Edler Tropfen

Werksbesuch bei Motorex

Von Daniele Carrozza
23.07.2010 10:14:04

Motorenöl: Was steckt drin, was muss es können und wie wird es hergestellt? Ein Werksbesuch beim Schweizer Schmiermittel-Hersteller Motorex in Langenthal.

Das Motorenöl ist der stille und unentbehrliche Held im Innern eines jeden Motorradantriebs. So wenig die meisten von uns über die viskose Flüssigkeit wissen, die sich aus Hunderten von minutiös aufeinander abgestimmten chemischen Substanzen zusammensetzt, so wichtig ist sie für die Performance und die Lebensdauer des Verbrennungsmotors. Die Schmierung ist dabei nur eine der mannigfaltigen Aufgaben, der das Öl bei verschiedensten Temperatur- und Belastungszuständen zuverlässig nachzugehen hat. Motorenöl muss zudem die Motorwärme abführen, die Feinabdichtung im Bereich der Kolbenringe und Zylinder gewährleisten, Motorkomponenten von Verbrennungsrückständen reinigen, die Verklumpung von Verschmutzungspartikeln unterbinden, feste Fremdstoffe zum Ölfilter transportieren, Korrosion vorbeugen, die Schaumbildung im Getriebe verhindern und die schädliche Wirkung flüssiger Fremdstoffe auf die Metalllegierungen reduzieren (siehe Aufgaben der Additive im Kasten auf S. 68). Doch wie schafft es dieses für das Glück eines jeden Töfffahrers unentbehrliche Elixier, die Anforderungen in einem immer dicker werdenden Pflichtenheft im Multitasking-Modus zu erfüllen? Die Antwort auf diese und eine ganze Menge anderer Fragen haben wir in Langenthal bei Bern gefunden, wo wir uns bei Motorex, dem grössten Schweizer Hersteller von Schmiermitteln, dessen Firmengeschichte bis ins Jahr 1917 zurückreicht, einen vertieften Einblick in die faszinierende Welt des Motorenöls gegönnt haben.

Auf der ganzen Welt aktiv
Die zu 100 Prozent in Familienbesitz befindliche Firma Motorex ist mit ihren Schmier- und Pflegeprodukten nicht nur im Motorrad- und Automobilbereich tätig, sondern auch in den Geschäftsfeldern Bau und Transport, Landwirtschaft sowie Industrie. Das Unternehmen beschäftigt insgesamt 250 Mitarbeiter und erwirtschaftet einen Jahresumsatz von rund 130 Millionen Franken (2009), wobei drei Viertel des Absatzes auf dem Heimmarkt generiert werden. Zu den wichtigsten Exportländern zählen Deutschland, Frankreich, Italien, Österreich, Grossbritannien, Spanien und die USA. Interessant: Der Löwenanteil der Produkte für Motorräder wird ins Ausland exportiert.

Erwähnenswert ist sicherlich auch die enge Zusammenarbeit, die Motorex und KTM verbindet. Seit mehreren Jahren entwickelt man in Langenthal gemäss den Wünschen aus Mattighofen Premium-Motorenöle, die sowohl für die Erstbefüllung wie für den Rennsport eingesetzt werden. Motorex-Marketingleiter Manuel Gerber: «Die Erkenntnisse aus dem Rennsport sind sehr wertvoll. So gelingt es uns immer wieder, alleine über die Formulierung des Öls bis zu vier PS aus ein und demselben Motor zu holen. Unsere Erkenntnisse lassen wir dort, wo es sinnvoll ist, in die Serie einfliessen.»

Von den Rohstoffen zum fertigen Öl
Moderne Motorrad-Motorenöle bestehen zu rund 80 Prozent aus einem oder mehreren Basisölen, die je nach Einsatzzweck vollsynthetischer, teilsynthetischer oder mineralischer Natur sind. Da Basisöle aufgrund ihrer Eigenschaften gerade bei Motorrädern in der Regel nicht in der Lage sind, den sehr hohen Schmierstoffanforderungen gerecht zu werden, werden ihnen Additive zugesetzt. Letztere erzeugen Eigenschaften, die der Grundschmierstoff nicht besitzt, und schwächen seine negativen respektive stärken seine positiven Seiten. Sowohl die Basisöle wie die Additive bezieht Motorex auf dem freien Weltmarkt. In Langenthal findet im Wesentlichen die Mischung oder das «Blending» der einzelnen Komponenten hin zum fertigen Produkt statt.

