Erweiterung der Motorenproduktion

Aktuell stehen in Bulle 118.000 m² Gesamtfläche für Produktion und Verwaltung zur Verfügung. Mit 980 Beschäftigten ist 2013 ein Umsatz von 383 Mio. CHF erwirtschaftet
worden. Mit der Ausbauinvestition wird der langfristige Fortbestand des Standorts Bulle gesichert. Die meisten der neu zu schaffenden Arbeitsplätze sind für qualifizierte
Facharbeiter in der Produktion vorgesehen. Viele Stellen werden auch mit hochqualifizierten Ingenieure und Spezialisten besetzt.

Unter der Spartenobergesellschaft Liebherr-Component Technologies AG werden seit 2007 alle zugehörigen Gesellschaften sowie Kompetenzzentren für die Entwicklung, Fertigung und den Vertrieb in Deutschland, Mexiko, Frankreich, China und hier am Standort Bulle FR gebündelt. Das umfangreiche Produktportfolio umfasst 16 Produktlinien, die in 14 Geschäftsbereiche zusammengefasst sind. Konkret sind dies: Diesel- und Gasmotoren, Einspritzsysteme, Axialkolbenpumpen und -motoren, Hydraulikzylinder, Großwälzlager, Antriebe, Elektromaschinen, Schaltanlagen, Komponenten der Elektronik und Leistungselektronik sowie Software für die Industrie als auch für die Luftfahrt. Zukünftig werden ausserdem Gross-Dieselmotoren dazu gehören. Als weitere Geschäftsbereiche wurden das After-Market sowie das Remanufacturing definiert.

Die im Gang befi ndliche Entwicklung ist ein bedeutender Bestandteil des unternehmerischen Gesamtkonzepts für die Wachstumsstrategie. Das Ausbaukonzept umfasst im Wesentlichen die Erweiterung des Entwicklungszentrums und der Produktionseinrichtungen. Damit wird es möglich, das Dieselmotoren-Portfolio und die Aktivitäten im Bereich der
Common-Rail-Einspritzsysteme weiter auszubauen.

Ergänzt werden diese Investitionen durch den Bau eines Logistikzentrums und eines Schulungszentrums sowie durch weitere Projekte für die Werkinfrastruktur.

In den vergangenen Jahren konnten ausserhalb der Firmengruppe mehrere interessante Aufträge gewonnen werden. Dadurch werden sich Umsatzanteil und Stückzahlen
neuer Produktlinien deutlich erhöhen. An diese Entwicklungen gilt es die Kapazitäten anzupassen. Das geschieht mit der Investition von rund 100 Mio. CHF
in die Erweiterung eines modernen Kompetenz- und Entwicklungszentrums für Motoren- und Antriebstechnik.

Der Neubau hat eine Grundfläche von rund 5‘800 m². Bis November 2015 werden dort zehn Prüfzellen entstehen. Sieben davon werden in der ersten Phase ausgebaut. Diese Prüfzellen beinhalten Testbänke für Diesel- und Gasmotoren, Schräglagentests und eine Kältezelle. Die Bremsleistung der Prüfstände reicht bis zu 2‘500 kW. Darüber hinaus können auf diesen
Prüfständen dieselhydraulische Gesamtsysteme getestet werden. Dazu entstehen für die Entwicklungsingenieure und -techniker Büros und Arbeitsräume auf einer Fläche von rund 1‘900 m². Darin enthalten sind auch 900 m² mit Versuchswerkstätten und Nebenflächen.

Der Ausbau des Produktportfolios, die zunehmende Produktvielfalt und die geplanten Mengensteigerungen erfordern auch eine entsprechende Werklogistik: Interne und externe Verkehrswege und der Warenstrom werden neu gestaltet und Personenströme entsprechend gelenkt. Um die Lagertechnik der LMB gemäss der geplanten Stückzahlsteigerungen auszubauen und sie an eine moderne Produktionslogistik anzupassen, werden rund 42 Mio. CHF in dieses Logistikzentrum investiert. Mit dessen Bau wurde im Juni dieses Jahres begonnen; die Fertigstellung ist für den September 2015 geplant. Das Herzstück des rund 6‘000 m² Fläche umfassenden Neubaus wird das automatische Paletten- und Behälterlager sein.
Es bietet Platz für insgesamt 14‘000 Paletten und 26‘000 Behälter. Auf der 1‘500 m² grossen Kommissionierzone können an fünf Entnahmestationen mit einer Kapazität von bis zu 2‘500 Auslagerungen pro Schicht die Routen-Züge für die Versorgung der Montagelinien bestückt werden.

