Kluge Köpfe weltweit: Gemeinsam zur nachhaltigen Mobilität

Knorr‑Bremse konnte sich mit seinen E-Kompressoren früh als führender Systemanbieter positionieren, der Nutzfahrzeugkunden auf ihrem Weg zur nachhaltigen Mobilität unterstützt. Gilles war von Beginn an eine treibende Kraft und arbeitet heute in Projekten für den elektrischen Schraubenkompressor (Electric Screw Compressor) und den Flügelzellenkompressor (Rotary Vane Compressor). „Beide finden ihren Einsatz in Elektro- und Hybrid-Lkw bzw. -Bussen,“ berichtet der Forschungsleiter für Kompressoren.

Gilles treibt mit neuen Anwendungen für Kompressoren die Elektrifizierung voran. Denn der Rotary Vane Compressor arbeitet sehr leise, energiesparend und lässt sich an die konstruktiven und technischen Anforderungen elektrischer Nutzfahrzeuge mit mittlerem bis geringem Bedarf an Druckluft anpassen. Dabei erzeugt der Rotary Vane Compressor 1 m³ Luft mit geringerem Energieaufwand aus Batterien als ein mit Dieselmotor angetriebener Kolbenkompressor. In Verbindung mit einem kompakten E-Motor bildet der Rotary Vane Compressor das sogenannte Electrical Vane Module (EVM). Dieses kann den Wirkungsgrad eines Antriebs im Nutzfahrzeug erheblich steigern, auch im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor. Die eingesetzte Energie wird also effizienter genutzt, was die Reichweite der E-Fahrzeuge steigert und diese attraktiver macht.

Kompressoren von Knorr‑Bremse sind seit zwanzig Jahren Gilles’ Leidenschaft. Der Diplomingenieur hat ihren Weg in die Elektrifizierung mitgeebnet. Eigenstromgewinnung und dessen effiziente Nutzung beschäftigen Gilles auch privat beim Umbau seines Hauses – Nachhaltigkeit kennt eben keinen Feierabend.

Wenn vor Edina eine Einheit des Bremssystems PF6 liegt, die seit gut 20 Jahren erfolgreich verbaut wird, dann ist klar: Jetzt ist Konstruktions-Know-how von ihr und dem Team gefragt. Denn der Schienenverkehr entwickelt sich ständig weiter. Damit das Bremssystem seinen Lebenszyklus fortsetzen kann, müssen alte Fahrzeugteile den neuen Anforderungen entsprechen. Um diese Kundenanliegen kümmert sich Edina, die seit 2010 in der Konstruktionsabteilung arbeitet, gemeinsam mit ihren Konstrukteuren.

Edina sichert den Betrieb von Bremssystemen über deren gesamte Produktlebensdauer. Sie erklärt: „Unser Team unterstützt unsere Produkte nicht nur während der Garantiezeit, sondern auch darüber hinaus. So können unsere Kunden sicher sein, dass unsere Bremssysteme ihre Aufgabe bis zum Ende ihrer Lebensdauer erfüllen. Wir analysieren deshalb alle Fehler und lassen sie in Form einer Entwicklung in unsere Konstruktionsprozesse einfließen.“ Die ausgebildete Maschinenbauingenieurin hat sich auf Schweißtechnik spezialisiert und glänzt durch Wissen und Ideenreichtum in der Konstruktion. Schließlich ist die Bearbeitung von Kundenanfragen ein komplexes Unterfangen. Edina nennt Beispiele: „Zur Einhaltung von Umweltrichtlinien vermeiden wir während des Konstruktionsprozesses bestimmte Materialien wie zum Beispiel chromhaltige Beschichtungen. Außerdem überdenken wir bestehende Designs hinsichtlich der Umweltschutzrichtlinien der EU. Das ist keine ganz leichte Aufgabe. Der Markt verlangt von uns, dass wir nachhaltig denken: Er erwartet von uns, dass wir Produkte herstellen, die so klein wie möglich und leicht zu warten sind. Wir versuchen, diese Erwartungen zu erfüllen.“

Der Beruf verlangt von Edina innovatives Denken. Und das hört nicht am Werkstor auf: „Ich fahre im Alltag ein Elektroauto, und ich würde mir wünschen, dass es einen herausnehmbaren, austauschbaren Akku besitzt, der aufgeladen werden kann, während ich den anderen Akku benutze.“ Um ihre eigenen Akkus wieder aufzuladen, geht Edina laufen – als Mitglied des Knorr‑Bremse Running Clubs.

Jean-Baptiste ist glücklich über die aktuelle Markteinführung des Kompressors für das Electric Vane Module (EVM). Hierzu arbeitete sein Team in Lisieux u. a. mit dem Center of Competence Air Supply in München zusammen.

