, dass die verwendeten Technologien<br />

immer leistungsfähiger und effizienter und immer noch kleiner werden. Die Entwicklung<br />

dieser Technologien hat gerade erst begonnen. Sie gilt – gerade wegen ihrer<br />

Schlüsselfunktion bei der Weiterentwicklung anderer Technologien – als eine der<br />

kreativsten und zukunftsfähigsten Branchen.<br />

Was Schüler und Lehrer in der Mikroelektronik entdecken können<br />

In der Mikroelektronik stellt man unter anderem diese kleinen<br />

Chips her, von denen heute jeder weiß, dass sie überall drin stekken<br />

und bald womöglich sogar Salzgurken intelligent machen. Aber<br />

Spaß beiseite. Was sind das eigentlich, diese Chips? <strong>Wo</strong> steckt<br />

da die Intelligenz drin und was kann das mit Schulfächern zu tun<br />

haben? Diese Chips sind zum Beispiel winzige Computer, die – eingebaut<br />

in beliebige Geräte – auf verschiedene äußere Einflüsse<br />

je nach Zielstellung reagieren können. Die Programme für solche<br />

Reaktionen werden durch die Informatik erstellt. Die Methoden<br />

der Signalaufnahme, Speicherung und Signalverarbeitung beruhen<br />

auf der Elektrotechnik. In der Mikroelektronik werden die dazu<br />

notwendigen Chips entwickelt und hergestellt, basierend auf den<br />

Grundlagen der Festkörperphysik. Reize aus der Umwelt werden<br />

von Sensoren aufgenommen und an die Chips durch Funk oder<br />

Kabel weitergeleitet. Funkverbindungen wie Bluetooth oder WLAN<br />

sind ohne Mikroelektronik nicht denkbar.<br />

MIkroELEktronIk


Elektronische Winzlinge<br />

Millionen Transistoren auf 15x15 Millimetern<br />

An der Mikroelektronik kommt kaum einer vorbei. An dieser Firma auch nicht: NXP ist durch<br />

seine Chips überall vertreten, an Geldautomaten, beim Telefonieren oder wenn man den Fernseher<br />

einschaltet. Die Wegfahrsperre schützt heute jedes zweite Auto in Europa vor Diebstahl. Nicht zu<br />

vergessen die Chips für den neuen Reisepass – auch sie stammen von NXP. Möglich macht dies ein<br />

sogenannter Halbleiter, ein elektronisches Bauteil, dessen elektrische Leitfähigkeit durch das<br />

Anlegen einer Steuerspannung oder eines Steuerstroms verändert werden kann. Die Bausteine werden<br />

kontinuierlich verkleinert. Heute lassen sich integrierte Schaltungen mit mehreren Millionen<br />

Transistoren auf einem Siliziumstück mit einer Kantenlänge von 15 x 15 Millimetern realisieren. NXP<br />

ist mit über 25000 registrierten Patenten und zahlreichen wegweisenden Lösungen ein führendes<br />

Unternehmen im Bereich der Halbleitertechnologie. In Deutschland hat NXP 3300 Mitarbeiterinnen<br />

und Mitarbeiter, weltweit 37000. Chancen haben vor allem Absolventinnen und Absolventen der<br />

ingenieurwissenschaftlichen Studiengänge Elektrotechnik, Nachrichtentechnik, technische<br />

Informatik, Kommunikationstechnik, Physik aber auch Logistik oder technisches Marketing<br />

beziehungsweise Wirtschaftsingenieure und BWL-Absolventen.<br />

gegenstände lokalisieren<br />

RFID: Identifizierung mit Hilfe von Hochfrequenz. Hinter dem<br />

englischen Begriff Radio Frequency Identification verbirgt sich ein<br />

Verfahren <strong>zur</strong> automatischen Identifizierung von Gegenständen<br />

und Lebewesen. Es funktioniert berührungslos, kann Gegenstände<br />

lokalisieren und sogar automatische Daten erfassen und speichern.<br />

Das System benötigt einen Transponder, der sich am Gegenstand<br />

befindet und ein Lesegerät zum Auslesen der Transponder-<br />

Kennung. Das Lesegerät wiederum enthält eine Software und<br />

Schnittstellen zu weiteren EDV-Systemen. Im Bereich der Logistik<br />

ist die RFID-Technologie auf dem Vormarsch. Jungheinrich<br />

entwickelt den Gabelstapler der Zukunft: Schnittstelle für die<br />

automatisierte Informationsübertragung zwischen Ware, Lagerplatz<br />

und Lagersteuerung. Varianten der RFID-Technologie werden für<br />

elektronische Pässe, Eintrittskarten und Monatskarten für Bahnen<br />

und Busse verwendet.<br />

nxp semiconductors germany gmbh<br />

vormals philips semiconductors<br />

gründungsjahr<br />

2006<br />

(1924 als Valvo Radioröhrenfabrik)<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

2400; davon<br />

über 800 Ingenieure und <strong>Technik</strong>er<br />

tätigkeitsbereiche<br />

Integrierte Schaltkreise (IC)<br />

und diskrete Halbleiter<br />

Produktion<br />

jährlich mehr als eine Milliarde ICs<br />

und 50 Milliarden diskrete Halbleiter<br />

„Herr Lentzer, wann sind Halbleiter diskret?<br />

„Diskret“ steht in diesem Falle für „vereinzelt“. In der Halbleite-<br />

rei werden damit einzelne Dioden und Transistoren bezeichnet,<br />

im Gegensatz zu integrierten Schaltungen (im Jargon Chips), bei<br />

denen zum Teil über 100 Millionen Transistoren auf einem Stück<br />

Silizium zusammengefasst werden.<br />

Welche Rolle spielen Physik und Mathematik?<br />

Ohne physikalische und mathematische Grundlagen würden<br />

Entwicklungen nach dem sogenannten „trial and error“ Verfahren<br />

ablaufen: man denkt sich etwas aus, probiert es umzusetzen und<br />

wenn es nicht funktioniert fängt man wieder von vorne an. Leider<br />

kostet die Umsetzung der Idee in eine elektrische Schaltung und<br />

die Herstellung eines Silizium-Wafers (Halbleiterscheibe) bis zu<br />

einer Million Euro. Nach 100 Bastelversuchen wäre jede Firma<br />

insolvent. Erst durch die vollständige Abbildung in physikalische<br />

und mathematische Parameter und die Umsetzung in Software-<br />

programme können alle Ideen im Voraus berechnet und simuliert<br />

werden. Dann klappt die Umsetzung in einen Wafer meistens mit<br />

einem Versuch.<br />

nach 00 Bastelversuchen wäre jede Firma insolvent<br />

Axel Lentzer, Director Governmental Relations & Projects,<br />

NXP Semiconductors<br />

Welche Herausforderungen sehen Sie<br />

im Bereich der Mikroelektronik?<br />

Der <strong>Wo</strong>hlstand in Deutschland kann nur gesichert werden, wenn<br />

wir innovativ sind und führend in der Entwicklung von neuen<br />

Technologien. Leider werden jedes Jahr nur circa 7000 Elektro-<br />

technik- und Informatikingenieure ausgebildet. Wir benötigen<br />

aber mindestens 12000 Absolventen im Jahr, um die Position der<br />

deutschen Wirtschaft zu sichern. Beste Berufsaussichten also für<br />

jeden, der fertig wird.<br />

Welche Verfahren oder Technologien<br />

sind in der Mikroelektronik interessant?<br />

Als Halbleiterhersteller unterscheiden wir zwischen den Halbleiter-<br />

“<br />

prozessen <strong>zur</strong> Herstellung der Siliciumchips und der Anwendungs-<br />

entwicklung. Die Halbleitertechnologen (hauptsächlich Physiker)<br />

stellen sicher, dass die 100 Millionen Transistoren auf einem Chip<br />

mit hoher Ausbeute gefertigt werden können. Die Elektrotechnik-<br />

und Informatikingenieure bestimmen, welche Funktionen diese<br />

Chips dann ausführen – zum Beispiel Mobiltelefonsystem, Navi-<br />

gationsystem, elektronische Pässe oder MP3 Systeme, um einige<br />

Anwendungen zu nennen.<br />

MIkroELEktronIk


Sensoren & Co.<br />

Überfüllsicherung für Öltanks<br />

Wer möchte schon, dass der Öltank im Keller überläuft? Damit begann die Geschichte der Firma Fafnir:<br />

Eine Sicherheitseinrichtung verhindert das Überfüllen von Tanks und Prozessbehältern. Heute werden<br />

Sensoren und Systeme <strong>zur</strong> Überwachung und Messung von Füllständen sowie Durchflusssensoren<br />

für die chemische, pharmazeutische und die Lebensmittel- sowie Mineralölindustrie entwickelt und<br />

produziert. Füllstandmesstechnik schützt Mensch und Umwelt. Die Systeme vermeiden Explosionsge-<br />

fahr sowie Wasser- und Bodengefährdung bei allen Lagertanks im Mineralöl- und im Chemiebereich.<br />

In Deutschland hat Fafnir 60 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon 9 Ingenieure, weltweit circa 80<br />

Mitarbeiter. Chancen haben vor allem Absolventinnen und Absolventen der ingenieurwissenschaftlichen<br />

Studiengänge Elektrotechnik, Nachrichtentechnik, technische Informatik, Kommunikationstechnik,<br />

Physik aber auch Logistik oder technisches Marketing beziehungsweise BWL.<br />

fafnir gmbh<br />

gründungsjahr<br />

1965<br />

Mitarbeiter in hamburg:<br />

60<br />

Produktion<br />

Sensoren und Systeme<br />

<strong>zur</strong> Überwachung und<br />

Messung von<br />

Füllständen sowie<br />

Durchflusssensoren<br />

fertigung<br />

„<br />

Hamburg-Bahrenfeld<br />

Das Labor auf einem Chip<br />

Prof. Dr. Jörg Müller, Leiter des<br />

Instituts für Mikrosystemtechnik, TUHH<br />

Die Handys sind in den vergangenen 10 Jahren immer besser ziel. In der Mikrosystemtechnik will man nicht nur Computer<br />

geworden, inzwischen können sie fast alles. Ist diese Technologie miniaturisieren, mit denen Daten beurteilt werden. Man möchte<br />

nicht bald am Ende?<br />

auch die Datengewinnung im Kleinen durchführen. In einem che-<br />

Aber ganz und gar nicht. Erstens können die Handys bei weitem mischen Labor müssen bestimmte Reaktionen ablaufen, aus deren<br />

noch nicht das, was man von ihnen erwartet, und zweitens forscht Verlauf man etwas über die Substanz lernen kann. Und all diese<br />

man ja auch in den Ingenieurwissenschaften nicht nur mit fest vor-<br />

gegebenem Ziel. Vermutlich sieht die Telekommunikation aufgrund<br />

ganz neuer Entdeckungen in 20 bis 30 Jahren ganz anders aus, als<br />

wir uns dies heute vorstellen.<br />

Ist die deutsche Mikroelektronik international konkurrenzfähig?<br />

Sie ist nicht nur konkurrenzfähig, sondern in einigen Bereichen<br />

sogar Weltspitze, so in der Mikrosystemtechnik: Zum Beispiel<br />

im Druckkopf von Tintenstrahldruckern oder im Auto als Airbag-<br />

Sensor. „Das Labor auf einem Chip“ ist ein weiteres Forschungs-<br />

Untersuchungen sollen im Mikroformat ablaufen. Dabei braucht<br />

man neben Mikroelektronik auch Mikromechanik, Mikrofluidik<br />

und Mikrooptik.<br />

Und wozu soll das gut sein?<br />

Wenn Sie ein Labor auf einen Chip bekommen, bekommen Sie<br />

zum Beispiel komplette Umweltanalytik in eine Armbanduhr. Mit<br />

solch geballter Untersuchungskraft am Handgelenk könnte jeder<br />

Feuerwehrmann bei Unfällen sofort Schadstoffe identifizieren und<br />

geeignete Maßnahmen ergreifen.<br />

Was Schüler und Lehrer in der Fahrzeugtechnik entdecken können<br />

Fahrzeuge werden beschleunigt. Schüler und Lehrer entdecken,<br />

wie zum Beispiel verschiedene Radkonstruktionen zu unterschiedli-<br />

chen Trägheitsmomenten führen. Untersuchungen von rotierenden<br />

Massen erfolgen und führen <strong>zur</strong> fachlichen Auseinandersetzung<br />

mit Drehmomenten, Drehimpulsen und Rotationsenergie. Fahr-<br />

zeuge oder Teile von diesen werden zu Schwingungen angeregt.<br />

Erzwungene Schwingungen können zu gefährlichen Resonanzen<br />

führen. Dämpfungssysteme müssen <strong>hier</strong> vorbeugen. Harmonische,<br />

erzwungene und gedämpfte Schwingungen werden in der Theorie<br />

Auf Schiene und Straße<br />

Technische Lösungen, die die Nutzung von PKW, LKW, Zügen und anderen Fahrzeugen<br />

sicher und angenehm machen, arbeiten meist im Verborgenen - die wenigsten<br />

davon werden einem unterwegs bewusst. In Hamburger Unternehmen arbeiten<br />

Ingenieure an Federn, die Hochgeschwindigkeitszüge wirkungsvoll abfedern, an der<br />

optimalen Wartung von ICEs, an Lenksäulen und Hinterachsen für PKW und LKW und<br />

an vielen anderen kleinen und großen Details. In Norderstedt werden Flurförderzeuge<br />

entwickelt und produziert. Das wachsende Umweltbewusstsein macht auch<br />

Investitionen in treibstoffsparende Technologien und Bauweisen für die Hersteller<br />

immer interessanter. Spannende und zukunftsfähige Berufsfelder für Ingenieure,<br />

deren Arbeit die alltägliche Fortbewegung für alle angenehmer macht.<br />

erarbeitet und in der Praxis beobachtet. Hysteresiskurven (Hyste-<br />

rese bezeichnet das Fortdauern einer Wirkung nach Wegfall ihrer<br />

Ursache) von Dämpfungssystemen können aufgenommen werden<br />

und ermöglichen ein Urteil über ihre Wirksamkeit. Elastomere sind<br />

wichtige Bausteine dieser Systeme. Kraftfahrzeuge können bei<br />

Kurvenfahrten über- oder untersteuern. Schüler und Lehrer lernen<br />

die interdisziplinäre Wissenschaft Mechatronik als Verbindung der<br />

Mechanik, Elektronik und Informatik etwa am Beispiel des elektro-<br />

nischen Stabilitätsprogramms kennen.<br />

fAhrzEUgtEchnIk


Luft macht<br />

den ICE komfortabel<br />

Wie Hochgeschwindigkeitszüge watteweich abgefedert werden<br />

Die Luft steckt in den Federn – Air Springs (Luftfedern) genannt. ContiTech entwickelt und fertigt<br />

