Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg - Technologiestiftung Berlin

Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg - Technologiestiftung Berlin

15:35 Uhr Seite 1 REGIOVERLAG 07.05.2012 TSB Technologiestiftung Berlin Studien zu Technologie und Innovation Zu den Autoren Frank Besinger · H...

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15:35 Uhr

Seite 1

REGIOVERLAG

07.05.2012

TSB Technologiestiftung Berlin

Studien zu Technologie und Innovation

Zu den Autoren

Frank Besinger · Hanns-Jürgen Lichtfuß · Markus Röhner · Eckart Uhlmann

Dr. Frank Besinger, Studium des Maschinenbaus an der University of London (QMC), Promotion PhD an der University of Cambridge. Engagement Manager bei McKinsey, Assistent der Geschäftsleitung bei Biotronik, Partner bei Mitchell Madison Group. Seit 1999 Geschäftsführer von aideon management consultants in Berlin: Optimierung von Fertigungsabläufen, Organisation und Steuerung weltweiter Fertigungsnetzwerke, Innovations- und Wachstumsmanagement, RICH-CORE ® Slotplanung und Private Management Consulting. Prof. Dr.-Ing. Hanns-Jürgen Lichtfuß, Studium des Maschinenbaus, Fachrichtung Flugtechnik, an der TU Berlin und Promotion an der RWTH Aachen. Wiss. Mitarbeiter am Institut für Antriebstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt Köln, Technischer Direktor und Leiter des Bereichs Entwicklung der MTU Aero Engines München, 1998–2004 Vorstandsvorsitzender der TSB Technologiestiftung Berlin. Honorarprofessor an der TU München, Mitglied bei acatech und der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften. Dipl.-Ing. Markus Röhner, Studium des Maschinenbaus an der TU Dresden. Wiss. Mitarbeiter am Produktionstechnischen Zentrum PTZ, seit 2010 Abteilungsleiter Fertigungstechnologien am Fraunhofer IPK, Berlin. Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann, Studium des Maschinenbaus und Promotion an der TU Berlin. Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Oberingenieur am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin; leitende Positionen im Bereich Forschung, Entwicklung und Anwendungstechnik sowie Prokurist bei der Firmengruppe Hermes Schleifmittel, Hamburg. Seit 1997 Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) sowie des Fachgebiets Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik am IWF. Mitglied zahlreicher Gremien von Wissenschaft, Wirtschaft und Politik.

Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg

www.tsb-berlin.de ISBN 978-3-929273-80-9

Dieses Projekt der TSB Technologiestiftung Berlin wird aus Mitteln der Investitionsbank Berlin gefördert, kofinanziert von der Europäischen Union, Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung. Investition in Ihre Zukunft!

TECHNOLOGIESTIFTUNG BERLIN

Forschung · Industrie · Innovation

Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg

US_Turbo

REGIOVERLAG

TECHNOLOGIESTIFTUNG BERLIN

Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg

Studien zu Technologie und Innovation Eine Schriftenreihe der TSB Technologiestiftung Berlin herausgegeben von Christian Hammel

Frank Besinger · Hanns-Jürgen Lichtfuß Markus Röhner · Eckart Uhlmann

Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg Forschung · Industrie · Innovation

REGIOVERLAG

Herausgeber Dr. Christian Hammel TSB Technologiestiftung Berlin Fasanenstraße 85 · 10623 Berlin fon +49.30.46302-500 fax +49.30.46302-444 [email protected] www.technologiestiftung-berlin.de

REGIOVERLAG 2008 Schwedter Straße 8 / 9B · 10119 Berlin fon +49.30.443 77 015 fax +49.30.443 77 02 22 [email protected] www.regioverlagberlin.de Lektorat Übersetzung Layout Lithos und Fotosatz Druck

Dr. Peter Ring Text International GmbH, Berlin Hans Spörri typossatz GmbH Berlin DRV Erfurt

Umschlagfotos

oben: Prozessgasturbine mit eingelegtem Läufer zum Antrieb eines Kompressors (mit freundlicher Genehmigung der MAN Diesel & Turbo SE) unten links: Rolls-Royce Mechanical Test Operations Centre in Dahlewitz (© Rolls-Royce plc 2010) unten Mitte: Stapeln der Turbinenschaufeln (© Siemens Pressebild) unten rechts: Schnelllaufende Niederdruckturbine in der Montage der MTU Aero Engines (© MTU Aero Engines)

Redaktionsschluss: November 2010 © TSB / REGIOVERLAG Alle Rechte vorbehalten ISBN 978-3-929273-80-9

Inhalt

Norbert Quinkert Technologiestiftung Berlin unterstützt Kooperationen rund um Turbomaschinen

7

Zusammenfassung und gemeinsame Empfehlungen der TSB Technologiestiftung Berlin und der Autoren

9

Abstract

14

Hanns-Jürgen Lichtfuß Turbomaschinen – ein industrieller Leuchtturm der Hauptstadtregion

19

Eckart Uhlmann und Markus Röhner Turbomaschinenforschung in Berlin-Brandenburg

47

Frank Besinger Standortvorteil durch Innovation im Hochlohnland Deutschland

79

Anhang Hanns-Jürgen Lichtfuß Daten und Fakten zur Geschichte des Turbomaschinenbaus in Berlin und Brandenburg

109

Abkürzungen

153

5

Technologiestiftung Berlin unterstützt Kooperationen rund um Turbomaschinen

Die TSB Technologiestiftung Berlin analysiert seit ihrer Gründung im Jahr 1994 Berlin-Brandenburger Kompetenzen und Aktivitäten in ausgewählten Technologiefeldern. Die Ergebnisse werden, verbunden mit Handlungsempfehlungen an die Akteure, veröffentlicht. Sie sind dadurch jedem Interessierten zugänglich. Die TSB leistet auf diese Weise einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Technologie- und Innovationskompetenzen der Hauptstadtregion. Die Ergebnisse und Empfehlungen der TSB-Studien gehen regelmäßig in die Innovationsstrategien der beiden Länder ein. Sie geben auch Anregungen zur Entwicklung neuer regionaler Forschungsverbünde zwischen Wissenschaft und Industrie, aus denen die neuen Produkte, Verfahren und Dienstleistungen entstehen, von denen die Region in Zukunft leben will. Im Mai 2008 erschien in dieser Reihe die Studie ›Das Technologiefeld Energie in Berlin-Brandenburg‹ von Sebastian Vogel. Sie zeigte erhebliche Kompetenzen sowohl in der Forschung als auch in der Industrie, wies aber auch darauf hin, dass noch erkennbares Potenzial besteht, um regionale Fühlungsvorteile zwischen Industrie und Forschung stärker zu nutzen. Diese Ergebnisse wurden von Wirtschaft, Wissenschaft und Politik schnell aufgegriffen: Bereits im Jahr 2009 wurde die Energietechnik als 6. Kompetenzfeld Berlins beschlossen – mit der Konsequenz, dass Öffentliche Hand und Intermediäre wie TSB, Kammern und Verbände begonnen haben, gemeinsam mit den Akteuren aus Wirtschaft und Wissenschaft eine regionale Entwicklungsstrategie für dieses Technologiefeld zu formulieren. Die vorliegende Studie greift mit einer Detailuntersuchung zu Kooperationspotenzialen und regionalen Wachstumschancen bei Bau und Wartung von Turbomaschinen ein Thema auf, das für die Energietechnik wie für die, ebenfalls zu den Berliner Kompetenzfeldern gehörenden, Luftfahrtantriebe gleichermaßen relevant ist. Die Studie zeigt Kooperationspotenziale und Innovationskompetenzen der Region rund um Turbomaschinen. Sie macht konkrete Vorschläge, wie der Kooperationsgrad zwischen der Wissenschaft und den regionaltypisch oft sehr kleinen Unternehmen aus den Zulieferbranchen mit den in internationalen Konzernstrukturen tätigen Werken von insgesamt fünf großen Turbomaschinenherstellern nachhaltig erhöht werden kann. Wir hoffen, dass möglichst viele Entscheidungsträger die Handlungsempfehlungen aufgreifen und wir dadurch einen Beitrag zur Weiterentwicklung der regionalen Innovationskompetenzen leisten konnten. Optimistisch stimmt uns, dass parallel zum Abschluss der Arbeiten an der Studie bereits erste Aktivitäten erkennbar sind: Die Politik hat mit dem Masterplan Industrie neue Aktivitäten 7

zur besseren Positionierung Berlins als Industriestandort eingeleitet. Gleichzeitig beginnt die Turbomaschinenbranche, angestoßen durch einen von der TSB initiierten Gesprächskreis, ein Bewusstsein als regionale Kraft zu entwickeln. Norbert Quinkert Vorstandsvorsitzender TSB Technologiestiftung Berlin

Zusammenfassung und gemeinsame Handlungsempfehlungen der TSB Technologiestiftung Berlin und der Autoren

Im vorliegenden dritten Band der TSB-Schriftenreihe ›Studien zu Technologie und Innovation‹ setzen sich Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft mit der Bedeutung und den Entwicklungschancen des Turbomaschinenbaus in der Region Berlin-Brandenburg auseinander. Dabei sollen insbesondere Erkenntnisse darüber gewonnen werden, inwieweit eine stärkere Vernetzung von Unternehmen und Forschungseinrichtungen möglich ist, und ob Turbomaschinen einen erfolgversprechenden Ansatz für die Intensivierung der innovationsorientierten Industriepolitik in Berlin-Brandenburg darstellen. Um es vorwegzunehmen: Autoren und TSB Technologiestiftung Berlin kommen gemeinsam zu dem Schluss, dass die Gründung einer ›TurbomaschinenInitiative Berlin-Brandenburg‹ geeignet ist, die Forschung auf dem Gebiet der Turbomaschinen zu stärken, die regionale Industrie auch über die fünf großen Unternehmen hinaus zu beleben und das Image der Hauptstadtregion als Industriestandort zu verbessern. Berlin-Brandenburg verfügt über die größte Dichte an Turbomaschinenherstellern in Europa: Im Umkreis von weniger als 30 km unterhalten fünf international tätige Unternehmen große Betriebsstätten, in denen Turbomaschinen gebaut und gewartet werden. Schwerpunkte des Tätigkeitsspektrums sind Gasturbinen (Flugzeugtriebwerke und stationäre Turbinen für die Energiewirtschaft) sowie die technologisch verwandten Turbokompressoren. Die ›Big Five‹, Alstom Power Service, MAN Diesel & Turbo, MTU Maintenance, Rolls-Royce und Siemens Sector Energy beschäftigen etwa 6.600 zu einem großen Teil hoch qualifizierte Arbeitskräfte und erzielen einen Umsatz von schätzungsweise 1,6 Mrd. Euro jährlich. Allein aus der Region werden Vorleistungen im Umfang von rund 200 Mio. Euro bezogen, deren Erzeugung mindestens 2.000 weitere Arbeitsplätze absichert. Die fünf Unternehmen sind auf weltweit wachsenden Märkten tätig, investieren durchweg kräftig in den Berliner Standort und befinden sich derzeit auf einem ansteigenden Beschäftigungstrend. Auf der Seite der öffentlichen Forschung fällt die Bilanz ähnlich positiv aus: Innerhalb der Region arbeiten mindestens zwölf Einrichtungen, darunter zwei Technische Universitäten, zwei Fraunhofer Institute und sechs (Fach-) Hochschulen an Turbomaschinen-relevanten Themen. Dabei decken sich die Kompetenzschwerpunkte – Fertigung, Wartung, Reparatur und Überholung von Turbomaschinen – weitgehend mit den Arbeitsschwerpunkten der regionalen Industrie. Aus der Übereinstimmung von Forschungs- und Entwicklungsthemen einerseits und industriellen Tätigkeitsfeldern andererseits ergibt sich ein erhebliches 9

Synergiepotenzial, das zur Intensivierung der angewandten Forschung und zur Verbesserung der industriellen Wettbewerbsposition durch Zusammenarbeit genutzt werden sollte. Dies gilt umso mehr, als zur längerfristigen Erhaltung der Arbeitsplätze vor Ort mehr Innovationen und möglicherweise auch neue Geschäftsmodelle – inbesondere im Service – gefragt sind. Erste Aktivitäten der Beteiligten und der Landesregierungen innerhalb der letzten zwölf Monate bestärken die Autoren und die TSB in der Einschätzung, dass eine Intensivierung der Kooperation erfolgreich sein kann: ■ Mit der Einwerbung eines Innovationsclusters der Fraunhofer-Gesellschaft durch zwei Fraunhofer-Institute unter Beteiligung der Technischen Universitäten Berlin und Cottbus sowie aller fünf Turbomaschinenhersteller ist es gelungen, einen großen Forschungsverbund zu etablieren, der über bilaterale Kooperationen deutlich hinausgeht. ■ Aus der Triebwerksinitiative der Berlin Brandenburg Aerospace Alliance e. V. (BBAA) heraus ist ein neues, gemeinschaftlich von KMU gegründetes Zulieferunternehmen entstanden. Dieses Unternehmen ist ein deutlicher Beleg für das Potenzial der Turbomaschinenbranche, regionale KMU als Zulieferer und Dienstleister zu entwickeln und ihnen den Eintritt in neue Märkte zu ermöglichen. ■ Die Berliner Landesregierung ist bestrebt, Berlin als innovativen Standort für die Industrie zu etablieren und hat mit dem ›Masterplan Industrie‹ erste Schritte unternommen, um diese Strategie umzusetzen. ■ Ein von der TSB Technologiestiftung Berlin initiierter Gesprächskreis von Forschern und Unternehmensvertretern aus dem Turbomaschinenbereich hat zu einem gemeinsamen ›Mission Statement‹ geführt, das von den Landesregierungen Berlins und Brandenburgs mit getragen wird. Dieses Papier zeigt, dass die in der Hauptstadtregion angesiedelten Werke nicht zuletzt mit Blick auf ihre Position im Konzern-internen Wettbewerb zunehmend daran interessiert sind, den Standort zu stärken. Aus den Untersuchungen der Autoren ergibt sich ein spezifisches StärkenSchwächen-Profil des Turbomaschinenbereichs in Berlin-Brandenburg, aus dem sich Entwicklungspotenziale und Handlungserfordernisse ableiten lassen:

10

Bereich

Wissenschaft

Stärken

Schwächen

Mindestens zwölf Einrichtungen, darunter zwei Technische Universitäten, zwei Fraunhofer Institute und sechs (Fach-)Hochschulen arbeiten an Turbomaschinen-relevanten Themen

Die generelle Erkenntnislücke auf dem Gebiet der Strukturmechanik und der Wechselwirkungen der Struktur mit den Eigenschaften der Werkstoffe besteht auch in der Region

Die Kompetenzschwerpunkte Fertigung, Wartung, Reparatur und Überholung von Turbomaschinen entsprechen zunehmend dem Tätigkeitsprofil der regionalen Industrie

Die Forschungsgebiete Thermodynamik und Aerodynamik an Gasturbinen sind vergleichsweise schwach vertreten

Entwicklungspotenzial/ Handlungserfordernisse Ausbau von Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) als zentrales Forschungsthema Erweiterung der Forschungskompetenz durch Heranführung weiterer bereits vorhandener Disziplinen an die FuE-Themen der Turbomaschinenhersteller Einbindung der Fachhochschulen in die Entwicklungsstrategien

Universitäten und Fachhochschulen bilden eine große Zahl von Fachkräften aus Industrie

Größte Herstellerdichte in Europa Alle Arten von Turbomaschinen außer Wasserturbinen

Geringe Präsenz von Unternehmenszentralen sowie FuE-Zentralen

Mehr Innovationen durch Steigerung der Kooperation zwischen KMU und den ›Big Five‹

Zulieferkompetenz vor allem in kleinen Unternehmen

Verstärkte Nutzung der Zulieferkompetenz

Fertigungs- und servicenahe Forschung und Entwicklung in den Werken

Transparente Präsentation der Werke und Prozesse, um KMU und Wissenschaft mit dem FuE-Bedarf vertraut zu machen

Viele Zulieferer bei Vorrichtungsbau, Mess- und Regelgerätebau sowie hoch spezialisierten Dienstleistungen

Entwicklung eines gemeinsamen regionalen Branchenbewusstseins Nutzung der MRO-Kompetenz, um mehr Aktivitäten der Konzerne in die Region zu holen

Märkte

Unternehmen sind auf weltweit wachsenden Märkten tätig Neben Gasturbinen haben die Unternehmen Kompetenzen bei Carbon Capture and Storage (CCS), Kernkraft, Solarthermie und anderen Wärme-KraftUmwandlungen

11

Verstärkter Wettbewerb mit Standorten in Schwellenländern

Innovation ist der Schlüsselfaktor, um im Wettbewerb zu bestehen Berlin-Brandenburg bietet viel Innovations-Know-how in Wissenschaft und KMU, das gezielt erschlossen werden kann

Bereich

Innovationen

Stärken

Forschungs-Know-how bei den Schlüsselthemen ›Neue Fertigungs- und Serviceprozesse‹ Flughafen BBI als Innovationsmotor im Servicebereich

Schwächen

FuE-Entscheidungen werden überwiegend an anderen Standorten gefällt Im Gegensatz zu konkurrierenden Standorten hat die Region kein spezifisches Technologie- oder Branchenprofil

Know-how für weitere Schlüsseltechnologien auch bei Zulieferern (etwa Beschichtung, Mobile Leittechnik und Logistiksoftware) Kooperationen und Netzwerke

Bilaterale Kooperationen zwischen Turbomaschinenherstellern und Forschungseinrichtungen bestehen und werden gepflegt Die Fraunhofer-Institute IPK und IZM konnten das FraunhoferInnovationscluster ›Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr‹ in die Region bringen, an dem alle fünf großen Turbomaschinenhersteller auch finanziell beteiligt sind Die Berlin-Brandenburg Aerospace Alliance e. V. (BBAA) unterhält eine Triebwerksinitiative, die KMU als Zulieferer qualifiziert. Etwa 20 beteiligte Firmen haben das Gemeinschaftsunternehmen BBAT als neuen Zulieferer gegründet Einige Turbomaschinenfirmen sind Mitglieder des GA-geförderten Netzwerks der Metallverarbeitung Ein 2010 von der TSB-GmbH angestoßener Gesprächskreis von Herstellern und Forschungseinrichtungen wurde positiv aufgenommen: Gemeinsames ›Mission-Statement‹ zu Standortentwicklung und Gemeinschaftsaktivitäten

12

Vom MRO-Cluster abgesehen fehlen größere Forschungsverbünde und gemeinsame regionale ›Leuchtturmprojekte‹ im Bereich von FuE Gemeinschaftsaktivitäten der Großkonzerne dürfen nicht mit dem Kartellrecht in Konflikt kommen. Dies ist jedoch durch eine hohe Transparenz sowie durch Konzentration auf vorwettbewerbliche Forschung in den Griff zu bekommen Die Bereitschaft der Industrie, sich auch finanziell für die Standortentwicklung zu engagieren, sollte nicht überschätzt werden. Für Aktivitäten, die in konkrete FuE-Projekte münden, ist die Bereitschaft höher

Entwicklungspotenzial/ Handlungserfordernisse Ausschöpfung des Kooperationsund Synergiepotenzials Gezielte Nutzung der Anziehungskraft der Region auf ›kreative Köpfe‹ Aufbau regionaler TechnologieUSP (z. B. in MRO), auch durch Gründung von Gemeinschaftsunternehmen oder Ansiedlung ergänzender Zulieferer Turbomaschinen-Initiative mit zwei Hauptaufgaben: Entwicklung großer gemeinschaftlicher FuE-Projekte einschließlich der Akquisition von EU-Mitteln und Bundesmitteln sowie Verbesserung des Standortimages bei den Konzernzentralen MRO-Cluster und Triebwerksinitiative können Ansatzpunkte und wesentliche Elemente einer Turbomaschinen-Initiative sein Start von Netzwerkaktivitäten, die es KMU und Wissenschaft erleichtern, Zugang zu den ›Big Five‹ zu bekommen

Bereich

Standortimage

Stärken

Schwächen

Entwicklungspotenzial/ Handlungserfordernisse

Die fast hundertjährige Geschichte des Turbomaschinenbaus in der Region

Vielfach schlechtes Image des Industriestandorts bei Konzernzentralen

Der ›Masterplan Industrie‹ als erster Schritt zur Verbesserung des Standortimages

Das breit gefächerte Branchenspektrum verdeckt die Bedeutung der Turbomaschinenbranche

Positionierung von BerlinBrandenburg als MRO-Region

Zumindest in Fachkreisen hat sich Berlin durch seine Konzentration auf sechs Kompetenzfelder inzwischen ein Image als Standort von Spitzentechnologien erarbeitet

Ingenieur- und naturwissenschaftliche Kompetenz wird nicht genügend wahrgenommen

Gezielte Imageverbesserung bei den Leitungsebenen der Konzernzentralen

Das Image Berlins zieht junge Kreative und Dienstleister an, vernachlässigt aber die Chancen für Fachkräfte anderer Altersklassen und Berufe

Nutzung der Geschichte des Turbomaschinenbaus in der Region als ›Story‹

Christian Hammel TSB Technologiestiftung Berlin

13

Präsentation von Turbomaschinen als wesentlicher Bestandteil einer Industriekampagne

Summary and joint recommendations of the TSB Technologiestiftung Berlin (TSB Technology Foundation Berlin) and the authors

In this third volume in the TSB series “Studies on Technology and Innovation”, experts from the academic and business communities deal with the importance and development potential of turbine engine manufacturing in the Berlin-Brandenburg area. The idea is to gain insight into the potential for stronger networking between companies and research institutions, and determine whether turbine engines offer a promising approach to intensifying the innovation-orientated industrial policies in Berlin-Brandenburg. To start with, the authors and the TSB Technology Foundation Berlin arrived at the conclusion that the creation of a “Turbine Engine Initiative BerlinBrandenburg” would likely strengthen research in the field of turbine engines. At the same time, it would revitalize the regional industry beyond the five major companies currently located here and improve the image of metropolitan Berlin as an industrial location. Berlin-Brandenburg has the highest concentration of turbine engine manufacturers in Europe. Within a radius of less than 30 km, five international companies operate large facilities in which turbine engines are manufactured and maintained. The focus of these operations is on gas turbines (aircraft engines and stationary turbines for the energy sector) and technologically related turbo compressors. The “Big Five”, ALSTOM Power Service, MAN Diesel & Turbo, MTU Maintenance, Rolls Royce and Siemens Energy Sector have a total workforce of around 6,300, mostly highly-skilled employees, and annual sales of around EUR 1.6 billion. Preliminary engineering and pre-production work in the region is valued at around EUR 200 million and secures at least 2,000 additional jobs. These five companies operate in rapidly growing worldwide markets, consistently invest significant amounts in Berlin as a business location, and are currently hiring more employees. The balance is similarly positive when it comes to public-sector research. At least twelve organizations in the region, including two technical universities, two Fraunhofer Institutes and six technical colleges (polytechnics), work in turbine engine-related disciplines. The focus of expertise – turbine engine manufacturing, maintenance, repair and overhaul – largely coincides with the key activities of the regional industry. The congruence of research and development on one side, and fields of industrial activity on the other, results in a significant synergy potential that should be used for intensifying applied research and improving industrial competitiveness through joint ventures. This is made even more important in view

14

of the fact that securing long-term jobs in the region requires more innovation and potentially new business models – particularly in the service industry. Within the last twelve months, the preliminary activities of the organizations and state governments confirm the viewpoint of the authors and the TSB that intensifying cooperation can lead to success: ■ The acquisition of a Fraunhofer Society innovation cluster by two Fraunhofer Institutes in cooperation with the technical universities in Berlin and Cottbus, along with all five turbine engine manufacturers, led to the establishment of a large research network that goes far beyond bilateral cooperation ■ Based on a jet engine initiative supported by the Berlin Brandenburg Aerospace Alliance e. V. (BBAA), a new supply company jointly developed by SMEs was established. This company clearly demonstrates the turbine engine industry’s potential to support regional SMEs as suppliers and help them enter new markets ■ The Berlin state government is committed to establishing Berlin as an innovative industrial location and has already taken steps to implementing this strategy within the framework of the “Master Plan for Industry” ■ Initiated by the TSB Technology Foundation Berlin, a discussion group made up of researchers and business representatives from the turbine engine sector developed a common mission statement that is supported by the state governments of Berlin and Brandenburg. This document shows that the factories in metropolitan Berlin, in respect to their position in internal corporate competition, are increasingly interested in strengthening the business location. The authors’ investigations resulted in a specific profile of strengths and weaknesses in the turbine engine sector in Berlin-Brandenburg. This information can be used to derive development potential and needs for action.

15

Area

Strengths

Weaknesses

Development potential/needs

Research

At least twelve organizations, including two technical universities, two Fraunhofer Institutes and six technical colleges (polytechnics), work in turbine engine-related disciplines

A knowledge gap in the field of structural mechanics and the interactions of the structure with the material properties can also be found in the region

Expansion of maintenance, repair and overhaul (MRO) as a key research field

The focus of expertise – turbine engine manufacturing, maintenance, repair and overhaul – increasingly coincides with the activity profile of the regional industry

Research in gas turbine thermodynamics and aerodynamics is relatively uncommon

Build up research expertise by linking other disciplines to the R & D focus of turbine engine manufacturers Involvement of universities/polytechnics in development strategies

Universities and colleges train large numbers of skilled professionals Industry

Highest concentration of turbine manufacturers in Europe

Limited presence of corporate headquarters and R & D centres

More innovation by increasing cooperation between SMEs and the “Big Five”

All types of turbines except for hydro turbines

Supplier expertise is primarily concentrated in small companies

Further implementation of supplier expertise

R & D in close proximity to manufacturing and services in production facilities

Open presentation of production facilities and processes in order to familiarize the research community and SMEs with R & D needs

Large number of machinery, measuring/ control equipment suppliers, and highly specialized service providers

Development of a shared, regional industry awareness Use MRO expertise to bring more corporate activities to the region

Markets

Local companies are active in rapidly growing global markets In addition to gas turbines, the companies have expertise in carbon capture and storage (CCS), nuclear power, solar and other heat/power conversions

16

Increasing competition with industrial sites in emerging markets

Innovation is the key to survival in the face of competition Research centres and SMEs in Berlin-Brandenburg offer significant innovation know-how outside of the factories; this can be specifically developed

Area

Strengths

Weaknesses

Development potential/needs

Innovation

Research know-how in key disciplines focusing on new manufacturing and service processes

R & D decisions are generally taken at other sites

Full utilization of joint venture/synergy potentials

Unlike competing sites, the region has no specific technology/industry profile

Targeted use of the region’s ability to attract “creative minds”

BBI Airport as a driver of innovation in the service sector

Establishment of a regional technology USP (e.g. MRO) by setting up joint ventures and bringing in mutually enhancing supply companies

Suppliers have expertise in other key technologies (incl. coating, mobile control technology, logistics software) Joint ventures and networks

Bilateral cooperation between turbine engine manufacturers and research institutions already exist and are being promoted

Apart from MRO clusters, there are no significant R & D alliances or joint regional “flagship projects”

The Fraunhofer Institutes IPK and IZM managed to establish the Fraunhofer innovation cluster “Maintenance, Repair and Overhaul in Energy and Transport” in the region with financial support from all five major turbine manufacturers

Community activities supported by major corporations must not come into conflict with antitrust laws. However, this can be managed through high transparency and by focusing on pre-competitive research

The Berlin-Brandenburg Aerospace Alliance e. V. (BBAA) manages a jet engine initiative that trains SMEs as suppliers. Some 20 participating companies have formed the BBAT joint venture as a new supply company Some turbine engine companies are members of the GA-supported metalworking network A discussion group of manufacturers and research institutions initiated in 2010 by TSB GmbH has been well received, leading to a joint mission statement focusing on development of the industrial location and community activities

17

The willingness of industry to become financially committed to local development should not be overestimated. The propensity is higher for activities that lead to specific R & D projects

Turbine engine initiative with two main tasks: Develop large community R & D projects and obtain EU and federal funds, Improve the region’s image as a business location in the eyes of corporate executives MRO clusters and jet engine initiatives can serve as a basis and essential elements of a turbine engine initiative Launch networking activities that will make it easier for SMEs and researchers to gain access to the “Big Five” companies

Area

Strengths

Weaknesses

Development potential/needs

Location image

Turbine manufacturing in the region has a nearly century-old tradition

The image of the industrial site is often weak in the eyes of corporate executives

Presentation of turbine engines as an integral part of an industry campaign

The rediscovery of Berlin as a location for industry and the "Master Plan for Industry" represent the first steps to improving the image of the location

The wide range of industries covered obscures the importance of the turbine engine sector

By focusing on six areas of expertise, Berlin has, at least in professional circles, established its image as a location for cuttingedge technologies

Christian Hammel TSB Technology Foundation Berlin

18

Engineering and scientific expertise is not adequately perceived Berlin's image attracts young creatives and service providers, but does not adequately focus on opportunities for skilled specialists in other age groups and professions

Positioning of Berlin-Brandenburg as an MRO region Targeted image improvement in the eyes of corporate executives Use the region’s turbine engine tradition as part of a "Story"

Turbomaschinen – ein industrieller Leuchtturm der Hauptstadtregion Hanns-Jürgen Lichtfuß

1

Zusammenfassung

20

2 2.1 2.2 2.3

Technologie von Verbrennungskraftmaschinen Gasturbinen Dampfturbinen Kombinations-Kraftwerke (GuD Gas- und Dampfkraftwerke)

24 24 29 29

3

Chancen und Voraussetzungen einer Turbomaschinen-Initiative 3.1 Ausgangslage 3.2 Fragestellung und Untersuchungsansatz 3.3 Ergebnisse der Gespräche 3.3.1 Unternehmen 3.3.2 Forschungseinrichtungen 3.4 Schlussfolgerungen

30 30 31 35 35 39 41

Anmerkung

44

Literatur

45

1

Zusammenfassung

Wenn man die vorliegende Aufgabenstellung auf die einfache Frage verkürzt ›Macht es einen wirtschaftlichen Sinn, die fünf regionalen Turbomaschinenfirmen zur Zusammenarbeit zu stimulieren?‹, so gibt es nur eine Antwort: ›Ja‹. Nichts macht diese Behauptung deutlicher als die Aussage eines regionalen Werksleiters ›Wann immer ich eine neue Tätigkeit nach Berlin holen will, bekomme ich die bezeichnende Antwort: Berlin ist doch kein Industriestandort‹. Diese Aussage muss sehr ernst genommen werden, sie deckt sich mit vielen anderen Beispielen und persönlichen Erfahrungen. Trotz der durchaus noch vorhandenen Industrie und der großen historischen Bedeutung wird der Industriestandort Berlin-Brandenburg außerhalb der Hauptstadtregion zu wenig wahrgenommen. Verstärkt wird dieses allgemeine Empfinden durch die Überbetonung des Dienstleistungsgewerbes durch die Politik. Erst in letzter Zeit beginnt man, die Industrie als wichtigen und notwendigen Zweig der wirtschaftlichen Entwicklung wieder zu entdecken und dies auch nach außen zu dokumentieren. Der gerade vorgelegte Masterplan ›Industriestadt Berlin 2010 – 2020‹ 1 ist ein sichtbares Zeichen, und auch die Imagekampagne des Regierenden Bürgermeisters 2 zielt in diese Richtung. Die Turbomaschinenindustrie bietet sich als industrielles Aushängeschild und entwicklungsfähiger Industriebereich hervorragend an. Rund 6.600 Mitarbeiter und ein Jahresumsatz von etwa 1,6 Mrd. Euro zeigen seine Bedeutung. Dies gilt auch im Vergleich zu anderen deutschen Standorten wie München (MTU), Ruhrgebiet (Siemens, MAN Turbo), Mannheim (Alstom), Nürnberg/Erlangen (Siemens und MAN Turbo) und europäischen Standorten wie Derby (RR), Paris (SNECMA), Turin (Avio ehem. FIAT Avio). Hinzu kommen gute Wachtsumschancen – im Luftfahrtbereich (MTU BB und RR D) sind jährliche Wachstumsraten von fünf Prozent, also grob eine Verdoppelung in 20 Jahren, prognostiziert, im Energiebereich (Alstom Service, MAN Turbo, Siemens) werden ähnlich hohe Wachstumsraten erwartet. Neben den Großen finden sich in der Region noch einige kleinere und mittlere Firmen, vor allem im Klimabereich. So eindeutig die getroffene Aussage ist; man muss sich auch der Schwächen der Region bewusst sein. Mit Ausnahme von Rolls-Royce, deren deutscher Hauptsitz sich hier befindet, sind alle anderen Werke mehr oder minder Fertigungsstandorte ohne eigene Entwicklungsabteilung. Dies führt, wie eigentlich zu erwarten war, dazu, dass die außerhalb der Region ansässigen Konzernleitungen relativ wenig Interesse an lokalen Aktivitäten haben. Anders sieht es dagegen bei den Standortleitern aus, die sich durchweg sehr interessiert an einer regionalen Verstärkung, und auch an einer verstärkten Zusammenarbeit mit der Wissenschaft zeigen. 20

1 Industriestadt Berlin, Masterplan Industriestadt Berlin 2010 – 2020 der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Frauen, Juni 2010. http://www.berlin.de/imperia/md/ content/sen-wirtschaft/industrie/ masterplan_industrie_100622_web. pdf?download.html 2 Mortsiefer, Henrik: Wowereit macht den Kennedy, Tagesspiegel: 7. 9. 2010.

3 Höcker, H. (November 2008): Materialwissenschaft und Werkstofftechnik in Deutschland – Empfehlungen zur Profilierung, Lehre und Forschung, Stuttgart: acatech – Fraunhofer IRB Verlag.

Bei den Gesprächen mit ausgewählten Institutsleitern der TU Berlin, der BTU Cottbus und der DLR stellt sich heraus, dass bereits einige Kooperationen bestehen. Bei Siemens und MAN Turbo ist es die Zusammenarbeit mit dem PTZ Produktionstechnisches Zentrum (TU B und IPK) in Fragen der Fertigung und der Fertigungsabläufe. Außerdem gibt es eine Zusammenarbeit von RR D und der MTU Entwicklung in München mit der Abteilung Akustik des DLR Instituts für Antriebstechnik, von aerodynamischen Lehrstühlen der TU Berlin und der BTU mit RR D. Besonders erwähnenswert ist die Einrichtung des ersten deutschen UTC (University Technology Centre) von RR an der BTU. Auch an den Triebwerkslehrstühlen der TU B und der BTU laufen mehrere Projekte mit RR. Bedeutsam erscheint mir noch ein bereits länger laufender SFB an der TU B zur Untersuchung instationärer aerodynamischer Effekte. Hier fällt vor allem die Federführung durch einen Regelungstechniker ins Auge. In diesem SFB gibt es auch eine Zusammenarbeit mit RR D. Es fällt auf, dass es immer die gleichen Personen sind, die eine Zusammenarbeit mit der Industrie und auch untereinander suchen. Bei diesen stößt eine Aktivierung des Turbomaschinenbereichs auf offene Ohren und eine breite Zustimmung. Aus Gründen der zur Verfügung stehenden Zeit wird mit den Fachhochschulen im Rahmen dieser Untersuchung nicht gesprochen. Hier bestehen aber durchaus mit einigen Professoren Kontakte, und es werden auch gemeinsame Projekte durchgeführt. Wenn es zu einer Verstärkung der Turbomaschinenaktivitäten kommt, ist eine weitergehende Zusammenarbeit mit den intressierten Fachhochschul-Professoren selbstverständlich und auch zu erwarten. Auf Grund der regionalen Gegebenheiten in den Firmenstrukturen kann davon ausgegangen werden, dass Forschungsthemen der örtlichen Werke (immer mit Ausnahme von Rolls-Royce) sich in hohem Maße auf Fertigungsund Reparaturthemen konzentrieren. Dabei sind Messtechnik, soweit sie die Fertigung betrifft, Qualitätsfragen, Logistik und Ablauffragen natürlich Teil der Fragestellung. Geht man einen Schritt weiter und betrachtet die deutsche Forschungslandschaft und die Bedürfnisse der Industrie, so scheint es eine große Lücke auf dem Gebiet der Strukturmechanik und der Wechselwirkung der Struktur mit den Eigenschaften der Werkstoffe 3, der Wärme, der Aerodynamik und der Akustik zu geben. Diese interdisziplinäre Fragestellung, gekoppelt mit der Betrachtung der Gesamtsysteme, von Lebensdauerberechnung und -messung, Lebenszyklen-Kosten und Regelung könnte ein langfristiges gemeinsames Schwerpunktthema für die Forschung der TU Berlin und der BTU Cottbus bilden. Die vielfältigen mathematischen und informationstechnischen Kompetenzen der Universitäten bilden eine zusätzliche, hervorragende Basis. Natürlich müssen auch die Entwicklungsabteilungen der Turbomaschinenhersteller eingebunden werden, da die grundlegenden Themen nur mit ihnen zu stemmen sind. Eine Warnung muss noch ausgesprochen werden: Besonders in Brandenburg gibt es bei einigen Wissenschaftlern und Unternehmen das Gefühl der Übersättigung mit Netzwerkaktivitäten auf diversen, sich oft überlappenden 21

Gebieten. Dieser Hinweis muss dazu führen, dass eine Turbomaschinen-Initiative nicht parallel zu und unabhängig von existierenden Aktivitäten eingerichtet wird. Alles, was erfolgreich auf diesem Gebiet läuft oder zu laufen beginnt, muss dagegen eng eingebunden werden, und es muss ein klares GesamtKonzept gesucht werden, das den Wissenschaftlern, aber auch der Wirtschaft stringent und zielgerichtet erscheint. Betrachtet man existierende Aktivitäten in der Region, so muss zu allererst auf das Fraunhofer-Innovationscluster ›Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr‹, kurz MRO-Cluster, hingewiesen werden. Obwohl dieses Projekt ursprünglich unter einer anderen Zielstellung angedacht war, ist die Wahl des Themas unter den genannten Prämissen geradezu ideal für die vorhandene Firmenstruktur. Die fünf hier vor allem betrachteten Turbomaschinenhersteller haben sich bereits durch letters of intent zur Durchführung konkreter Projekte verpflichtet. Eine weitere beachtenswerte Aktivität existiert unter dem Dach der BBAA (Berlin Brandenburg Aerospace Allianz e. V.). Hier haben sich ca. 50 regionale KMU zu einer Triebwerksinitiative zusammengeschlossen, die das Ziel hat, die Teilnehmer als Zulieferer für RR D und MTU BB zu entwickeln. Erwähnenswert erscheint es, dass ca. 20 Firmen in der Zwischenzeit bereits eine neue Firma, die BBAT in Wildau, als Gesellschafter gegründet haben. In dieser Firma werden Maschinen beschafft, die für jede einzelne Firma zu kostspielig und auch nicht auszulasten sind. Darüber hinaus wird das Zusammenspiel mit RR und MTU erleichtert, da diese nicht mehr mit 20 Firmen Verträge schließen müssen, sondern nur noch mit einer. Wesentliches Ziel einer neuen Turbomaschinen-Initiative muss es sein, die beiden existierenden Aktivitäten, MRO-Projekt und BBAA Triebwerksinitiative, in die Strategie einzubinden. Aber auch nach außen ist ein gemeinsamer Auftritt zu gestalten – einmal, um verstärkende Wirkung zu erzielen, zum anderen, um Verwirrung und Verunsicherung zu vermeiden. Da davon auszugehen ist, dass die BBAA Triebwerksinitiative unter dem Mantel BBAA bestehen bleiben will, ist eine möglichst enge Zusammenarbeit anzustreben. Dabei sollte erreicht werden, dass die KMU auch die stationären Gasturbinenbauer stärker als Kunden beziehungsweise Kooperationspartner ansehen. Darüber hinaus könnte eine Verstärkung des Managements Interesse wecken, da dies bisher von einer einzigen Person als Teilzeitaktivität betrieben wird. Wie eine Verkopplung mit dem MRO-Projekt erfolgen kann, hängt im Wesentlichen vom Verständnis der jeweiligen Akteure ab. Das Spektrum der Möglichkeiten reicht von Doppelfunktionen bis zur Delegation. Auf jeden Fall sollte die Forschung sich mehr auf die eigentliche Wissenschaft und die Generierung neuer Wissenschaftsprojekte konzentrieren, während die ›Netzwerkinitiative‹ mehr die Management- und Kommunikationsaktivitäten sowie Hilfestellung beim Einwerben von Fördermitteln und die politische Einbindung übernehmen muss. 22

Es ist darauf zu achten, dass eine Turbomaschinen-Initiative von allen Akteuren als neutral angesehen wird. Wichtig ist eine intensive Verkopplung und ein klar abgestimmter gemeinsamer Außenauftritt aller Beteiligten. Der Vorteil für die Turbomaschinen-Initiative liegt in der Chance, von Anfang an konkrete Projekte mit den Firmen vorzufinden, und konkrete Projekte sind immer das Hauptziel von Industriefirmen. Für das MRO-Projekt besteht die Möglichkeit einer deutlichen Verstärkung, die Konzentration auf die Wissenschaft und das Vorbereiten neuer Projekte. Es besteht also eine klare win-win-Situation. Bei der Ausstattung und damit den Kosten sind zwei Dinge wesentlich. Erstens muss die Aktivität eine kritische Grenze überschreiten, um das Ziel einer Stärkung der Industrielandschaft zu erreichen. Ich sehe die Untergrenze bei vier bis fünf Mitarbeitern plus Arbeitsumfeld, sodass ein Betrag von 0,8 – 1,0 Mio. Euro pro Jahr anzusetzen ist. Zweitens muss allen Beteiligten klar sein, dass von den Firmen für Netzwerkaktivitäten kaum Geld zu bekommen ist. Außerdem müssen derartige Aktivitäten in aller Regel von den jeweiligen Unternehmenszentralen genehmigt werden, und diese haben ein wesentlich geringeres Interesse an Aktivitäten in der Hauptstadtregion als die Standortleiter. Bei der Beurteilung der Kosten ist es entscheidend, die Zielsetzung zu sehen. Neben dem Standortmarketing geht es um weitere, vielfältige und vor allem schwierige Aufgaben: Entwicklung von Zulieferern, Bündelung von Zulieferaktivitäten, Stimulierung des Interesses der größeren Zulieferer an der Region, Einbindung der Wissenschaft, Generierung eines großen wissenschaftlichen Rahmenthemas, Entwicklung konkreter Gemeinschaftsprojekte, Aus- und Weiterbildung des Werkstattpersonals sowie diverse weitere Themen. Für zukünftige konkrete Projekte sollten Gelder vorwiegend im Rahmen von Programmen des BMWi, des BMBF und der EU innerhalb des 7. Rahmenprogramms eingeworben werden, dies vor allem deshalb, weil die zur Verfügung stehenden Fördergelder den möglichen Eigenanteil der Firmen bei weitem übersteigen. Die regionalen Fördergelder sind möglichst sinnvoll und sparsam für kleinere Projekte, vorlaufende Untersuchungen und solche Projekte einzusetzen, bei denen ein regionaler Beitrag erwartet wird. Insgesamt komme ich zu folgendem Schluss: Es bestehen große Chancen, mit der Einrichtung einer Turbomaschinen-Initiative Berlin-Brandenburg eine dynamische Stimulierung der industriellen Aktivitäten auf dem Feld der Turbomaschinen zu erzielen. Zieht man die erkennbaren und möglichen Schwierigkeiten mit in Betracht, komme ich zu dem Ergebnis, dass sich Chancen und Risiken die Waage halten. Um das Ganze zum Erfolg zu führen, bedarf es eines kraftvollen, engagierten und intelligenten Vorgehens. Auch müssen unter allen Umständen die erfolgversprechenden Aktivitäten auf den Nachbargebieten voll in ein gesamtheitliches Vorgehen einbezogen werden und dürfen nicht – wie so oft in der Region – durch konkurrierende Parallelarbeit geschwächt werden. Auch die konsequente und eindeutige Unterstützung beider Länder ist eine unverzichtbare Voraussetzung für das Gelingen eines derartigen Vorhabens zur Regeneration des Industriestandorts. 23

2

Technologie von Verbrennungskraftmaschinen

2.1

Gasturbinen

Bevor auf das eigentliche Thema – die Position der Turbomaschinenindustrie in Berlin-Brandenburg – eingegangen wird, soll kurz das technische Gerät, das die Grundlage der betrachteten Industrie bildet, erklärt werden. Aus der Gesamtmenge der Wärmekraftmaschinen beschränken wir uns hier auf Gasund Dampfturbinen und deren Kombination, also Maschinen, bei denen Turbomaschinen – Verdichter und Turbinen – eine entscheidende Rolle spielen.4, 5 Beginnen wir mit der Gasturbine. Die Energiezufuhr findet hier in einer Brennkammer statt, also in einem oder mehreren zylindrischen Rohren, in denen durch Verbrennung von gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffen eine Umwandlung von chemischer Energie der Brennstoffe in kinetische Energie, in Druckenergie und in Wärmeenergie stattfindet. Tatsächlich handelt es sich daher um eine Energieumwandlung und nicht um eine Energiezufuhr. Die eigentliche Energiezufuhr erfolgt über die Zufuhr der jeweiligen Brennstoffe. Die Verbrennung selbst ist eine Oxidation von Kohlenstoff (C) und, soweit vorhanden, von Wasserstoff der Brennstoffe mit dem Sauerstoff der in die Brennkammer geführten Luft. Zündet man nun in einem zylindrischen Rohr ein Brennstoff-Luftgemisch, so gibt es zwar eine kurzfristig stattfindende Verbrennung, aber das heiße Brenngas strömt in beide Richtungen. Es fließt keine neue Luft und damit auch kein Sauerstoff in die Brennkammer nach, sodass die Verbrennung mit dem Verbrauch des zuvor vorhandenen Sauerstoffs zu Ende geht. Weiterer zugeführter Brennstoff kann damit nicht mehr verbrannt werden. Eine ununterbrochene Verbrennung lässt sich nur durch einen kontinuierlichen Luftstrom, in dem neuer Sauerstoff enthalten ist, aufrecht erhalten. Bei einer Kerze oder einem Kamin erzeugt die eigene Thermik der Verbrennung einen Luftzug, bei größerer Verbrennungsleistung muss der Luftstrom durch einen Blasebalg oder ein Gebläse geliefert werden. Um also in einer Gasturbine einen kontinuierlichen, dauerhaften Betrieb zu ermöglichen, muss mit Hilfe eines Verdichters (Gebläses, Ventilators) die Luft angesaugt und in einen kontinuierlich fließenden Luftstrom umgesetzt werden. Hierzu muss dem Verdichter eine Wellenleistung zugeführt werden, die dieser durch seine rotierenden Schaufeln (Flügel) auf die angesaugte Luft überträgt und damit in kinetische Energie, in Druckenergie und zu einem gewissen Teil auch in Wärmeenergie des Luftstroms umwandelt.

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4 Münzberg, Hans-Georg (1972): Flugantriebe, Berlin: Springer. 5 Saravanamuttoo, Herb I. H.; Rogers, Gordon F. C.; Cohen, Henry (2001): Gas Turbine Theory, 5 th edition, Harlow: Pearson Education Ltd.

Abbildung 1: Prinzip der einfachsten Gasturbine

Mit dieser Vorrichtung wird ein kontinuierlicher Luftstrom erzeugt, dem man in der dem Verdichter folgenden Brennkammer jetzt ebenfalls kontinuierlich Brennstoff zuführen und verbrennen kann. Bei einer Energiebilanz muss allerdings beachtet werden, dass man von der Gesamtenergie der heißen Brenngase noch die Energie abzweigen muss, die zum Antrieb des Verdichters benötigt wird. Von allen denkbaren Formen zur Bereitstellung dieser Verdichterenergie in Gasturbinen hat sich in den letzten 100 Jahren eine einzige Bauform herauskristallisiert: Hinter der Brennkammer wird eine Turbine angeordnet, die wiederum durch ihre rotierenden Schaufeln Strömungsenergie in mechanische Wellenleistung umwandelt. Diese Wellenleistung der Turbine muss nun genau so groß sein, wie die, die der Verdichter zum Antrieb benötigt; gleichzeitig wird die Turbine mit Hilfe einer Welle direkt mit dem Verdichter verbunden. Beide Turbomaschinen – Verdichter und Turbine – rotieren also auch mit gleicher Drehzahl um die gleiche Achse. Nur wenn die Turbine die Verdichterleistung aufbringen kann, ist eine Gasturbine autonom funktionsfähig. Die im heißen Brenngasstrahl hinter der Turbine vorhandene Energie kann dann zur Leistungserzeugung an externe Geräte oder zur Vortriebserzeugung eines Strahltriebwerks herangezogen werden. Diese Ausführungsform eines Strahltriebwerks, das Einkreis-EinwellenStrahltriebwerk (Abbildung 1) stellt die einfachste Form einer Gasturbine dar. Hinter der Turbine wird der heiße Gasstrahl in einer Düse (Schubdüse) möglichst auf den Außendruck entspannt und dabei beschleunigt. Die Differenz des Impulses (Massenstrom x Geschwindigkeit) am Austritt zu dem am Eintritt liefert die Kraft (Schub), die zum Vortrieb des Flugzeugs genutzt werden kann. Die variable Schubdüse, die man benötigt, um bei verschiedenen Betriebszuständen eine Anpassung des Düsenenddrucks an den Außendruck zu ermöglichen, ist konstruktiv aufwändig und wird nur bei militärischen Kampfflugzeugen angewandt. In den Fällen, in denen der Düsenenddruck höher als der Außendruck ist, muss die Druckdifferenz von Aus- und Eintrittsfläche in der Bestimmung der Schubkraft berücksichtigt werden. 25

Abbildung 2: Einkreis TL-Triebwerk und Vergleich mit Kolbenmotor 6

In Abbildung 1 ist der Verdichter, der die Luft ansaugt und verdichtet, nur durch eine einzige Stufe (Lauf- und Leitrad) angedeutet. Tatsächlich besitzt ein realer Verdichter deutlich mehr Stufen, auch im Verhältnis zur Turbine. Die Schwierigkeit, einen aerodynamisch effizienten Verdichter zu entwickeln, ist auch die Ursache dafür, dass eine wirtschaftlich funktionierende Gasturbine erst 1939 Realität wurde - und dies sowohl im Luftfahrtbereich (Pabst von Ohain bei Heinkel) als auch im Kraftwerksbereich (BBC und Escher Wyss). Ein realistischeres Bild ist in Abbildung 2 zu sehen, die auch einen Vergleich mit einem Kolbenmotor zeigt. Aus dem Vergleich ergibt sich, dass bei einem Kolbenmotor die verschiedenen Schritte Ansaugen, Verdichten, Verbrennen, Expandieren, Ausstoßen am gleichen Ort stattfinden, aber zeitlich nacheinander (intermittierend). Bei einer Gasturbine finden die gleichen Arbeitsschritte jeweils an verschiedenen Orten statt, aber zeitlich unverändert (kontinuierlich). Beispiele ausgeführter Flugtriebwerke findet man unter anderem bei Leist.7 Setzt man bei dieser einfachsten Form einer Gasturbine, dem Strahltriebwerk, eine zweite Turbine hinter die den Verdichter antreibende Turbine – dies geschieht oft auf einer gesonderten Welle –, so kann man dem Energiestrom, der in einem Strahltriebwerk zur Schuberzeugung verwandt wird, in dieser zweiten Turbine (auch Niederdruck- oder Arbeitsturbine genannt) weitere Energie entnehmen und in mechanische Wellenleistung umsetzen. Diese jetzt frei verfügbare Wellenleistung kann dann zum Antrieb der verschiedensten Geräte dienen:

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6 Rolls-Royce (edt.) (1973): The Jet Engine, 3rd Edition 1969, Reprinted with revision 1973, London: The Rolls-Royce plc. 7 Leist, Karl; Wiening, Hans G. (1963): Enzyklopädische Abhandlung über ausgeführte Strahltriebwerke, DVL-Bericht Nr. 350, Köln und Opladen: Westdeutscher Verlag.

