Zu den Metallen der Seltenen Erden zählen zum Beispiel Thulium, Dysprosium, Gadolinium und Neodym. Sie alle vereinen ein paar Eigenschaften: So ist ein Hauptmerkmal von Metallen der Seltenen Erden, dass sie sehr weich, silbrig und glänzend sind. Außerdem laufen sie an der Luft schnell an und manche der Metalle können sich sogar selbstständig entzünden, also aufgepasst! 

Woher haben Metalle der Seltenen Erden ihren Namen? 

Aber warum heißen die Metalle der Seltenen Erden eigentlich so? Liegt es daran, dass sie nur in der Erde vorkommen? Oder daran, dass sie total selten sind? Nicht ganz.
Vermutlich stammt der Name aus ihrer Entdeckungszeit, dem frühen 19. Jahrhundert. Damals wurden die Metalle in Mineralien entdeckt, und zwar in Form ihrer Oxide, das heißt in einer Verbindung mit Sauerstoff. Diese Oxid-Verbindungen hat man früher auch „Erden” genannt” und die Mineralien, in welchen die Metalle gefunden wurden, waren äußerst selten. Daher bekamen sie also ihren Namen: Metalle der Seltenen Erden. Inzwischen sagt man der Einfachheit halber häufig auch: Seltenerd-Metalle.

Adobe Stock: Wirestock (li) & Will Thomas (re)

Wie selten sind sie wirklich? 

Inzwischen haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler allerdings herausgefunden, dass die Metalle der „Seltenen” Erden eigentlich gar nicht so selten sind. Im Gegenteil: In kleineren Mengen kommen sie so gut wie überall auf der Welt vor, selbst hier in Deutschland! So hat man in Sachsen jahrelang Erze mit Seltenen Erden gefördert. Allerdings ist das Vorkommen in anderen Gebieten, vor allem in China, weitaus höher, so dass sich eine Förderung dort mehr lohnt.
Seltenerd-Metalle sind also nicht wirklich selten. Dennoch sind sie ein kostbares Gut!

Wie gewinnen wir Metalle der Seltenen Erden? 

Diese Metalle können leider nicht einfach aus dem Boden gegraben werden, da sie niemals allein, sondern nur in Verbindung mit Mineralien auftreten. Die aus dem Boden geschürften Mineralien werden mit Laugen und Säuren behandelt, damit die gewünschten Metalle so freigelegt werden. Zurück bleibt bei diesem Verfahren eine toxische Schlacke, die in schlimmen Fällen sogar radioaktive Stoffe enthält. Deshalb muss man extra künstliche Seen schaffen, in welchen die Schlacke sicher aufbewahrt werden kann. 

Jetzt siehst du, warum Seltenerd-Metalle trotz ihres vergleichsweise häufigen Vorkommens sehr kostbar sind und warum sparsam mit ihnen umgegangen werden sollte. 

Welche Rolle spielen Seltenerd-Metalle bei Elektroautos?

Nun hast du viel über die Metalle der Seltenen Erden erfahren – aber wozu genau werden sie eigentlich gebraucht? Ein Beispiel ist die Automobilindustrie. Vor allem bei Elektroautos spielen Seltenerd-Metalle eine elementare Rolle. In den Magneten, aus welchen die Motoren der Elektroautos bestehen, findet sich unter anderem das Metall Neodym. Dieses verstärkt die Magnetkraft maßgeblich, wodurch sich auch die Leistung der Motoren steigert.  

Kommen Seltenerd-Metalle auch noch bei anderen Autos vor? 

Ja! Seltenerd-Metalle werden nicht nur für Elektroautos gebraucht, auch in anderen Autos kommen sie häufig zum Einsatz. Zündkerzen enthalten zum Beispiel Yttrium. So haben sie eine besonders widerstandsfähige Oberfläche. Das ist wichtig, weil bei Zündkerzen öfter mal die Funken fliegen können. 

Außerdem sind es zwei Seltenerd-Metalle, nämlich Neodym und Cer, die für schöne, durchsichtige Fensterscheiben im Auto verantwortlich sind.  Wusstest du, dass diese Fensterscheiben eigentlich eisenhaltig und leicht bläulich sind? Dank beigemischtem Cer verwandelt sich der bläuliche in einen gelblichen Schimmer. Neodym wiederum absorbiert den Gelbton: Zurück bleibt eine wunderbar klare Scheibe, damit du beim Autofahren aus dem Fenster schauen kannst.