High-Tech-Federn, die Hochgeschwindigkeitszüge wie den ICE oder den TGV so sanft abfedern, dass<br />

der Kaffee nicht aus der Tasse schwappt. Die Air Springs sehen aus wie ein Gummischwimmreifen<br />

mit einem Kern aus Stahl. Die (Druck-)Luft darin federt, gesteuert von einem Kompressor, alle Stöße<br />

ab. Ein weiterer Vorzug ist die permanente Niveauregulierung. Sie hält den oberen Wagenbereich auf<br />

konstanter Höhe – unabhängig davon, ob er voll besetzt oder leer ist. Die luftgesteuerte Höhenrege-<br />

lung macht es möglich, die Türaustritte der Wagen jeweils optimal an die Bahnsteigkanten anzupassen.<br />

„Herr Gramsch, was fasziniert Sie am Ingenieurberuf?<br />

Die Vielfältigkeit und die Entwicklungsmöglichkeiten. Der Ingenieur-<br />

beruf und die vorhergehende Ausbildung geben die Möglichkeit sich<br />

in vielen Wirtschaftszweigen niederzulassen, da <strong>Technik</strong> in fast allen<br />

Lebenslagen eine wichtige Rolle spielt.<br />

Wie sieht Ihr Arbeitsplatz aus?<br />

Lösungen, mit denen sich die Ingenieure bei ContiTech Railway Engineering weltweit einen Namen<br />

Er wird bestimmt durch die täglichen Herausforderungen. Sei es die Welchen Rat würden Sie Lehrern geben wollen um für naturwissen-<br />

gemacht haben.<br />

Umsetzung von Kundenwünschen im Rahmen neuer Produktentschaftliche Studiengänge Interesse zu wecken?<br />

wicklungen oder die Optimierung unserer logistischen Abläufe. Im Binden Sie in die naturwissenschaftlichen Fächer stärker Berichte<br />

phoenix traffic<br />

technology gmbh<br />

contitech ag<br />

gründungsjahr Phoenix<br />

1856<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

240<br />

tätigkeitsbereiche<br />

Luftfedern für den Schienenverkehr,<br />

Gummi-Metall-Elemente für<br />

den Maschinenbau<br />

konzernzentrale<br />

Continental AG, Hannover<br />

Phoenix und ContiTech<br />

Grunde dreht es sich darum die Kundenzufriedenheit zu erhöhen.<br />

phoenix compounding<br />

technology gmbh<br />

Welche Technologien sind im Fahrzeugbereich interessant?<br />

contitech ag<br />

Für die wachsende Weltbevölkerung mit den immer knapperen<br />

gründungsjahr Phoenix<br />

Energiereserven werden wir eine Zunahme bei den Massentrans-<br />

1856<br />

portmitteln feststellen. Für die Mittelstrecke wird <strong>hier</strong> ein Schwer-<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

punkt bei den Schienenfahrzeugen zu finden sein. In wie weit diese<br />

480<br />

langfristig durch Magnetschwebebahnen abgelöst werden können,<br />

tätigkeitsbereiche<br />

Herstellung von<br />

wird der Wirtschaftlichkeitsvergleich zeigen.<br />

Kautschukmischungen<br />

konzernzentrale<br />

Continental AG, Hannover<br />

aus den Medien ein. Erklären Sie die Wirkungsweise<br />

“<br />

einer Magnetschwebebahn<br />

und warum ein Zug sich auf Luft fortbewegen kann.<br />

Der Bezug zu aktuellen Themen aus den Medien heraus gibt Schülern<br />

die Möglichkeit in ihrem täglichen Alltag das erlernte Wissen<br />

im Verwandtenkreis <strong>zur</strong> Anwendung zu bringen, was weiterhin das<br />

Interesse fördert.<br />

2004 wurde das Harburger Unternnehmen Phoenix in die Conti-<br />

Tech AG eingegliedert. ContiTech wird damit führend im Bereich<br />

der technischen Kautschukindustrie (ohne Reifenherstellung) und<br />

beschäftigt weltweit über 22000 Mitarbeiter, darunter zahlreiche<br />

Ingenieure aus dem Bereich Fahrzeugtechnik und Verfahrens-<br />

technik. ContiTech AG ist eine Division des Continental-Konzerns,<br />

Zulieferer der Automobilindustrie mit umfassendem Know-how in<br />

der Kautschuk-, Reifen- und Bremsentechnologie, der Fahrdynamik-<br />

regelung, Elektronik, Sensorik und Telematik. Weltweit beschäftigt<br />

Continental über 85000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in mehr<br />

als 100 Produktionsstätten, Forschungszentren und Teststrecken in<br />

37 Ländern.<br />

Vulkanisation<br />

Bei Continental in Harburg werden nicht nur Luftfedern produziert.<br />

Hier entstehen aus Kautschuk auch die (Vor-)Materialien, aus<br />

technik spielt in allen Lebenslagen<br />

eine Rolle<br />

Dipl.­Ing. Dieter Gramsch, Standortleiter ContiTech Railway Engineering<br />

denen zum Beispiel die beliebten LKW-Planentaschen hergestellt<br />

werden. Oder Drucktücher – ohne die es die tägliche Zeitung nicht<br />

gäbe. Charles Goodyear soll die Vulkanisation im Winter 1838 per<br />

Zufall entdeckt haben: Eine Schwefelkautschukmasse, die unbeab-<br />

Welche Rolle spielt die Physik in Ihrer täglichen Arbeit?<br />

Physik ist unsere treibende Kraft bei der Entwicklung neuer Pro-<br />

dukte, um die Sicherheit und den Komfort für die Fahrgäste zu erhö-<br />

hen. Ferner finden wir die Physik in all unseren Fertigungsschritten<br />

wieder, dies geht bis <strong>zur</strong> Verifizierung der Entwicklungsvorgaben am<br />

Ende des Produktionsprozesses.<br />

sichtigt auf einen Ofen fiel, schmolz nicht, sondern verkohlte nur<br />

oberflächlich. Dabei wies sie eine lederartige Beschaffenheit auf<br />

und blieb auch bei Kälte geschmeidig. Der erste Schritt <strong>zur</strong> Vulka-<br />

nisation war gefunden. Heute werden Tausende von Kautschukmi-<br />

schungen für alle Bereiche des täglichen Lebens hergestellt.<br />

fAhrzEUgtEchnIk<br />

fAhrzEUgtEchnIk


0<br />

Ein ganz anderer Jetpilot<br />

Technische Innovationen bei Gabelstaplern<br />

„Herr Prof. Weltin, was soll man sich denn unter Zuverlässigkeits-<br />

technik vorstellen?<br />

In Norderstedt befindet sich das Entwicklungs- und Testzentrum von der Hamburger Gabelstapler-<br />

firma Jungheinrich: Hier werden neue Produkte und innovative Fertigungs- und Montagetechniken<br />

entwickelt. Im Jahr 2006 wurden konzernweit knapp 100 Schutzrechte angemeldet und 56 Patente<br />

erteilt; unter anderem für die Antriebstechnik, Untersuchung neuartiger Energiespeicher, für die<br />

elektrische Lenkung „JetPilot“, ergonomische Verbesserunge sowie die Integration der Flurförder-<br />

systeme in den Informationsfluss mittels RFID (Radio Frequency Identification). Jungheinrich beschäf-<br />

tigt rund 10000 Mitarbeiter in über 30 Ländern. Der Eintritt in den Maschinen- und Anlagenbauer, der<br />

nicht nur Gabelstapler, sondern auch Dienstleistungen im Logistikbereich anbietet, ist über Praktika,<br />

eine Ausbildung, ein duales Studium, Traineeprogramme oder den Direkteinstieg möglich. Besonders<br />

gefragt sind Absolventen der ingenieur- und wirtschaftswissenschaftlichen Studiengänge.<br />

Die Zuverlässigkeit eines Produktes besteht darin, dass es seine<br />

Funktion in vorgegebener Zeit und unter definierten Randbedin-<br />

gungen sicher erfüllt. Ein Reifen zum Beispiel ist nicht zuverlässig,<br />

wenn er im Betrieb platzt.<br />

Und Sie stellen sicher, dass er nicht platzt? Wie machen Sie das?<br />

Irgendwann ist alles hin! Dagegen können auch wir nichts tun.<br />

Wir versuchen aber mit praktischen Tests und mit Hilfe mathema-<br />

tischer Berechnungen die Lebensdauer eines Produktes und die zu<br />

erwartende Art des Versagens vorauszusagen.<br />

Irgendwann ist alles hin!<br />

Prof. Dr.­Ing. Uwe Weltin, Leiter des Instituts<br />

für Zuverlässigkeitstechnik, TUHH<br />

jungheinrich ag<br />

gründungsjahr<br />

1953<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

4568<br />

Produkte<br />

Flurfördersysteme<br />

(Gabelstapler),<br />

Lager- und<br />

Materialflusstechnik<br />

Und dann zieht man das Eisenbahnrad aus dem Verkehr bevor<br />

es versagt?<br />

Genau so. Darüber hinaus können wir durch unsere Untersuchun-<br />

gen oft natürlich auch Ratschläge geben, wie man die Lebensdauer<br />

eines Produktes erhöht.<br />

Sie sagten, man könne die Lebensdauer außer durch Tests auch<br />

durch mathematische Berechnungen bestimmen. Benötigt man<br />

dafür viel Mathematik?<br />

Ohne Mathematik geht gar nichts in den Ingenieurwissenschaften.<br />

„Herr von Forstner, was sind Ihre Aufgaben bei Jungheinrich?<br />

Ich bin zuständig für die Innovations- und Produktplanung im<br />

Jungheinrich Konzern. Ziel ist es, Prozesse und Methoden zu defi-<br />

nieren und anzuwenden, die bei der Auswahl und Umsetzung von<br />

neuen Produktideen unterstützen.<br />

Wie läuft ein Produkttest ab?<br />

Flurförderzeuge, auch Gabelstapler genannt, werden schon sehr<br />

früh während der Entwicklungsphase getestet. Schon im Computer<br />

können ergonomische Anforderungen überprüft und statische und<br />

dynamische Belastungen simuliert werden. Die ersten Prototypen<br />

müssen zuerst umfangreiche Dauertests auf Prüfständen und im<br />

realistischen Kundeneinsatz überstehen, bevor die ersten Serien-<br />

fahrzeuge ausgeliefert werden.<br />

Was bedeutet RFID für die Zukunft der Logistik?<br />

In der Zukunft werden Waren mit sogenannten RFID-Tags ausge-<br />

rüstet sein. Diese Datenspeicher können sehr viele Informationen<br />

speichern, die helfen können, Waren effizienter von A nach B zu<br />

bringen. Zukünftige Flurförderzeuge werden <strong>hier</strong> eine zentrale Rolle<br />

spielen.<br />

Wecken Sie den Erfindergeist!<br />

Michael Freiherr von Forstner,<br />

Leiter Produktplanung bei Jungheinrich<br />

Welche Verfahren oder Technologien sind im<br />

Flurförderzeugbereich interessant?<br />

Die Anforderungen für Flurförderzeuge hinsichtlich Leistungs-<br />

fähigkeit, Sicherheit, Energieeffizienz und logistischer Vernetzung<br />

nehmen kontinuierlich zu. Intelligente Technologien können dabei<br />

helfen, unsere Fahrzeuge zu verbessern. Neue Elektronik und<br />

Software sorgen nicht nur für äußerst effiziente Fahrantriebe, son-<br />

dern zunehmend auch für die Steuerung von Sicherheitssystemen<br />

wie ABS und ASR. Mit neuen Energiespeichern wie zum Beispiel<br />

Brennstoffzellen können in Zukunft vielleicht Verbrennungsmotoren<br />

in der Intralogistik komplett ablöst werden.<br />

Welche Rolle spielt die Physik in ihrer täglichen Arbeit?<br />

Die ganze Welt funktioniert mit Physik. In besonderem Maße gilt<br />

das natürlich auch für Gabelstapler. Zum Beispiel sorgt das<br />

Gegengewichtsprinzip dafür, dass ein Gabelstapler nicht umkippt.<br />

Das muss natürlich in allen Fahrsituationen gewährleistet sein,<br />

auch wenn sich eine Last von einer Tonne in einer Höhe von zehn<br />

“<br />

Metern befindet.<br />

Welchen Rat würden Sie Lehrern geben wollen um für<br />

naturwissenschaftliche Studiengänge Interesse zu wecken?<br />

Naturwissenschaften können sehr theoretisch sein. Sie können<br />

aber auch begeistern. Verblüffen Sie die Schüler mit überraschen-<br />

den Experimenten aus dem Alltag. Wecken Sie den Erfindergeist!<br />

Ich denke, das Erarbeiten von Lösungen im Team sollte man schon<br />

in der Schule ausprobieren.<br />

fAhrzEUgtEchnIk


obotertanz<br />

Ingenieure steuern Produktions­ und Logistikprozesse<br />

„Herr Hoffmann, womit beschäftigen sich Ingenieure bei Ihnen?<br />

Das Einsatzgebiet von Ingenieuren ist sehr breit gefächert. Das<br />

Das Mercedes-Benz-Werk in Hamburg liefert Lenksäulen und Hinterachsen. Auf dem ehemaligen<br />

Tempogelände in Harburg steht eine hochmoderne Produktionsstätte. Das Lager steht quasi auf dem<br />

Parkplatz: Weiße Container, die die benötigten Zulieferteile enthalten, werden vom LKW direkt an das<br />

Gebäude angedockt. Der gesamte Logistikprozess wird von Daimler gesteuert. Zum ersten Mal sieht<br />

die <strong>NaT</strong>-Redaktion bei Ihrem Besuch auch Roboter bei der Arbeit – leider keinen Robotertanz, denn<br />

gerade ist irgendwo eine Störung. Eine wunderbare Gelegenheit um über Vor- und Nachteile des<br />