Abbildung 3: Prinzip eines Propeller- oder Wellenleistungs-Triebwerks

In der Luftfahrt: ■ Zum Antrieb einer offenen Luftschraube (Propeller). Dies ist dann ein PTL Propellerturbinenluftstrahltriebwerk. Wegen des großen Durchmessers des Propellers wird zwischen die Arbeitsturbine und den Propeller ein Getriebe geschaltet, um die äußere Umfangsgeschwindigkeit des Propellers zu begrenzen (Abbildung 3). ■ Zum Antrieb eines ummantelten Bläsers (Fan), dessen Luftstrom nur zu einem kleinen Teil in den folgenden Verdichter des Innenkreises oder Kerntriebwerks geht, während der größere Teil der Luft außen am Kerntriebwerk vorbeigeführt wird. Diese ZTL Zweikreisturbostrahltriebwerke bilden heute das Gros aller Flugantriebe. Das Verhältnis von Außenstrom zu Innenstrom der angesaugten Luftmenge bildet das Nebenstromverhältnis. Es liegt bei heutigen Verkehrsflugzeugen bei 5 – 10 und bei Kampfflugzeugen bei 0,4 – 1,1. Wird das Nebenstromverhältnis weiter – auf Werte von 12 bis 20 – gesteigert, so kommt man zur Klasse der Propfans, bei denen dann aus den gleichen Gründen wie beim Propeller ein Getriebe die Drehzahl von Bläser und Arbeitsturbine untersetzt. Sie werden deshalb auch Getriebefans genannt. Das Propeller-Turbotriebwerk und der ummantelte Propfan unterscheiden sich nur durch das Gehäuse bzw. die Ummantelung des Bläsers, die bei einem offenen Propeller fehlt. In der Schifffahrt: ■ Die Wellenleistung der Arbeitsturbine wird auf einen Schiffspropeller geleitet, der das Schiff direkt antreibt. In Abbildung 3 ist der Flugpropeller einfach durch einen Schiffspropeller zu ersetzen. ■ Alternativ kann die Arbeitsturbine mit einem elektrischen Generator verbunden werden, der elektrische Energie erzeugt, die dann in einem elektrischen Motor in Wellenleistung zurückverwandelt wird, mit der wiederum der Schiffspropeller angetrieben wird. Dies ist dann der Gasturbinen-Elektroantrieb, vergleichbar dem Diesel-elektrischen Antrieb. Bei Landfahrzeugen: ■ Die Antriebserzeugung erfolgt prinzipiell wie bei einem Wasserfahrzeug, nur dass hier die Wellenleistung der Arbeitsturbine nicht auf die Schiffs27

schraube, sondern auf die Antriebsräder des Fahrzeuges geleitet wird. Nach ersten Versuchen des Gasturbinenantriebes in Pkw und Lkw in den 50er und 60er Jahres des vorigen Jahrhunderts wird die Gasturbine heute ausschließlich in Schwerstfahrzeugen, vor allem in Tanks, eingesetzt. ■ Selbstverständlich ist auch bei Landfahrzeugen die Hybridanwendung der Gasturbine über die Erzeugung einer elektrischen Zwischenenergie denkbar und möglich. In stationären Anlagen: ■ Das Prinzip ist eigentlich schon mit dem oben beschriebenen Hybridantrieb vorweggenommen, nur dass jetzt die elektrische Energie direkt zur Energieversorgung vor Ort oder im elektrischen Leitungs- oder Versorgungsnetz zur Verfügung gestellt wird. Da die aus der Gasturbine ausströmenden Verbrennungsgase noch Temperaturen von 1.000 – 1.100 K (700 – 800 °C) aufweisen, geht ein großer Teil der im Abgas vorhandenen Energie als Wärmeverlust in die Umwelt verloren. Aus diesem Grund werden heute bei fast allen Fahrzeug-Gasturbinen hinter der Turbine Wärmetauscher vorgesehen, die einen Teil der Abgaswärme an die verdichtete Luft vor der Turbine übertragen. Die so übertragene Wärmemenge muss daher nicht durch das Verbrennen von Treibstoff erzeugt werden. Man spart genau diese Menge an Treibstoff und vergrößert daher die Effizienz des Gesamtprozesses. Um diesen Wärmetauscherprozess wirklich attraktiv zu gestalten, wird in der Regel noch ein Zwischenkühler zwischen den Verdichterstufen eingesetzt. Dieser setzt die Verdichterendtemperatur herab und erlaubt dadurch eine noch höhere Wärmemenge aus dem Abgas durch den Wärmetauscher zu transportieren. Derartige Wärmetauscher-Gasturbinen erreichen heute bei Leistungen ab ca. 1.000 kW den Wirkungsgrad der besten vergleichbaren Dieselmotoren. Bei stationären Gasturbinen zur Stromversorgung verzichtet man auf diese relativ aufwändige Wärmetauscherkonfiguration, sofern es Notstromaggregate oder reine Spitzenlastkraftwerke betrifft, die jeweils nur kurze Zeit im Einsatz sind. Bei Gasturbinenkraftwerken für eine Grundlastanwendung werden Vorkehrungen getroffen, auf die weiter unten, nach der Beschreibung der Dampfturbinenanlagen, eingegangen wird. Wegen der überproportionalen Bedeutung des Brennstoffverbrauchs in der Luftfahrt werden Überlegungen zur Nutzung von Wärmetauschern auch bei Flugtriebwerken wieder aufgegriffen und von der MTU Aero Engines auch in das europäisches Forschungsprogramm Clean8 eingebracht. 8 Clean (Component validator for environmentally friendly aero engines) is a EU funded research program within the EEFAE (Efficient and Environmentally Friendly Aircraft Engine) project.

28

2.2

Dampfturbinen

Bei einer Dampfturbinenanlage wird an Stelle von Luft bzw. von Verbrennungsgasen aufgeheizter Wasserdampf durch die Turbinen geschickt. Der heiße Wasserdampf wird durch externe Verbrennung in einem Wasserboiler erzeugt. Hinter der Turbine wird der entspannte gasförmige Wasserdampf in einem Kondensator durch Wärmeabgabe (Kühlung) wieder in den flüssigen Zustand zurückverwandelt. Das Wasser wird dann durch eine Speisewasserpumpe verdichtet, bevor es im Boiler durch die Wärmezufuhr der äußeren Verbrennung wieder in die gasförmige Dampfphase überführt wird. Die Turbine selbst entspricht ziemlich genau der Arbeitsturbine in einer Gasturbine. Als Besonderheiten sind vor allem Tröpfchenschlag durch vorzeitige Kondensation zu beachten und nach Möglichkeit zu vermeiden. Ein ähnliches Phänomen tritt bei reinen Wasserturbinen auf, die hier aber nicht weiter betrachtet werden; bei ihnen ist die vorzeitige Dampfbildung (Kavitation) des Wassers durch Unterdruck zu vermeiden, der anschließend schlagartig kondensiert und dabei einen ähnlichen Materialangriff ausführt, wie dies bei der Tröpfchenbildung der Dampfturbine geschieht. Die eigentliche Umsetzung der Nutzleistung erfolgt von der Dampfturbine in genau der gleichen Weise wie von der Arbeitsturbine der Gasturbine. Dampfturbinen werden heute vor allem zur stationären Elektrizitätserzeugung in Kohle- und Kernkraftwerken eingesetzt. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts ersetzte die Dampfturbine auch die bis dahin vorherrschende Kolbendampfmaschine in Schiffen. In Landfahrzeugen wurde sie dagegen nur sehr vereinzelt ausprobiert. Bei Lokomotiven der Eisenbahnen gab es allerdings einige Serienausführungen von Dampfturbinenantrieben, bevor der Dampfantrieb allmählich überall durch Verbrennungsmotoren (bei Großmotoren vor allem Dieselmotoren und Gasturbinen) verdrängt wurde.

2.3

9 Horlock, Sir John H. (2002): Combined Power Plants – including Combined Cycle Gas Turbine (CCGT) Plants, Malabare, Florida: Krieger Publishing Company.

Kombinations-Kraftwerke (GuD Gas- und Dampfkraftwerke)

Da die Abgastemperatur hinter der Arbeitsturbine einer Gasturbine mit ihren 1.000 – 1.100 K gerade im Bereich des Heißdampfes einer Dampfturbine liegt, kam man auf die Idee, die Gasturbinenabgase zur Aufheizung eines nachgeschalteten Dampfturbinenprozesses zu nutzen.9 Auf diese Weise kommt man zu den heute im stationären Kraftwerksbereich angewandten kombinierten Gasund Dampfturbinenprozessen. Man nutzt die Abgaswärme der Gasturbine und erzeugt mit ihr eine zusätzliche Arbeitsleistung. Der Gesamtwirkungsgrad dieser Kombinationsanlagen ist mit fast 60 Prozent der höchste aller Verbrennungskraftmaschinen. Der hohe bauliche Aufwand (Kosten), das große Volumen und das hohe Gewicht (Baugruppen plus Wasserkreislauf) stehen allerdings einer Fahrzeuganwendung dieser Kombinationsmaschine entgegen.

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3

Chancen und Voraussetzungen einer Turbomaschinen-Initiative

3.1

Ausgangslage

Seit Mitte 2007 analysiert die Technologiestiftung Berlin für die Länder Berlin und Brandenburg das Technologiefeld ›Energie‹. Ein wesentliches Ziel dieser Analysen ist es, festzustellen, ob es sinnvoll und zweckmäßig ist, ein neues Innovationsfeldmanagement (Initiative) für diesen Bereich aufzubauen. Erste Antworten auf diese Frage sind in der Studie ›Das Technologiefeld Energie in Berlin-Brandenburg‹ gegeben worden.10 Darüber hinaus wurde das Thema in einem Forschungspolitischen Dialog ›Potentiale und Perspektiven der Energietechnik in Berlin/Brandenburg‹ mit Vertretern aus Industrie, Forschung und Politik vertieft diskutiert.11 Als Vorarbeiten einer aktuellen Analyse des Energiefeldes können auch die Großstudie RITTS 12 (Technologiestiftung Berlin 1999), die langjährigen Aktivitäten der Technologiestiftung auf dem Feld der Solartechnik 13 und ein interner Statusbericht angesehen werden.14 Im Rahmen dieser Aktivitäten wurde immer wieder herausgestellt, dass in Berlin-Brandenburg fünf große Turbomaschinenunternehmen (Alstom, MAN Turbo, MTU, Rolls-Royce und Siemens) tätig sind und sich vor diesem Hintergrund die Frage stellt, ob eine regionale Initiative ›Turbomaschinen‹ die Chance bietet, die Hauptstadtregion als Industriestandort national und international stärker zu profilieren. Sicherlich werden diese Überlegungen zusätzlich stimuliert durch das wiedererwachte Interesse an industrieller Tätigkeit. Die Aufmerksamkeit für Industrie und Produktion beruht dabei auf der Überlegung, dass auch die in den letzten Jahren besonders favorisierten Dienstleistungsunternehmen Auftraggeber für ihre Dienstleistungen benötigen, die sich schließlich nicht nur aus Kanzleien und Ministerien heraus bilden können. Obwohl die fünf genannten Turbomaschinenfirmen Werke in der Region unterhalten, muss man vor weitergehenden Schlussfolgerungen allerdings berücksichtigen, dass keines der Unternehmen seinen Hauptsitz in der Region hat. Bei Alstom Holdings SA liegt der Firmensitz bei Paris, der Hauptsitz der Alstom Power AG befindet sich in Baden (Schweiz) und der deutsche Hauptsitz in Mannheim. Die MAN AG sitzt in München und die Tochterfirma MAN Diesel & Turbo AG hat ihr Hauptquartier in Oberhausen. Der Sitz der MTU Aero Engines Holdings AG ist München. Rolls-Royce PLC ist eine britische Firma, die ihren Sitz in London hat; das größte Werk ist in Derby beheimatet. Allerdings befindet sich der Hauptsitz der Deutschen Tochter Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co. KG in Dahlewitz bei Berlin. Die Siemens AG hat ihren Firmensitz seit Ende des 30

10 Vogel, S. (2008): Das Technologiefeld Energie in Berlin-Brandenburg. Bestandsaufnahme – Entwicklungschancen –Handlungsansätze. Berlin: Regioverlag. 11 Vogel, S. (2008): Potentiale und Perspektiven der Energietechnik in Berlin/ Brandenburg. Berlin: TSB Technologiestiftung Berlin. 12 Technologiestiftung Berlin (1999): RITTS-Project Berlin (RITTS 134) Methodology Approach of the Study and Results of the Project. Berlin: Technologiestiftung Berlin. 13 Förster, Helga (2005 – 06): Potentialbeschreibung des Technologiefeldes Energie in der Region Berlin-Brandenburg. Berlin: Technologiestiftung Berlin. 14 Förster, Helga (2007): Statusbericht TSB Energie. Berlin: Technologiestiftung Berlin.

Krieges in München; die Energiesparte ist in Erlangen beheimatet. In Berlin – sowie in Hamilton (Canada) – werden Gasturbinen hergestellt, die Entwicklung ist jedoch in Orlando (USA), Mülheim a. d. Ruhr und Erlangen angesiedelt.

3.2

Fragestellung und Untersuchungsansatz

Bevor die Länder Berlin und Brandenburg sowie die TSB Technologiestiftung Berlin eine Technologiefeld-Initiative für Turbomaschinen starten, sollte herausgefunden werden, ob Chancen für eine zumindest partielle Zusammenarbeit der Firmen in der Hauptstadtregion bestehen. Dabei war insbesondere zu berücksichtigen, dass die Firmen zum Teil in einem extremen Wettbewerb stehen – Alstom und Siemens im Energiebereich, MTU und Rolls-Royce im Flugantriebsbereich. In dieser Situation erschien es als sinnvoll, zunächst durch Gespräche mit Repräsentanten der in der Hauptstadtregion ansässigen Unternehmen und den relevanten Wissenschaftlern zu ermitteln, ob innerhalb dieses Clusters vorwettbewerbliche Themen aus dem Bereich der Forschung und Entwicklung oder der Ausbildung existieren, die sich zur gemeinsamen Bearbeitung durch Industrie und Wissenschaft eignen und diese Themen zu benennen. Sollte es möglich sein, solche Kooperationsthemen zu ermitteln, wäre in einem zweiten Schritt die Bereitschaft der Akteure zu ermitteln, in Kooperation Projekte zu entwickeln und geeignete Maßnahmen vorzuschlagen, die die Region zur Etablierung stabiler Kooperationsbeziehungen innerhalb des Clusters aufgreifen sollte. Für Planung und Durchführung der Gespräche wurden Argumente zusammengestellt, die die Vorteile einer regionalen Turbomaschinen-Initiative aus dem Blickwinkel der Region, der nationalen Turbomaschinenindustrie und der regionalen Betriebe aufzeigt. Dies sind aus Sicht der Hauptstadtregion: ■ Industriestandort sichtbarer machen ■ Turbomaschinenindustrie sichtbar machen ■ Großunternehmen mit KMU vernetzen ■ Regionale KMU zu Zulieferern der Industrie entwickeln ■ Neue Zulieferer entwickeln ■ Überregionale Zulieferer in die Region holen ■ Wissenschaftsstandort für Industrie sichtbar machen ■ Wissenschaft stärker an Industrie anbinden ■ Wirtschaft, Wissenschaft und Politik für verstärktes Wirtschaftswachstum verknüpfen

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aus Sicht der Industrie (generell): ■ Turbomaschinenindustrie für Bundespolitik sichtbarer machen ■ Wissenschaftspotenzial der Hauptstadtregion nutzen ■ Neue zentrale Lage der Hauptstadtregion in Europa nutzen, speziell auch in Hinblick auf MOE Länder ■ Langfristiges Wachstumspotential der Hauptstadtregion nutzen ■ Nachwuchs der Hochschulen der Hauptstadtregion für die Industrie nutzen ■ Attraktivität des Hauptstadtstandortes bei der Jugend für Mitarbeitergewinnung nutzen ■ Kooperation in der vorwettbewerblichen Forschung forcieren ■ (Gemeinsame) Zulieferer entwickeln ■ Gemeinsam gewerblichen Nachwuchs heranbilden ■ Wirtschafts- und Wissenschaftsattachés für Auslandskontakte nutzen ■ Politiker und ausländische Besucher in die Werke holen ■ Management des Turbomaschinennetzwerks aufbauen aus Sicht der regionalen Industrie: ■ Turbomaschinenindustrie für regionale Politik sichtbarer machen ■ Wettbewerbsfähigkeit des regionalen Werkes im Vergleich zu anderen Firmenstandorten verbessern ■ Wissenschaft für die gemeinsamen Fragestellungen der regionalen Turbomaschinenfirmen interessieren ■ Regionale Industriekompetenzen nutzen ■ Auslastung der regionalen Werke verbessern ■ Zulieferer in der Region entwickeln ■ Zulieferer in die Region holen Zwischen November 2008 und April 2009 wurden Gespräche mit folgenden Personen geführt: 1. Burkhard Ischler, Leiter Verbindungsbüro Berlin der Siemens AG am 12. 11. 2008 in Berlin (Telefon-Konferenz) 2. Dr.-Ing. Dieter Klumpp, Leiter Repräsentanz der Alstom Deutschland AG am 13. 11. 2008 in Berlin 3. Prof. Dr. Kurt Kutzler, Präsident der TU Berlin am 14. 11. 2008 in Berlin 4. Egon Wilhelm Behle, CEO der MTU Aero Engines Holding AG am 19. 11. 2008 in München 5. Dr. Michael Haidinger, Chairman der Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co. KG am 20. 11. 2008 in Dahlewitz 6. Prof. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann, Leiter des Produktionstechnischen Zentrums der TU Berlin und Leiter des Fraunhofer Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) am 3. 12. 2008 in Berlin 7. Markus Wonka, Werksleiter Berlin der Alstom Power Service GmbH am 3. 12. 2008 in Berlin

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8. Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Neise, ehemaliger Abteilungsleiter der Abt. Triebwerksakustik des DLR Instituts für Antriebstechnik am 15. 12. 2008 in Berlin 9. Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger, Leiter des Fachgebiets Montagetechnik und Fabrikbetrieb der TU Berlin am 15. 12. 2008 in Berlin 10. Prof. Dr.-Ing. Dieter Peitsch, Leiter des Fachgebiets Luftfahrtantriebe der TU Berlin am 16. 12. 2008 in Berlin 11. Andreas Fischer-Ludwig, Standortleiter und Dr.-Ing. Ralf Obertacke, Leiter Technology & Innovation, Quality Management des Gasturbinenwerks Berlin der Siemens AG am 18. 12. 2008 in Berlin 12. Dr. Erich Steinhardt, Leiter Technologie und Vorauslegung der MTU Aero Engines GmbH am 22. 12. 2008 in München 13. Eckhard Zanger, Senior Vice President, Leiter Unternehmenskommunikation und Investor Relations und Dipl.-Ing. Roland Lederer, Senior Manager, Nationale Technologie-Programme der MTU Aero Engines, am 19. 1. 2009 in München 14. Dr. rer. oec. Gerhard W. Reiff, Mitglied des Vorstands und Ralf Thon, Standortsprecher Berlin der MAN Turbo AG am 21. 1. 2009 in Berlin 15. Prof. Dr.-Ing. habil. Rudibert King, Leiter des Fachgebiets Mess- und Regelungstechnik der TU Berlin, am 22. 1. 2009 in Berlin 16. Prof. Dr.-Ing. Christian Oliver Paschereit, Leiter des Fachgebiets Experimentelle Strömungsmechanik der TU Berlin, am 22. 1. 2009 in Berlin 17. Prof. Dr.-Ing. Frank Thiele, Leiter des Fachgebiets Numerische Methoden der Thermofluiddynamik der TU Berlin am 22. 1. 2009 in Berlin 18. Andreas Kaden, Präsident der BBAA Berlin Brandenburg Aerospace Allianz e. V. am 22. 1. 2009 in Berlin 19. Prof. Dr. Dr. h.c. Walther Ch. Zimmerli, Präsident, Prof. Dr.-Ing. Hans Joachim Krautz, Leiter des Lehrstuhls Kraftwerkstechnik, Prof. Dr.-Ing. Harald Schwarz, Leiter des Lehrstuhls Energieverteilung und Hochspannungstechnik, Prof. Dr. Ing. H. P. Berg, Leiter des Lehrstuhls Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe, Prof. Dr.-Ing. habil. Dieter Bestle, Leiter des Lehrstuhls Technische Mechanik und Fahrzeugdynamik und Prof. Dr.-Ing. Christoph Egbers, Leiter des Lehrstuhls für Aerodynamik und Strömungslehre der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus (BTU) am 23. 1. 2009 in Cottbus 20. Prof. Dr. Ing. H. P. Berg, Leiter des Lehrstuhls Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe und zeitweise Prof. Dr. Ernst Sigmund, Leiter des Lehrstuhls für Theoretische Physik und Prof. Günter Albrecht, Gastprofessur Triebwerkstechnik an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus (BTU) am 23. 1. 2009 in Cottbus 21. (Dr. Steffen Kammradt, ZAB-Geschäftsführer, war wegen Krankheit abwesend), Dr. Eulenhöfer, Bereichsleiter und Herr Effenberger, Logistik, Luftfahrtund Verkehrstechnik, Teamleiter, ZukunftsAgentur Brandenburg GmbH (ZAB) am 29. 1. 2009 in Potsdam

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22. Prof. Dr.-Ing. Klaus Brieß, Leiter des Fachgebiets Raumfahrttechnik, Prof. Dr.-Ing. Stefan Jähnichen, Leiter des Fachgebiets Softwaretechnik der TU Berlin und Institutsleiter des Fraunhofer Instituts für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik (FIRST), Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger, Leiter des Fachgebiets Montagetechnik und Fabrikbetrieb der TU Berlin und Prof. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann, Leiter des Produktionstechnischen Zentrums der TU Berlin und Leiter des Fraunhofer Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) am 2. 2. 2009 in Berlin 23. Prof. Dr.-Ing. Arnold Kühhorn, Leiter des Lehrstuhls Strukturmechanik und Fahrzeugschwingungen der BTU Cottbus am 3. 2. 2009 in Cottbus 24. Dr.-Ing. Mark C. Krieg, Stellv. Bereichsleiter Produktionssysteme, Projektleiter MRO-Fraunhofer Innovationscluster ›Energie und Verkehr‹ und Dr.-Ing. Bart van Duikeren, Wissenschaftlicher Mitarbeiter Fertigungstechnologien, zuständig für Fertigungstechnologie im MRO-Fraunhofer Innovationscluster ›Energie und Verkehr‹ am 11. 2. 2009 in Berlin 25. Hartmut Heilmann, Abt. 2 Wirtschaftsförderung, Leiter des Referats 20 Technologie, Innovation und E-Business, Sicherheitswirtschaft, Klaus-Peter Siebke, Abteilung 3, Standortentwicklung, Ordnungspolitik, Leiter des Referats 33 Industrie und Lothar Friedrich, Referat Technologie, Innovation, E-Business, IuK im Ministerium für Wirtschaft des Landes Brandenburg am 11. 2. 2009 in Potsdam 26. Prof. Günter Albrecht, Gastprofessur Triebwerkstechnik an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus (BTU) am 16. 2. 2009 in Dachau 27. Dr. Wolfgang Konrad, Geschäftsführer, Leiter der MTU Maintenance BerlinBrandenburg GmbH in Ludwigsfelde am 17. 2. 2009 28. Prof. Günter Albrecht, Gastprofessur Triebwerkstechnik an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus (BTU) am 20. 2. 2009 in Cottbus 29. Dipl.-Ing. Michael Scheiding, Geschäftsführer, Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH am 21. 2. 2009 in Berlin 30. Prof. Dr.-Ing. Reinhard Mönig, Institutsdirektor, DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V., Institut für Antriebstechnik am 25. 2. 2009 in Köln 31. Prof. Dr.-Ing. Heinrich B. Weyer, ehem. Institutsdirektor, DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V., Institut für Antriebstechnik am 25. 2. 2009 in Köln 32. Burkhard Andrich, Lufthansa Technik AG, HAM WT, Senior Vice President Engine Services der Lufthansa Technik AG und Thilo Seitz, Director Propulsion System Engineering Engine Services am 4. 3. 2009 in Hamburg 33. Wolfgang Kühnhold, N3 Engine Overhaul Services GmbH & Co. KG, Director & General Manager am 24. 4. 2009 in 99310 Arnstadt

34

3.3

Ergebnisse der Gespräche

Im Folgenden sind wesentliche Gesichtspunkte aus den Gesprächen mit Firmenvertretern und Wissenschaftlern dargestellt.

3.3.1 Unternehmen Mit insgesamt vier Unternehmen aus der Turbomaschinenindustrie wurden Gespräche auf der Ebene der Muttergesellschaften, in fünf Unternehmen Gespräche mit den Leitern der Berlin-Brandenburger Standorte geführt. Bei RR D war ein Gespräch mit dem regionalen Werksleiter nicht erforderlich, da der Standort Dahlewitz die Deutschlandzentrale ist. Zwei weitere Gespräche wurden in Wartungsbetrieben für Flugzeugtriebwerke in Hamburg und Thüringen geführt. Sichtweisen auf Konzernebene Vorstände auf Konzernebene weisen mit einer Ausnahme darauf hin, dass die zentralen Forschungs- und Technologieabteilungen, die die Forschungsthemen steuern, durchweg nicht in Berlin-Brandenburg angesiedelt sind. Dabei legen alle Gesprächsteilnehmer Wert auf die Feststellung, dass die Konzerne grundsätzlich weltweit forschen. Es wird aber gleichzeitig durchweg gesehen, dass gewisse Fertigungsentwicklungen sowie produktions- und wartungsnahe Forschungs- und Entwicklungsaufgaben in den lokalen Werken durchaus eine Rolle spielen. Von einigen wird auch deutlich darauf hingewiesen, dass bei der Vielzahl geförderter Technologieprojekte der Eigenanteil der Firmen die beschränkende Größe darstellen kann. Eine Erfahrung, auf die der Berliner Standort innerhalb der Konzerne häufiger stößt, kann nicht deutlicher ausgedrückt werden als durch die Aussage eines Berliner Werkleiters ›Bei Vorschlägen, den Standort Berlin zu verstärken, wird in der Zentrale sehr häufig das Argument benutzt, dass Berlin kein Industriestandort sei‹. Der Vorstand eines anderen Konzerns weist ausdrücklich auf den schlechten Ruf Berlins als Industriestandort außerhalb der Region hin. Diese beiden Aussagen sollten die Berliner Politik hellhörig stimmen, da ähnliche Einschätzungen zumindest unterschwellig an vielen Stellen der deutschen Industrie anzutreffen sind. Dabei kommt es letztlich nicht darauf an, ob die Aussagen der Realität entsprechen oder nicht. Entscheidungen werden vielfach nach dem herrschenden Eindruck getroffen. Sichtweisen auf Standortebene Die Standortleiter sehen sich durchweg eingebunden in die zentrale Unternehmensstrategie, unterstützen diese und stimmen ihre eigenen Aktivitäten mit den Zentralstellen laufend ab. Neben dieser grundsätzlichen Übereinstimmung sehen sie aber vor allem in Fragen der Standortspezifika in Folge speziel35

ler Produkte, Arbeitsschritte, Kundenanforderungen oder spontan auftretender Anforderungen die Notwendigkeit örtlicher Aktivitäten. Dies gilt sowohl für die eigentliche Leistung, als auch für die Prüf-, Meß- und Testeinrichtungen. Für die Leitung der MTU Aero Engines sind vor allem das Thema Bekanntheitsgrad der MTU in der Wissenschaft und die langfristige Gewinnung von Personal Argumente für ein gewisse Bereitschaft, sich an regionalen Netzwerkaktivitäten zu beteiligen. Mögliche andere regionale Aktivitäten können nur dann unterstützt werden, wenn sie in die zentrale Forschungs-, Entwicklungs-, Fertigungs- und Marktstrategie eingepasst sind. Die Leitung für Technologieentwicklung stellt klar, dass sämtliche Technologieprojekte zentral von München aus gesteuert werden. Auf der anderen Seite sieht man, dass Fertigungsentwicklungen stärker in den Fokus treten, und dass gerade hierbei auch lokale Bedürfnisse eine größere Rolle spielen können. Die Leitung von Rolls-Royce Deutschland argumentiert ähnlich wie die der MTU Aero Engines. RR forscht weltweit, Projekte werden im Rahmen von EU-, BMVg-, BMBF- und BMWi-Verträgen abgewickelt. Allerdings gibt es auch Kooperationen mit regionalen Forschungsinstituten. Dies gilt vor allem für das Rolls-Royce University Centre (UTC) ›Multidisciplinary Process Integration‹ an der BTU Cottbus, die Firmen ›anecom Aerotest‹ und ›GEVA Gesellschaft für Entwicklung und Versuch Adlershof‹, die als Ausgründungen aus der BRR (BMW Rolls-Royce GmbH) begonnen haben, aber auch für Forschungseinrichtungen der TU Berlin (›Numerische Methoden der Thermofluiddynamik‹, ›Fachgebiet Luftfahrtantriebe‹) und des DLR (›Institut für Antriebstechnik, Abt. Triebwerksakustik‹). An einer regionalen Zusammenarbeit besteht dann Interesse, wenn sich diese durch konkrete Projekte realisiert. Die Standortleitung Berlin der Alstom Service zeigt sich stark interessiert an einer regionalen Vernetzung. Sie weist auf die strikte Trennung von Neubau und Service bei Alstom hin. Die deutsche Geschäftsführung von Alstom Service sitzt in Mannheim. Berlin ist aber der einzige Produktionsstandort von Alstom Service in Deutschland mit 300 Mitarbeitern und 50 Auszubildenden. Die großen Anlagen in Berlin werden auch mit Neuteilfertigung ausgelastet. Die Ausbildung erfolgt durch das ABB Trainings Centre, das im Alstom Gebäude untergebracht ist und insgesamt rund 300 Lehrlinge ausbildet. Es wird auf ein bestehendes Berliner Innovations-Netzwerk der Metall- und Elektroindustrie hingewiesen (InnovationsNetzwerk Metall- und Elektroindustrie der Firmen Weitblick GmbH, MAN Turbo, Alstom Power, Schleicher Electronics, Stadler Rail und andere), in dem Alstom Mitglied ist. Allerdings fehlen in dieser Initiative die anderen drei Turbomaschinenfirmen, und es fehlt dieser Initiative, zumindest in der Vergangenheit, an konkreten Projekten. Die Werksleitung des Gasturbinenwerks Berlin von Siemens ist prinzipiell stark an einer regionalen Vernetzung interessiert, und zwar vor allem deshalb, weil zwischenzeitlich das Projekt ›Fraunhofer Innovationscluster Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr‹ genehmigt ist und damit ein konkretes Vorhaben in Angriff genommen werden kann. 36

Jede neue Initiative muss sich vor allem durch konkrete Projekte auszeichnen, die durch die regionale Vernetzung entstehen oder begünstigt werden. Das MRO-Projekt wird als idealer Einstieg in eine neue Aktivität angesehen – vor allem, weil sich alle fünf Turbomaschinenfirmen über Letters of Intent auch finanziell verpflichtet haben. Die wirtschaftliche Lage des Gasturbinenwerks wird positiv gesehen. Eine Erweiterung (Verdoppelung) der Schaufelbearbeitungshalle ist im Bau, es ist geplant, ca. 200 neue Mitarbeiter einzustellen. Die zentrale Leitung von MAN Diesel & Turbo SE (vormals MAN Turbo), die auch für das Berliner Werk verantwortlich ist, sieht eine neue regionale Initiative mit deutlicher Skepsis, da schon zu viele Netzwerkaktivitäten existieren. Zusätzlich wird auf das Problem eines reinen Fertigungswerks in Hinblick auf eigenständige F & E-Aktivitäten hingewiesen. Auch wird nur eine begrenzte Synergie zwischen Luftfahrttriebwerken und stationären Gasturbinen gesehen. Die Bereitschaft, Geld für regionale Netzwerkaktivitäten zur Verfügung zu stellen, wird als gering angesehen. Dies gilt zwar prinzipiell, aber natürlich vor allem in dieser Zeit der Unsicherheit. Die Berliner Werksleitung wird aber in dem ihr möglichen Rahmen die Konzernleitung zu überzeugen versuchen, sich dann in regionale Initiativen einzubringen, wenn konkrete Projekte oder Maßnahmen zu erwarten sind, die die Leistungsfähigkeit der Firma erhöhen werden. Die Standortleitung der MTU Berlin Brandenburg zeigt sich aufgeschlossen für regionale Aktivitäten und Zusammenarbeit, betont aber die unbedingte Einbindung in die allgemeine Unternehmens- und Entwicklungsstrategie des Unternehmens und die Abstimmung aller Aktivitäten mit München und Hannover (MTU Maintenance Hannover). Für den Standort ist die Vielfalt der Produkte kennzeichnend, vor allem bei den kleineren Triebwerken. Andererseits bilden die Industriegasturbine und das Propellerturbinenluftstrahltriebwerk (PTL) schon wegen des entsprechenden Prüfstandes ein gewisses Alleinstellungsmerkmal. Eine verstärkte Einbindung der lokalen Wissenschaft wird angestrebt, auch um geeignete Nachwuchskräfte für das Unternehmen zu interessieren. Die Lufthansa Technik (mit ca. 27.000 MA weltweit, u. a. in diversen Tochterfirmen) hat ihren Hauptsitz am Flughafen Hamburg. In Berlin Schönefeld betreibt die LHT einen Triebwerksshop mit ca. 100 Mitarbeitern, die die externen Rohrleitungen (Öl und Gas), die rund um das Triebwerk angeordnet sind, warten und reparieren. Darüberhinaus hat Lufthansa Technical Training GmbH die Firma TRAINICO GmbH als 100 Prozent-Beteiligungsgesellschaft übernommen, die für Umschulung und Ausbildung zuständig ist. Ihr Sitz ist in Berlin (Bohnsdorf) mit Außenstellen in Schönefeld und Wildau. Die Leitung des Engine Service zeigt Interesse an Engine Condition Monitoring und an Lebensdauerfragen. Man denkt auch an die Möglichkeit vieler kleiner, neuer Messsonden, die allerdings drahtlos arbeiten sollten, um nicht 37

in die vorhandene Verkabelung eingreifen zu müssen (RFDI-Typ). Auch die Reparatur großer Bauteile (Gehäuse) ist von Interesse. Diese haben zwar eine kleine Stückzahl, aber derartige Original-Ersatzteile der OEMs sind sehr teuer. Überhaupt entspricht das Interesse von LHT den Ideen von PMA (Parts Manufacturer Approval), um die extrem hohen Ersatzteilpreise der OEM zu vermeiden. Diese sind Ergebnis der sich innerhalb der letzten zwei Jahrzehnte entwickelten Strategie der OEM, Neutriebwerke zu verschenken und den dabei entgangenen Gewinn über Reparatur und Ersatzteile zu generieren. Daher besteht ein Interesse an ›Auslegungs‹verfahren (Design-Philosophie), mit denen die OEM übergangen werden können. Die Themen Festigkeit, Güte, Werkstoffe etc. sind für Zulassungsfragen entscheidend. Die Tatsache, dass heutige Triebwerke noch 20 – 30 Jahre im Markt sind, führt zu der Überlegung, diese Triebwerke während einer derart langen Zeitspanne auch zu verbessern, bis hin zu aerodynamischen Modifikationen. Es wird die fehlende Fähigkeit in Deutschland bemängelt, Werkstoffe für Flugtriebwerke zu entwickeln und zu gießen. Beim Schmieden sähe es etwas besser aus. Auch aus diesem Grund besitzt LHT in Florida ein Joint Venture mit Chromalloy, das Schaufeln gießt und beschichtet. Ein Besuch des neuen Joint Ventures von Lufthansa und Rolls-Royce, N 3 Engine Overhaul Services GmbH & Co. KG im thüringischen Arnstadt, wird empfohlen. Die N 3 Engine Overhaul Services hat ihren Sitz in Arnstadt, Thüringen. Sie ist ein Joint Venture (50 : 50) zwischen Lufthansa Technik und Rolls-Royce plc. zur Wartung der Rolls-Royce Trent Flugtriebwerke. N 3 wurde 2003 gegründet und ist im April 2007 in neu erbauten Werkhallen in Betrieb gegangen. Zur Zeit werden ca. 440 Mitarbeiter beschäftigt. Die Gebäudegröße lässt einen Aufwuchs um 40 Prozent zu. Allerdings existieren Reserveflächen für Erweiterungen.Ein wesentliches Argument für die Standortentscheidung war das Vorhandensein einer ausreichenden Anzahl qualifizierter Facharbeiter. Die Mitarbeiter werden zu einem sehr hohen Anteil (etwa 93 Prozent) durch Ortsansässige gestellt, deren Qualifikation ausgesprochen gut ist und die extrem lernfähig sind. Es wird in zwei Schichten an sechs Tagen in der Woche gearbeitet. Zur Zeit werden die Triebwerke Trent 500 und Trent 700 gewartet. Es ist geplant, auch das Trent 900 in die Wartung zu übernehmen. Die Kunden sind zwar durch den Verkäufer der Triebwerke (RR) bekannt, müssen aber durch eigenen Vertrieb für N 3 gewonnen werden, die im Wettbewerb zum Mutterwerk in Derby, aber auch zu weiteren Joint Ventures vor allem in Asien stehen. Die vormalige Länderaufteilung von RR lässt sich heute nur noch begrenzt bei den Kunden durchsetzen. Der Triebwerksprüfstand mit einem Querschnitt von 14 x 14 m lässt den Betrieb von Triebwerken mit einem Schub von bis zu 150.000 lb Schub zu (670 = kN). Für RR Deutschland werden aber auch die wesentlich schubschwächeren Triebwerke BR 710 getestet. Die im Teststand aufgenommenen Daten der

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Trent-Triebwerke gehen online auch zu RR nach Derby, die den gesamten Flottenbestand kontinuierlich überwachen. N 3 sind die Aktivitäten der BBAA in Hinblick auf die Entwicklung von Zulieferern (Prof. Albrecht von der BTU Cottbus) bekannt. Da auch in der Umgebung geeignete Firmen zu finden und als Zulieferer für N 3 entwickelbar sind, werden jedoch diese bevorzugt. N 3 zeigt großes Interesse an den MRO-Aktivitäten des IPK.

3.3.2 Forschungseinrichtungen

15 Dibelius, Günther; Dinger, Hans; Jordan, Hermann L. (1982): Turbomaschinenforschung – Orientierungsrahmen für die mittelfristige Forschung und Entwicklung auf einem bedeutenden Gebiet des deutschen Maschinenbaus. Berlin: Springer.

DLR (Institut für Antriebstechnik): Bei der Diskussion der Förderprogramme Lufo 4, AG Turbo und FVV wird festgestellt, daß alle vom BMWi gefördert werden. Bei Lufo 4 erfolgt gerade der 4. call. Der Umfang des Programms beträgt ca. 300 Mio. Euro für drei Jahre. Das FVV Programm (VDMA) hat im Turbinenbreich einen Förderumfang von ca. zwei Mio. Euro pro Jahr. Es gibt ca. 20 Programme zu jeweils 100.000 Euro. Die AG Turbo hat ein Fördervolumen von ca. 30 Mio. Euro jährlich. Das AG Turbo Programm läuft unter der Überschrift Coretech, beinhaltet aber neben CO2 Abscheidung im größeren Teil Effizienzverbesserung der Gasturbine Die AG Turbo ist entstanden aus einer Initiative der DLR. Diese wurde vor der FVV vorgetragen, dann gemeinsam von DLR, FVV und Hochschulen überarbeitet, veröffentlicht (›Rotes Springer Buch 1982‹ 15) und dem BMWi nahegebracht. Beim BMBF sind der DLR keine nennenswerten Luftfahrtprogramme bekannt. Von den EU Programmen sind erwähnenswert: das 6. FRP Rahmenprogramm mit SILENCER, CLEAN, ANTLE (Together, the ANTLE and CLEAN projects make up the ›EEAFE‹ = ›efficient‹, eco-friendly aircraft engines‹ initiative, targeting reduced aircraft engine CO2 and NOx emissions, improved reliability, lower ownership and life cycle costs and shorter time to market); das 7. FRP Rahmenprogramm mit Vital, Schadstoffarme Verbrennung (kleineres Programm), Gemeinsame Technologieinitiativen (JTI, hier: Aeronautics and Air Transport [Clean Sky] ), Artikel 171 (sehr großes Programm mit Demonstratoren, Industrie will die Forschung in diesem Programm nur als Unterauftragnehmer). Von der DLR wird eine fachliche Thematik als Überbau einer Turbomaschinen-Initiative dringend empfohlen. Als erfolgversprechendes Thema werden Fragen der Strukturmechanik angesehen, vor allem in der Wechselwirkung zwischen Mechanik-Wärme-Aerodynamik-Werkstoff und Fertigungsverfahren. Es wird von einer neuen MRO-Aktivität der Uni Hannover (Prof. Seume) mit der MTU Maintenance in Hannover berichtet. Ebenfalls wird berichtet, dass die Uni Braunschweig (Prof. Radespiel) den Braunschweiger Flughafen zu einem Antriebsschwerpunkt ausbauen will und die Unterstützung des Landes hat. Es wird hierbei auch über eine geplante Zusammenarbeit mit der Uni Hannover (Prof. Seume) gesprochen. 39

Für die in Berlin angesiedelte Abteilung Akustik ist der Hauptpartner RRDeutschland. Für RR ist die Abteilung ein ›preferred partner‹. Von RR werden zwei Patenstellen finanziert, von der MTU eine. Dies entspricht in etwa dem Verhältnis der jeweiligen Zusammenarbeit in bilateralen Aufträgen. In einem bereits seit längerer Zeit laufenden SFB findet eine Zusammenarbeit mit der TU B statt, vor allem mit Prof. Paschereit, in anderen Vorhaben auch mit Prof. Nitsche (Institut für Luft- und Raumfahrt), Prof. King (System- und Regelungssysteme) und Prof. Peitsch (Fachgebiet Luftfahrtantriebe). Paschereit untersucht vor allem Brennkammerlärm, an dem besonders Siemens interessiert ist. Der Präsident der TU Berlin erklärt seine Bereitschaft, die Aktivitäten einer möglichen Turbomaschineninitiative ohne Einschränkungen zu unterstützen, vor allem, da die TU eine stärkere Verzahnung mit der Industrie dringend anstrebe. Er macht aber auch klar, dass konkrete Aktivitäten, insbesondere in Hinblick auf die Einrichtung neuer Lehrstühle, durch den finanziellen Rahmen der TU eng begrenzt sind. Die Leitung des Fraunhofer Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik PTZ berichtet über eine Aktivität aus dem Jahre 2006, als ein Energiecluster der Hauptstadtregion im Rahmen der Exzellenz-Initiative des Bundes geplant und bei der DFG eingereicht wurde. Beteiligt waren alle Turbomaschinenhersteller, die TU Berlin und die BTU Cottbus sowie Energiefirmen wie Vattenfall und Biosprit-Produzenten. Die Aufgabenstellung betraf sämtliche Gasturbinen betreffenden aktuellen und relevanten Forschungs- und Entwicklungsaufgaben und wegen der besonderen Situation Brandenburgs auch Themen zur Erzeugung und Verarbeitung von Biosprit sowie Besonderheiten des Gebrauchs. Dieses Projekt fand höchste Anerkennung bei den Gutachtern, wurde aber schließlich abgelehnt, weil eine Einbindung der Industrie als nicht gegeben angesehen wurde. Ursache war eine mangelhafte Kommunikation. Zur Zeit wird ein MRO Konzept in Energie und Verkehr (MRO = Maintenance Repair and Overhaul = Wartung, Reparatur und Instandhaltung) im Rahmen der Fraunhofer Regionalprojekte in die Tat umgesetzt. Dieses Projekt basiert in großen Teilen auf dem Antrag in der Exzellenz-Initiative, ist aber aus taktischen Gründen auf MRO ausgerichtet, da Aachen bereits ein Projekt für Gasturbinenproduktion genehmigt bekommen hat. Das Projekt geht von einer Summe von ca. 14 Mio. € für den Zeitraum von drei Jahren aus. Die Finanzierung erfolgt zu jeweils einem Drittel durch die Fraunhofer Gesellschaft, die beteiligte Industrie und die beiden Länder Berlin und Brandenburg. Alle beteiligten Firmen sowie die beiden Bundesländer haben ein Letter of Intent abgegeben. Der Triebwerksbereich der TU B konzentriert seine Arbeiten auf theoretische und experimentelle Fragestellungen zu Systemen, Gesamtsystemen und instationäre Phänomene in Turbomaschinen. In den letzten zehn Jahren wird vom Fachbereich Regelungstechnik ein Sonderforschungsbereich ›Regelung von turbulenten Scherströmungen‹ (SFB 557) geleitet, der auch DFG Transferprojekte enthält. In diesem SFB wird in mehreren Projekten mit Aerodynamikern des ISTA (Institut für Strömungsmechanik und 40

Technische Akustik – Hermann Föttinger Institut) und des Instituts für Luft- und Raumfahrt zusammengearbeitet. Auch gibt es eine Zusammenarbeit mit dem Zuse Institut Berlin (ZIB). Das ISTA ist auch in dem Projekt ›COORETEC-turbo‹ der AG Turbo und des BMWi beteiligt. Besonderes Augenmerk richtet das ISTA auf die Strömung in Brennkammern und den bereits erwähnten SFB 557, unter anderem mit den Teilprojekten – ›Numerical investigation of active flow control for an airfoil with a camber flap‹, – ›Numerical simulation of active blade-tone control in axial turbomachines by flow injection‹, – ›Active control and simulation of turbomachinery flows‹, – ›Numerical simulation of active separation control on an Airbus high-lift configuration‹. Die Aufgaben zur instationären Strömung innerhalb dieses SFB weisen ein gewisses Alleinstellungsmerkmal in Deutschland auf. Der Präsident der BTU Cottbus hatte alle potentiellen Interessenten einer Turbomaschinen-Initiative an der BTU zu dem Gespräch eingeladen. Im Einzelnen ergab sich: Triebwerksseite, Strukturmechanik und Aerodynamik sind sehr an einer Initiative interessiert. Hochspannungsseite und Energieverteilung wären interessiert, wenn diese Thematik mit zu den Themen der Initiative gehörte. Die Kraftwerksseite ist skeptisch in Bezug auf eine neue Initiative. Es wird auf existierende diverse Aktivitäten in Cottbus und Brandenburg hingewiesen. Besonders werden die GA-Netzwerke in den Neuen Bundesländern hervorgehoben. Durch viele Aufträge von Vattenfall besteht auf der Kraftwerksseite kein Bedarf an zusätzlichen Aktivitäten. Die Leitung des ersten deutschen Rolls-Royce UTC (University Technology Centre) erläutert die Arbeiten des Lehrstuhls. Neben der BTU gibt es in der Zwischenzeit drei weitere UTCs von RR in Deutschland: TU Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Hufenbach; TU Darmstadt, Fachgebiet Gasturbinen, Luft- und Raumfahrtantriebe, Prof. Dr. Heinz-Peter Schiffer; Uni Karlsruhe bzw. KIT, Institut für Thermische Strömungsmaschinen, Prof. Dr.-Ing. Hans-Jörg Bauer. Darüber hinaus gibt es eine enge Verzahnung von RR mit der RWTH Aachen. Gegenüber einer aktiven Turbomaschinen-Initiative gibt man sich sehr aufgeschlossen.

3.4

Schlussfolgerungen

Aus den Gesprächen ziehe ich folgende Schlüsse, die zwar subjektiv aber auch durch Aussagen aus Industrie und Wissenschaft untermauert sind: ■ Der Aufbau einer Turbomaschinen-Initiative und deren erfolgreiche Umsetzung ist eine äußerst anspruchsvolle Aufgabe, zusätzlich erschwert dadurch, dass keines der fünf Unternehmen seinen Hauptsitz in der Region hat.