Foto: Mercedes-Benz

Neben den Metallen der Seltenen Erden werden in der Automobilindustrie natürlich auch noch allgemein bekanntere Metalle verarbeitet, wie zum Beispiel Stahl und Aluminium. Hier geht es direkt zu unserem ersten Blogbeitrag der Mini-Reihe, wo diese Metalle vorgestellt werden.

Beitragsfoto: Adobe Stock // RHJ

Jörg begrüßt mich und wir setzen uns im Showroom für das Interview – ein cooler, heller Raum, von wo aus man einen tollen Blick in die Halle hat. Witzig finde ich, dass Jörg in meinem Alter tatsächlich auch Reporter werden wollte. Natürlich frage ich ihn nach Tipps, was er mir rät, wenn ich später mal Vorstand werden möchte. Seine Antwort überrascht mich: „Hab Spaß an der Arbeit und such dir etwas aus, was dir wirklich Spaß macht!” Der Rest komme dann von ganz alleine.

Was ich ihn sonst noch alles gefragt habe, siehst du im Video. Doch jetzt wird es Zeit, mir die Halle mal genauer anzuschauen. Jörg nimmt mich mit und erzählt mir unterwegs spannende Dinge über die Factory56. Besonders beeindruckt mich die Größe – so groß wie 30 Fußballfelder! Da müsste ich ganz schön lange rennen, um von einem Ende zum anderen zu gelangen. Auf dem Dach sammeln jeden Tag 12.000 Solarzellen Energie für den Betrieb der Halle.

Kein Stau am „Stuttgarter Kreuz”

Während wir uns unterhalten, kommen wir an einer Art Kreuzung an. Und hier geht es ganz schön wuselig zu: Ein bisschen wie auf einer richtigen Straßenkreuzung, weswegen dieser Punkt auch „Stuttgarter Kreuz” genannt wird. Nicht nur die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind unterwegs, sondern auch unzählige kleine und größere Wagen – die ganz von alleine fahren. AGVs nennt Jörg sie: „Automated Guided Vehicles”, die Materialien zu den einzelnen Stationen der Produktionslinie bringen.

Und wie das auf so einer Kreuzung so ist, gibt es manchmal sogar Stau. Aber eigentlich kommen sich die Wagen nicht gegenseitig in die Quere. Jeder fährt auf einer eigenen Linie am Boden – und passieren kann nichts, auch nicht, wenn ich einem von ihnen aus Versehen in den Weg laufen würde. Spezielle Sensoren sorgen dafür, dass die Wagen automatisch abbremsen, wenn sie ein Hindernis vor sich haben. 

Bücken beim Arbeiten? Nicht in der Factory56!

Jetzt schauen wir uns aber an, wie die Autos gebaut werden! Die Produktion hier hat einige Besonderheiten, die sich die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die hier Tag für Tag arbeiten, teilweise selbst ausgedacht haben. An einer Stelle muss zum Beispiel am Unterboden der Autos geschraubt werden – und das wäre auf Dauer ganz schön anstrengend, wenn man sich dabei die ganze Zeit bücken müsste. Hierfür gibt es eine ganz einfache Lösung: Die Autos werden einfach auf die Seite gedreht – so kommt man überall ganz einfach hin. 

Mir fällt auf, dass die Autos auf der Linie unterschiedlich aussehen – und das nicht nur, was die Farbe der Karosserie betrifft. Auch das ist eine Besonderheit der Factory56. Hier werden Elektrofahrzeuge und Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor gebaut, und zwar auf ein und derselben Produktionsstraße. Das stelle ich mir ganz schön kompliziert vor, dass immer die richtigen Materialien zur richtigen Zeit am richtigen Platz sind – aber die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter behalten den Überblick, mit Hilfe großer Bildschirme.

Montieren wie die Profis

Das sieht so spannend aus hier und so modern – jetzt möchte ich auch mal etwas selbst ausprobieren. Ich frage Jörg, ob ich das darf, und er hat eine Idee. Reifen wechseln kenne ich von meinen Eltern, das machen sie auch zweimal im Jahr. Hier geht das ein bisschen schneller.