Robotereinsatzes zu sprechen: Die Einsparungen durch Entfall eines Bedieners werden den Investitions-<br />

und Inbetriebnahmekosten gegenübergestellt. Sehr wichtig sind aber auch qualitative Kriterien wie<br />

die Entlastung des Mitarbeiters bei körperlich schweren Tätigkeiten. Handelt es sich um einen Vorgang,<br />

der oft flexibel angepasst werden muss, hat der Mensch allerdings immer noch erhebliche Vorteile.<br />

Dipl.­Ing. Günther Hoffmann, Leiter Produktionsplanung, Daimler AG<br />

Analysieren und Abstellen von Störungen im Produktionsbetrieb<br />

gehört genauso dazu wie die Betreuung von Zulieferern <strong>zur</strong> Unter-<br />

stützung der Produktionsqualität, die logistische Steuerung von<br />

Produktionsprozessen und die Gestaltung neuer oder die Weiter-<br />

entwicklung bestehender Produktionsprozesse <strong>zur</strong> Verbesserung<br />

der Wirtschaftlichkeit. Auch die Entwicklung neuer Produkte und<br />

Technologien <strong>zur</strong> Erweiterung des Produktportfolios gehört dazu.<br />

Dabei sind je nach Aufgabe spezifische Kenntnisse bezüglich<br />

Schweißen, Beschichten, Umformen, mechanischer Fertigung,<br />

Montage, Elektronik und so weiter erforderlich.<br />

Entscheidend für den Erfolg ist das<br />

Engagement von Lehrern und Eltern<br />

Was fasziniert Sie an Produktionsprozessen?<br />

daimler ag<br />

mercedes-benz-werk<br />

hamburg<br />

gründungsjahr<br />

1935<br />

Mitarbeiter<br />

circa 2500<br />

Produkte<br />

Achsen, Lenksäulen,<br />

Abgaskrümmer,<br />

Bedienelemente und<br />

Strukturbauteile<br />

Die Vielfalt der Aufgaben, die <strong>hier</strong> auf einen zukommen, ist sehr<br />

groß. Jeden Tag erwarten einen neue Herausforderungen. Stetiges<br />

Lernen ist erforderlich und fast alle Aufgaben werden in inter-<br />

disziplinären Teams gemeinsam gelöst. Durch vorausschauende<br />

Planung der Produktionsprozesse in enger Zusammenarbeit mit<br />

der Produktentwicklung gestaltet man die Zukunft des Werkes.<br />

Sie haben zwei 15 und 17 Jahre alte Töchter. Was ist wichtig für<br />

eine gute Schulbildung?<br />

Entscheidend für den Erfolg in der Schule war immer das Engage-<br />

ment der Lehrer auch außerhalb des regulären Unterrichts sowie<br />

die Unterstützung durch die Eltern, die auch bereit sein müssen,<br />

sich in die schulischen Aktivitäten einzubringen.<br />

Fundamental für den Bereich Flug und Fliegen ist die Betrachtung<br />

von Strömungen. Sie erzeugen den Auftrieb, der das Flugzeug in<br />

Über den <strong>Wo</strong>lken<br />

Je größer und komfortabler ein Flugzeug ist, desto mehr technische Raffinesse<br />

ist nötig, um es sicher in der Luft zu halten. Aber: je größer ein Flugzeug ist,<br />

desto weniger merken die Passagiere davon, wie viel ausgefuchste <strong>Technik</strong><br />

sich hinter den Kabinenwänden verbirgt. In Hamburg wird viel dafür getan, das<br />

Fliegen komfortabel und immer noch sicherer zu machen. Ein leistungsfähiges<br />

Netzwerk von großen Unternehmen, Zulieferern und Dienstleistern hat sich auf<br />

diesen Bereich, aber auch auf klassischen Flugzeugbau, Wartung und Überholung<br />

spezialisiert. Damit ist der Luftfahrtstandort Hamburg das drittgrößte Zentrum<br />

für Flugzeugbau weltweit und hat außerdem mit dem Flughafen Hamburg<br />

einen der erfolgreichsten Flughäfen in Deutschland. Nirgendwo sonst in Europa<br />

gibt es so viele Möglichkeiten für Berufe, die das Fliegen traumhaft machen.<br />

Was Schüler und Lehrer in der Luftfahrttechnik entdecken können<br />

der Luft hält, aber auch den Vortrieb durch Turbinen und Propeller.<br />

Bei der Untersuchung von Strömungsfeldern lassen sich allgemeine<br />

Vektorfelder ansprechen, die in Form elektrischer und magneti-<br />

scher Felder zum Stoff der Studienstufe gehören. Beim Vortrieb<br />

durch Düsenantriebe spielen sowohl Massen- als Impulserhaltung<br />

wichtige Rollen. Bei der Betrachtung von Wirbeln, zum Beispiel<br />

in Wirbelschleppen hinter dem Flugzeug (Abstandhalten bei der<br />

Landung), kommt die Drehimpulserhaltung dazu.<br />

Im Moment des Aufsetzens auf der Landebahn läuft nach dem<br />

Landestoß eine Stoßwelle durch das Flugzeug, deren Amplitude<br />

kontrolliert werden muss. Schwingungen können – wie bei allen<br />

mit periodisch arbeitenden Motoren angetriebenen Verkehrsmitteln<br />

– problematisch werden. Resonanzen von Flugzeugteilen mit den<br />

anregenden Frequenzen der Motoren müssen natürlich vermieden<br />

oder geeignet gedämpft werden. Gefährlicher noch sind Anregun-<br />

gen der Flügel durch die Umströmung zum Flattern, weil dieses zu<br />

exponentiellem Wachstum der Flügelschwingungen und damit zum<br />

sicheren Absturz führt.<br />

LUftfAhrttEchnIk


„<br />

Was macht die Abteilung Innovation?<br />

technik zum Abheben<br />

750 Ingenieure entwickeln ständig neue <strong>Technik</strong>, Geräte und Systeme<br />

„Sie möchten ein Fitnesscenter in ihrem Flugzeug. Kein Problem. Gleich vorn hinter der Küche oder<br />

lieber in der Nähe des Schlafbereichs?“ – Zugegeben. Dieser Dialog ist fiktiv. Aber so ähnlich hört<br />

es sich wohl an, wenn bei Lufthansa <strong>Technik</strong> in Fuhlsbüttel über die Ausstattung von VIP-Flugzeugen<br />

gesprochen wird. Luxusjets für Regierungen und Milliardäre aus aller Welt auszustatten gehört, zum<br />

Kerngeschäft des Unternehmens. Und da ist eben vieles möglich, was eigentlich unmöglich ist – aller-<br />

dings nur mit einem ungewöhnlich breiten Spektrum an Entwicklungskompetenz und in enger Zusam-<br />

menarbeit von Ingenieuren, <strong>Technik</strong>ern und Werkstatt. Mehr als 750 Ingenieure arbeiten bei Lufthansa<br />

<strong>Technik</strong> in Hamburg, allein 120 davon sind in der VIP-Ausstattung tätig.<br />

Die Abteilung Innovation entwickelt neue Produkte für die Kabine,<br />

sowohl für Linien- als auch für VIP-Flieger. Der Schwerpunkt liegt<br />

im Bereich Inflight-Entertainment, also Monitore, DVD-Player,<br />

Audio/Video on Demand oder auch die 3D-Moving Map auf der<br />

der Passagier sieht, wo er gerade ist.<br />

Wie sieht ihr Arbeitsplatz aus?<br />

Wir betreuen die Kunden, nachdem sie das Produkt erhalten<br />

haben. Wir schulen und erklären, helfen aber auch bei auftretenden<br />

Problemen. Damit sind wir eine wichtige Schnittstelle zwischen<br />

den Bedürfnissen des Kunden und den Entwicklern.<br />

Schnittstelle zwischen Kunden und<br />

Entwicklern – Customer Service<br />

Kim Thormann, Luft­ und Raumfahrtingenieurin,<br />

Teamleiterin Lufthansa <strong>Technik</strong><br />

lufthansa technik ag<br />

gründungsjahr<br />

1994<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

7500<br />

tätigkeiten<br />

Triebwerkswartung,<br />

Flugzeugüberholung<br />

und -umbau<br />

Bietet Ihr Studium eine gute Voraussetzung für Ihren Job?<br />

Ja. Ich brauche zwar nicht alles, was ich dort gelernt habe.<br />

“<br />

Aber ich habe dadurch einen technischen Background der<br />

extrem wichtig ist. Und ich habe dort gelernt, wie man Probleme<br />

löst. Das ist wichtiger Teil meiner jetzigen Arbeit.<br />

Was macht Ihnen an Ihrer Arbeit Spaß?<br />

In der Luftfahrt arbeiten sehr viele Menschen mit großer<br />

Begeisterung für das Fliegen, mit viel Enthusiasmus. Dieses<br />

Gefühl, weltweit mit Kollegen und Kunden eine gemeinsame<br />

Leidenschaft zu haben, trägt viel zum Spaß an der Arbeit bei.<br />

flugzeugüberholung<br />

und Engine Shop<br />

In den Hamburger Werkhallen werden große Verkehrsflugzeuge<br />

von Boeing und Airbus komplett überholt und mit technischen<br />

Den Check am Laufen halten<br />

Neuheiten und Produktverbesserungen ausgestattet. Auf mehr als<br />

30000 Quadratmeter Fläche erstrecken sich die unterschiedlichen<br />

Teilewerkstätten der <strong>Technik</strong> Basis. Hier werden jedes Jahr fast<br />

200000 Komponenten bearbeitet – vom Fahrwerk über den Navi-<br />

gationscomputer, hydraulische und pneumatische Systeme bis <strong>zur</strong><br />

Bordküche. Der Triebwerks-Shop auf der Basis Hamburg ist die<br />

größte Werkstatt für die Instandsetzung ziviler Flugzeugtriebwerke<br />

außerhalb der USA. Das Servicespektrum reicht von einzelnen<br />

Reparaturen und Überholungen von Triebwerken, Modulen,<br />

Einzelteilen und Anbaugeräten bis hin <strong>zur</strong> Komplettversorgung<br />

ganzer Airlines.<br />

Johannes Wiesner, Ingenieur in der Flugzeugüberholung,<br />

Lufthansa <strong>Technik</strong><br />

„Wie sieht ihr Arbeitsplatz aus?<br />

Ich habe mein Büro in der Nähe der Wartungshalle und arbeite<br />

sehr eng mit den <strong>Technik</strong>ern und Mechanikern in der Flugzeug-<br />

überholung zusammen. Gemeinsam checken wir die Flugzeuge,<br />

stellen Schäden fest und überlegen wie diese zu beheben sind.<br />

Was gefällt Ihnen daran besonders?<br />

Wir arbeiten <strong>hier</strong> immer am ganzen Flugzeug, nicht nur an einem<br />

kleinen Bauteil. Wir sind ständig gefordert, neue Lösungen zu<br />

finden, denn immer wieder passiert es, dass bei Wartungsarbeiten<br />

Schäden festgestellt werden, die sich nicht nach „Schema F“ behe-<br />

ben lassen. Damit tragen wir wesentlich dazu bei, dass die Abläufe<br />

reibungslos funktionieren.<br />

Welches Studium bietet die besten Voraussetzungen für ihre<br />

Arbeit?<br />

Die Kombination aus praktischer Ausbildung und Studium, so wie<br />

ich sie absolviert habe, ist sicherlich optimal. Dadurch habe ich<br />

“<br />

ein Gefühl für das Material, keine Berührungsängste und außer-<br />

dem eben auch den theoretischen Hintergrund und weiß wie die<br />

Systeme des Flugzeuges funktionieren.<br />

Was ist die wichtigste Eigenschaft, die man für Ihren Job braucht?<br />

Man muss gern mit Menschen umgehen. Natürlich braucht man<br />

auch technisches Interesse. Ganz wichtig sind auch Einsatzbereit-<br />

schaft, Teamfähigkeit, Kreativität, um immer wieder neue Lösungen<br />

zu finden, und eine gewisse Servicementalität.<br />

LUftfAhrttEchnIk


neue Werkstoffe und kleinere Flügel<br />

Professor Dr.­Ing. Hartmut Zingel, stellvertretender Leiter des Departments Fahrzeugtechnik und<br />

Flugzeugbau der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg)<br />

„Herr Prof. Zingel, bevor Sie Professor an der HAW Hamburg<br />

wurden, haben Sie Luft- und Raumfahrttechnik an der TU<br />

Braunschweig studiert. Was hat Sie dazu veranlasst?<br />

In der Schule hat mich besonders Mathematik und Physik interes-<br />

siert. Und ich habe mich schon als Kind für Flugzeuge begeistert.<br />

Ich wollte wissen, wie es funktioniert, dass tonnenschwere Flug-<br />

zeuge fliegen können. Das habe ich gründlich studiert und beschäf-<br />

tige mich nun schon seit mehr als 25 Jahren mit aktuellen Fragen<br />

des Flugzeugbaus, immer noch mit der gleichen Begeisterung.<br />

Ist die Fliegerei nicht längst vollständig erforscht?<br />

Tatsächlich hat sich das grundsätzliche Aussehen der großen<br />

Verkehrsflugzeuge in den letzten 50 Jahren kaum verändert. Aller-<br />

dings wurden riesige Fortschritte gemacht in der Flugsteuerung,<br />

in der Aerodynamik, in den Werkstoffen, in den Triebwerken. Die<br />

Flugzeuge sind sicherer geworden und der Kraftstoffverbrauch<br />

konnte auf einen Bruchteil reduziert werden. Alles lässt sich weiter<br />

verbessern. Möglich, dass die Flugzeuge in 30 Jahren ganz anderes<br />

aussehen werden als heute.<br />

Ein Labyrinth am Flughafen<br />

Ingenieure kümmern sich um Umweltschutzmaßnahmen<br />

Nein, nicht bei der Abfertigung. Da ist alles übersichtlich und hervorragend beschildert. Das Labyrinth liegt<br />

viel tiefer und dort bewegen sich normalerweise auch keine Menschen sondern Luft: Unter dem neuen<br />

Terminal wurde ein Thermolabyrinth <strong>zur</strong> Kühlung und Heizung des Gebäudes installiert. Energie und Ener-<br />

giekosten sind zentrale Themen der Stabstelle Umweltschutz des Flughafens. Der Flughafen ist vergleichbar<br />

mit einer kleinen Stadt, die logistische Großleistungen zu erbringen hat. Jährlich rund 170000 Starts und<br />