41

■ Eine erfolgreiche Umsetzung ist nur dann erfolgversprechend, wenn ein überdurchschnittlich aktiver Leiter eingesetzt wird, der ein ausgeprägtes Einfühlungsvermögen in die unterschiedlichen Interessen der großen Firmen, der KMU und der wissenschaftlichen Einrichtungen mitbringt. ■ Eine finanzielle Beteiligung der Firmen an einer derartigen Netzwerkaktivität ist, im Gegensatz zu konkreten Projektarbeiten, nur in geringem Maße zu erwarten. Dies gilt zumindest so lange, bis ein wirtschaftlicher Rückfluss für die Firmen erkennbar wird. ■ Eine finanzielle Beteiligung an konkreten Projekten hängt dagegen ausschließlich vom Interesse der Firma an einem derartigen Projekt ab. ■ Projektmittel sollten im Wesentlichen durch die Förderprogramme des BMWi (LuFo = Luftfahrtforschung, Cooretec = Energieerzeugung) – so weit möglich durch Beteiligung an großen Wettbewerben und gezielten BMBF Programmen sowie Programmen der EU – eingeworben werden. ■ Die Bereitschaft, sich aktiv in eine derartige regionale Aktivität einzubringen, ist innerhalb der Hauptverwaltungen der Firmen merklich zurückhaltender als in den regionalen Werken. Ganz anders sieht es aus, wenn konkrete Projekte angegangen werden, die sich in die Firmenstrategien einpassen. ■ Die Position Berlins und der Region als Industriestandort ist außerhalb der Region in weiten Teilen der Industrie und der Entscheidungsträger ausgesprochen schlecht. ■ Gerade aus diesem Grund kann das Projekt Turbomaschinen-Initiative eine äußerst wichtige Rolle für die Regeneration und Präsentation der Industrie in der Hauptstadtregion spielen. ■ Es besteht seit mehr als fünfzig Jahren eine gemeinsame vorwettbewerbliche Forschung und Zusammenarbeit im Rahmen der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) e. V. des Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA). Unter ihrer Leitung forschen Deutschlands größte Automobil-, Motoren- und Turbinen-Hersteller gemeinsam mit einer Vielzahl kleiner und mittelständischer Zulieferer und Ingenieurbüros an der Verbesserung der modernen Verbrennungskraftmaschine. Die Aufgaben werden von der Industrie und den Forschungsinstituten gemeinsam konzipiert und in einer Forschungseinrichtung durchgeführt. Die fünf hier angesprochenen Turbomaschinenfirmen sind Mitglieder dieser Aktivitäten. Partner in den Gemeinschaftsvorhaben sind allerdings vor allem die FuE-Abteilungen an den deutschen Hauptsitzen der Firmen und weniger die regionalen Werke. ■ Seit 1986 arbeiten die fünf Turbomaschinenhersteller in der Arbeitsgemeinschaft AG Turbo mit Forschungsinstituten auf dem Gebiet der Energieeffizienz zusammen. Mit dem neuesten Programm COORETEC-turbo unterstützt die AG Turbo das BMWi in seinem Ziel, den weltweit steigenden Bedarf an elektrischer Energie durch den Ausbau der Kraftwerkskapazitäten zu unterstützen und gleichzeitig dazu beizutragen, dass einerseits bei diesem Ausbau negative Auswirkungen auf die Umwelt und insbesondere auf das 42















43

Klima minimiert werden und anderseits die deutsche Wirtschaft am Ausbau partizipiert, sodass deutsche Arbeitsplätze gesichert und möglichst zusätzliche geschaffen werden. Das Projekt Fraunhofer Innovationscluster Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr des IPK Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik bildet eine ideale Ausgangsbasis für die neue Initiative. Es wurde am 8. Dezember 2008 genehmigt, und weist für den Zeitraum 2009 – 2011 einen Umfang von ca. 14 Mio. Euro auf. Alle fünf Turbomaschinenfirmen sind beteiligt und haben sich durch LOI auch zu finanziellen Beiträgen verpflichtet. Um eine bestmögliche Wirkung beider Projekte zu bewirken, ist engste Verzahnung, absolute Offenheit, Vertrauen und Willen zur Zusammenarbeit unabdingbar. Für einen großen Teil der konkreten MRO-Projekte kann eine neue TSB Initiative den strategischen Überbau bieten und bilden, und sie kann viele zusätzliche Aufgaben wahrnehmen, die in einem Wissenschaftsprojekt nicht vorgesehen sind. Für die TSB Initiative wiederum kann das MRO-Projekt ein konkretes Anfangsprojekt darstellen, das eine schnellstmögliche Wirkung der neuen Initiative bewerkstelligen kann. Im Rahmen des BBAA Berlin Brandenburg Aerospace Allianz e. V. existiert eine Triebwerksinitiative, die das Ziel hat, KMU der Region als Zulieferer für RR D und MTU BB zu entwickeln. Etwa 20 beteiligte Firmen haben eine eigene Firma, die BBAT in Wildau, gegründet, um größere Investitionen auf mehrere Schultern zu verteilen. Diese Initiative hat zwar noch nicht alle gesteckten Ziele erreicht, ist aber ein deutlicher Schritt in die richtige Richtung. Da diese Initiative unter dem Dach der BBAA bleiben will, ist eine enge Ankoppelung an eine neue Turbomaschinen-Initiative vorzusehen. Die Erweiterung der Zulieferaktivitäten auf die stationären Gasturbinenerzeuger und Verstärkung im Management dürften Anreiz genug für die beteiligten Firmen sein. Insgesamt empfehle ich die Einrichtung einer Turbomaschinen-Initiative sehr, fordere aber gleichzeitig sowohl eine stringente Realisierung, die bereits bestehende Aktivitäten als Teile einer Gesamtstrategie betrachtet, als auch ein deutliches und gemeinsames Bekenntnis aller relevanten Ressorts (Wirtschaft, Wissenschaft, Verkehr) der Berliner und Brandenburger Politik zu diesem Industriecluster. Nur wenn beides gegeben ist, besteht eine Erfolgschance.

Anmerkung

Nach Abschluss der vorliegenden Studie im April 2009 haben sich folgende Veränderungen ergeben: ■ Die beiden ehemaligen MAN-Schwesterunternehmen MAN Turbo AG und MAN Diesel SE fusionierten 2010 zur MAN Diesel & Turbo SE mit Sitz in Augsburg. Zuständig im Vorstand für das Werk in Tegel ist seit der Fusion Dr.-Ing. Hans-O. Jeske. Sprecher des Berliner Werks ist unverändert Ralf Thon, Head of Supply Chain/HSE Berlin. ■ Neuer Leiter der Geschäftsstelle des Fraunhofer-Innovationsclusters MRO ist seit dem 1. Januar 2010 Dipl.-Ing. Markus Röhner. Dr.-Ing. Mark C. Krieg, der die Geschäftsstelle von Beginn an leitete, ist zum Jahresende 2009 aus dem Fraunhofer Institut ausgeschieden. ■ Der Mathematiker Prof. Dr. Dr. h.c. Kurt Kutzler, Präsident der TU Berlin seit Juni 2002, trat im März 2010 in den Ruhestand. Sein Nachfolger ist seit April 2010 der Prozesswissenschaftler Prof. Dr.-Ing. Jörg Steinbach. ■ Dr. Wolfgang Konrad, Geschäftsführer der MTU Maintenance Berlin-Brandenburg GmbH und Leiter des Werks Ludwigsfelde von 2007 bis 2010, wird zum 1. Oktober 2010 neuer COO der Firma MT Aerospace AG in Augsburg, eines Unternehmens der OHB Technology AG in Bremen. Sein Nachfolger in Ludwigsfelde wird Herr André Sinanian, der in den letzten beiden Jahren in Ludwigsfelde die Instandhaltung der sehr erfolgreichen General Electric CF 34-Triebwerksfamilie geleitet hat.

44

Literatur

Dibelius, Günther; Dinger, Hans; Jordan, Hermann L. (1982): Turbomaschinenforschung – Orientierungsrahmen für die mittelfristige Forschung und Entwicklung auf einem bedeutenden Gebiet des deutschen Maschinenbaus, Berlin: Springer. Förster, Helga (2005/2006): Potentialbeschreibung des Technologiefeldes Energie in der Region Berlin-Brandenburg. Berlin: Technologiestiftung Berlin. Förster, Helga (2007): Statusbericht TSB Energie, Berlin: Technologiestiftung Berlin. Mortsiefer, Henrik: Wowereit macht den Kennedy, in: Der Tagesspiegel vom 7. 9. 2010. Münzberg, Hans-Georg (1972): Flugantriebe, Berlin: Springer. Rolls-Royce (edt.) (1973): The Jet Engine, 3rd Edition 1969, Reprinted with revision 1973, London: The Rolls-Royce plc. Saravanamuttoo, Herb I. H.; Rogers, Gordon F.C.; Cohen, Henry (2001): Gas Turbine Theory, 5 th edition, Harlow: Pearson Education Ltd. Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Frauen (Hrsg.) (2010): Masterplan Industriestadt Berlin 2010 – 2020, Berlin. Technologiestiftung Berlin (1999): RITTS-Project Berlin (RITTS 134) Methodology Approach of the Study and Results of the Project, Berlin: Technologiestiftung Berlin. Vogel, Sebastian (2008): Das Technologiefeld Energie in Berlin-Brandenburg. Bestandsaufnahme, Entwicklungschancen, Handlungsansätze, Studien zu Technologie und Innovation der Technologiestiftung, Berlin: Regioverlag. Vogel, Sebastian (2008): Potentiale und Perspektiven der Energietechnik in Berlin/ Brandenburg, Berlin: TSB Technologiestiftung Berlin.

45

Turbomaschinenforschung in Berlin-Brandenburg Eckart Uhlmann und Markus Röhner

1 1.1 1.2

Forschungseinrichtungen und deren Kompetenzen in Berlin-Brandenburg Universitäten und Fachhochschulen Forschungsinstitute

48 49 52

2 2.1 2.2

Kooperationsthemen der Wissenschaft Aktuelle Kooperationsthemen Handlungsansätze

55 56 58

3

Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) in Berlin-Brandenburg MRO-Innovationsfelder Forschungsprogramm Zustandserfassung und -diagnose MRO-Planung und digitale Unterstützung Reinigung Reparaturtechnologien

59 60 62 62 66 71 75

Literatur

78

3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4

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Forschungseinrichtungen und deren Kompetenzen in Berlin-Brandenburg

Die Region Berlin-Brandenburg ist einer der führenden Wissenschaftsstandorte in Europa. Mit acht Universitäten, 17 Kunst-, Fach- und Verwaltungsfachhochschulen sowie zahlreichen außeruniversitären Forschungsinstituten verfügt die Region über eine einmalige Dichte an wissenschaftlichen Institutionen. Der Wissenschaftsatlas Berlin weist allein für die Hauptstadt über 330 wissenschaftliche Einrichtungen und Institute aus. Über Kompetenzen in der Turbomaschinenforschung verfügen zwei Universitäten, sechs Fachhochschulen und vier Forschungsinstitute. Einen ersten Eindruck von den jeweiligen Forschungsschwerpunkten vermittelt Tabelle 1. Da technische Innovationen im Mittelpunkt stehen, werden nur diejenigen Einrichtungen berücksichtigt, die technische oder mathematische Turbomaschinenforschung betreiben. Tabelle 1: Forschungseinrichtungen in der Region Berlin-Brandenburg, die technische oder mathematische Turbomaschinenforschung betreiben Einrichtung

Schwerpunkte im Bereich Turbomaschinen

Beuth-Hochschule

Energietechnik, Energiemanagement, Maschinenbau

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)

Werkstofftechnik

Brandenburgische Technische Universität Cottbus (BTU)

Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe, Materialforschung und –prüfung, Maschinenbau, Triebwerksdesign

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Strömungsmaschinen

Fachhochschule Brandenburg (FHB)

Maschinenbau

Fraunhofer-Institut Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK)

Fertigungstechnologien, Virtuelle Produktentstehung, Maintenance, Repair and Overhaul

Fraunhofer-Institut Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM)

Portable Stromversorgung, robuste Elektronik, Maintenance, Repair and Overhaul

Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW)

Maschinenbau, Energietechnik, Umwelttechnik

Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin

Maschinenbau, Energietechnik, Elektrotechnik

Hochschule Lausitz

Maschinenbau

Technische Hochschule Wildau (THW)

Maschinenbau

Technische Universität Berlin (TU)

Energie- und Prozesstechnik, Energie- und Verfahrenstechnik, Maschinenbau, Strömungsmechanik

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1.1

Universitäten und Fachhochschulen

Brandenburgische Technische Universität Cottbus Die Brandenburgische Technische Universität Cottbus (BTU) ist die einzige Technische Universität in Brandenburg. Insgesamt 125 Professoren betreuen rund 6.400 Studierende. Am Institut für Verkehrstechnik beschäftigen sich der Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe und der Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungslehre mit Turbomaschinen für mobile Anwendungen. Außerdem wurde eine Juniorprofessur Modellierung und Optimierung und eine Gastprofessur Triebwerksdesign eingerichtet. Der Lehrstuhl Metallkunde und Werkstofftechnik behandelt schwerpunktmäßig die Luftfahrt, die Verkehrstechnik und die Energietechnik und hat insofern werkstoffwissenschaftliche und fertigungstechnische Kompetenzen im Bereich der Turbomaschinen. Fokus der Forschung des Lehrstuhls Konstruktion und Fertigung ist die Gestaltung und Fertigung von Leichtbaustrukturen. Speziell werden umformende Fertigungsverfahren entwickelt und erforscht, die die Herstellung solcher leichten Strukturen ermöglichen. An der BTU Cottbus bestehen Forschungskooperationen mit der Energiewirtschaft (ENVIA, E.DIS, Stadtwerke usw.) sowie mit Kommunen und Industriepartnern. Die BTU Cottbus ist mit der Rolls-Royce University Technology Centre Multidisciplinary Process Integration als erste Universität in Deutschland Mitglied in dem weltweiten Netzwerk. Zur Technischen Universität (TU) Berlin bestehen Kontakte, beispielsweise im Bereich der Gasturbinenforschung. Technische Universität Berlin Die Technische Universität (TU) Berlin ist mit rund 28.000 Studierenden und 324 Professuren nach der TU Dresden und der RWTH Aachen die drittgrößte Technische Universität Deutschlands. Am Innovationszentrum Energie (IZE) werden Aktivitäten der TU Berlin im Bereich der Energieforschung zentral gebündelt. ›Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr‹ und ›Effiziente Gasturbinen‹ sind zwei zentrale Forschungscluster. Die Fachgebiete reichen vom klassischen Turbinenbau bis zu den Material-, Prozess-, und Produktionswissenschaften. Im Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik am Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik werden Strömungsphänomene experimentell und theoretisch untersucht. Die Gasturbinentechnik bildet einen Schwerpunkt. Erforscht wird die Beeinflussung von Verbrennungsvorgängen zur Senkung der Geräusch- und Schadstoffemissionen und zur Steigerung des Wirkungsgrads von Turbomaschinen. In einem aktuellen Projekt wird eine Mikrogasturbine im Leistungsbereich von 100 W entwickelt. Das Fachgebiet Luftfahrtantriebe hat den Forschungsschwerpunkt Turbinentriebwerke. Hauptforschungsgebiete sind die Umweltwirkung von Flugtriebwerken, instationäre Effekte auf das Betriebsverhalten und die Optimierung des Gesamtsystems. Aus einer studen49

tischen Initiativgruppe heraus wurde eine Kleingasturbine für Forschungs- und Lehrzwecke entwickelt. Am Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen wird in einigen Projekten numerisch und experimentell an der Weiterentwicklung von Kleingasturbinen gearbeitet. Das Fachgebiet verfügt über einen Kleingasturbinenprüfstand. Daneben werden einzelne Forschungsprojekte am Institut für Werkstoffwissenschaften und -technologien durchgeführt, beispielsweise zu Hochtemperaturanwendungen und Superlegierungen für Turbinenschaufeln. Das Fachgebiet Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik befasst sich mit der Entwicklung und Optimierung von Konzepten, Baugruppen und Komponenten an Werkzeugmaschinen sowie der Analyse und Bereitstellung innovativer Fertigungsverfahren und Fertigungsprozessketten. Eine wesentliche Aufgabe ist die Adaption von Fertigungsverfahren für spezielle Anwendungsbereiche wie die Mikrofertigungstechnik, den Werkzeug- und Formenbau und alle Prozesse der Instandsetzung und Reparatur von technischen Anlagen, speziell von Turbomaschinen. Die Technische Universität Berlin unterhält Kooperationen mit vielen großen deutschen Unternehmen und mit einigen Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft, der Helmholtz-Gemeinschaft und der Leibniz-Gemeinschaft. Es bestehen weit über 100 wissenschaftliche Kooperationsverträge mit ausländischen Hochschulen. Die Energieforschung stellt einen Schwerpunkt der Kooperation der TU Berlin mit der Siemens AG dar, zu deren Koordinierung das so genannte CKI Center of Knowledge Interchange eingerichtet wurde. Beuth-Hochschule Die Beuth-Hochschule in Berlin umfasst mehr als 10.000 Studierende in 72 technischen, natur- und wirtschaftswissenschaftliche Bachelor- und Masterstudiengängen und 285 Professuren. Das Thema Turbomaschinen nimmt in Forschung und Ausbildung ebenfalls eine prominente Stelle ein. Relevante Themen werden im Maschinenbau, in der Energietechnik und in der Elektrotechnik behandelt. Den Studenten des Studiengangs Maschinenbau stehen zwei Dampfturbinen und eine Gasturbinenanlage in dem Labor für konventionelle und erneuerbare Energie für Ausbildungszwecke zur Verfügung. Kooperationen mit verschiedenen größeren und kleineren Unternehmen der Energiebranche bestehen hauptsächlich über Diplomarbeiten, aber auch im Rahmen einzelner Forschungsprojekte. Hochschule für Technik und Wirtschaft Die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin ist mit fast 10.000 Studierenden und 270 Professuren ähnlich groß wie die Beuth-Hochschule. Im Mittelpunkt der Forschung stehen regenerative Energien. Arbeitsgebiete sind Solartechnik, Windenergie, Wasserstoff, Brennstoffzellen, Lichttechnik, Energiespeicher, Energietransport und -verteilung, Leistungselektronik, Simulation

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von Energiesystemen, Gebäudeenergiesysteme, Absorptionskältemaschinen sowie Abwärmenutzung. Kontakte und Kooperationen bestehen mit nahezu allen großen Unternehmen der Energiebranche ebenso wie mit kleineren lokalen Firmen und verschiedenen universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen. Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin Der Leiter der Fachrichtung Maschinenbau der Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin, der Strömungsmechaniker Prof. Seied Nasseri ist Vorsitzender des Landesverbands Berlin-Brandenburg des Bundesverbands WindEnergie (BWE). Zusammen mit der Beuth-Hochschule bietet die Fachhochschule den Bachelor-Studiengang Wirtschaftsingenieur in Umwelt und Nachhaltigkeit an, in dessen Rahmen unter anderem Lehrinhalte aus dem Bereich Energietechnik mit dem Schwerpunkt regenerative Energien vermittelt werden. Im Fachbereich Berufsakademie werden im dualen Bachelor-Studiengang Konstruktion und Fertigung Lehrinhalte zu Wärme-, Kraft- und Arbeitsmaschinen vermittelt. Fachhochschule Brandenburg Die Fachhochschule Brandenburg (FHB) bietet die Vertiefungsrichtung Energie- und Umwelttechnologien innerhalb des Studiengangs Maschinenbau an. Lehrinhalte für moderne Energiewandlungs- und Umwelttechnologien werden auf den Gebieten Konstruktion, Entwicklung, Elektrotechnik und Verfahrenstechnik vermittelt. Am Zentrum für Energie- und Umwelttechnologie wird an der Weiterentwicklung und Optimierung von Technologien der Energiewandlung gearbeitet. Projekte aus den Bereichen Brennstoffzellen, Wasserstofftechnik und Analyse von Energiesystemen wurden bearbeitet. Die FHB unterhält Kooperationen mit den anderen Fachhochschulen in Brandenburg und mit der BTU Cottbus. Hochschule Lausitz Die Hochschule Lausitz hat ihren Sitz in Senftenberg und Cottbus. Die Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Verbrennung, Solartechnik, Wasserkraft, Energiespeicher, Energietransport und -verteilung, energieoptimierendes Bauen, Analyse von Energiesystemen und Verbrennungsmotoren. Sie bietet im Bachelor- bzw. Master-Studiengang Elektrotechnik den Schwerpunkt Energie- und Umwelttechnik und im Bachelor-Studiengang WirtschaftsIngenieurwesen die Vertiefungsrichtung Energiewirtschaft an. Zahlreiche Kooperationen mit Unternehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen der Region bestehen. Technische Hochschule Wildau Die Technische Hochschule Wildau (THW) knüpft mit ihrer Gründung im Jahr 1991 an die Tradition der ehemaligen Ingenieurschule Wildau an. Als energierelevante Studiengänge sind Verfahrenstechnik, Maschinenbau und 51

Telematik hervorzuheben. In dem Hochschulentwicklungsplan für die Periode 2008 – 2015 hat außerdem ein neuer Masterstudiengang Regenerative Energietechnik Eingang gefunden. An der THW werden Themen aus den Bereichen Energieverfahrenstechnik, Solartechnik, Windenergie, Biomasse, Analyse von Energiesystemen, Verkehrslogistik sowie Simulation von Verbrennungsvorgängen und Speicherung in mesoporösen Medien bearbeitet.

1.2

Forschungsinstitute

Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) betreibt Materialforschung und -prüfung mit dem Ziel, Sicherheit und Zuverlässigkeit in der Chemie- und Materialtechnik zu erforschen und weiterzuentwickeln. Die BAM organisiert sich in neun Fachabteilungen und 33 Fachgruppen mit ca. 1.600 Mitarbeitern. Die Fachabteilung Werkstofftechnik von Prof. Dr.-Ing. Pedro Dolabella Portella beschäftigt sich mit der Sicherheit und Zuverlässigkeit von Bauteilen unter mechanischer Beanspruchung durch Verknüpfung von Werkstoffkunde, Konstruktions- und Fertigungstechnik. Wartung und Instandhaltung von Turbomaschinen wird mit folgenden Schwerpunkten untersucht: Sicherheit und Zuverlässigkeit von Bauteilen unter mechanischer Beanspruchung, Kombinierte Anwendung von physikalischen und messtechnischen Verfahren zur Zustandsprüfung von Materialien, Produkten, Anlagen und Systemen, Zerstörungsfreie Prüfung von metallischen Komponenten sowie Zuverlässige Quantifizierung und Bewertung von Schädigungsprozessen an Bauteiloberflächen und -grenzflächen mit Hilfe optischer sowie thermografischer Prüfverfahren. Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unterhält am Standort Berlin-Charlottenburg eine Zweigstelle des Instituts für Antriebsforschung des DLR, die Abteilung für Triebwerksakustik, die von Prof. Dr. Lars Enghardt geleitet wird. 23 Mitarbeiter befassen sich mit stationären Prozessen in technischen Strömungen. Die Abteilung ist am Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik (ISTA) der TU Berlin angesiedelt, mit dem sie eine enge Kooperation unterhält. Der Standort Berlin-Adlershof des DLR wurde 1992 gegründet. An ihm konzentrieren sich die Forschungstätigkeiten des DLR in den Feldern Weltraum und Verkehr. Gearbeitet wird an verkehrsträgerübergreifenden Konzepten, am Einsatz moderner Technologien und an optischen Sensorsystemen für Anwendungen im Verkehr. Zielsetzung ist die Entwicklung eines umwelt- und sozialverträglichen Verkehrssystems und Verkehrsmanagements.

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© Fraunhofer IPK

Das Produktionstechnische Zentrum Berlin (PTZ) am Charlottenburger Spreebogen ist Sitz des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK und des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der TU Berlin

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK in Berlin besteht seit fast 35 Jahren. Mit seinen rund 250 Mitarbeitern betreibt es in den sechs Geschäftsfeldern Unternehmensmanagement, virtuelle Produktentstehung, Produktionssysteme, Automatisierungstechnik, Medizintechnik sowie Füge- und Beschichtungstechnik angewandte Forschung und Entwicklung für die gesamte Prozesskette produzierender Unternehmen. Leiter des Instituts ist Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann. Gemeinsam mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der Technischen Universität Berlin entstehen hier Technologien für das Management, die Produktentwicklung, den Produktionsprozess und die Gestaltung industrieller Fabrikbetriebe. Eine besondere Bedeutung für die Ressourcen- und Energieeffizienz von Turbomaschinen hat der 2009 vom Fraunhofer IPK gegründete Innovationscluster ›Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr‹ (MRO), der sich mit Fragen der Wartung, Instandhaltung und Reparatur von Investitionsgütern der Energie- und Verkehrsbranche befasst.

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Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM Am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM bilden die Systemintegration und das Packaging elektronischer Produkte den Schwerpunkt der industrienahen Forschung und Entwicklung. Die Leitung des Instituts mit rund 300 Mitarbeitern an allen Standorten hat Dr. Klaus-Dieter Lang. Energierelevant sind insbesondere die Forschung an LED-Modulen in der Abteilung Modulintegration und Verbindungstechniken sowie die Entwicklung von tragbaren Stromversorgungsgeräten wie Mikrobrennstoffzellen. Das IZM arbeitet eng mit dem Forschungsschwerpunkt Mikroperipherik der TU Berlin zusammen und ist in zahlreichen nationalen und internationalen Kooperationen engagiert. Im Rahmen von MRO ist das IZM mit dem Condition Monitoring, insbesondere mit der Mikrosystemtechnik autarker Energieversorgung und Lebensdauermodellen, befasst.

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2

1 Vogel, Sebastian (2008): Das Technologiefeld Energie in Berlin-Brandenburg: Bestandsaufnahme, Entwicklungschancen, Handlungsansätze. TSB Technologiestiftung Berlin, Regioverlag Berlin.

Kooperationsthemen der Wissenschaft

Berlin-Brandenburg ist eine der bedeutendsten Forschungsregionen Europas: Acht Universitäten, 17 Kunst-, Fach- und Verwaltungsfachhochschulen mit über 182.000 Studenten sowie mehr als 100 private und öffentliche Institute und Entwicklungsstätten sind hier angesiedelt. 29 Nobelpreisträger waren Angehörige der Berliner Universitäten. Mit 50.000 Wissenschaftlern sind heute etwa 10 bis 15 Prozent der wissenschaftlichen Humanressourcen Deutschlands in der Region konzentriert. Aktuell kooperieren in Berlin-Brandenburg Wissenschaft und Wirtschaft eng miteinander in 42 Technologieparks und Gründerzentren, die technologieorientierten Unternehmen maßgeschneiderte Rahmenbedingungen bieten. Die zahlreichen Netzwerke zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen sind eine besondere Stärke der Hauptstadtregion. Sie finden sich beispielsweise an den Standorten Berlin-Adlershof, Berlin-Buch und in der Forschungsregion Potsdam. Der Fokus der Forschung und Entwicklung im Bereich Turbomaschinen liegt auf Turbinentriebwerken für die Luftfahrt und Gasturbinen für die Energieerzeugung. Insgesamt ist die Region in der Lage, Fragestellungen ganzheitlich zu erarbeiten, also den gesamten Lebenszyklus von der Entwicklung grundlegender Konzepte bis zur Produktionstechnik und zum Betrieb abzudecken. Führende Unternehmen der Branche – Siemens, Sektor Energy, Rolls-Royce, MAN Diesel & Turbo, Alstom Power Service und MTU Maintenance – sind in der Region sowohl mit Produktionsstätten als auch mit dem Service- und Wartungsgeschäft sowie der Montage vertreten. Die Region verfügt damit über die vermutlich höchste Dichte an Turbomaschinenherstellern in Europa. Die Branche ist von herausragender wirtschaftlicher Bedeutung für Berlin und Brandenburg. Mit der politischen Entscheidung, die Energietechnik zum sechsten Kompetenzfeld in Berlin und zum gemeinsamen Zukunftsfeld in der Innovationsstrategie der Länder Berlin und Brandenburg zu ernennen, hat die Branche verstärkte Aufmerksamkeit in der Region erhalten.1 Im Bereich der Energietechnik beschäftigen sich insgesamt 26 wissenschaftliche Einrichtungen in BerlinBrandenburg mit energierelevanten Themen. In den letzten Jahren sorgen zahlreiche internationale Leuchttürme und Clusterinitiativen für eine hervorragende wissenschaftliche Basis und die darauf aufbauende Ausbildung von Fachkräften. Insbesondere in der Energieerzeugung sind erhebliche Investitionen und Modernisierungen im Berliner Kraftwerkspark geplant. Beispielsweise hat der Energieversorger Vattenfall angekündigt, den CO2-Ausstoß bis zum Jahr 2020 um 50 Prozent gegenüber 1990 zu reduzieren.

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Ein weiteres für Turbomaschinen relevantes Zukunftsfeld in der Innovationsstrategie der Länder Berlin und Brandenburg ist die Verkehrstechnik. Die Hauptstadtregion steht für eine leistungsstarke Verkehrsindustrie. Besonders im Bereich der Triebwerkstechnik hat sich diese zu einer national und international bedeutenden Luftfahrttechnologie-Region entwickelt. Derzeit sind hier rund 80 Unternehmen der Luftfahrtindustrie mit rund 4.000 Mitarbeitern tätig. Hinzu kommen die Beschäftigten der allgemeinen Luftfahrt an den Flughäfen. Insgesamt bietet die Luftfahrt rund 16.000 Arbeitsplätze in der Region. Mit dem Hauptstadtflughafen Berlin-Brandenburg International (BBI) sollen ab 2011 über 20 Mio. Passagiere abgefertigt werden. Auf dem Gebiet der Triebwerksentwicklung und -fertigung ist die Region europaweit führend. Weitere Kernkompetenzen bestehen im Bereich Maintenance, Repair and Overhaul, im Bereich Testing sowie in der Entwicklung und Produktion von Kleinflugzeugen.2

2.1

Aktuelle Kooperationsthemen

Bei den Turbomaschinen lassen sich drei für die Region Berlin-Brandenburg relevante Bereiche unterscheiden: ■ Turbinentriebwerke für die Luftfahrt, ■ Gas- und Dampfturbinen für die Energieerzeugung und ■ Turbokompressoren oder Turboverdichter. Nahezu 90 Prozent der weltweiten kommerziellen Energieversorgung beruhen auf fossilen Brennstoffen. Ein großer Teil dieser Energieträger wird in Gasturbinen zur Erzeugung von elektrischer Energie und von Vortrieb eingesetzt. Auch Biokraftstoffe kommen als Treibstoff in Frage. Daher haben bereits geringe Effizienzsteigerungen der Turbinen einen signifikanten Einfluss auf Wirtschaftlichkeit und CO2-Ausstoß.3 Zur Minderung der CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen bei der Stromerzeugung werden derzeit zwei Trends verfolgt: ■ Die Wirkungsgradverbesserung, d. h. weniger Brennstoff wird für die gleiche Leistung eingesetzt und somit entstehen weniger Emissionen, ■ die Abtrennung von CO2 aus den Brenn- oder Rauchgasen.4 Bei Kraftwerksturbinen konnten in den vergangen Jahrzehnten bereits erhebliche Fortschritte erzielt werden. 70 moderne Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke erreichen elektrische Wirkungsgrade bis zu 60 Prozent. Dennoch kommt der Verbesserung der Komponenten- und Anlageneffizienz weiterhin hohe Bedeutung zu. Dazu müssen die bestehenden Technologien wie die Kühlung, Hochtemperaturmaterialien, Verbrennung und Aerodynamik weiterentwickelt werden. Zusätzlich werden innovative Ansätze wie neue Gasturbinenzyklen verfolgt. Durch die Einspeisung regenerativer Energien aus volatilen Quellen ins Netz steigen die Anforderun56

2 http://www.capital-region.de; http:// www.zab-brandenburg.de 3 Vogel, Sebastian: a.a.O. 4 Bullinger, Hans-Jörg (2007): Technologieführer. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg.

gen an die Lastwechsel- und Teillastflexibilität der Turbinen. Die Einführung von CO2-armen Kraftwerkstechnologien haben Auswirkungen auf die Brennstoffzusammensetzung und das Arbeitsmedium der Turbinen. Die Erhöhung der Brennstoffflexibilität zum Einsatz weniger reiner oder biogener Brennstoffe ist ebenfalls ein aktuelles Forschungsthema. Bei Turbokompressoren sind die Anforderungen an CO2-arme Kraftwerkstechnologien ebenfalls für einen großen Teil des Innovationsbedarfs verantwortlich. Die Luftzerlegung, sowie Abscheidung, Transport und Verpressung von Kohlendioxid mit Hilfe von Kompressoren verursachen einen großen Teil des Wirkungsgradverlusts in diesen Kraftwerken. Dafür ist die Entwicklung größerer, effizienterer Verdichter, die auf die speziellen Anforderungen der Prozesse und Gase abgestimmt sind, von großer Bedeutung. Weitere Themen wie die Verflüssigung von Biomasse, die in Zusammenhang mit neuen Energietechnologien stehen, werden ebenfalls an Relevanz gewinnen. Aber auch in den klassischen Einsatzbereichen von Turbokompressoren geht die Entwicklung kontinuierlich weiter. Bei den Flugzeugtriebwerken spielen die Verringerung des Treibstoffverbrauchs sowie Fragen der Schadstoff- und Lärmemissionen die zentrale Rolle. Dazu werden je nach Hersteller verschiedene Konzepte verfolgt, beispielsweise die Erhöhung des Bypass-Verhältnisses, die Zwischenschaltung eines Getriebes zwischen Turbine und Verdichter oder eines außerhalb des Turbinengehäuses liegenden Propellers. Die Nutzung der Abwärme der Turbinen ist ein weiterer Ansatzpunkt, um die eingesetzte Energie besser zu nutzen. Größere Aufmerksamkeit sollte außerdem der Betrachtung des Gesamtsystems gewidmet werden, beispielsweise den Auswirkungen des steigenden Verbrauchs an elektrischer Energie im Flugzeug auf die Anforderungen an die Turbinentechnologie und umgekehrt. Bei Turbomaschinen besteht folglich ein hoher Innovationsdruck. Zwischen den drei genannten Teilbereichen gibt es einige Synergiepotenziale. Dies betrifft beispielsweise übergreifende Fragen der Material- und Produktionswissenschaften und den Einsatz von Simulationswerkzeugen zur Vermeidung aufwändiger Tests. Die Regelung und Zustandsüberwachung einschließlich der Weiterentwicklung der dazu notwendigen technischen Komponenten ist ein weiteres Thema von gemeinsamer Relevanz. Gleiches gilt für die Steigerung der Zuverlässigkeit und die Haltbarkeit der Anlagen. Ebenso wichtig wie die genannten Produktinnovationen sind Prozessinnovationen, insbesondere bei Fertigungsverfahren. Diese Anforderungen machen in zunehmendem Maße die Zusammenarbeit verschiedener Fachdisziplinen erforderlich.

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2.2

Handlungsansätze

2008 formulierte Vogel auf der Basis einer Analyse der wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Potenziale im Technologiefeld Energie in Berlin und Brandenburg Stärken und Schwächen des Standorts.5 Besondere Stärken hat die Region danach bei den Turbomaschinen, sowohl in der Wirtschaft als auch in der Wissenschaft: ■ Die Region ist bedeutender Produktions- und Forschungsstandort mit vielen Arbeitsplätzen und wachsender Tendenz. ■ Das gesamte Produktionsspektrum ist vorhanden, mit Ausnahme der Dampfturbinenfertigung. ■ Hochschulen und Forschungseinrichtungen verfügen über wesentliche wissenschaftliche Kompetenzen, auch in Querschnittstechnologien. ■ Es bestehen gute Marktchancen für Berliner Unternehmen bei der Einführung von Technologien zur CO2-Abscheidung und -Speicherung. Andererseits wurden folgende Schwächen und Risiken identifiziert: ■ Die Großkonzerne kooperieren vergleichsweise wenig untereinander und mit KMU. ■ Die Kooperation zwischen Wirtschaft und Wissenschaft ist verbesserungsbedürftig. Aus diesen Erkenntnissen leitete Vogel folgende Handlungsempfehlungen für den Bereich Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg ab: ■ Der Transfer zwischen Wirtschaft und Wissenschaft muss vereinfacht und besser kommuniziert werden. ■ Intermediäre sollten sich darauf konzentrieren, den KMU Kooperationsmöglichkeiten mit den Großkonzernen zu eröffnen, um mehr Wertschöpfung in der Region zu ermöglichen. ■ Die Chancen für KMU werden in erster Linie in den Bereichen Maintenance, Vorrichtungsbau sowie Mess- und Regelgerätebau gesehen. Diese Bereiche sollten vorrangig gefördert werden.

5 Vogel, Sebastian. a. a. O.

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3

Eine besondere Bedeutung für die Ressourcen- und Energieeffizienz von Turbomaschinen hat der vom Fraunhofer IPK gegründete Innovationscluster ›Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr‹ (MRO), der sich mit Fragen der Wartung, Instandhaltung und Reparatur von Investitionsgütern der Energie- und Verkehrsbranche befasst. Bei Produkten mit hohen Investitionskosten und langer Lebensdauer wird über die so genannten After-SalesServices ein erheblicher Teil des Unternehmensgewinns erwirtschaftet. Im Laufe des Produktlebens fallen neben ständiger und planbarer Wartung weitgehend unvorhersehbare Reparaturen an. Bei einer Überholung kann das Produkt nicht nur in einen neuwertigen Zustand versetzt, sondern über den ursprünglichen Auslieferungszustand hinaus auf ein zeitgemäßes technisches und wirtschaftliches Niveau gehoben werden. Zielsetzung des im März 2009 gestarteten Innovationscluster ist es, in vier Innovationsfeldern ressourcenschonende und energieeffiziente MRO-Prozesse und Technologien zu erarbeiten und nachhaltig in Unternehmen zu etablieren. In der Clusterinitiative kooperieren sieben Forschungsinstitute und 14 Wirtschaftsunternehmen, darunter auch MTU Maintenance, Siemens und Deutsche Bahn. Die finanzielle Ausstattung in Höhe von rund 16 Mio. Euro über drei Jahre wird von den beteiligten Partnern, der Fraunhofer-Gesellschaft und den Ländern Berlin und Brandenburg bereitgestellt.

© Siemens

Die von Siemens in Berlin-Moabit produzierte größte Gasturbine der Welt: SGT 5-8000 H

Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) in Berlin-Brandenburg

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Fraunhofer-Innovationscluster MRO Ziel: Entwicklung und Etablierung ressourcenschonender und energieeffizienter MRO-Prozesse und -Technologien in der Hauptstadtregion Innovationsfelder: Zustandserfassung und -diagnose MRO-Planung und digitale Unterstützung Reinigung Reparaturtechnologien Laufzeit: 2009 bis 2012 Budget: rund 15 Mio. Euro Forschungspartner: Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und

3.1

Mikrointegration IZM, Institut für Land- und Seeverkehr, TU Berlin, Institut für Luft- und Raumfahrt, TU Berlin, Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF, TU Berlin, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Brandenburgische Technische Universität Cottbus Industriepartner: Airbus Deutschland, Alstom Power Service, Amovis, Berliner Stadtreinigungsbetriebe, Berliner Verkehrsbetriebe, DB Mobility Fernverkehr, Fuss EMV, Havelländische Eisenbahn, Hegenscheidt-MFD, Heidelberger Druckmaschinen, MAN Diesel&Turbo, MTU Maintenance, Rolls-Royce Deutschland, Siemens Energy Sector Koordination: Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

MRO-Innovationsfelder

Schwerpunkte des Fraunhofer-Innovationscluster MRO sind die aus den Anforderungen der Industriepartner abgeleiteten vier Innovationsfelder: ›Zustandserfassung & -diagnose‹, ›MRO-Planung und digitale Unterstützung‹, ›Reparaturtechnologien‹ und ›Reinigung‹. Reinigung und Reparatur sind Kernbestandteile von Maintenance, Repair and Overhaul. Die beiden Innovationsfelder Zustandserfassung & -diagnose sowie MRO-Planung und digitale Unterstützung bilden den Rahmen der MROTätigkeiten. Zwischen allen Innovationsfeldern existieren Schnittstellen, sodass in konkreten Projekten mit den beteiligten Partnern Technologien zur Optimierung von MRO-Prozessen nach individuellen Kundenanforderungen erarbeitet und am Markt etabliert werden. Zustandserfassung und -diagnose Zustandserfassung und -diagnose umfassen die kontinuierliche, systemintegrierte Erfassung des aktuellen Anlagen- und Komponentenzustands. In besonderem Maße sicherheitsrelevant ist hier die Rissprüfung sowie zunehmend die Durchdringung mit leistungselektronischen Systemen. Innovative Prüfverfahren sollen entwickelt werden, um den Zustand der Anlagen zu erfassen, den optimalen Wartungszeitpunkt abzuleiten und die Restlaufzeit abzuschätzen. So liefert Condition Monitoring zukünftig wichtige Informationen über den Zustand der Anlagen. Es trägt dazu bei, die Lebensdauer besser auszuschöpfen, Wartungsintervalle zu verlängern, Ausfälle aufgrund unge60

planter Wartungsarbeiten zu vermeiden und damit die Gesamtverfügbarkeit von Anlagen zu erhöhen. Zielsetzungen: ■ Wartungsintervalle dynamisieren ■ Lebensdauer besser ausschöpfen ■ Anlagenverfügbarkeit erhöhen ■ Lebenszykluskosten senken MRO-Planung und digitale Unterstützung Die Effizienz der Planung und Durchführung von MRO-Prozessen kann durch digitale Unterstützung wesentlich gesteigert werden. Um die Potenziale virtueller Technologien in der Praxis auszuschöpfen, müssen Methoden und Werkzeuge für verschiedene Handlungsfelder im MRO-Bereich entwickelt werden. Beispielsweise können schnelle Zugriffe auf wichtige Lebenszyklen- und MRO-Informationen sichergestellt, Schnittstellenkonflikte zwischen verschiedenen Multiplayer-Systemen beseitigt oder Fernwartungsarbeiten mit mobilen Telekooperationsgeräten über schmalbandige Verbindungen ermöglicht werden. Darüber hinaus können auch Papierzeichnungen und komplexe Produkte mit geringem Aufwand in 3D-Modelle überführt werden. Ein weiteres Thema ist die Kostensenkung durch systematische und bedarfsorientierte MRO-Planung und -Unterstützung sowie durch die schnelle Reaktion bei wechselnden Produktzuständen. Weiterhin können Maschinenstillstandszeiten mit einer globalen MRO-Bestandssteuerung für Ersatzteile minimiert werden. Nicht zuletzt lassen sich Schulungszeiten verkürzen und MRO-Prozesse schneller und fehlerfrei durchführen. Schwerpunkte: ■ Digitale modellbasierte MRO ■ Wirtschaftlichkeit von MRO-Prozessen ■ Robustheit der MRO-Planung ■ MRO-bezogenes Informationsmanagement Reinigung Die Reinigung von Maschinen und Anlagen nimmt eine zentrale Stellung im MRO-Prozess ein. Dabei sind sowohl die Reinigungsverfahren als auch die Anwendungsbereiche breit gefächert. Die präventive Reinigung ist zur Bewahrung der Funktion oder des Wirkungsgrades notwendig. Kostspielige Ausfälle und Reparaturen von Maschinen und Anlagen werden vermieden beziehungsweise reduziert. Reinigung als Reparatur- oder Fertigungsverfahren ist vor allem bei der Entfernung von Funktionsschichten erforderlich. Flexible und ökoeffiziente Verfahren sollen entwickelt und etabliert werden. Ziele: ■ Reinigungsstrategien ■ Anlagentechnik und Prozesse ■ Flexible und ökoeffiziente Reinigungsverfahren 61

Reparaturtechnologien Vorgänge in der Wartung und Instandhaltung sind im Gegensatz zur Neufertigung deutlich schlechter vorhersehbar. So wird die Reparatur von langlebigen Investitionsgütern meistens am Einzelstück vor Ort zu einem vorab unbestimmten Zeitpunkt durchgeführt, während die Fertigung vorwiegend in Serie in einer Produktionshalle zu einem festgelegten Zeitpunkt stattfindet. Dementsprechend wird bei der Bewertung und Entwicklung neuer Reparaturtechnologien eine besonders hohe Flexibilität und Adaptivität des Verfahrens gefordert. Themen: ■ Strategien zur Erhöhung des Automatisierungsgrades ■ Flexibilität von Reparaturverfahren ■ Rapid Manufacturing von Ersatzteilen und Baugruppen ■ Verlängerung der Bauteillebensdauer durch Einsatz widerstandsfähiger Werkstoffe und Schutzschichten

3.2

Forschungsprogramm

3.2.1 Zustandserfassung und -diagnose Die Industrie geht bei der Planung von Investitionen in Anlagen sowie deren Betrieb zunehmend zu einer durchgängigen, lebenszyklusübergreifenden Betrachtung der damit für sie anfallenden Kosten über. Nicht nur die Anschaffungskosten, sondern auch alle Kosten bei der späteren Nutzung, wie Energiekosten, Reparatur und Wartung der betreffenden Komponenten werden einbezogen. Somit können Kostentreiber erkannt und vermieden werden. Aus Kundensicht sollen versteckte Kosten bereits im Vorfeld einer Investitionsentscheidung oder für die Reduzierung von Betriebskosten identifiziert werden. In diesem Zusammenhang verlangen Kunden vom Hersteller der Anlagen beim Kauf klare Aussagen über diese Kosten oder verlangen im Rahmen langfristiger Wartungsverträge Verfügbarkeitsgarantien vom Hersteller. Sie gehen sogar dazu über, den Ausrüster oder Lieferanten im Rahmen von neuen Betreibermodellen als verantwortlichen Betreiber für die Anlage einzusetzen, ihm die Verantwortung für den Betrieb der Anlage, einschließlich Produktion sowie Instandhaltung für eine limitierte Zeit zu übertragen, und ihn über den generierten Cashflow anteilig pro produzierter Einheit zu bezahlen. Ein wesentlicher Kostenfaktor in der Betriebsphase einer Anlage oder Komponente stellt die Wartung und Instandhaltung dar. In der Neuorientierung und Optimierung der Wartung und Instandhaltung liegt ein erhebliches Einsparpotenzial. Dabei wird insbesondere der Wechsel von den bisherigen vorbeugenden oder vorausschauenden Wartungsstrategien hin zu zustandsorientierter Wartung und Instandhaltung verfolgt, die ausgehend von dem aus Überwachung und Diagnose gewonnenen Abnutzungs- und Verschleiß62

zustand des technischen Systems kontinuierlich den Wartungsbedarf ermittelt und zum richtigem Zeitpunkt die passende Wartungsmaßnahme vorschlägt. Während derzeitige Instandhaltungsplanungssysteme die präventive Wartung der Anlagen in vorgegebenen Intervallen vorsehen, wird es durch Berücksichtigen der aus dem realen Prozess gewonnenen Zustandsinformationen und Belastungsprofile möglich sein, vorausschauend Maßnahmen zu planen. Hierdurch kann eine höhere Verfügbarkeit des Systems bei gleichzeitig reduzierten Wartungskosten erzielt werden. Das genaue Wissen über den Zustand sowie die Kenntnis der Belastungsprofile im Lebenszyklus von Anlagen sind wesentliche Voraussetzungen für: ■ ressourcenschonenden und verfügbarkeitsoptimierten Einsatz und Betrieb, ■ optimierte selektive Wartungs- und Instandhaltungsplanung sowie ■ Planung und Durchführung von Retrofits für die Erneuerung erhaltenswerter Anlagen. Dem gegenüber stehen die Kosten für die am System erforderliche Überwachungseinrichtung mit der zugehörigen Sensorik für die Aufzeichnung und Auswertung der Daten. Condition based Maintenance Im Rahmen des Innovationsclusters MRO ›Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr‹ werden im Innovationsfeld ›Zustandserfassung und –diagnose‹ Lösungen zur Zustandsbewertung und Prognose der Restlebensdauer zur Bestimmung des optimalen Wartungszeitpunkts erarbeitet. Sie sind Grundlage für die MRO-Planung und digitale Unterstützung. Der Zustand einer Maschine oder Anlage kann entweder in Intervallen oder kontinuierlich erfasst werden. Gegenüber bisherigen, im Rahmen von Inspektionsaufgaben vom Servicepersonal durchgeführten, Prüfungen wird zukünftig eine kontinuierliche und automatisierte Erfassung des Anlagenzustands und der daraus abgeleiteten Wartungsmaßnahmen angestrebt. Diese kontinuierliche Zustandserfassung erfordert vor allem einfach zu installierende robuste, autonome Sensor- und Erfassungssysteme. Die größte Herausforderung bei der Umstellung auf eine zustandsabhängige Wartungsstrategie besteht in der automatisierten und kontinuierlichen Bestimmung des tatsächlichen Zustands einer Anlage und ihrer funktionsrelevanten Verschleißteile. Für die Gewinnung von Zustandskennwerten können bereits in der Anlage integrierte Sensorsysteme oder Signale genutzt werden. Oft sind zusätzliche Sensorik in Kombination mit entsprechender Überwachungsintelligenz an Anlagen erforderlich. Da der Verschleißverlauf maßgeblich von der Art des Betreibens und damit von der Belastungshistorie der Maschine abhängt, ist es ratsam, auch entsprechende während des Betriebs aufzuzeichnende Belastungsdaten mit in die Zustandsbewertung einfließen zu lassen. Sie wirken sich insbesondere bei der Prognose der Restlebensdauer oder des verbleibenden Abnutzungsvorrats aus. 63

In der Energieerzeugung sind die speziellen Anforderungen des Standorts der Anlagen zu berücksichtigen. Insbesondere sind dies bei stationären Systemen die schwer zugänglichen Anlagen der Energieerzeugung außer Haus oder gar im Offshore-Bereich bei der Windkraft. Für die Realisierung der in einem Condition Monitoring System erforderlichen Funktionalitäten der Datenaufzeichnung und der Auswertung sind daher die flexible Verteilbarkeit der Einzelfunktionen auf dezentrale oder zentrale Systeme vorzusehen und eine dafür geeignete Infrastruktur bereitzustellen. Obwohl Condition Monitoring von unterschiedlicher Seite bei Anlagen gefordert wird, existieren nur ungenaue Vorstellungen darüber, welche Parameter und Signale im Prozess oder an der Anlage messtechnisch erfasst und zur Gewinnung zustandsrelevanter Kenngrößen herangezogen werden können. Ebenso fehlen entsprechende Verschleißmodelle, die eine Beziehung zwischen diesen Kenngrößen und dem aktuellen Verschleißzustand liefern. Noch schwieriger ist die Prognose der noch verfügbaren Restnutzungszeit oder des wahrscheinlichen Ausfallzeitpunkts des Systems. Condition Monitoring Im Forschungsprojekt ›Intelligentes Condition Monitoring – Modelle, Algorithmen, autonome Mikrosysteme‹ werden daher von den beteiligten FhGInstituten IPK und IZM Grundlagen im Bereich der Modelle und Analysemethoden zur Zustandsbewertung und Prognose der Restlebensdauer erarbeitet und geeignete Mikrosystemtechnik für autonome Sensor- und Erfassungssysteme entwickelt. Ziel dieses Projekts ist es, die Basistechnologien sowohl im Bereich der Mikrosystemtechnik für intelligente, verteilte Sensorik als auch bei den Modellen und Analysemethoden zur Zustandsbewertung und Prognose der Restlebensdauer zu entwickeln. Mit den erarbeiteten Ergebnissen sollen zukünftige intelligente Condition Monitoring Lösungen realisiert werden können, die eine automatisierte Zustandsdiagnose und damit verbesserte Wartungsplanung für die Anlagen unterstützen und so helfen, ungeplante Ausfälle zu vermeiden. Innerhalb des Projekts sollen innovative Lösungen zu den Schwerpunkten: ■ robuste, projektierbare Diagnose- und Prognose-Tools, ■ adaptive, lernende Auswerteverfahren, ■ Methodenbaukasten mit Modellen und Algorithmen, ■ Mikrosystemtechnik zur Energieversorgung autarker Sensorikeinheiten und ■ drahtlose Kommunikationsanbindung der Sensorik erarbeitet werden. Die kontinuierliche Überwachung und Dokumentation des Zustands von Anlagen und ihrer Komponenten ist eine Grundvoraussetzung, um zustandsbasierte Wartung und Instandhaltung aufzusetzen. Bei der Konstruktion von Anlagen werden die Anforderungen der Zustandsüberwachung und innovativer Monitoring Systeme noch nicht ausreichend 64

berücksichtigt, sodass die hierfür erforderliche Sensorik nicht mit geplant und in die Anlage integriert wird, sie muss nachgerüstet werden. Aber auch wenn zukünftig neue Produktgenerationen als Hybride Leistungsbündel konzipiert werden, die die integrierte Entwicklung und Bereitstellung von Sach- und Dienstleistungskomponenten eines solchen neuen Produkts umfassen, so sind doch Lösungen für die nachträgliche Installation solcher Sensorik und Überwachungseinheiten vorzusehen.

