Erfinder Siemens Weis
Industrie
2 min

Kaum zu bremsen

Erfinder Benno Weis bringt technisch anspruchsvolle Motoren mit elektronischen Steuerungen zum Laufen.

Man muss nicht unbedingt bereits als Kind mit dem Erfinden anfangen, um später sehr erfolgreich zu sein. Benno Weis von Siemens Digital Factory in Erlangen entwickelte seine Begeisterung für Leistungselektronik erst im Studium und Berufsleben. Und war dann kaum zu bremsen: Für die Vielzahl seiner Erfindungen, beispielsweise für die Steuerung von Hochfrequenzfräsen, wurde er in der Kategorie Lebenswerk als Erfinder des Jahres 2016 ausgezeichnet.
Seine Motivation ist genereller Natur: „Ich möchte Probleme lösen, das macht mir einfach Spaß.“ Benno Weis nimmt sich auch nie vor, etwas Bestimmtes zu erfinden, „das funktioniert nicht. Erfindungen fallen einem einfach so ein.“ Seine Innovationen drehen sich um elektronische Schaltungen und Antriebstechnik, ohne die der Einsatz von technologisch anspruchsvollen Motoren gar nicht denkbar wäre. So wie man beim Auto nicht immer mit derselben Drehzahl fährt, so müssen Elektromotoren mittels moderner Leistungselektronik geregelt werden.

Energierückgewinnung

Neuartige Motoren brauchen innovative Steuerungen. So wünschte sich die Industrie einen sehr schnell drehenden Motor, um mit Hochfrequenzfräsen große Teile wie Flugzeugkomponenten oder Rotorblätter für Windturbinen fertigen zu können. Einen Antrieb mit einer so hohen Drehzahl zu steuern war mit den herkömmlichen Lösungen nicht möglich. „Dafür hätte man mit viel zu großem Aufwand den Motor extrem kühlen müssen“, erklärt Weis. Die Steuerung für diesen Motor hatte Siemens bereits entwickelt, ebenso den Filter zwischen der schnell drehenden Maschine und dem Wechselrichter.

Durch die hohe Drehzahl wird aber der Abstand zwischen der Frequenz des Motors und der Schaltfrequenz der Halbleiter in der Steuerung sehr klein. Deswegen muss der Filter, der zwischen Motor und Wechselrichter liegt, gedämpft werden. „Das erzeugt allerdings in der klassischen Lösung sehr hohe Energieverluste. Deswegen habe ich ein Konzept entwickelt, bei dem diese Energie wieder dem Motor zur Verfügung steht.“ Ohne die Erfindung wäre die Filterdämpfung wesentlich größer, würde mehr kosten und zudem Energie verschwenden. Dieses Antriebskonzept ist bereits als Produkt zusammen mit dem Umrichter Sinamics im Einsatz. „Das ist keine Lösung, die man in Millionen Stück einsetzt, aber Siemens hat sich damit technologisch an die Spitze gesetzt und ist in der Lage, solche Maschinen zu bedienen“, erklärt Weis.

Weis hat mit 149 Erfindungen und 88 Einzelpatenten in 98 Schutzrechtsfamilien wesentlich zur Weiterentwicklung der Leistungselektronik beigetragen. „Ich habe mit vielen Erfindungen die Ansteuerungen von Leistungshalbleitern verbessert“, erklärt Weis. Elektronische Steuerungen von Motoren sind zwar teurer als die klassischen Produkte, mit ihnen lassen sich Antriebe aber effizienter und damit auch umweltfreundlicher steuern. „Deswegen ist es ganz wichtig, dass wir wirtschaftlich sinnvolle Lösungen finden, damit die elektronischen Steuerungen akzeptiert werden“, erklärt Weis. Das sei vergleichbar mit der Wahl zwischen der umweltfreundlichen LED-Beleuchtung und der wenig effizienten Glühbirne. Nur wenn die LED in Summe weniger kostet als die alte Lösung, wird sie vom Verbraucher gekauft. Als Mitglied etlicher internationaler Standardisierungsgremien steht Weis häufig in Kontakt mit Entwicklern aus anderen Unternehmen. Dieser Austausch ist wichtig für Siemens, denn hier werden die Weichen für die Industriestandards der Zukunft gestellt.

Weitere Informationen:
Siemens Erfinder des Jahres 2016
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