Philipp, einer der Mitarbeiter in der Factory56, zeigt mir, wie die Räder an die ganz neuen Autos montiert werden. Ich hätte mir das total schwer vorgestellt, aber das Rad ist bereits auf einer Vorrichtung, die man mit Rollen einfach ans Auto heranschieben kann. Und mit dem entsprechenden Werkzeug habe ich es super fix angeschraubt, alle Schrauben gleichzeitig. Das geht wirklich leicht und macht sogar richtig Spaß!

Ein Kinderspiel – oder doch ein bisschen knifflig?

Damit ist mein Tag in der Factory56 auch schon zu Ende. Feierabend sozusagen!

Übrigens: Manchmal denken wir Kinderreporter uns auch ein paar besondere Dinge für unsere Interviewpartner aus. Dieses Mal habe ich Jörg für den Interview-Teil meines Besuches ein Quiz mitgebracht. Ob er wohl alle Mercedes-Benz Werke erkannt hat …?

Sieh selbst im neuesten Video:

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Alle Fotos: Mercedes-Benz

Was uns bei unseren Kinderreporter-Einsätzen erwartet, ist jedes Mal eine große Überraschung. Dieses Mal wussten wir nur eins: Es wird groß – denn es geht ins Mercedes-Benz Werk Wörth, wo LKW hergestellt werden. Passend dazu haben Milena und ich unseren ferngesteuerten Spielzeug-Actros mitgebracht – die großen Lastwagen dürfen wir ja noch nicht fahren.

Schwere Einzelteile für große Fahrzeuge

Wir haben so viel Spaß dabei, mit dem kleinen LKW zwischen den großen Trucks umherzuflitzen, dass wir nicht aufpassen. Der Spielzeug-Truck fährt jemandem gegen den Fuß – keinem anderen als unserem heutigen Interviewpartner Matthias Jurytko, Leiter des Werk Wörth. Der nimmt es mit Humor, hebt den Truck auf und begrüßt uns lachend.

Ich bin ganz überrascht, als Matthias uns erzählt, dass keine zwei LKW, die hier vom Band gehen, genau gleich sind. Es gibt so viele Kombinationen – allein bei den Farben! Wenn jemand einen LKW bestellt, kann er sich ganz genau aussuchen, was er möchte, und der LKW wird dann genau so gebaut. Das stellen Milena und ich uns ziemlich kompliziert vor.

Milena fragt nach, ob die Teile in der Produktion von so großen Fahrzeugen nicht auch besonders schwer sind. Matthias sagt, dass es für die besonders schweren Einzelteile besondere Hilfsmittel gibt, sodass die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter es bei ihrer täglichen Arbeit leichter haben und nicht so schwer heben müssen. Das ist gut – sonst wäre es sicher sehr anstrengend, einen LKW zu bauen!

Milena und ich packen an

Jetzt haben wir so viel über die LKW-Produktion gehört, jetzt wollen wir es auch einmal aus der Nähe sehen. Ein paar Stationen haben wir ja schon entdeckt, als wir mit unserem Spielzeug-LKW durch die Halle gedüst sind. Aber jetzt kommt ein Mitarbeiter von Matthias, Frederik Neises, der uns alles zeigen und genauer erklären kann.

Mit ihm ziehen wir weiter zu dem Teil am Band, wo die Fahrerkabinen zusammengebaut werden. Aber zuerst begrüßen wir einmal die Mitarbeiter am Band – auf ganz besondere Kinderreporter-Art. Dann zeigt uns Frederik, wie das Cockpit in die Fahrerkabinen eingebaut wird. Wie Milena und ich den Mitarbeitern so zuschauen, bekomme ich direkt Lust, das selber mal auszuprobieren. Ich frage Frederik einfach ganz direkt, ob wir auch mit anpacken dürfen. Und tatsächlich: Unter seiner Anleitung dürfen wir selber ein paar Schrauben festziehen. Das geht mit speziellem Werkzeug ganz leicht.

