Nachhaltige Produkte und Technologien

Der hohen Veränderungsdynamik im Antriebssektor begegnet Schaeffler als Gestalter von exzellenten und nachhaltigen technologischen Lösungen. Hierfür beschäftigt das Unternehmen im Bereich Forschung und Entwicklung (F&E) 7.991 Mitarbeiter1) an 20 F&E-Zentren und weiteren F&E-Standorten. Das Ausmaß und den Erfolg seiner Innovationsleistung verdeutlicht die Zahl der beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereichten Patenterstanmeldungen, die auf konzernweit gemeldeten Erfindungen basieren. Sie stieg 2018 gegenüber dem Vorjahr (2.383) auf 2.417.2)

Mobilität der Zukunft gestalten

Grundlegend für die F&E-Aktivitäten der Schaeffler Gruppe ist das Ziel, mit sicheren, ökologisch wie sozial verantwortungsvoll produzierten und wirtschaftlich erfolgreichen Produkten und Technologien die Mobilität der Zukunft mitzugestalten. Dieses Ziel ist über die im Folgenden beschriebenen vier Fokusfelder in der Unternehmensstrategie verankert.

Fokusfeld „Umweltfreundliche Antriebe“

Schaeffler arbeitet an einer Vielzahl von Technologien, mit denen die Mobilität der Zukunft nachhaltiger und effizienter wird. Mit innovativen Ideen, kreativem Engineering und umfassendem Fertigungs-Know-how erarbeitet das Unternehmen Lösungen für verbrennungsmotorische, hybride und rein elektrische Antriebsstränge.

Basierend auf Marktanalysen wurde mit der „Schaeffler Vision Powertrain“ ein Szenario entwickelt, demzufolge 2030 im weltweiten Durchschnitt circa 30 % der Neuwagen mit Verbrennungsmotor, 40 % mit Hybridantrieb und 30 % mit rein elektrischem Antrieb ausgestattet sein werden. Von hoher ökologischer und wirtschaftlicher Bedeutung ist deshalb eine ganzheitliche Betrachtung des Antriebsstrangs sowie des Zusammenspiels von E-Maschine, Verbrennungsmotor, Getriebe, Fahrwerk und der dazugehörigen Infrastruktur. Basierend auf dem Grad der Elektrifizierung – Mikro-, Mild-, oder reines Elektrofahrzeug – entwickelt Schaeffler in einer sogenannten Powertrain-Matrix neue Lösungen in den Teilsystemen Motor, Getriebe, Fahrwerk und elektrischer Antrieb. Dazu zählen elektromechanische Aktoren genauso wie 48-Volt-Hybridtechnologien und effiziente Elektroantriebe.

70 % aller neu zugelassenen Fahrzeuge werden im Jahr 2030 dem genannten Szenario entsprechend einen elektrifizierten Antrieb haben. Daher sieht Schaeffler in der E-Mobilität eine der zentralen Zukunftschancen. Neben 4.0 und Digitalisierung repräsentiert sie einen Eckpfeiler der Strategie . Im Rahmen des Zukunftsprogramms hat Schaeffler die E-Mobility-Aktivitäten in einem eigenen Unternehmensbereich gebündelt. Ein Großteil der Produkte und Systemlösungen für hybride und rein elektrische Fahrzeuge wird seit dem 1. Januar 2018 zentral aus dem neuen Unternehmensbereich E-Mobilität gesteuert. Bis 2020 steht für den Aufbau des neuen Unternehmensbereichs ein Investitionsbudget von einer Milliarde Euro zur Verfügung.

Schaeffler baut seit 2017 weltweit drei Kompetenzzentren für die E-Mobilität auf: in Bühl, im chinesischen Anting und im US-amerikanischen Wooster. Im Rahmen des Zukunftsprogramms investiert Schaeffler 60 Mio. allein in den Standort Bühl. Von hier aus sollen zukünftig die weltweiten E-Mobilitäts-Aktivitäten gesteuert werden. Für den Aufbau des Unternehmensbereichs E-Mobilität hat Schaeffler 2018 in Bühl 350 neue Stellen geschaffen. Mit dem Kompetenzzentrum in China trägt Schaeffler der wachsenden Bedeutung des chinesischen Markts auf dem Gebiet der E-Mobilität Rechnung, während in Wooster an US-spezifischen Themen wie der Elektrifizierung größerer Pkw gearbeitet wird.