Die Karriere von Jean-Baptiste ist gelebte E-Truck-Evolution. Als er vor 25 Jahren bei Knorr‑Bremse als Konstruktionsingenieur startete, war das Bewusstsein für den Klimawandel noch schwach ausgeprägt. „Um das Jahr 2010 wurde das Konzept der nachhaltigen Entwicklung in der Branche präsenter. Auf die geforderte Reduktion von Emissionen und Energieverbrauch bei Nutzfahrzeugen antworteten wir mit Kupplungskompressoren“, erinnert sich Jean Baptiste. Später entwickelte Lisieux für die ersten Hybridbusse – Elektromobilität wurde im Schwerlastverkehr ein Thema – den elektrischen Schraubenkompressor. Der kommt heute natürlich auch bei vollelektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugen zum Einsatz.

Ein Meilenstein war die COP21 in Paris 2015. Der Druck zur CO₂e-Reduktion wuchs und die Hersteller begannen mit der Entwicklung der ersten elektrischen Lkw-Generation. „Als Knorr‑Bremse haben wir diesen Übergang proaktiv begleitet, indem wir unsere Ressourcen durch Schulungen, Einstellungen und Investitionen angepasst haben“, berichtet Jean-Baptiste. Im Jahr 2020 verfestigte sich das Bewusstsein, dass Elektro-Lkw über kurz oder lang eine wichtige Rolle im Markt übernehmen werden.

Jean-Baptiste hat einen nachhaltigen Wissenshunger: „Ich wollte das Potenzial von Wasserstoff für den Schwerlastverkehr verstehen und dabei hat mich das Thema Energiewende begeistert.“ Dieser Enthusiasmus ist ansteckend, das erlebten 2023 rund 50 Mitarbeitende beim Teambildungstag in Lisieux. Dort teilte Jean-Baptiste sein Know-how zum Thema „Energiewende und ihre Auswirkungen auf die E-Mobilität“.

Elektrofahrzeuge können im Rekuperationsmodus beim Bremsen eine gewisse Energiemenge zurückgewinnen. Fernando begleitet von der Konzeption bis zur Implementierung die Entwicklung der Software Electric Vehicle Motion Control (eVMC). Die maximiert die Energierückgewinnung beim Bremsen und ermöglicht damit energieeffizientes Fahren. Antriebsstark ist auch Fernando: Nach dem Mechatronikstudium in Mexiko sammelte er sieben Jahre Berufserfahrung bei Bendix. Im Rahmen seiner Expatkarriere (Kulturelle Vielfalt fördern) unterstützt er seit 2021 das Team des eCUBATOR in München, die Innovationseinheit für Elektromobilität von Knorr‑Bremse.

Knorr‑Bremse will seinen Kunden immer die beste Bremssystemleistung bieten, auch im Zeitalter der E-Mobilität. Dazu arbeitet Fernando an der perfekten „Bremsenmischung”: „Wir suchen nach dem perfekten Gleichgewicht zwischen dem Einsatz von Reibungsbremsen und elektrischen Generatoren, um die Energieeffizienz zu maximieren und gleichzeitig das Fahrzeug stabil zu halten.” Diese Algorithmen werden dann in die Produkte der neuen Bremssteuerung Global Scalable Brake Control (GSBC) integriert. Die im eCUBATOR entwickelten Technologien können die Zuverlässigkeit und Leistung von Elektrofahrzeugen erhöhen und damit ihre Attraktivität für Flottenbetreiber stärken – davon ist Fernando überzeugt.

„Es ist Arbeit für einen höheren Zweck.” Fernando will seine Möglichkeiten zur Senkung der Treibhausgasemissionen im Verkehr nutzen: „Wir Fachleute in der Mobilitätsbranche tragen eine Verantwortung, weiter auf die angestrebte Klimaneutralität hinzuarbeiten.” Diese Einstellung verfolgt Fernando auch privat, als überzeugter ÖPNV-Nutzer.

Für Knorr‑Bremse in Suzhou stehen die Bedürfnisse der lokalen Kunden im Mittelpunkt. Diese fordern leichtere, leistungsfähige und intelligente Produkte. Ein Resultat dessen ist die Entwicklung einer Hochleistungs-Aluminiumscheibe für das Drehgestell des Schienenfahrzeugs. „Dieses Projekt wurde vor Ort initiiert und gemeinsam mit unseren europäischen Kollegen und Kolleginnen aufgesetzt”, berichtet Guangwen. Er startete vor 15 Jahren bei Knorr‑Bremse als Systemingenieur im Bereich Hochgeschwindigkeitszüge und verantwortet heute in Suzhou die Entwicklung der Drehgestell­ausrüstung.

Das Projekt Hochleistungs-Aluminiumscheiben bindet die Abteilungen Industrial Engineering, Einkauf, Qualität und Design vollständig mit ein. Diese enge Zusammenarbeit führt zu einem nachhaltigeren und damit wettbewerbsfähigeren Produkt, weiß Guangwen. Bei der Entwicklung von Hochleistungs-Aluminiumscheiben kombiniert Knorr‑Bremse Suzhou die Vorteile heimischer Anbieter von Sinteraluminium. Normalerweise werden bei höheren thermischen Anforderungen, z. B. bei Intercity-Zugprojekten, Stahlgussscheiben verwendet. Die Hochleistungs-Aluminiumscheiben jedoch reduzieren die ungefederte Masse stark, was den Energieverbrauch und die CO₂e-Emissionen erheblich verringert. Guangwen, der kürzlich promovierte, möchte sich und die Produkte von Knorr‑Bremse kontinuierlich verbessern. Dafür bietet Suzhou als wichtiger Entwicklungsstandort für konzernweite und lokale Anwendungsaufgaben hervorragende Voraussetzungen.

