Innovation Award 2011 - Die Preisträger im Detail

Preisverleihung am 28. Februar 2012

(PresseBox) (Schweinfurt, ) Segment Advanced Manufacturing

Erster Preis, Preisgeld 5.000 Euro

Dr.-Ing. Holger Surm für die Dissertation "Identifikation der verzugsbestimmenden Einflussgrößen beim Austenitisieren am Beispiel von Ringen aus dem Wälzlagerstahl 100Cr6"

Die Minimierung von Formänderungen (Verzug) in diversen Fertigungsstufen ist für Lieferanten von Bauteilen (z. B. Wälzlager) ein wichtiges Mittel zur Kostensenkung (z. B. Materialkosten, Schleifkosten). Die Dissertation liefert Hinweise, an welcher Stelle verzugsbestimmende Einflussgrößen zu erwarten sind, wie diese erfasst und bewertet werden können und welche Möglichkeiten ggf. bestehen, um diese zu reduzieren. Die Identifikation der verzugsrelevanten Einflussgrößen in der Wärmebehandlung erfolgt systematisch im Prozessschritt Austenitisieren. Basis dafür ist die Methode "Distortion Engineering" (Verzugsbeherrschung in der Fertigung), unter Anwendung der Statistischen Versuchsplanung und Versuchsauswertung sowie der Wärmebehandlungssimulation. Dabei werden experimentelle und simulatorische Möglichkeiten zur Verzugsoptimierung aufgezeigt und potenzielle Maßnahmen angesprochen, die Formabweichungen kompensieren können. Die Ergebnisse geben industriellen Anwendern wichtige Informationen, aus denen Maßnahmen zur Verzugsvermeidung in der industriellen Fertigung abgeleitet werden können.

Die Arbeit entstand an der Universität Bremen, Stiftung Institut für Werkstofftechnik, Prof. Dr. Zoch / Prof. Dr. Hoffmann.

Anerkennungspreis, Preisgeld 2.000 Euro

Dr.-Ing. Roland Meyer für die Dissertation "Neue Schneidengeometrien zur Verbesserung des Werkzeugeinsatzverhaltens beim Hartdrehen"

Die Arbeit wurde im Rahmen von Forschungsprojekten der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) durchgeführt und beschäftigt sich mit der geometrischen Werkzeugbeeinflussung und deren Auswirkungen auf die Oberflächeneigenschaften von Werkstoffen beim Hartdrehen. Die Bedeutung für die Lagerungstechnik besteht insbesondere darin, dass bereits heute wesentliche Komponenten (Ringe und Rollen) durch Hartdrehen bearbeitet werden. Neben der Lagerungstechnik sind die Erkenntnisse der Arbeit auf nahezu alle gehärteten Bauteile aus Stahl übertragbar, die hartgedreht werden. Die Arbeit zeigt, dass durch die gezielte Modifikation der Werkzeuggeometrien beim Hartdrehen enorme Produktivitätspotenziale erschlossen und Werkzugkosten reduziert werden können. Die gewonnenen Ergebnisse sind für zukünftige Entwicklungen von Zerspanungswerkzeugen und Zerspanungsprozessen für die Hartbearbeitung von großer Bedeutung. Die DFG weißt in ihrem Abschlussgutachten ausdrücklich auf die besondere Serienreife der Ergebnisse hin.

Die Arbeit entstand am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, Prof. Dr. Denkena.

Segment Product Innovation

Erster Preis, Preisgeld 5.000 Euro

Dr.-Ing. Daniel Becker für die Dissertation "Hoch belastete Großwälzlagerungen in Windenergieanlagen"

Der Offshore-Einsatz von Großwindenergieanlagen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Betriebsbedingungen sind aufgrund der salzhaltigen, korrosionsfördernden Umgebungsbedingungen extremer als an Land und stellen daher hohe Anforderungen an die Auswahl und Auslegung der in diesen Maschinen eingesetzten Maschinenelemente, wie Großwälzlager. Ziel der Arbeit ist die Optimierung der Tribosysteme des Rotorhaupt- und Blattlagers in Windenergieanlagen vor dem Hintergrund auftretender Korrosion (Blattlager) sowie kontaktmechanischer Einflussgrößen (Rotorhauptlager). Der Großteil der Arbeit widmet sich der theoretischen Simulation der Beanspruchung der Wälzkörper und Laufbahnen und deren Auswirkung auf Verschleiß und Ermüdungslaufzeit. Darüber hinaus zeigt die Arbeit ein weiterentwickeltes Prüfverfahren zur Beurteilung der Schmierfähigkeit und Gebrauchsdauer von Fetten für die Blattschmierung. Der entstandene Prüfstand ermöglicht die Optimierung der Schmierung und des Schmiermediums beim Einsatz in Blattlagern unter korrosiven Bedingungen. Die beiden entstandenen numerischen Berechnungsprogramme erlauben künftig eine noch bessere Einstellung der Bombierungsfunktionen hinsichtlich Mikro- und Makrotopografie und damit eine verbesserte Lastverteilung im Rotorhaupt- und Blattlager. Die Arbeit ist für die Wissenschaft sowie für die anwendende Wälzlagerindustrie gleichermaßen aktuell und sehr wertvoll.