Vorhin haben wir noch von schweren Teilen gesprochen, jetzt stehen wir vor einer Station mit einem richtig schweren Teil des LKW: dem Rahmenbau. Nachdem der Rahmen lackiert ist, muss er einmal umgedreht werden. Das geht innerhalb weniger Sekunden ganz automatisch. Und auch hier dürfen wir den Kollegen helfen, ein paar Schrauben reindrehen und sogar einen der schweren Rahmen mit einer Fernsteuerung an den richtigen Platz bewegen. Das hat Spaß gemacht!

Kamera statt Spiegel: Cool!

An unserer letzten Station, dem Lackübergabeplatz, steht ein ganz besonderer, ganz neuer LKW. Mir fällt direkt auf, was an diesem anders ist: keine Außenspiegel! Wie kann das sein, der Fahrer muss doch etwas sehen können. Frederik erklärt uns, dass hier Kameras die Aufgabe der Seitenspiegel übernehmen. Der Fahrer sieht auf einem kleinen Bildschirm im Inneren des Cockpits, was die Kameras draußen aufnehmen. Das sorgt für weniger Luftwiderstand – und somit verbraucht der LKW auch weniger Benzin.

Wie cool es wäre, wenn Milena und ich auch in so einem riesigen LKW nach Hause fahren könnten. Wir verabschieden uns von Frederik und winken dem Actros hinterher. Wir freuen uns jetzt schon auf unseren nächsten Einsatz.

In diesem Video seht ihr, was wir in Wörth alles erlebt haben:

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Ein Auto besteht aus Tausenden von Einzelteilen, die alle während der Produktion zum vollständigen Auto zusammengesetzt werden. Das passiert jedoch nicht alles am gleichen Fleck – verschiedene sogenannte Baugruppen werden jeweils separat zusammengesetzt. So hat man zuerst mehrere größere Einzelteile, die dann zum vollständigen Auto werden. Vieles von dieser Arbeit wird von Robotern erledigt.

Eine Verbindung für immer

Eines dieser größeren Einzelteile ist die Karosserie. Das ist das “Gerüst” des Autos – Fachleute sagen auch “Aufbau”. Es verbindet alle Fahrzeugteile stabil miteinander. Die Einzelteile, aus denen eine Karosserie besteht, kommen aus dem Presswerk. Sie sind relativ schwer und müssen noch zur Karosserie zusammengeschweißt werden – das übernehmen Roboter.

In einem anderen Teil der Fertigungsstraße wird der Motor des Fahrzeugs zusammengesetzt – ebenfalls ein recht schweres Bauteil, das aus vielen Einzelteilen besteht.

Doch ein Motor alleine ist noch kein Auto – ebenso wenig wie eine Karosserie ohne Motor. Was muss passieren? Die beiden Teile müssen zusammenkommen! Und zwar dauerhaft – sie werden fest miteinander verschraubt und in der Regel nie wieder getrennt. Deswegen und weil der Moment so bedeutend ist, haben die Automobilbauer diesem Produktionsschritt einen besonderen Namen gegeben, nämlich Hochzeit.

Begriffe aus der Automobilindustrie für Kinder: Was ist eine Hochzeit? Genius, Genius Wissenscommunity, MINT Bildungsinitiative von Daimler
Die Motoren werden auf einer separaten Fertigungsstraße montiert // Bild: Daimler AG

Auf die Bedürfnisse der Mitarbeiter abgestimmt

Heute passiert das Verschrauben von Karosserie und Motor auf der Fertigungsstraße übrigens vollautomatisch. Arbeiter müssen nur eingreifen, wenn etwas nicht funktioniert. Früher musste jedoch alles noch von Hand gemacht werden. Das war ziemlich anstrengend – vor allem, weil die Arbeiter unter der Konstruktion standen und über ihren Köpfen die schwere Montagearbeit verrichten mussten. Dass einem da nach kurzer Zeit Nacken und Arme wehtun, kannst du dir bestimmt vorstellen.

Heute ist das anders: Wo in der Montage Menschen arbeiten, sind alle Geräte so entwickelt worden, dass keine unbequemen oder gar ungesunden Körperhaltungen notwendig sind. “Ergonomisch” nennen Fachleute das.