Die Schwerpunktsetzung hin zur Elektromobilität spiegelt sich in der Entwicklung der bereichsspezifischen Umsatzerlöse wider: Sie stiegen von 416 Mio. 3) 2017 auf 486 Mio. im Jahr 2018.

Die Schaeffler Gruppe wächst organisch, sichert sich aber zugleich auch Zukunftschancen mit dem gezielten Erwerb technologischer Kompetenzen durch Akquisitionen. So übernahm Schaeffler zum 31. Januar 2019 die Firma Elmotec Statomat mit Sitz in Karben bei Frankfurt am Main. Das Unternehmen ist einer der weltweit führenden Hersteller von Fertigungsmaschinen für den Bau von Elektromotoren in Großserie und verfügt über Kompetenzen, die für die Produktion elektrischer Antriebsaggregate essenziell sind.

Die forschungsnahen Einrichtungen der Schaeffler Gruppe kooperieren auf dem Gebiet der Elektromobilität intensiv mit führenden Hochschulen und Forschungsinstituten. Zu ihnen gehört das Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Dort wird eine Forschungseinrichtung im Rahmen des „Schaeffler Hub for Advanced Research (SHARE am KIT)“-Programms betrieben. Arbeitsschwerpunkte des SHARE am KIT sind Energiespeicher, elektrische Antriebe und automatisierte Mobilität. Weltweit betreibt Schaeffler vier solcher SHAREs.

Elektromobile Innovationen

Bereits heute bietet Schaeffler zahlreiche neuartige Produkte beziehungsweise Komponenten für spezifische Elektrifizierungsgrade an: Das Spektrum reicht von der elektrisch betätigten Kupplung über Bauteile und Antriebe für sogenannte milde Hybride, bei denen der Elektromotor nur unterstützende Funktion hat, bis hin zu kompletten elektrischen Antrieben für Hybrid- und Elektrofahrzeuge.

Zu den Produktinnovationen im Bereich elektrischer Antriebe gehörte 2018 auch ein integriertes Gesamtsystem aus E-Achse und Parksperre samt Software.

Darin werden sogenannte Getriebeaktoren (elektromechanische Antriebsaggregate) eingesetzt. Im Berichtsjahr startete Schaeffler die Serienfertigung für den E-Achs-Aktor (EAA) inklusive integriertem Parksperrenaktor (PLA). Das Unternehmen liefert nicht nur die Hardware, sondern entwickelt auch die Software für eine optimale Leistung im Gesamtsystem. Der Aktor ist leicht und benötigt wenig Bauraum, sodass er optimal in E-Achs-Systeme oder Hybridgetriebe integriert werden kann.

Gemeinsam mit einem Partnerunternehmen entwickelte Schaeffler im Berichtsjahr zudem eine E-Achse für innerstädtisch eingesetzte Busse. In weiteren Kundenprojekten werden vollelektrische und hybride Lösungen für Land- und Baumaschinen entwickelt.

Darüber hinaus trägt Schaeffler mit seinem Engagement in der Formel-E-Motorsportserie dazu bei, die Elektromobilität attraktiver zu machen. Mit Erfolg: Der Gewinn des Teamtitels krönte 2018 vier erfolgreiche Jahre der Zusammenarbeit mit Audi ABT in der Formel E. Er zeugt von herausragender Kompetenz im elektrobasierten Antriebsstrang. Mit dem Konzeptfahrzeug „Schaeffler 4ePerformance“ demonstriert Schaeffler zugleich, wie sich Innovationen aus dem Rennsportumfeld in ein seriennahes Antriebskonzept übertragen lassen.