Die Arbeit entstand am Institut für Tribologie und Energieumwandlungsmaschinen der TU Clausthal, Prof. Dr. Schwarze.

Anerkennungspreis, Preisgeld 2.000 Euro

Dipl.-Ing. Katrin Seiler für die Diplomarbeit "Untersuchungen zu den Schmierbedingungen im Kontakt Käfig/Außenring von Wälzlagern mit Hilfe des Mehrkörpersimulationsprogramms CABA3D"

Ein Schlüssel für die Realisierung effizienter Antriebssysteme stellt die Reduzierung mechanischer Verluste in Verbrennungsmotoren und Getrieben dar. Die Arbeit beschäftigt sich mit der verbesserten Simulation des Reibungsverhaltens von Wälzlagern unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses hoher Zentripetalbeschleunigungen. Da sich Reibung und Wälzlagerkinematik gegenseitig beeinflussen, ist eine aussagekräftige Simulation der Lagerdynamik nur mit einem realistischen Reibmodell möglich. Bisher basiert die Reibungsberechnung im Wälzlagermehrkörpersimulationsprogramm CABA3D im Kontakt zwischen Wälzlagerkäfig und Außenring auf der Annahme reiner Festkörperreibung. Ziel dieser Arbeit ist es, durch ein zusätzliches hydrodynamisches Modell den Anteil an Flüssigkeitsreibung im Kontakt Käfig/Außenring in CABA3D zu berücksichtigen. Das Neue an der Anwendung vorhandener Methoden ist es, diese auf den Käfig-Ring-Kontakt zu übertragen und damit für die Wälzlagersimulation nutzbar zu machen. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse zur Verbrauchsreduzierung durch Hybride Antriebssysteme und gekoppelte Verbrennungs- und Elektromotoren hat die Universität Erlangen-Nürnberg gemeinsam mit Schaeffler ein mehrjähriges Folgeprojekt zur Verbesserung von Wälzlagerreibungssimulationen gestartet, das von Frau Seiler federführend bearbeitet wird.

Frau Seiler ist Stipendiatin des Schaeffler-Stipendiums. Die Arbeit entstand am Lehrstuhl für Konstruktionstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Prof. Dr. Wartzack.

Anerkennungspreis, Preisgeld 1.000 Euro

Ladislaus Dobrenizki für die Bachelorarbeit "Grundlagen zum Thema trockene Reibung und Verschleiß in Wälz- und Gleitkontakten"

Ziel der Arbeit ist es, einen umfassenden Überblick über relevante Reibungs- und Verschleißmechanismen zu geben und diesen den Entwicklern und Konstrukteuren auf übersichtliche Art zugänglich zu machen. Der erarbeitete Katalog ist inzwischen eine wichtige Grundlage bei der Entwicklung von reibungs- und verschleißoptimierten Bauteilen und Komponenten. Die wichtigsten recherchierten Modelle wurden anhand von speziellen schematischen Darstellungen zusammengefasst, die den Entwicklern gezielt die wesentlichen Unterschiede und Zusammenhänge der Vielzahl an Modellen aufzeigen. Unter anderem wurde in der Arbeit ein Konzept für eine Reibungs- und Verschleißkarte erstellt, die eine schnelle Einordnung verschiedener tribologischer Phänomene zu einzelnen Reibungs- und Verschleißmechanismen ermöglicht. Sehr wertvoll ist auch die sich daraus ergebende Möglichkeit, eine einheitliche Nomenklatur für Reibung und Verschleiß einzuführen.

Die Arbeit entstand am Fachbereich Maschinenbau und Versorgungstechnik der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg, Prof. Dr. Grau, und bei Schaeffler Technologies AG & Co. KG in Herzogenaurach.

Segment Market Strategy

Erster Preis, Preisgeld 5.000 Euro

Dr. Jens Schmitt für die Dissertation "Strategisches Markenmanagement in Business-to-Business-Märkten"

Das Markenmanagement im Business-to-Business- (B-2-B) Umfeld gewinnt zunehmend an Bedeutung. Gründe dafür sind wachsende Angebotsvielfalt, Informationsüberflutung und Leistungshomogenisierung sowie die Zunahme internetbasierter Kaufprozesse. Die Marke kann so ein entscheidender Faktor zur Differenzierung im Wettbewerb sein. Als Qualitätssignal reduziert sie das vom Nachfrager wahrgenommene Kaufrisiko und leistet somit einen bedeutenden Beitrag zum Erfolg markenführender Unternehmen. Die Arbeit beschäftigt sich branchenübergreifend aus der Perspektive der Nachfrager und Anbieter mit der Wirksamkeit von Marken im B-2-B-Bereich. Anhand von drei empirischen Studien zeigt die Arbeit, unter welchen Bedingungen der Aufbau und die Führung starker Marken zum Unternehmenserfolg beitragen und wie Marken die Kaufentscheidungen von organisationalen Kunden beeinflussen. Sie vergleicht die Funktionsweise von Marken zwischen B-2-B- und B-2-C- (Business-to-Customer) Umfeld und identifiziert zentrale Stellhebel zur erfolgreichen Gestaltung des B-2-B-Markenmanagements. Die Fülle neuer und sehr interessanter Erkenntnisse ist für die Marketingwissenschaft von hoher Relevanz und liefert Anregungen für Kundenzufriedenheitsanalysen und Marktforschungsvorhaben.