Landungen sind zu bewältigen. Fast zwölf Millionen Passagiere müssen zum Flughafen hin und wieder von<br />

dort weggebracht und im Flughafen versorgt werden. Alle Daten zum Wasser-, Material- und Rohstoffver-<br />

brauch werden von der Stabsstelle Umweltschutz erfasst und dokumentiert. Hohe Priorität haben dabei die<br />

Maßnahmen für den Lärm- und Gewässerschutz sowie für die Luftreinhaltung.<br />

Welches sind die aktuellen Forschungsthemen?<br />

An der HAW Hamburg arbeiten wir zum Beispiel an so genannten<br />

Blended-Wing-Body-Flugzeugen. Der Rumpf ist Teil des Flügels,<br />

er erzeugt einen erheblichen Teil des Auftriebs. Der Flügel kann<br />

kleiner werden. Das spart Gewicht und reduziert den Widerstand.<br />

Andere Forscher befassen sich mit der optimalen Auslegung<br />

von Klimaanlagen, der Crashsicherheit von Fluggastsitzen, der<br />

Energieerzeugung mit Brennstoffzellen oder mit dem Einsatz neuer<br />

Werkstoffe, wie den kohlefaserverstärkten Kunststoffen.<br />

Können Schüler und Schülerinnen in die Labore der HAW Hamburg<br />

hineinschnuppern?<br />

Wir bieten regelmäßig Veranstaltungen für Schulklassen und Physik<br />

AGs an und für Schülerinnen am Girls’ Day und in<br />

“<br />

der Herbst-Hochschule.<br />

Wir erarbeiten uns die Grundlagen der Physik des Fliegens<br />

und untersuchen in unserem Windkanal die Strömung an einem<br />

Tragflügelmodell. Im Februar/März 2008 veranstalten wir zum dritten<br />

Mal die Vorlesungsreihe <strong>Technik</strong> für Kinder: Faszination Fliegen<br />

für acht- bis zwölfjährige Mädchen und Jungen.<br />

flughafen hamburg gmbh<br />

gründungsjahr<br />

1911<br />

Mitarbeiter gruppe<br />

1656<br />

tätigkeiten<br />

Durchführung von Dienstleistungen<br />

und Bereitstellung der<br />

Infrastruktur für den Luftverkehr<br />

fünftgrößter Flughafen Deutschlands<br />

„<br />

Herr Budde-Steinacker, welches sind Ihre wichtigsten Aufgaben?<br />

ohne fortschrittliche <strong>Technik</strong> lässt sich ein<br />

effektiver Schutz der Umwelt nicht umsetzen<br />

Dipl.­Ing. Volker Budde­Steinacker, Stabstelle Umweltschutz,<br />

Flughafen Hamburg<br />

Zum Umweltschutz am Flughafen gehören viele Themen. Abfallent-<br />

sorgung und Energieversorgung genauso wie Luftreinhaltung und<br />

Gewässerschutz. Nicht zu vergessen an einem Verkehrsflughafen<br />

ist natürlich das Thema Lärmschutz für die Bürgerinnen und Bürger<br />

im Umfeld des Flughafens.<br />

Können Sie mehr über das Thermolabyrinth berichten?<br />

Unter dem Terminal 1 unterhalb des Grundwasserspiegels haben<br />

wir einen Raum geschaffen, durch den die Luft für die Klimatisie-<br />

rung des Gebäudes geleitet wird. Klimatisierung heißt, dass das<br />

Gebäude im Winter beheizt und im Sommer gekühlt werden muss.<br />

Da in dem Thermolabyrinth das ganze Jahr über eine konstante<br />

Temperatur von etwa zehn Grad Celsius herrscht, haben wir damit<br />

die Möglichkeit die Luft vorzuwärmen beziehungsweise vorzuküh-<br />

len. Dadurch sparen wir viel Energie und können natürlich auch den<br />

CO2-Ausstoß reduzieren.<br />

Was bedeutet Gewässerschutz für den Flughafen?<br />

Im Mittelpunkt des Gewässerschutzes am Flughafen steht die<br />

Minimierung des Eintrages von Schadstoffen in die Gewässer. Am<br />

Flughafen müssen bei entsprechenden Wetterlagen die Flug-<br />

zeuge und die Flugbetriebflächen von Schnee und Eis freigehalten<br />

werden. Dazu werden biologisch leicht abbaubare Stoffe einge-<br />

setzt. Salz darf nicht verwendet werden. Um die Schadstoffeinträge<br />

so weit wie möglich zu minimieren, messen wir kontinuierlich<br />

deren Konzentration und sorgen dafür, dass hohe Belastungen<br />

nicht in die Gewässer sondern <strong>zur</strong> Kläranlage geleitet werden.<br />

Welche Rolle spielen Mathematik und Physik<br />

in Ihrer täglichen Arbeit?<br />

Ohne fortschrittliche <strong>Technik</strong> lässt sich ein effektiver Schutz der<br />

Umwelt nicht umsetzen. Mathematik, Physik und Chemie sind<br />

wichtige Grundlagen um diese <strong>Technik</strong>en zu verstehen und in der<br />

täglichen Praxis anzuwenden.<br />

Sie engagieren sich besonders für den Gewässerschutz, warum?<br />

“<br />

Das hat sich während des Studiums so ergeben. Ich habe vor dem<br />

Studium eine Berufsausbildung zum Elektromaschinenbauer absol-<br />

viert. Mich hat der praktische Einsatz von anfassbarer Technologie<br />

immer besonders interessiert. Wasser lässt sich anfassen. Wasser<br />

tut uns gut. Beim Wasser kann man Erfolge beim Reinigungspro-<br />

zess meist schon erkennen, bevor sie messtechnisch nachgewiesen<br />

sind. Auch die Maschinentechnik, die bei der Wasser- und Abwas-<br />

serbehandlung eingesetzt wird, ist greifbar und hoch interessant.<br />

LUftfAhrttEchnIk


Ingenieure als Dienstleister<br />

Spezialisten für Flugzeugstruktur, Kabineneinrichtung und Flugantrieb<br />

Mit mehr als 3900 Mitarbeitern in über 50 Niederlassungen und Standorten, ist die Ferchau Group<br />

einer der größten Ingenieurdienstleister in Deutschland. Das in Gummersbach ansässige Unternehmen<br />

gründete 2004 den eigenständigen Geschäftsbereich Aviation, um seine Kompetenzen im Bereich<br />

Luft- und Raumfahrt zu bündeln. Ferchau Aviation hat seinen Hauptsitz in Hamburg und beschäftigt <strong>zur</strong><br />

Zeit insgesamt circa 530 Mitarbeiter an vier Standorten (Hamburg, Bremen, München und Toulouse),<br />

mehr als die Hälfte davon Ingenieure.<br />

© Airbus<br />

„<br />

Herr Müller, was macht eigentlich ein Ingenieurdienstleister?<br />

ferchau aviation<br />

Mitarbeiter insgesamt<br />

530<br />

tätigkeit<br />

Ingenieurdienstleistungen<br />

im Bereich Luftfahrt- und<br />

Raumfahrt<br />

zentrale<br />

Ferchau Group, Gummersbach<br />

Projektmanagement und Teamfähigkeit<br />

Ingenieurdienstleister spielen eine wichtige Rolle in vielen Indu-<br />

Dipl.­Oec. Christof Müller, Personalreferent bei Ferchau Aviation<br />

strien. Im Auftrag unserer Kunden wickeln wir ganze Arbeitspakete<br />

ab. Das heißt, wir konstruieren Teile, entwickeln Systeme, über-<br />

nehmen Konzeptionen, Berechnungen und Simulationen. Dabei<br />

arbeiten unsere Ingenieure meistens in Teams und immer in enger<br />

Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber. Oft sind sie für längere<br />

Zeit direkt in Projekte beim Kunden eingebunden. Dadurch sind sie<br />

natürlich immer auch Repräsentanten von Ferchau.<br />

Wie viele Ingenieure arbeiten <strong>zur</strong> Zeit für Ferchau Aviation?<br />

Wir haben bei uns circa 280 Ingenieure verschiedener Fach-<br />

richtungen vom Luftfahrtingenieur über Elektrotechniker bis<br />

zum Architekten.<br />

Haben auch Berufsanfänger eine Chance?<br />

Für Berufsanfänger haben wir eine Art Trainee-Programm. Neue<br />

Mitarbeiter durchlaufen bei uns zunächst Schulungen im CAD-<br />

Bereich und im Projektmanagement. Gegebenenfalls vermitteln wir<br />

Mitarbeitern aus anderen Fachbereichen auch Grundkenntnisse in<br />

der Luft- und Raumfahrt wie Aerodynamik, Flugtechnik und Flug-<br />

zeugbau. Danach werden sie dann Schritt für Schritt in Projekte<br />

eingebunden.<br />

<strong>Wo</strong>rauf achten Sie besonders?<br />

Eine solide Ausbildung und gutes technisches Verständnis setzen<br />

wir natürlich immer voraus. Wer bei Ferchau arbeiten möchte, muss<br />

aber auch in Projekten denken können, teamfähig sein und gut<br />

kommunizieren können. Gutes Englisch ist unabdingbar, genauso<br />

ein gewisses Geschick im Umgang mit anderen Kulturen, weil wir<br />

oft in multinationalen Teams arbeiten.<br />

Was Schüler und Lehrer in der Maritimen <strong>Technik</strong> entdecken können<br />

Stabilität und Gleichgewicht: Das Zusammenspiel von Trägheit,<br />

optimierter Form und modernen gyromechanischen Stabilisierungs-<br />

systemen kann im Modellexperiment untersucht werden. Strömun-<br />

gen: laminare und turbulente Strömung, Kavitation - <strong>hier</strong> kann der<br />

Zusammenhang zwischen plastischem Modell, Modellbildung und<br />

Experiment nachvollziehbar gezeigt werden. Ausrüstungstechnik:<br />

Auf dem Wasser<br />

Zukunft Schiffbau: Der deutsche Schiffbau boomt, die Auftragsbücher sind gefüllt.<br />

Ingenieure der maritimen <strong>Technik</strong> konstruieren und perfektionieren Schiffe aller Art,<br />

vom Luxuskreuzfahrtschiff über die Privatyacht bis zum Forschungsschiff. Dabei sind<br />

sie oft Technologieführer und Innovatoren bei der Einführung neuer Produktionsverfahren.<br />

Schiffsentwurf, Konstruktion, Festigkeit, Hydromechanik, Schiffsmaschinentechnik,<br />

Schiffsausrüstung und –einrichtung sowie Fertigung und Werftbetrieb sind<br />

die Hauptaufgabengebiete von Ingenieuren in der maritimen Industrie. Gerade für<br />

Hamburg und den gesamten norddeutschen Raum hat sie traditionell eine große<br />

Bedeutung. Mit viel Kreativität und Innovationskraft hat sich die Branche in den<br />

letzten Jahrzehnten zukunftsfähig erneuert. Auch Hafenwirtschaft, Klassifikations-<br />

und Zertifizierungsgesellschaften und Reedereien bieten ein breites Spektrum an<br />

Jobs für Ingenieure.<br />

Nicht zuletzt bietet die moderne <strong>Technik</strong> von Funk über Radar bis<br />

zu Echolot Anwendungen zum Thema Schwingungen und Wellen.<br />

Beim GPS ist sogar die Relativitätstheorie von Bedeutung. Diese<br />

<strong>Technik</strong> lässt sich in der Schule näher untersuchen. So kann man<br />

zum Beispiel ein Echolot zerlegen und seine Funktionsweise im<br />

Zusammenspiel der einzelnen Komponenten entdecken.<br />

MArItIME tEchnIk


0<br />

thyssenkrupp marine<br />

systems ag<br />

gründungsjahr<br />

2005 (Blohm + Voss 1877)<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

rund 2000,<br />

in Nordeutschland rund 6300<br />

fertigung<br />

Neubauten von Marineschiffen<br />

und Yachten, Reparatur und<br />

Umbau von Schiffen sowie Entwicklung<br />

von maritimen Komponenten<br />

Standorte<br />

Deutschland, Schweden<br />

und Griechenland<br />

Schwimmende Wunderwerke<br />

Ingenieure entwickeln, bauen und reparieren Schiffe – und verlängern sie sogar<br />

Wie kein anderes Unternehmen hat ThyssenKrupp Marine Systems den Schiffbau weiterentwickelt.<br />

Die tragenden Säulen der Unternehmensgruppe in Hamburg bilden die einzelnen Tochtergesellschaften,<br />

wie zum Beispiel Blohm + Voss: Hier arbeiten Ingenieure an der Entwicklung, Fertigung, Ausstattung<br />

und Erprobung von Fregatten, Korvetten sowie Großyachten. Bei Blohm + Voss Industries sind sie die<br />

treibende Kraft hinter zahlreichen Innovationen im Bereich der maritimen Komponenten. Ober bei<br />

Blohm + Voss Repair: In den Docks der Hamburger Werft werden Schiffe aller Art repariert und umge-<br />

baut, wie jüngst der Kreuzfahrer „Balmoral“ im Dock Elbe 17. Der wurde kurz mal verlängert. Hydrau-<br />

lische Pressen schoben eine 30 Meter lange Mittelsektion zwischen Vor- und Achterschiff. Was sich<br />

so einfach anhört, ist das Ergebnis monatelanger Vorarbeit. Das gesamte Schiff musste neu berechnet<br />

werden. Insgesamt arbeiten 6300 Mitarbeiter in Norddeutschland. Weltweit sind es 8700. Neben<br />

einer Vielzahl von hochqualifizierten, technischen Fachkräften finden <strong>hier</strong> vor allem Ingenieure mit den<br />

Schwerpunkten Schiffbau, Maschinenbau und Elektrotechnik ihren Arbeitsplatz.<br />

„<br />

Herr Kalverkamp, was zeichnet die Komplexität eines Schiffes aus?<br />

Ingenieure kommen bei uns in<br />

jeder Projektphase zum Einsatz<br />

Dipl. Päd. Andreas Kalverkamp, Leiter Führungskräfteentwicklung<br />

ThyssenKrupp Marine Systems<br />

Die besondere Komplexität eines Schiffes ist im Wesentlichen<br />

an der langen Einsatzzeit sowie den vielfältigen Nutzungsmöglich-<br />

keiten auszumachen. Ein Schiff muss mehrere Tage, gegebenenfalls<br />

<strong>Wo</strong>chen völlig autark einsatzfähig sein. Da gibt es Systeme für<br />