© Fraunhofer IZM

Miniaturisierte autonome Sensorik Für die Gewinnung von Daten im laufenden Betrieb müssen geeignete Sensoren für die einfache Anbringung an den Anlagen und an zu überwachenden Komponenten entwickelt werden. Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Einsatzfälle an stationären und mobilen Anlagen ergeben sich wesentliche Anforderungen hinsichtlich Robustheit in unterschiedlichen Umgebungen sowie die einfache nachträgliche Installierbarkeit an bestehenden Anlagen. Hier wird der Ansatz von intelligenten funkbasierten Sensornetzen aufsetzend auf der eGrain-Technologie verfolgt. Der Fokus der Arbeiten liegt auf vier Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkten: ■ Miniaturisierbare Energiewandler zur Einsparung von Batterien, ■ Einbettung von Übertragungstechnologien, ■ Verteilte modellgestützte Diagnosesysteme, ■ Verbesserte Integration in unterschiedlichsten Anwendungen.

Miniaturisierter autonomer Funksenso

Der drahtlose Betrieb verteilter Sensorsysteme für die kontinuierliche Zustandsüberwachung industrieller Maschinen und Anlagen stellt eine Schlüsselfunktion für deren unkomplizierte Einbindung auch an schwer zugänglichen Orten dar. Hierbei ist der energieautarke Betrieb von Mikrosystemen zur Erfassung, Verarbeitung und Kommunikation von Sensordaten aus der unmittelbaren Industrieumgebung ein integraler Bestandteil des Systemkonzeptes. Vor diesem Hintergrund werden autarke Energieversorgungskonzepte bezüglich relevanter Applikationsszenarien evaluiert. Hierbei stehen sowohl die relevanten Energy Harvesting Technologien, als auch die entsprechenden Schaltungs- und Energiespeicherkonzepte entlang der kompletten Energiewandlungskette im Fokus der Arbeiten. Wandlerprinzipien werden auf ihr Miniaturisierungspotenzial und hinsichtlich der Integration in diverse Anwendungen untersucht. Zur Sicherung einer besonders geringen Stromaufnahme werden Verfahren für ein flexibles Energiemanagement erarbeitet, welches auch in die Systemfunktionen eingreift. Die Übertragungstechnologie konzentriert sich hier auf die robuste Funkkommunikation in rauen Umgebungen. Damit können zukünftig einfache kabellose Installationen gewährleistet und wirtschaftliche Überwachungslösungen an Anlagen realisiert werden.

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Wirtschaftliche Relevanz Gerade in den Bereichen Energie und Verkehr steigt die Bedeutung von MRO im Hinblick auf einen schonenden Umgang mit immer knapper werdenden Ressourcen stetig an. Dies zeigt sich unter anderem in der Entwicklung und Einführung innovativer Systeme für das Condition Monitoring bzw. für das Structural Health Monitoring. So wurde beispielsweise auf Grund vorzeitiger verschleißbedingter Ausfälle zahlreicher Windenergieanlagen von Versicherern Anfang des Jahrtausends eine Revisionsklausel eingeführt, die jährliche Kontrollen der Anlagen zur Aufrechterhaltung der Versicherbarkeit vorschreiben. Bei Einsatz und Verwendung geeigneter Systeme zur kontinuierlichen Zustandsüberwachung kann diese jährliche Kontrolle entfallen. Etwa 40 Prozent der installierten Windleistung befinden sich in Ostdeutschland. Die jährliche Wachstumsrate der erneuerbaren Energien beträgt seit 2005 zwischen 20 und 30 Prozent. Des Weiteren ist in den kommenden Jahren mit dem kontinuierlichen Ausbau der Windenergie zu rechnen. Ziel der Bundesregierung ist es, bis 2025/2030 einen Anteil von 15 Prozent am gesamten Strombedarf in Deutschland durch Offshore-Windparks und weitere zehn Prozent durch Windenergieanlagen an Land zu decken. Forschungs- und Entwicklungsbedarf wird dabei unter anderem in der Fehlerfrüherkennung und der zustandsorientierten Instandhaltung gesehen.

3.2.2 MRO-Planung und digitale Unterstützung Unterschiedliche und unbekannte Zustände von MRO-Gütern während ihres Gebrauchs sowie unvorhersehbare Reparaturfälle erfordern eine schnelle Anpassung und Generierung von MRO-Arbeitsprozessen, -Terminplänen sowie Ressourcenbelegungsplänen. Denn durch die begrenzte Verfügbarkeit von MRO-Arbeitsmitteln und -Personal sowie terminliche Engpässe kommt es zu Belastungsspitzen in MRO-Werken oder -Werkstätten, die Prozesse verzögern und damit unnötige Kosten verursachen. Bei MRO-Gütern handelt es sich häufig um investitionsintensive, langlebige Produkte, die einer hohen Auslastung unterliegen und somit für den Betreiber eine hohe Bedeutung für die Wertschöpfung darstellen. Eine echtzeitbasierte adaptive Planung, Steuerung und Ressourcenverwaltung für MRO sind geeignet, um Ausfallzeiten zu verringern. Stand der Technik ist eine weitestgehend informationstechnisch unterstützte Planung und Steuerung von MRO-Prozessen. Die dafür eingesetzten Softwaresysteme können grundsätzlich in die Kernsysteme ■ Instandhaltungsplanungs- und Steuerungssysteme (IPS-Systeme), ■ Produktdatenmanagementsysteme (PDM-Systeme), ■ Enterprise Ressource Planning-Systeme (ERP-Systeme) und ■ Enterprise Asset Management Systeme (EAM-Systeme) unterschieden werden.6, 7

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Hayka, Haygazun: Infrastrukturund Assetmanagement für die Instandhaltung. In: Fraunhofer IPK Jahresbericht 2009, 2010. 7

CONTACT Software GmbH. Fraunhofer IPK-Studie zum Thema Asset- und Infrastrukturmanagement. http:// www.contact.de/news/archive/ news2010/P27-01-10. Letzter Abruf der Seite: 03.09.2010, 9:40 Uhr.

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Reichel, Jens, Müller, Gerhard und Johannes Mandelartz (Hrsg.)(2009): Betriebliche Instandhaltung. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag.

PS-Systeme sind instandhaltungsspezifische Systeme zur Anlagenverwaltung und Zustandserfassung. Sie ermöglichen die Planung, Durchführung und Dokumentation der Instandhaltung. PDM-Systeme besitzen dagegen eine produktorientierte Funktionsweise und werden hauptsächlich zur Konstruktionsdatenverwaltung eingesetzt. Basierend auf den vorhandenen Daten und in Verbindung mit enthaltenen Funktionen für das Konfigurationsmanagement und Dokumentenmanagement erfolgt auch eine Nutzung von PDM-Systemen im MRO-Bereich. ERP-Systeme besitzen eine deutliche Ausrichtung auf die betriebswirtschaftliche Unternehmensführung. Sie werden im MRO-Kontext hauptsächlich zur Ressourcenverwaltung, zum effektiven Ressourceneinsatz sowie zur Auftragsabwicklung genutzt. EAM-Systeme bieten eine Kombination aus Funktionalitäten von ERP-Systemen und IPS-Systemen sowie zusätzliche Dokumentenmanagementfunktionen. Sie werden hauptsächlich zur Verwaltung von Gütern und zur Organisation von MRO-Maßnahmen eingesetzt. Alle genannten Systeme bieten in der Regel branchenspezifische Funktionalitäten und sind meist modular aufgebaut. Aufgrund weiterer im Unternehmen genutzter Systeme ist eine durchgängige Integration in die unternehmensspezifischen Geschäftsprozesse und eine bestehende Softwarelandschaft oft schwierig. Daher ist eine Einführung häufig mit einer unternehmensspezifischen Systemanpassung verbunden. Weiterhin werden in vielen Betrieben Aufgaben des Instandhaltungsmanagements mit MS-Office-Anwendungen realisiert.8 Die Grundlage aller Systeme sind Produktmodelle der betrachteten MROObjekte. Die Granularität, Aktualität und der Aufbau des Produktmodells bestimmen dabei weitestgehend die Möglichkeiten der Instandhaltungssysteme. Hier zeigt sich eine deutliche Diskrepanz zwischen dem Produktentwicklungsprozess, der dreidimensionale CAD-Daten verwendet, und MRO-Prozessen, die Produktdaten häufig nur in Tabellen- oder Datenbankform verwalten. Eine entscheidende Rolle für die Planung und Durchführung von MRO-Prozessen übernimmt die aktuelle Produktkonfiguration, also die richtige und eindeutige Beschreibung der Produktstruktur und der Abhängigkeiten zwischen einzelnen Bauteilen eines Produktes. Sie kann sich während des Lebenszyklus des Produkts verändern, wenn beispielsweise neue Technologien in das Produkt nachgerüstet oder Komponenten getauscht werden. Auf der Produktstruktur basiert die gesamte Ressourcenplanung wie Arbeitsplatz-, Ersatzteil- und Personalbereitstellung. Werden hier Entscheidungen aufgrund einer fehlerhaften Produktkonfiguration getroffen, bedeutet das meist zusätzliche Kosten. Die Aktualisierung einer vorhandenen Konfiguration erfolgt heute zumeist durch manuelle Anpassung, was mit erheblichem Aufwand verbunden ist. Weiterhin basiert die Planung und Durchführung von MRO-Maßnahmen auf einem bekannten oder zu ermittelnden Produktschadensbild. Die Erfassung und Beschreibung der Schäden erfolgt jedoch meist inkonsistent und lässt sich für eine anschließende digitale MRO-Prozesskette nicht oder nur mit hohem Aufwand nutzen. Eine Verknüpfung von identifizierten Schäden und aktueller Produktkonfiguration ist bisher eher unüblich. 67

Zielsetzung Das Innovationsfeld ›MRO-Planung und digitale Unterstützung‹ zielt auf eine methodische Optimierung der Planungsaktivitäten im MRO-Umfeld sowie deren verbesserte Unterstützung durch digitale Werkzeuge. Es konzentriert sich dabei auf die MRO-orientierte Produktentstehung, die Planung von MRO-Prozessen einschließlich der erforderlichen logistischen Prozesse und die Durchführung von MRO-Maßnahmen. Dabei sollen die Potenziale virtueller Technologien in der Praxis umgesetzt werden und eine weitgehende Integration den Aufbau durchgängiger Prozessketten unterstützen. Auf Grundlage der mit den Industriepartnern des MRO-Innovationscluster identifizierten Problemstellungen wurde die folgende Vision formuliert: ›Zukünftige Instandhaltungssysteme ermöglichen durch mobile Lösungen während der Instandhaltung direkt in der Werkstatt die Bereitstellung aller notwendigen Informationen und Eingabeoberflächen. Digitale, zustandsbasierte Produkt- und MRO-Fabrikmodelle helfen dabei und unterstützen eine adaptive Prozessplanung und -durchführung. Zudem wird eine durchgängige, einfache Datenhaltung in der Instandhaltung ermöglicht und ein konsistenter Datenaustausch zwischen operativer Instandhaltung, MRO-Planung und Produktentwicklung sichergestellt.‹ Im Innovationsfeld werden acht Ansätze verfolgt, mit denen die Grundlagen für die Verwirklichung dieser Vision gelegt werden sollen: ■ MRO-Assistenzsystem und Absicherungswerkzeuge Bereits bei der Produktentwicklung kann der MRO-Aufwand in der Nutzungsphase erheblich reduziert werden, indem dem Konstrukteur gezielt wichtige Informationen und Lösungsansätze für eine MRO-gerechte Konstruktion zur Verfügung gestellt werden. Mit MRO-Absicherungswerkzeugen können MROProzesse virtuell simuliert und validiert werden. ■ Adaptive MRO-Prozessplanung Unbekannte Produktzustände und schwankende Auftragsvolumina erfordern eine hohe Flexibilität von MRO-Prozessen und der zugehörigen Ressourcenplanung. Methoden und digitale Werkzeuge sind zu entwickeln, um eine schnelle Anpassung der Prozesse zu ermöglichen und den Ressourcenbedarf zu minimieren. ■ MRO-Informations- und Konfigurationsmanagement Die Durchführung von MRO-Maßnahmen erfordert die Bereitstellung einer Vielzahl von Product Lifecycle Management-Informationen, die häufig aus verschiedenen Informationssystemen stammen. Gleichzeitig muss die aktuelle Produktkonfiguration bekannt sein sowie der Sollzustand definiert werden, um eine MRO-Planung vorzunehmen. Erfahrungswissen einzelner Mitarbeiter soll in einer zentralen Datenbasis gesammelt werden und gezielt abrufbar sein. 68

■ Globale MRO-Bestandssteuerung und Produktionsstrukturen Unternehmensstrukturen beinhalten häufig verteilte Standorte mit unterschiedlichem Ressourcenbedarf und MRO-Kompetenzen. Ersatzteile müssen produziert und rechtzeitig geliefert werden. Ein Vorhalten von Ersatzteilen verursacht hohe Material- und Lagerkosten. Mit Simulationen des Materialflusses, der Ressourcenauslastung und der Logistikketten kann die Bestandssteuerung verbessert werden. ■ Kollaborationswerkzeuge für MRO An MRO-Prozessen sind häufig mehrere Bereiche und Unternehmen beteiligt. Zum einen ist der Aufwand des Datenaustauschs in heterogenen IT-Landschaften zu reduzieren. Zum anderen können neue Anwendungen für Telekooperationswerkzeuge geschaffen werden, welche die Kommunikation und den Datentransfer auch über schmalbandige Datenleitungen verbessern. ■ Digitale MRO-Ausbildung Bei der Ausbildung hängt der Lernerfolg wesentlich von der Anzahl und Intensität der mit den Lehrmethoden angesprochenen Sinne ab. Techniken der virtuellen Realität und des Augmented Reality bieten die Möglichkeit, MRO-Prozesse immersiv zu simulieren, und können daher die Schulungsqualität erhöhen. ■ Augmented Reality für MRO Werden keine Routinearbeiten durchgeführt, führt das Nachlesen und Interpretieren von MRO-Unterlagen oder -Daten zu Verzögerungen von MRO-Prozessen. Augmented-Reality-Anwendungen können mit mobilen Geräten realisiert werden und durch die Vorgabe von Handlungsanweisungen Aufwand reduzieren und Unklarheiten beseitigen. Zudem ist eine Reduzierung des Schulungsaufwandes möglich, weil MRO-Kenntnisse durch Augmented Realiy während des MRO-Prozesses vermittelt werden. ■ Reverse Engineering für MRO Grundlage der Automatisierung der Planung und Durchführung von MRO-Prozessen ist die Existenz einer möglichst vollständigen Abbildung des instandzuhaltenden Produktes. Reverse-Engineering-Verfahren können den Istzustand von Produkten dreidimensional abbilden. Anschließend ist ein Abgleich mit dem zu definierenden Sollzustand möglich. Die Verknüpfung der Soll- und Ist-Modelle mit Instandhaltungsplanungs-Systemen und die Anreicherung mit Zustandsinformationen ermöglichen eine durchgängige Digitalisierungskette zwischen Entwicklungs- und Nutzungsphase. Referenzprojekt zur Produktdigitalisierung Die Planung und Durchführung von MRO-Aktivitäten verursacht insbesondere bei Maschinen und Anlagen, zu denen keine digitalen Unterlagen und Modelle existieren, einen erheblichen manuellen Aufwand. Ursachen liegen 69

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dabei in der Unkenntnis des Produktzustandes sowie der mangelnden Transparenz von MRO-Dokumenten. Eine automatisierte Diagnose, Planung und Durchführung von MRO-Maßnahmen würde hier zu einem erheblichen wirtschaftlichen Vorteil führen. Grundlage dieser Automatisierung ist die Bereitstellung einer möglichst vollständigen digitalen Abbildung des instandzuhaltenden Produktes. Eine digitale Abbildung komplexer Anlagen ohne existierende, mit IT-Systemen zu verarbeitende Modelle erfolgt jedoch bisher nur in geringem Umfang und berücksichtigt keine Bauteil- oder Systemstrukturen. Dies ist insbesondere kennzeichnend für den Bereich der Turbomaschinen. Zielsetzung im Referenzprojekt Ziel des Referenzprojektes ist die Entwicklung und prototypische Implementierung eines Reverse-Engineering-Verfahrens zur effektiven und effizienten Unterstützung von MRO-Prozessen (siehe Abbildung). Das Fernziel ist ein Verfahren, welches (teil-)automatisiert digitale Modelle von komplexen Produkten und Anlagen generiert und die Daten für eine informationstechnische Weiterverarbeitung in PDM- und MRO-Planungs- und MRO-Unterstützungssystemen aufbereitet. Wesentlicher Bestandteil des Verfahrens ist die Identifikation sowohl von Bauteilen und Baugruppen als auch ihrer Beziehungen zueinander. Ergebnis ist ein flexibel modifizierbares und einsetzbares Geometrie- und Produktstruktur-Modell einer Anlage oder Maschine, das den aktuellen Produktzustand abbildet. Dieses kann als Grundlage einer IT-basierten MRO-Planung und -Durchführung eingesetzt werden. Nutzenpotenziale sind: ■ Schnelles Erfassen der Produktkonfiguration anhand eines 3-D-Zustandmodells, ■ Bedarfsorientiertes Aktualisieren des Zustandsmodells und Abrufen der Änderungshistorie, ■ Automatisierte Abweichungsbestimmung von Ist- und Sollzustand, ■ Schnellere Produktdiagnose durch virtuelle Vorabdiagnose, ■ Einfacheres Planen von Demontage, Reparatur und Remontage, ■ Anpassung von MRO-Plänen aufgrund von sich ändernden Produktzustandsdaten, ■ Schnellere Ersatzteilspezifikation und -bereitstellung, 70

Vereinfachte Darstellung zum Konzept der Produktdigitalisierung mittels moderner Scan-Technologien

■ Automatisierte Aktualisierung von Instandhaltungsanleitungen und -dokumentationen, ■ Unterstützung der MRO-Durchführung mit Augmented-Reality-Systemen, ■ Absicherung von MRO-Prozessen mit virtuellen Techniken.

3.2.3 Reinigung Die Reinigung von Maschinen und Anlagen nimmt vor allem bei Gütern mit hohen Investitionskosten und langer Lebensdauer zunehmend eine zentrale Stellung ein. Bei der Wartung und Instandhaltung werden Reinigungsverfahren in nahezu allen industriellen Branchen eingesetzt, wobei die Bereiche Energie und Verkehr von besonderer Bedeutung sind. Neben der Gewährleistung eines einwandfreien Betriebs werden Reinigungsverfahren auch präventiv eingesetzt. Ziel in den Bereichen Energie und Verkehr ist dabei die Bewahrung des Wirkungsgrades, um kostspielige Reparaturen zu vermeiden und Ausfälle von Maschinen und Anlagen zu reduzieren. Ein weiteres Feld stellt die funktionsrelevante Reinigung dar, wozu auch das Entfernen von verschlissenen Funktionsschichten vor der anschließenden Wiederbeschichtung gehört. Insbesondere im Turbinen- und Triebwerksbau hat dieser Prozessschritt eine zentrale Bedeutung. Bei Entschichtungsverfahren fehlen jedoch vielfach Kenntnisse und Lösungen zur Automatisierung, zur erzeugten Oberflächenstruktur, zu den Prozessparametern, zum emittierten hohen Schallpegel beim Strahlen und zur Inspektion sowie Qualitätskontrolle nach dem Entschichten. Eine weitere wichtige Reinigungsaufgabe stellt die funktionsrelevante Reinigung vor der Inspektion bzw. Bauteilprüfung dar. Schaufeln und Läufer von Triebwerken und Turbinen müssen vor der Rissprüfung und anderen Inspektionsaufgaben teilweise direkt beim Kunden gereinigt werden. Dazu fehlt es an flexiblen und mobilen Reinigungsanlagen. Hinzu kommen dabei unterschiedliche Anforderungen wie der eingeschränkte Zugang zum zu reinigenden Bereich, die fehlende Möglichkeit der Demontage oder Unzulässigkeit von Feuchtigkeit. Hierbei wäre eine Miniaturisierung und Kombination von Reinigungstechnologien in einer Anlage erforderlich. Konventionelle Reinigungsverfahren sind in den letzten Jahren durch die Meinung der Öffentlichkeit und durch die immer strengere Rechtsprechung, wie das Bundes-Immissionsschutz-Gesetz und das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz in die Kritik geraten. Aus diesem Grund gewinnt der Einsatz flexibler und ökoeffizienter Reinigungsverfahren zunehmend an Bedeutung. Zudem können neuentwickelte und angepasste Reinigungsverfahren Stillstand- und Ausfallzeiten reduzieren. Ein innovatives Verfahren ist das Strahlen mit festem Kohlendioxid, das sich in den letzten Jahren in unterschiedlichen Anwendungsfeldern etabliert hat und schon seit 1996 am Fraunhofer IPK erforscht wird. Vorteile des Verfahrens liegen vor allem in der schädigungsfreien Bearbeitung eines großen Werkstoffspektrums und der Sublimation des Strahlmit71

tels. Da Trockeneis bei normalem Umgebungsdruck direkt vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht, hinterlässt es im Gegensatz zu konventionellen Strahlmitteln wie Kunststoffen oder Wasser keine Rückstände. Anders als viele chemische Reinigungsmittel ist es zudem umweltschonend. Positiv im Hinblick auf den Treibhauseffekt: es wird bereits entstandenes CO2 genutzt, das nicht aus fossilen Brennstoffen erzeugt wurde. Beim Strahlen wird das Kohlendioxid pneumatisch beschleunigt und auf die zu reinigende Oberfläche aufgebracht. Im Gegensatz zu anderen Verfahren beruht das CO2-Strahlen aufgrund der Temperatur des Strahlmittels von -78,5 °C auf einem thermischen Effekt und einem mechanischen Effekt durch die hohe Geschwindigkeit des auftreffenden Strahls. Die niedrige Härte des Strahlmittels von 1,5 Mohs gewährleistet eine schonende Bearbeitung des Substrats. Temperaturspannungen zwischen Verunreinigung und Substrat werden durch die Volumenvergrößerung und die zusätzliche Abkühlung bei der Sublimation unterstützt. Beim Strahlen mit festem Kohlendioxid wird grundsätzlich zwischen dem Strahlen aus der festen und aus der flüssigen Phase unterschieden. Ersteres wird allgemein als Trockeneisstrahlen bezeichnet, letzteres als CO2-Schneestrahlen. Das Trockeneisstrahlen kommt meist in manueller Anwendung zum Einsatz, wobei als Strahlmittel Trockeneispellets verwendet werden, die in einem separaten Prozess hergestellt werden. Neben der eigenen Herstellung können die Pellets auch über Lieferanten bezogen werden und sind in Isolierboxen einige Tage haltbar. Beim CO2-Schneestrahlen wird flüssiges Kohlendioxid unter Druck als Ausgangsprodukt verwendet. Erst im Prozess entsteht durch die Entspannung des Strahlmittels ein CO2-Schnee/Gas-Gemisch, das einem Druckluftstrahl zugeführt und dadurch beschleunigt wird. Je nach Erzeugung des Schneestrahls und je nach Abrasivität werden verschiedene Varianten unterschieden. Das wenig abrasive Snow Jet-Cleaning ist ein reines CO2-Strahlverfahren ohne separate Druckluftbeschleunigung mit einer einfachen Anlagentechnik. Das flüssige CO2 wird am Düsenaustritt auf Umgebungsdruck entspannt und durch das nachströmende Kohlendioxid beschleunigt. Beim Strahlen mit einer Zweistoff-Ringdüse wird das flüssige CO2 ebenfalls am Düsenaustritt auf Umgebungsdruck entspannt, allerdings werden die Schneepartikel zur Steigerung der Abrasivität durch einen Mantelstrahl aus überschallschneller Druckluft gebündelt und beschleunigt. Zur Steigerung der Flächenleistung kann hier ein Düsen-Array verwendet werden. Eine abrasivere Wirkung, aber auch den höchsten Druckluftverbrauch, hat das Strahlen mit Agglomerationskammer, wobei das flüssige Kohlendioxid dem Druckluftstrom in einem Entspannungsraum – der Agglomerationskammer – zudosiert wird. Die Vorteile der genannten CO2-Schneestrahlverfahren liegen vor allem in der guten Automatisierbarkeit sowie der hohen Verfügbarkeit, da keine bewegten Anlagenteile benötigt werden.

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Forschungsprojekte Der erste Arbeitsschritt bei der Wartung und Instandhaltung von Maschinen und Anlagen ist meist die Reinigung, ohne die ein Befunden, Inspizieren oder Reparieren oft nicht durchführbar ist. Aufgrund fehlender problemgerechter Reinigungsverfahren und Anlagentechnik sind Demontage- und Remontagezeiten oft länger als die eigentliche Reinigung, was mit hohen Stillstands-, Ausfallzeiten und erhöhten Kosten verbunden ist. Daher gewinnt der Einsatz flexibler, problemgerechter und ökoeffizienter Reinigungsverfahren zunehmend an Bedeutung. Vielfach wird daher der Einsatz des Kohlendioxid-Strahlens als Reinigungsverfahren gewünscht, da es ein trockenes, rückstandsfreies und substratschonendes Reinigungsverfahren ist. Zudem ist es durch die Verwendung von bereits erzeugtem CO2 als umweltneutrales Verfahren eingestuft. Neben diesen Vorteilen des Verfahrens bedarf es für den Einsatz im Rahmen von Wartung und Instandhaltung einer Weiterentwicklung der Technologie. Dem breiten Einsatz des CO2-Strahlens in Wartung und Instandhaltung sowie in weiteren Branchen steht bisher entgegen, dass Kohlendioxid ein Werkzeug nicht definierter Qualität und Eigenschaften für alle Anwendungen ist, wodurch ein gleichbleibendes Bearbeitungsergebnis bei wiederkehrenden Reinigungsaufgaben nicht möglich ist. Zudem fehlt es an bedarfsgerechter, miniaturisierter Anlagentechnik für die Reinigung kleiner Kavitäten, wie Altwasserrohre oder Revisionsöffnungen mittels Trockeneis- oder CO2-Schneestrahlen. Dem genannten Bedarf soll im Rahmen des COSDIMRO-Projekts (CO2 Strahlreinigung und Zustandsbasierte Digitalisierung für MRO-Prozesse) nachgekommen werden, wobei die folgenden 3 Zielstellungen abgeleitet wurden: ■ Bereitstellung eines bedarfsgerechten, härteren CO2-Strahlmittels, ■ Bereitstellung einer miniaturisierten Düsentechnik zum Trockeneisstrahlen, ■ Qualifizierung des CO2-Hochdruckstrahlens. Mit Abschluss des Projekts steht der Branche somit ein bedarfsgerechtes CO2Strahlmittel, welches je nach Anwendung ausgewählt werden kann, zur Verfügung. Darüber hinaus bietet die entwickelte Düsentechnik die Möglichkeit, mittels CO2-Strahlen kleine Kavitäten und schwer zugängliche Bereiche trocken und rückstandsfrei zu reinigen. Gleiches gilt auch für das CO2-Hochdruckstrahlen, jedoch soll dies auch zum Entschichten und Trennen unterschiedlicher Werkstoffe bzw. Materialpaarungen genutzt werden. Da sich flüssiges CO2 in dünnen Hochdruckleitungen problemlos umlenken lässt, ist eine weitere Miniaturisierung der Düsentechnik möglich. Die drei Teilprojekte gliedern sich wie folgt: Bereitstellung eines bedarfsgerechten, härteren Strahlmittels. Der Trockeneisherstellungsprozesses und die Möglichkeiten zur Steigerung der Strahlmittelhärte sollen grundlegend untersucht werden. Beginnend soll dazu eine Versorgung mit flüssigem CO2 und ein Pelletierer in einem Versuchsstand installiert werden. Anschließend wird zunächst der Herstellungsprozess analysiert und 73

parallel dazu Trockeneis-Eigenschaften definiert. Zusätzlich soll der Einfluss der Strahlmittelgeometrie auf das Bearbeitungsergebnis untersucht werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird ermittelt, welche Herstellungsparameter die Eigenschaften des Trockeneisstrahlmittels in welcher Form beeinflussen, und welchen Einfluss die Lagerung und der Transport auf die Eigenschaften haben. Vorteile eines härteren Trockeneisstrahlmittels mit definierten Eigenschaften sind ein gleichbleibendes Bearbeitungsergebnis bei wiederkehrenden Reinigungsaufgaben, kürzere Bearbeitungszeiten, eine Erweiterung des Anwendungsspektrums und ein gesicherter, objektiv geprüfter Standard. Bereitstellung einer miniaturisierten Düsentechnik zum Trockeneisstrahlen. Zur Innenreinigung von Rohren oder hinter Anbauten bedarf es Strahldüsen, bei denen das Strahlmittel in einem beliebigen Winkel umgelenkt werden kann. Bisher erfolgt die Umlenkung des Strahlmittels ausschließlich über ein physikalisches Hindernis, beispielsweise eine Prallfläche, an der das Strahlmittel abgelenkt wird. Zum Trockeneisstrahlen wird daher der innovative Lösungsansatz zum Umlenken des Strahlmittels mittels Druckluft aufgegriffen. Unter Verwendung von so genannten Zweischlauchstrahlsystemen wird dabei ein Druckluftstrom zum Transport und ein weiterer Druckluftstrom zur Umlenkung und Beschleunigung des Strahlmittels genutzt. Vorteil dieser innovativen Strahldüsen ist die geringe mögliche Baugröße, die Reduzierung des Strahlmittelverschleißes in der Düse und damit einhergehend eine Steigerung der Reinigungsleistung. Dabei sollen zunächst Düsenprototypen konstruiert und anschließend mittels Computational Fluid Dynamics die Strömungsverhältnisse überprüft werden. Von Erfolg versprechenden Modellen werden daraufhin mittels selektiver Laser intern Prototypen hergestellt und die Einsetzbarkeit sowie die Reinigungsleistung an einem Versuchsstand getestet. Eine miniaturisierte, zylindrische Umlenkstrahldüse soll beispielhaft für das Trockeneisstrahlen entwickelt werden. Die gewonnen Erkenntnisse lassen sich später auf weitere Düsengeometrien und Anwendungen übertragen, bei denen Strahlmittel in einem beliebigen Winkel umgelenkt werden müssen, wodurch sich neue Anwendungsgebiete für alle Strahlverfahren eröffnen. Qualifizierung des CO2-Hochdruckstrahlens. Das Teilprojekt soll das Hochdruckstrahlen mit flüssigem Kohlendioxid zum Reinigen, Entschichten und Trennen qualifizieren. In einem ersten Schritt wird erprobt, ob sich bei der Verdüsung von zunächst flüssigem bzw. überkritischem Kohlendioxid ein stabiler Freistrahl ausbildet und in welcher Zeit dieser vom flüssigen in den gasförmigen und festen Zustand übergeht. Für die Untersuchungen soll eine experimentelle, diskontinuierliche Strahlanlage konzipiert werden. Mit dieser Versuchsanlage sollen erste Versuche zur Bearbeitung verschiedener Werkstoffe durchgeführt und die Variation unterschiedlicher Strahldrücke sowie die Wirkung des CO2Strahls auf die Werkstoffe untersucht werden. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen soll eine Anlage zum kontinuierlichen Strahlen ausgelegt 74

werden. Mit dieser sollen weiterführende Untersuchungen zum Trennen, Entschichten und Reinigen von Werkstoffen mit reinem CO2 untersucht werden. Ergebnis soll eine Anlage sein, die Aussagen über die Hochdruckstrahleigenschaften, bearbeitbare Materialen, Wirtschaftlichkeit und Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens ermöglicht.

3.2.4 Reparaturtechnologien Die Toleranzen für Turbomaschinen sind sehr gering. So können Verformungen an der Eintrittskante, Korrosionen an der Düse und Erosionen am Gehäuse zu einem Ausfall des gesamten Systems führen. In den vorherigen Kapiteln wurden bereits verschiedene Strategien vorgestellt, um die Lebensdauer der Komponenten zu erhöhen. Allerdings stellt sich beim Verschleiß immer die Frage, ob die Komponente ausgetauscht oder repariert werden sollte. Aus ökonomischer und ökologischer Sicht ist eine Reparatur weitaus günstiger, aber vor allem in der Turbomaschinenindustrie ist die Sicherheit stets besonders zu berücksichtigen. Ziel der Turbomaschinen OEM und Dienstleister ist es, Reparaturqualität zu verbessern, um die Wiedereinsatzrate zu erhöhen und eine hohe Zuverlässigkeit der Komponenten zu gewährleisten. Der Trend zu höheren Wiedereinsatzraten wird zusätzlich durch die Wertsteigerung der einzelnen Komponenten intensiviert. Ein bekanntes Beispiel sind „Blade integrated disks“ (Blisks), die zunehmend in Turbojet-Triebwerken eingesetzt werden. Sind einzelne Turbinenschaufeln beschädigt, so können diese auch einzeln ausgetauscht werden. Die Reparatur beschädigter Schaufeln ist somit zunehmend wirtschaftlich relevant. Obwohl die Qualitätsmerkmale für überholte Komponenten mit den Merkmalen für neu hergestellte Komponenten identisch sind, unterscheiden sich die Bearbeitungsanforderungen deutlich. Ziel der Innovationen im Produktionsprozess neuer Komponenten ist es, die Produktivität zu steigern. Dies wird oft nur mit Hilfe sehr massiver Werkzeugmaschinen und schwer zerspanbarer Materialien erreicht. Eine weitere Steigerung der Produktivität kann durch Anpassen der Bearbeitung erreicht werden, beispielsweise durch spezielle Werkzeuge und Vorrichtungen und durch Standardisierung der technischen Kenndaten. Bei der Reparatur sind meist der Materialabtrag, die Konturierung der Komponenten oder andere Nachbehandlungen begrenzt. Damit ist die Produktivität bei der Reparatur nicht das primäre Kriterium. Viele dieser Unsicherheiten wurden bereits in den vorhergehenden Kapiteln aufgezeigt. So werden Zustandsüberwachungsalgorithmen zur besseren Kontrolle der Reparatur eingesetzt. Die Nutzung umfassender LebenszyklenDatenbanken unterstützt die Zuordnung der passenden Werkzeuge. Aufgrund der typischen Losgröße eins und der enorme Produktvielfalt erfordern Reparaturtechnologien ein hohes Maß an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit.

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Zielsetzungen Die wesentlichen Ziele des MRO-Innovationfeldes Reparaturtechnologien sind: ■ Erhöhung der Wiederverwendungsrate kostenintensiver Komponenten, ■ Reduzierung der Dauer und Kosten der MRO-Prozesse. Die Wiederverwendungsrate kann überwiegend durch die Verbesserung der technischen Zuverlässigkeit der Reparaturtechnologie erhöht werden. Die dafür notwendigen Aktivitäten werden im Folgenden anhand des Referenzprojekts ›Reparaturbaukasten für Turbomaschinen‹ dargestellt. Die Dauer und Kosten der MRO-Prozesse kann durch die Entwicklung adaptiver und flexibler Bearbeitungstechnologien reduziert werden. Konkret werden diese Technologien im Rahmen des Projekts ›Flexibler und effizienter Einsatz von MRO-Betriebsmitteln‹ entwickelt. Referenzprojekt ›RepraTurB – Reparaturbaukasten‹ Eine hohe Flexibilität wird in der Wartung und Instandhaltung derzeit noch überwiegend durch den Einsatz von manuellen Tätigkeiten erreicht. Denn die Reparatur ist ein sehr anspruchsvolles Aufgabenfeld, die häufig durch den Facharbeiter mit der meisten Erfahrung durchgeführt wird. Dennoch können Qualitätsschwankungen nicht ausgeschlossen werden. Dies wirkt sich besonders negativ auf die Wiederverwendungsrate bei sicherheitsrelevanten oder hochwertigen Bauteilen aus. Ziel des Projekts ›RepraTurB‹ ist es, eine konstante und zuverlässigere Reparaturqualität bei gleichzeitiger Flexibilität zu erreichen. Die besonderen menschlichen Fähigkeiten, wie Feinfühligkeit und hervorragende Hand-Augenkoordination, bilden deshalb auch den Ausgangspunkt für Automatisierungslösungen. Ebenso ist die Muskelkraft eine bessere Referenz als die bei Werkzeugmaschinen auftretenden Prozesskräfte. Im Gegensatz zur weggesteuerten Zerspanung, wie auf konventionellen Bearbeitungszentren üblich, soll die mechanische Bearbeitung kraftgesteuert ausgeführt werden. Durch die Wahl werkzeugspezifischer Kräfte und verschleißabhängiger Verweilzeiten während der Bearbeitung soll die erforderliche Genauigkeit erreicht werden. Eine unmittelbar auf die jeweilige Zerspanung folgende In-Prozess Messung ermöglicht eine exakte Aussage über den IST-Zustand. Beide Bearbeitungsschritte, das kraftgesteuerte Zerspanen und die In-Prozess Messung, werden solange iterativ wiederholt bis das gewünschte SOLL-Profil erreicht wird. Gleichzeitig soll ein intelligentes Planungssystem entwickelt werden, das es ermöglicht, gegebenenfalls notwendige Korrekturen in der Bahnplanung während des iterativen Prozesses eigenständig durchzuführen. Eingangsgrößen für die intelligente Korrektur sind wiederum die geometrischen IST-Daten des Erfassungssystems.

76

Referenzprojekt ›Flexibler und effizienter Einsatz von MRO-Betriebsmitteln« Im MRO-Betrieb handelt es sich fast ausschließlich um eine Bearbeitung kleiner Losgrößen bei hoher Variation. Die hohe Variantenzahl der Produkte impliziert generell sehr viele Werkzeugvarianten, die sich wiederum in hohen Bereitstellungskosten niederschlagen. Ziel ist es, der Werkzeugvielfalt durch die Entwicklung und den Einsatz innovativer Universalwerkzeuge sowie durch die Optimierung flexibler Verfahren entgegenzuwirken. Beispielsweise kann durch die Anpassung der Fräsbahn anstelle der Anpassung der Werkzeuggeometrie mit einem einzigen Werkzeug eine Vielzahl von Bearbeitungen durchgeführt werden. Neben der Entwicklung von prototypischen Universalwerkzeugen liegt der Schwerpunkt auf der Optimierung von leistungsfähigen Fräsbahnstrategien, wie Zirkular-, Trochoidal- oder Tauchfräsen. Neben einer hohen Flexibilität ermöglichen diese Strategien, die Maschinenbeanspruchung zu senken und damit eine bessere Bearbeitungsqualität zu erreichen. In der Industrie ist die Implementierung dieser Ansätze aufgrund der hohen Komplexität und der geringen Erfahrungsbasis momentan noch eingeschränkt. Deshalb sind klare Einsatzempfehlungen gefordert. Aufgrund der großen Produktvarianz in Kombination mit der typischen Losgröße ›eins‹ stellt die Fertigungsvorbereitung im MRO-Betrieb einen erheblichen Aufwand dar. Beim Direkte Metal Laser Sinter (DMLS) Verfahren kann sowohl die Bearbeitungsplanung als auch die Betriebsmittelbereitstellung drastisch gesenkt werden. Somit ist das Verfahren besonders für Ersatzteile mit geringer Nachfrage bei hoher Verfügbarkeit geeignet. Hierdurch können die gesamten Lagerkosten, die üblicherweise ca. 35 Prozent des Produktwertes ausmachen, erheblich gesenkt werden. Bei großen Bauteilen, die sich nicht für das DMLS-Verfahren eignen, ist es trotzdem möglich, Sonderwerkzeuge direkt mit dem DMLS Verfahren herzustellen. Bedanken möchten wir uns für die Mithilfe an diesem Beitrag bei Jeannette Behrendt, Wissenschaftsmarketing, und den Innovationsfeldleitern des Fraunhofer-Innovationscluster MRO, Martin Bilz, MRO-Innovationsfeld Reinigung, Dr.-Ing. Bart van Duikeren, MRO-Innovationsfeld Reparaturtechnologien, Eckhard Hohwieler, MRO-Innovationsfeld Zustandserfassung und -diagnose sowie Patrick Müller und Hendrik Grosser, MRO-Innovationsfeld MRO-Planung und digitale Unterstützung.

77

Literatur

Bullinger, Hans-Jörg (2007): Technologieführer, Berlin Heidelberg. http://www.capital-region.de; http://www.zabCONTACT Software GmbH. Fraunhofer IPK-Studie zum Thema Asset- und Infrastrukturmanagement. http://www.contact.de/news/archive/ news2010/P27-01-10. Letzter Abruf der Seite: 03.09.2010, 9:40 Uhr. Hayka, Haygazun (2009): Infrastruktur- und Assetmanagement für die Instandhaltung. In: Fraunhofer IPK Jahresbericht 2009. Reichel, Jens, Müller, Gerhard und Johannes Mandelartz (Hrsg.) (2009): Betriebliche Instandhaltung, Berlin Heidelberg. Vogel, Sebastian (2008): Das Technologiefeld Energie in Berlin-Brandenburg. Bestandsaufnahme, Entwicklungschancen, Handlungsansätze, Berlin.

78

Standortvorteil durch Innovation im Hochlohnland Deutschland Frank Besinger

1

Leitgedanken

80

2 2.1 2.2

Tendenzen des Marktes für Turbomaschinen Energieerzeugung durch Gas- und Dampfkraftwerke Flugzeugtriebwerke – Mobilität durch Turbomaschinen in der Luftfahrt

81 81 85

Investitionen und Innovationen – Schlüssel zur globalen Wettbewerbsfähigkeit Entscheidungskriterien Ansatzpunkte und Potenziale

89 89 89

Turbomaschinenindustrie in der Region Berlin-Brandenburg Regionalwirtschaftliche Bedeutung Intraregionale Vorleistungsverflechtung Investitionstätigkeit und innovative Technologien Räumliche Verteilung der Betriebe innerhalb der Region

95 95 97 97 98

3 3.1 3.2 4 4.1 4.2 4.3 4.4 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Ein Blick in die Zukunft: Die Turbomaschinenindustrie im Jahr 2015 Prototypenerprobung, Data Modelling und Data Conditioning Keramische Beschichtung und keramische Verbundmaterialien Innovative Service Technologien: Remote Diagnose and Mobile Service Fabriken Turbokompressoren: Teil innovativer Industrieprozesse Kit-Bauweisen in der Fertigung und bei Logistikprozessen Literatur

100 100 101 102 104 105 107

1

Leitgedanken

Heute bin ich früh aufgestanden und habe die Frische des Morgens und die ersten Sonnenstrahlen für einen Lauf durch den Tiergarten genutzt. Jetzt sitze ich im Zug und fahre zu einem meiner Klienten. Die Sonne scheint durch das Fenster, aber es ist angenehm kühl. Der Zug ist natürlich elektrisch getrieben und klimatisiert. Ich schaue aus dem Fenster und sehe viele Windturbinen. Auch kann man immer öfter Solarzellen auf den Dächern der Bauernhöfe erkennen. In der Zeitung lese ich, dass die Firma First Solar1 in Deutschland investieren und bereits im Jahr 2015 Solarstrom so wettbewerbsfähig herstellen will, dass keine Subventionen mehr erforderlich sind. Mir wird klar, dass die Branche der Energieerzeugung einen gewaltigen Wandel durchläuft, und dass sich derjenige, der überleben will, jetzt auf diesen Wandel einstellen muss. Zum Beispiel war der Solarboom 2009 in Spanien geprägt durch solarthermische Dampfkraftwerke. Die aktuelle Wachstumstechnologie wird in den USA vorangetrieben und heißt Photovoltaik. Diese Anlagen sind preiswerter, sodass solarthermische Anlagen nicht mehr konkurrenzfähig sind. Die Folge ist ein verstärkter Preisdruck auf die Hersteller von Kraftwerken, Turbinen und Generatoren. Ich habe noch das Gespräch mit einem Werksleiter in Erinnerung, der sagte: ›Vielleicht ist 2009 das letzte Jahr gewesen, wo mein Werk noch wettbewerbsfähig in Deutschland fertigen kann.‹ Sollte das wirklich wahr sein? Das kann doch nicht sein! Also fange ich an, mich mehr mit dem Thema zu beschäftigen. Wieder zurück im Büro, setze ich mich mit meinem Team zusammen und berichte von meinen morgendlichen Gedanken. Wir diskutieren über die Vor- und Nachteile unseres Heimatstandorts. Hat Deutschland noch eine Zukunft in der Turboindustrie?

© Siemens AG, Energy Division, Gasturbinenwerk Berlin

Die bei Siemens Energy entwickelte und in Berlin gefertigte Gasturbine SGT 5-8000H im bayrischen Irsching ist mit einer Leistung von 340 Megawatt die größte und leistungsstärkste Gasturbine der Welt

1 Vgl. http://www.firstsolar.com/en/ index.php.

80

2

Tendenzen des Marktes für Turbomaschinen

2.1

Energieerzeugung durch Gas- und Dampfkraftwerke

Laut Weltbank wächst die Weltbevölkerung ungefähr alle zehn Jahre um etwa eine Mrd. Menschen. Dabei sind vor allem die Wachstumsraten in Asien2 enorm. Wenn man sich überlegt, was in Deutschland als minimaler Lebensstandard3 zählt und diesen auf die asiatischen Länder überträgt, erkennt man sehr schnell das Potenzial für den Energiemarkt. Aus verschiedensten Erfahrungen wissen wir, dass Stromverfügbarkeit in diesen Ländern nicht als selbstverständlich gilt. Das Problem wird klar ersichtlich, wenn man bedenkt, wie viele elektronische Geräte wir heutzutage selber benutzen. Abbildung 1: Modell des Bevölkerungswachstums

Quelle: United Nations Population Division.

Abbildung 2: Die bevölkerungsreichsten Staaten der Welt

2 Vgl. http://www.weltbevoelkerung.de/ pdf/dsw_datenreport_10.pdf. 3 Vgl. etwa Senatsverwaltung für Soziales: http://www.berlin.de/sen/soziales/ berliner-sozialrecht/land/rdschr/2004_38. html#2.

Quelle: United Nations Population Division.

81

Abbildung 3: Stromverbrauch je Einwohner und gesamtwirtschaftliche Produktivität in ausgewählten Ländern

Quellen: aideon, Weltbank, IEA, OECD, UN.

Die Menschen in wachstumsstarken Ländern brauchen Strom. Abbildung 3 zeigt, dass mit steigender Wirtschaftskraft auch der Stromverbrauch pro Kopf wächst. Vor allem Indien, China und Indonesien haben einen großen Nachholbedarf an Energie – und damit zugleich an Energieerzeugungsmaschinen. Dagegen wächst der Energiebedarf in den Industrieländern weniger stark. Zum einen nimmt der Zwang, Energie zu sparen, sowohl in der Wirtschaft als auch bei den privaten Haushalten zu. Zum anderen wird eine höhere Effizienz der Energieerzeugung, also eine verbesserte Kraftwerkstechnologie, erwartet. Dabei besteht der Markt in diesem Bereich nicht nur aus neuen Anlagen, sondern immer stärker aus Service und ›upgrades‹ für installierte Maschinen. Zusammengefasst: ■ Der weltweite Markt für Energieerzeugungsmaschinen ist riesig. Besonders stark wächst die Nachfrage in den Schwellenländern. ■ Und dieser große Markt soll jetzt nur noch vom Ausland bedient werden? Das können und wollen wir nicht glauben. Also weiter in der Analyse. Wir wissen, dass der Markt für Turbomaschinen (Abbildung 4) zyklisch ist. Schauen wir uns die weltweit installierte Kapazität pro Jahr an, so wird ersichtlich, dass die Turbomaschinenindustrie immer wieder starken Auftragsschwankungen unterworfen ist. Aber warum? 82

Abbildung 4: Entwicklung der installierten Kraftwerksleistung weltweit

Quellen: aideon, Röming 2009.

Ein Interessanter Zusammenhang besteht zwischen der installierten Leistung und der Ölpreisentwicklung: Immer wenn der Ölpreis steigt, werden auch mehr Kraftwerke gebaut. Ist dies Zufall? Eine mögliche Erklärung wäre: Wenn der Rohstoffpreis für Energieträger, beispielsweise für Öl, steigt (Abbildung 5), steigt auch die absolute Gewinnmarge der Energieproduzenten. Damit ist der Return on Investment bei hohen Investitionskosten deutlich schneller zu erreichen, da langfristig der Strompreis für den Endverbraucher steigt. Verfolgt man diesen Gedanken weiter, so ist der Rohstoffpreis ein wesentliches Entscheidungskriterium für das Investitionsverhalten der Akteure im Turbomaschinenmarkt. Turbomaschinen, die die Energieerzeugung absichern und sowohl im Ölund Gasmarkt als auch bei industriellen Anwendungen eingesetzt werden, Abbildung 5: Prognosewerte und tatsächliche Entwicklung des Ölpreises

Quellen: aideon, http://www.inflationdata.com/inflation/inflation rate/historical_oil_prices_table. asp, IEA, Handelsblatt.

83

© MAN Diesel & Turbo SE

sind die Turbokompressoren. Diese Anlagen sind relativ wenig bekannt, aber ohne sie geht fast gar nichts. Turbokompressoren werden unter anderem für Luftzerlegung, Gasverflüssigung, als pipeliner zum Transport von Erdgas sowie in Raffinerien und auf Ölplattformen eingesetzt. Der Getriebekompressor mit der weltweit größten Stufenzahl und dem größten Enddruck wurde in Berlin bei MAN Diesel & Turbo gebaut. Der Markt für Turbokompressoren ist demnach sehr stark an das generelle Wachstum der Industrie gekoppelt. Die Märkte sind zyklisch, analog der Situation bei Anlagen der stationären Energieerzeugung. Auf eine detaillierte Analyse soll hier aber verzichtet werden. Wesentlicher Unterschied zur stationären Energierzeugung ist, dass für große Getriebekompressoren MAN Diesel & Turbo und Siemens Energy mit Abstand Weltmarktführer und zugleich Hauptwettbewerber sind. 84

Getriebekompressor, gebaut bei MAN. Das Foto wurde uns mit freundlicher Genehmigung der MAN Turbo & Diesel SE zur Verfügung gestellt

2.2

Flugzeugtriebwerke – Mobilität durch Turbomaschinen in der Luftfahrt

Nachdem ich von den bisherigen Analysen etwas Erholung brauche, gehe ich an der Spree spazieren. Es ist schönes Wetter, die Sonne scheint durch den blauen Himmel und erzeugt eine wohltuende Wärme. Es fliegen Vögel über das Wasser, und während ich versuche, dem Vogelschwarm mit den Augen zu folgen, sehe ich Kondensstreifen am Himmel. Lange werde ich wohl nicht an der frischen Luft spazieren gehen. Mich jagt der Gedanke, zu verstehen, ob es ähnliche Wachstumschancen wie für die stationäre auch für die fliegende Turbine gibt. Abbildung 6: Wachstum der Passagierzahlen im Luftverkehr weltweit und in Deutschland

Quellen: aideon, World Bank 2010.

