Stahl-Innovationspreis Das sind die besten Konstruktionen aus Stahl

Vom Bierkasten aus Stahl, imposanten Bauwerken und neuen Oberflächenbeschichtungen – die Preisträger des Stahl-Innovationspreises sind vielfältig dieses Jahr. Wir stellen sie vor.

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ACE Stoßdämpfer GmbH

invenio AG

Ruderer Klebetechnik GmbH

Wirtschaftsvereinigung Stahl

Der Stahl-Innovationspreis wird alle drei Jahre von der Wirtschaftsvereinigung Stahl verliehen und würdigt diejenigen, die Stahl innovativ verwenden, mit ihm arbeiten, forschen, konstruieren und gestalten. In vier Kategorien und dem Sonderpreis Klimaschutz würdigte die Jury insgesamt 13 Preisträger.

Alle Preisträger im Überblick:

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Kategorie Produkte aus Stahl:

Flexible Stahlgewichte für die Landwirtschaft – Die Ballastverteilung bei Traktoren ist für die optimale Zugkraftübertragung und gleichzeitige Bodenschonung wichtig. Mit dem Ballast Wheel System des Unternehmens John Deere kann der Fahrer erstmals Radgewichte aus Stahl schnell und einfach an den Felgen montieren bzw. demontieren. Das neue System erlaubt eine perfekte Ballastierung, ohne den Anbauraum der Front- oder Heckhydraulik zu blockieren. Erstmals möglich ist die Ballastierung der Vorderräder mit Radgewichten.

Zuverlässig mähen mit Stahl – Das wichtigste Bauteil eines Mähwerks ist der Mähbalken. Der Mähbalken Max Cut von der Claas Saulgau GmbH bietet Anwendern eine verbesserte Schnittqualität. Im Unterschied zu anderen Scheibenmähwerken setzt Claas bei der Gestaltung des Balkengehäuses auf eine neue Technik: Die Balkenwanne wird mittels einer 3.000 t Hydraulikpresse aus einem Stück gezogen und in eine Wellenform gebracht.

Mikro-Dampfturbine wandelt ungenutzte Wärme in Eigenstrom – Viele industrielle Prozesse benötigen Dampf. Das Unternehmen Turbonik, ein Spin-off von Fraunhofer Umsicht, konstruierte deshalb eine Mikro-Dampfturbine, die Energie effizient nutzt, Kosten spart und CO₂-Emissionen nachhaltig reduziert. Bisher ungenutzte Wärmeenergie kann durch die Kombination von Dampferzeugungsprozess und Turbine einfach in elektrische Energie umgewandelt werden. Erst der Einsatz besonders hochlegierter Stähle unterscheidet die Mikro-Dampfturbine von konventioneller Dampfturbinentechnik. So kann auf die ökologisch nachteilige Ölschmierung verzichtet werden.

Kategorie Forschung und Entwicklung

Sichere Züge dank Stahl – Zusammenstöße im Zugverkehr können gravierende Folgen haben, passive Sicherheitsmaßnahmen wie crashgerechte Fahrzeugstrukturen mindern die Folgen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR entwickelte neue Crashmodule, die vollständig in die Wagenkastenstruktur integriert sind. Zentrale Komponenten sind mehrere Crashabsorber, die jeweils aus einem zylindrischen Rohr und einer Matrize bestehen. Im Crashfall werden die Rohre durch die sich verjüngenden Querschnitte der Matrizen gepresst. Hierbei wird eine umlaufende plastische Verformung der Rohre erzeugt und das Energieaufnahmevermögen des verwendeten hochmanganhaltigen Stahls bestmöglich ausgenutzt.

Stahlbauteile mit EHLA effizient beschichten – Reibbeanspruchte zylindrische Maschinenkomponenten aus Stahl werden häufig durch Hartverchromen, thermisches Spritzen oder Laserauftragschweißen geschützt. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen und der Lehrstuhl für digitale additive Produktion der RWTH Aachen entwickelten eine ökologisch und wirtschaftlich vorteilhaften Alternative: Das gemeinsam entwickelte Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen EHLA vermeidet Defizite wie u. a. die geringe Haftung beim thermischen Spritzen, eine niedrige Flächenrate beim (Laser-)Auftragschweißen oder den Einsatz von Chrom(VI)-Verbindungen beim Hartverchromen. Zudem ist EHLA deutlich energieeffizienter als die diese Verfahren. Die Innovation von EHLA besteht darin, dass die Pulverpartikel des metallischen Zusatzwerkstoffs nicht wie beim konventionellen Laserauftragschweißen erst im Schmelzbad, sondern bereits oberhalb dieses aufgeschmolzen werden.

Festere Stähle durch Nahordnung – Bei der Entwicklung neuer Stähle sollen vor allem die mechanischen Eigenschaften verbessert werden. Mechanismen zur Festigkeitssteigerung gehen dabei oft zulasten der Duktilität. Das Institut für Eisenhüttenkunde der RWTH Aachen hat mit dem Konzept der nahordnungsinduzierten Festigkeitssteigerung diesen Gegensatz überwunden.

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Kategorie Stahl im Bauwesen:

Fußgängersteg aus wetterfestem Baustahl – Um die jüngeren Stadtteile rechts der Isar besser an die Altstadt auf der anderen Flussseite anzubinden, erbaute die Stadt Freising eine neue Fuß- und Radwegbrücke in der ökologisch hoch sensiblen Auenlandschaft. Für die Planung und Realisierung des „Isarstegs Nord“ wurden die Münchner Büros J2M Architekten, Bergmeister Ingenieure und Structures mit dem Stahl-Innovationspreis 2018 in der Kategorie „Stahl im Bauwesen“ ausgezeichnet. Ein Stegverlauf mit Verzweigungen, der den Eindruck eines den Naturkräften folgenden Baumstamms vermittelt, charakterisiert die Architektur des aufgestelzten, insgesamt 160 m langen Brückenbauwerks.