Emma und Nick als “Trauzeugen”

Dass es in der Automobilindustrie manchmal lustige Wörter gibt, ist auch unseren beiden Kinderreportern Emma und Nick aufgefallen. “Was bedeutet denn Hochzeit?”, fragte Nick beim letzten Besuch im Mercedes-Benz-Werk in Sindelfingen den Standortverantwortlichen Michael Bauer. Der konnte die Frage natürlich beantworten – hatte gleichzeitig jedoch eine viel tollere Idee: Er stellte Emma und Nick Ulrike Graze, Chefin der Montage, vor, die die beiden mit in die Produktionshalle nahm. Dort konnten sie die“Hochzeit” live miterleben. Schau dir hier ihr Video an:

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Alle Bilder: Daimler AG

Im Showroom angekommen, staunen wir nicht schlecht, was es hier alles zu sehen gibt. Ganz nah sind die Bänder mit den Karossen, die noch richtig nackt aussehen. Wie in einer Achterbahn werden die Autos in die Höhe gehoben. An jeder Station kommen Teile dazu – Montagelinie heißt das hier – bis am Schluss das fertige Fahrzeug vom Band läuft.

Dann ist es auch schon so weit und unser Interview mit Michael Bauer, dem Standortverantwortlichen, startet. Wir erfahren viel Spannendes von ihm über die Autoproduktion, aber er plaudert auch aus seinem Leben. Er verrät uns, dass er schon als Kind super gerne mit Autos gespielt hat, am liebsten bei seiner Oma auf dem Teppich. Der hatte ein Muster wie eine Straße. Klar, dass er seinen Job im Mercedes-Benz Werk in Sindelfingen liebt!

Im Showroom erzählt uns Michael Bauer Spannendes aus seinem Arbeitsalltag

Ich möchte wissen, ob die Autos irgendwann auch von ganz alleine zum Kunden fahren werden. Das stelle ich mir witzig vor: Wenn ich groß bin, bestelle ich mir meine eigene S-Klasse und die fährt dann automatisch vom Werk bis vor meine Haustür. Michael lacht und sagt, es bleibt abzuwarten, ob das so passieren wird.

Vom Band bis zum Verladeplatz klappt das heute schon. Er ist sich aber sicher, dass Autos eines Tages tatsächlich alleine auf der Straße fahren werden. Emma und ich nicken – und erinnern uns an den Tag, als wir mit Enrico Wohlfahrth im Lkw mit Highway Pilot mitfahren durften. Hoffentlich dürfen wir bald auch mal in einer selbstfahrenden S-Klasse mitfahren!

Eine Hochzeit in einer Produktionshalle?

Dann fällt mir ein, dass ich immer wieder lustige Begriffe aus der Autoproduktion gehört habe, die auf den ersten Blick doch so gar nicht passen. Besonders die “Hochzeit” interessiert mich. Heiraten hier eigentlich Brautpaare zwischen Karosserien und Motoren?

Michael erklärt, was es damit auf sich hat: Die Hochzeit in der Autoproduktion ist wie im wahren Leben, sagt er: Zwei Teile, die zusammengehören, werden verbunden. Hier sind es Motor und Karosserie, die in diesem Produktionsschritt verschraubt werden. Für die Automacher ist das ein ganz besonderer Moment und daher hat er auch diesen ganz besonderen Namen. Ein Aha-Moment für Emma und mich – wieder etwas Tolles gelernt! Ob das unsere Klassenkameraden wohl auch wissen?

Michael hat eine Idee. Er hat uns erklärt, was eine Hochzeit ist – seine Kollegin Ulrike, die hier Chefin in der Montage ist, kann es uns sogar direkt zeigen! Emma und ich sind begeistert und sagen natürlich sofort Ja. Wir verabschieden uns von Michael und machen uns auf die Suche nach Ulrike.

Mit Ulrike Graze geht es direkt in die Produktionshalle

Und tatsächlich – mit ihr können wir uns den Moment, wenn Karosserie und Motor zusammenkommen, ganz aus der Nähe anschauen, als Trauzeugen sozusagen. Spannend, wie das ganz automatisch funktioniert! Da muss sich niemand mehr umständlich strecken und über Kopf schwere Teile verschrauben. Früher war das noch so, erzählt Ulrike. Puh, das stelle ich mir ganz schön anstrengend vor.