Emissionsarme Verbrenner

Schaeffler geht gemäß dem Powertrain-Szenario davon aus, dass im Jahr 2030 noch 70 % der neu zugelassenen Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sein werden (30 % reiner Verbrenner, 40 % Hybrid). Um auch diese möglichst emissionsarm und energieeffizient zu gestalten, entwickelt Schaeffler Technologien zur Reibungsreduzierung im gesamten Antriebsstrang, die den Kraftstoffverbrauch zum Beispiel durch neuartige Oberflächenbeschichtungen reduzieren. Ein zweiter Arbeitsschwerpunkt ist die Optimierung des „Ventiltriebsystems“. Ziel ist es, in jedem Betriebspunkt im Zylinder stets die richtige Luftmenge bereitzustellen und damit den Wirkungsgrad zu erhöhen. Darüber hinaus erweitert Schaeffler sein Produktspektrum im Bereich des Thermomanagements. Mit ihm werden die Wärmeströme des Antriebsaggregats dynamisch und bedarfsgerecht verteilt. So kommt der Motor unter anderem schneller auf Betriebstemperatur; der Kraftstoffverbrauch geht zurück. Serienmäßig sollen hierfür neuartige Ventile (Smart Single Valves) zum Einsatz kommen.

Powertrain-Szenario 2030

Durch die Hybridisierung zum Beispiel mittels eines „Riemen-Starter-Generators“ lassen sich Kraftstoffverbrauch und Emissionen weiter reduzieren. Der Hybridantrieb ermöglicht einen komfortablen und effizienten Start-Stopp-Betrieb des Motors und kann auch auf Bremsenergierückgewinnung und Boost-Betrieb ausgelegt werden.

Darüber hinaus hat Schaeffler als Alternative zum klassischen Fliehkraftpendel das Koppelpendel entwickelt. Die Innovation wurde auf der Kundentagung „Schaeffler Kolloquium 2018“ vorgestellt. Im Koppelpendel stützen sich spezielle Schwingungsdämpfer über Federn in Drehrichtung gegenseitig ab. Dies ermöglicht ein energiesparendes Auskoppeln des Motors während der Fahrt (aktives Segeln) ohne lästige Schwingungen.

Schaeffler forscht zudem im Bereich synthetischer Kraftstoffe, die mithilfe erneuerbarer Energien erzeugt werden. Da hierbei keine fossilen Energieträger eingesetzt werden, lassen sich mit diesen „Synfuels“ auch Verbrenner künftig CO2-neutral antreiben.

Zukunftspotenzial im Antriebsbereich sieht Schaeffler weiterhin in der Brennstoffzellentechnologie. Bestehende fertigungstechnologische Kompetenzen werden genutzt, um leistungsfähige metallische Bipolarplatten zu entwickeln und herzustellen. Diese Platten sind ein zentraler Bestandteil von Brennstoffzellen.

Fokusfeld „Urbane Mobilität“

Gemäß Prognosen der Vereinten Nationen werden im Jahr 2050 voraussichtlich zwei Drittel der Menschen in Städten leben.4) Der Bedarf an individueller Mobilität wird die Art und Weise verändern, wie sich Menschen in der Stadt bewegen. Eine wichtige Rolle werden dabei autonom fahrende Fahrzeuge spielen. Schaeffler stellt die technische Basis für ein solches urbanes Mobilitätskonzept bereit: den „Schaeffler Mover“. Das mit vier Radnabenmotoren angetriebene Elektromobil bildet die Grundlage für verschiedene Nutzungskonzepte – vom Pkw über das Robo-Taxi bis zur autonom fahrenden Cargo-Lösung. Antriebs- und Fahrwerkskomponenten sind in einer kompakten Baueinheit, dem „Schaeffler Intelligent Corner Module“, integriert. Um diese Schlüsseltechnologie marktfähig zu machen, ist die Schaeffler Gruppe im Berichtsjahr ein Joint Venture mit der Paravan GmbH eingegangen. Das Unternehmen war ursprünglich auf behindertengerechte Fahrzeugumbauten spezialisiert. Schlüsseltechnologie ist hierbei das „Drive by wire“-System „Space Drive“ (ausfallsicheres elektronisches Lenken und Bremsen). Dieses mehrfach redundante System wurde ursprünglich für Menschen mit Behinderung entwickelt und macht das Lenkrad und die mechanische Verbindung der Lenksäule überflüssig. Das Fahrzeug wird dabei ausschließlich über elektronische Stellsignale geführt. Diese Technologie ist elementare Voraussetzung für sicheres autonomes Fahren.