Steckknoten aus Stahl im „Mitoseum“ – Das Empfangsgebäude des „Mitoseums“ in der Nähe von Bautzen ist als dreigeteiltes Bauwerk in Struktur, Farbe und transluzenter Gebäudehülle dem Prozess der Mitose – der Zellteilung – nachempfunden und soll den Ursprung des Lebens versinnbildlichen. Für die Entwicklung einer innovativen Knotenverbindung für das Tragsystem wurde Rimpf Architektur aus Hamburg mit dem Stahl-Innovationspreis 2018 in der Kategorie „Stahl im Bauwesen“ ausgezeichnet.

Markante Haltestelle in Stahl und Glas – Die oberirdische U- und S-Bahn-Haltestelle sowie die neue Verbindungsbrücke als zentraler Halte- und Umsteigepunkt „Elbbrücken“ in Hamburg ist für seinen komplexen Stahlbau mit dem Innovationspreis ausgezeichnet worden. Doppel-T-förmige Bogenbinder sind im Raster von 8 m verschränkt und sich gegenseitig höhengleich durchdringend angeordnet. Nach innen abgehängte und von der Tragkonstruktion getrennte Verglasungselemente schützen die späteren Nutzer der U-Bahn-Station vor Wind und Wetter. Die besondere technologische Herausforderung bestand in der Fertigung der verdrillt gekrümmten Doppel-T-Schweißprofile. Alle Flansch- und Stegbleche mussten aus ebenen Stahlflachstählen durch Krümmung hergestellt werden. Zum Einsatz kam eine vorhandene Presse, die so umgebaut wurde, dass „weiche“ Biegelinien durch Kaltumformung realisiert werden konnten.

Kategorie Stahl-Design

Der Bierkasten aus Stahl – Die Firma Höfats aus Unterthingau hat für ihre Beer Box, eine Weiterentwicklung der Getränkekiste, den Preis in der Kategorie „Stahl-Design“ erhalten. Die Beer Box ist die stählerne Version der handelsüblichen Getränkekiste. Und sie hat eine erweiterte Funktionalität, ohne komplexer zu werden. Ausgangsmaterial ist Blech aus 2 mm starkem wetterfestem Baustahl. Dieser Werkstoff hat die Eigenschaft, dass er mit seiner Korrosion eine festhaftende Schutzschicht ausbildet. Diese Patina wirkt lebendig und schützt den darunter liegenden Stahl vor weiterer Korrosion. Nach einem vorgegebenen Schnittmuster werden die Bleche per Laser geschnitten und anschließend gekantet. Firmenlogos können bei der Fertigung mit ausgelasert werden. Mit dem dazugehörenden Grillrost und dem Auflagebrett ist der Kasten komplett. Er ist auch in Kombination mit handelsüblichen Getränkekisten stapelbar und verbindet Grill, Tisch, Feuerkorb, Flaschenöffner, Getränkekiste und Hocker.

Druckmaschine Roland 700 Evolution – Die von Paul Kruse Product Design und Manroland Sheetfed GmbH entwickelte und umgesetzte Druckmaschine Roland 700 Evolution ist eine der modernsten und effizientesten Druckmaschinen für den Bogen-Offset-Druck. Ihren Einsatz findet sie in erster Linie beim hochwertigen Verpackungs- und Akzidenzdruck. Die Roland 700 Evolution wie auch der Leitstand sind fast ausschließlich aus Stahlerzeugnissen aufgebaut.

Gewebe aus Edelstahl – Die Promesh GmbH hat ein neues Gewebe aus Edelstahl entwickelt. Ursprünglich war SEDA nur für technische Aufgaben vorgesehen, insbesondere für die Filtration von Flüssigkeiten oder Gasen. Der reizvolle Glanz und die seidige, knitternde Oberfläche veranlassten die Promesh GmbH, Anwendungsmöglichkeiten in Architektur und Innenarchitektur zu planen. Wie bei textilen Stoffen wird auch dieses Gewebe klassisch mit Kette und Schuss hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Fäden aus nur 0,05 mm dünnem Edelstahldraht der Sorte 1.4301 bestehen. Die gewebten Bahnen sind 1,50 Meter breit und haben eine Dicke von rund 0,1 mm.

Sonderpreis Klimaschutz mit Stahl:

Effizientere Lkw-Motoren durch Abwärmenutzung – Ein vielversprechender Ansatz, um den Gesamtwirkungsgrad konventioneller Nutzfahrantriebe zu erhöhen, ist die Nutzung der im Abgas enthaltenen Restwärme durch einen nachgeschalteten thermodynamischen Kreisprozess. Als besonders geeignet gilt der Organic Rankine Cycle, kurz ORC. Bei dem Prozess wird ein flüssiges, organisches Arbeitsmedium unter erhöhtem Druck in einen Wärmetauscher gepumpt und durch Abwärme verdampft. In einer Expansionsmaschine wird der Dampf entspannt und potenzielle Energie in mechanische Arbeit umgewandelt. Danach kühlt der Dampf in einem Kondensator soweit ab, dass er sich wieder verflüssigt. Das Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik der Leibniz Universität Hannover entwickelte dafür eine Turbinen-Generatoreinheit, die auch in LKW eingesetzt werden kann.

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