Trinkwasserversorgung und Abwasserentsorgung, eine eigene<br />

Energieversorgung, Klima- und Lüftungsanlagen, Kommunikations-<br />

und Navigationssysteme sowie Versorgungseinrichtungen und<br />

vieles mehr. Dazu kommt, dass man mit einem U-Boot mehrere<br />

<strong>Wo</strong>chen ohne Luft zu holen tauchen, auf einer Yacht riesige<br />

Events veranstalten und mit einer Fregatte in der Nordsee<br />

theoretisch gleichzeitig den Luftverkehr über Frankfurt und<br />

London steuern kann.<br />

Was zeichnet einen guten Ingenieur aus?<br />

Um im Schiffbau erfolgreich zu sein, müssen Ingenieure in der<br />

Lage sein, die Komplexität unserer Welt zu verstehen. Kleine<br />

technische Änderungen können bei uns enorme technische (und<br />

kaufmännische) Auswirkungen haben. Das gilt für die Zusagen,<br />

die der Vertriebsingenieur dem Kunden macht ebenso wie für eine<br />

vermeintlich unscheinbare Änderung der Konstruktionszeichnung.<br />

Um da zu bestehen, muss man sowohl das Produkt als auch den<br />

Entstehungsprozess verstanden haben und mit Kollegen aus<br />

unterschiedlichsten Fachgebieten - häufig auch an unterschied-<br />

lichen Standorten - in einem Projekt zusammenarbeiten. Da sind<br />

ausgezeichnete Fachkenntnisse natürlich eine gute Eintrittskarte,<br />

aber noch kein Grund zum Feiern.<br />

Welche Berufschancen hat ein Ingenieur bei TKMS?<br />

Ingenieuren bieten sich bei ThyssenKrupp Marine Systems breite<br />

Einsatzmöglichkeiten in verschiedener Hinsicht. Funktional ge-<br />

sehen kommen Ingenieure bei uns in jeder Phase eines Projektes<br />

zum Einsatz: in der Vertriebs- und Angebotsphase, in Forschung,<br />

Entwicklung und Konstruktion aber natürlich auch im Projekt-<br />

management, in der Fertigung, im Neubau, der Reparatur und<br />

im After-Sales-Service. Als außergewöhnlich kann man bei uns<br />

aber sicherlich auch die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in<br />

unterschiedlichen Produktbereichen sowie an unterschiedlichen<br />

“<br />

Schiffbaustandorten im In- und Ausland (unter anderem Schweden<br />

und Griechenland) bezeichnen.<br />

Herr Kalverkamp, Sie sind von Beruf Pädagoge,<br />

was fasziniert Sie in der Welt des Schiffsbaus?<br />

Das immer wieder Neue an unseren Schiffen und die Größe und<br />

Komplexität der Produkte. Abgesehen davon sind die Menschen auf<br />

der Werft ein toller „Schlag“ - immer offen und geradeaus. Da weiß<br />

man einfach wo man dran ist!<br />

MArItIME tEchnIk


„<br />

Was machen Sie beim Germanischen Lloyd?<br />

Qualität und Sicherheit<br />

auf den Weltmeeren<br />

Ingenieure klassifizieren<br />

Wie beim Auto muss auch die Seetüchtigkeit von Schiffen regelmäßig überprüft werden. Ist die<br />

Außenhülle stabil genug? Ist das Schiff angerostet? Sind die Lukendeckel wirklich dicht? Dies sind<br />

Fragen, denen über 4100 internationale Experten, die Mehrzahl Ingenieure der Fachrichtungen<br />

Schiffbau, Elektrotechnik, Maschinenbau, Umweltmanagement oder Anlagentechnik beim Germani-<br />

schen Lloyd (GL) nachgehen. Der GL ist eine der weltweit führenden Klassifikationsgesellschaften.<br />

Als technischer Dienstleister setzt das Unternehmen Standards in <strong>Technik</strong>, Qualität und Sicherheit<br />

für die maritime Industrie. Vom Frachtschiff bis zum Öltanker, von der Windenergieanlage bis <strong>zur</strong><br />

Bohrinsel: Der GL überwacht und bewertet den technischen Zustand und alle sicherheitsrelevanten<br />

Aspekte – von der ersten Konstruktionszeichnung bis <strong>zur</strong> Entsorgung.<br />

Iris Leistner, Prüfingenieurin im Bereich Schiffsneubau<br />

beim Germanischen Lloyd<br />

germanischer lloyd ag<br />

gründungsjahr<br />

1867<br />

Mitarbeiter<br />

4100 weltweit; davon 1300 in<br />

Hamburg<br />

tätigkeitsfelder<br />

Technische Dienstleistungen im<br />

Bereich der Klassifikation von<br />

Schiffen und Industrieanlagen<br />

Standorte<br />

Der Germanische Lloyd ist mit<br />

191 Büros in 77 Ländern aktiv<br />

täglich neue Aufgaben und Bewährungsproben<br />

Meine Aufgabe ist das Prüfen von technischen Zeichnungen. Für<br />

jedes kleine Detail auf einem Schiff wird zuerst eine Zeichnung an-<br />

gefertigt, diese wird nach sicherheitsrelevanten Aspekten bewertet.<br />

Wie war der Einstieg in den Beruf als Prüfingenieurin?<br />

Zur Einarbeitung wird jedem Neuen ein erfahrener Mitarbeiter<br />

<strong>zur</strong> Seite gestellt. Man sitzt im gleichen Büro und arbeitet<br />

gemeinsam an den ersten Projekten. Mein Mentor hat mich<br />

Schritt für Schritt an die Aufgaben des Prüfingenieurs herangeführt.<br />

In der ersten Zeit im Unternehmen gilt es, zuzuhören und sich<br />

zu bewähren.<br />

Was ist das Spannende an Ihrer Arbeit?<br />

Es gibt jeden Tag neue Aufgaben und Bewährungsproben. Wenn<br />

ich beispielsweise feststelle, dass eine Fensterscheibe auf der<br />

Schiffbrücke zu niedrig ausgelegt ist, kann das lebensgefährliche<br />

Bruchschäden <strong>zur</strong> Folge haben. Dies muss ich dann dem Kunden<br />

vermitteln und wir müssen gemeinsam eine Lösung finden. Es ist<br />

spannend, mit meinem Wissen <strong>zur</strong> Sicherheit auf den Weltmeeren<br />

beitragen zu können.<br />

Welche Rolle spielt Mathematik in Ihrer täglichen Arbeit?<br />

Am meisten profitiere ich von der logischen Denkweise, die man<br />

durch die Mathematik lernt.<br />

Das umweltfreundlichste<br />

Transportmittel<br />

Längst geht es auch um globale, branchenübergreifende Fragestel-<br />

lungen: Was kann beispielsweise die Schifffahrt beitragen, um dem<br />

Klimawandel entgegenzuwirken? Das Schiff ist immer noch das<br />

umweltfreundlichste Transportmittel. Damit dies so bleibt, arbeitet<br />

der GL an neuen Antriebslösungen, alternativen Brennstoffen und<br />

besseren Schiffsdesigns. So war die Klassifikationsgesellschaft<br />

zum Beispiel auch am Entwurf der „Earthrace“ beteiligt. Das Power-<br />

„<br />

boot, ein futuristischer Trimaran, fährt mit Biodiesel und will 2008<br />

in 75 Tagen den Globus umrunden – das wäre Weltrekord.<br />

Auf jeden Absolventen kommen derzeit<br />

zehn offene Stellen<br />

Prof. Dr.­Ing. Stefan Krüger,<br />

Leiter des Instituts für Schiffsdesign und Schiffssicherheit, TUHH<br />

Herr Prof. Krüger, lohnt sich Schiffbau in Deutschland überhaupt Also werden weiter Schiffbau-Ingenieure gebraucht?<br />

noch? Vor Jahren hat man doch schon gehört, dass die ganzen Händeringend. Auf jeden Absolventen kommen derzeit zehn<br />

Schiffe nun in Asien viel billiger gebaut werden können.<br />

offene Stellen.<br />

Der deutsche Schiffbau ist hochprofitabel. Alle Seeschiffwerften<br />

Und in 2012, wenn alle Schiffe haben,<br />

sind bis 2012 oder länger vollständig ausgebucht und geben ihren<br />

werden alle wieder arbeitslos, oder?<br />

Mitarbeitern bis dahin Arbeitsplatzgarantien. Der weltweite Bedarf<br />

Es ist die Frage, wer wo arbeitslos wird. Deutsche Arbeit ist<br />

an Schiffen ist sichtbare Auswirkung der Globalisierung. Deutsche<br />

gefragte Spezialarbeit. Wir sind zwar teuer, wir sind aber auch gut.<br />

Werften bedienen dabei nicht den einfachen Massenmarkt.<br />

Außerdem ist die Schiffbauausbildung breit ausgelegt. Schiffbauer<br />

Was haben Schiffe mit Globalisierung zu tun?<br />

Globalisierung ist weltweiter Handel, und weltweiter Handel<br />

braucht günstigen Transport. Fernsehgeräte aus Taiwan können<br />

auch deshalb so günstig bei uns angeboten werden, weil der Fern-<br />

transport mit Schiffen pro Gerät zum Beispiel nur 30 Cent kostet.<br />

bauen auch Offshore-Anlagen, Ölplattformen, Windenergieanlagen<br />

und sind überall im Maschinenbau einsetzbar. Da so ein Schiff ein<br />

kleiner Mikrokosmos ist, der alles enthält, kann, wer sich damit<br />

auskennt, auch ganz breit eingesetzt werden. Auch nach 2012<br />

werden wir noch erfolgreich Schiffe bauen.<br />

MArItIME tEchnIk


<strong>hier</strong> schlägt das Herz der Stadt<br />

Planungsingenieure sorgen für eine erfolgreiche Hafenentwicklung<br />

Der Hamburger Hafen ist nicht nur das Herz der Stadt, sondern auch ihr größter Arbeitgeber.<br />

Über 160000 Menschen aus Hamburg und der Metropolregion arbeiten für Deutschlands größten<br />

Seehafen – Tendenz steigend. Um auch für die Zukunft und die fortschreitende Globalisierung<br />

gut gerüstet zu sein, plant und baut die Hamburg Port Authority die Infrastruktur, also Schiene,<br />

Straßen, Wasserwege und Brücken, damit die Containerriesen und Kreuzfahrtschiffe wie die<br />

Queen Mary 2 auch zukünftig Hamburg anlaufen können. Für diese Aufgaben braucht die Hafen-<br />

verwaltung Ingenieure und Facharbeiter aus allen Bereichen: Planung, <strong>Technik</strong> und Bauausführung.<br />

Damit das Herz Hamburgs noch lange erfolgreich weiterschlägt!<br />

hamburg port authority<br />

gründungsjahr<br />

Im Jahre 2005 hervorgegangen<br />

aus dem ehemaligen Amt für<br />

Strom- und Hafenbau<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

circa 1700<br />

tätigkeitsfelder<br />

Ausbau und Unterhaltung der<br />

Flächen und der Infrastruktur<br />

im Hamburger Hafen<br />

„<br />

Ich kann nur dazu ermutigen jungen Frauen die<br />

Scheu vor technischen Berufen zu nehmen!<br />

Jan Schüller, Planungsingenieur bei der Hamburg Port Authority (HPA)<br />

Herr Schüller, was macht ein Planungsingenieur?<br />

Kurz und knapp gesagt: er plant. Eine richtige Ausbildung zum Pla- Das spezielle Wissen steht bei meiner jetzigen Tätigkeit nicht an<br />

nungsingenieur gibt es meines Wissens nicht. Von Haus aus bin ich erster Stelle. Wichtig ist die Beherrschung der Grundlagen, denn<br />

Bauingenieur und befasse mich im Rahmen meiner Tätigkeit bei der mit denen habe ich täglich zu tun.<br />

HPA mit der Erweiterung und dem Ausbau des Hamburger Hafens.<br />

Haben Sie Kinder? Was würden Sie Lehrern mit auf den Weg geben?<br />

Als Teil eines Planungsteams sorge ich dafür, dass der Hafen den<br />

Ja, seit dem 14.10.2006 haben wir eine kleine Tochter.<br />

Bedürfnissen und Erfordernissen der jeweiligen Nutzer angepasst<br />

In meinem Umfeld habe ich immer mehr Ingenieurkolleginnen. Ich<br />

wird. Wir planen zum Beispiel die Verfüllung von Hafenbecken, die<br />

kann nur weiter dazu ermutigen den jungen Frauen die Scheu vor<br />

Errichtung neuer Kaimauern oder die Ansiedelung von Firmen<br />

technischen Berufen zu nehmen.<br />

Warum sind Sie Ingenieur geworden?<br />

Als Ingenieur befasst man sich vorwiegend mit Lösung von komple-<br />

xen Aufgaben. Die Herausforderung, gestellte Aufgaben in einem<br />

Team zu lösen und den gefunden Weg dann umzusetzen zu können<br />

sowie das fertige Ergebnis später zu sehen, waren für mich über-<br />

zeugenden Argumente für das Studium zum Bauingenieur.<br />

Welche Rolle spielt Physik und Mathematik in Ihrer täglichen Arbeit?<br />

“<br />

Im Krankenhaus<br />

Wenn medizintechnische Geräte weiterentwickelt werden sollen, müssen Ärzte<br />

und Ingenieure eng kooperieren. Aus dieser Zusammenarbeit sind zum Beispiel<br />

Ultraschallgeräte, Magnetresonanztomographen oder Endoskope hervorgegangen.<br />

Sie haben die Diagnosemöglichkeiten von Ärzten deutlich verbessert. Wer Medizintechnik<br />

studiert, erwirbt neben viel technischem Know-how auch ein umfangreiches<br />

Wissen über den menschlichen Körper und seine biologischen Funktionen. Deutschland<br />

ist der weltweit drittgrößte Produzent von Medizintechnik und der größte in<br />