Zu diesen Ausbauaktivitäten zählen neue Maschinen im Produktionsbereich – sie bilden die produktionstechnische Grundlage für die Erweiterung des Motorenportfolios der LMB. Für die Fertigung wird beispielsweise in eine Bearbeitungslinie für Kurbelgehäuse von Grossmotoren sowie in eine Montagelinie für Dieselmotoren investiert. Das Konzept zur Werkentwicklung umfasst darüber hinaus weitere ergänzende Massnahmen: So werden der Neubau des Schulungszentrums abgeschlossen, der Umbau des Kantinen- und Sozialgebäudes in Angriff genommen und verschiedene Investitionen zur Verbesserung des Betriebsstoff- und Abfallkonzeptes fertiggestellt.

Schwergewichtige Investitionen erfolgen in moderne Fertigungs- und Montageanlagen für Common-Rail-Systeme. Neben der Hochpräzisionsfertigung hauptsächlich
am deutschen Standort in Deggendorf wird zeitgleich in Bulle eine Konzentration auf die Montage der Einspritzsysteme umgesetzt, die in einem Reinraum
der Klasse 7 unter Schutzatmosphäre an automatischen Stationen erfolgt. Dazu sind verschiedene Qualitätssicherungssysteme installiert, beispielsweise Poka-Yoke,
DMC-Nachverfolgbarkeit und teilweise Funktionsprüfungen der Baugruppen bereits während des Montagevorgangs. Täglich wird eine Überprüfung der Ausbringungskennzahlen
durchgeführt.

Im Zuge der Standortinvestitionen wird der Geschäftsbereich Gasmotoren vor allem von den erweiterten Prüfstands-Kapazitäten profitieren. Dank künftig zusätzlicher Ressourcen bei den Entwicklungsprüfständen lassen sich Neuerungen, Motor-Validierungen sowie Produktoptimierungen besser und schneller erproben. Gleichzeitig bieten die hochmodernen Prüfkabinen präzisere Messergebnisse und erweiterte Möglichkeiten beider Datensammlung wie z. B. Abgasmesswerte oder dynamische Messungen.

Auf dem Werkgelände wurden im vergangenen Sommer zwei Blockheizknraftwerke aufgebaut und in Betrieb genommen. Dabei handelt es sich um zwei Anlage, in denen
ein Motor der Baureihe G9512 bzw. ein Motor der Baureihe G946 verbaut ist.

In erster Linie werden mit diesen BHKWs direkt vor Ort beispielsweise der Verschleiss oder der Ölverbrauch über mehrere Stunden Laufzeit getestet. Zum anderen
werden Elektrizität und Wärme für den eigenen Gebrauch produziert.

Dank dieser Ausbauaktivitäten wird es möglich sein, die Produktions- und Fertigungseinrichtungen weiter zu ergänzen und zu optimieren. Dazu zählen neue
Maschinen im Produktionsbereich – sie bilden die fertigungstechnische Grundlage für die Erweiterung des Motorenportfolios der LMB. Über die Erweiterung der
Dieselmotoren-Baureihe und Entwicklung von SCRF für Stufe V und die Schweiz referierte Rudolf Ellensohn, Geschäftsführer der LMB, und betonte, dass einer der
wichtigsten Gründe für die Investitionen ist, die Baureihe der Liebherr-Dieselmotoren zu erweitern. Seit in Bulle die ersten Dieselmotoren 1984 in Produktion
gingen, sind rund 130‘000 Motoren verschiedener Baureihen und Emissionsstufen gefertigt worden.

Für Märkte, in denen die Emissionsrichtlinie Tier 4 final gilt, sind Motoren mit High-Tech-Abgasnachbehandlung erforderlich. Wie auch bei den restlichen Motoren
des Portfolios wird SCR-only-Technologie eingesetzt, dadurch kann auf Dieseloxidationskatalysator, Abgasrückführung oder Dieselpartikelfilter verzichtet werden,
betonte Ellensohn. Er wies darauf hin, dass in Europa erst mit Einführung der geplanten Emissions-Stufe V eine Abgasnachbehandlung für Motoren dieser Leis -
tungsklasse erforderlich wird.