Abbildung 7: Wachstum des Luftfrachtaufkommens weltweit und in Deutschland

Quellen: aideon, World Bank 2010.

85

© Rolls-Royce Deutschland

Nach etlichen Tagen Arbeit und vielen Zahlen zeigt sich ein einfaches Bild: Der Passagierverkehr wächst, und der Frachtverkehr wächst ebenfalls. Das Wachstum kann man sogar recht gut durch ein quadratisches Polynom approximieren (Abbildungen 6 und 7). Andere Quellen kommen zu ähnlichen Ergebnissen. So erwarten mehrere internationale Fluggesellschaften für die Periode 2008 bis 2027 jährliche Wachstumsraten zwischen 4,5 und sechs Prozent (Tabelle 1). Auch die Zahl der Lieferungen und Bestellungen von Verkehrsflugzeugen (Tabelle 2) ist bis 2008 gewachsen. Das bedeutet nicht nur zusätzliche Triebwerke, sondern auch steigendes Serviceaufkommen, und zwar proportional zur installierten Basis der Triebwerke. Recherchen haben ergeben, dass das Wachstum im Bereich Maintenance, Repair und Overhaul bei 3,8 Prozent pro Jahr liegt (Abbildung 8). 86

BR 725 Triebwerk auf dem Prüfstand bei Rolls-Royce Deutschland in Dahlewitz

Tabelle 1: Wachstumsprognose im internationalen Luftverkehr 2008 bis 2027 EU-North America

Asia PacificEurope

Asia PacificNorth-America

Boeing

4.7

5.7

5.6

Organization

Airbus

4.8

5.9

5.8

ICAO

4.5

5.8

6.0

Average (1990 –2007)

3.6

6.2

3.4

Quelle: Gillen 2009.

Tabelle 2: Zahl der Lieferungen und Bestellungen von Verkehrsflugzeugen 2005 bis 2008 2005 Lieferungen Bestellungen

2006

2007

2008

939

1.042

1.196

1.193

2.331

2.203

3.400

1.863

Quellen: Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer.

Insgesamt ist das ›fliegende‹ Turbinengeschäft ein stetig wachsender Markt. Das gilt sowohl für Neubestellungen, als auch für den Service. Es gibt also keine starken Schwankungen wie bei der stationären Energieerzeugung. Das Geschäft ist stabil, und selbst eine große Krise wie der 11. September 2001 hat offenbar keine bleibenden Auswirkungen. Abbildung 8: Maintenance Repair and Overhaul (MRO): Wachstum in der Luftfahrt

Quelle: MRO Industry & Emerging Markets, 21st Annual Geneva Inernational Aviation Forum, Aircraft Finance & Commercial Aviation, Feb 2007.

87

Wir fassen noch einmal zusammen: Der Markt für Turbomaschinen – sowohl fliegend als auch stationär – ist ein großer und expansiver Markt. Die Nachfrage wächst in den Industrieländern aufgrund höherer Anforderungen an Effizienz und Umweltverträglichkeit. In den großen Schwellenländern expandiert sie dagegen vor allem aufgrund des Bevölkerungswachstums und des überdurchschnittlich steigenden Pro-KopfVerbrauchs an Strom. Eines haben jedoch alle regionalen Märkte gemeinsam: Sie wollen die höchste Effizienz zu niedrigen Kosten, da die spezifischen Kosten für die Stromerzeugung aufgrund des Wettbewerbsdrucks immer weiter sinken. Die letzte Finanzkrise hat uns deutlich gezeigt, dass der Markt für stationäre Energieerzeugungsanlagen und Turbokompressoren stark schwankt. Mal stehen die Fabriken leer, mal sind sie übervoll. Der Markt für ›fliegende‹ Turbomaschinen hingegen wächst nahezu stetig mit etwa fünf Prozent pro Jahr. Jetzt sollte ich aber schnell meine Sachen packen. Auf dem Weg zum Flughafen sehe ich leer stehende Industriegebäude, wie man sie in den letzten Jahren in Berlin und Brandenburg zuhauf sieht. Mir stellt sich die Frage: Welchen Beschäftigungseffekt hätte ein Rückzug der Turbomaschinenindustrie aus dieser Region? Noch mehr leer stehende Lofts für Börsenmillionäre in Berlin!

88

3

Investitionen und Innovationen – Schlüssel zur globalen Wettbewerbsfähigkeit

3.1

Entscheidungskriterien

Innovationen sind der entscheidende Wettbewerbsvorteil der Industrieländer. Mit innovativen Fertigungsmethoden können über Stückzahlen wettbewerbsfähige Kosten bei deutlich niedrigeren Durchlaufzeiten und gleichzeitig hoher Produktqualität erzielt werden. Dafür sind aber in der Regel Investitionen erforderlich. Um also das Abwandern von Arbeitsplätzen in Niedriglohnländer zu verhindern, müssen die Unternehmen im Hochlohnland Deutschland Wettbewerbsvorteile der Niedriglohnländer durch Innovationen kompensieren. aideon hat dazu eine einfache Faustregel entwickelt und in verschiedensten Innovationsmanagement-Projekten erfolgreich angewendet. Diese Regel lautet: Das innovative Produkt bzw. das innovative Fertigungsverfahren muss mindestens diejenige Kostenstruktur aufweisen, die das derzeitige Produkt bzw. Fertigungsverfahren in Niedriglohnländern hätte. Es ist oft nicht einfach, diese Bedingung einzuhalten, sie definiert jedoch ein Ziel, das den Erfolg fokussiert. Vor allem Prozessinnovationen zur Beherrschung der Komplexität oder kurze Innovationszyklen in Fertigungs- und Service-Technologien sind ein zunehmend wichtiger Wettbewerbsvorteil der Unternehmen in den Industrieländern. Es ist zu erkennen, dass die Zahl der Innovationen in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen ist. Dadurch sehen sich Unternehmen heute neuen Herausforderungen in ihren Projektmanagement-Prozessen gegenübergestellt. Die Herausforderung des 21. Jahrhundert sind die enormen Anforderungen an Aufbereitung und Analyse stetig wachsender Datenmengen. Daraus folgt: Je reifer die Industrie ist, desto komplexer wird der Innovationsprozess. Es werden immer mehr Daten erzeugt, die ausgewertet, bewertet und zielgerichtet eingesetzt werden.

3.2

Ansatzpunkte und Potenziale

Innovationsfluss-Modell Ein besonderes Potenzial besteht in der Entwicklung neuer und schnellerer IT-Systeme für Logistik- und Produktionsplanung, Datenmanagement und Visualisierungssoftware. Dabei ist nicht die technische Realisierung der Software der Engpass, sondern vielmehr die Entwicklung des geistigen Know-how. Ein weiterer Schwerpunkt bei den Bemühungen, Kosten zu senken oder auf neue Märkte zu gelangen, ist der Einsatz neuer Materialien in der Industrie. 89

Abbildung 9: Innovationsfluss-Modell

Quelle: aideon.

Anhand eines Innovationsfluss-Modells4 wird die Verlagerung der älteren Produkte in Niedriglohnländer (Abbildung 9, Punkt A) mit der Fertigungseinführung von neuen innovativen Produkten (Abbildung 9, Punkt C) im Gleichgewicht gehalten. Gleichzeitig wird die Wettbewerbsfähigkeit der Fertigung durch innovative und optimierte Fertigungstechnologien auch für die aktuelle Produktgeneration gestärkt. Je mehr innovative Produkte und Technologien die Pipeline füllen, desto einfacher werden ›unwirtschaftliche‹ Produkte – mit den dazugehörigen Fertigungstechnologien – in ein Niedriglohnland verlagert. In dem Modell steuert die Innovation somit indirekt das Wachstum der regionalen Werke. Innovations-Roadmap Die Innovations-Roadmap5 wird zum Bestandteil des jährlichen Budgetierungsprozesses und der monatlichen Soll/Ist-Vergleiche. Mittels Roadmap werden die aktuellen Kosten im Vergleich zum Wettbewerb analysiert. Es wird Abbildung 10: Innovations-Roadmap

Quelle: aideon.

90

4 Das aideon-Innovationsflussmodell, basiert auf zahlreichen Projekten, die mit Anlagen- und Maschinenbauern in der Zeit zwischen 1999 und 2010 durchgeführt wurden. 5 Die aideon-Innovationsroadmap ist eine Projektmethodik, die bei Maschinen- und Anlagenbauern entwickelt wurde, um deren Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig zu steigern und damit einer Verlagerung in Niedriglohnländer zu verhindern.

© Rolls-Royce Deutschland

Mehrachsige Belastungstests bei Rolls-Royce Deutschland in Dahlewitz

bestimmt, welche Kosten das derzeitige Produkt bei einer Fertigung in Niedriglohnländern haben würde; daraus werden Kostenbenchmarks abgeleitet. Diese Kostenbenchmarks sind teilweise sehr hoch und werden von den Unternehmen eher als ›unglaubwürdig‹ angesehen. Wenn man aber an ihnen festhält und die Ressourcen des Unternehmens zur Schließung der Kosten-Lücken einsetzt, können erstaunliche Innovationen generiert werden. Die Innovations-Roadmap ist ein zentrales Element, um eine Innovation richtig einzuführen und im Unternehmen nachhaltig zu implementieren. Der

© MTU Aero Engines

Hochdruckverdichter für den Getriebefan bei MTU Aero Engines in Ludwigsfelde

91

© Siemens AG, Energy Division, Gasturbinenwerk Berlin

eigentliche Mehrwert für die Unternehmen liegt in der Steuerung des Gleichgewichts der Produktmigration in Niedriglohnländer und im Nachfließen neuer Produkte in die einzelnen Werke und Abteilungen. Innovation dient sozusagen als Standortsicherung, wobei wenig innovative Teile der Werke auch bewusst absterben, um Platz für neue Innovationen zu machen. So sind zum Beispiel die Gründung einer Tochterfirma der Siemens AG zur Beschichtung oder eine Fertigung keramischer Bauteile anhand von Innovations-Roadmaps erfolgt. Rolls-Royce Deutschland wächst kontinuierlich und übernimmt die Verantwortung für ganze Triebwerksbaureihen. Mit dem Aufbau des MTOC Material Testing Center in Brandenburg6 werden sogar konzernweite Serviceleistungen in die Region Berlin Brandenburg verlagert. Weitere Beispiele sind die Fertigung der neuesten Generation von Gasturbinen der Siemens AG, der SGT 5-8000H, in Berlin und das Wachstum von MTU durch innovative weltweite Service-Konzepte. Bei Siemens Energy hat diese Strategie zum Aufbau eines eigenen internen Logistik-Zentrums 7 im Umfeld des künftigen Flughafens Berlin Brandenburg International geführt. Derartige Entscheidungen belegen, dass Deutschland ein attraktiver, wettbewerbsfähiger Standort ist und Innovation weiteres Wachstum im Inland schaffen kann. Slotplanung Produktinnovation allein reicht allerdings nicht aus, um global wettbewerbsfähig zu sein. Die Beherrschung von Komplexität ist deshalb besonders in zyklischen Industrien bzw. Märkten überlebensnotwendig – ebenso wie die 92

Die Siemens Gasturbine SGT5-8000H auf dem Weg vom Werk in Berlin-Moabit zum Westhafen

6 http://www.rolls-royce.com/deutschland/de/nachrichten/2010/100504_ mtoc_opening.jsp (vom 06.09.2010). 7 http://www.maerkischeallgemeine.de/cms/beitrag/11765826/61939/ Baubeginn-fuer-ein-Logistikzentrumdas-Kraftwerksteile-in-alle.html (vom 06.09.2010).

schnelle Lieferung von Produkten. Auf beiden Gebieten ist noch viel Verbesserungspotenzial vorhanden. Ein Beispiel: Heute planen Turbomaschinenhersteller die Auslastung Ihre Fabriken teilweise in Form einer Slotplanung auf Basis von ›Excel Tabellen‹. Diese werden von einer zentralen Planungsstelle im Unternehmen eingesammelt und konsolidiert. Anhand vieler Meetings werden sie dann meist global abgestimmt, den einzelnen Werken oder Abteilungen übergeben und dort umgesetzt. In der Regel finden derartige Planungen einmal im Monat statt. Das Innovationspotenzial liegt darin, dass die Prozess-

Praxisbeispiel RICH-CORE® Slotplanung Die Steuerung eines Fertigungsnetzwerks verlangt einen Überblick über die Auslastung sowohl im Engineering als auch in der Fertigung. Gleichzeitig ist die erforderliche Materialversorgung bei den Lieferanten durch den Einkauf sicherzustellen. Um hier Transparenz zu schaffen und damit auch die Entscheidungen abzusichern, hat aideon eine eigene Slotplanungsystematik – RICH-CORE® – entwickelt. Diese Planungsmethodik wird zusammen mit den Klienten kontinuierlich erweitert und verbessert. RICH-CORE® gibt den Planern ein auf ihre Bedürfnisse abgestimmtes

visuelles Interface und Report-engines in real time zur Hand. Dadurch können Entscheidungsmodelle den Vorständen plausibel präsentiert und Kapazitätsentscheidungen anhand der aktuellen Angebotssituation und der aktuellen Auslastung der Werke schnell getroffen werden. Gerade diese spezifische Planung sichert einen Wettbewerbsvorteil – sowohl durch Reaktionsgeschwindigkeit im Boom als auch durch frühzeitiges Erkennen einer bevorstehenden Auftragslücke. Die durch diesen Managementprozess erzielbaren Einsparpotenziale sind enorm. Es werden unnötige Qualifizierungen vermieden, Engpässe rechtzeitig identifiziert und behoben.

Abbildung 11: RICH-CORE® Slotplanung: Innovative Kapazitätsplanung für stark schwankendes Auftragsvolumen bei begrenzt zur Verfügung stehenden Ressourcen

Quelle: aideon.

93

© Alstom Power Service GmbH

methodik sehr viel personelle Handarbeit erfordert und dadurch rasch an die unternehmerischen Grenzen stößt, wenn mehrere Personen damit arbeiten müssen. Nahezu unmöglich wird eine derartige Planung, wenn mehrere Werke mit einbezogen werden. Innovationen sind freilich nicht nur in Planungs- und Logistik-Prozessen der Turbomaschinenindustrie zu finden, sondern auch in der Fertigung von Lieferanten. So arbeiten die Turbomaschinenhersteller durchweg an neuen Service- und Fertigungsmethoden, bei denen beispielsweise nicht das Bauteil auf die Maschine, sondern die Maschine an das Bauteil gebracht wird. Damit können lange Transportzeiten und schwierige Zollformalitäten umgangen und Stillstandszeiten in den einzelnen Werken signifikant reduziert werden. Alstom Power Service Berlin hat hierzu ein eigenes ›mobile machining‹-Konzept entwickelt und baut gemeinsam mit innovativen Maschinenherstellern dieses erfolgreiche Konzept immer weiter aus. Alstom hat es sogar geschafft, eine mobile Großdrehmaschine zu bauen, die weltweit im Einsatz ist.

94

Mobile Großdrehmaschine bei Alstom Power Service in Berlin-Wilhelmsruh

4

Turbomaschinenindustrie in der Region Berlin-Brandenburg

4.1

Regionalwirtschaftliche Bedeutung

Um die regionalwirtschaftliche Bedeutung der Turbomaschinenindustrie für die Region Berlin-Brandenburg darzustellen, reichen die Daten der amtlichen Statistik und der vorhandenen wissenschaftlichen Gutachten allein nicht aus. aideon hat deshalb die fünf größten Turbomaschinenhersteller (BIG Five) aus Berlin und Brandenburg im Rahmen einer schriftlichen Erhebung zu Umsatz, Beschäftigung, Umfang und räumlicher Struktur des Einkaufsvolumens, Investitionen sowie Stellenwert und Realisierung von Innovationen befragt. Die Resonanz der Unternehmen war insgesamt sehr positiv. Neben der Fragebogenaktion konnten mehrere persönliche Gespräche mit Entscheidungsträgern aus den Unternehmen geführt werden. Insgesamt beschäftigen die fünf Turbomaschinenunternehmen in ihren Betriebsstätten in Berlin und Brandenburg rund 6.600 zu einem großen Teil hochqualifizierte Arbeitskräfte (Tabelle 3) – das sind 2,5 Prozent aller Erwerbstätigen im Verarbeitenden Gewerbe der Region. Im Zuge teilweise kräftiger Erweiterungsmaßnahmen werden seit geraumer Zeit in fast allen Werken zusätzliche Arbeitskräfte eingestellt, die Beschäftigung folgt also einem steigenden Trend. Die Zahlen der Hersteller bringen allerdings den regionalen Beschäftigungseffekt der Branche nur teilweise und zunehmend weniger zum Ausdruck. Mit Tabelle 3: Kennziffern der Turbomaschinenhersteller in Berlin-Brandenburg 2009 * Zahl der Beschäftigten

Produktionswert (in Mill. Euro)

4.000

950

Alstom Power Service

400

·

MAN Diesel & Turbo

600

·

3.000

·

2.600

650

600

·

2.000

·

6.600

1.600

Teilmarkt/Unternehmen Stationäre Anlagen

Siemens Power Generation Flugturbinen MTU Maintenance Rolls-Royce Insgesamt

* Gerundete Daten. Quellen: Angaben der Unternehmen, Produktionswerte zum Teil geschätzt.

95

wachsender Komplexität der Produkte und im Zuge der Auslagerung einzelner Wertschöpfungsstufen an spezialisierte Zulieferer steigt nämlich tendenziell der Anteil der Vorleistungen am Produktionswert der Hersteller. Die intraregionale Vernetzung der Unternehmen gewinnt mithin kontinuierlich an Bedeutung für Wirtschaft und Beschäftigung in Berlin-Brandenburg. Hinweise auf die Größenordnung dieser Vernetzung können gewonnen werden, indem man die aktuelle Input-Output-Tabelle des Statistischen Bundesamtes für Deutschland mit punktuellen Ergebnissen der aideon-Befragung verknüpft. ■ Nach der amtlichen Erhebung hatten die Unternehmen des Industriezweigs ›Herstellung von Geräten der Elektrizitätserzeugung, -verteilung u. Ä‹ (CPA 31), der näherungsweise als Referenzbereich für die Turbomaschinenbauer angesehen werden kann, im Jahr 2006 eine Vorleistungsquote von 65 Prozent. Von den bezogenen Waren und Dienstleistungen wiederum stammten drei Viertel aus inländischer Produktion und ein Viertel aus Importen. ■ Die Befragung von aideon hat zunächst gezeigt, dass zwischen Neuteilfertigung und Service unterschieden werden muss. Die Teile für OEM-Maschinen werden meist durch den zentralen Einkauf – also global und ohne Berücksichtigung regionaler Zusammenhänge – zugekauft. Dagegen spielt im Service, wo die OEM-Bauteile in der Regel instandgesetzt oder ausgetauscht werden, der regionale Zukauf eine größere Rolle. Insgesamt beziehen die fünf relevanten Unternehmen in Berlin-Brandenburg zwischen zehn und 30 Prozent ihrer inländischen Vorlieferungen. Dabei handelt es sich zu einem wesentlichen Teil um hochwertige Dienstleistungen, die zur Beherrschung der immer weiter wachsenden Komplexität der Produkte benötigt werden. ■ Bis zu 20 Prozent des Einkaufsvolumens der Big Five entfallen auf Niedriglohnländer. Diese Quote entspricht den Verhältnissen im gesamten Bundesgebiet, wie sie in der Input-Output-Tabelle dokumentiert sind, und ist insofern nicht regionsspezifisch. Gleichwohl könnte sie auf Grund schwindender Wettbewerbsfähigkeit von den Konzernzentralen ›erzwungen‹ sein und auf ein Ungleichgewicht im Innovationsmodell hinweisen. Bei dem geschätzten Produktionswert von insgesamt 1,6 Mrd. Euro beziehen die ›Big Five‹ demnach Leistungen in der Größenordnung von 200 Mill. Euro jährlich aus der Region. Legt man den von Siemens Berlin für seine Lieferanten angenommenen durchschnittlichen Pro-Kopf-Umsatz von 100.000 Euro auch für die Turbomaschinensparte zugrunde, so sichern die von den ›Big Five‹ eingekauften Waren und Dienstleistungen mindestens 2.000 Arbeitsplätze bei vorgelagerten Unternehmen. Insgesamt sind also in Berlin-Brandenburg annähernd 9.000 Personen direkt oder indirekt mit Produktion und Wartung von Turbomaschinen beschäftigt. Gemessen an einem Anteil von rund drei Prozent an der Zahl aller Industriebeschäftigten in Berlin-Brandenburg erscheint die gesamtwirtschaftliche 96

Bedeutung der Turbomaschinenindustrie auf den ersten Blick eher gering. Vor dem Hintergrund der ungewöhnlich breit gefächerten Branchenstruktur des regionalen Verarbeitenden Gewerbes trügt dieser Eindruck allerdings. Hinzu kommt, dass die Branche überdurchschnittlich viele hoch qualifizierte Arbeitskräfte beschäftigt, einen hohen Exportanteil auf wachsenden Weltmärkten aufweist und hervorragende Standortbedingungen – unter anderem für die Vertiefung der Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen und Zulieferern hat.

4.2 Intraregionale Vorleistungsverflechtung Als Maßstab für eine Einordnung des Einkaufsverhaltens der Turbomaschinenunternehmen in Berlin-Brandenburg und damit als Anhaltspunkt für ungenutzte Potenziale soll ein in einem anderen Bundesland ansässiger Betrieb herangezogen werden, für den differenzierte Daten verfügbar sind. Ein überschlägiger Vergleich zwischen diesem Betrieb und den Betrieben in Berlin-Brandenburg zeigt: ■ Der Referenzbetrieb bezieht 25 Prozent aller inländischen Vorleistungen aus seinem eigenen Bundesland, der Anteil der intraregionalen Bezüge ist damit etwas höher als im Durchschnitt der Betriebe in Berlin-Brandenburg. ■ Die übrigen Einkäufe des Referenzbetriebs konzentrieren sich mit 60 Prozent auf vier weitere Bundesländer. ■ Allein 30 Prozent der Einkäufe kommen aus dem Ruhrgebiet. Dort werden vor allem Guss- und Schmiedeteile hergestellt, die für die Turbobranche Schlüsselfunktionen haben. ■ In Berlin-Brandenburg kauft der Referenzbetrieb lediglich vier Prozent aller Vorleistungen ein. Diese relativ niedrige Quote wird damit begründet, dass ein besonderes Angebotsprofil (wie etwa im Ruhrgebiet) nicht vorhanden, zumindest aber nicht erkennbar ist. Dies korrespondiert mit Aussagen einiger hiesiger Hersteller, die für spezifische Leistungen keine geeigneten Zulieferer in der Region finden können. Insgesamt weisen die verfügbaren Informationen darauf hin, dass die kleinräumige Verflechtung der Turbomaschinenhersteller in Berlin-Brandenburg vergleichsweise gering ist und Potenziale für eine wirtschaftlich sinnvolle Erweiterung der Wertschöpfungskette vorhanden sind.

4.3

Investitionstätigkeit und innovative Technologien

Die Turbomaschinen-Unternehmen investieren jedes Jahr mehrere Mill. Euro in ihre Standorte in Berlin-Brandenburg. Im Rahmen der aideon-Studie wurde ein Investitionsbetrag zwischen 3.000 und 10.000 Euro pro fest angestellten Mitarbeiter ermittelt. Investitionen in dieser Größenordnung mögen die Wett97

bewerbsfähigkeit kurzfristig sichern; auf längere Sicht reichen sie jedoch nicht aus, um auf dem Weltmarkt bestehen zu können. Hinzu kommt, ■ dass vorrangig in Maschinen, Gebäude und Infrastruktur investiert wird, ■ dass Innovationen nur zum Teil im Rahmen der regulären Managementund Budgetierungsprozesse gesteuert werden und auch nur zum Teil konkrete Zielvorgaben existieren, ■ dass nicht alle Unternehmen eine Innovations-Roadmap für Prozess- oder Produktinnovationen implementiert haben. Zwar klassifizieren alle an der Befragung beteiligten Unternehmen Innovationen als überlebensnotwendig oder zumindest sehr wichtig für ihren Standort. Gleichwohl werden sie offenbar nicht mit der erforderlichen Intensität realisiert. Offensichtlich besteht auch eine Lücke in der Management-Methodik, um Innovation im Unternehmen gezielt einzusetzen und zu steuern. Wir konnten schließlich eine starke Varianz im Innovationsmanagement der einzelnen Unternehmen feststellen. Immerhin steigt in jüngster Zeit der Anteil der Investitionen an virtueller Montage, Remote Diagnostics und Betriebsdaten Service Centern. Ein neuer Trend könnte auch das mobile machining sein. Hier hat Alstom in Berlin innovative Konzepte entwickelt, die derzeit bereits im Einsatz sind.

4.4 Räumliche Verteilung der Betriebe innerhalb der Region Für die Planungen der Unternehmen, aber auch für die Profilierung einzelner Gewerbegebiete im Rahmen politischer Programme wie des Berliner Entwicklungskonzepts für den produktionsgeprägten Bereich ist die räumliche Verteilung der Unternehmen innerhalb der Region interessant 8. Eine Betrachtung der Standortstruktur zeigt eine starke Konzentration auf zwei Gebiete (Abbildung 12): ■ Die drei großen Hersteller von stationären Turbinen (bzw. Turbo-Kompressoren) sind zumindest mit ihren Produktionsstätten in der nördlichen Stadthälfte Berlins angesiedelt und befinden sich damit in der Nähe branchenrelevanter Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Dazu gehören die Technische Universität Berlin, die Beuth Hochschule für Technik Berlin sowie mehrere Fraunhofer-Institute. ■ Die auf Flugturbinen spezialisierten Unternehmen befinden sich westlich des künftigen Großflughafens BBI – in Dahlewitz (Rolls-Royce Deutschland) sowie im benachbarten Ludwigsfelde (MTU), wo mit Daimler und ThyssenKrupp weitere international tätige Industriekonzerne produzieren. Dort hat vor kurzem auch Siemens sein weltweit ausgelegtes Ersatzteillager für Kraftwerksturbinen errichtet.

98

8 Vgl. dazu auch die Vorschläge von regioconsult zur Entwicklung des geplanten Forschungs- und Industrieparks TXL.

Abbildung 12: Standorte der Turbomaschinenindustrie in der Region Berlin-Brandenburg

Motorola MAN Diesel & Turbo

OTIS ALSTOM

Geplanter Forschungs- und Industriepark TXL

BMW

Bayer Schering

Siemens Energy

BSH

OSRAM

Beuth

TU

Siemens Fraunhofer Institute

Berlin

Brandenburg

✈ Flughafen Tegel

MTU

Adlershof HTW Rolls-Royce

Siemens Energy Thyssen Krupp



MercedesBenz

✈ Flughafen Berlin-Brandenburg International (BBI)

Turbomaschinenunternehmen Sonstige große Industrieunternehmen Hochschulen und Forschungsinstitute

regioconsult 2010

99

5

Ein Blick in die Zukunft: Die Turbomaschinenindustrie im Jahr 2015

Turbomaschinen sind komplexe, forschungs- und Hightech-intensive Produkte und bergen ein hohes Innovationspotenzial in sich. Wie gezeigt, kann mit einem anhaltenden weltweiten Wachstum der Nachfrage gerechnet werden. Allerdings sind auch erhebliche strukturelle Veränderungen zu erwarten. Nach den Rationalisierungsprogrammen der letzten Jahre und gravierenden politischen Entscheidungen stehen die Turbomaschinenhersteller vor neuen Herausforderungen. Sie sind einerseits geprägt durch das altersbedingte Erneuern konventioneller Anlagen, zum anderen – bei Turbomaschinen zur Energieerzeugung – durch die Schließung der Versorgungslücke aufgrund des (derzeit noch geltenden) Ausstiegs aus der Kernenergie. Damit der Markt am Standort verbleibt und die Region vom Wachstum partizipiert, ist es außerordentlich wichtig, dass sich die regionalen Hersteller und Lieferanten im internationalen Wettbewerb durch hohe Innovationskraft auszeichnen. Berlin und Brandenburg sollten das Potenzial dieser Industrie nicht vergeuden, da die regionale Dichte an Herstellern wahrscheinlich einzigartig 9 auf der Welt ist. Nachdem wir uns eingehend mit der zyklischen Industrie der Turbomaschinenhersteller und den Herausforderungen des globalen Wettbewerbs befasst haben, versuche ich zu beschreiben, wie wir uns die Branche in fünf Jahren, also um das Jahr 2015 herum, vorstellen können.

5.1

Prototypenerprobung, Data Modelling und Data Conditioning

Während ich in einem hochmodernen fahrerlosen Regionalzug sitze und auf dem Weg zum Flughafen bin, sehe ich die modernsten und neuesten Prüfstände von Rolls-Royce und MTU. Ganz in der Nähe ist das neue Logistik-Service-Zentrum der Siemens AG 10, das sich extra in Flughafennähe angesiedelt hat, um den weltweiten 24-Stunden-Service für Ersatzteile anbieten zu können. In den meisten Prüfständen werden die Prototypen der neuesten Generation von Flugtriebwerken erprobt und dabei wichtige Daten für den späteren Betrieb der Turbinen gesammelt. Siemens hat in Berlin gerade seine neueste Turbinengeneration erprobt. Unzählige Messverdrahtungen, Sensoren, Kameras beobachten die mit thermographischen Farben behandelten Bauteile und liefern eine unvorstellbare Menge an unterschiedlichsten Daten. Berlin-Brandenburg ist die Region weltweit, in der die neuesten Prototypen der Kraftwerksturbinen sowie die Flugtriebwerke unter Praxisbedingungen getestet werden. Die Daten gehen an das ›DATA-ANALYTICS Joint Venture‹ 100

9 Vgl. Vogel 2008, S. 146. 10 http://www.mwe.brandenburg.de/ sixcms/detail.php/bb1.c.192763.de (vom 6. 9. 2010).

das die Hersteller von Turbomaschinen zusammen mit den Universitäten und hoch spezialisierten Softwarefirmen im Rahmen der vorwettbewerblichen FuEAktivitäten gegründet haben. Hier werden die Daten mit speziellen Mustererkennungsalgorithmen aufbereitet und dann den jeweiligen Herstellern zur weiteren Verarbeitung übergeben. Diese Art der Datenauswertung – Data Conditioning – erfordert enorm hohe Rechenleistungen. Die speziellen Algorithmen, die auf neuronalen Netzen eine benutzerspezifische künstliche Intelligenz abbilden, konnten nur gemeinsam von Unternehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen entwickelt werden. Das Joint Venture ist einzigartig in der Industrie und wurde durch die relevanten Turbohersteller, wissenschaftlichen Einrichtungen und politischen Entscheidungsträger vor fünf Jahren im Rahmen der Regionalstrategie Berlin-Brandenburg ins Leben gerufen. Es ist ein positives Beispiel dafür, wie eine Region frühzeitig Innovation fördert und damit auch vorwettbewerbliche Forschung zwischen Wettbewerbern unterstützen kann. Jeder Hersteller hat seine eigenen Werkstoffe, aber die zugrundeliegenden Analysemethoden werden gemeinsam entwickelt und genutzt. Diese Daten werden dann von den Turboherstellern in ihren speziellen Online Remote Diagnostic Centern eingesetzt. Diese Zentren sind das Herzstück des Servicemanagements für alle Hersteller. Das bei Turbinen entwickelte Vorgehen hat MAN Diesel & Turbo abgewandelt und auf Turbokompressoren übertragen. Damit hat sich das Unternehmen in der hochsicherheitsrelevanten Oil and Gas-Industrie eine Alleinstellung erarbeitet und trägt zugleich aktiv zur Vermeidung von Ölkatastrophen wie im Golf von Mexiko bei. Die Diagnose von metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen sowie von Verbundwerkstoffen wird hier im Rahmen des ›DATA-ANALYTICS Joint Venture‹ weiter entwickelt.

5.2

Keramische Beschichtung und keramische Verbundmaterialien

Ich habe heute einen Termin in dem neuen großen Berliner Beschichtungszentrum. Die Region hat durch aktives Zugehen auf die Berlin-Brandenburger Industrie ein einzigartiges Profil geschaffen. Siemens hatte als erster Hersteller die keramische Beschichtung von Bauteilen aufgebaut. Mit dem Einsatz von keramischen Turbinenschaufeln haben dann die Turbohersteller – analog dem ›Data Analytics Joint Venture‹ – begonnen, ein Joint Venture für die Entwicklung und Erprobung von keramischen Verbundwerkstoffen ins Leben zu rufen. Die regionalpolitischen Instanzen haben erkannt, dass die Herstellung von keramischen Verbundwerkstoffen einen enormen Wettbewerbsvorteil schafft, und durch Förderung dieser Technologie entscheidend zur Profilierung des Standorts beigetragen. Der Einkristallguss von Turbinenschaufeln wurde vor fünf Jahren nur von wenigen Zulieferfirmen beherrscht. Mit den keramischen Verbundwerkstoffen wurde dieses Quasi-Monopol gebrochen. Alle Turbohersteller sahen eine große 101

© Siemens AG

Die mit einer Keramik-Beschichtung versehenen Turbinenschaufeln sollen Gastemperaturen von mehr als 1.400 °C standhalten. Zur Kühlung werden während des Betriebs große Luftmengen von innen durch die Kühlöffnungen gepumpt und damit die Lebenszeit der Turbinenschaufeln spürbar verlängert.

Chance in dem neuen Joint Venture, da das Risiko für jeden Einzelnen zu hoch war. Bei der Vielzahl der damaligen Bauformen war eine Fertigung für Turbinenteile in der Nähe des Flughafens ein klarer Standortvorteil im zeitknappen Servicegeschäft. Heute planen die großen Fluglinien Ihre Triebwerks-Servicewerkstätten in der Region Berlin-Brandenburg.

5.3

Innovative Service Technologien: Remote Diagnose and Mobile Service Fabriken

Gerade bekomme ich einen Anruf von einem Freund, der das ›online Diagnostics Center‹ leitet. Er lädt mich vor meinem Flug noch auf einen Kaffee im neuen Internationalen Flughafen BBI ein. Während wir unseren Latte Macchiato trinken, fängt er an zu erzählen. Seit dem das ›Data-Analytics Joint Venture‹ das Data Conditioning erledigt, hat er das ›Remote Online Diagnostic Center‹ in seinem Unternehmen aufgebaut. Es ist so ähnlich wie ein Leitstand. Auf Bildschirmen sieht man, wo sich jede Turbine gerade befindet. Anhand unterschiedlicher Farben werden die Triebwerkszu102

11 Vg. Masterplan Industriestadt Berlin 2010 – 2020.

stände angezeigt. Die Belastungen der Bauteile werden anhand von Temperaturprofilen und Schwingungsmessungen ermittelt. Daran lässt sich rechtzeitig erkennen, wann ein Triebwerk gewartet werden muss. Fast alle Fluglinien stellen dem Center ihre Betriebsdaten zur Verfügung. Das Unternehmen hat sehr früh mit dem Aufbau des ersten Satelliten-gestützten Datenerfassungssystems begonnen. Der neueste Service-Geschäftsbereich ist die Anwendung der Online Diagnostic Tools in der Energieerzeugung. Mit zunehmendem Einsatz erneuerbarer Energien werden vor allem von den Stadtwerken stationäre Turbinen als sogenannte Spitzenlastmaschinen eingesetzt. Die Gasturbine ist praktisch die einzige Möglichkeit, schnell Energiemengen zu erzeugen, wenn beispielsweise kein Wind weht und die Sonne nicht scheint. Life Cycle Data Monitoring und Analytic Modelling sowie mobile Reparaturtechnologien gewinnen immer mehr an Bedeutung. Es herrscht ein stetig wachsender Zeitdruck beim MRO-Geschäft von Flugturbine und stationärer Turbine. Einer eigenen Schätzung zufolge erwirtschaftet eine mittlere stationäre Turbine bis zu 100.000 Euro Gewinn pro Tag. Ganz besonders stolz ist mein Freund aber auf den Aufbau seiner mobilen Service-Teams, die überall auf der Welt an den Flughäfen angesiedelt sind. Alle Unternehmen haben Remote Diagnostics zum Quasi Industrie-Standard erhoben. Anhand der Betriebsdaten und der neuen Online-Inaugenscheinnahme der Bauteile findet nun die Beurteilung statt. Die speziell für diese Service-Methoden optimierten Triebwerke werden mit minimal-invasiven Endoskopie-Methoden per Web-Kamera untersucht. Die vorher aufgebrachten Farbthermographie-Beschichtungen zeigen an, wo es Überhitzungen im Betrieb gegeben hat. Auf diese Weise wird schnell erkennbar, welche Bauteile repariert werden müssen. Die Technik hat sich in den letzten fünf Jahren so schnell entwickelt, dass heute mit mobilen Lasern neue Kühlluftbohrungen in den Turbinenschaufeln vor Ort eingebracht werden. Der größte Teil des Services wird dabei ›on-the-wing‹ durchgeführt. Das erspart teure Ersatzteile und komplizierte Logistik. Die ›Mobilen Service Teams‹ haben Ihre Fabrik sozusagen mitgebracht. Nur bei größeren Schäden oder Inspektionen werden die Turbinen ausgetauscht. Das ist möglich dank der neuen Modulbauweise der Turbinen. Die mobilen Diagnosegeräte und die mobilen Bearbeitungsmaschinen sind alle in der Region Berlin Brandenburg entwickelt und gebaut worden. Dabei war die Medizintechnik mit ihren Laser- und Beschichtungstechniken der Nukleus für den Aufbau dieses neuen interdisziplinären Industriezweigs. Die systematische Weiterentwicklung des vorhanden Basisprofils 11 der Region durch die Kooperation von Politik, Wissenschaft und Industrie war letztendlich ausschlaggebend für den Erfolg. Mein Flug wird gerade aufgerufen. Nach dem Start sitze ich am Fenster und sehe, dass wir mit einem Rolls-Royce-Triebwerk fliegen. Da ich das Diagnostic Programm des Unternehmens kenne, lehne ich mich entspannt zurück, Das Flugzeug fliegt eine Kurve, und ich sehe das ehemalige Flughafengelände Tegel. Ich erinnere mich an die Pressemitteilung im Jahr 2010. 103

5.4

Turbokompressoren: Teil Innovativer Industrieprozesse

Pressemeldung Januar 2010 ›Sie sind schon eine ganze Zeit in Polen und stehen um Konzessionen zur Suche und Förderung von alternativem Schiefer-Gas (Shale-Gas) an. Über 30 derartige Genehmigungen hat das polnische Umweltministerium 2009 und 2010 erteilt. Laut Experten gilt Polen als das Land in Europa mit den größten Vorkommen solcher Energieträger. Nach Schätzungen von Global-Researcher ›Wood Mackenzie‹ sollen

die Reserven des aus Schiefer gewinnbaren Gases in Polen bei mindestens 1,4 Billionen Kubikmeter liegen. Mehr als genug, um das Land problemlos die nächsten 100 Jahre völlig unabhängig von ausländischem Gas zu machen. In Deutschland sollen sich gleichwohl riesige Schiefergas-Felder befinden. Auch hier wurde die Exploration den Angelsachsen überlassen. Exxon Mobil bohrt bereits in Niedersachsen, British Petroleum will in Mecklenburg-Vorpommern suchen‹

2015 sind die ersten Schiefergasfelder erschlossen, die Kompressoren hierfür liefert niemand anders als MAN Diesel & Turbo. Das Werk musste sich einen neuen Standort suchen. Die Schiefergasförderung zusammen mit den Anlagen für CO2Verpressung hat die Fertigung aus den Nähten platzen lassen. In Rekordzeit wurde eine neue Serienfertigung auf dem Gelände des ehemaligen Flughafens Tegel aufgebaut, ganz in der Nähe des Stammwerks in der Egellsstrasse 12.

© MAN Diesel & Turbo SE

Kompressor zur CO2-Verdichtung von MAN Diesel & Turbo. Das Foto wurde uns mit freundlicher Genehmigung der MAN Diesel & Turbo SE zur Verfügung gestellt

12 Vgl. dazu regioconsult 2010 und Ring, Peter (2009).

104

5.5

Kit-Bauweisen in der Fertigung und bei Logistikprozessen

Zwei Tage später sitze ich wieder im Flieger, diesmal auf dem Weg nach Indonesien. In Asien kann zwar sehr kostengünstig gefertigt werden; hinsichtlich Komplexität und Geschwindigkeit bei der Auslegung kundenspezifischer Lösungen sind jedoch immer noch Europa und Amerika führend. Gerade das Zusammenführen neuer Entwicklungen in der Fertigungstechnologie und der verfügbaren Betriebsdatenbasis hat zu enormen Fortschritten in der Turbomaschinenindustrie geführt. Die Turbomaschinenhersteller waren gezwungen, schnellere und kostengünstigere Fertigungstechnologien bei gleichbleibender Qualität zu entwickeln und einzuführen. Wo vorher Komponenten oder ganze Produkte gebaut wurden, sind nun Kit-Bauweisen, welche zugeliefert und in einer Endmontage-Linie zusammengesteckt werden, von immer größerer Bedeutung. Gerade die Integration der Zulieferer – auf globaler wie auf lokaler Ebene – hat zu neuen Planungs- und Logistikprozessen geführt. Sowohl der Industrieturbinen- als auch der Triebwerksservice sind konjunkturabhängig. Im Sommer werden eher Turbinen zur Energiegewinnung gewartet, im Winter eher die der Luftfahrt. So werden mit Slotplanungen wie im Flugbetrieb die Service-Slots verkauft und komplexere Geschäftsmodelle entwickelt, die auch die Kapazitäten von Lieferanten, die Saison, sowie die Life-Daten bezogenen Projektionen berücksichtigen. Somit werden auch verfügbarkeitsbezogene Preismodelle angeboten, welche wiederum die Preisgestaltung der Fluglinien und der Energieerzeuger beeinflussen. Die Industrie hat sich von der Serienfertigung zur Ein-Stückzahlfertigung entwickelt – ebenso wie die Automobilindustrie. Der schnell wachsende Markt der Turbomaschinenindustrie im OEM- bzw. Repairgeschäft hat zur Folge, dass die Fabriken ihre Prozesse und Verfahren flexibel gestalten müssen. Dies erfordert schnelle Logistikprozesse sowie schlanke, hoch spezialisierte Arbeitsplätze in der Fertigung. Nicht nur die Produkte werden komplexer, sondern auch die Werkzeuge zu deren Zusammenbau. Durch die globalen Fertigungsnetzwerke der einzelnen Hersteller sind die regionalen Unternehmen gezwungen, ihre Logistik ständig auf Kosten und Zeit hin zu optimieren. Dabei spielt die Informations- und Kommunikationstechnik eine entscheidende Rolle. Die Komplexität der Produkte und die steigende Zahl von Zulieferern haben eine ständige Anpassung der Prozesse zur Folge. Dies ist nur noch über hoch spezialisierte Softwarelösungen abzubilden. Sie sind in der Lage, die globalen virtuellen Fertigungsnetzwerke zu visualisieren und dadurch schnell und effizient zu planen. Ein weiterer Industrieschwerpunkt wird sich gegebenenfalls in der Region entwickeln: Analog dem Data Conditioning könnten Lieferslot-Börsen auf Basis von Softwarelösungen entstehen. Wir landen in Indonesien. Die Luft riecht nach verbranntem Reisstroh. Ich werde jetzt einen Lieferanten treffen, der Kits an ein Joint Venture zur Herstellung von Turbomaschinen liefert. Das Geschäft hat sich verändert. Die Maschinen werden kostengünstig in Indonesien für den lokalen Markt gefer105

© MAN Diesel & Turbo SE

Messtechnik für Laufradfertigung bei MAN Diesel & Turbo in Berlin-Tegel. Das Foto wurde uns mit freundlicher Genehmigung der MAN Diesel & Turbo SE zur Verfügung gestellt

tigt, jedoch von Deutschland aus betrieben. Die klimaabhängige Optimierung der Regelung basiert auf Erfahrungswerten. Diese haben nur die Hersteller, und zwar aufgrund der langen Historie und der Analyse der Betriebsdaten. Der Service der Maschinen wird ebenfalls von Deutschland aus gesteuert. Die mobilen Teams arbeiten durchweg mit einer ipad-basierten Einsatzplanung, die alle erforderlichen Informationen bereitstellt. Die Datenbanken stehen in Berlin-Brandenburg; die lokalen Teams haben eine Lizenz für deren Nutzung. Selbstverständlich kommen auch die mobilen Fabriken aus der Region. Vielleicht kann so die Zukunft wirklich aussehen. In jedem Fall bietet Berlin-Brandenburg jede Menge Chancen. Aber Politik, Industrie und Wissenschaft müssen diese Chancen auch aktiv ergreifen und zur Realität werden lassen.

106

Literatur

Allen, David (2009): The Future for Interurban Passenger Transport. Bringing Citizens Closer Together, International Air Transport in the Future Discussion Paper No. 2009 – 15. First Solar (Unternehmenswebsite): http://www.firstsolar.com/en/index.php. Geppert, Kurt et al. (2009): Neue Wachstumschancen für Berlin. Wirtschaftskraft, Branchenprofil und industriepolitische Strategien im Metropolenvergleich, Berlin. Märkische Allgemeine vom 6. September 2010. McKinsey & Company (2009): Wettbewerbsfaktor Energie. Neue Chancen für die deutsche Wirtschaft, Frankfurt am Main. MRO Industry & Emerging Markets, 21st Annual Geneva Inernational Aviation Forum, Aircraft Finance & Commercial Aviation, Feb. 2007. regioconsult (2010): Standort Flughafen Tegel. Chancen einer gewerblich-industriellen Nachnutzung, Gutachten im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtenwicklung Berlin, als Manuskript veröffentlicht. Ring, Peter (2009): Production and Employment Potential of Machinery and Electrical Equipment for a low carbon economy, in: Climate disturbances, the new industrial policies and ways out of the crisis, A Study by Syndex, S.Partner and WMP Consult, Paris. Röming, Yvonne (2009): Der Kraftwerkspark zur Elektrizitätserzeugung in Europa, Studienarbeit an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus, Fakultät für Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen, Institut für Energietechnik, als Manuskript veröffentlicht. Rolls-Royce (Unternehmenswebsite): http://www.rolls-royce.com/deutschland/de/ nachrichten/2010/100504_mtoc_opening.jsp (vom 6. 9. 2010). Senatsverwaltung für Soziales (Website): http://www.berlin.de/sen/soziales/berliner-sozialrecht/land/rdschr/2004_38.html#2 Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Frauen (Hrsg.) (2010): Masterplan Industriestadt Berlin 2010-2020, Berlin. United Nations Population Division (2010): ›The 2008 Revision Population Database‹ UNFPA http://esa.un.org/unpp. Vogel, Sebastian (2008): Das Technologiefeld Energie in Berlin-Brandenburg. Bestandsaufnahme, Entwicklungschancen, Handlungsansätze, Studien zu Technologie und Innovation der Technologiestiftung Berlin, Berlin. Weltbankbericht: http://www.weltbevoelkerung.de/pdf/dsw_datenreport_10.pdf. World Bank Group (2010): World Development Indicators & Global Development Finance, Washington DC.

107

Anhang

Daten und Fakten zur Geschichte des Turbomaschinenbaus in Berlin und Brandenburg Hanns-Jürgen Lichtfuß

1

Ausgewählte Forscher und Erfinder

110

2 2.1

Produktionsstandorte und Unternehmen Berlin-Wilhelmsruh: Alstom Power Service Berlin vormals ABB/Bergmann-Borsig/Bergmann Elektrizitätsgesellschaft Berlin-Tegel: MAN Diesel & Turbo SE (MAN Turbo AG) vormals Borsig Ludwigsfelde: MTU Maintenance Berlin-Brandenburg GmbH VEB Instandsetzungswerk Ludwigsfelde und VEB-IFA Nutzfahrzeuge Ludwigsfelde, VEB LTL Luftfahrttechnik Ludwigsfelde, VEB Flugzeugwerke Dresden Werk II Ludwigsfelde, IWL Industriewerke Ludwigsfelde, Daimler-Benz-Motoren GmbH Genshagen Dahlewitz: Rolls-Royce Deutschland plc. vormals: BRR BMW Rolls-Royce GmbH Berlin-Spandau und Berlin-Moabit: Siemens Power Generation BMW Triebwerkbau GmbH/BMW Flugmotorenbau GmbH/ Bramo/Siemens/AEG Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft

113

124

Dank

150

2.2 2.3

2.4 2.5

113 114

116 121

1

Ausgewählte Forscher und Erfinder

Um eine Einordnung der Standorte in Berlin und Brandenburg in das heutige Umfeld auf dem Gebiet der Turbomaschinen zu geben und einen Blick in die lange Tradition dieser Branche und die erfolgreichen Weichenstellungen der Vergangenheit aufzuzeigen, wird ein historischer Abriss, hauptsächlich der regionalen Aktivitäten, gegeben. Auf dem Gebiet der Dampfturbinen wird zu Beginn des 20. Jahrhunderts, mit Ausnahme der Riedler-Stumpf-Turbine (vgl. dazu die Ausführungen zur AEG), hauptsächlich auf Entwürfe und Erfahrungen auswärtiger Entwicklungen gesetzt. Deren evolutionäre Weiterentwicklung erfolgt dann auch innerhalb der Firmen und zum Teil in Zusammenarbeit mit der TH Berlin. Bei den Gasturbinen gibt es dagegen bereits im dritten Viertel des 19. Jahrhunderts erste Vorschläge für derartige Maschinen in der Region durch Franz Stolze, danach durch Christian Lorenzen und Georg Stauber (TH Berlin) in den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts. Stauber initiiert 1919 eine Zusammenarbeit mit der Industrie, die aber 1926 gescheitert ist. Allerdings muss es an der TH Berlin bereits 1905 Überlegungen zur Untersuchung von Gasturbinen gegeben haben, wie aus einem Brief von Prof. Johannes Stumpf an das Preußische Ministerium der geistlichen-, Unterrichts- und Medizinalangelegenheiten vom 15. Juli 1905 hervorgeht 1, in dem um Bewilligung von 300.000 Mark für die Vorbereitung und Durchführung von Gasturbinenuntersuchungen nachgesucht wird. Georg Stauber ist von 1902 bis 1904 Konstruktionsingenieur bei Riedler und Stumpf, wird als solcher auch noch im Vorlesungsverzeichnis 1905/06 geführt 2, obwohl er seit 1. 10. 1904 Professor für Hüttenmaschinenkunde an der TH Achen ist. Bei den Gasturbinen als Flugantriebe 3 sind es vor allem die Aktivitäten von Östrich und Weinrich, die den lokalen Aspekt berühren. Beide arbeiten ab 1936 an Strahltriebwerken, Österich bei den und Weinrich für die zu Siemens gehörenden Brandenburgischen Motorenwerke GmbH in Spandau, die 1939 von der BMW AG übernommen werden. Auf der anderen Seite entwickelt Rudolf Friedrich bei Junkers in Magdeburg den Axialverdichter für ein Strahltriebwerk und leitet dann nach dem Krieg die Entwicklung stationärer Gasturbinen bei Siemens in Mülheim. Über den Umweg KWU kommen beide dann 1969 bis 1971 in die ehemalige AEG Turbinenfabrik in der Huttenstraße nach Berlin. Forschung auf dem Gebiet der Fluggasturbinen und Turbomaschinen erfolgt zu dieser Zeit bei der DVL in Adlershof und auch an der TH Berlin, vor allem im Institut für Luftfahrttriebwerke (Professor Dr.-Ing. Heinrich Triebnigg) und in der Versuchsanstalt für Strömungsmaschinen (Prof. Dr.-Ing. Hermann Föttinger). Einen Überblick über die Luftfahrtforschung in Deutschland findet man bei Hirschel 4. 110

1 Geheimes Staatsarchiv Preußischer Kulturbesitz, Aktensignatur I/151 IC Nr. 6982, Blatt: fol. 151LS - 153RS. 2 Königliche Technische Hochschule zu Berlin: Programm für das Studienjahr 1905 - 1906. http://opus.kobv. de/tuberlin/volltexte/2009/2425/pdf/ TUB_VV_1905_1906.pdf 3 Gerstdorff, Kyrill von; Schubert, Helmut; Ebert, Stefan (2007): Flugmotoren und Strahltriebwerke, Bd. 2 der Reihe: Die deutsche Luftfahrt, 4. ergänzte und erweiterte Auflage, Bonn: Bernard & Graefe Verlag. 4 Hirschel, Ernst Heinrich; Prem, Horst; Madelung, Gero (2001): Luftfahrtforschung in Deutschland, Bd. 30 der Reihe: Die deutsche Luftfahrt, ISBN 3-7637-6123-3, Bonn, Bernard & Graefe Verlag.