Teamwork begeistert Guangwen. Das gilt beruflich und auch privat beim Radfahren und Rudern: „Die Bewegung macht mich zum einen gesünder. Zum anderen wollen wir gemeinsam ein Ziel erreichen und dabei niemanden zurücklassen.“

Remanufacturing ist die Welt von Mauricio Costa. Der Produktionsleiter verantwortet im brasilianischen Itupeva die Wiederaufbereitung von Knorr‑Bremse Produkten der Division CVS. „Indem wir den Produkten ein weiteres Leben schenken, tragen wir in hohem Maße zur Wiederverwendung von Rohstoffen und damit zur CO₂e- und Abfallvermeidung bei“, erklärt Mauricio, der seit elf Jahren bei Knorr‑Bremse Brasil die Abteilung koordiniert. Doch aktuelle Projekte – beispielsweise die Komponentenaufbereitung der jüngsten Bremsengeneration – sind für ihn spannend wie am ersten Tag.

Im Remanufacturing wird genau geprüft, welche Produkte wiederaufbereitet und beim Kunden zum Einsatz kommen können. In Itupeva geht es hierbei vorwiegend um Druckluftscheibenbremsen, Kompressoren, Lufttrockner und Aktuatoren (Federbremsen). Die werden gereinigt, mechanisch aufbereitet und wieder in den Produktkreislauf geschickt. Dabei erfüllen sie die gleichen hohen Sicherheits- und Qualitätsstandards wie Neuprodukte. Mauricio ist sich mit seinem Team über die Bedeutung des Remanufacturing einig: „Die verlängerte Nutzung von Komponenten spart Energie und Rohstoffe in der Produktion ein, was die CO₂e-Emissionen senkt. Zugleich ermöglichen wiederaufbereitete Produkte unseren Kunden, den Lebens­zyklus ihrer Trucks zu verlängern. Das ist aus ökologischer und ökonomischer Sicht sehr sinnvoll.“

Mauricio beginnt seinen Arbeitstag schon ressourcen- und emissionssparend. Denn die rund 70 Kilometer Pendelstrecke zwischen seinem Wohnort São Paulo und Itupeva legt er in einer Fahrgemeinschaft zurück. Sieht Mauricio doch in seiner Heimatstadt die Luftverschmutzung und wünscht sich einen stärkeren Ausbau der öffentlichen Verkehrsmittel. Übrigens bleibt Mauricio auch zuhause der Kreislaufwirtschaft verbunden. Abfall wird streng sortiert und alles Wissen rund um einen nachhaltigen Lebensstil an seine Familie weitergegeben.

Im Jahr 2023 bekam Olivia die Möglichkeit, sich mit dem 3D-Metalldruck vertraut zu machen. In den letzten 20 Jahren hat sie sich intensiv mit Bremstafeln beschäftigt und nun ihre erste 3D-gedruckte Tafel für die Zusatzbremse eines Hochgeschwindigkeitszugs entworfen. „Additive Fertigung ist eine relativ neue Technologie in diesem Bereich, mit großen Zukunftsaussichten. Sie ermöglicht die Konstruktion komplexerer Geometrien. Aber noch spannender ist für mich der Nachhaltigkeitsaspekt dieser Technologie“, erzählt die Systemintegrationsingenieurin.

Olivia arbeitet eng mit französischen Projekt- und Systemingenieuren von Knorr‑Bremse und deren Expertenteam im 3D-Druck zusammen. Das Ergebnis ist eine ergonomischere und kleinere Tafel als das Original. Das Gewicht der Tafel beträgt nur ein Drittel des Gewichts der ursprünglichen Tafel. Zudem lassen sich die größenoptimierten 3D-gedruckten Strukturen mit geringerem Material- und Energieaufwand herstellen und tragen so zur Nachhaltigkeit bei. Diesen Mehrwert des Projekts haben Olivias Kolleginnen und Kollegen anerkannt und es mit dem Knorr‑Bremse Budapest RDM (R&D Mechanical) Excellence Award ausgezeichnet.

Eine gute Work-Life-Balance ist eine wesentliche Voraussetzung für gute Ingenieurarbeit. Olivia legt Wert auf ihre geistige und körperliche Gesundheit. Deshalb unternimmt sie lange Spaziergänge mit ihren beiden Hunden und joggt regelmäßig, auch als Mitglied des Knorr‑Bremse Budapest Running Club. „Als Mutter von zwei Kindern, die auch einen nachhaltigen Haushalt führt, freue ich mich sehr, eine so innovative und nachhaltige Technologie wie die additive Fertigung in meiner täglichen Arbeit einzusetzen und zu fördern“, erklärt Olivia.