Ganz nah dran an der S-Klasse

Doch es gibt noch mehr Neues zu entdecken, wo wir doch gerade sowieso direkt am Band stehen. Ulrike zeigt uns, wie die Sitze in die Autos verbaut werden. Und auch hier sind wir begeistert, wie alles ineinandergreift und wie jeder Mitarbeiter genau weiß, was er zu tun hat.

Emma möchte wissen, was die Mitarbeiter machen, wenn sie mal um die Ecke müssen. Im ersten Augenblick muss ich über die Frage grinsen, doch sie hat ja Recht! Am Band muss ständig gearbeitet werden. Ulrike erklärt uns, dass es dann einen Kollegen gibt, der einspringt.

Ganz nah dran an der S-Klasse

Anstatt nur neben dem Band zu stehen und uns alles zu erklären, macht Ulrike etwas ganz Tolles: Sie geht mit uns direkt auf das Band. Zwischen glänzenden neuen S-Klassen und den Montage-Kollegen können wir uns alles ganz genau anschauen und überall Fragen stellen, wenn wir etwas genauer wissen wollen. Wir merken Ulrike dabei total an, wie viel Spaß ihr die Arbeit in der Produktion dieser tollen Autos macht.

Ein spannender Tag voller Eindrücke geht zu Ende

Wir könnten noch stundenlang so weitermachen. Am liebsten würde ich mir jeden einzelnen Produktionsschritt genau ansehen! Doch irgendwann geht auch der schönste Tag zu Ende und wir müssen uns von Ulrike verabschieden. Auf jeden Fall sind Emma und ich schon super gespannt, welche Abenteuer wir als Genius Kinderreporter als Nächstes erleben werden!

Schau dir in der Zwischenzeit auf jeden Fall unser Video auf YouTube an:

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Alle Bilder: Genius

Hast du dir schon einmal überlegt, für was wir alles Strom brauchen? Wenn du schon mal einen Stromausfall miterlebt hast, dann ist dir das sicher auch schon schmerzlich bewusst geworden. Jeder Haushalt braucht eine bestimmte Menge an Strom, auf die er angewiesen ist. Stell dir mal vor, man würde den Stromverbrauch aller Haushalte auf der Welt zusammenrechnen. Da würde eine unglaubliche Menge herauskommen. Und dann kommen noch die ganzen Fabriken und Produktionsbetriebe dazu … Du merkst sicherlich, worauf wir hinauswollen. Der Stromverbrauch auf der Erde ist enorm. Aber: Was ist Strom eigentlich und wie wird er erzeugt?

Elektrische Energie

Warum muss man Strom sparen?
Bei einem Stromausfall fehlt nicht nur das Licht

Das Wort „Strom“ kann man ganz einfach übersetzen mit „elektrische Energie“. Diese elektrische Energie kann aus verschiedenen Energieformen erzeugt werden – wie beispielsweise Bewegung. Das kennst du von deinem Fahrraddynamo: Wenn du in die Pedale trittst, entsteht Bewegungsenergie und die wird vom Dynamo umgewandelt in elektrische Energie. Doch um die ganze Welt mit Energie zu versorgen, bräuchte es ganz schön viele Fahrräder und selbst dann würde die Energie nicht ausreichen.

Kraftwerke als Stromquelle

Den Strom, der zu dir nach Hause kommt, kann man zum Beispiel aus Atomenergie gewinnen. Das war lange sehr verbreitet und wird in sogenannten Atomkraftwerken gemacht. Außerdem kann man fossile Stoffe wie Erdöl, Erdgas oder Braunkohle verbrennen und daraus Wärmeenergie gewinnen. Braunkohle zum Beispiel verbrennt man in Kohlekraftwerken, Erdgas in Gasturbinenkraftwerken. Heute versucht man immer mehr Strom aus sogenannten „erneuerbaren Energien“ zu gewinnen. Das sind zum Beispiel Sonne, Wasser und Wind: also Energien, die sich nicht wie Kohle oder Erdöl aufbrauchen. Diese Art der Gewinnung ist nicht ganz einfach, denn Strom muss rund um die Uhr zur Verfügung stehen. Und wie wäre es, wenn man sich nur Mittagessen kochen könnte, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht?

