„Leichter, schneller, weiter“

VAC zu bahnbrechender E-Antriebstechnik – im Motorsport und auf der Straße

E-Mobilität – Innovationstreiber für die Zukunft des Autos und Schlagwort für faszinierende High-Tech. Die VACUUMSCHMELZE (VAC) brilliert in dieser Sparte weltweit mit führenden Produkten – für die Industrie, die Straße, die Rennstrecke und...

E-Mobilität – einer der bedeutendsten Innovationstreiber und Wegweiser für die Zukunft des Automobils sowie ein Schlagwort in der Metall- und Elektroindustrie, das immer wieder spannende, neue Fragen aufwirft und ebenso faszinierende High-Tech hervorbringt. Die VACUUMSCHMELZE (VAC) in Hanau brilliert seit dem Start dieser rasanten Entwicklungsgeschichte weltweit mit führenden Produkten – für die Industrie, für die Straße, die Rennstrecken und mittlerweile sogar für die Luftfahrt. Dr. Robert Brand, Head of Crystalline Parts & Components bei der VAC, hat die Details.

Herr Dr. Brand, welche entscheidenden Herausforderungen sehen Sie aktuell hinsichtlich E-Mobilität und wie zeigt sich das im Produktmanagement der VAC?

Dr. Robert Brand, Head of Crystalline Parts & Components bei der VAC (Quelle: VAC)
Das sind vor allem Fragen rund um das Thema Energieeffizienz und um die optimale Nutzung der begrenzt verfügbaren Energie. In der Welt der Elektromotoren geht es primär um Optimierung von vorhandenem Wissen und den daraus resultierenden Produkten. Wichtig ist in erster Linie ein bestmögliches Zusammenspiel aus beiden Bereichen, um mit begrenzter Energieverfügbarkeit die maximale Leistung und Reichweite zu erreichen. Daran arbeiten wir, entwickeln unsere Produktpalette ständig weiter und zählen mittlerweile zur Weltspitze.

Was macht diese enorme Sonderstellung der VAC-Produkte in dieser Sparte aus?

Wir bieten Materialentwicklung und eine kundenspezifische Verarbeitung von der Schmelze bis hin zum Blechpaket. Das ist ein weltweites Alleinstellungsmerkmal hinsichtlich Integration und Kundenweiterentwicklung mit der VAC als zentralem Ansprechpartner. Unsere prämierten Kobalt-Eisen-Blechpakete für Rotoren und Statoren, also für die leistungserzeugenden Komponenten in Elektromotoren, aus der Produktgruppe VACOFLUX und VACODUR, sind besonders hochwertige und damit effiziente Bauteile. Die Lamellen der Blechpakete zeichnen sich durch eine exzellente Beschichtung aus und sind extrem dünn. Da wir die gesamte Wertschöpfungskette, vom Schmelzen der Legierung bis hin zum fertigen Produkt, abbilden können, haben wir die Möglichkeit, unsere Entwicklungen optimal auf die Kundenanforderungen abzustimmen, ohne dabei auf externe Lieferanten oder Dienstleister zurückgreifen zu müssen.

AMK Paket mit Lamellen (Quelle: VAC)Wie kann man sich das im Vergleich zu gängigen Elektro-Motoren vorstellen?

Rotoren und Statoren in Elektromotoren bestehen nicht aus einem einzigen Stück Metall, sondern aus vielen einzelnen Lamellen. Je dünner die Lamellen sind, desto weniger Energieverlust hat der Motor und desto mehr Power kann erzeugt werden. Im Fall von Fahrzeugen bedeutet das mehr Leistung oder eben mehr Reichweite. Einfache elektrische Motoren von Rasenmähern, Föhnen oder Ventilatoren haben bei diesen Bauteilen zum Beispiel eine Blechdicke von bis zu einem Millimeter. Bei unseren Hightech Produkten sind es nur 50 Mikrometer. Das hat natürlich seinen Preis, denn die extrem dünnen Blechlamellen für die Motoren müssen auch entsprechend hergestellt werden und bringen eine aufwändige Paketierung mit sich. Viele Arbeitsschritte können deshalb nicht einfach automatisiert werden und auch die Grundstoffe sind verhältnismäßig kostenintensiv.

Aber dieser Aufwand für solche High-End-Produkte lohnt sich insbesondere für Forschung und Innovation, zumal sich die Metall- und Elektroindustrie nach wie vor mitten im strukturellen und ökologischen Wandel befindet.