Europa. Die meisten Unternehmen, die in diesem Bereich tätig sind, investieren<br />

viel Zeit und Geld in Forschung und Entwicklung um diese Führungsposition zu<br />

behaupten. Für <strong>Technik</strong>, die Leben retten kann.<br />

Was Schüler und Lehrer in der Medizintechnik entdecken können<br />

Physik - von der Mechanik bis <strong>zur</strong> Quantenmechanik - steckt in fast<br />

allen Geräten und Verfahren der Medizintechnik. Viele Berechnun-<br />

gen der Biomechanik beruhen auf mehr oder weniger raffinierter<br />

Verwendung des einfachen Hebelgesetzes. Optik benötigt man<br />

beim Design modernen Sehhilfen aber auch bei der Entwicklung<br />

von Endoskopen. Die Ströme des Bluts in Adern und Herz, in<br />

Kunstadern und –herzen und in Herzlungenmaschinen, die Ströme<br />

der Luft in Lunge und Bronchien und in Beatmungsgeräten werden<br />

durch Strömungsmechanik beschreibbar. Anwendungen<br />

elektrischer und magnetischer Felder findet man bei Herz-<br />

schrittmachern, Elektrokardiographie, Elektroenzephalographie<br />

sowie Magnet- und Elektrotherapien. Wellen aller Art sind der<br />

Hintergrund bei der Untersuchung von Hörhilfen, Sonographie,<br />

Nierensteinzertrümmerung, Lichttherapie, Röntgendiagnose,<br />

Röntgentherapie, Magnetresonanztherapie, Wärmestrahlung<br />

sowie Hyperthermie.<br />

MEDIzIntEchnIk


Blick in den Körper<br />

In bildgebenden Verfahren steckt eine Menge Mathematik und Physik<br />

Um Krankheiten frühzeitig zu entdecken oder zu lokalisieren gibt es unterschiedliche diagnostische und<br />

bildgebende Verfahren. Hier in Hamburg ist die Siemens AG auch mit ihrem Sektor Healthcare (Medizin-<br />

technik) vertreten, zu dessen Kernkompetenz unter anderem die Magnet-Resonanztomographie(MRT)<br />

gehört. Gefertigt werden die Geräte bei Siemens in Erlangen. Die MRT erlaubt die Darstellung von<br />

Strukturen im Inneren des Körpers. Man kann damit Bilder oder Schnitte des menschlichen Körpers<br />

erzeugen, die einen Vergleich und eine Orientierung an anatomischen Schnitten derselben Region<br />

zulassen. Das ermöglicht eine sehr gute Beurteilung der Organe und vieler Organveränderungen. Die<br />

Magnetresonanztomographie nutzt magnetische Felder und hochfrequente elektromagnetische Wellen.<br />

Grundlage für den Bildkontrast ist die unterschiedliche Empfänglichkeit der untersuchten Gewebe für<br />

die angewandten physikalischen Größen.<br />

siemens ag<br />

gründungsjahr<br />

1847<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

1325; davon<br />

95 Auszubildende<br />

tätigkeitsbereiche<br />

im Sektor healthcare<br />

Magnetresonanztomographie,<br />

Computertomographie,<br />

Röntgen, Ultraschallgeräte<br />

sowie diagnostische und<br />

strahlentherapeutische Systeme<br />

konzernzentrale<br />

Siemens München und Berlin<br />

Von der Gesundheitssparte bis<br />

<strong>zur</strong> Industrie-Automation<br />

Siemens ist ein führender Technologiekonzern der in den Bereichen<br />

Healthcare, Industry und Energy tätig ist. Deutschlandweit hat<br />

Siemens mehr als 126000 Mitarbeiter. Im Sektor Healthcare finden<br />

vor allem Medizintechniker einen Arbeitsplatz, in den Bereichen<br />

Industry und Energy sind Ingenieure aller Fachrichtungen gefragt.<br />

Der Sektor Industry besteht aus den Divisionen Industry Automa-<br />

tion, Motion Control, Building Technologies, Industry Solutions,<br />

Mobility und Osram. Der Sektor Energy wird die Divisionen Fossil<br />

Power Generation, Renewable Energy, Oil & Gas, Service Rotating<br />

Equipment, Power Transmission und Power Distribution umfassen.<br />

„<br />

Herr Prof. Morlock, wie funktioniert Magnetresonanztomographie?<br />

Wie das Röntgen ist die MRT eine medizinische Bildgebungstech-<br />

nik. Leider kann MRT nur durch Erläuterung gleich zweier physika-<br />

lisch gar nicht einfacher Sachverhalte aus der Quantenmechanik<br />

wirklich befriedigend erklärt werden. Einfach zu erklären ist<br />

dagegen ihr Vorteil, Informationen über das Körperinnere ohne<br />

körperschädigende ionisierende Strahlung wie beim Röntgen zu<br />

gewinnen. Da MRT vorwiegend die Verteilung von Wasser im Körper<br />

sehr genau detektieren kann, kann mit ihr auch weiches Gewebe<br />

gut analysiert werden.<br />

<strong>Wo</strong>für nutzen Sie MRT?<br />

In der biomechanischen Forschung benutzen wir die MRT um<br />

dreidimensionale Modelle ganz unterschiedlicher Körperstrukturen<br />

(Knochen, Herz, Lunge, Gehirn, Gefäße und so weiter) zu erzeugen.<br />

Diese Modelle dienen dann als Grundlage für die Simulation von<br />

Erkrankungen oder Behandlungen, und sie helfen bei der Implanta-<br />

tion von Prothesen und Gewebestücken.<br />

Welche Verfahren oder Technologien sind in der Medizintechnik<br />

zukunftsweisend?<br />

Ich will aus den vielen aktuell untersuchten Verfahren das „Tissue<br />

Engineering“ herausgreifen, weil man <strong>hier</strong>an das Ineinander-<br />

greifen von Medizin und <strong>Technik</strong> in diesem Forschungsgebiet sehr<br />

schön verdeutlichen kann. Bei diesem Verfahren <strong>zur</strong> Behebung von<br />

Körperdefekten - etwa in Knorpelschichten von Gelenken – wird<br />

angestrebt, statt mit körperfremden Ersatzmaterialien mit körper-<br />

eigenen Zellen zu reparieren. Im Bioreaktor werden <strong>hier</strong>zu<br />

Gewebeteile gezüchtet, die die Funktion geschädigter Teile voll-<br />

ständig übernehmen können. Ein großer Vorteil dieses Verfahrens<br />

wird sein, dass die Implantate wie normale Körperteile in das<br />

kontinuierlich arbeitende körpereigene „Wartungs- und Ersatzpro-<br />

gramm“ einbezogen werden. Ersatzgewebe aus Fremdmaterialien<br />

sind dagegen ohne Hilfe Alterung und Ermüdung ausgesetzt, ja<br />

werden oft sogar noch vom Körper bekämpft.<br />

Mit Medizintechnik zwei Forschungsbereiche<br />

zum <strong>Wo</strong>hle des Patienten verbinden<br />

Prof. Dr. Michael M. Morlock, Leiter Institut für Biomechanik, TUHH<br />

Sie sind Direktor des Instituts für Biomechanik. <strong>Wo</strong>mit beschäftigt<br />

sich die Biomechanik?<br />

Die Biomechanik versucht, den menschlichen Körper und die Pro-<br />

zesse, die in ihm ablaufen, aus mechanischer Sicht zu verstehen.<br />

Hierbei ist dem Biomechaniker allerdings klar, dass psychischen<br />

und physischen Vorgängen, welche nicht direkt mit dem mecha-<br />

nischen Verhalten in Verbindung stehen, eine große Bedeutung<br />

zukommt, auch wenn sie häufig nicht direkt in die biomechanischen<br />

Überlegungen einbezogen werden können. Ein großes Feld in der<br />

“<br />

Biomechanik ist die Entwicklung und Optimierung von künstlichen<br />

Gelenken sowie die Verlängerung ihrer Standzeiten im Körper.<br />

Was fasziniert Sie an der Biomechanik?<br />

Faszinierend für mich ist die Verbesserung des Verständnisses<br />

der Vorgänge im eigenen Körper. Zudem ist zu befürchten dass<br />

man durch die natürliche Alterung oder Unfälle selbst irgendwann<br />

einmal in den Genuss der Verbesserungen kommen wird, die durch<br />

biomechanische Forschung und Entwicklung stattfinden.<br />

MEDIzIntEchnIk


chirurgie in HDTV – minimal<br />

invasiv und ohne Wunden<br />

Endoskope helfen bei Diagnose und Behandlung<br />

Im Gegensatz <strong>zur</strong> konventionellen oder offenen Chirurgie wird bei dem minimal invasiven Eingriff auf<br />

einen großen Bauchschnitt verzichtet. Wie durch ein Schlüsselloch werden stattdessen über kleine<br />

Schnitte von fünf bis zehn Millimeter spezielle Instrumente und eine Miniaturkamera in das Operations-<br />

gebiet eingeführt. Dadurch kann der Arzt ohne einen großen chirurgischen Eingriff in Körperhöhlen und<br />

Hohlorgane blicken, Krankheiten erkennen und sie gegebenenfalls gleich behandeln. Der Arzt verfolgt<br />

die Bewegungen des Endoskops dabei in hochauflösenden Bildern in HDTV-Qualität. Durch einen<br />

solchen minimal invasiven Eingriff bleiben nur sehr kleine Narben <strong>zur</strong>ück. Postoperative Schmerzen<br />

und die Dauer des Aufenthalts im Krankenhaus werden deutlich verringert. Einer der Marktführer in der<br />

mikroinvasiven Endoskopie ist das Hamburger Unternehmen Olympus Winter & Ibe. Hier werden Geräte<br />

entwickelt, die aus der Arbeit von Urologen, Chirurgen, Gynäkologen, Orthopäden und HNO-Ärzten<br />

kaum mehr wegzudenken sind. Forschung, Entwicklung, Produktion und Vertrieb arbeiten bei Olympus<br />

eng zusammen, um das Zusammenspiel von Optik, Handinstrumenten und bildgebenden Verfahren<br />

immer weiter zu optimieren.<br />

olympus winter & ibe gmbh<br />

gründungsjahr<br />

1954<br />

Mitarbeiter<br />

700 (inklusive Celon AG)<br />

Produkte<br />

endoskopische Systeme für<br />

minimal invasive Eingriffe<br />

kaltlichtquelle<br />

Ein Endoskop besteht aus einem optischen System und aus einer<br />

Kaltlichtquelle als Beleuchtung. Eine Kaltlichtquelle sendet Licht<br />

mit stark reduziertem Infrarotanteil aus und wird überall dort, wo<br />

Licht höchster Intensität im visuellen Spektralbereich benötigt wird,<br />

die Hitzeentwicklung einer gewöhnlichen Lichtquelle aber störend<br />

oder sogar schädlich wäre, eingesetzt. Das optische System leitet<br />

das Licht von der Lichtquelle an die Spitze des Endoskops.<br />

Wir sind der Consumer-Technologie voraus<br />

„Dipl.­Ing. Verena Waldmann, Entwicklungsingenieurin bei Olympus, Winter& Ibe<br />

Wie sieht Ihre tägliche Arbeit aus?<br />

Ich habe Medizintechnik studiert und bei Olympus meine Diplomar-<br />

beit im Bereich Elektronik geschrieben. Seit einem Jahr bin ich als<br />

Entwicklungsingenieurin für Elektronikkomponenten beschäftigt.<br />

Im Rahmen unserer Entwicklungsprojekte arbeiten wir mit unter-<br />

schiedlichen externen Partnern aus der Forschung und Industrie<br />

zusammen. Durch Wettbewerbsanalysen und Marktbeobachtungen<br />

versuchen wir neue Trends für die Elektrotechnik zu setzen, so dass<br />

Olympus der Technologie immer einen Schritt voraus ist.<br />

Wie muss man sich ein Endoskop genau vorstellen?<br />

Ein Endoskop kann je nach Einsatzgebiet und Befund starr, das<br />

heißt aus einem festen Rohr, oder flexibel, also ein biegsamer<br />

Schlauch, sein. Es besteht aus einer Kaltlichtquelle als Beleuchtung<br />

und einem optischen System. Je nach Bedarf kann der Chirurg<br />

verschiedene Handinstrumente wie Greifzangen oder Scheren in<br />

den Körper einführen. Insofern ist die Endoskopie einerseits eine<br />

diagnostische Methode, andererseits ein chirurgisches Verfahren.<br />

Was wird bei einer Endoskopie genau gemacht?<br />

Als erstes wird meist durch einen kleinen Schnitt Gas (meist<br />

Kohlendioxid) in den Bauchraum eingeleitet. Dadurch wird die<br />

Bauchdecke angehoben und auf diese Weise die genaue Betrach-<br />

tung und gegebenenfalls Behandlung der dort eng beieinander<br />

liegenden Organe ermöglicht. Die Kamera im Endoskop bildet das<br />

“<br />

Körperinnere dann auf einem großen Monitor im Operationssaal ab.<br />

Welches sind die Technologien der Zukunft in der<br />

chirurgischen Endoskopie?<br />

Hier sind wir der Consumer Technologie voraus: Video-Laparoskope<br />

bringen die Präzision von HDTV in den OP und setzen neue Maß-<br />

stäbe für die Bildgebung. Ein speziell entwickelter Videochip liefert<br />

Bilder von einer Klarheit und Auflösung die selbst kleinste Details<br />

sichtbar machen.<br />

MEDIzIntEchnIk


0<br />

notfall- und Rettungsmedizin<br />

Retten auch unter extremen Bedingungen<br />

Im Notfall kommt es auf Sekunden an. Deshalb ist es wichtig, dass die Retter intuitiv und sicher mit<br />

ihren technischen Hilfsmitteln wie Beatmungsgeräten oder Defibrillatoren umgehen können. Diese<br />

Geräte werden speziell dafür entwickelt, auch unter schwierigen Bedingungen in kritischen und unüber-<br />

sichtlichen Situationen sicher, zuverlässig und stets einwandfrei zu funktionieren. Die Firma Weinmann<br />

in Hamburg entwickelt unter anderem Geräte und Systemlösungen für die Notfall- und Rettungsmedizin,<br />

die weltweit vertrieben werden und bereits vielen Menschen das Leben gerettet haben.<br />