1909 eröffnet der erste deutsche Motorflugplatz in Johannisthal-Adlershof, der schnell international bekannt wird. Um den Flugplatz Johannisthal bildet sich ein Zentrum mit Unterkünften, Produktionshallen, Fliegerschulen sowie vielen namhaften Konstrukteuren und bekannten Fliegern. 1912 wird die Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL), der Vorgänger des heutigen Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), in Adlershof gegründet. Die detaillierte Geschichte von Adlershof, und auch der DVL, muss noch geschrieben werden.

5 Stolze, Franz (1904): Die Erfindung der Heißluft- oder Feuerturbine, Zeitschrift Meer und Küste, S. 161 – 163. 6 Stolze-Charlottenburg, Franz (1904): Die Heissluftturbine und ihre Vorzüge, 13 S., Rostock: Volckmann. 7 Erstaunlich ist die schon frühzeitig in den USA wahrgenommene Tätigkeit Stolzes vgl. dazu: Barkow, Rudolf (1905): Studien zur Frage der Gasturbine, 37 S., Rostock: Volckmann & Wette. 8 Gradenwitz, A. (1905): The Stolze Gas Turbine, Scientific American 92, S. 74. 9 Pflaum, W. (1963): Franz Stolze zum Gedenken, MTZ 24, S. 179. 10 Friedrich, Rudolf (1986): Die Anfänge der heutigen Gasturbine. VGB Kraftwerkstechnik 66. Heft 5, S. 1 bis 10. 11 Friedrich, Rudolf (1949): Gasturbinen mit Gleichdruckverbrennung, Karlsruhe: G. Braun.

Franz Stolze (* 14. März 1836 in Berlin, † 13. Oktober 1910 in Berlin) 1873 wird sein Patentantrag für eine Feuerturbine von der ›Technischen Deputation für Gewerbe‹ beim preußischen Ministerium für Handel und Gewerbe abgelehnt. 1897 wird der Heißluftmaschine vom kaiserlichen Patentamt das Patent (DRP 101 959) erteilt. Zwischen 1900 und 1904 baut Stolze eine Versuchsturbine in Berlin-Weißensee.5, 6, 7, 8 Sie besteht aus einem zehnstufigen Axialverdichter mit einem Druckverhältnis von 2,5, einer 15-stufigen Axialturbine. Vor der Brennkammer befindet sich ein Röhrenluftvorwärmer der durch die Abgase erwärmt wird. Die eigentliche Brennkammer besitzt eine vorgeschaltete Einrichtung zur Vergasung von Kohle. Die Verbrennungsgase werden mit Druckluft vermischt und dabei auf 400 °C abgekühlt, bevor sie in die Turbine strömen. Ob diese Gasturbine jemals mehr Leistung abgab, als ihr zugeführt wurde, ist nicht sicher belegt. Trotzdem besitzt Stolzes Anordnung alles, was eine moderne Gasturbine auszeichnet: ■ einen offenen Kreisprozess, ■ einen vielstufigen Axialverdichter (vermutlich vor Parsons und Müller), ■ eine vielstufige Axialturbine (etwa zeitgleich mit Osborne Reynolds), ■ eine kontinuierliche Beaufschlagung der Turbine mit dem gasförmigen Arbeitsmittel, ■ eine Luftvorwärmung zur Übertragung der Abgaswärme an die verdichtete Luft, ■ eine Kohlevergasung, ■ eine gedrängte Bauart. Und Stolze erkennt sehr klar die Bedeutung der Wirkungsgrade von Verdichter und Turbine. All die genannten Aspekte führen dazu, daß Stolze fast einhellig als der Vater der heute ausschließlich existierenden Bauform der Gleichdruck-Gasturbine angesehen wird. Eine Würdigung Stolzes durch den langjährigen Institutsleiter für Schiffsmotoren an der an der TH Berlin und für das Gesamtgebiet der Verbrennungskraftmaschinen an der TU Berlin, Prof. Dr.-Ing. Walter Pflaum (* 4. Januar 1896 in Kroschnitz, † 1. Oktober 1989, Lehrtätigkeit in Berlin 1937 – 1966, 1964 emeritiert) findet sich bei Pflaum 9. Zu den frühen Gasturbinen-Aktivitäten von Franz Stolze, Charles Parsons, Aegidius Elling und René Armengaud vgl. Friedrich 10, 11. 111

Christian Lorenzen Die Faktenlage zu Lorenzen ist recht beschränkt. Bekannt ist, dass er lange in Berlin lebt und auf dem Sektor des frühen Automobilbaus tätig ist. 1905 begibt er sich nach England, um dort Anregungen für die deutschen Konstruktionen zu bekommen. Mit dem Aufkommen der Luftfahrt entwickelt und baut er dort Propeller. Vor Ausbruch des ersten Weltkriegs kommt er nach Berlin zurück und engagiert sich hier in der Propeller-Fertigung. Er gehört zu den frühesten, die sich mit Verstellpropellern und der Turboaufladung von Verbrennungsmotoren, speziell für Flugmotoren, beschäftigen.12 Da Letzteres unter das Versailler Verbot fällt, wendet er sich dem jungen Gebiet der Gasturbinen zu.13 Er beschäftigt sich auch mit der Wärmedämmung heißer Bauteile wie der Brennkammer 14. In Berlin existiert 1930 die Firma Lorenzen GmbH, und im Jahr 1925 arbeitet auch die Lorenzen-Turbinen Aktiengesellschaft in Bern. Vor allem macht Lorenzen Vorschläge zur Luftkühlung der Rotorlaufschaufeln einer Turbine. Eine derartige Ausführung für eine Auspuff-Gasturbine (für einen Abgasturbolader) wird bereits 1927 bei der DVL in Adlershof auf einem Prüfstand vermessen.15 In diesem Bericht wird auch darauf hingewiesen, dass ›Versuche, die günstigen Erfahrungen, die der Betrieb dieser Gasturbinen mit Auspuffgasen bisher geliefert hat, auf den Bau einer großen Gleichdruck-Gasturbine anzuwenden, zur Zeit im Gange sind‹ Über die Lorenzen-Abgasturbine wird auch von Schulz in der Luftwacht 16 berichtet. Georg Stauber (* 24. Mai 1875 in Nürnberg, † 1952) Studium an der TH München, Arbeit als Ingenieur in der Industrie, 1902 bis 1904 Konstruktions-Ingenieur an der TH Berlin, 1904 bis 1908 Professor für Hüttenmaschinenkunde an der TH Aachen, 1908 bis 1937 Professor für Hüttenmaschinenwesen an der TH Charlottenburg/Berlin, 1938 Ehrensenator der TH Berlin, Erfinder der Stauber-Gasturbine.

112

12 C. Lorenzen G.m.b.H: AbgasturbinenVorverdichter, selbsttätiger Verstellpropeller und selbsttätiges Regulierventil an einem BMW-V1-Motor. Archiv des DTM Berlin: FS 16156. 13 Lorenzen, Christian: The Lorenzen Gas Turbine and Supercharger for Gasoline and Diesel Engines, ASME Mechanical Engineering, Volume 52 (July 1930) No. 7, p. 665. 14 Lorenzen, Christian: US-Patent Gas Turbine, No. 1.827.246 vom 13. 10. 1931. 15 Heller, A.: Die Gasturbine von C. Lorenzen, Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure Bd. 72 (22. Dezember 1928) Nr. 51, S. 1869 – 1872. 16 Schulz, R.: Die Lorenzen-Abgasturbine. Ein neuartiger Turbinen-Vorverdichter für Höhenmotoren. Luftwacht, Nr. 4, 1929. Archiv des DTM Berlin: FS 16156.

2

Produktionsstandorte und Unternehmen

Bei der historischen Darstellung der fünf Turbomaschinenstandorte in Berlin und Brandenburg liegt der Schwerpunkt auf den regionalen Aktivitäten. Nur vereinzelt wird ein überregionaler Bezug hergestellt. In diesen Fällen gibt es dann aber einen personellen oder sachlichen Bezug zum Standort. Auch ist eine unterschiedliche Detaillierung offensichtlich. Diese ergibt sich zum einen aus der unterschiedlich dichten Quellenlage, zum anderen aber einfach aus der begrenzten, dem Autor zur Verfügung stehenden Zeit.

2.1

17 Roder, Bernt,; Tacke, Bettina (2009): Museumsverbund Pankow (Hrsg.), Energie aus Wilhelmsruh, Geschichte eines Berliner Industriestandortes, Berlin: text.verlag.

Berlin-Wilhelmsruh: Alstom Power Service Berlin vormals ABB/Bergmann-Borsig/Bergmann Elektrizitätsgesellschaft 17

1891 Gründung der offenen Handelsgesellschaft ›S. Bergmann & Co.‹ durch Dr.-Ing. Leonhard Sigmund Bergmann (* 9. Juni 1851 in Tennstedt/Thüringen, † 7. Juli 1927 in Berlin, Grab auf dem Waldfriedhof in München) in der Fennstraße in Moabit. Konzentration auf die Herstellung von Isolierrohren zur wasserdichten und feuersicheren Verlegung von elektrischen Leitungen. Bergmann war 1869 in die USA ausgewandert, fiel Edison auf und gründete 1876 seine erste Werkstatt in New York. Entwicklung der Glühbirne mit Edison. 1882 stieg Edison in seine Firma ein. 1889 konzentriert Edison alle seine Betriebe auf die Edison General Electric Company. Bergmann verkauft seinen Anteil und geht nach Berlin. 1897 Erweiterung und Gründung der ›Bergmann-Elektromotoren und Dynamowerke AG‹. 1900 Beide Betriebe werden zur ›(BEW) Bergmann-Elektricitätswerke AG Berlin‹ vereint. 1904 Bau neuer Fabrikgebäude auf dem Areal Seestraße, Oudenarder Straße, Groninger Straße und Liebenwalder Straße in Wedding zur Herstellung der Bergmann-Metallfadenlampe. 1907 Erwerb des Geländes in Rosenthal (heute Wilhelmsruh) mit 175.000 m 2. 1908 Fertigung der ersten Dampfturbinen im heutigen Werk in Wilhelmsruh. 1912 Erster finanzieller Engpass, Siemens & Schuckert und Deutsche Bank erwerben ein Drittel des Unternehmens. 1929 Die Weltwirtschaftskrise führt zur fast vollständigen Aktienübernahme durch AEG und Siemens. 1931 Verlagerung des Großmaschinen- und Turbinenbaus zur AEG und zu den Siemens & Schuckert Werken.

113

1932 Fokussierung der Produktion auf Schwermaschinen und Automobile, u. a. Elektro-Paketwagen für die Deutsche Reichspost. 1935 Verkauf der Weddinger Betriebsteile an OSRAM. 1945 75 Prozent der Werksanlagen sind zerstört. 1945 – 1949 Wiederaufbau und Produktion von Bedarfsgütern. 1948 Die entscheidende Wende für die Bergmann Werke. Die Stilllegung der Borsigwerke in Tegel, die Demontagedrohung durch die Französische Besatzungsmacht und die Blockade der drei West-Sektoren Berlins durch die Sowjetische Besatzungsmacht geben dem bis dahin unscheinbaren Nachkriegsbetrieb der Bergmann Werke im sowjetischen Sektor auf einmal starken Auftrieb. Durch die Stilllegung der Borsigwerke im West-Sektor gilt es nun im Ost-Sektor Berlins diesen Ausfall in kürzester Zeit wettzumachen und als Energieversorgungsbetrieb ebenso viel Kapazität wie Borsig aufzubauen. Der Name Borsig wird aus rein politischen Gründen zugesetzt, um Mitarbeiter der eigentlichen Borsigwerke in Tegel anzulocken. Das Werk wird unter großem Einsatz auf- und ausgebaut. Die Belegschaft wächst von 450 auf 1.500 Mitarbeiter. Auch von der ehemaligen Borsig-Belegschaft arbeiten jetzt einige bei ›Bergmann‹ und können so ihre Kenntnisse und Fertigkeiten anwenden. 1949 Gründung des ›VEB Bergmann-Borsig‹. 1949 – 1990 Reparatur und Produktion eigener Dampf- und Gasturbinen, Generatoren und Dampfkessel. 1969 Vereinigung des VEB Bergmann-Borsig mit dem VEB Görlitzer Maschinenbau. 1979 Gründung des ›(KAB) Kombinats Kraftwerksanlagenbau‹. 1985 Übernahme der Funktion eines Leit- und Stammbetriebs innerhalb des Kobinats durch VEB Bergmann. Einen Überblick über das Leistungsvermögen des Kraftwerksanlagenbau der DDR gibt Kamps in einem Vortrag.18 1991 Übernahme durch die ABB AG Mannheim. 1998 Die Berliner ABB Kraftwerke GmbH wird Servicestandort von Asea Brown Boveri. 1999 ABB und Alstom gründen die ABB Alstom Power als 50 : 50 Joint Venture mit Hauptsitz in Baden (CH). 2000 Alstom übernimmt die 50 Prozent Anteile von ABB an ABB Alstom Power und gründet die Alstom Power Service GmbH.

2.2

Berlin-Tegel: MAN Diesel & Turbo SE (MAN Turbo AG) vormals Borsig

1837 – 1887 Gründung der Eisengießerei und Maschinenbauanstalt von August Borsig in der Chausseestraße durch Johann Friedrich August Borsig (* 23. Juni 1804 in Breslau; † 6. Juli 1854 in Berlin, Erbbegräbnis auf dem Dorotheenstädtischen Friedhof nach einem Entwurf von Heinrich Strack). 1843 Erste Lokomotive im Serienbau. 114

18 Kamps, Peter: Das Leistungsvermögen des Kraftwerksanlagenbaus der DDR auf dem Gebiet der Turbosätze, Vortrag gehalten am 2. Dezember 1981 anlässlich der Informationstage der DDR-Industrie 1981 in Göteborg. Aus dem Archiv des Museumsverbundes Pankow.

1887 – 1886 Fabrikation in Moabit. 1890 Erwerb des heutigen Geländes in Tegel durch die Enkel Arnold, Conrad und Ernst Borsig. 1895 – 1898 Umzug nach Tegel. 1935 Verlagerung des gesamten Lokomotivbaus der Borsig-Werke in das Hennigsdorfer AEG-Werk als Borsig Lokomotiv-Werke GmbH (AEG 60 Prozent, Borsig oHG 40 Prozent). Übernahme durch die Firma Rheinmetall. Das neue Unternehmen firmiert als Tochtergesellschaft von Rheinmetall zunächst unter A. Borsig Maschinenbau AG. 1938 Überführung der Aktienmehrheit der Gesellschaft auf die Reichswerke AG für Erzbergbau und Eisenhütten ›Hermann Göring‹. 1945 Das Tegeler Werk wird zu 80 Prozent zerstört. Werks-Demontagen durch die Sowjetische Besatzungsmacht; Abtransport von Werkzeugmaschinen, sonstigen technischen Einrichtungen und des Zeitungsarchivs als Kriegsbeute. 1945 – 1947 Wiederaufbau. 1947 Stilllegung der Firma Borsig (es arbeiten bereits wieder 3.600 MA) und erneute Demontage der Borsig-Werke, diesmal durch die Französische Besatzungsmacht. 1950 Wiederaufnahme der Produktion mit 700 Arbeitern und Angestellten unter dem neuen Firmennamen Borsig AG. 1956 Eigentümerwechsel zur AG für Berg- und Hüttenwesen (später Salzgitter AG) – Eigentum des Bundes. 1967 Umwandlung der Borsig AG in eine GmbH. Neuer Eigentümer ist die neugegründete bundeseigene Deutschen Industrieanlagen GmbH (DIAG). 1968 Teilprivatisierung von Borsig. Das Rohr- und Walzwerk in Tegel wird inklusive Grundstück an die Thyssen-Gruppe verkauft. 1970 Die Deutsche Babcock-Wilcox AG in Oberhausen (die spätere Deutsche Babcock AG, dann Babcock-Borsig AG) wird neuer Eigentümer. Die ehemalige Produktpalette vor der Zerschlagung der alten‹ BORSIG Werke im Maschinen-, Kessel- , Apparate- und Modellbau, der Stahlgiesserei und Schmiede: ■ Dampf- und Kühlmaschinenanlagen, Dampfpumpen, ■ Schmiedepressen (12.000 t), Manipulatoren, ■ Bearbeitung von Kurbelwellen für Schiffsdieselmotoren (45 t), ■ Bau von Höchstdruckkesseln, Kraftwerkbau, ■ Dampf-Turbinenbau, Schiffsdieselmotorenbau, ■ Absorptions-Großkälteanlagen, ■ Kolben-Kompressoren / Kälte-Verdichter / Erdgas-Verdichter, ■ Turbo-Verdichter, Kälteanlagen, ■ Kugelhähne für Erdöl- und Erdgasleitungen, ■ Getriebe-Turboverdichter. 1996 Der Borsig-Maschinenbau (Berlin) wird von MAN übernommen und mit der MAN GHH Sterkrade zur MAN GHH Borsig Turbomaschinen GmbH verbunden. (Für die nicht übernommenen Betriebsteile muss 2002 auch die Borsig GmbH in Berlin-Tegel aufgrund der Insolvenz des Mutterkonzerns Babcock115

Borsig AG Insolvenz anmelden und wird als Borsig Industrieholding GmbH mit nur noch ca. 260 Beschäftigten fortgeführt.) 2004 Die MAN Turbomaschinen bekommt offiziell den neuen, im Sprachgebrauch schon lange üblichen Namen MAN Turbo. 2010 Fusion mit MAN Diesel zum neuen MAN-Konzernbereich Power Engineering (Kraftanlagen).19 Die Fusion wird am 26. März 2010 (rückwirkend zum 1. Januar) mit Eintragung der MAN Diesel und Turbo SE im Handelsregister Augsburg vollzogen.20

2.3

Ludwigsfelde: MTU Maintenance Berlin-Brandenburg GmbH VEB Instandsetzungswerk Ludwigsfelde und VEB-IFA Nutzfahrzeuge Ludwigsfelde, VEB LTL Luftfahrttechnik Ludwigsfelde, VEB Flugzeugwerke Dresden Werk II Ludwigsfelde, IWL Industriewerke Ludwigsfelde, Daimler-Benz-Motoren GmbH Genshagen

1899 Gründung der Firma Motorfahrzeug- und Motorenfabrik Berlin AG (MMB) von Geheimrat Max von Duttenhofer in Berlin und Übernahme der ehemaligen Kleinmotorenfabrik Adolf Altmann (Adolf Altmann gründete später die Altmann Kraftfahrzeug-Werke in Brandenburg / Havel). Von Duttenhöfer war vorher bereits Vorstandsmitglied der Daimler-Motoren-Gesellschaft. 1902 Die in Konkurs gefallene MMB wird von Daimler übernommen und zum damals wichtigsten Nutzfahrzeugwerk dieses Unternehmens. Das Werk Berlin (Marienfelde) ist heute das älteste produzierende Werk der Daimler AG. In ihm werden Motoren gefertigt und repariert. 1935 Die Daimler-Benz AG erhält vom Reichsluftfahrtministerium den Auftrag, ein Großserienwerk für Flugmotoren zu bauen.21 1936 Gründung der Daimler-Benz-Motoren GmbH in Genshagen/Ludwigsfelde auf einer Fläche von 375 ha. Im Frühjahr Baubeginn des Werks. Im Herbst Fertigstellung der ersten Hallen und Produktionsbeginn (Typen: DB 600, DB 601). 1938 Das Werk ist das größte Flugmotorenwerk der DBAG. 1939 – 1945 Es werden die Motoren DB 601, DB 603, DB 605, DB 610 und Teile für die Jumo 004 gebaut und außerdem Flugmotoren instandgesetzt. 1944 Das Werk liefert 10.535 Motoren und auch Teile für das Junkers Strahltriebwerk Jum o004 aus, das sind 38,8 Prozent aller DB Flugmotoren. 6. August. Schwerer Bombenangriff. Daraufhin werden Teile der Werksanlagen (erste Maschinen im Juni 1944) in Stollen bei Obrigheim am Neckar verlagert. 1945 Weitere Bombenangriffe und am 22. April Übernahme des Werks durch sowjetische Truppen. 1946 Demontage und Abtransport der Maschinen und Dokumentationen sowie Sprengung der Hallen, bis auf wenige Ausnahmen.

116

19 Pressemitteilung (14. 7. 2009) der MAN SE zur Fusionierung der MAN Diesel SE und der MAN Turbo AG. 20 Pressemitteilung (26. 3. 2010) der MAN SE zur Fusionierung der MAN Diesel SE und der MAN Turbo AG. 21 Manfred Krebs (Hrsg.) (2007): Erinnerungen, zur Firmengeschichte der MTU Maintenance Berlin-Brandenburg GmbH, Verein der Freunde der Industriegeschichte Ludwigsfelde, TW04.

1946 – 1948 Enttrümmerung. Es wird eine kommunale Kfz-Reparaturwerkstatt eingerichtet, zur Reparatur von Gemeindefahrzeugen und Fahrzeugen der Roten Armee. 1947 Gründung des Industrieverbands Fahrzeugbau (IFA). 1948 Da die Werkstatt schnell zu klein ist, werden nicht gesprengte, aber durch Bomben beschädigte Gebäude der Daimler Benz Motoren GmbH enttrümmert und zur Nutzung hergerichtet. Ab 1949 Unter unterschiedlichen Firmennamen werden auf dem Gelände Reparaturen von Kraftfahrzeugen und Motoren durchgeführt sowie Maschinenelemente, Schiffsdieselmotoren und Teile dafür hergestellt. 1953 Beginn der Konstruktion eines Motorrollers. 1955 Der erste Motorroller läuft vom Band. Von 1954 bis 1962 werden insgesamt 233.215 Roller der Typen Pitty, Wiesel, Berlin und Troll gefertigt, alle mit MZ-Motoren. 1962 Beschluss des Ministerrats der DDR zum Aufbau einer Lkw-Fertigung am Standort Ludwigsfelde. 1965 Verlagerung der Werdauer Lkw-W 50-Produktion nach Ludwigsfelde. Der W 50 ist ein im VEB Kraftfahrzeugwerk ›Ernst Grube‹ in Werdau in Sachsen entwickelter Lkw. Produktionsbeginn im IFA Automobilwerk Ludwigsfelde.22 1965 – 1990 werden die Typen W 50 (571.789 Stück, W steht noch für Werdau) und ab 1986 der L 60 (20.289 Stück, L steht für Ludwigsfelde) in 60 Grundvarianten und 240 länderspezifischen Ausführungen gefertigt. Die Produktion des L 60 wird im August 1990, die des W 50 im Dezember 1990 eingestellt. 1989 Auf der Frankfurter Automobilausstellung bahnt IFA-Chef Lothar Heinzman Kontakte zu Mercedes-Benz an 23. 1990 Rechtzeitig zur ersten freien DDR-Wahl wird ein hoffnungsfrohes ›Memorandum of Understanding‹ zwischen IFA und der Mercedes-Benz AG unterzeichnet. Kern des Verständigungspapiers ist die gemeinsame Entwicklung eines Lkw mit der Typenbezeichnung ›1318‹. Am 3. Mai klettert Mercedes-Chef Werner Niefer im IFA-Werk auf den ersten in Rekordzeit fertiggestellten 1318 und lobt die preußisch-schwäbischen Tugenden: ›Wir haben nicht geschwätzt, wenig Papier gemacht, sondern einfach geschafft.‹ Der gemeinsame Laster 1318 wird nie gebaut. Statt dessen werden in Ludwigsfelde leichte Mercedes-Lkw montiert. Das VEB-IFA Kombinat Nutzfahrzeuge Ludwigsfelde wird von der Treuhandanstalt aufgelöst, der VEB IFA-Automobilwerke Ludwigsfelde in eine GmbH umgewandelt, die inzwischen als Mercedes-Benz Ludwigsfelde GmbH zur Daimler AG gehört. Es werden dort vorwiegend Kleintransporter gefertigt, seit 2006 die aktuellen Mercedes-Benz Sprinter und VW Crafter in allen offenen Versionen und mit großem Erfolg. Das Unternehmen ist einer der größten Arbeitgeber Brandenburgs. Die Trümmer des Flugmotorenwerks liegen noch heute im Wald verstreut. Das Hauptgebäude der Verwaltung

22 http://www.daimler.com/dccom/05-8792-49-36817-1-0-0-0-0-0-91-71550-0-0-0-0-0-0.html. 23 Der Spiegel 34/1990, DDR-Unternehmen, Einfach geschafft.

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ist stehen geblieben und dient heute wieder der Verwaltung der MercedesTochterfirma. 1992 Ein neues Werk, das der Stuttgarter Automobilkonzern ein paar Kilometer entfernt bei dem kleinen Ort Ahrensdorf auf der grünen Wiese errichten will, wird gestrichen 24. 1954 Mit der Rückkehr der deutschen Luftfahrtspezialisten aus der Sowjetunion beginnt in der DDR der Aufbau einer eigenen Luftfahrtindustrie. Der Flugzeugbau erfolgt in Dresden und die Antriebe werden in Pirna entwickelt und erprobt. 25 Die meisten der deutschen Triebwerksspezialisten kommen aus Kuybyshev an der Wolga oder Kuibyshev (1935 – 1990), heute wieder Samara, zurück. Heute ist der N. D. Kuznetsov Scientific and Technical Complex in Samara, zeitweise auch mit dem Namenszusatz Trud = Arbeit, eine russische Firma, die vor allem Gasturbinen und Getriebe entwickelt und herstellt. Die Firma wird 1946 als OKB-276 gegründet und seit 1949 durch Nikolai Dmitrijewitsch Kuznetsov (* 10. Juni 1911 in Aktjubinsk; † 30. Juli 1995) geführt. Auf der Basis deutscher Entwicklungen während des 2. Weltkriegs und deutscher Triebwerksspezialisten, vor allem von Junkers, erfolgt unter der Leitung von Ferdinand Brandner die Entwicklung von Strahl- und Turboproptriebwerken. Am bekanntesten und bemerkenswertesten ist die Kuznezow NK-12, mit einer Leistung von bis zu 11.000 kW. Sie wird über ein Planetengetriebe mit gegenläufigen Propellern betrieben und treibt zahlreiche Flugzeuge an, wie die Tu-95 (NATO Code-Name Baer), Tu-114 (Rossija, die bis heute den Geschwindigkeitsweltrekord für Propellerflugzeuge mit 870 km/h hält, aufgestellt am 24. März 1960 26), Tu-116, Tu-126, Tu-142, An-22 und andere. Sie ist bis heute das leistungsstärkste PTL-Triebwerk der Welt. 1957 Der ›VEB Industriewerke Ludwigsfelde‹, welcher auf dem Gelände der ehemaligen Daimler-Benz-Motorenwerke AG Genshagen liegt, wird von der Vereinigung der Luftfahrtindustrie der DDR übernommen (Werk 807).27 Werksleiter ist zu dieser Zeit Ing. Hans Singhuber, der später von Ing. Hans Ramm abgelöst wird. Technischer Direktor ist Walter Prüß, der für die Erstellung der erforderlichen Fertigungsanlagen zuständig ist. Für die Aufnahme der Serienproduktion der in Pirna entwickelten Gasturbine Pirna 014 wird eine Arbeitsgruppe unter Leitung von Dipl.-Ing. Werner Franke eingesetzt, die für diese Aufgabe aus dem Industriewerk Karl-Marx-Stadt (Werk 804) abkommandiert wird. Vorbereitung der Serienfertigung von Flugzeugmotoren und Turbinen, u. a. des Pirna TL 014 Strahltriebwerks für das erste deutsche zivile Strahlflugzeug, die Baade 152. Dessen Erstflug erfolgt am 4. Dezember 1958 in den Farben der Deutschen Lufthansa GmbH (später Interflug). Für die Erprobung der Serientriebwerke werden Prüfboxen in einem existierenden Prüfstandsgebäude (ehemals für Dieselmotoren errichtet) eingerichtet. 1958 Parallel zu dieser neuen Aufgabe erhält das Werk 807, das jetzt dem VEB Flugzeugbau Dresden zugeordnet ist, einen weiteren Auftrag. Für die Luftstreit118

24 Der Spiegel, 46/1992: Das ist nicht genug Zukunft. 25 Michels, Jürgen; Werner, Jochen (1994): Luftfahrt Ost 1845 - 1990, Bd. 22 der Reihe: Die deutsche Luftfahrt, Bonn: Bernard & Graefe Verlag. 26 http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Geschwindigkeitsrekorde (am 9. 9. 2010) 27 Mewes, Klaus-Hermann (1997): Pirna 014, Flugtriebwerke der DDR, Oberhaching: Aviatic Verlag.

kräfte der NVA war die Generalreparatur von Gasturbinen der Jagdflugzeuge der LSK mit zu übernehmen. Die ersten Reparaturen erfolgen für das russische Triebwerk RD-45 für die MiG 15. Das RD-45 ist ein Triebwerk mit einem zweiflutigen Radialverdichter, neun Rohrbrennkammern und einer einstufigen Turbine. Es basiert auf einem sowjetischen Lizenzbau der Rolls-Royce Nene. Interessanterweise wird die Mig 15 mit diesem Triebwerk im Korea-Krieg gegen die Amerikaner eingesetzt. 1959 Erstlauf einer Gasturbine RD-45 auf dem neuen Triebwerksprüfstand, der neben dem existierenden Prüfstandsgebäude errichtet wurde. Wilfried Wisse (* 22. Dezember 1932 in Ammendorf) kommt 1959 als junger Diplom-Ingenieur frisch von der TH Dresden (Studium der Fertigungstechnik und Flugzeugfertigung von 1953 – 1959), um am Aufbau dieses Fertigungswerks teilzunehmen. Er beginnt mit großem Enthusiasmus als Entwicklungsingenieur. Da die Bereitstellung von genau gefertigten Schmiedeteilen zur damaligen Zeit einen Engpass bildet – die sowjetischen Lieferungen sind unzuverlässig und die britischen Bestellungen kosten rare Devisen – wird mit der Vorbereitung zum Aufbau einer Gesenkschmiede begonnen. Wisses Diplomarbeit 28 prädestiniert ihn, an dieser Aufgabe tätig zu werden. Seine Überlegungen führen zu zwei Veröffentlichungen.29, 30 Auch der VEB Bergmann Borsig ist an der Nutzung der Ludwigsfelder Schmiede zur Herstellung ihrer Turbinenschaufeln interessiert. Wisse wird Gruppenleiter des relativ selbstständigen Bereichs zum Aufbau eines Präzisionsschmiedewerks. Die Schmiede überlebt auch das Ende des Flugzeugbaus der DDR im Jahr 1961 und fertigt in der Übergangszeit und später im IFA-Automobilwerk Schmiedeteile auch für andere Betriebe der DDR. 1962 wird Wisse stellvertretender Direktor für Produktion im IFA Automobilwerk Ludwigsfelde, 1972 Direktor für Technik und 1976 Fertigungsbereichsleiter. Parallel zu dieser Tätigkeit absolviert er ein zweijähriges ökonomisches Zusatzstudium an der TH Dresden und promoviert im Jahr 1976 mit der Arbeit ›Der Einfluß der Fertigungsorganisation auf Stabilität und Zuverlässigkeit von Fertigungsprozessen‹ an der Ingenieurhochschule Wismar. 1977 wird er zum Dozenten (facultas docendi) an der gleichen Hochschule ernannt. 1978 verlässt er Ludwigsfelde und nimmt eine Tätigkeit als Oberassistent an der Ingenieurhochschule Wismar an. Von 1978 bis 1988 ist er Hochschullehrer mit dem Lehrgebiet Baumechanisierung. 1988 habilitiert er sich an der gleichen Hochschule mit der Arbeit ›Funktionen und ihre technische Realisierung bei der Fertigung von Bauerzeugnissen‹ und wird zum a. o. Professor ernannt. Er ist jetzt Lehrbereichsleiter Baumechanisierung und Automatisierung und leitet von 1987 – 1990 das Technikum Mechanisierung und Automatisierung im Bauwesen. Von 1985 – 1989 ist er Mitglied der Bauakademie der DDR und erhält 1989 eine Berufung zum Professor an der Bauhochschule Budapest. 1987 erfolgt der Abschluss des

28 Wisse, Wilfried (1959): Nachformstoßen von Turbinenschaufeln, Dresden, Technische Hochschule, Fakultät für Luftfahrtwesen, Diplomarbeit. 29 Wisse, Wilfried, Auswahl geeigneter Maschinen zum Genauschmieden von Turbinenschaufeln, in: Werkstattechnik, Berlin, Heidelberg, New York 51 (1961) 10. 30 Wisse, Wilfried, Auswahl geeigneter Maschinen zum Genauschmieden von Turbinenschaufeln, in: Fertigungstechnik und Betrieb, Berlin, 10 (1961) 4.

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Vorhabens ›Rekonstruktion und Erweiterung »seiner« Schmiede‹ im IFAAutomobilwerk Ludwigsfelde; der Industriestandort verfügt damit über die modernste Schmiede Europas (die 1995 geschlossen wird).31 1959 Erstlauf des ersten in Ludwigsfelde hergestellten Strahltriebwerks Pirna 014/A0 im Gebäude der ehemaligen Motorenprüfstände. 1961 Einstellung des DDR Flugzeugbaus (Beschluss des Politbüros des ZK der SED vom 28. Februar 1961). 1961 Die Serienfertigung der Pirna 014 läuft mit Ende des Jahres aus. Aus den selbstständigen Bereichen Reparatur und Prüfstand wird ein Bereich, die sogenannte Flugzeugwerft ›VEB Flugzeugwerft Dresden Werk II Ludwigsfelde‹, später ›VEB Instandsetzungswerk Ludwigsfelde‹, in dem auch nach 1961 militärische Flugtriebwerke instandgesetzt werden. 1962 Konzentration der Triebwerksreparatur in den Gebäuden um den Großprüfstand herum. Dieser jetzt rein militärische Instandsetzungsbereich wird vom ehemaligen Serienwerk deutlich getrennt. 1965 Der aus dem VEB Industriewerke Ludwigsfelde (IWL) hervorgegangene Betriebsteil II – Triebwerksreparatur – wird dem VEB Flugzeugwerft Dresden als Werk 2 angegliedert. 1970 Ausgliederung der VEB Flugzeugwerk Dresden Werk II Ludwigsfelde. 1971 Bildung des ökonomisch selbstständigen Kombinatsbetriebes VEB Instandsetzungwerk Ludwigsfelde (INL) mit Sitz in Ludwigsfelde. Das übergeordnete Organ ist der VEB Kombinat Spezialtechnik Dresden. 1973 Fertigstellung des neuen Prüfstandsgebäudes 40 mit 2 Prüfboxen. 1989 Erstlauf eines der neu hinzugekommenen Triebwerksmuster R-27, R-29 und R-29B für die MiG 23 auf dem dafür umgebauten Großprüfstand. 1990 Austritt aus dem Kombinat Spezialtechnik und Gründung der Firma Luftfahrtechnik Ludwigsfelde GmbH. 1991 Übernahme des VEB LTL Luftfahrttechnik Ludwigsfelde (Wartung und Instandsetzung militärischer Triebwerke) durch die MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH als MTU Maintenance Ludwigsfelde GmbH, die später in MTU Maintenance Berlin-Brandenburg umbenannt wird. Geschäftsführer sind Martin Steinberger (Sprecher und Vertrieb), Ralf Lehmann-Carpzov (Technik, Material und Qualitätssicherung), Dr. Reinhardt Volk (Finanzen, Personal und Datenverarbeitung). Heute ist der brandenburgische Standort das MTU-Kompetenzzentrum für die Instandhaltung von Industriegasturbinen sowie die Wartung und Instandsetzung von kleineren zivilen Strahltriebwerken. 1992 Pratt & Whitney Canada Customer Service Centre Europe Ludwigsfelde (CSC) wird als 50 : 50 Joint Venture zur Vermarktung von Triebwerksreparaturen (MRO- und After Sales-Service) von Pratt & Whitney Canada und mtu Maintenance Ludwigsfelde GmbH in Ludwigsfelde gegründet. 1995 Rainer Geisler (* 6 September 1946 in Berlin) übernimmt die Geschäftsführung. Das Jahr ist durch Standortdiskussionen innerhalb des Dasa-Konzerns 120

31 www.ifa-tours.de/forum/wikipedia. php.

geprägt. Im November wird aber entschieden, den Standort Ludwigsfelde unter Auflagen zu erhalten. Gleichzeitig fällt der Startschuss für die zukünftige Bearbeitung der luftfahrtabgeleiteten stationären Gasturbinen GE LM 2500 und LM 5000 in Ludwigsfelde und die Vorbereitung der Instandhaltung der LM 6000. 1997 Der Ausbau des Prüfstands 40 (Box 5) für Prüfläufe der GE LM 2500 und LM 6000 stellt die Weichen des Standorts Ludwigsfelde in die Zukunft. Am 17. Oktober läuft erstmals ein Serientriebwerk BR 710 der Fa. BMW Rolls-Royce in Dahlewitz auf dem rekonstruierten Prüfstand 40 (Box 4). Damit wird ein wichtiger Meilenstein des Vertrags vom November 1996 zwischen der MTU Ludwigsfelde und der BMW Rolls-Royce GmbH erreicht. Hierzu Manfred Boll, GF der BRR: ›Die heutige Inbetriebnahme eines MTU Prüfstandes in Ludwigsfelde für Abnahmetests der BRR Triebwerksfamilie BR 700 ist ein weiteres Beispiel für die gute Zusammenarbeit in der deutschen Luftfahrtindustrie‹. 1998 Juli. Abschluß eines Lizenz-Wartungsvertrages mit Allied Signal/Honeywell, heute Vericor für Industriegasturbinen im Leistungsbereich 0,5 – 15 MW. Erster Triebwerkstyp ist die TF 40. Damit hat die MTU Maintenance BerlinBrandenburg ihren Aktionsradius auf das Gebiet ›Maintenance & Overhaul‹ von Industriegasturbinen kleinerer Leistung erweitert. 2001 Zur Zehn-Jahres-Feier der MTU BB wird eine neue Halle eingeweiht und das Triebwerk TP 400 enthüllt. Das TP 400 wird das neue Transport-Flugzeug A 400 M antreiben, alle Triebwerke dieses Typs werden ausschließlich in Ludwigsfelde montiert. 2002 Vertrag über die Reparatur und Instandsetzung des Triebwerks GE CF 34 mit der General Electric Services. 2005 Erstlauf der GE LM 6000 PD auf der für Wellenleistungstriebwerke umgebauten Prüfbox 6 im Gebäude 40. 2005 Erster Test des Turboprop-Triebwerks TP 400-D 6 auf dem neuen Prüfstand.

2.4

32 www.rolls-royce.com/deutschland/de/ about/die_geschichte/index.jsp.

Dahlewitz: Rolls-Royce Deutschland plc 32 vormals: BRR BMW Rolls-Royce GmbH

1990 Die BMW AG unter ihrem Vorstandsvorsitzenden Eberhard von Kuenheim beschließt, wieder in das Flugmotorengeschäft einzusteigen. Hierzu wird ein Joint Venture mit Rolls-Royce plc gegründet, die BMW Rolls-Royce GmbH kurz BRR (50,5 Prozent BMW, 49,5 Prozent Rolls-Royce). Ziel ist es, eine Triebwerkfamilie im Schubbereich von 14.000 bis 23.000 lb für den Weltmarkt zu entwickeln, zu produzieren und zu vermarkten. Als zweiter Schritt wird die KHD Luftfahrttechnik GmbH in Oberursel von der Klöckner-Humboldt-Deutz AG gekauft. Hierdurch wird es BRR möglich, die Fertigung in Deutschland für ihr neues Triebwerk schnell und sicher zu verwirklichen. Gleichzeitig werden damit auch bereits laufende militärische und zivile Projekte übernommen. 121

1991 Entwicklungsstart für das Kerntriebwerk der BR 700 Familie in provisorisch angemieteten Räumen in Lohhof bei München unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Günter Kappler (* 9. September in Sächsisch Regen [Reghin] in Siebenbürgen), Geschäftsführer Engineering, der für diese Tätigkeit von der TU München beurlaubt wird. Als Sprecher der Geschäftsführung, zunächst in Oberursel, fungiert Albert Schneider (bis 31. Juli 1997). Umstrukturierung und Modernisierung des Werks Oberursel zur Vorbereitung der BR 700 Komponenten- und Teilefertigung. 1992 Am Standort Dahlewitz bei Berlin entsteht das Entwicklungs- und Montagezentrum für die BR 700 Triebwerke auf der grünen Wiese. Als BR 700-Erstkunde bestellt der amerikanische Flugzeughersteller Gulfstream Aerospace Corp. 200 BR 710 Triebwerke. 1993 Eröffnung des Entwicklungs- und Montagezentrums Dahlewitz. Umzug der Entwicklungsmannschaft von Lohhof nach Dahlewitz und Einzug der Geschäftsführung. Erstlauf des BR 700 Kerntriebwerks am Rolls-Royce Standort in Bristol. 1994 Abkommen mit McDonnell-Douglas über die Ausrüstung der MD-95 mit BR 715 Triebwerken. Eröffnung der Prüfstände ›Adam & Eva‹ in Dahlewitz. Erstlauf des BR 710 Triebwerks auf den neuen Prüfständen in Dahlewitz. 1995 Erstflug der Gulfstream GV mit BR 710 Triebwerken. Erster BR 715 Auftrag für zunächst 50 zweistrahlige Flugzeuge. 1996 Als erstes deutsches ziviles Strahltriebwerk erhält das BR 710 die internationale Zulassung. Auftrag für BR 710 Triebwerke zur Modernisierung der Nimrod Flotte von britischen Marineaufklärern. 1998 Entscheidung für das BR 715 Triebwerk als exklusiver Antrieb für die Boeing 717-200. Erstflug und Internationale Zulassung des BR 715 Triebwerks. 1999 Indienststellung der Boeing 717 mit deutschen BR 715 Triebwerken. RollsRoyce und BMW gliedern die Eigentumsverhältnisse neu. BMW Rolls-Royce wird in Rolls-Royce Deutschland umbenannt. 2000 Rolls-Royce Deutschland wird eine hundertprozentige Tochter des globalen Unternehmens Rolls-Royce plc in London. Das 500. Rolls-Royce BR 700 Triebwerk verlässt die Endmontage in Dahlewitz. Gulfstream liefert die 100. Gulfstream GV mit deutschen BR 710 Triebwerken aus. 2001 Der Turbofan BR 710 wird von Bombardier als Antrieb für den neuen Business-Jet Global 5000 ausgewählt. Rolls-Royce Deutschland und China Aviation Industry Corporation I (AVIC I) unterzeichnen eine Absichtserklärung zur Zusammenarbeit beim ARJ 21-Regionaljet. 2002 Rolls-Royce und Midwest Express Airlines haben einen Vertrag über die Lieferung von BR 715-Triebwerken für die Flottenmodernisierung der USFluggesellschaft abgeschlossen. Der Auftrag umfasst die Ausstattung von 25 fest bestellten und 25 optionierten Einheiten der zweistrahligen Boeing 717 mit den in Dahlewitz bei Berlin gefertigten Turbofans. Rolls-Royce Deutschland wird Kompetenzzentrum für Hochdruckverdichter und für Zweiwellentriebwerke im Schubbereich von 14.000 bis 23.000 lb. Rolls-Royce unterzeichnet mit 122

Gulfstream ein Abkommen mit einem Gesamtwert von zwei Mrd. US-Dollar. Danach werden in den nächsten zehn Jahren bis zu 600 BR 710 Turbofans für die neue Gulfstream GV-SP geliefert. 2004 Erstes Tay 611-8 C Triebwerk aus Dahlewitz an Gulfstream ausgeliefert. Dies ist das erste Zweiwellentriebwerk englischen Ursprungs, dessen Montage nach Dahlewitz verlegt wird. 2005 Rolls-Royce verlagert eines seiner großen zivilen Triebwerksprogramme vom britischen Derby an den brandenburgischen Standort Dahlewitz – ein weiterer Schritt zur Umsetzung der Konzernstrategie zur weltweiten Kompetenz-Konzentrierung. Das V 2500 ist ein Zweiwellen-Triebwerk für Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge und wird in Airbus-Flugzeugen A 319, A 320 und A 321 sowie im A 319 Corporate Jet eingesetzt. Rolls-Royce Deutschland zeichnet für das Programm- und Technologiemanagement sowie für die Endmontage des V 2500 verantwortlich. Außerdem liefert Rolls-Royce Deutschland den ersten Hochdruckverdichter für das TP 400-D 6 Triebwerk des Militärtransporters A 400M von Airbus aus. Das tausendste BR 710 Triebwerk wird fertiggestellt. 2006 Axel Arendt wird President ›Defence Aerospace‹ der Rolls-Royce plc und damit verantwortlich für Strategie und Leistungsfähigkeit der Verteidigungssparte Luft- und Raumfahrt des Gesamtunternehmens. Dr. Michael Haidinger übernimmt von Axel Arendt die Funktion des Sprechers der Geschäftsführung in Dahlewitz. 2007 Rolls-Royce eröffnet in Dahlewitz ein Operations Centre als zentrale Anlaufstelle für die Nutzer der von Rolls-Royce Deutschland betreuten Triebwerke. 2008 Rolls-Royce stellt das BR 725 als Triebwerk des neuen Geschäftsreiseflugzeugs Gulfstream 650 vor. Ende des Jahres erfolgt der feierliche Spatenstich für das neue Mechanical Test Operations Centre (MTOC) von Rolls-Royce in Dahlewitz. 2009 Das Rolls-Royce BR 725 Triebwerk erhält die EASA und FAA-Musterzulassung. Angetrieben von den BR 725 Triebwerken absolviert die Gulfstream G 650 ihren Erstflug in Savannah/USA. Auch der Militärtransporter Airbus A 400 M absolviert erfolgreich seinen Erstflug in Sevilla/Spanien. 2010 Im brandenburgischen Dahlewitz wird das neue Mechanical Test Operations Centre MTOC feierlich eröffnet. Rolls-Royce feiert den erfolgreichen Abschluss einer Reihe von Testläufen des im Rahmen des E 3 E-Forschungsprogramms (Efficiency, Environment und Economy) entwickelten innovativen Kerntriebwerks für Zweiwellentriebwerke.

123

2.5

Berlin-Spandau und Berlin-Moabit: Siemens Power Generation 33, 34, 35, 36 BMW Triebwerkbau GmbH/BMW Flugmotorenbau GmbH/Bramo/ Siemens/AEG Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft

Der Fokus der Darstellung liegt auf der Geschichte der Turbomaschinenherstellung im heutigen Siemens-Gasturbinenwerks in der Huttenstraße in BerlinMoabit, in dem die Turbomaschinen-Aktivitäten der früheren AEG und der KWU aufgegangen sind. Außerdem ist die Herstellung von Strahltriebwerken am Standort Juliusturm (heutiger Standort der BMW-Motorradproduktion), u. a. durch Siemens, Bramo und BMW, dargestellt. Die BMW Flugmotoren GmbH, allerdings ohne das Werk in Spandau, bildet nach dem 2. Weltkrieg die Basis der BMW Triebwerkbau GmbH (München Allach). Über den Zwischenschritt M. A. N. Turbo GmbH bildet sie die Wurzeln der heutigen MTU Aero Engines AG in München. Entwicklungen aus dem Siemens-Werk in Mülheim und in anderen Unternehmen außerhalb der Region sind dargestellt, soweit sie für die technische oder industrielle Geschichte der Gasturbinen zur jeweiligen Zeit besonders relevant sind. 1847 Unter Leitung des Artillerie-Leutnants Ernst Werner Siemens (* 13. Dezember 1816 in Lenthe/Hannover; † 6. Dezember 1892 in Berlin) und des Mechanikers Johann Georg Halske (* 30. Juli 1814 in Hamburg; † 18. März 1890 in Berlin) wird die ›Telegraphen-Bauanstalt von Siemens & Halske‹ in Berlin gegründet. 1873 Der Mechaniker Johann Sigmund Schuckert (* 18. Oktober 1846 in Nürnberg, † 17. September 1895 in Wiesbaden) eröffnet eine Werkstatt in Nürnberg, die Schuckert & Co. 1893 Sein Werk wird in eine Aktiengesellschaft mit dem Namen EAG (Elektrizitätsaktiengesellschaft) umgewandelt. 1903 Die Siemens-Schuckert-Werke werden durch Zusammenlegung der Starkstromabteilungen der Siemens & Halske AG und der Elektrizitäts-Aktiengesellschaft vormals Schuckert & Co gegründet. Die Kapitalmehrheit an der neu entstandenen GmbH (später AG) hält die Siemens & Halske AG. Escher Wyss & Cie. Maschinenfabrik Zürich: Zoelly und die ersten Dampfturbinen 1805 Gründung einer Spinnerei am Neumühlequai (Stampfenbach) unter Mitwirkung von acht Männern durch Hans Caspar Escher vom Felsenhof (1775 – 1859) zusammen mit dem Bankier und juristischen Berater Salomon von Wyss (1769? – 1827) mit einem Kapital von 80.000 Gulden. Bald beginnt ein eigener Maschinenbau (Spinnereimaschinen) als erste Maschinenfabrik der Schweiz mit der Produktion. 1856 Gründung des Zweigwerks in Ravensburg. 1886 Heinrich Zoelly (* 11. April 1862 in Mexiko-Stadt, † 30. März 1937 in Zürich), ein junger mexikanisch-schweizerischer Ingenieur, tritt in die Firma ein. 124

33 Wilfried Feldenkirchen (1995): Siemens 1918-1945, München: Piper. 34 Siemens AG, Bereich Energieerzeugung (Hrsg.) (1997): Strom und Zeit – 150 Jahre Siemens, Erlangen: Siemens AG. 35 Wikipedia (Siemens). 36 Wikipedia (Kraftwerk Union).