In der Abgasnachbehandlung beschreitet die Schweiz bekanntlich bei der Abgasgesetzgebung für Offroad-Geräte einen Sonderweg und schreibt einen Grenzwert für
die Partikelanzahl vor. „Dieser lässt sich nur mit einem geschlossenen Partikelfilter einhalten“, so Ellensohn. „Zur Einhaltung der Emissionsgrenzen im restlichen
Europa und in Nordamerika setzt LMB bei ihren Motoren auf die SCR-only-Technologie. Diese benötigt ausser einem SCR-Katalysator keine weiteren Systeme, sodass
die Standardlösung zur Abgasnachbehandlung ohne Partikelfilter auskommt.“ Geräte, die für die Schweiz vorgesehen sind, werden daher zusätzlich mit einem Partikelfi
lter ausgerüstet.

Um diese Situation zu verbessern und auch den Anforderungen in Tunnelanwendungen gerecht zu werden, entwickeln die Liebherr-Motoreningenieure derzeit eine Lösung, die SCR-Katalysator und Partikelfilter vereint: Das ist ein System mit SCR-beschichtetem Partikelfilter, das zusammen mit einem DOC-Katalysator die Emissionswerte der zukünftigen Stufe V erfüllen soll. Nach aktuellem Stand wird diese Richtlinie im Jahr 2019 in Kraft treten. Sie wird vor allem niedrigere Grenzwerte bei Motoren mit einer Leistung von mehr als 560 kW beinhalten und auch Vorgaben hinsichtlich der Anzahl ausgestossener Partikel umfassen. Da Liebherr schon vor der Einführung von Stufe V in Europa das SCRF-System in der Schweiz einsetzen will, wird dieEntwicklung mit Hochdruck vorangetrieben. Gemäss Ellensohn werden erste Testgeräte bereits 2015 mit dem neuen System zum Einsatz kommen.

Gefertigt werden zwei Serien von Reihenmotoren mit je einem Vier- und einem Sechszylindermotor, die sich jeweils in der Grösse ihres Hubraums unterscheiden: Die Motoren
vom Typ D934 und D936 haben bei einer Zylinderbohrung von 122 mm und einem Hub von 150 mm jeweils 1,75 l Hubraum pro Zylinder – also einen Gesamthubraum von 7,0 beziehungsweise 10,5 l. Basierend auf dem Baukasten dieses 4-Zylinder- und 6-Zylinder-Motors wurde vor etlichen Jahren eine Hubraum-vergrösserte Variante des 6-Zylindermotors
entwickelt, der eine Bohrung von 130 mm und einen Gesamthubraum von 12,0 l aufweist. Zusätzlich wurde 2013 der D944 mit einem Gesamthubraum von 8 l auf den Markt gebracht.

Die aktuelle V-Motorenbaureihe umfasst 8- und 12-Zylindermotoren. Bei einer Bohrung von 128 mm und einem Hub von 157 mm ergibt das einen Hubraum von 2,02 l pro Zylinder. Dadurch erreichen der Achtzylindermotor D9508 einen Gesamthubraum von 16,2 l und der Zwölfzylinder D9512 einen Gesamthubraum von 24,2 l. Der D9508 ist im Dauerbetrieb
in Offroad-Geräten für den Leistungsbereich von 405 bis 505 kW zugelassen. Mit speziellen Einstellungen und Hochleistungsturboladern wurde er in besonderen Anwendungen aber auch schon mit einer Leistung von bis zu 720 kW eingesetzt, beispielsweise in einem Renntruck bei der Rally Dakar. Für den 12-Zylindermotor D9512 wird gemäss den Angaben
von Ellensohn ein Leistungsbereich von 600 bis 750 kW definiert – mit ausreichend Reserven, um in bestimmten Anwendungsfällen bis zu 1.100 kW zu leisten.

Das macht gemäss den Angaben von Ellensohn deutlich, dass Liebherr im Leistungsbereich zwischen 160 und 750 kW bzw. bis zu 1‘100 kW ein lückenloses, fein aufeinander abgestimmtes Motorenportfolio bietet. Zudem haben verschiedene Anwendungen dazu veranlasst, die Leistungsgrenzen der V-Motoren anzupassen.

Aufgrund des im Markt vorhandenen Bedarfs und verschiedener interner Projekte wurde von Liebherr das Marktpotenzial für Motoren mit mehr als 750 kW genauer untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass es weltweit ein Marktpotenzial von etwa 35‘000 Motoren pro Jahr und insgesamt nur sechs wesentliche Hersteller gibt. Da sich auch die technischen
Voruntersuchungen als vielversprechend herausstellten, erfolgte der Entscheid, die bestehende V-Motorenbaureihe zu erweitern. Ab sofort werden internen wie externen Abnehmern V16- und V20-Motoren angeboten. Beide Motoren bilden die neue Baureihe D96XX. Der D9616 mit einem Gesamthubraum von 36 l wird für ein Leistungsspektrum von ungefähr 900 kW bis 1‘200 kW zugelassen. Der D9620 erzeugt aus einem Hubraum von insgesamt 45 l eine Leistung von 1‘125 bis 1‘400 kW.