Richtig. Die Elektrifizierung schreitet aktuell in nahezu jeder Branche voran. Nicht nur auf der Straße werden Elektroantriebe mehr und mehr zum Standard, auch in der industriellen Fertigung werden beispielsweise hydraulische Systeme durch elektrische Antriebssysteme ersetzt. Hier ist das Thema der Energiespeicherung keine so große Herausforderung wie in einem Auto, jedoch wird auch hier eine immer höhere Leistungsdichte in immer kleiner werdenden Komponenten gefordert. Daher kommen unsere Materialien auch der industriellen Weiterentwicklung zu Gute. Es entwickelt sich aber noch eine weitere, komplett neue Branche – das elektrische Fliegen. Hier brauchen wir Flugzeuge, die so leicht wie möglich sind und die elektrische Motoren haben, die ebenfalls so wenig Gewicht wie möglich aufweisen und dabei hocheffizient sein müssen. Daher ist nur das Neuste vom Neuen und das Beste vom Besten gefragt. Die Luftfahrt lebt von Langzeitinvestitionen, da die Flugzeuge für Jahrzehnte eingesetzt werden müssen. Daher wird hier auch sehr weit vorausentwickelt. Ein Mittelstreckenflug mit Elektroantrieb, zum Beispiel von Deutschland nach Mallorca, wird wohl erst in 20 bis 30 Jahren Realität werden. Es entwickeln sich aber aktuell, insbesondere in der urbanen Mobilität, völlig neue Konzepte, die auf unsere Technik bauen. Zum Beispiel autonome Lieferdrohnen, die Produkte von großen Onlinehändlern ausliefern oder Lufttaxis mit Elektroantrieb, die uns in Zukunft völlig ohne Stau von A nach B bringen.

Rennwagen mit elektrischem Hochleistungsantrieb (Quelle: art_zzz - stock.adobe.com)Diese entschiedene Innovationskraft wird beim elektrischen Fahren und beim elektrischen Fliegen gebraucht. Wo sehen Sie die Parallelen in den beiden Entwicklungen?

Wir bewegen uns generell in einem komplexen, dynamischen Bereich. Das ist gut, denn Stillstand ist Rückschritt. In der Antriebstechnik der E-Mobilität verfügen wir inzwischen über eine enorme Bandbreite an Wissen und Technik – zum Beispiel aus der Formel 1 und inzwischen auch aus der Formel E. 2009 wurde in der Formel 1 das sogenannte Kinetic-Energy-Recovery-System, kurz KERS, als Option eingeführt, das weiterentwickelte Energy Recovery System (ERS) ist nun seit 2014 Pflicht in der Formel 1. Ursprünglich waren es Hybridsysteme zur Bremsenergierückgewinnung für den schnellen Zusatzboost beim Überholmanöver. Mittlerweile ist die Hybridtechnologie komplett in die Motorkonstruktion integriert und der elektrische Anteil im Antrieb wird im kompletten Rennverlauf genutzt. An dieser Entwicklung ist die VAC seit Beginn beteiligt. Wie man an diesem Fall sieht, herrscht beim elektrischen Fahren ein regelrechter Innovationsdrang in Richtung mehr Nachhaltigkeit. Gleichzeitig darf in diesen Wettbewerben natürlich die sportliche Leistung nicht leiden und somit ist die Nachfrage nach hocheffizienten Produkten enorm groß. Die Produktentwicklung in einem solch innovativen Umfeld eröffnet ganz andere Möglichkeiten für uns, da die Optimierung von Leistung und Gewicht, gerade im Rennsport, höchste Priorität hat – ganz nach dem Motto: leichter, schneller, weiter!

Spannend! Wie „kriegen Sie da die Kurve“ zum Fahrzeug auf der Straße?

Die Daten und Erkenntnisse, die wir aus dem Rennsport bekommen, sind für uns ebenso wichtig, wie der Rennsport selbst – da diese Produkte früher oder später, z.B. bei Supersportwagen für den Individualverkehr, zum Einsatz kommen. Als Beispiel könnte man eine leistungsstarke Karbonbremse nennen. Diese wurde ursprünglich für den Rennsport entwickelt, wurde dann in den ersten Supersportwagen mit Straßenzulassungen eingesetzt und kann mittlerweile auch in vergleichsweise günstigen, seriennahen Sportwagen von BMW, Audi und Mercedes gefunden werden. Bei der Optimierung des Elektro-Antriebs spielt die Top-Down-Entwicklung, basierend auf Formel 1 und Formel E, eine entscheidende Rolle, weil hier bis an die Grenzen getestet werden kann. Wichtig sind aber auf der anderen Seite die vorrausschauende Herangehensweise und Prognosen für die Anwendbarkeit im Alltag. Wir leisten den Technologietransfer und entwickeln Produktvarianten, die für die Straße optimiert wurden. Natürlich sollen auch elektrische Sportwagen und Serienfahrzeuge leistungsstark und effizient sein, allerdings geht es hier nicht um die letzte Hundertstelsekunde, sondern um ein optimales Verhältnis zwischen Leistung und Preis. Das Geschäft stetig zu verbreitern bleibt das Ziel, über die Luxus-Oberklasse hinaus hin zu alltagstauglichen Produkten, die eine nachhaltige und klimaschonende Mobilität für uns alle ermöglichen.

Redaktion und Text: Talisa Dean

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