„Herr Sommer, wie sieht Ihr Arbeitstag aus?<br />

weinmann geräte für<br />

medizin gmbh & co. kg<br />

gründungsjahr<br />

1874<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

260<br />

tätigkeitsbereiche<br />

Systeme für Notfall-, Transport-<br />

und Katastrophenmedizin<br />

sowie für Heimbeatmung,<br />

Schlaf- und Sauerstoffmedizin,<br />

nicht-invasive Diagnostik<br />

Das ist sehr unterschiedlich und ändert sich ständig. Im Verlauf<br />

eines Projektes, aber auch im Tagesablauf ist Flexibilität gefragt<br />

und die Vielfalt der Aufgaben ist groß. Neben der Bearbeitung<br />

technischer Fragestellungen ist ständiger Austausch mit meinen<br />

Kollegen auch aus anderen Abteilungen wie zum Beispiel Marketing<br />

und Einkauf wichtig.<br />

Was unterscheidet die Entwicklungsarbeit von der Arbeit<br />

im Physikunterricht?<br />

Der allwissende Lehrer fehlt<br />

Dipl.­Ing. Andreas Sommer, Entwicklungsingenieur<br />

bei Weinmann<br />

Ein ganz wichtiger Aspekt ist, dass der „allwissende“ Lehrer fehlt.<br />

Hat man Lösungen gefunden, muss man selbst sicherstellen,dass<br />

sie auch richtig sind. Zudem ist unsere Entwicklungsarbeit relativ<br />

langfristig angelegt, also nicht innerhalb einer oder weniger Stunden<br />

zu erledigen. Nach zwei oder drei Jahren Entwicklungsarbeit steht<br />

– und das ist ein erheblicher Unterschied <strong>zur</strong> Schule – als Ergebnis<br />

ein Produkt, das wir vermarkten können. Solch ein Produkt kann<br />

zum Beispiel ein neues Beatmungsgerät für die Notfallmedizin sein.<br />

<strong>Wo</strong>mit beschäftigen sich Ingenieure bei Ihnen?<br />

Ingenieure bei Weinmann werden hauptsächlich in Bereichen<br />

Mechanik, Elektronik, Softwareentwicklung und Qualitätssicherung<br />

“<br />

eingesetzt. Aber auch die Projektleitung, also die Koordinierung der<br />

Entwicklungsteams, wird von Ingenieuren übernommen.<br />

Welche Rolle spielt die Sensorik?<br />

Die Sensorik ist für uns ein sehr wichtiges Thema. So nutzen wir<br />

beispielsweise spezielle Drucksensoren für die Steuerung von<br />

Beatmungsgeräten oder für die Überwachung von Patienten.<br />

Darüber hinaus kommen noch eine Reihe anderer Sensoren für<br />

verschiedene physikalische und chemische Größen zum Einsatz.<br />

Verformen, zerkleinern,<br />

kühlen, verdampfen<br />

Rohstoffe für die Weiterverarbeitung aufzuschließen und zu veredeln fällt unter das<br />

weiter Gebiet der Verfahrenstechnik - zum Beispiel wenn aus Bauxit Aluminiumoxid<br />

gewonnen und dann zu Aluminium umgewandelt wird, oder wenn unterschiedlichste<br />

Vorstoffe zu einem Produkt verarbeitet werden. So wird aus Hopfen, Gerste<br />

und Wasser Bier und aus Raps oder anderen Ölsaaten Biodiesel. Verfahrenstechnik<br />

beinhaltet die chemische, thermische und mechanische Verarbeitung von Rohstoffen.<br />

Da die chemischen und physikalischen Grundlagen die Basis für diese Prozesse<br />

sind, kommen Verfahrenstechniker aus den klassischen Naturwissenschaften, dem<br />

Maschinenbau und spezifischen ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen. Ohne<br />

verfahrenstechnische Wissensträger wird es keine Lösungen für die dringenden<br />

Zukunftsprobleme wie Energie- und Rohstoffverknappung, Klimaveränderung und<br />

Umweltverschmutzung sowie im Landwirtschafts- und Ernährungssektor geben.<br />

Was Schüler und Lehrer in der Verfahrenstechnik entdecken können<br />

In der Verfahrenstechnik können Schüler und Lehrer erfahren,<br />

wie Labor-Verfahren der Chemie und Biologie mit Hilfe von Physik<br />

und Mathematik unter Verwendung von Wissen des Maschinen-<br />

baus und der Elektrotechnik in großtechnische Verfahren <strong>zur</strong><br />

industriellen Produktion hochskaliert werden. Verfahrenstechnik<br />

ist die Wissenschaft von der Umwandlung der Stoffe. Stoffe<br />

werden in fast allen Ingenieurwissenschaften umgewandelt, so<br />

dass Verfahrenstechnik einen so breiten Anwendungsbereich hat,<br />

dass fast alle naturwissenschaftlichen und wirtschaftswissen-<br />

schaftlichen Methoden in der Verfahrenstechnik Verwendung<br />

finden. Bei der Umwandlung werden die Stoffe fast immer<br />

transportiert, zum Beispiel mechanisch und sehr oft durch<br />

Strömung. Da sie oft erhitzt werden, braucht man Wärmelehre<br />

und Thermodynamik. Viele Schmelzprozesse benötigen dabei<br />

die Elektrizitätslehre. Die in der chemischen Verfahrenstechnik<br />

eingesetzten Modelle für den zeitlichen Verlauf chemischer<br />

Reaktionen greifen nicht selten auf die quantenmechanischen<br />

Grundlagen der Reaktionen <strong>zur</strong>ück. Besonders für den Mathe-<br />

matikunterricht bietet die Verfahrenstechnik in der mathema-<br />

tische Modellierung und anschließenden Optimierung von<br />

Verfahrensketten Aufgaben, die gleichermaßen Analysis und<br />

lineare Algebra zum Einsatz bringen.<br />

VErfAhrEnStEchnIk


In Hamburg wird Primäraluminium gewonnen<br />

trimet aluminium ag<br />

gründungsjahr<br />

1985<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

250<br />

herstellung<br />

Primäraluminium<br />

Jahresproduktion<br />

130000 Tonnen<br />

firmenzentrale<br />

Essen<br />

Das Leichtgewicht unter<br />

den Starken: Aluminium<br />

Produkte aus Aluminium erfüllen allerhöchste Anforderungen. Gering im Gewicht und zugleich hoch<br />

belastbar, einfach zu verarbeiten, vielseitig im Einsatz und dabei nachhaltig in Fertigung und Gebrauch.<br />

Der durch den Einsatz von Aluminium erreichbare geringere Kraftstoffverbrauch ist ein wesentlicher<br />

Grund für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt und im Fahrzeugbau. Das Hamburger Aluminiumwerk<br />

gehört seit 2006 <strong>zur</strong> Trimet Aluminium AG, einem Familienunternehmen mit insgesamt rund 1500 Mit-<br />

arbeitern an acht Standorten in Deutschland. Viele haben einen Hintergrund im Maschinenbau, im<br />

Bereich Chemie, oder kommen aus der Elektro- oder Hüttentechnik. Im Hamburger Aluminiumwerk der<br />

Trimet wird in 270 Elektrolysezellen, verteilt auf drei circa 600 Meter lange Hallen, Flüssigmetall erzeugt.<br />

Im Elektrolysebad<br />

entsteht Aluminium<br />

Im so genannten Bayer-Prozess wird unter Druck und Hitze aus<br />

dem Bauxiterz das Aluminiumhydroxid extra<strong>hier</strong>t, das anschließend<br />

durch Glühen zu Aluminiumoxid gebrannt wird. Dieses Aluminium-<br />

oxid ist das Ausgangsprodukt für die Aluminiumgewinnung in einer<br />

Aluminiumhütte. In Elektrolysezellen wird mit Hilfe von Gleichstrom<br />

das in einer flüssigen Kryolithschmelze gelöste Aluminiumoxid bei<br />

960 Grad Celsius elektrochemisch getrennt. Aus zwei Tonnen<br />

Aluminiumoxid wird eine Tonne reines Primäraluminium gewonnen.<br />

Aluminium lässt sich immer wieder neu verwenden. Im Gegensatz<br />

zu vielen anderen Materialien verliert Aluminium seine spezifischen<br />

Eigenschaften nicht. Zudem sind für das Recycling lediglich fünf<br />

Prozent des ursprünglichen Energieeinsatzes erforderlich – und dies<br />

bei einer Kreislaufausbeute von durchschnittlich über 95 Prozent.<br />

„<br />

Aluminium ist ein Werkstoff mit Zukunft<br />

Dipl.­Ing. André Abbe, Leiter Prozesstechnik, bei Trimet Aluminium, Werk Hamburg<br />

Sie sind nicht nur Diplom-Ingenieur sondern auch Diplom-<br />

Was fasziniert Sie an Aluminium?<br />

Wirtschaftsingenieur. Wie wichtig ist die Wirtschaftlichkeit im<br />

Das tolle an Aluminium sind die vielen Einsatzmöglichkeiten, die<br />

Produktionsprozess?<br />

Die Wirtschaftlichkeit ist bei der Aluminiumproduktion durch die<br />

auch die Eleganz des Produktes.<br />

hohen Energiekosten besonders wichtig. Wir müssen <strong>hier</strong> mit<br />

besonders spitzem Bleistift rechnen. Ein Cent mehr oder weniger<br />

pro Kilowattstunde macht in unserer Stromrechnung für den Stand-<br />

ort Hamburg circa 20 Millionen Euro aus.<br />

Die Aluminiumindustrie hat einen sehr hohen Energiebedarf – auf<br />

der anderen Seite reduziert Aluminium Gewicht und damit den<br />

Treibstoffverbrauch. Wie sieht eine ganzheitliche Betrachtung aus?<br />

Für ein Kilogramm Primäraluminium benötigen wir <strong>hier</strong> nicht mal<br />

14 Kilowattstunden und liegen somit deutlich unter dem weltweiten<br />

Durchschnitt. Dies erscheint auf den ersten Blick immer noch viel,<br />

doch diese Energie bleibt ja im Metall quasi gespeichert. Weltweit<br />

befinden sich 150 Millionen Tonnen Aluminium im Transportbereich<br />

in Verwendung. Hierdurch werden jährlich 150 Millionen Tonnen<br />

Kraftstoff eingespart. Zum Vergleich: das ist das Dreifache dessen,<br />

was in Deutschland jährlich an Kraftstoff verbraucht wird.<br />

ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, die Korrosionsfestigkeit – aber<br />

“<br />

Warum sollte ich mich als junger Mensch für Aluminium<br />

interessieren?<br />

Aluminium ist das Metall der Zukunft. Das ist der Grund, warum<br />

Trimet sich auch weiterhin für den Standort Deutschland stark<br />

macht und jungen Menschen in dieser hochmodernen Industrie<br />

eine Perspektive geben möchte. Wir laden auch herzlich dazu ein,<br />

unsere Hütte in Hamburg-Altenwerder zu besuchen.<br />

VErfAhrEnStEchnIk


Nach einem Aufenthalt in der Gießerei landet das Aluminium im Walzwerk<br />

hydro aluminium werk hamburg<br />

gründungsjahr<br />

1970<br />

Mitarbeiter in hamburg<br />

650<br />

herstellung<br />

Aluminiumband und Blech für<br />

den Automobil, Wärmetauscher,<br />

den Maschinen- und Behälterbau,<br />

Architektur sowie Vormaterial<br />

<strong>zur</strong> Folienherstellung<br />

Jahresproduktion<br />

170000 t<br />

faszination Walzwerk<br />

konzernzentrale<br />

Oslo, Norwegen<br />

„Wenn Sie einem Schüler Ihren Arbeitsplatz beschreiben wollten,<br />

was würden Sie sagen?<br />

Meine Abteilung ist die technische Schnittstelle zwischen dem<br />

Kunden, dem Vertrieb und der Produktion. Alle technischen<br />

Belange des Kunden, wie Spezifikationen und Anforderungen<br />

seines Materials, Reklamationen, aber auch die kundenbezogene<br />

Weiter- beziehungsweise Neuentwicklung von Produkten, wird<br />

durch meine Abteilung bearbeitet. Darüber hinaus sind wir in die<br />

Forschungs- und Entwicklungsprojekte der Hydro eingebunden und<br />

legen die Fertigungsprozesse in unserer Produktion fest.<br />

Wenn es zischt und raucht, dann ist man<br />

dicht an der Metallurgie dran<br />

Dr.­Ing. habil. Michael Rösner­Kuhn, Leiter Anwendungstechnik,<br />

Hydro Aluminium Werk Hamburg<br />

<strong>Wo</strong> und was sollte man studieren? Welche Schulfächer sind wichtig<br />

Was ist Metallurgie?<br />

Eben war es noch ein heißer, flüssiger, silbrig glänzender Strahl, der aus dem Elektrolysebad kam – und<br />

Sie haben für die NASA gearbeitet, was haben Sie dort gemacht?<br />

Die Metallurgie beschäftigt sich mit den Eigenschaften und den<br />

jetzt lagern riesige Barren übereinander und warten auf eine Verformungskraft, die einem Gewicht<br />

Ich war nicht direkt bei der NASA angestellt, sondern als Mis-<br />

Herstellungsprozessen der Metalle und deren Legierungen,<br />

von 4000 Tonnen entspricht. Vorgewärmt auf 500 Grad Celsius und nach circa 20 Minuten Walzzeit<br />

sionswissenschaftler über das Deutsche Zentrum für Luft- und<br />

angefangen vom Erz über die Primärerzeugung, den Veredelungsentsteht<br />

ein glänzendes 8 Millimeter dickes Band, 250 Meter lang, 1,7 Meter breit, aufgerollt zu einem<br />

Raumfahrt (DLR) an zwei Shuttle Missionen der Columbia beteiligt.<br />

und Legierungsprozess sowie die Legierungsentwicklung<br />

Coil von 2 Meter Durchmesser. Je nach Legierung und den weiteren Arbeitsgängen wie Kaltwalzen,<br />

In einem Team aus Amerikanern und Deutschen haben wir mittels<br />

und die grundlegenden Formgebungsverfahren wie Gießen,<br />

Glühungen, Längsteilen oder Abtafeln, wird das Material im Automobilbau, bei der Herstellung von<br />

eines elektromagnetischen Kraftfeldes Metallproben in Tropfen-<br />

Schmieden und Walzen.<br />

Wärmetauschern oder für architektonische Anwendungen im Baubereich eingesetzt.<br />

größe berührungslos in der Schwerelosigkeit zum<br />

“<br />

Schmelzen und<br />

Erstarren gebracht und Untersuchungen <strong>zur</strong> Oberflächenspannung,<br />

Seit 2002 gehört das Walzwerk zu Hydro Aluminium, einer weltweit operierenden Firma mit über<br />