Mikromobilität: Stadtverkehr entlasten

Auch im Bereich der Mikromobilität trägt Schaeffler dazu bei, den Verkehr in Ballungszentren zu entlasten. Die Mikromobilität umfasst Kleinstmobile wie etwa Roller, E-Boards oder E-Bikes. 2018 präsentierte Schaeffler den „Bio-Hybrid“ – ein über Pedale durch den Menschen und über einen E-Motor unterstützt angetriebenes vierrädriges Fahrzeug – erstmals auch als Cargo-Variante. Für die Industrialisierung des „Bio-Hybrids“ wurden die Aktivitäten als Spin-off in der Schaeffler Bio-Hybrid GmbH gebündelt. Auf der Messe CES (Consumer Electronics Show) 2019 in Las Vegas wurden die Passagier- und die Cargo-Version vorgestellt. Das modulare Konzept, dessen Markteinführung für 2020 geplant ist, bietet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Sie reichen vom Transport von Waren über einen mobilen Coffee-Shop bis zu Sightseeing-Fahrzeugen im Tourismusbereich.

Fokusfeld „Interurbane Mobilität“

Im Zuge der fortschreitenden Urbanisierung nimmt auch der Bahnverkehr zwischen den Ballungszentren zu. Schaeffler entwickelt Technologien, die dazu beitragen, den Fernverkehr auf der Schiene ressourcen- und klimaschonend zu gestalten.

Ein Entwicklungsschwerpunkt ist die sogenannte vorausschauende Wartung und Instandhaltung („Predictive Maintenance“) der Radsatzlager von Schienenfahrzeugen. Auf der Messe Innotrans 2018 präsentierte Schaeffler gemeinsam mit einem Partnerunternehmen ein System, in dem unterschiedliche Komponenten, auch von verschiedenen Herstellern, online überwacht werden können. Die Daten werden direkt an den Bahnbetreiber weitergeleitet. So lassen sich Wartungsintervalle weiter optimieren, Laufzeiten erhöhen und Kosten sowie Ressourcenverbräuche senken. Auch die produktionsbedingten CO2-Emissionen können durch diese Technik – zusammen mit der ressourcenschonenden Aufbereitung gebrauchter Lager – um mehr als 90 % gesenkt werden. Basis ist das universelle „Condition Analyzer System“ der Schaeffler Gruppe. Dieses wird auch für andere Industriebereiche, zum Beispiel bei Werkzeugmaschinen oder Windkraftanlagen, sowie für die eigenen Fertigungsprozesse der Schaeffler Gruppe eingesetzt, um die Transparenz und Effizienz der Prozesse zu erhöhen.

Ressourcenschonend wirkt zudem die Reduktion von Reibung und Verschleiß, indem sie die Lebensdauer der Komponenten verlängert. Zur Kennzeichnung besonders langlebiger Lager hat Schaeffler mit „X-Life“ ein eigenes Gütesiegel geschaffen. Es wird unter anderem für Wälzlager in der Bahntechnik oder der verwendet. Ihre Laufbahnen müssen sehr belastbar, das heißt hart, verschleißfest und tragfähig sein sowie Verformungen durch harte Fremdpartikel tolerieren. Dies erreicht die Schaeffler Gruppe durch eine spezielle Wärmebehandlung des Wälzlagerstahls. Das Ergebnis: Unter normalen Schmierbedingungen erhöht sich die Lebensdauer um das 2,5-Fache. Unter Laborbedingungen konnte eine bis zu sechsmal längere Lebensdauer nachgewiesen werden.

Fokusfeld „Energiekette“

Die Abkehr von fossilen Brennstoffen und die Transformation der Mobilität erfordern einen tiefgreifenden Wandel im gesamten Energiesektor. So entstehen neue Marktpotenziale: Sie reichen von der Energieerzeugung über die Energiebereitstellung und -speicherung bis zu Konzepten für die Energienutzung. Die Aktivitäten von Schaeffler im Fokusfeld „Energiekette“ richten sich genau auf diese Marktsegmente.