Warum muss man Strom sparen?
Ein Kohlekraftwerk produziert jede Menge schädliches CO₂; Bild: www.shutterstock.com / ShutterProductions

Die Umwelt schonen

Egal, wo der Strom herkommt – die Produktion ist in allen Fällen ziemlich teuer. Und: Das Erzeugen von Strom ist häufig belastend für unsere Umwelt. Deshalb möchte die Bundesregierung in Zukunft immer mehr auf erneuerbare Energiequellen zugreifen. Kohle-, Atom- und Gasturbinenkraftwerke haben eine schlechte Auswirkung auf unser Klima. Bei der Stromgewinnung aus Atomenergie entsteht radioaktiver Abfall. Das kann sehr schädlich für uns Menschen sein und Krankheiten wie Krebs verursachen. Bei der Verbrennung von fossilen Stoffen entsteht außerdem Kohlenstoffdioxid, Feinstaub und andere Abgase, die für Mensch und Umwelt schädlich sind.

Warum muss man Strom sparen?
Daimler hat eine Photovoltaikanlage gebaut – Roboter werden in einem Produktionsfeld so mit Solarstrom versorgt; Bild: Daimler AG

Smart Grid

Nun braucht man auch für die Produktion von Autos eine ganze Menge Strom. Die Roboter in der Fabrik betrifft das vor allem im Karosseriebau. Die Daimler AG möchte deshalb in Zukunft mit einem sogenannten „Smart Grid“ arbeiten. Das ist ein schlaues und umweltfreundliches Energienetz. Zum Test wurden im Daimler Werk in Sindelfingen eine Produktionsanlage mit Robotern und eine Photovoltaikanlage gebaut, die Solarstrom an die Produktionsanlage liefert. Mithilfe digitaler Messtechnik wird in der Fabrik ermittelt, wie viel Energie von welchem Roboter benötigt wird. Energie, die gerade nicht gebraucht wird, soll vom System gespeichert werden, damit sie zu einem anderen Zeitpunkt wieder verwendet werden kann.

Über die Stromleitungen in der Luft läuft Wechselstrom

Von Wechselstrom zu Gleichstrom

Außerdem werden die Roboter durch die Solarenergie nicht mehr mit Wechselstrom, sondern mit Gleichstrom versorgt. Gleichstrom ist elektrischer Strom, der im Gegensatz  zu Wechselstrom in die gleiche Richtung fließt und Energie spart.

Der Strom aus deiner Steckdose Zuhause ist normalerweise Wechselstrom. Haushaltsgeräte wie Wasserkocher benötigen aber Gleichstrom und wandeln den Strom aus der Steckdose wieder um. Warum so umständlich? Ganz einfach: Um elektrische Energie über große Entfernungen zu übertragen (also vom Kraftwerk in die Haushalte) brauch es eine hohe Spannung. Bei einer zu geringen Spannung geht zu viel der Energie verloren. Wechselstrom kann man in der Spannung „hochtransformieren“, Gleichstrom nicht. Deshalb kommt aus den Kraftwerken immer Wechselstrom.

Warum muss man Strom sparen?
Die Testzelle in Sindelfingen ist in Betrieb; Bild: Daimler AG

Die Daimler AG will nun mit dem Smart Grid alle Roboter mit Gleichstrom aus Solarenergie versorgen. Gleichzeitig ist die Produktionsanlage aber noch an das Wechselstromnetz angeschlossen. Das ist als Reservequelle für den Notfall gedacht – falls der Solarstrom mal knapp wird. Das Projekt in Sindelfingen ist für den Autobauer ein weiterer Schritt zu einer umweltfreundlichen Energieversorgung in der Produktion. Die Roboter in Sindelfingen arbeiten schon mit Solarenergie und stellen Bauteile für die Autos her.

Beitragsbild: Daimler AG

 

Smart Factory = Roboter-Fabrik?

Roboterwerk
Der Einsatz von Robotern gehört schon seit vielen Jahren zum Standard beim Automobilbau

Stell dir vor, dein Vater bestellt ein Auto. Von seiner Bestellung im Internet über die komplette Fertigung, bis zur Lieferung des neuen Flitzers vor die Haustür, kommen so gut wie nur Maschinen mit dem Auto in Kontakt – keine Menschen. Wenn man weit in die Zukunft blickt, könnte es vielleicht eines Tages dazu kommen. Doch aktuell verfolgen Autobauer wie Daimler andere Ziele: In ihren intelligenten Fabriken wollen sie zwar auf modernste und intelligente Roboter setzen – sie sollen jedoch nicht komplett eigenständig, sondern im perfekten Einklang mit den Mitarbeiten arbeiten.