Viskosität, Wärmekapazität und Erstarrungskinetik durchgeführt.<br />

28000 Beschäftigten im Aluminiumbereich. Hydro hat gerade in Katar damit begonnen, die größte<br />

Unbeschreiblich für mich bleibt, dass ich die Schwerelosigkeit in<br />

Aluminium-Elektrolyse der Welt zu bauen und betreibt mit einem fünfzigprozentigen Anteil in Norf<br />

über 160 Flugparabeln über dem Golf von Mexiko bei Nachfolge-<br />

(NRW) das größte Aluminium Walzwerk der Welt. Die Mitarbeiter in Hamburg sind Gießer, Walzwerker,<br />

experimenten selbst erleben durfte.<br />

mechanische und elektrische Instandhalter, Qualitätsprüfer, Arbeitsplaner, Naturwissenschaftler und<br />

natürlich Ingenieure.<br />

für Ihre Arbeit?<br />

In der Schule sind Chemie, Physik und Mathematik die wichtigsten<br />

Fächer. Besonders Chemie ist wichtig, da es am stärksten <strong>zur</strong> Ent-<br />

wicklung eines grundlegenden Stoffverständnisses beiträgt. Wenn<br />

es zischt und raucht, dann ist man schon dicht an der Metallurgie<br />

dran. Jede Form von werkstoffwissenschaftlichem Studium, aber<br />

auch ein Studium der Chemie oder der Physik kann <strong>zur</strong> Metallurgie<br />

führen. Metallurgie ist ungeheuer vielseitig und daher eines der<br />

interdisziplinärsten Fachgebiete überhaupt.<br />

VErfAhrEnStEchnIk


… und zwar Öl aus Sonnenblumenkernen, Erdnüssen oder Raps<br />

harburg-freudenberger<br />

maschinenbau gmbh<br />

gründungsjahr<br />

1855<br />

Mitarbeiter<br />

1104 weltweit<br />

tätigkeitsbereiche<br />

Schneckenpressen, Extraktions-<br />

anlagen, Raffinationsanlagen,<br />

komplette Mischsaaleinrichtungen,<br />

Innenmischer, Walzwerke,<br />

Ausformextruder, Extruder<br />

und Extrusionslinien, Reifenaufbau-<br />

maschinen, Heizpressen<br />

Diese Schnecke presst …<br />

Wie funktioniert denn das? Wie gewinnt man Öl aus Sonnenblumenkernen, Biodiesel aus Raps?<br />

Unterschiedliche Vorgänge und Verfahren sind dazu nötig. Einer der wichtigsten Schritte ist das<br />

mechanische Pressen. In Hamburg fertigt Harburg-Freudenberger Schneckenpressen und ist mit<br />

dieser Technologie weltweit führend. Hier sind CNC-Fräsen im Einsatz. Rohe Stahlstangen werden<br />

zu einer Schneckenwelle ausgefräst. Ein Vorgang, der bei großen Schneckenpressen schon mal<br />

zwei <strong>Wo</strong>chen dauern kann. Zurück zum Öl: das aufgebrochene Saatgut wird in die Presse geschüttet,<br />

durch die Rotation nach vorne geschoben, wobei zunehmende Engpässe das Öl aus dem Material<br />

pressen. Durch Seiherstäbe fließt das gewonnene Öl ab und wird anschließend weiter verarbeitet.<br />

optimierung der Schneckengeometrie<br />

Patrick Walczak, Leiter Vertrieb Speiseöltechnik,<br />

Harburg­Freudenberger<br />

„Herr Walczak, Sie arbeiten eng mit der Ölmühle zusammen.<br />

Was sind die Anforderungen des Kunden?<br />

Die Anforderungen sind sehr verschieden. Manchmal geht es um<br />

Beratung und Optimierung des Ölgewinnungsprozesses, denn der<br />

Restfettgehalt im <strong>zur</strong>ückbleibenden Presskuchen sollte möglichst<br />

klein sein. Andere Kunden erwarten eine Turn-Key-Lieferung, das<br />

heißt wir sind für die gesamte Anlage verantwortlich, von der Kon-<br />

zeption bis <strong>zur</strong> Inbetriebnahme. Dann wieder gibt es auch Kunden,<br />

die nur das Engineering und die Montage einkaufen.<br />

Wie verbessert man eine Presse?<br />

Die Schneckenpresse lässt sich verbessern, indem zum Beispiel<br />

die Geometrie der Schneckenwelle oder die Seiherstäbe verändert<br />

adm hamburg ag<br />

gründungsjahr<br />

USA 1902<br />

seit 1986 in Hamburg<br />

Chemiker und Verfahrenstechniker: erst pressen, dann verestern<br />

der Zukunft – Stichwort nachwachsender Rohstoff?<br />

“<br />

Mitarbeiter<br />

313<br />

tätigkeit<br />

ADM (Archer Daniels Midland Company)<br />

übernimmt landwirtschaftliche<br />

Produkte und stellt aus diesen<br />

Lebens- und Futtermittel<br />

sowie erneuerbare Kraftstoffe<br />

und Alternativen zu<br />

Industriechemikalien her<br />

werden. Weiteres Potential <strong>zur</strong> Verbesserung birgt die Bearbei-<br />

tungsgeschwindigkeit, die im direkten Zusammenhang mit der<br />

Antriebstechnologie steht.<br />

<strong>Wo</strong>rin liegt die Ingenieurskunst?<br />

Der Prozess der Ölgewinnung ist nicht eindeutig wissenschaftlich<br />

erklärbar. So bleibt für den Ingenieur <strong>zur</strong> Verbesserung nur die<br />

Maschine, also die Optimierung der Schneckengeometrie und die<br />

Konfiguration der Seiherstäbe.<br />

Wie wichtig ist CNC-Fräsen in Ihrem Betrieb?<br />

Sehr wichtig, denn es ist der erste Arbeitsschritt bei den Schlüssel-<br />

komponenten der Schneckenpressen.<br />

Wie wichtig sind Ihre Technologien für die Anforderungen<br />

Mit unseren Schneckenpressen wird Öl gewonnen als Voraus-<br />

setzung für die Biodieselherstellung. Außerdem werden unsere<br />

Pressen <strong>zur</strong> Entwässerung genutzt, was wiederum zu Energieein-<br />

sparungen in den betroffenen Prozessen führt.<br />

Wie kann man Schülerinnen und Schüler für <strong>Technik</strong> begeistern?<br />

Hinterfragen des Alltags, wo kommt was her, wie wird es hergestellt<br />

(wie zum Beispiel bei der Sendung mit der Maus). Praxiserfahrung,<br />

zum Beispiel eine Ölmühle besuchen.<br />

Diesel aus einer Mühle<br />

Die meisten Hamburger kennen die Firma vom Darüberhinwegfahren: Die Gebäude der Firma ADM<br />

Hamburg AG liegen direkt neben der Köhlbrandbrücke im Hamburger Hafen. Mit 313 Mitarbeitern<br />

wird <strong>hier</strong> aus pflanzlichen Rohstoffen Biodiesel gewonnen. Eine <strong>Technik</strong>, mit der <strong>hier</strong> schon seit vielen<br />

Jahren gearbeitet wird, die aber in der letzten Zeit durch die zunehmende Verknappung fossiler Roh-<br />

stoffe immer mehr gefragt ist. Der Ölanteil des Raps (circa 45 Prozent) oder anderer Ölsaaten wird<br />

durch eine Schneckenpresse gewonnen und zu Biodiesel verestert – ein Prozess, der durch Chemiker<br />

und Verfahrenstechniker begleitet wird.<br />

VErfAhrEnStEchnIk


Wie wird man Ingenieur?<br />

technische universität<br />

hamburg-harburg<br />

Studenten<br />

5000<br />

Mitarbeiter<br />

1250; davon<br />

600 wissenschaftliche Mitarbeiter<br />

Professorinnen und Professoren<br />

100<br />

„Warum engagieren Sie sich für den Nachwuchs?<br />

technik für Menschen<br />

„Wir entwickeln, erforschen und lehren <strong>Technik</strong> für den Menschen“ – das ist das Leitmotiv der Tech-<br />

nischen Universität Hamburg-Harburg. Das Ziel der Lehre an der TUHH ist es, Ingenieurinnen und<br />

Ingenieure auszubilden, die in der Lage sind, auf der Basis fachlicher und interdisziplinärer Kenntnisse<br />

weitreichende Lösungsmodelle für hohe technische Anforderungen zu entwickeln. Nur so können<br />

moderne Ingenieurinnen und Ingenieure sich adäquat auf die veränderten Bedingungen der Weltwirt-<br />

schaft vorbereiten. Die TUHH bereitet mit ihren Studienangeboten auf den globalisierten Arbeitsmarkt<br />

vor. Es werden Studiengänge in den Bereichen Bauwesen, Elektro- und Informationstechnik, Maschinen-<br />

bau, und Verfahrenstechnik mit vielen Vertiefungsrichtungen angeboten. Heute arbeiten rund<br />

100 Professorinnen und Professoren und 1150 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter (davon 500 wissen-<br />

schaftliche, inklusive der Drittmittelstellen) an der TUHH.<br />

Weil viel zu wenige Schülerinnen und Schüler für Mathematik,<br />

Informatik und Naturwissenschaften begeistert werden. Dadurch<br />

ergreifen einerseits nicht genug von ihnen Berufe dieser für das<br />

Funktionieren unsere Gesellschaft so wichtigen Sparte. Anderer-<br />

seits fehlen aber auch allen anderen anwendbare Kenntnisse<br />

dieser Fächer.<br />

Für wen ist Mathe und Physik sinnvoll?<br />

Mathematik und Physik nützen all denen,<br />

denen der Nutzen vermittelt wurde<br />

Professor Dr. <strong>Wo</strong>lfgang Mackens, Institut für numerische Simulation und<br />

verantwortlich für Schulangelegenheiten der TUHH, Initiator der <strong>NaT</strong><br />

Viele glauben, gute Kenntnisse in Mathematik und Physik seien<br />

fast nur für zukünftige Mathematik- und Physiklehrer von Nutzen.<br />

Mathematik können heute alle gut gebrauchen, die mit Computern<br />

umgehen wollen. Alle, die ein wissenschaftliches Studium absolvie-<br />

ren werden, werden dies müssen. Statistiken zeigen, das Volks- und<br />

Betriebswirte mit guten Mathematikvorkenntnissen deutlich besser<br />

abschneiden. Und wenn man später etwas mit Naturwissenschaf-<br />

ten zu tun hat, ist Physik als Bindeglied von Mathematik und Natur<br />

ganz unerlässlich.<br />

Was möchten Sie den Lehrern mit auf den Weg geben?<br />

Bitte zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern, dass sie durch<br />

Mathematik und Physik für ihr eigenes Leben stark werden. Allen<br />

Schülern! Und bitte machen Sie sich dies selbst vorher klar. Wir<br />

müssen nicht nur die ausbilden, die ein positives Verhältnis zu<br />

unseren Wissenschaften von zu Hause mitbringen. Wir müssen<br />

auch allen anderen beweisen, dass unsere Wissenschaften ihnen<br />

helfen werden, im Leben besser zu bestehen. Mathematik und<br />

Physik nützen all denen, denen der Nutzen vermittelt wurde.<br />

Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften studieren<br />

Wissenschaft macht Spaß, Anwendung noch mehr<br />

Engagement in den Zukunftsfeldern der „wachsenden Stadt“ Hamburg<br />

Life Science, IT und Medien, Luftfahrt sowie Hafen und Logistik sind Cluster der „wachsenden Stadt“<br />

Hamburg und Forschungsschwerpunkte an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften<br />

Hamburg (HAW Hamburg). Technische Studiengänge finden sich vor allem in den Fakultäten <strong>Technik</strong><br />

und Informatik sowie Life Sciences. Die HAW Hamburg vermittelt anwendungsorientiertes Wissen:<br />

Auf den Praxisbezug wird in der Lehre hoher Wert gelegt, bereits im Studium gibt es Praxisphasen,<br />

und für die Abschlussarbeit wird oft die Zusammenarbeit mit Firmen gesucht. Um den Nachwuchs küm-<br />

mert sich die Hochschule unter anderem mit dem Projekt „<strong>Technik</strong> für Kinder – Faszination Fliegen“<br />

und in zahlreichen Veranstaltungen für Lehrer und Schüler.<br />

<strong>hier</strong> werden unsere Lehrer ausgebildet<br />

An der MIN-Fakultät wird in den Disziplinen Biologie, Chemie, Geowissenschaften, Informatik,<br />

Mathematik und Physik gelehrt und geforscht. Auch unsere zukünftigen Lehrer und Lehrerinnen werden<br />

<strong>hier</strong> ausgebildet und betreut. Von insgesamt 9500 Studenten sind über 3000 für das Lehramt einge-<br />

schrieben. Die MIN-Fakultät forscht derzeit insbesondere an folgenden fachübergreifenden Themen:<br />

Klima, Umwelt, Ressourcen und Risiken, regenerative Energien, Lebenswissenschaften, Licht und Mate-<br />

rie, Nanowissenschaften sowie Information und Kommunikation. Schülerinnen und Schüler können<br />

viele Fächer der MIN-Fakultät bei einem Schnupperstudium, Ferienkurs oder Girls’ Day unverbindlich<br />

kennen lernen.<br />

hochschule für<br />

angewandte wissenschaften<br />

Studierende insgesamt<br />

12000;<br />

davon 7000 in<br />

Ingenieurstudiengängen<br />

Mitarbeiter/-innen<br />

850; davon 200<br />

wissenschaftliche<br />

Professorinnen und Professoren<br />

332<br />

universität hamburg<br />

min fakultät<br />

Studenten<br />

9500<br />

Mitarbeiter<br />

370 wissenschaftliche Mitarbeiter<br />

Professorinnen und Professoren<br />

232


0<br />

Die Initiative Naturwissenschaft & <strong>Technik</strong> wird ermöglicht durch die Unterstützung namhafter<br />

Unternehmen, Hochschulen und Verbände sowie Institutionen aus dem Großraum Hamburg.<br />

Das Projekt „Naturwissenschaftlich-technische Berufsorientierung“ wird gefördert durch:


Initiative<br />

Naturwissenschaft & <strong>Technik</strong><br />

<strong>NaT</strong> gGmbH<br />

Buckhorn 8<br />

22359 Hamburg<br />

Telefon: 040 - 609 50 212<br />

Telefax: 040 - 609 50 213<br />

www.initiative-nat.de<br />

info@initiative-nat.de<br />

Initiative<br />

Naturwissenschaft & <strong>Technik</strong>

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