37 www.library.ethz.ch/exhibit/ackeret 38 Jakob Ackeret, Curt Keller: Aerodynamische Wärmekraftmaschine mit geschlossenem Kreislauf. In: Zeitschrift der Vereinigung deutscher Ingenieure. Band 85, 1941, S. 491 – 500. 39 Ackeret, Jakob: Auf dem Weg zur Gasturbine. Sonderdruck aus Band 7 B, 1943, Heft 3 der Schriften der Deutschen Akademie der Luftfahrtforschung, S. 73 – 75. 40 Conrad Matschoss (1908): Die Entwicklung der Dampfmaschine – Eine Geschichte der ortsfesten Dampfmaschine und der Lokomobile, der Schiffsmaschine und Lokomotive, Erster Band, Berlin: Julius Springer.

1888 Zoelly wird technischer Leiter bei Escher Wyss (bis 1931). Als bedeutendste Entwicklung treibt Zoelly die Konstruktion einer mehrstufigen Dampfturbine voran. Die Form leitet er zunächst von Wasserturbinen ab. 1903 In Zusammenarbeit mit Professor Stodola entwickelt Zoelly eine mehrstufige, axial durchströmte Aktionsturbine. Diese erreicht trotz niedrigen Dampfdrucks (11 bar) und niedriger Temperatur (185° C) die beachtliche Leistung von 370 kW und einen thermodynamischen Wirkungsgrad von 62 Prozent. Diese Turbine konkurrierte mit anderen, etwa zeitgleich entwickelten Dampfturbinen (etwa Parsons, Rateau, Lasche, Curtis, Laval) und wird über Lizenzen weltweit vertrieben. 1913 Escher Wyss gibt die Produktion von Dampfmaschinen auf und konzentriert sich voll auf die Turbinen, da Zoelly von der Überlegenheit der Dampfturbine gegenüber der Kolbendampfmaschine überzeugt ist. 1936 Beginn der Arbeiten von Prof. Jacob Ackeret (ETH Zürich) und Curt Keller, dem Chef der Forschungsabteilung der Escher Wyss AG, für eine Gasturbinen-Versuchsanlage.37 1939 Die geschlossene Anlage mit einem Wärmetauscher und zwei Zwischenkühlern geht in Betrieb, und Professor H. Quiby unterzieht sie einem offiziellen Leistungstest. Der Wirkungsgrad erreicht bei einer Turbineneintrittstemperatur von 700 °C den beachtlichen Wert von 37 Prozent.38, 39 Diese aero-thermodynamische Anlage wird nach den beiden Erfindern Ackeret und Keller ›Escher Wyss AK-Anlage‹ genannt. Sie ist von historischer Bedeutung, da sie fast zeitgleich mit der BBC Maschine in Neuenburg erscheint, und beide zusammen die ersten gebrauchstüchtigen Gasturbinen überhaupt darstellen. Durch ihre Auslegung weist die Escher Wyss Maschine aber einen deutlich besseren Wirkungsgrad auf. 1967 Die Sulzer AG übernimmt die Mehrheit der Escher Wyss-Aktien. Gründung der Sulzer-Escher Wyss AG mit den Kernbereichen Hydraulik und thermische Turbomaschinen. 1995 Völlige Integration in den Sulzer-Konzern, Verkauf des Geschäfts Wasserkraftmaschinen an die österreichische VA Tech. Verkauf des Turbokompressoren-Geschäfts an die MAN. 1904 Das ›Zoelly-Syndikat‹ wird in Berlin gegründet 40 – ein Unternehmensverbund, der bis 1923 (oder 1929?) bestehen wird, gebildet von den Firmen Escher Wyss, Siemens-Schuckertwerke, MAN, Friedrich Krupp Germaniawerft Kiel, Norddeutsche Lloyd in Bremen, denen später noch andere – beispielsweise die Maschinenbauanstalt Görlitz und die Elsässische Maschinenbauanstalt Mühlhausen – folgen. In Frankreich bildet sich ein ähnliches Syndikat. Aufgabe des Verbundes ist die Produktion und Weiterentwicklung der vom Schweizer Ingenieur Heinrich Zoelly bei Escher Wyss konstruierten Gleichdruckdampfturbine. Innerhalb dieses Syndikats verzichtet Siemens für mehr als 20 Jahre auf die eigene Entwicklung und Fertigung von Dampfturbinen. Der Grund für diesen Verzicht liegt in der Überlegung, sich auf Tätigkeiten im elektrischen Bereich zu konzent125

rieren. Der assoziierte Gedanke ist es, andere Maschinenbaufirmen des Syndikats zum Bau von Dampfturbinen zu animieren und diese durch den eigenen Verzicht zur Verwendung von Siemens Turbogeneratoren zu gewinnen. 1906 oder 1910 41 Beginn des Dampfturbinenbaus im heutigen Siemens Turbinenwerk Görlitz (damals Actien-Gesellschaft Görlitzer Maschinenbauanstalt und Eisengießerei, gegründet 1847, erste Dampfmaschinen bereits im Gründungsjahr), ab 1921 Waggon- und Maschinenbau-Aktiengesellschaft, ab 1939 WUMAG (Waggon- und Maschinenbau AG), ab 1946 VEB Görlitzer Maschinenbau, 1969 Vereinigung des VEB Bergmann-Borsig mit dem VEB Görlitzer Maschinenbau, ab 1991 gehört der Turbinenbereich zur Siemens AG.42 1912 Siemens & Halske beginnt mit dem Bau von Flugzeugmotoren, die im Blockwerk I in Berlin-Spandau am Nonnendamm (Werk für Maschinen und Werkzeuge [Blockwerk I, Gebäudegruppe 36]) gefertigt werden.43, 44, 45, 46 1923 wird die Siemens-Schuckert-Werke GmbH als Mitglied der Stauber-Turbinen-Gesellschaft in Berlin auf dem Gebiet der Gasturbinen aktiv. Maschinenfabrik Thyssen & Co. AG Mülheim/Ruhr 47 1911 Eintragung ins Handelsregister als Ausgründung aus der Thyssen Handelsgesellschaft. Die Maschinenfabrik, ursprünglich zum Bau von Maschinen und Walzwerkseinrichtungen für den Eigenbedarf des Konzerns errichtet, konstruierte vor dem 1. Weltkrieg die größten Großgasmaschinen der Welt, aber auch Dampfmaschinen, Dampffördermaschinen, Pumpen, Kompressoren, Turbinen, Kondensatoren, Kaminkühler, Gradierwerke, Walzanlagen und 1912 sogar schon Versuchs-Dieselmotoren für Lokomotiven. 1912 Die Maschinenfabrik Thyssen in Mülheim/Ruhr erwirbt alle Rechte an der Holzwarth-Gasturbine (Verpuffungsturbine mit Gleichraumverbrennung) einschließlich Zeichnungen und zwei Versuchsgasturbinen, von denen eine von Körting in Hannover und die andere von BBC in Mannheim gebaut wurde. 1914 – 1818 Noch im Krieg wird das Arbeitsgebiet des Großturbinenbaus aufgenommen. 1920 Die Maschinenfabrik Thyssen baut den ersten 3000-tourigen Turbogenerator der Welt für 12.000 kW bzw. 1923 einen größeren für 22.500 kW. 1926 Gründung der ›Vereinige Stahlwerke AG‹. Die Maschinenfabrik soll von dem in diesem Jahr gegründeten Maschinenbaukonzern ›DEMAG AG‹ übernommen und stillgelegt bzw. in Teilen am bisherigen Standort fortgeführt werden. Die Holzwarth-Gasturbinen GmbH in Mülheim/Ruhr übernimmt von der Maschinenfabrik Thyssen Rechte, Zeichnungen und Erfahrungen an deren Gasturbinen. 1928 Die Holzwarth-Gasturbinen GmbH in Mülheim/Ruhr schließt einen Lizenzvertrag mit BBC. 1938 Eine 5.000 kW-Anlage mit noch weitergehender Kühlung ist im Bau. Durch den Beginn des 2. Weltkriegs wird die Entwicklung abgebrochen. 126

41 wapedia.mobi/de/G%C3%B6rlitz?t=6. 42 http://www.albert-gieseler.de 43 http://w3.siemens.de/siemens-stadt/ siemmas0.htm (kein Datum). 44 Informationsbroschüre Siemens-Bauten in Berlin. Siemens AG, Berlin 1977. 45 Ribbe, Wolfgang; Schäche, Wolfgang (1985): Die Siemensstadt [...]. Berlin: Ernst & Sohn. 46 Bienek, Karl H. P. (1993): Siemensstädter Lexikon – Arbeiten in Siemensstadt, Berlin: ERS. 47 Horst A. Wessel (1991): Thyssen und Co. Mülheim a. d. Ruhr – Die Geschichte einer Familie und ihrer Unternehmen, Stuttgart: Franz Steiner Verlag.

Es ist gleichzeitig das Ende der Entwicklung des Holzwarth-Prinzips, da genau zu diesem Zeitpunkt die einfachere Gleichdruck-Gasturbine zu einer konkurrenzfähigen Kraftmaschine entwickelt wird. 1927 Die DEMAG (Deutsche Maschinenfabrik AG) vereinbart mit der SiemensSchuckert Werke GmbH, daß letztere die elektrische Fabrikation und den Dampfturbinenbau des Mülheimer Werkes von der DEMAG übernimmt. Dies ist die Gründung des Mülheimer Werkes der Siemens-Schuckert-Werke GmbH. In diesem Werk werden Dampfturbinen und die dazugehörenden Generatoren hergestellt. Ausschlaggebend für die Entscheidung, von jetzt ab eigene Dampfturbinen zu entwickeln und zu fertigen, ist sicher der überaus große Erfolg des ewigen Konkurrenten – der AEG – in den vorangegangenen mehr als 20 Jahren. Über den Verzicht auf den Bau von eigenen Dampfturbinen durch Geheimrat Wilhelm von Siemens, dem zweiten Sohn des Firmengründers, gibt es von Beginn an immer wieder Diskussionen. Zuerst, als BBC mit dem Dampfturbinenbau begann, dann u. a. wieder 1910, als erwogen wird, zusammen mit der MAN ein eigenes Dampfturbinenwerk in Berlin zu errichten. Letztendlich den Ausschlag für die Entscheidung Carl Friedrich von Siemens, dem jüngsten Sohn Werner von Siemens’, das Zeolly-Syndikat 1927 zu verlassen, gibt der Eindruck, dass die mit Siemens liierten Maschinenbaufirmen sich nicht so entwickelten, wie die Systemanbieter, vor allem auf dem Gebiet der Großleistungen (s. Aktennotiz von Carl Friedrich von Siemens in Feldenkirchen 48). 1928 das Flugmotorenwerk (Leiter: Regierungsbaumeister a. D. E. Becker) wird vom Blockwerk gelöst und als selbstständiges Flugmotorenwerk in Spandau (Am Juliusturm 14 – 38), angesiedelt. Es ist die heutige Produktionsstätte der BMW-Motorräder. 1931 Das Kraftwerk West in Berlin mit einer Gesamtleistung von 228 MW geht als Pendant zum Kraftwerk Klingenberg in Betrieb. Es ist das erste, vollständig mit Siemens Turbosätzen ausgestattete Kraftwerk. 1933 – 1934 Die Siemens Apparate und Maschinen GmbH (SAM) wird durch den Zusammenschluss der Gesellschaft für elektrische Apparate (Gelap) und des Flugmotorenwerks der Siemens & Halske AG gegründet. Hermann Östrich (* 30. Dezember 1903 in Beeckerwerth [Stadtteil von Duisburg], † 2. April 1973 in Paris) geht direkt nach seinem Studium zur DVL in Adlershof (dort seit 1926). Hier interessiert er sich ab 1929 erstmalig für Flugantriebe mit Strahltriebwerken. 1935 wechselt er zur SAM. 1937 promoviert Östrich in Berlin und wird Oberingenieur bei Bramo, 1938 auch Handlungsbevollmächtigter. 1939 wird er zum Leiter der Entwicklung von Strahltriebwerken im BMW-Werk Berlin-Spandau bestellt. Seine Entwicklungen führten schließlich zum Projekt P 3302-Triebwerk, offiziell BMW TL 109-003. Der sechsstufige Verdichter mit einem Druckverhältnis von 2,7 wird in der Anfangsphase, wie bei Junkers, von der AVA (Dipl.-Ing. Walter Encke) ausgelegt und konstruiert. Spätere Ausführungen erhalten einen

48 Feldenkirchen, Wilfried (1995): Siemens 1918 – 1945, München: Piper.

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von der BBC Mannheim entworfenen Verdichter (003 C) und eine Eigenentwicklung (003 D). Bei den Turbinen kann dagegen auf die BMW-Erfahrung mit Abgasturboladern zurückgegriffen werden. 1940 erhält Östrich Prokura, 1943 wird er Abteilungsdirektor und übernimmt die Leitung der Gasturbinenentwicklung. Nach dem zweiten Weltkrieg gerät Östrich zunächst in Gefangenschaft und wird längere Zeit zu technischen Fragen verhört. Schließlich wird ihm ein Arbeitsangebot in den USA unterbreitet, das er ablehnt. Er entschließt sich jedoch, einen Vertrag des französischen Luftfahrtministeriums anzunehmen. Er leitet jetzt eine Entwicklungsgruppe von 120 Mann, die ›Groupe O‹ (benannt nach ihrem Leiter Dr. Oestrich). Für eine Übergangszeit wird die Gruppe im ›Atelier Aéronautique de Rickenbach‹ bei Lindau am Bodensee in einem von den Franzosen besetzten Dornier Zweigwerk beschäftigt. Dieser Betrieb ist die eigentliche Geburtsstätte der später weithin bekannten französischen Triebwerksfamilie ATAR, was man auch an den aus den Anfangsbuchstaben des Ateliers zusammengesetzten Namen des Triebwerks erkennen kann. Beim Vergleich des ersten ATAR-Triebwerks mit der BMW 003 ist die Handschrift der vielen BMW-Ingenieure und ihres Leiters Östrich zu erkennen. Diese ATAR-Triebwerksfamilie ist eines der erfolgreichsten militärischen Triebwerksprogramme der Welt. Es unterliegt einem kontinuierlichen Verbesserungs- und Schubsteigerungsprozess und kann auf diese Weise bis zum Februar 1994 von der SNECMA in Serie produziert werden. 1948 erwirbt Oestrich die französische Staatsbürgerschaft. 1950 werden die deutschen Ingenieure, Techniker und Wissenschaftler dann, nach einem Zwischenaufenthalt in Decize (Nièvre), von den staatlichen Flugmotorenwerken SNECMA (Société Nationale d‘Etude et de Construction de Moteurs d‘Aviation) in Paris unter direkten Vertrag genommen. Östrich steigt zum technischen Direktor der SNECMA auf. Im Jahre 1953 wird die ›Groupe O‹ dann in das Versuchszentrum Villaroche der SNECMA, südlich von Paris in der Nähe des Ortes Melun, verlegt. Für seine Verdienste um die Entwicklung des Atar-Triebwerks wird Oestrich 1962 zum Ritter der Ehrenlegion geschlagen. Hans-Georg Münzberg (* 21. August 1916 in Tetschen [Décin] an der Elbe, † 7. November 2000 in München) ist ein junger Mitarbeiter Östrichs bei BMW. Münzberg arbeitet als Berechnungs- und Versuchsingenieur in der Vorentwicklung, die von Dr. tech. Hermann Hagen geleitet wird. 1941 wird Münzberg Leiter der Gruppe ›Berechnung von Propeller-Strahltriebwerken‹ (Projekt BMW 109-028). Allerdings ist das eigentliche Interesse und der Hauptteil der Arbeit auf den propellerlosen Strahlantrieb (Projekt BMW 109-003) gerichtet. Dieses herausfordernde und völlig neue Arbeitsgebiet regt natürlich auch zu wissenschaftlicher Tätigkeit an, und bereits Ende 1940 hat Hans-Georg Münzberg den Entwurf einer Dissertation ›Das Gleichdruck-Gasturbinen-Triebwerk als Antriebsaggregat für Hochgeschwindigkeitsflugzeuge‹ fertiggestellt, die als Geheime Kommandosache vom Reichs-Luftfahrtministerium eingestuft wird. 128

Aus diesem Grunde kann die Arbeit auch nicht, wie ursprünglich geplant, in der Alma mater von Hans-Georg Münzberg, der Deutschen Technischen Hochschule in Prag, eingereicht werden, sondern es muss mit Professor Dr.-Ing. Heinrich Triebnigg ein neuer Doktorvater gesucht und gefunden werden, der seit 1936 den damals neu gegründeten Lehrstuhl für Luftfahrttriebwerke an der Technischen Hochschule Berlin leitet. Mit der mündlichen Prüfung im Juni 1942 erwirbt Hans-Georg Münzberg dann 26-jährig die akademische Würde eines Doktor-Ingenieurs. An eine Veröffentlichung der Arbeit ist natürlich aus den genannten Gründen, wie auch in vielen anderen Fällen, überhaupt nicht zu denken. Im Jahre 1943 wird Dr. Münzberg Leiter der Abteilung ›Thermodynamik und Projekte‹ und ab 1944 stellvertretender Leiter der Hauptabteilung ›Vorentwicklung‹. Aufgrund seiner verantwortlichen Stellung wird Dr. Münzberg nach Kriegsende von Amerikanern, Engländern und Franzosen insbesondere bezüglich der Entwicklungsarbeiten am Triebwerk BMW 003 ausführlich befragt. Er muss einen Bericht über die Strahltriebwerksaktivitäten in der Firma für das Research Department der US-Army anfertigen. Bei SNECMA wird Münzberg Leiter der Abteilung ›Thermodynamik und Projekte‹ und Stellvertreter des Leiters der Vorentwicklung, Prof. Dr.-Ing. Heinrich Triebnigg. Im Jahr 1952 wird Münzberg zum Hauptabteilungsleiter Vorentwicklung in Nachfolge seines Doktorvaters Triebnigg ernannt. 1961 wird er zum Direktor für Forschung und Entwicklung berufen. Parallel zu seiner erfolgreichen Industrietätigkeit nimmt Hans-Georg Münzberg 1957, in völligem Einvernehmen mit dem Chef der SNECMA, einen Ruf auf den neu bzw. wieder gegründeten Lehrstuhl für Flugtriebwerke an der Technischen Universität Berlin an, die als erste deutsche Hochschule nach der 1953 erfolgten Aufhebung des Alliierten Verbots der Betätigung auf dem Luftfahrtsektor diese wieder als Forschungs- und Lehrgebiet in ihr Hochschulangebot aufnimmt. Er folgt also auf diesem Lehrstuhl zum zweiten Male seinem Doktorvater auf dessen Position nach. 1964 wechselt Münzberg, unter Aufgabe seiner Tätigkeit bei der SNECMA, auf den neu geschaffenen Lehrstuhl für Luftfahrtantriebe der TH München, um dort bis zu seiner Emeritierung 1982 zu forschen und zu lehren. In Anerkennung seiner Verdienste in der Entwicklung der zivilen und militärischen Luftfahrt wird Münzberg 1986 die Médaille d‘Aéronautique von der Republik Frankreich verliehen. Otto David (* 14. Oktober 1917 in Mährisch-Ostrau, † 4. Juli 1982 in Aachen) ist ein weiterer junger Mitarbeiter von Östrich bei BMW in Spandau. Auch David gehört zur ›Group O‹ und wechselt mit Östrich später nach Frankreich zur SNECMA. Prof. Dipl.-Ing. Otto David folgt Münzberg 1964 auf dessen Lehrstuhl an der TU Berlin, unter Aufgabe seiner Tätigkeit bei der SNECMA, und wechselt 1970 an das Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen der RWTH Aachen, das er bis zu seinem Tode leitet. 129

1936 Das Flugmotorenwerk der SAM wird vom Konzern gelöst und zum selbstständigen Unternehmen Brandenburgische Motorenwerke GmbH (Bramo) umgewandelt. 1937 Das RLM versucht Siemens zu verstärkten Investitionen in den Flugmotorenbereich zu bewegen. Aber Carl Friedrich von Siemens war hauptsächlich an einer Erhaltung der produktionstechnischen und innovativen Fähigkeiten und Organisationsstrukturen der Firma interessiert, und er widersetzte sich der staatlichen Einflussnahme. In diesem Zusammenhang widersetzte sich der Vorstand auch dem ministeriellen Wunsch, das Waldwerk in Basdorf/Zühlsdorf innerhalb des Siemens-Konzernverbunds zu errichten und stark auszubauen.49 1938 Parallel zu Östrichs Entwicklung läuft in Spandau die Entwicklung eines weiteren axialen Turbotriebwerks-Projekts P 3304, offiziell BMW TL 109-002. Dieses Projekt eines Triebwerks sowohl mit einem gegenläufigen Verdichter (4 + 3 Stufen), als auch mit einer gegenläufigen Turbine (3 + 4 Stufen), steht unter der Verantwortung des Ingenieur-Beraters Helmut Weinrich aus Chemnitz. Interessant ist, dass auch bei Daimler-Benz an einem gegenläufigen Verdichter gearbeitet wird, der von der Firma Voith ausgelegt wird, in deren Dienst Weinreich nach dem Kriege tritt. Entwicklungsgemeinschaftsvertrag zwischen BMW und Bramo, in dessen Folge am 30. September 1938 alle laufenden Motorenentwicklungen abgebrochen werden. 1939 Übernahme der Bramo als BMW Flugmotorenwerke Brandenburg GmbH durch die BMW AG. BMW Flugmotorenbau GmbH 1934 22. Dezember: Gründung der BMW Flugmotorenbau GmbH in München durch Ausgliederung aus der BMW AG. 1936 Die BMW Flugmotorenbau bezieht das neue Werk in MünchenAllach – heute MTU Aero Engines AG und MAN Nutzfahrzeuge AG. 1939 Zusammenfassung der Entwicklungsbereiche von Bramo und BMW Flugmotoren unter Leitung der BMW Flugmotorenbau GmbH München (Leitung: Dir. Harald Wolff): ■ Luftgekühlte Motoren in München (Leitung: Fliegeroberstabsingenieur und Ministerialrat Helmuth Sachse, bis 1942) und in Spandau (Leitung: Bruno Bruckmann), ■ Strahltriebwerke in Spandau (Leitung: Dr. Hermann Oestrich), ■ Raketenantriebe in Spandau (Leitung: Dr.-Ing. Graf Helmut Philip Georg Alexander Rudo Zborowski). Das RLM stimmt der Übernahme von Bramo durch die BMW AG unter der Bedingung des Ausbaus der Werke Spandau und Basdorf/Zühlsdorf im Norden Berlins zu.

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49 Lorenzen, Till (2008): BMW als Flugmotorenhersteller 1926 – 1940, München: Oldenbourg.

Unter der Leitung von Hermann Östrich wird bei BMW in Spandau mit der Entwicklung von Strahltriebwerken (BMW 003 TL) und Turboproptriebwerken (BMW 028 PTL) begonnen. 1940 Die Werke in Basdorf und Zühlsdorf, die nur durch eine Straße getrennt sind, werden auf Wunsch von BMW als Pachtwerk des Werks Spandau geführt und an das RLM verkauft. Sowohl das Grundstück als auch Gebäude und Maschinen werden Eigentum des Reiches. Mit dem Verkauf versucht BMW die finanziellen Auswirkungen zu mildern, da die starke Expansion als strategischer Fehler gesehen wird, der mittelfristig zu Überkapazitäten führen wird. 1942 Abbruch der Arbeiten am gegenläufigen Triebwerkskonzept BMW TL 109-002 und Konzentration auf das Triebwerk BMW TL 109-003. Zusammenlegung der BMW Entwicklung für luftgekühlte Flugmotoren in München. Neuerrichtung des BMW Flugmotoren Serien-Werks 2 in München (Allach). 1944 6. August. Großer alliierter Bombenangriff auf das BMW Flugmotorenwerk Basdorf. 50

50 www.gearthhacks.com/dlfile31167/ Basdorf-BMW-Engine-Factory,-6August-1944.htm 51 Stodola, Aurel (1924): Dampf- und Gasturbinen, 6. Auflage, Berlin: Julius Springer.

1939 Die Siemens-Schuckert-Werke AG startet Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an Gleichdruck-Gasturbinen, die im offenen Prozeß arbeiten. Dies ist sicher auch eine Reaktion auf die erste stationäre Dampfturbine der BBC, die 1939 die erste marktreife Industriegasturbine der Welt präsentieren. Erfolgreicher Probelauf der Gasturbine Neuenburg im BBC-Testcenter unter der Leitung von Aurel Stodola,51 der als Urvater der Gasturbinen-Entwicklung gilt. Diese Gasturbine wird als technische Weltneuheit auf der Landesausstellung in Zürich präsentiert. Sie ist für die Energieversorgung der Stadt Neuenburg 1938 bestellt und bringt eine Leistung von vier MW, bei einer Turbineneintrittstemperatur von 540 °C und einem Wirkungsgrad von 17,4 Prozent. Sie löst in Neuenburg eine ältere Spitzenlast-Dampfturbine ab. Die Neuenburger Anlage ist von 1939 bis 2002 als Notstromgruppe der Stadt in Betrieb. Seit 2006 ist sie als restauriertes Ausstellungsobjekt auf dem Alstom-Firmengelände in Birr zu sehen. Historisch interessant ist auch, dass der heutige Kanton Neuenburg ca. 150 Jahre unter preußischer Herrschaft stand. Erst am 19. Juni 1857 entbindet der preußische König in einer feierlichen Proklamation die Neuenburger von ihrem Treueid. Bei Siemens werden hauptsächlich theoretische Untersuchungen verschiedenster Wärmeschaltungen durchgeführt. Ferner werden in den eigenen Werken praktische Versuche durchgeführt zur Klärung des werkstofftechnischen Verhaltens von Reinkeramischen und Metallkeramischen Materialien sowie von Sinterverbundwerkstoffen im Hinblick auf Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, Verformungsvermögen und Verschleiß. Für eine spätere 5 MW Versuchsanlage soll eine 1 MW Gasturbinenanlage für Betrieb mit Ruhr- und Gichtgas im Mülheimer Werk entworfen und gebaut werden. Versuche an Einzelheiten wie Hohlschaufeln werden vorbereitet. Die Eignung von Axial- und Radialbeschaufelungen für Kompressoren und Tur131

binen wird studiert. Ziel ist es, eine Gasturbine zu entwickeln, die mit den Anlagen von BBC und Escher Wyss konkurrenzfähig ist. Dipl.-Ing. Weller präsentiert in einer Gesellschafterversammlung im Oktober 1939 eine 109-seitige Ausarbeitung, die die ersten Auslegungsprinzipien einer Siemens Gasturbine zeigte. Es wurde eine Radialturbine gewählt, die damals in Siemens Dampfturbinen für hohe Temperaturen verwandt wurde. In den frühen 40er Jahren wird das Projekt der Entwicklung einer Gasturbine vorläufig aufgegeben, da zu damaliger Zeit keine ausreichenden Hochtemperaturmaterialien für dieses Vorhaben zur Verfügung standen. Nur Komponenten-, Detailuntersuchungen und Projektskizzen werden weiter geführt. 1940 Der Bereich Luftfahrtbordgeräte der SAM wird in die Luftfahrtgerätewerk Hakenfelde GmbH (LGW) ausgegliedert. 1945 Schon in den letzten Monaten des Krieges hat sich das Unternehmen auf die militärische Niederlage vorbereitet und regionale Unterorganisationen gebildet. 1946 Im Zuge der wiederaufgenommenen Entwicklungsarbeiten an Gasturbinen für Fahrzeugantriebe erteilt das Ministerium für Transportwesen und Maschinenbau einen Auftrag zur Projektierung der gesamten elektrischen Ausrüstung für eine 3.300 kW Gasturbo-elektrische Lokomotive. Der Auftrag für den Gasturbinenteil geht an die Firma Brückner & Kanis (gegründet 1924) in Dresden und an die Konstruktionsabteilung des Lokomotivbüros in Mittweida/Sachsen – wahrscheinlich die erste Aufgabe nach dem Krieg auf diesem Gebiet. Die Firma Kanis wird später über den Umweg Hamburg in Nürnberg neu errichtet und dann von der AEG als AEG Kanis übernommen. In Essen werden Gasturbinen kleiner und mittlerer Leistung und in Nürnberg Dampfturbinen gefertigt. Das Gasturbinengeschäft der AEG Kanis wird dann 1989 an die EGT European Gasturbine (Alsthom, GEC unter Beteiligung der amerikanischen General Electric) veräußert, die den Standort Essen schließt. 1948 Siemens ersucht um die Genehmigung zur Entwicklung von Gasturbinen beim Alliierten Kontrollrat (vgl dazu auch Leiste).52 Nach Erteilen eines Permits werden in Mühlheim 1950 die Arbeiten zur Auslegung einer Gasturbine von 1,5 MW aufgenommen, der Verbrennungsmaschine VM 1. Als erstes wird deren Axialverdichter in Angriff genommen. Dieser zehnstufige Verdichter, der dann einen Wirkungsgrad von 86,4 Prozent lieferte, nutzt die Erfahrung, die Rudolf Friedrich, der seit diesem Jahr die Siemens Gasturbinenentwicklung in Mülheim leitet, im Junkers Team in Magdeburg unter Max Adolf Müller und von Herbert Wagner gewonnen hatte. Nach der Verdichterauslegung der VM 1 wird die Brennkammer in Angriff genommen und beides dann mit einer Turbine zum Gesamtaggregat zusammengefügt. Rudolf Friedrich (* 26. September 1909 in Waldenburg/Schlesien, † 21 Februar 1998 in Karlsruhe). 53 Nach dem Studium des Maschinenbaus an der TH Breslau und an der TH Hannover beginnt Friedrich seine berufliche Tätigkeit im Herbst 1933 bei der Firma Junkers. 1935 bekommt er engen Kontakt mit 132

52 Leiste, Volker (2000): Development of the Siemens Gas Turbine and Technology Highlights, ASME Paper GT. 53 Friedrich, Helmut (Hrsg.) (2009): Erinnerungen von Rudolf Friedrich, Baden-Baden: Privatdruck.

Prof. Herbert Wagner, der von der TH Berlin zu Junkers nach Dessau geholt wird. Friedrich arbeitet in einer zu Beginn nur aus drei Mann bestehenden Gruppe im Magdeburger Junkerswerk unter der Leitung von Max Adolf Müller, dem ehemaligen Assistenten, den Wagner von Berlin mitgebracht hatte, an der Entwicklung einer Fluggasturbine. Dieses Team, das bis 1939 auf 15 Mitarbeiter anwächst, arbeitet an der Entwicklung einer rein axial durchströmten Gasturbine, die zunächst als Turboprop-, dann aber als reines Strahltriebwerk konfiguriert wird. Praktisch arbeitet diese kleine Gruppe etwas außerhalb der strengen formalen Struktur eines Großbetriebs; sie ist etwa das, was man heute als ›Skunk Works‹ bezeichnet. Begleitet wird das Team in Magdeburg von seinem Mentor Herbert Wagner von Dessau aus. Das RTO (Rückstoß-Turbine O) Versuchs-Triebwerk mit einem 14-stufigen axialen Verdichter (Reaktionsgrad etwa 0,55) und axialer Turbine wird fast zeitgleich zum Triebwerk He 03 S (Hans Pabst von Ohain bei Heinkel) entwickelt. Auslegungsmethoden sind u. a. die Tragflügeltheorie, die Keller 54 in seiner Dissertation 1934 bei Ackeret in Zürich entwickelt hat und ein Patent von Gyger.55 Es kommt Anfang 1939 zu Probeläufen des RTO Triebwerks, die allerdings diverse Probleme aufzeigen. Am 31. Juli 1939 wird das Team allerdings aufgelöst, nachdem das RLM die Verlagerung der Triebwerksaktivitäten zum Junkers Motorenbau (Jumo) nach Dessau angeordnet hatte. Unter der Leitung von Anselm Franz wird ein Neuanfang beschlossen, der zum Triebwerk Jumo T1, offiziell dann TL 109-004, führt, siehe auch Meher-Homji 56 und Forster 57. Dieses Triebwerk erhält – zumindest in der Anfangsphase – einen von der AVA in Göttingen entwickelten Axialverdichter (mit einem Reaktiongrad nahe 1), da Franz der Verdichter-Auslegung der Magdeburger nicht traut. Die einstufige Turbine wird dagegen im Wesentlichen von Prof. Dr. techn. Ernest A. Kraft, Leiter des Turbinenwerks der AEG in Berlin entworfen. Die meisten Mitglieder des Magdeburger Teams unter der Leitung von Max Adolf Müller nehmen 1939 eine Einladung von Ernst Heinkel nach Marienehe an. Es wechselt Mitte 1941 nach dem Erwerb der Hirth Werke durch Heinkel nach Zuffenhausen und entwickelt bei Heinkel das ebenfalls rein axial durchströmte Triebwerk He S30, das im April 1942 einen Schub von 820 kp auf den Prüfstand brachte. Rudolf Friedrich verlässt aber wegen des Wechsels nach Zuffenhausen die Firma Heinkel und geht nach Dresden zur Firma Brückner, Kanis und Co., um dort Gasturbinen als Schiffsantriebe zu entwickeln. Hier wird in Zusammenarbeit mit Dr. H. Vorkauf u. a. eine einstufige Turbine entwickelt, die eine Wasser-Innenkühlung der Schaufeln aufweist. Die Fertigungs- und Prüfeinrichtungen der Firma werden 1945 durch die sowjetische Besatzungsmacht völlig demontiert. Anschließend erhält die Firma den Auftrag, Gasturbinen für Lokomotiven und Schiffe zu entwickeln. Einer drohenden Versetzung nach Osten im Jahre 1947 entzieht sich Friedrich und kommt

54 Keller, Curt: Axialgebläse vom Standpunkt der Tragflügeltheorie, Mitt. aus dem Institut für Aerodynamik an der ETH Zürich, Nr. 2, 1934. 55 Gyger, Eduard: St. Gallen, Patentschrift No. 700968 vom 07. Februar 1933. 56 Meher-Homji, C. B.: The Development of the Junkers Jumo 004 B, The World‘s First Production Turbojet, ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 119 (10. 1997), p. 783 – 789. 57 Forster, Jr., John: Design Analysis of Messerschmitt Me-262 Jet Fighter, Part II – The Powerplant, JL McClellan Me-262, p. 23 – 40.

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nach eineinhalbjährigem Lageraufenthalt zu Siemens nach Mülheim, um dort stationäre Gasturbinen für die Stromerzeugung zu entwickeln. Die frühere Beschäftigung mit einer Wasserkühlung der Turbinenschaufeln ist sicher eine der Ursachen für seine Entscheidung, jetzt bei Siemens, zwei verschiedene Wege in der Kühlung von Gasturbinen zu beschreiten: Zum einen die mit Verdichterluft gekühlten und zum anderen eben die mit Wasser gekühlten Turbinen. 1964 folgt Rudolf Friedrich einem Ruf der Technischen Hochschule Fridericiana in Karlsruhe, um dort das neu gegründete Institut für Thermische Strömungsmaschinen aufzubauen, aus dem er sich am 26. Januar 1977 mit einer Vorlesung ›Was bleibt?‹ verabschiedet. Herbert Wagner (* 22. Mai 1900 in Graz, † 28. Mai 1982 in Kalifornien).58, 59, 60 Studium an der TH Graz (1918 – 1920) und an der TH Berlin-Charlottenburg (1920 – 1922). Abschluss mit der Diplom-Hauptprüfung, Fachrichtung Schiffsund Schiffsmaschinenbau, 1924 Promotion Über die Entstehung des dynamischen Auftriebs von Tragflügeln bei Hoff und Hamel, Gruppenleiter und Konstrukteur bei der Firma Rohrbach Metallflugzeugbau in Berlin; Leitung des Rumpf- und Schwimmwerkbaus; Studien zur Glattblech-Leichtbauweise; Schaffung und Klärung der ›Zugfeldbauweise‹, 1928 Ernennung zum außerordentlichen Professor an der TH Danzig; Leitung des entstehenden Flugtechnischen Instituts; 1930 Berufung auf den Lehrstuhl für Luftfahrwesen der TH Berlin, Fak. für Maschinenwesen, 1930 – 1938 Ordinarius an der TH Berlin an einem der beiden luftfahrtechnischen Lehrstühle. Leiter des Flugtechnischen Instituts, das von Wagner aufgebaut wird, 1934 Entwicklung von Ideen für ein axiales Turboproptriebwerk, an dem er auch bei Junkers weiterarbeitet und das er sowohl in Deutschland 61 als auch in Großbritannien 62 patentiert, erstaunlich für diese Zeit. Ab 1934 zugleich Mitglied in der Fakultät für Allgemeine Technologie, der späteren Wehrtechnischen Fakultät, 1935 Teilbeurlaubung für die Tätigkeit bei Junkers; Leitung von Forschung und Sonderentwicklung bei Junkers Flugzeug- und Motorenwerk AG Dessau. 1938 Entwicklung eines Strahltriebwerks mit Axialverdichter, dessen Grundprinzip von Bedeutung für die künftige Strahltriebwerksentwicklung war 63. 1938 Ausscheiden als Hochschullehrer der TH Berlin, stellvertretendes Vorstandsmitglied der Firma Junkers Flugzeug und Motorenwerke A.G., Dessau; Leiter der Flugzeugentwicklung . 1940 Wechsel zum Henschel-Flugzeugbau in Berlin-Schönefeld. Er wird dort Leiter der Abteilung F (Entwicklung ferngelenkter fliegender Bomben) und befasst sich mit Flugmechanik und Regelung. 17. Dezember 1940: Erfolgreicher Abwurf eines unbemannten Flugkörpers. Erste Auflage des Buches ›Bauelemente des Flugzeugs‹, gemeinsam mit Gotthold Kimm.64 1941 Im September stellt Wagner Zuse als Statiker bei Henschel ein und betreut die Arbeiten der Firma Zuse Ingenieurbüro und Apparatebau (Rechnerentwicklung). 1944 Entwicklung und Erprobung von Flugabwehr-Raketen bei Henschel. 1945 nach Kriegsende Verpflichtung in die USA im Rahmen des ›Project Paperc134

58 www.ilr.tu-berlin.de/menue/ ueber_uns/geschichte_knothe/herbert_wagner 59 Herbert Wagner (1984): Dokumentation zu Leben und Werk, Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt e. V. (Hrsg.). 60 Kay, Antony L. (2007): Turbojet History and Development 1930 – 1960, Volume 1 Great Britain and Germany, Ramsbury: The Crowood Press Ltd. 61 Patent No.(unbekannt) in 1936. 62 Patent No. 495469 in 1937. 63 Patent No. 724091, eingereicht am 14. August 1938. 64 Wagner, H.; Kimm, G. (1940): Bauelemente des Flugzeuges, München: R. Oldenbourg.

lip‹; Entwurf von Fernlenkungen, zunächst im Auftrag der US-Marine, dann von Firmen. 1945 – 1947 Mitglied des Institute for Technical Sciences in New York, 1947 – 1949 Mitarbeit bei US-Navy, Navel Air Missile Test Center (NAMTC) in Californien. 1949 – 1951 Consultant Engineer, u. a. Berater der Firmen Raytheon und Collins Radio. 1951 – 1957 H. A. Wagner Company in Van Nuys (Californien); dort Präsident und Chef-Ingenieur. 1957 Ruf nach Aachen (bis 1965) auf einen Lehrstuhl für Technische Mechanik an der Fakultät für Maschinenwesen und Elektrotechnik. Danach Hochschullehrer in Aachen für Technische Mechanik, daneben Vorlesungen über Raketentechnik und Raumfahrt, 1957 – 1965 Zusammenarbeit mit amerikanischen Firmen. 1960 Verleihung der Ehrendoktorwürde der TU Berlin. 1980 Verleihung des Ludwig-Prandtl-Rings der DGLR auf dem ICAS-Kongreß in München. 1949 Nachdem eine Zerschlagung durch die Alliierten abgewendet ist, erhält Siemens wieder eine einheitliche Führung für ganz Deutschland. Die Konzernzentrale wird nach München (Siemens & Halske) und Erlangen (SiemensSchuckertwerke und Siemens-Reiniger-Werke) verlegt. Ca. 1950 Nach Vorarbeiten und Versuchen an flüssigkeitsgekühlten Turbinenschaufeln durch E. Schmidt an der TH Braunschweig und Versuchen von Dr. H. Vorkauf bei der Kriegsmarine in den Jahren 1942 /1943 greift die BASF das Problem der Hochtemperatur-Gasturbine auf. Ihr Interesse gilt der Idee, elektrische Energie und Hochdruckdampf im Verbund wirtschaftlich zu nutzen. 1952 Die BASF erteilt Siemens einen Auftrag zur Konstruktion und zum Bau einer mehrstufigen Versuchs-Gasturbine, die im praktischen Betrieb Aufschluss geben soll, ob die konstruktiven und fertigungstechnischen Aufgaben einer solchen wassergekühlten Hochtemperatur-Turbine zu lösen sind. Die Originalleitschaufeln dieser Turbine sind aus Keramik gefertigt, müssen aber gegen luftgekühlte Schaufeln ausgetauscht werden, da die Keramik nach nur acht TemperaturLastwechseln ausfällt. Die Anlage bleibt bei der BASF bis 1960 in Betrieb und erreicht eine Laufzeit von 1.662 Stunden und eine maximale Turbineneintrittstemperatur von 1.055 °C. Aus Kostengründen wird sie dann stillgelegt. Noch während des Baus der VM 1 wird eine ähnliche Maschine mit 2,8 MW elektrischer Leistung für das Nürnberger Werk der Siemens-Schuckert Werke geplant. Diese Verbrennungskraftmaschine VM 3 weist allerdings einen Rekuperator auf und erreicht einen Wirkungsgrad von nur 26 Prozent. Dieser, für ein Wärmetauschertriebwerk geringe Wert, ist der niedrigen Turbineneintrittstemperatur von 650 °C geschuldet, die wiederum durch die Verwendung ungekühlter Schaufeln begrenzt ist. 1953 Entwicklung einer Einzelbrennkammer für Heizöl, die dem 1948 entwickelten Verdichter angepasst ist. 1954 Als letzter Schritt wird eine Turbine entwickelt, die sowohl dem Verdichter als auch der Brennkammer angepasst ist. 1955 Die bisher einzeln untersuchten Teile der Anlage werden zusammengefügt und dann erstmals hochgefahren. 135

Die Hirth Verzahnung zur Verbindung der Verdichterscheiben wird eingeführt. 1956 Die erste kommerzielle Gasturbine, die VM 5, wird vorbereitet. Die VM 5 besitzt einen 12-stufigen Verdichter, ungekühlte Schaufeln, zwei getrennte Turbinen, einen Rekuperator, 80 Prozent Austauschgrad und wird bei 700 °C Turbineneintrittstemperatur betrieben, die zu einer Leistung von 2,8 MW führen, bei einem Wirkungsgrad von 29,2 Prozent. 1958 Nachdem die Verdichterschaufeln bereits gefertigt werden, wird ein Vertrag mit der Dortmund-Hörder-Hütten-Union zum Bau einer Gasturbine von sechs MW geschlossen. Die Anlage ist sehr ähnlich der VM 5, wird aber einwellig ausgeführt und mit Gichtgas betrieben. Am 11. Oktober 1960 wird sie vom Kunden käuflich übernommen und danach 1963/64 in ein anderes Werk umgesetzt. Bis zum März 1998 erreicht sie 1.000 Starts und 112.00 Stunden Betriebszeit. Anschließend wird sie zerlegt und nach China verschifft, um bei dem ›Handan Iron & Steel plant‹, 200 km südlich von Peking, erneut installiert zu werden. 1957 Erste Planungsarbeiten an kombinierten Gasturbinen-Dampfkraftanlagen. 1961 Entwicklung der VM 80. Mit einem Luft-Durchsatz von 184 kg/s, einem Druckverhältnis von 6,0 und einer Turbineneintrittstemperatur von 720 °C bei ungekühlten Schaufel erreicht diese Maschine 23,4 MW elektrische Leistung bei einem Wirkungsgrad von 32 Prozent. Ihr Einsatz erfolgt im Heiz-Kraftwerk Sendling der Münchener Stadtwerke. Wesentliche Konstruktionsänderungen werden an den Siemens Gasturbinen eingeführt, die zum Teil bis heute beibehalten werden. Es wird ein einziger Rotor, der sowohl den Verdichter, als auch die Turbine trägt, verwendet, der zweifach in einem einzigen Gehäuse, das erstmals als Schweißkonstruktion ausgeführt ist, gelagert wird. Die Lager können bei dieser Auslegung so angeordnet werden, dass sie nicht im Bereich der hohen Temperaturen liegen. Die VM 51 ist ein derartiges Beispiel, mit einem Lagerabstand von nur 4,75 m bei einer Leistung von 13 MW. 1964 Fertigstellung des ersten größeren Gas-Dampf-Kombinationskraftwerks ›Hohe Wand‹ der NEWAG und NIOGAS in Niederösterreich von 80,8 MW Gesamtleistung (68 MW Dampfturbine, 12,8 MW Gasturbine). Die Maschine ist benannt nach der Grube, welche die Kohle liefert. Das Kraftwerk kann auch Heizöl und Erdgas verfeuern, die beide auch zum Betrieb der Gasturbine vorgesehen sind. 1966 Gründung der Siemens AG. Die Siemens Schuckert-Werke werden als Tochter der Siemens & Halske AG gelöscht. Hierdurch wird auch das Mülheimer Werk eine Tochtergesellschaft der Siemens AG. 1966 – 1969 AEG und Siemens bündeln ihre Aktivitäten auf dem Gebiet der konventionellen und der Kernkraftanlagen. 1967 Zwei 32,5 MW Gasturbinen für das Kraftwerk Shuaiba Nord in Kuweit als Ergänzung eines Dampfkraftwerks für Spitzenlast und als Notstromaggregat werden gebaut. Bauart: V 82, die einen 17-stufigen Verdichter und eine 6-stufige Turbine aufweist. Die Turbineneintrittstemperatur beträgt 750 °C. 136

1968 57 MW Gasturbine für das kombinierte Gas-Dampfkraftwerk Altbach II der Neckarwerke AG. Erste Gasturbine der neuen Baureihe V 93. Gleiche konstruktive Ausführung wie das Vorgängermodell V 82, aber die Stufenzahl des Verdichters ist auf 16 reduziert, die der Turbine auf 4. Die Turbineneintrittstemperatur beträgt 780 °C. Bekanntgabe der Zusammenarbeit von AEG und Siemens auf dem Energiesektor. Am Standort Mülheim werden Dampfturbinen und Generatoren (die damals das große Geschäft sind), in Berlin Gasturbinen hergestellt. Entwicklung und Planung finden an den Standorten Erlangen und Offenbach statt. Gründung der Kapitalgesellschaft KWU Kraftwerk-Union AG durch die Siemens AG und die AEG, nach dreijährigen Verhandlungen. Siemens bringt das Werk Mülheim an der Ruhr ein, die AEG die Turbinenfabrik Berlin und ihre Fabrik Mülheim an der Ruhr. 1969 Die KWU nimmt ihre Tätigkeit auf. Aufgaben sind Entwicklung, Fertigung und Vertrieb von Dampfturbinen, Turbo-Generatoren, kompletten Turbosätzen und Gasturbinen sowie Planung und Bau von Wärmekraftwerken einschließlich von Kernkraftwerken (AEG baute bis zu diesem Zeitpunkt nur Siedewasserreaktoren, basierend auf der Technik des US-Konzerns General Electric, während Siemens Druckwasserreaktoren in Lizenz von Westinghouse baute). Gleichzeitig wird die Transformatoren AG (TU) durch AEG und Siemens gegründet. Zwei Gasturbinen mit je 55,9 MW Leistung werden von Mülheim für das Spitzenlastkraftwerk Oeresund der Sydsvenska AB Malmö geliefert. Die Turbineneintrittstemperatur wird auf 800 °C erhöht. Eine 76,7 MW Gasturbine, die damals größte der Welt, wird von Mülheim für das kombinierte Gas-Dampfkraftwerk Lünen der STEAG Essen geliefert. Es wird Kohle-Druckgas als Brennstoff verwendet. 1970 Zwei 86 MW Gasturbinen für das Heizkraftwerk Freimann vom neuen Typ V 94 – mit 17 Verdichterstufen, vier Turbinenstufen und einer Turbineneintrittstemperatur von 820 °C ist sie bei der Inbetriebnahme die größte EinwellenGasturbine der Welt – werden im Werk Mülheim gebaut. 1971 Die erste Gasturbine von 12 MW verlässt das Berliner Werk. Sie ist für eine belgische Verdichterstation bestimmt. Bis zur Stilllegung der Station im Jahr 1995 treibt die Gasturbine einen einstufigen Erdgasverdichter an. 1972 Erster Test einer von drei leistungsgleichen 57 MW Gasturbinen im Prüffeld des Berliner Werks der KWU für das Kraftwerk Dry Creek in Eastword der Electricity Trust of South Australia (ETSA). Es ist die erste Kraftwerksgasturbine, die vom Berliner Werk ausgeliefert wird. Überlegungen zur Steigerung der Turbineneintrittstemperatur, nachdem der Wettbewerb Erkenntnisse aus dem Flugtriebwerksbau in die stationären Maschinen transferiert hat. Hierzu ist eine Schaufelkühlung der Turbine nötig. Die Maschine V 96 mit 960 °C Turbineneintrittstemperatur und 110 MW Leistung wird für ein Auslieferungsdatum 1975 geplant.