Doch gerade das Blending hat es in sich. Ein kleines Beispiel zum besseren Verständnis: Selbst wenn ihm die besten Zutaten zur Verfügung stehen, wird ein mieser Koch ein ungeniessbares Menü zubereiten. Die Firma Motorex kann in diesem Zusammenhang durchaus als «Gourmetkoch» durchgehen, dessen Markenzeichen die ausschliessliche Verarbeitung hochwertigster und regelmässig kontrollierter Ingredienzen nach ausgeklügeltem Rezept darstellt. Und genau diese Rezeptur mach es aus – sie positioniert Motorex in der Liga der Premiumhersteller.

Zu den Zutaten: Die Basisöle gelangen dank separatem Schienenanschluss fast ausschliesslich via Bahn nach Langenthal und werden nach einer Eingangskontrolle, die von den Mitarbeitern des firmeneigenen Chemielabors durchgeführt wird, im 7,5 Millionen Liter fassenden und gegen Erdbeben gesicherten Basisöl-Lager gebunkert. Der grosse Vorteil: Mit diesen Mengen ist Motorex in der Lage, Preisschwankungen auf dem Ölmarkt zu kompensieren. Die Additive werden in Fässern oder via Tanklaster angeliefert. Dabei gibt es sehr zähflüssige Additive, die geheizt nach Langenthal gelangen, weil sie sich sonst nicht in die Lagertanks pumpen liessen.

Das Entladen der Zisternenwagen und LKW erfolgt computergesteuert in der sogenannten Kommandozentrale, wo sämtliche Rohrleitungen, die jeweils farblich gekennzeichnet sind, von und zu den Lagertanks zusammenlaufen. Über 150 Kilometer Leitungen wurden am Standort Langenthal verlegt. Das ist sehr viel, doch auf diese Weise hat jedes Basisöl seine eigene Leitung, was den Aufwand zur Spühlung der Rohre drastisch minimiert.

Von oben nach unten
Wir werden die Basisöle und Additive auf ihrem Weg zum fertigen Produkt Schritt für Schritt begleiten und befinden uns inzwischen im obersten Stockwerk des Produktionsgebäudes. Richtig, man arbeitet von oben nach unten und nutzt so die Schwerkraft. Hier, in der Schaltzentrale für den Mischprozess, werden an Computerterminals die Rezepte eingelesen und die Mischtanks befüllt beziehungsweise gesteuert. Gleich daneben kann an den Bildschirmen des Prozesssteuerungssystems anhand spezifischer Farbcodes (Grün: Mischprozess in Gang, Gelb: eine Probe des Produkts wird gerade im Labor untersucht, Rot: Öl wird abgefüllt) der Status jedes einzelnen Mischers abgelesen werden. Zudem werden auf dieser Ebene über Schleusen im Boden, die direkt in die Mischtanks führen, Additive eingeführt. Andere werden über das Rohrsystem eingelassen. Dann gibt es noch Mixturen diverser Additive, die in grossen Wannen vorgemischt werden müssen, ehe sie in die Mischtanks gelangen.

Blending: Im Herzen der Produktion
Ein Stockwerk weiter unten stehen die Mischtanks. Deren obere Hälfte, um genau zu sein. Denn der untere Teil ragt einen Stock tiefer in die Konfektionsabteilung, wo die fertige Formulierung in Fässer abgefüllt wird. Ein Mischtank fasst je nach Grösse zwischen 1000 und 20 000 Liter Öl. Was auffällt: Jede Zufuhr-Pipeline verfügt über einen Durchlaufmesser, der genau dann den Hahn schliesst, wenn die gemäss Rezeptur vorgesehene Menge Basisöl respektive Additiv das Rohr in Richtung Mischtank durchflossen hat.

Beim Blending gelangt zunächst das Basisöl in die Mischtanks und wird erhitzt, sodass sich die Additive (insbesondere die VI-Verbesserer) darin optimal lösen können. Die Additive werden dann gemäss Rezeptur in einer ganz bestimmten Reihenfolge eines nach dem anderen hinzugegeben. Das Einhalten der korrekten Abfolge ist insofern zentral, als die Zusätze andernfalls in eine unerwünschte chemische Reaktion treten würden. Neben der Reihenfolge ist auch die Dauer des Einmischens eines jeden Additivs eine wichtige Komponente in der Rezeptur. Ebenso die jeweilige Einmischtemperatur, die je nach Zusatz irgendwo im Bereich zwischen 30 und 80 Grad liegt. Stimmt nur einer der soeben genannten Faktoren nicht, wird kein durchgehend homogenisiertes Produkt entstehen, das auf Dauer so bleibt, wie es den Mischtank verlässt. Deshalb wird (übrigens bei jeder Mischtankproduktion) erneut eine Probe genommen und analysiert, ehe das fertige Öl abgekühlt, gefiltert und nach einer abermaligen Qualitätskontrolle in die Grossabfüllerei gegeben wird. Motorex verwendet übrigens ausschliesslich fabrikneue Fässer und füllt pro Minute deren vier. Dies entspricht einem Volumen von 48 000 Litern pro Stunde.