Wie so eine Smart Factory aussieht und warum sie der Kern der Industrie 4.0 ist, haben wir dir bereits in den ersten beiden Teilen unserer Serie erklärt. Deshalb nehmen wir nun noch einmal den Faktor Mensch als wichtigen Teil in der intelligenten Fabrik unter die Lupe.

Eine Frage der Ethik?

Das Roboter irgendwann einmal Menschen bei vielen Aufgaben komplett ablösen ist eine Theorie, vor der tatsächlich nicht wenige Menschen Angst haben. Vor allem Personen, deren Jobs von intelligenten Maschinen ausgeübt werden könnten.

Die Tatsache ist, dass Roboter tatsächlich viele Tätigkeiten schneller und besser ausführen können als wir Menschen. Sollte man nun trotzdem aus ethischen Gründen auf diese Maschinen verzichten, damit die Monteure nicht ihren Arbeitsplatz verlieren? Wenn wir beim Beispiel von Daimler bleiben, stellt sich diese Frage allerdings nicht: Für den Fahrzeughersteller heißt es nicht Mensch oder Roboter, sondern Mensch mit Roboter. Diese Strategie bietet die größten Chancen: Roboter erledigen ausdauernde Aufgaben, in denen sie besser sind und entlasten dadurch den Menschen anstatt ihn zu ersetzen. Dieser kann somit seine Zeit und Energie bei Tätigkeiten einsetzen, bei denen die menschlichen Fähigkeiten viel besser zur Geltung kommen, wie beispielsweise die Kommunikation oder die Kreativität.

Smart Factory = Mensch-Roboter-Fabrik

MRK
Daimler setzt in seiner Smart Factory auf die Zusammenarbeit von Robotern und Menschen

Um unsere Ausgangsfrage zu beantworten: Nein, unsere Autos werden nicht in Zukunft von Robotern alleine gebaut. In der Automobilbranche werden trotz Industrie 4.0 die Mitarbeiter weiterhin im Mittelpunkt stehen. Denn menschlichen Faktoren wie Erfahrung, Flexibilität und Kreativität sind auch durch Smart Factories nicht ersetzbar. Somit wird die Fabrik der Zukunft nicht menschenleer sein.

Im Gegenteil: Daimler möchte die perfekte Kooperation zwischen Robotern und Menschen auf lange Sicht in seinen Fabriken etablieren. Dabei interagieren die Mitarbeiter direkt mit den Maschinen, als ob es ihre Kollegen wären: So nehmen bestimmte Roboter erst auf einen Schubser hin ihre Arbeit auf, oder es müssen bestimmte Gelenkarme vom Monteur zunächst an den richtigen Startpunkt bewegt werden. Beim sogenannten „Robot Farming“ betreut ein Mitarbeiter gleich mehrere Roboter.

Noch mehr über das Zusammenspiel von Menschen und Robotern bei Daimler erfährst du in diesem Video:

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Zielerreichung durch Zusammenarbeit

InCarRob
Beim so genannten „InCarRob“ sitzt der Roboter im Fahrzeug und übernimmt anstrengende „Überkopf-Tätigkeiten“

Daimler zielt also keineswegs auf eine komplette Technisierung und Automatisierung in intelligenten Fabriken ab. Durch die sogenannte Mensch-Roboter-Kommunikation sollen wichtige Ziele, wie eine bessere Qualität und die Steigerung der Produktivität erreicht werden. Wenn Menschen weniger körperliche Arbeit in den Fabriken verrichten müssen, können sie auch im höheren Alter ihren Job noch gut ausfüllen. Es werden also auch in Zukunft weiterhin viele technische Entwicklungen kommen, die unsere Produktionsprozesse und somit die ganze Arbeitswelt verändern werden.

Wirklich große Ziele lassen sich jedoch auch in der fernen Zukunft nur dann erreichen, wenn man die Kompetenzen der Menschen in die neuen Abläufe mit einbezieht.

 

Bilder: Daimler AG