Schubprüfsystem: Aus dem All in die Welt der Schubkraft

„Raketenwissenschaft“ heißt im englischen Sprachraum alles, was richtig kompliziert ist. Die Erfindung ganz neuer Technologien zum Beispiel, die gut genug für den Flug ins All sind. Zu solchen Innovationen gehören kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Vom Weltraum ist das Wundermaterial inzwischen auf Erden eingeschwebt. Erst wurde es in Flugzeugen und Rennwagen verbaut. Nun läuft mit dem Elektroauto i3 von BMW die erste Großserie mit einer Fahrgastzelle ganz aus CFK vom Band. „Das hat viel Unruhe in der Branche gestiftet. Andere Hersteller wollen jetzt den Vorsprung von BMW aufholen“, erklärt Malte Zur.

Für ihn und seinen Kompagnon Fabian Grasse bedeutet dies einen Schub für ihre eigene Innovation. Sie sieht eigentlich nicht nach Raketenwissenschaft aus, sondern nach gutem alten Maschinenbau. Es handelt sich um einen breiten Rahmen aus massivem Stahl mit beweglichen Eckverbindungen.

Die Seiten lassen sich so verschieben, dass eine Raute entsteht. Damit kann man Schubkräfte, also schiebende Belastung, ausüben. Das ist neben der Zug- und Druckprüfung eine notwendige Untersuchung der Qualität kohlenstofffaserverstärkten oder glasfaserverstärkten Kunststoffs (GFK). Ein aufgeklebter Sensor misst, wann und wie weit das Werkstück unter der Schubkraft nachgibt.

Energiewende braucht innovative Werkstoffe

Schon während ihrer Tätigkeit bei der Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM) hatten Fabian Grasse und Malte Zur an einem Vorläufermodell des Schubrahmens gearbeitet. Ihre Leistung besteht darin, die Prüfzeit mit einem neuen Rahmendesign von vier Stunden für zwei Personen auf zehn Minuten für eine Person reduziert zu haben. Statt umständlicher Schrauben spannt der jetzt vorliegende Rahmen das Material hydraulisch ein. „Damit ist eine Qualitätssicherung bei laufender Produktion machbar“, erklärt Zur.

Das ist wichtig, um CFK und GFK preiswert zu prüfen. Der Bedarf dafür wird aller Voraussicht nach schnell steigen. Denn auf den Werkstoffen ruhen viele Hoffnungen der Energiewende. CFK ist leichter und fester als Stahl und damit ein elementares Material für die Elektromobilität, denn in Stromfahrzeugen sind die Batterien schon schwer genug. „Auch die Rotorblätter von Windkraftanlagen wären ohne faserverstärkte Kunststoffe nicht denkbar“, sagt Zur. Die Mühen auf dem Weg vom Prototypen zum heutigen Modell haben sich für Zur und Grasse gelohnt.

Neben ihrer Arbeit bei der BAM bereiteten sie die Gründung der „Grasse Zur Ingenieurgesellschaft“ vor und bekamen jeden Antrag auf Forschungsförderung genehmigt. Sie erhielten den DIN Innovationspreis 2014, der Antrag auf ein Patent für das Schubprüfsystem läuft und der erste Mitarbeiter ist eingestellt. Er prüft inzwischen allein, die beiden jungen Ingenieure können sich auf die Weiterentwicklung ihres Unternehmens konzentrieren.

"Man muss flexibel bleiben"

Der Weg zum Erfolg war für das Duo aber nicht so glatt, wie es aus heutiger Perspektive scheint: „Wir haben zu Anfang gedacht, dass wir Prüfrahmen verkaufen“, sagt Grasse. Einen einzigen haben sie tatsächlich abgesetzt. „Dank dieser Einnahmen mussten wir kein Risikokapital aufnehmen und Unternehmensanteile abgeben.“ Doch im Lauf der Zeit habe sich herausgestellt, dass es einen viel größeren Bedarf für Prüfungen gibt. Und für Weiterbildung. Deshalb wird das Unternehmen bald innerhalb eines Bürogebäudes in Zehlendorf umziehen und sich von 100 auf 400 Quadratmeter vergrößern. Dann vermitteln die beiden jungen Ingenieure die Feinheiten der Vorbereitung einer gelungenen Schubprüfung.

„Solche Ideen entwickeln sich mit den Kunden. Man muss flexibel bleiben“, so Grasse. Vorteilhaft für die beiden Gründer war, dass sie sich seit dem ersten Semester Maschinenbau an der TU Berlin kennen. Ihre Freundschaft sorgte anfangs zwar auch für Nachfragen: „Wollt ihr das wirklich zusammen machen? Was ist, wenn ihr euch zerstreitet?“ Grasse meint dazu: „Mit wem soll man sonst ein Unternehmen gründen, wenn nicht mit einem guten Freund, auf den man sich verlassen kann?“

Die nächsten Schritte haben die beiden schon im Kopf. Ihr Labor wollen sie auch für Luftfahrtbauteile zertifizieren lassen. „Das dürfen wir noch nicht, aber da wollen wir hin.“ Für Grasse und Zur scheint es derzeit nur nach oben zu gehen. Wie in einer Rakete.