Erneuerbare Energien werden weltweit nach wie vor massiv ausgebaut. Wind- und Solarenergie haben hieran den größten Anteil. Allerdings sind diese volatil – das heißt, sie sind, abhängig von Witterung und Tages- sowie Jahreszeiten, Schwankungen unterworfen. Diese Schwankungen bilden eine Herausforderung für bestehende Stromnetze, da in ihnen das Angebot stets exakt den Bedarf decken muss. Schnell verfügbare „Puffer“ werden darum immer wichtiger – skalierbare Stromspeicher wären eine Lösung. Um ein derartiges System zu realisieren, kooperiert Schaeffler mit der CMBlu Energy AG. CMBlu hat die neuartige „Organic Flow“-Technologie entwickelt und inzwischen zur Prototypenreife gebracht. Im Zuge der Entwicklungskooperation mit Schaeffler werden nun marktfähige Produkte entwickelt. „Organic Flow“-Batterien beruhen auf der klassischen „Redox Flow“-Flüssigspeicher-Technologie. Sie beinhalten jedoch statt der üblichen metallischen Speichermedien den pflanzlichen Naturstoff Lignin, ein Abfallprodukt der Papier- und Zellstoffindustrie. Dessen Verwendung macht die Technologie besonders ressourcenschonend. Die „Organic Flow“-Technologie hat somit das Potenzial, eine entscheidende Rolle beim Aufbau einer nachhaltigen Energieinfrastruktur und damit auch für eine CO2-neutrale Elektromobilität zu spielen.

In ihrer Entwicklungsarbeit setzt die Schaeffler Gruppe außerdem auf verbesserte und gänzlich neue Produkte für Windkraftanlagen. Im Fokus stehen reibungs- und verschleißärmere Lager sowie eine Überwachung per cloudbasierter Software. Damit lassen sich auch in diesem Bereich die Laufzeiten verlängern und die Zuverlässigkeit der Anlagen deutlich steigern.

Forschung und Entwicklung als systematischer Strategie- und Planungsprozess

Seine Innovationskraft verdankt Schaeffler nicht zuletzt seinem jährlichen, ressortübergreifenden Strategie- und Planungsprozess, der aus drei Phasen besteht: Technologie-, Strategie- und Planungs-Dialog. Die Phasen bauen aufeinander auf. Der Prozess beginnt mit dem Technologie-Dialog: Er zielt auf die langfristige technologische Ausrichtung des Unternehmens. Betrachtet werden aktuelle Megatrends sowie die daraus resultierenden Anforderungen für Technologien und Innovationen. Auf diese Weise legt Schaeffler den Grundstein für künftige Entwicklungsrichtungen und Produkte. Der Entwicklungshorizont reicht fünf bis zehn Jahre in die Zukunft. In den darauffolgenden Phasen (Strategie- und Planungs-Dialog) werden die Entwicklungstätigkeiten konkretisiert und detailliert.

Die Strategie ist ein Ergebnis dieser Dialogprozesse. Durch den ressortübergreifenden Dialogprozess werden regionale Trends aufgegriffen und eine globale Sichtweise entwickelt. Markttrends werden dabei auch aus individueller Kundenperspektive beleuchtet. Unter anderem veranstaltet Schaeffler jährliche „Top Technology Meetings“ mit Schlüsselkunden. Die Ergebnisse der Marktbetrachtungen nutzt das Unternehmen für sein kundenspezifisches Anforderungsmanagement. Damit werden Kundenerwartungen systematisch in nachhaltige Produkte und Technologien überführt.