Mit der zunehmenden Regelungsdichte für die Verschärfung der Emissionsgrenzwerte wuchs bei Liebherr die Motivation zur Entwicklung eigener Einspritzsysteme,
wie Richard Pirkl, Mitglied der Geschäftsbereichsleitung Common-Rail-Systeme Entwicklung und Vertrieb bei LMB, erklärte. Mit Einführung der Emissionsgesetzgebungen
Tier 4 interim in Nordamerika und der Stufe IIIB in Europa wurden Common-Rail-Einspritzsysteme in Offroad-Motoren obligatorisch: Denn mit dieser Hochdruck-Einspritztechnologie
lässt sich Kraftstoff deutlich rückstandsfreier verbrennen als mit anderen Systemen. Da durch ihren Einsatz also weniger Partikel und Stickoxide entstehen, ist die Common-Rail-Einspritzung ein wichtiger Baustein bei der Erfüllung von Abgas- und CO2-Vorschriften.

In Pkw-Motoren und anderen Onroad-Fahrzeugen werden sie schon lange eingesetzt. Die hochstandardisierten Produkte aus diesen Industrien können im schweren Offroad-Einsatz aber nicht immer ohne Anpassungen verwendet werden. Dies liegt daran dass Offroad-Motoren individuelle Anforderungen an den Einbauraum, die Funktionalität und die Lebensdauer bzw. die Robustheit stellen.

s war schon immer Bestandteil der Liebherr-Philosophie, Kernkomponenten im eigenen Haus zu fertigen und die Systemkompetenz damit zu festigen, betonte Pirkl und meinte: „Zusätzlich zu Motorarchitektur, Abgasnachbehandlungssystem und Motorsteuerung wird mit der Common-Rail-Einspritzung auch der letzte wesentliche
Teil von Industriemotoren im eigenen Haus gefertigt. Dadurch können die Einzelsysteme ideal aufeinander abgestimmt und eine hohe Systemintegration erreicht
werden, so dass die Motoren optimal auf die Anwendung ausgelegt sind.“ Dies ist nicht nur eine wichtige Voraussetzung, um aktuelle und künftige Emissionsziele
einzuhalten, sondern auch, um den Kraftstoffverbrauch der Motoren zu reduzieren.

Bereits seit Anfang 2012 wird die eigene Einspritztechnologie erfolgreich in Liebherr-Motoren für die Abgasstufen IIIB bzw. Tier 4 interim eingesetzt. Seit Anfang des
Jahres kommt die Technologie auch in den Motoren für die Emissionsrichtlinien Stufe IV bzw. Tier 4 final zum Einsatz. Alle Baureihen, vom 4-Zylinder-Reihenmotor
bis zum 12-Zylinder-V-Motor, werden unterstützt. Das Liebherr-Common-Rail-System deckt einen Leistungsbereich von 120 bis etwa 800 kW ab, in Ausnahmefällen
sogar bis zu 1‘000 kW.

Über verstärkte Entwicklungsaktivitäten im Gasmotorenbereich berichtete Martial Suchet, Mitglied der Geschäftsbereichsleitung Gasmotoren Vertrieb.

In diesem Aufgabenkreis zeigt sich ein hoher Bedarf an der stationären Gasmotoranwendung für Blockheizkraftwerke zur Strom- und Wärmeerzeugung in Europa und vor allem in Deutschland. Bei der Entwicklung werden verschiedene Ziele verfolgt: einen hohen Wirkungsgrad und hohe Zuverlässigkeit der Gasmotoren zu erreichen; Emissionen und Lifecycle Costs niedrig zuhalten; hohe Verfügbarkeit garantieren und den gleichen Lieferumfang für Erd- und Biogas wie für herkömmliche Gasmotoren anbieten. Diese Ziele sind in einer neuen Baureihe umgesetzt worden, die ein Spektrum von 164 bis 516 kW mechanischer Leistung abdeckt. Mit einem Wirkungsgrad von mehr als 41,5 % mechanischer Leistung bieten die Motoren der Baureihen G94X und G95XX eine attraktive Alternative zu Wettbewerbsprodukten. (CM)