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1973 Die kerntechnischen Aktivitäten der AEG werden in die neue KraftwerksUnion (KWU) eingebracht. Die Verzögerung ergibt sich wegen der unterschiedlichen Lizenzen beider Mutterfirmen. 1974 Die 19. Maschine des Typs V 93 ist ausgeliefert. 1976 Inbetriebnahme der weltgrößten Wasserwirbelbremse (für 125 MW) auf dem Prüffeld der KWU Turbinenfabrik Huttenstraße. 1977 Vor dem Hintergrund ihrer existenziellen Krise tritt die AEG ihre Anteile an der KWU an die Siemens AG ab. Siemens wird damit Alleinaktionär der KWU. AEG Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft 65, 66, 67, 68 1883 Die AEG verdankt ihre Entstehung Emil Rathenau (* 11. Dezember 1838 in Berlin, † 20. Juni 1915 Berlin, die Grabstätte liegt auf dem Waldfriedhof in der Wuhlheide Berlin Oberschöneweide), der 1883 die Patente an den Erfindungen Thomas Alva Edisons zu Glühlampen für Deutschland erwirbt und dazu in Berlin, Schlegelstraße 26, eine kleine Studiengesellschaft gründet. Diese Gesellschaft wird im selben Jahr zur Deutschen Edison-Gesellschaft für angewandte Elektrizität (DEG). 1887 Die Gesellschaft erwirbt in Berlin-Gesundbrunnen das Areal zwischen Ackerstraße, Feldstraße, Hermsdorfer Straße (der heutigen MaxUrich-Straße) und der Hussitenstraße, auf dem sich vorher die Weddingsche Maschinenfabrik von Wilhelm Wedding befand. Umfirmierung der Deutschen Edison-Gesellschaft in Allgemeine Elektrizitäts Gesellschaft (AEG). 1889 Der Ingenieur Michael von Dolivo-Dobrowolski, Leiter der Fertigung in der AEG-Fabrik Ackerstraße, kann den ersten brauchbaren Drehstrommotor der Welt vorstellen. 1894 Das Gelände des ehemaligen Berliner Viehmarkts zwischen Hussitenund Brunnenstraße wird erworben. 1897 Anlage des Kabelwerks Oberspree mit Gießerei, Kupferraffinieranstalt, Kupferwalzwerk, Blechwalzwerk, Bandwalzwerk, Kupferdrahtzieherei, Metalltuchweberei. 1899 Das Kraftwerksgeschäft wird zum selbstständigen Ressort erhoben, die Leitung übernimmt Emil Rathenaus älterer Sohn Walther. Der Kraftwerksbau hatte zunächst in der Verantwortung von Oskar von Miller gelegen. 1900 Die AEG nimmt, wie andere führende europäische und US-amerikanische Hersteller sogenannter Kraftmaschinen, erste Testreihen mit Dampfturbinen in der Maschinenfabrik Brunnenstraße auf. 1901 Aufnahme des Turbinenbaus nach Patenten von Riedler und Stumpf. Die AEG sichert sich wenig später auch die Rechte zur Nutzung der Patente von Curtis aus den USA. Im Gegenzug erwirbt General Electric die Nutzungsrechte an den Riedler-Stumpf-Patenten für den amerikanischen Markt. Die Neue Automobilgesellschaft mbH (NAG) nimmt die Produktion in Oberschöneweide auf. Dahinter steht zunächst der Gedanke, Fahrzeuge elektrisch zu betreiben. 138

65 Wikipedia (AEG und Georg Klingenberg). 66 Salchow, Claudia: Von der AEGTurbinenfabrik zum Gasturbinenwerk Berlin des Sektors Energie der Siemens AG, in ›Der Bär von Berlin‹ Verein für die Geschichte Berlins, Teil I, Jahrbuch 2006, S. 141 – 164, Teil II, Jahrbuch 2007, S. 151 – 182, Teil III Jahrbuch 2008, S. 151 – 176. 67 Schweder, Bruno (Bearbeiter): Forschen und Schaffen, Beiträge der AEG zur Entwicklung der Elektrotechnik bis zum Wiederaufbau nach dem zweiten Weltkrieg, Bd. 1 – 3. Berlin: Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, 1. Januar 1965. 68 75 Jahre Turbinenfabrik Berlin, Berlin: AEG, Bestell-Nr.: KWU XS-819, Februar 1979 (MTU Aero Engines Fachdokumentation, Signatur: 3 Ma 2577).

Georg Klingenberg (* 28. November 1870 in Hamburg, † 7. Dezember 1925 in Berlin-Charlottenburg).69 Der Sohn des Hamburger Architekten Ludwig Klingenberg studierte ab 1890 an der Technischen Hochschule Charlottenburg Maschinenbau, Mathematik und Physik. Angeregt durch die Vorlesungen Adolf Slabys (1849 – 1913), wendet er sich nach 1893 auch der Elektrotechnik zu und ist bis 1899 Slabys Assistent am Elektrotechnischen Laboratorium der Hochschule. 1895 erfolgt seine Promotion zum Dr. phil. an der Universität Rostock. 1896 habilitiert er sich mit einer Schrift zum Einfluss der Spannungshöhe auf die Fortleitungskosten bei elektrischen Fernleitungen. Daraufhin erhält er von der Technischen Hochschule Charlottenburg einen Lehrauftrag zur Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie, den er bis 1910 ausübt. Die Neue Automobil-Gesellschaft (NAG), ein Tochterunternehmen der AEG, produziert 1901 in Berlin ein von Klingenberg entwickeltes Automobil, den ›K-Wagen‹ oder ›Klingenberg-Wagen‹, der große Beachtung in der Fachwelt findet. Ab 1902 arbeitet er parallel zu seiner Tätigkeit an der Hochschule dauernd für die AEG, die nicht nur Turbinen und Generatoren, sondern auch ganze Kraftwerke baut. Er konzentriert sich weitestgehend auf den Kraftwerksbau, seine Leistungen auf diesem Gebiet waren für die AEG so wertvoll, dass er 1910 (nach anderen Quellen bereits 1902) im Alter von erst 31 Jahren als Nachfolger Walther Rathenaus in den Vorstand berufen wird, dem er bis zu seinem Tod angehört. 1918 erhält Klingenberg die Ehrendoktorwürde (Dr.-Ing. E. h.) der Technischen Hochschule Charlottenburg, außerdem besitzt er die Ehrentitel ›Professor‹ und ›Geheimer Baurat‹. Nach seinen Plänen 70 wurden über 70 Kraftwerke erbaut, davon ca. ein Drittel im Ausland (zum Beispiel in Baku, Barcelona, Buenos Aires und Santiago de Chile). Einer der letzten von ihm konzipierten und 1925 / 1926 ausgeführten Kraftwerksneubauten trägt seit 1927 seinen Namen: das ›Kraftwerk Klingenberg‹ in Berlin-Rummelsburg. Klingenberg stirbt 1925 im Alter von 55 Jahren und wird in einem Ehrengrab auf dem Dreifaltigkeitsfriedhof in Berlin-Kreuzberg beigesetzt. Er ›gehörte‹, wie es der VDI-Präsident Conrad Matschoss im Nachruf formuliert, ›zu den Menschen absoluter Lebensbejahung. Er konnte die negativen Menschen, wie er sie wohl nannte, nicht vertragen, die bei jedem Gedanken nur das »Aber« im Auge und nur von Bedenken zu berichten haben. Er wollte und wünschte die Kritik, aber nicht eine, die von vornherein erklärte, dass dies oder jenes unmöglich sei. Ihm war positives, Werte schaffendes Draufgängertum, das auch seine Freude an der Verantwortung in sich schloss, eigen.‹ 71

69 http://de.wikipedia.org/wiki/Georg_ Klingenberg 70 Klingenberg, Georg: Bau großer Elektrizitätswerke, 3 Bde., Berlin: Springer, 1913/20. 71 www.luise-berlin.de/bms/ bmstxt00/0008pora.htm

1902 Erste Information im Geschäftsbericht der AEG über Turbinenaktivitäten im Leistungsbereich 20 – 1500 PS sowie weiterer Probeausführungen. Die zunehmenden Versuche und die Serienherstellung erfordern neue Räumlichkeiten. Gefunden werden sie bei den Werkstätten der Union Elektrizitäts Gesellschaft (Union) in der Huttenstraße.

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Die AEG tritt mit den Professoren Riedler und Stumpf in Verbindung, um nach ihren Entwürfen schnelllaufende Pumpen, Kondensations-Hilfsmaschinen und Dampfturbinen zu bauen.72 Zu diesem Zweck wird die ›GfE Gesellschaft zur Einführung von Erfindungen mbH‹ gegründet. Sie besteht bis 1933. GE General Electric erwirbt von der Curtis-Gruppe die Turbinenrechte für Landund Schiffszwecke. 1903 In der Zwischenzeit kommt es auch zu einer Verbindung der AEG zu General Electric Co., insbesondere im Hinblick auf die gegenseitigen Turbinen-Interessen. Zur Verwertung der beiderseits eingebrachten Schutzrechte (hier Riedler-Stumpf, dort Curtis) im Vertragsgebiet der AEG wird die ›VDTG Vereinigte Dampfturbinen-Gesellschaft‹ gegründet. Die andauernden Patent-Streitigkeiten mit Siemens & Halske werden durch die gemeinsam betriebene ›Gesellschaft für drahtlose Telegraphie m. b. H. System Telefunken‹ beigelegt. 1904 In der Wohnung des Geheimen Baurats Emil Rathenau hält der Direktor Prof. Dr. Georg Klingenberg am 17. Februar vor S. M. dem Kaiser einen Vortrag über Dampfturbinen. Gründung der AEG Turbinenfabrik und Fusion der ›Allgemeinen Elektricitäts-Gesellschaft (AEG)‹ und der ›Union Elektricitäts-Gesellschaft‹. Verlagerung der Fertigung von Dampfturbinen, Turbodynamos, sowie Kondensatoren, Pumpen und anderer Hilfsmaschinen nichtelektrischer Art in die Fabrik Huttenstraße. Oskar Lasche, seit 1902 Leiter der Maschinenfabrik, wird erster Technischer Direktor der Turbinenfabrik. Oskar Lasche (* 22. Juni 1868 in Leipzig, † 30. Juni 1923 in Berlin) 73 studiert Maschinenbau an der TH Charlottenburg. Kurze Assistententätigkeit bei Prof. Aloys Riedler, dem damals führenden Lehrmeister an der TH Charlottenburg. In den 80 er und 90 er Jahren des 19. Jahrhunderts entstehen viele Maschinenbau-Labore, die alle empirisch arbeiten und sich nicht auf komplizierte Berechnungen stützen. 1888 kommt mit Prof. Dr.-Ing. Aloys Riedler (1850 – 1936) ein entschiedener Vertreter dieser Richtung an die TH Charlottenburg, der sich zum Gegenspieler des ebenfalls an der TH lehrenden Prof. Franz Reuleaux (1829 – 1905) aufspielt. Der wiederum versucht den Maschinenbau in eine exakte Wissenschaft zu verwandeln. Riedler sorgt sogar dafür, dass Reuleaux 1896 seine Lehrtätigkeit beendet. 1893 geht Lasche als Konstrukteur nach Amerika und 1894 zu den Gebrüdern Sulzer in Winterthur. Er kehrt dann zu Riedler zurück und bleibt dessen Assistent, zuletzt als Leiter seines Konstruktionsbüros, bis zum 30 Juni 1896. Alsdann tritt er als Oberingenieur bei der Maschinenfabrik Brunnenstraße ein, zu deren Direktor er im Jahre 1902 ernannt wird. 1904 übernimmt er die neue Turbinenfabrik Huttenstraße als deren erster Direktor. Der Ausbau dieser Fabrik und die beispiellose Entwicklung, die sie in den nächsten Jahrzehnten nimmt, sind sein Werk. Bekannt wird Lasche durch seine 140

72 Treitel: 50 Jahre AEG Geschichte der AEG-Technik: Kraftmaschinen. AEG Archiv im DTM Berlin: AEG-A 6153, S. 32. 73 Oettinger, Erich: In memoriam Dr. Oskar Lasche, In: Spannung, Berlin 1 (1928) 9. Juni, S. 267 – 268.

Dampfturbinenkonstruktionen 74, und durch den unter seiner Führung für die Studiengesellschaft für Elektrische Schnellbahnen konstruierten, manchmal auch ›Lasche-Lok‹ genannten elektrischen Schnellbahnwagen, der 1903 auf der Militärbahn Berlin / Marienfelde-Zossen mit 210 km/h einen Geschwindigkeitsweltrekord aufstellt. 1904 2. April: Lieferung der ersten Riedler-Stumpf-Dampfturbine für die Zeche Scharnhorst der Harpener Bergbau AG (sie arbeitet bis 1924, ihre Laufräder sind im Deutschen Museum, München, ausgestellt). Johannes Stumpf (* 6. April 1863 oder 1862 in Köln-Holweide, † 18. November 1936). Geh. Reg.-Rat, Prof. Dr.-Ing. E. h. (Aachen 1920). Wird nach Tätigkeit bei Fraser & Chalmers in Chicago 1896 auf Veranlassung von Riedler auf den Lehrstuhl für Dampfmaschinenbau an der TH Charlottenburg berufen, bis 1930. Besondere Verdienste erwirbt sich Stumpf im Dampfturbinenbau und in der Entwicklung der Gleichstrom-Dampfmaschine.75 Die AEG geht von der Riedler-Stumpf Bauart der Turbinen auf den Bau von Curtisrädern mit eingesetzten radialen Schaufeln über. Die Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft (AEG) schließt eine Interessengemeinschaft mit der Dampfturbinenaktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. und erwirbt durch Aktienumtausch eine Beteiligung. Hierdurch schafft die AEG gute Voraussetzungen für die Expansion im zukunftsträchtigen Turbinenbau. 1905 Auslieferung der ersten Schiffsdampfturbinen der AEG aus der Turbinenfabrik. Stapellauf (8. April) des ersten Deutschen Turbinendampfers ›Kaiser‹. Auftraggeber ist die Hamburg-Amerika-Linie, geleitet von Albert Ballin (1857 – 1918, seit 1899 Generaldirektor der Hamburg-Amerika-Linie). Gebaut wird das Schiff von der Stettiner Maschinenbau AG ›Vulkan‹ für den Verkehr zwischen Hamburg, Sylt und Helgoland. Grundsätzlich sind die deutschen Reeder aber, im Gegensatz zu den englischen, eher reserviert gegenüber den neuen Antrieben in Form von Dampfturbinen. Bis 1910 werden sechs weitere Dampfturbinen für Schiffe von der AEG gefertigt, hinzu kommen Aufträge für die Kaiserliche Marine und ausländische Marinen. Bau der Fabrik Sickingenstraße (Glühlampen, später Röhrenwerk) in Moabit. 1907 Emil Rathenau beruft Peter Behrens – Maler, Graphiker und Formgestalter – zum künstlerischen Berater der AEG. Behrens entwirft eine neue ›Corporate Identity‹ und zeichnet verantwortlich für das Design sämtlicher AEG-Produkte. 1908 Auftrag für Dampfturbinen des Zwei-Wellen Kreuzers ›Mainz‹. 1909 Klingenberg wendet sein Kraftwerks-Baukonzept erstmals im Kraftwerk Heegermühle bei Eberswalde an. Es dient als Vorbild für alle weiteren AEG-Kraftwerksbauten.

74 Lasche, Oskar (1920): Konstruktion und Material im Bau von Dampfturbinen und Turbodynamos, 178 S, Berlin: Julius Springer. 75 Stumpf, Johannes (1911): Die GleichstromDampfmaschine, München: Oldenbourg.

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Bau der AEG-Fabriken Hennigsdorf (Isolierstoffe, Bahntechnik, Flugzeugwerft, technisches Porzellan, Hausgeräte). 1910 Einstieg in den Flugzeugbau (in Hennigsdorf und im Tochterunternehmens AGO Flugzeugwerke in Berlin-Johannisthal). 1913 Bei der AEG beginnt die Fertigung von Diesel-Motoren. 1914 – 1918 Umstellung auf Kriegsfertigung; Herstellung von Granaten sowie von Turbodynamos, Dieselmotoren, Pumpen, Gebläse für Kriegsschiffe, vor allem für U-Boote. 1915 Emil Rathenau, der AEG-Gründer, stirbt im Alter von 76 Jahren an den Folgen (u. a. Beinamputation) seines Diabetes mellitus am 20. Juni 1915 in Berlin; sein Sohn Walther Rathenau übernimmt das Präsidium der AEG bis zu seiner Ermordung am 24. Juni 1922. Den Vorsitz des Direktoriums ab 1915 und später den Vorstandsvorsitz der Gesellschaft übernimmt bis 1928 Felix Deutsch. Von 1928 bis 1947 führt Hermann Bücher den AEG-Konzern. Inbetriebnahme der ersten Dampfturbine des Kraftwerks Golpa-Zschornewitz der Elektrowerke AG (ehem. Braunkohlewerk Golpa-Jeßnitz AG). 1916 Mit dem Bau einer 50 MW Dampfturbine für das Goldberg Kraftwerk der Rheinisch-Westfälischen Elektrizitätswerke (RWE) baut die Turbinenfabrik die bis dahin größte Turbine der Welt. Bis 1921 kommen in diesem Kraftwerk vier dieser Turbinen zum Einsatz. 1922 werden zwei weitere bestellt.

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Mit der Turbinenhalle in Moabit schafft Peter Behrens im Jahr 1909 den Leitbau der modernen Industriearchitektur

1918 Bau der ersten Getriebe-Schiffsturbine. Ab diesem Zeitpunkt werden alle Anlagen nur in dieser Form ausgeführt.76 Die Schiffsturbinen unterscheiden sich daher im Aufbau grundsätzlich nicht mehr von den Landturbinen; lediglich die räumliche Anordnung und der Einbau einer Rückwärtsbeschaufelung kennzeichnen noch die Sonderbestimmung. Die AEG nimmt den Bau von Dampflokomotiven auf. Bau des Stahl- und Walzwerks Hennigsdorf. 1919 Gründung der ›Osram GmbH KG‹ (Osmium und Wolfram) durch ›Siemens & Halske‹, AEG und ›Deutsche Gasglühlicht AG (Auer-Gesellschaft)‹. Im November machte Prof. Georg Stauber einige Leitungsmitglieder der Turbinenfabrik mit seinen Vorstellungen von einer neuen Maschine – einer Gasturbine – vertraut. Die Reaktionen auf die Ausführungen des promovierten Ingenieurs, der seine Turbine anscheinend zunächst ausschließlich in Zusammenarbeit mit der AEG entwickeln und testen will, sind geteilt und reichen von strikter Ablehnung bis zu begeisterter Zustimmung. Um zu einer Entscheidung zu kommen, wird der Leiter der AEG-Kraftwerksabteilung, Georg Klingenberg (1870 – 1925), zu Rate gezogen. Er plädiert einerseits für die Durchführung von Versuchen und andererseits gegen den (finanziellen) Alleingang der AEG. Letzterer wird durch die am 22. Januar 1920 erfolgte Gründung der Stauber Turbinen-Gesellschaft m. b. H. verhindert, der neben der AEG und den SSW die Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) und die Friedrich Krupp Aktien-Gesellschaft (Krupp) sowie ein vierköpfiges Patentkonsortium angehören. Die vier Firmen der Gesellschaft, die im Sommer des Folgejahrs ein Abkommen über die Bildung eines Gasturbinen-Konsortiums unterzeichneten, haben jeweils einen Konstrukteur nach Berlin zu Stauber zu entsenden, um eine Probeausführung der Turbine zu entwickeln. Eröffnung der AEG-Fabrik Mülheim/Ruhr (Reparaturwerk). 1921 Bau des Transformatorenwerks in Oberschöneweide. 1922 Die technische Kommission der Stauber Turbinen-Gesellschaft informiert über den Stand der Arbeiten im Konstruktionsbüro und verspricht der Turbinenfabrik für Januar 1921 die ersten Werkstattzeichnungen. Ein halbes Jahr später beginnt die Fundamentierung des Prüffelds und im Januar 1922 können dem AEG-Vorstandsvorsitzenden Felix Deutsch bereits vier Photographien (!) des Leit- und Laufrades der Versuchsturbine zugeschickt werden. Die zunächst anscheinend sehr zügig vorangetriebenen Konstruktions- und Versuchsarbeiten geraten im Verlauf des Jahres 1922 jedoch ins Stocken. Es gibt sowohl technische Probleme, als auch Prioritätsprobleme bei den entsandten Mitarbeitern mit den Mutterfirmen. 1923 Im März erhält das Konstruktionsbüro der Stauber Turbinen-Gesellschaft vom Gasturbinen-Konsortium den Auftrag, ›die Versuche mit Gasantrieb an der vorhandenen Maschine schleunigst aufzunehmen‹ sowie ›möglichst bald Entwürfe für eine 1000 kW-Turbine auszuarbeiten‹. Trotz aller Bemühungen können die Versuche mit Gas ›nur so weit gebracht wer-

76 Sass; Treitel: 50 Jahre AEG Geschichte der AEG-Technik: Schiffsantriebe. AEG Archiv im DTM Berlin: AEG-A 6153, S. 341.

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den, dass die Maschine leer lief, also nur so viel Arbeit leisten konnte, als der nötigen Kompressionsarbeit für Gas und Verbrennungsluft entsprach und Nutzarbeit nicht übrig blieb‹. 1925 und 1926 Kraftwerksneubau in Berlin-Rummelsburg. Es ist das letzte von Georg Klingenberg konzipierte Kraftwerk und trägt seit 1927 seinen Namen. 1926 Die letzte Gesellschafter-Versammlung der Stauber Turbinen-Gesellschaft – wiederholt angesetzt und vertagt – findet am 25. März 1926 statt, wobei der enttäuschte oder verärgerte Stauber, der auf die Notwendigkeit seiner Anwesenheit mehrfach hingewiesen worden war, vorab mitteilen ließ, dass er nicht zu erscheinen gedenke. Einstimmig beschlossen wird erstens die Einstellung aller Arbeiten, wobei Georg Stauber mitgeteilt wird, dass die Gesellschafter die Durchführung von Konstruktion und Versuchen aussichtslos erscheine, womit das Abkommen vom 20. Januar 1920 erlösche; zweitens die Auflösung des Konstruktionsbüros und die Kündigung der benutzen Räume und drittens die Nutzung der im Westhafen lagernden Versuchsturbine sowie der übrigen Apparatur durch Stauber, sofern dieser sein Interesse daran bekunden sollte. Die Liquidation erfolgte problemlos, die Löschung im Handelsregister ist datiert auf den 5. November 1929. Die erste Ausbaustufe des Kraftwerks Rummelsburg mit 30 MW wird vorzeitig in Betrieb genommen. Eröffnung der Apparatefabrik (Schaltgeräte, Gleichrichter, Rundfunkgeräte) in Treptow. 1927 Bei seiner Eröffnung ist das mit Kohlestaub betriebene Kraftwerk Rummelsburg das größte und modernste in Europa. Einmalig ist auch die Regeneration der Speisewasservorwärmung. Die installierte Maschinenleistung beträgt 270 MW, wobei eine Verdoppelung der Kraftwerkleistung bereits eingeplant war. Die Anlage wird von drei Dampfturbinengruppen von je 90.000 kW betrieben, aufgeteilt in je eine Hauptturbine zu 80 MW und eine Vorwärmturbine zu 10 MW. 1928 Das heutige Kunsthaus Tacheles wird als neues Schau- und Verkaufsgebäude auf einer Fläche von 10.500 m² umgebaut und fortan als Haus der Technik bezeichnet. In Reinickendorf wird das erste Forschungsinstitut der AEG gegründet und damit die Forschung im Unternehmen zentralisiert. 1929 Für das Kraftwerk Golpa-Zschornewitz wird eine 85 MW Dampfturbine (1929 die größte Europas) geliefert. Das Kraftwerk hat jetzt eine Gesamtleistung von 431,5 MW und übertrifft damit das Kraftwerk Klingenberg. 1929 und 1930 Der US-amerikanische Elektro- und Medienkonzern General Electric übernimmt für 30 Millionen Reichsmark AEG-Stammaktien zum Kurs von 200 Prozent, was einem Anteil von 27,5 Prozent entspricht und entsendet fünf Mitglieder in den AEG Aufsichtsrat.

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Ernest Anton Kraft (* 1890 in Wien, † 1962).77 Studium des Maschinenbaus an der TH Wien und der Mathematik und Physik an der Universität Wien. Promotion zum Dr.-Ing. an der TH Wien. Seine ersten praktischen Erfahrungen erwirbt er bei der Société Anonyme John Cockerill in Seraing und Hoboken im Bau von Parsons-Turbinen und bei G. & J. Weir, Ltd. in Cathcart-Glasgow. 1908 tritt er in die Dienste der Ganz & Comp. Danubius AG in Budapest und Fiume (Rijeka), deren Chefkonstrukteur er 1912 wird. Hier entstehen unter seiner Leitung zahlreiche Turbinen- und Kesselanlagen für die Schlachtschiffe, Kreuzer und Torpedoboote der österreichisch-ungarischen Kriegsmarine. 1917 tritt er in die Turbinenfabrik der AEG ein. Nach der Durchführung der genannten Arbeiten fällt ihm die Aufgabe zu, Turbinen und Zahnradvorgelege für Schiffe und ortsfeste Anlagen zu entwickeln. In diese Zeit fallen seine grundlegenden Arbeiten im Zahnräder- und Drucklagerbau, die später in der Schrift ›Energieumformung durch Zahnradvorgelege‹ und in mehreren anderen Veröffentlichungen niedergelegt werden. Unter den zahlreichen Neuentwürfen Krafts befinden sich viele Turbinen mit Zahnradvorgelegen für Schiffe, Generatoren und ortsfeste Anlagen. Hervorzuheben sind besonders die 80.000 kW Turbinen für das Großkraftwerk Klingenberg, die nicht nur durch die hohen Drücke, Temperaturen und Einheitsleistungen bemerkenswert sind, sondern auch durch ihre erstmals in Europa ausgeführte Mehrwellenanordnung. 1925 habilitiert sich Kraft an der TH Berlin zum Privatdozenten; 1926 wird er zum Honorar-Professor an dieser Hochschule ernannt. Im gleichen Jahr erscheint auch sein Buch ›Die neuzeitliche Dampfturbine‹.78 1928 wird Kraft zum Prokuristen und Direktor ernannt. Im gleichen Jahr erhält er die Ehrendoktorwürde seiner Alma Mater, der TH Wien. 1933 wird er Direktor der Turbinenfabrik und leitet diese bis zum Herbst des Jahres 1945. 1935 erscheint sein Buch ›Die Dampfturbine im Betriebe‹.79 1937 wird Kraft in die Preußische Akademie der Wissenschaften gewählt, 1945 aber wieder gestrichen.80 1945 wird Prof. Kraft, nachdem er sich zuvor um eine Wiedereröffnung der Turbinenfabrik nach dem Zweiten Weltkrieg bemühte, seines Amtes enthoben.

77 Wir stellen vor: Dir. Prof. Dr.-Ing. E. A. Kraft. In: Spannung, Berlin 1(1928)8/Mai, S. 247 – 248. 78 Kraft, Ernest Anton: Die neuzeitliche Dampfturbine, Berlin: VDI Verlag, 1926 (3. Auflage 1954). 79 Kraft, Ernest Anton: Die Dampfturbine im Betriebe: Errichtung, Betrieb, Störungen, Berlin: Springer 1935 (2. Auflage 1958). 80 Fischer, Wolfram; Hohlfeld, Rainer; Nötzoldt, Peter (2000): Die Preußische Akademie der Wissenschaften zu Berlin 1914 – 1945, Berlin: Akademie Verlag.

Heinrich Treittel, (* 19. Februar 1873 in Berlin, † ca. 1955 in New York). Studium in Zürich und Berlin, 1901 Diplomexamen in Berlin, anschließend Studienreise in die USA, 1902 Assistent von Geheimrat Riedler und Prof. Stumpf an der TH Berlin, 1903 Konstrukteur in Fa. Cyclop, Berlin, 1904 Eintritt als Oberingenieur in die AEG-Turbinenfabrik, 1905 Leiter der Verkaufsabteilung für Dampfturbinen, 1906 Prokurist, 1908 stellv. Direktor der Turbinenfabrik(?), 1924 – 1932 stellvertretendes Vorstandsmitglied der AEG, ab Oktober 1930 Direktor der Turbinenfabrik, 1933 Austritt aus der AEG und nachfolgend Emigration in die USA wegen seiner jüdischen Herkunft. Für die Zeit ab 1933 liegen keine weiteren Informationen vor. Sein Nachfolger wird Prof. Dr. techn. Ernest A. Kraft.

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1934 Übernahme der ›Maffei-Schwartzkopff-Werke‹ in Wildau und Firmierung als ›AEG Fabrik Wildau‹. 1935 Übernahme der Borsig Lokomotiv-Werke, deren Lokomotivbau dann nach Hennigsdorf verlagert wird. 1939 Verlängerung der Turbinenhalle, die ursprünglich 110 Meter lang war, in deutlich schwächerer Architektur auf über 200 Meter. Zum Werksgelände hin wird sie von einer zweigeschossigen werksteinverkleideten Halle begleitet. 1945 Die Turbinenfabrik ist durch Bomben und vor allem durch die anschließende Demontage zu 75 Prozent zerstört. Am 12. September stellt Prof. Kraft den Antrag auf Wiedereröffnung der Turbinenfabrik an die alliierte Militärregierung zur Reparatur von Autobussen, Straßenbahnwagen, Omnibusmotoren, Personenkraftwagen, kombinierte Heiz- und Kochherde sowie von Turbinen und Generatoren. Im Herbst wird Prof. Kraft durch Hans Kurth (Technischer Direktor) und Bruno Brandenburger (Kaufmännischer Direktor), beide seit Jahrzehnten in der Fabrik tätig, abgelöst, die von der Entnazifizierung nicht betroffen sind. Erst daraufhin gibt der Leiter der Wirtschaftsstelle im Sektor der Britischen Militärregierung seine Zustimmung zur Wiederaufnahme des Betriebs. Die Produktion der Fabriken in den Westsektoren Berlins, in Nürnberg, Stuttgart und Mülheim an der Ruhr wird wieder aufgenommen; weitere Werke werden neu errichtet. Das Werk in Hennigsdorf wird VEB Lokomotivbau Elektrotechnische Werke (LEW). Das Kabelwerk Oberspree und die Apparatefabrik Treptow werden Sowjetische Aktiengesellschaften (SAG). Da der Wiederaufbau der AEG wegen der Berliner Blockade von der geteilten Stadt aus nicht zu bewältigen ist, wird die Hauptverwaltung für die nicht enteigneten Unternehmensteile von Berlin (Friedrich-Karl-Ufer/ab 1951 Kapellen-Ufer/Ostsektor) zunächst nach Hamburg und später endgültig nach Frankfurt am Main verlegt. 1948 24. Juni bis 12. Mai 1949 Blockade West-Berlins. Durch die drastische Reduzierung der zugeteilten Strommenge wird die Arbeit der Turbinenfabrik stark eingeschränkt. Ein wichtiges Ereignis dieser Zeit ist die erste Neufertigung einer Turbine für das BEWAG Kraftwerk West, das spätere Kraftwerk Reuter in Ruhleben, das im Krieg unbeschädigt bleibt aber 1945 völlig demontiert wird. 1950 Die neue Unternehmenszentrale entsteht an der Friedensbrücke in Frankfurt/Main. Eine Dependance wird in Berlin am Hohenzollerndamm eingerichtet. 1966 Auf dem Areal Brunnenstraße in Berlin wird die Größtmaschinenhalle fertiggestellt. Sie gilt zu dieser Zeit als größte Halle der Branche in Europa (175 m lang, 45 m breit und 26 m hoch) und gestattet mit vier koppelbaren Kranbahnen den Bau von Motoren und Generatoren größter Leistungen und mit Einzelgewichten bis 400 t für den Weltmarkt. Zur Grundsteinlegung ist der damalige Justizminister der USA, Robert Kennedy, anwe146

send. Die Halle wird nach Schließung der Betriebsstätte Brunnenstraße 1986 abgerissen. An der Brunnenstraße werden von Siemens Nixdorf neue Gebäude errichtet, die heute auch nicht mehr vorhanden sind. 1967 Fusion mit Telefunken als Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft AEGTelefunken mit Sitz in Frankfurt am Main. 1970 AEG-Telefunken steht mit 178.000 Mitarbeitern an zwölfter Stelle in der Weltrangliste der größten Elektrounternehmen. Die Firmenkrise zeichnet sich jedoch ab. 1975 Das ehemalige Telefunken-Hochhaus am Berliner Ernst-Reuter-Platz wird an den Berliner Senat verkauft. Das Gebäude wird bereits früher an die TU Berlin vermietet. 1977 Vor dem Hintergrund ihrer tiefgreifenden existenziellen Krise tritt die AEG ihre Anteile an KWU an die Siemens AG ab. 1979 Die Firma wird aus EG-rechtlichen Gründen in AEG-Telefunken Aktiengesellschaft umbenannt bei gleichzeitigem Fortfall der noch aus dem Jahr 1887 stammenden Zusatzbezeichnung Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft. 1980 Heinz Dürr wird zum 1. Februar Vorstandsvorsitzender (bis 1990) 1982 Am 9. August muss die Konzernleitung beim Amtsgericht Frankfurt/Main Vergleich anmelden. Eine Auswirkung des Vergleichs war unter anderem der Verkauf des Areals der traditionellen Maschinenfabrik Brunnenstraße. Für die ebenfalls auf diesem Areal befindlichen Stromrichterfabrik und Bahnfabrik werden neue Fabriken in Marienfelde bzw. Spandau erbaut. Das Großrechenzentrum und das Institut für Automation werden an anderen Standorten untergebracht. 1985 Übernahme durch die Daimler-Benz AG. Der Name lautet wieder AEG Aktiengesellschaft. Damit wird die Vision des Daimler-Benz Vorstands Edzard Reuter (ab 1987 Daimler-Vorstandsvorsitzender), der aus beiden Unternehmen einen ›Integrierten Technologiekonzern‹ schaffen will, besser dargestellt. 1988 Anlässlich der Feier zum 60-jährigen Bestehen des AEG-Forschungsinstituts stiftet die AEG den Carl-Ramsauer-Preis. Die AEG überträgt das Nürnberger Dampfturbinenwerk von ›AEG Kanis‹ auf die Mannheimer ›Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft‹ (ABB). 1989 Das verbliebene Gasturbinengeschäft der AEG wird in die Kanis Energie GmbH eingebracht und zu 55 Prozent an die europäische EGT European Gasturbine NV veräußert, und zwar mit der Option, auch die restlichen Anteile erwerben zu können. EGT ist eine Tochtergesellschaft des Joint Venture GEC Alsthom (1989 gegründet für Gasturbinen großer Leistung) unter Beteiligung der amerikanischen General Electric (10 Prozent, bis 1999). 1990 Der Bahnbereich kooperiert als AEG Westinghouse Transport-Systeme GmbH (Sitz Berlin) kurzzeitig mit der Westinghouse Transportation Systems Inc. in Pittsburgh/USA.

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1992 Fusion des Bahnbereichs mit LEW Hennigsdorf, woraus die ›AEG Schienenfahrzeuge GmbH‹ entsteht. 1995 Die AEG Schienenfahrzeuge GmbH geht nach der Verlagerung der Spandauer Betriebsstätte nach Hennigsdorf in die ABB Daimler-Benz Transportation (Adtranz) und mit dieser am 1. Mai 2001 in die Bombardier Transportation über, bleibt aber noch unter HRB 2889 beim Registergericht Potsdam mit Sitz in Hennigsdorf eingetragen (Stand Aug. 2008). 1996 Verkauf von neun mittelständisch strukturierten Gesellschaften an die Elexis Elektroholding GmbH (1998 umfirmiert in elexis AG). Übernahme der AEG Anlagen- und Automatisierungstechnik durch Cegelec. Übernahme der AEG Energietechnik (AEG T & D) durch GEC-Alsthom Die Hauptversammlung der Daimler-Benz AG beschließt unter Vorsitz von Jürgen Schrempp die Auflösung des verlustbehafteten Konzerns. Die Firma AEG wird am 20. September 1996 aus dem Handelsregister gestrichen. 1978 Die AEG verkauft auch Teile der Transformatoren Union an die KWU. Auslieferung einer 116 MW Kraftwerksgasturbine für die Stadt München. 1980 Auslieferung einer 127 MW Kraftwerksgasturbine für das Kraftwerk Walheim bei Stuttgart. Diese Turbine war die seinerzeit größte Gasturbine der Welt. 1987 Die KWU wird als eigenständige Firma aufgelöst und in den Unternehmensbereich Energieerzeugung der Siemens AG integriert. Der Nuklearbereich heißt nun SNP Siemens Nuclear Power, der konventionelle Kraftwerks- und Turbinenbereich SPG Siemens Power Generation. 1990 beginnt die französische Framatome zusammen mit der Kernkrafttochter von Siemens mit der Entwicklung des European Pressurized Water Reactor (EPR). Die deutsche Seite ist vor allem für die sicherheitstechnischen Aspekte (Werkstoffprüfung und andere) zuständig. 1998 Übernahme der konventionellen Kraftwerkstechnik der Westinghouse Electric Corporation in Orlando, FL, USA, mit den Standorten Charlotte, NC, USA und Winston Salem, NC, USA, um die Ertragskraft des Bereichs Energieerzeugung zu stärken. 2001 Gründung eines Gemeinschaftsunternehmens Framatome ANP der Siemens AG und Framatome, einem Tochterunternehmen des französischen Konzerns AREVA. Siemens SNP wird in Framatome ANP eingegliedert. Die Siemens AG erhält eine Beteiligung von 34 Prozent an Framatome ANP. 2003 Übernahme der Geschäftsaktivitäten mit kleinen und mittleren Gasturbinen sowie mit Industriedampfturbinen der Alstom AG durch Siemens AG: das Geschäft mit kleinen Gasturbinen (3 MW – 15 MW), hauptsächlich in Großbritannien ansässig, das Geschäft mit mittleren Gasturbinen (15 MW – 50 MW), hauptsächlich in Schweden ansässig, das Geschäft mit Industriedampfturbinen (bis ca. 100 MW). Die Übernahme umfasst Fertigungsstätten in Schweden, Deutschland und Tschechien sowie Tätigkeiten im globalen Kundendienst. In

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diesem Zusammenhang wird auch das AEG Kanis Dampfturbinenwerk in Nürnberg übernommen. 2006 erfolgt die Umbenennung von Framatome ANP in Areva NP Nuclear Power. 2007 Die größte und leistungsstärkste Gasturbine der Welt wird in Berlin auf einen Binnenschiff-Schubverband verladen und tritt damit ihre Reise ins bayerische Irsching an. 13 Meter lang, fünf Meter hoch und über 440 Tonnen schwer ist das Kraftpaket mit dem Namen ›SGT 5-8000 H‹, gebaut von Siemens Power Generation (PG) im Berliner Werk an der Huttenstraße. Um den Prototyp zu testen, errichtet Siemens in Zusammenarbeit mit E.ON ein Versuchskraftwerk in Irsching bei Ingolstadt. Die neue Gasturbine setzt in puncto Leistung, Wirkungsgrad, Life Cycle Costs, Emissionswerte und Betriebsflexibilität Maßstäbe. Ihre Leistung beträgt 340 MW. Nach der Testphase wird die Gasturbinenanlage zu einem hocheffizienten Gas- und Dampfturbinen (GuD)-Kraftwerk erweitert. Anderthalb Jahre will der Technologiekonzern das neue Prestigeprojekt unter realen Bedingungen testen, bevor die Anlage zu einem Gas- und Dampfturbinenkraftwerk (GuD-Kraftwerk) erweitert wird. Mit einer zusätzlichen Dampfturbine soll dann die Leistungskraft auf 530 Megawatt erhöht werden – mit einem Spitzenwirkungsgrad von dann über 60 Prozent, bei bislang maximal 58 Prozent. Der um zwei Prozentpunkte höhere Wirkungsgrad spart Brennstoff und verringert gleichzeitig den CO2-Ausstoß in Irsching pro Jahr um rund 40.000 Tonnen. 2009 Am 29. Januar Bekanntgabe des Ausstiegs von Siemens aus der Nuklear-Kooperation mit Areva. Im Zuge der Renaissance der Kernkraft beabsichtigt Siemens seinen Anteil aufzustocken. Das scheitert aber am ›Non‹ von Frankreichs Staatschef Nicolas Sarkozy. Dieser sieht nicht ein, dass den Deutschen ein größerer Anteil an der strategischen Nuklear-Technik gegeben werden soll, wenn Deutschland selbst aus der Atomkraft aussteigen will.81 3. März. Bekanntgabe der Gründung eines Nuklear-Joint Ventures der Siemens AG mit der russischen Rosatom.

81 www.handelsblatt.com/unternehmen/ industrie/areva-wirft-siemens-vertragsbruch-vor;2187507

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Dank

Für die bereitwillige Unterstützung bei der Suche nach historischen Dokumenten und Zusammenhängen möchte ich mich bei den folgenden Einrichtungen und Personen ganz herzlich bedanken: ■ Frau Diplom-Archivarin Dr. Claudia Salchow, Kommunikationsmanagerin, Leiterin Archivstandort Berlin, Market Communication, Information im Gasturbinenwerk Berlin der Siemens AG, Energy Sector, Fossil Power Generation Division. Sie hat zum einen in ihrer Diplomarbeit die Glasplattensammlung der AEG ausgewertet, in drei Beiträgen im ›Berliner Bär‹ über Geschichte und Geschichten des Turbinenwerks Huttenstraße berichtet und weitere Informationen zu Personen und zur Geschichte der AEG und der Siemens Dampf- und Gasturbinenentwicklung beigesteuert. ■ Frau Dr. Irina Schwab, Leiterin des Archivs der TU Berlin. Trotz des fast vollständig zerstörten bzw. verlorenen Archivs der TH Berlin gab sie mir wertvolle Unterstützung bei der Suche nach frühen Gasturbinenaktivitäten. ■ Herr Jörg Schmalfuß, Leiter des Historischen Archivs der DTM Stiftung Deutsches Technikmuseum Berlin, war sehr hilfsbereit bei der Suche nach Dokumenten im AEG-Archiv des DTM. ■ Bei der Identifizierung und Suche nach einigen Dokumenten im Preußischen Geheimen Staatsarchiv der Stiftung Preußischer Kulturbesitz, die bei der TU Berlin von Herrn Ebner für seine, vor dem plötzlichen Tod begonnene Zusammenstellung eines Findebuchs benutzt wurden, war mir die Unterstützung sowohl durch Herrn Markus als auch durch Frau Brand-Salloum sehr hilfreich. ■ Frau Goldstein als Leiterin und Herr Thomas Schüler als Mitarbeiter des Archivs des Museumsverbunds Pankow waren sehr hilfreich für mich bei der Suche nach Informationen aus der Vergangenheit der Bergmann Elektrizitätswerke und der Bergmann-Borsig Werke, deren Archiv das Museum seit kurzem verwaltet. ■ Frau Kulzer, Leiterin der Bibliothek, und Achim Leutze, Leiter des Föttinger Archivs am ISTA Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik (Hermann Föttinger Institut) der TU Berlin halfen nach Kräften bei der Suche nach älteren Arbeiten aus der Zeit, als Hermann Föttinger drei strömungstechnische Institute leitete. Für den Zweck der vorliegenden Arbeit ist es besonders schmerzhaft, dass gerade die relevanten Unterlagen der Versuchsanstalt für Strömungsmaschinen (Oberingenieur Dr.-Ing. habil. Kurt Pantell) durch alliierte Bomberangriffe verloren gingen.

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■ Herr Ulrich Kreutzer, Leiter des Siemens Besucherarchivs in München, lieferte bereitwillig eine Zusammenstellung von verschiedenen Gasturbinenaktivitäten der Siemens AG und ihrer Vorgängergesellschaften. ■ Herr Manfred Krebs, ehemaliger Mitarbeiter der MTU Maintenance BerlinBrandenburg GmbH, Vorstand des Vereins ›Freunde der Industriegeschichte Ludwigsfelde‹, der auch in Zusammenarbeit mit dem ›Stadt- & Technikmuseum Ludwigsfelde‹ die Industriegeschichte in Ludwigsfelde festhält und pflegt, und dies vor allem auf dem Gebiet des Flugmotorenbaus, gilt mein herzlicher Dank für die bereitwillige Überlassung von eigenen Vortragsmaterialien. Diese haben mir sehr geholfen, die Vergangenheit klarer herauszustellen. Ein besonderes Vergnügen ist es, mich bei meinen beiden ehemaligen MTUKollegen, Prof. Dr.-Ing. Dietrich Eckardt und Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Helmut Schubert, für viele Anregungen und Hilfestellungen, aber auch für unendlich viele und zum Teil sehr lebhafte Diskussionen zu bedanken, die einen kleinen Teil unserer technischen Vergangenheit aufblitzen ließen. Helmut Schubert kümmert sich seit mehr als drei Jahrzehnten um die Historie des Flugmotorenbaus und Dietrich Eckardt schreibt gerade als freier Mitarbeiter der Alstom Power (Schweiz) AG an deren Geschichte, die zu großen Teilen auch eine Geschichte einer ihrer Vorgängergesellschaften, der BBC Brown, Boveri & Cie. ist.

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Abkürzungen

BBAA BBAT BAM BBI BMBF BMWi BTU BWE CCS CKI COO CPA

DLR FHB HTW IEA IPK ISTA IWF IZE IZM LOI MAN

MAN Turbo MRO

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Berlin Brandenburg Aerospace Alliance e. V. Berlin Brandenburg Aerospace Technology Aktien Gesellschaft Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Airport Berlin Brandenburg International Bundesministerium für Bildung und Forschung Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie Brandenburgische Technische Universität Cottbus Bundesverband WindEnergie carbon capture and storage Center of Knowledge Interchange Chief Operating Officer Classification of Products by Activity (Statistische Güterklassifikation in Verbindung mit den Wirtschaftszweigen in der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft – Ausgabe 2002) Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt in der Helmholtz-Gemeinschaft, Hauptsitz in Köln Fachhochschule Brandenburg Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Internationale Energie Agentur Fraunhofer Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik Berlin Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik der Technischen Universität Berlin Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der Technischen Universität Berlin Innovationszentrum Energie an der Technischen Universität Berlin Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration Berlin Letter of Intent MAN SE auf Konzernebene, in den historischen Betrachtungen auch eine der jeweiligen Vorläufergesellschaften (Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, MAN AG) MAN Turbo AG mit Sitz in Oberhausen als Tochter der MAN, inzwischen MAN Diesel & Turbo SE mit Sitz in Augsburg Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr

MRO-Cluster MTU MTU BB

OEM PTZ RLM RR RR D Siemens

SNECMA

THW TU B

Fraunhofer-Innovationscluster »Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) in Energie und Verkehr« Konzernebene, also die MTU Aero Engines GmbH in München Motoren- und Turbinen Union. Gemeint ist das MTU-Werk in Ludwigsfelde, also die MTU Maintenance BerlinBrandenburg GmbH, eine Tochter der MTU Aero Engines AG in München Original Equipment Manufacturer Produktionstechnisches Zentrum der TU Berlin und des Fraunhofer IPK Reichsluftfahrtministerium Rolls-Royce plc mit Sitz in London Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co. KG in Dahlewitz gemeint ist in der Regel der Mutterkonzern, wo einzelne Werke oder die Tochtergesellschaft Siemens Power Generation gemeint sind, ist dies ausgeführt Société Nationale d'Etudes et de Constructions de Moteurs d'Aviation. Französischer Triebwerkshersteller mit Sitz in Courcouronnes, Teil der Safran-Groupe mit Sitz in Paris Technische Hochschule Wildau Technische Universität Berlin

Bisher sind in der Schriftenreihe ›Studien zu Technologie und Innovation‹ erschienen:

Sebastian Vogel Das Technologiefeld Energie in Berlin-Brandenburg Bestandsaufnahme, Entwicklungschancen, Handlungsansätze 2008 · 216 Seiten im Format 165 x 235 mm mit vielen Abbildungen, Tabellen und Fotos · broschiert Preis 29,– Euro · ISBN 978-3-929273-70-0 Vor dem Hintergrund der weltweiten Debatte über Energie und Klimaschutz startet die TSB Technologiestiftung Berlin ihre neue Schriftenreihe ›Studien zu Technologie und Innovation‹ mit einer breit angelegten Analyse der wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Potenziale im Technologiefeld Energie in Berlin und Brandenburg. Auf der Basis der gewonnenen Erkenntnisse werden Stärken und Schwächen des Standorts definiert, aussichtsreiche Tätigkeitsbereiche aufgezeigt und Handlungsempfehlungen für die Akteure formuliert.

Jana Huck, Gerhard de Haan und Michael Plesse Schülerlabor & Co. Außerschulische naturwissenschaftlich-technische Experimentierangebote als Ergänzung des Schulunterrichts in der Region Berlin-Brandenburg 2010 · 148 Seiten im Format 165 x 235 mm mit vielen Übersichten und Fotos · broschiert · Preis 20,– Euro ISBN 978-3-929273-78-6 Die im Bereich Erziehungswissenschaftliche Zukunftsforschung der Freien Universität Berlin erarbeitete Studie stützt sich primär auf Interviews mit Betreibern außerschulischer Angebote und Lehrkräften sowie auf eine Analyse der verschiedenen didaktischen Konzepte. Es werden Empfehlungen zur Absicherung der bestehenden Angebote, zur besseren Berücksichtigung der Interessen von Schülerinnen und Schülern sowie zur Einbeziehung weiterer Schülergruppen abgegeben.

15:35 Uhr

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REGIOVERLAG

07.05.2012

TSB Technologiestiftung Berlin

Studien zu Technologie und Innovation

Zu den Autoren

Frank Besinger · Hanns-Jürgen Lichtfuß · Markus Röhner · Eckart Uhlmann

Dr. Frank Besinger, Studium des Maschinenbaus an der University of London (QMC), Promotion PhD an der University of Cambridge. Engagement Manager bei McKinsey, Assistent der Geschäftsleitung bei Biotronik, Partner bei Mitchell Madison Group. Seit 1999 Geschäftsführer von aideon management consultants in Berlin: Optimierung von Fertigungsabläufen, Organisation und Steuerung weltweiter Fertigungsnetzwerke, Innovations- und Wachstumsmanagement, RICH-CORE ® Slotplanung und Private Management Consulting. Prof. Dr.-Ing. Hanns-Jürgen Lichtfuß, Studium des Maschinenbaus, Fachrichtung Flugtechnik, an der TU Berlin und Promotion an der RWTH Aachen. Wiss. Mitarbeiter am Institut für Antriebstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt Köln, Technischer Direktor und Leiter des Bereichs Entwicklung der MTU Aero Engines München, 1998–2004 Vorstandsvorsitzender der TSB Technologiestiftung Berlin. Honorarprofessor an der TU München, Mitglied bei acatech und der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften. Dipl.-Ing. Markus Röhner, Studium des Maschinenbaus an der TU Dresden. Wiss. Mitarbeiter am Produktionstechnischen Zentrum PTZ, seit 2010 Abteilungsleiter Fertigungstechnologien am Fraunhofer IPK, Berlin. Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann, Studium des Maschinenbaus und Promotion an der TU Berlin. Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Oberingenieur am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin; leitende Positionen im Bereich Forschung, Entwicklung und Anwendungstechnik sowie Prokurist bei der Firmengruppe Hermes Schleifmittel, Hamburg. Seit 1997 Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) sowie des Fachgebiets Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik am IWF. Mitglied zahlreicher Gremien von Wissenschaft, Wirtschaft und Politik.

Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg

www.tsb-berlin.de ISBN 978-3-929273-80-9

Dieses Projekt der TSB Technologiestiftung Berlin wird aus Mitteln der Investitionsbank Berlin gefördert, kofinanziert von der Europäischen Union, Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung. Investition in Ihre Zukunft!

TECHNOLOGIESTIFTUNG BERLIN

Forschung · Industrie · Innovation

Turbomaschinen in Berlin-Brandenburg

US_Turbo

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