Um die Kundenerwartung in neuen Produkten abzubilden, hat Schaeffler einen standardisierten Produktentwicklungsprozess (PEP) geschaffen. Er schreibt im Detail vor, welche Schritte notwendig sind, um ein Produkt zu entwickeln, das die Anforderungen aller relevanten (Kunde, Unternehmen und Gesetzgeber) erfüllt. Dazu gehören der Nachweis der Funktionalität des Produkts, stabile Fertigungs- und Logistikprozesse und passende Zulieferer. Im Rahmen des PEP werden kundenseitige Anforderungen für den gesamten Produktlebenszyklus schriftlich vereinbart – von der Herstellung über Betrieb und Wartung bis zur Entsorgung. Ausdrücklich sieht der PEP auch die Einhaltung von Nachhaltigkeitskriterien vor.

Schaeffler arbeitet darüber hinaus branchenweit gemeinsam mit anderen Unternehmen daran, die Markt- und Produktionsbedingungen für zukünftige nachhaltigere Produkte zu verbessern. Dafür engagiert Schaeffler sich in der „European Association of Suppliers“ (CLEPA).

1) Die Werte geben die Kopfzahl der Belegschaft zum Jahresende wieder. Die Angaben für 2016 und 2017, die im Nachhaltigkeitsbericht 2017 auf Durchschnittswerten basierten, wurden nachträglich auf Kopfzahl zum Jahresende umgestellt.

2) Patentanmeldungen betreffen Erstanmeldungen, die beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurden.

3) Vorjahreswert gem. der 2018 ausgewiesenen Segmentstruktur.

4) Vereinte Nationen: World Urbanization Prospects 2018, https://population.un.org/wup

Plug-in Hybrid
Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, dessen Akkumulator sowohl über den Verbrennungsmotor als auch am Stromnetz geladen werden kann.
Industrie
Sparte der Schaeffler Gruppe, die das Geschäft mit Kunden in den Bereichen Mobilität, Produktionsmaschinen, Energie & Rohstoffe sowie Aerospace umfasst.
Mobilität für morgen
Strategie der Schaeffler Gruppe, bestehend aus 4 wesentlichen Elementen: Vision und Mission, 8 Strategische Eckpfeiler, das Exzellenzprogramm „Agenda 4 plus One“ mit 16 Strategischen Initiativen und die „Finanziellen Ambitionen 2020“ der Schaeffler Gruppe.
Agenda 4 plus One
Exzellenzprogramm der Schaeffler Gruppe zur Umsetzung der Strategie „Mobilität für morgen“. Sie umfasst die 5 Kategorien Kundenfokus, Operative Exzellenz, Finanzielle Flexibilität, Führung und Talente sowie Sicherung langfristiger Wettbewerbsfähigkeit und Wertsteigerung. Diesen Kategorien werden wiederum 16 strategische Initiativen zugeordnet, die weltweit von Bedeutung sind und aus einer Vielzahl von Initiativen ausgewählt wurden.
Agenda 4 plus One
Exzellenzprogramm der Schaeffler Gruppe zur Umsetzung der Strategie „Mobilität für morgen“. Sie umfasst die 5 Kategorien Kundenfokus, Operative Exzellenz, Finanzielle Flexibilität, Führung und Talente sowie Sicherung langfristiger Wettbewerbsfähigkeit und Wertsteigerung. Diesen Kategorien werden wiederum 16 strategische Initiativen zugeordnet, die weltweit von Bedeutung sind und aus einer Vielzahl von Initiativen ausgewählt wurden.
EUR
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Industrie
Sparte der Schaeffler Gruppe, die das Geschäft mit Kunden in den Bereichen Mobilität, Produktionsmaschinen, Energie & Rohstoffe sowie Aerospace umfasst.
Mobilität für morgen
Strategie der Schaeffler Gruppe, bestehend aus 4 wesentlichen Elementen: Vision und Mission, 8 Strategische Eckpfeiler, das Exzellenzprogramm „Agenda 4 plus One“ mit 16 Strategischen Initiativen und die „Finanziellen Ambitionen 2020“ der Schaeffler Gruppe.
Stakeholder
Anspruchsgruppen.
Automotive
In der Sparte Automotive bietet die Schaeffler Gruppe als zuverlässiger Partner für nahezu alle Automobilhersteller und für wichtige Zulieferer Expertise für den kompletten Antriebsstrang: für Motor, Getriebe, Fahrwerk und Nebenaggregate in Pkw und Nutzfahrzeugen.

GRI