Die Dissertation entstand am Lehrstuhl für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre und Marketing I der Universität Mannheim, Prof. Dr. Homburg.

Schulische Förderung

Erster Preis, Preisgeld 1.500 Euro

Gymnasium Bad Königshofen für das Projekt "Autostunt"

Im Rahmen eines Physikseminars montieren die Teilnehmer Modellautos, stimmen das Fahrwerk ab, bestimmen die Geschwindigkeit, konstruieren Sprungschanzen und erlernen die Steuerung der Autos. Anschließend werden Stunts gefilmt und am PC bearbeitet. Die Filmszenen werden unter Verwendung des physikalischen Grundwissens analysiert und die Stunts für ein ferngesteuertes Modellauto exakt geplant und durchgeführt. Es entsteht ein Film für Schüler der 9. Klassen, der Stunts aus physikalischer Sicht erklärt.

Das Projekt ist Teil eines Seminars für Schülerinnen und Schüler der 9. und 10. Klassen, die sich für Physik, Modellbau, Computer und Film interessieren. Projektleitung: Thomas Lang, Schulleitung: OStD Wolfgang Klose.

Zweiter Preis, Preisgeld 1.000 Euro

Hugo-von-Trimberg Mittelschule, Niederwerrn, für das Projekt "Lernen und Schülerselbsthilfe - Geräuschdämpfung (in der Mensa)"

Arbeitsgruppen der 9. und 10. M-Klassen nehmen Akustik-db-Messungen vor. Nach Auswertung werden schallabsorbierende Maßnahmen und Vorrichtungen geplant und durchgeführt. Die dafür erforderlichen umfangreichen Maßnahmen sind: Vermessung des Raumes, Berechnung der Nachhallzeit, Volumenberechnung, db-Messung während des Mensabetriebes, Anbringung von Dämmmaterial, Oberflächengestaltung. Ziel des Projektes ist, durch Geräuschdämmung der schuleigenen Mensa und eines hellhörigen Klassenzimmers die Verbesserung der Akustik zu erreichen und das Interesse bei den Schülern durch Selbsthilfe an den Naturwissenschaften zu wecken.

Teilnehmer sind Schülerinnen und Schüler der 9. und 10. Klasse. Projektleitung: Michel Steffen, Schulleitung: Rektorin Ute Kempf.

Zweiter Preis, Preisgeld 1.000 Euro

Alexander-von-Humboldt-Gymnasium, Schweinfurt, für das Projekt "Leben ist physikalisch - Physik ist lebendig"

Bei dem vernetzten Projekt der Biophysik und Medizintechnik sollen mit Hilfe physikalischer Modelle und Arbeitsmethoden weitreichende Aussagen über die Funktionsweise biologischer Systeme getroffen werden können.

Mit externen Partnern wie dem Institut für Didaktik der Physik der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Universität Würzburg wurde ein Liste sinnvoller Konzepte erarbeitet, um den Übergang der gymnasialen Bildung zum forschenden Lernen an der Universität zu erleichtern.

Die Zielsetzung des Projektes ist es, das Interesse der Schüler zu wecken, selbst zu experimentieren und Physik am eigenen Leib zu erfahren, u. a. durch Einrichtung eines Seminars in Zusammenarbeit mit der FH Schweinfurt und dem Leopoldina-Krankenhaus Schweinfurt.

Teilnehmer sind Schülerinnen und Schüler der 11. Jahrgangsstufe. Projektleitung: StR Dr. Rainer Dietrich, Schulleitung StD Harald Hirsch.

Weitere Anerkennungspreise erhalten das Regiomontanus-Gymnasium, Haßfurt ("W-Seminar 2011 - 2013: Komplexe in der Chemie"), das Gymnasium Herzogenaurach ("Experimente zu Mechanik und Optik"), das Johann-Philipp-von-Schönborn-Gymnasium, Münnerstadt ("Der Physik auf der Spur"), das Celtis-Gymnasium, Schweinfurt ("Mief raus - Sauerstoff rein") und das Olympia-Morata-Gymnasium, Schweinfurt ("Computerunterstützte Messwerterfassung und Datenauswertung"). Diese Preise werden zu einem späteren Zeitpunkt auf einer gesonderten Veranstaltung übergeben.
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