Beeindruckend und für uns Töfffahrer besonders interessant ist die Kleinabfüllerei, wo unter anderem die Einliterflaschen abgefüllt, etikettiert und verschlossen werden. Motorex hat sich die praktische Rüsselflasche patentieren und dafür eine spezielle Abfüllstrasse bauen lassen. Alleine auf ihr werden pro Jahr 1,2 Millionen Flaschen abgefüllt. Eine nagelneue Maschine steht auch in der Aerosol-Abfüllanlage, wo sämtliche Sprays (etwa Kettensprays oder Bremsreiniger) konfektioniert werden. Die meisten Aerosol-Füllstoffe werden in den weiter oben beschriebenen Mischtanks hergestellt. Clever: Sämtliche Motorex-Produkte, die weltweit vertrieben werden, sind in 25 Landessprachen beschriftet, was erhebliche logistische Vorteile mit sich bringt.

Bleibt die Spedition: Der Vertrieb an Schweizer Kunden erfolgt direkt ab Langenthal via LKW. Die für den Export bestimmten Güter werden im rund einen Kilometer entfernten «Lager Nord» zwischengelagert.

Technik Kasten

Die Verarbeitung von Rohöl in der Raffinerie
Die für die Herstellung von Motorenöl benötigten Basisöle kommen in der Natur nicht in gewünschter Form vor und müssen deshalb in der Raffinerie aus Rohöl hergestellt werden. Dabei sind mit der Destillation und der Raffination zwei zentrale Schritte zu unterscheiden. Beim ersten Verarbeitungsschritt, der atmosphärischen Destillation, wird das Rohöl auf eine Destillationstemperatur von rund 400 Grad gebracht. Die Dämpfe gelangen nun in einen Destillationsturm, wo sie durch gelochte Zwischenböden nach oben strömen und sich dabei abkühlen. Die einzelnen Dampfkomponenten kondensieren nun gemäss ihren Siedebereichen und werden auf Zwischenböden abgefangen und zur weiteren Verarbeitung abgeleitet. Die schwersten Anteile des Rohöls (atmosphärische Rückstände) verdampfen nicht und gelangen zur weiteren Auftrennung in die Vakuumdestillation, wo die Rückstände schon bei tieferen Temperaturen (zirka 250 Grad) zu sieden beginnen. So kann das Rückstandsöl nochmals weiter fraktioniert und die Ausbeute gesteigert werden. Es verbleiben jetzt zähflüssigere Verbindungen, die sich aufgrund ihrer höheren Viskosität auch als Basisöle und damit als Ausgangsstoffe für Schmiermittel eignen. Die Halbfertigprodukte aus der Destillation werden nun im eigentlichen Raffinationsprozess (Reinigungs- und Mischprozess) zu den Endprodukten verarbeitet. Im Gegensatz dazu ist für die Herstellung synthetischer Basisöle ein Polymerisationsverfahren nötig.

Viskositätsindex-Verbesserer
Die Viskosität ist eine Kenngrösse zur Beschreibung der Zähflüssigkeit des Öls. Je stärker ein Öl Hitze und Druck ausgesetzt wird, desto dünnflüssiger wird es und desto schlechter wird seine Performance. Um dem entgegenzuwirken, werden dem Öl beim Blending Viskositätsindex-Verbesserer als Additive zugesetzt. Sie mindern die temperaturbedingte Senkung der Viskosität, indem sich ein in ihnen enthaltenes und zuammengeballtes Polymer bei ansteigenden Temperaturen zunehmend entfaltet und dadurch den Schmierstoff eindickt.

Synthetisches Öl
Synthetische Öle sind leistungsfähiger als teilsynthetische oder mineralische und auch teurer. Sie sind u.a. thermisch stärker belastbar, haben eine stabilere Molekularstruktur (Viskositätseigenschaften bleiben länger erhalten), sind alterungsstabiler und resistenter gegen Verdampfung. Ein sehr häufig verwendetes synthetisches Basisöl ist das sogenannte Polyalphaolefin (PAO). Im Wesentlichen handelt es sich dabei um bei der Destillation aus Erdöl gewonnene Ethylen-Moleküle (C2H4), die im Rahmen eines mehrstufigen Prozesses zunächst in ihrer Molekularstruktur aufgetrennt (Cracking) und danach zu einheitlich aufgebauten Stern-Polymeren neu zusammengesetzt werden (Reforming). Das Modell unten zeigt einen Ausschnitt aus der PAO-Molekularstruktur.

 

Interview mit dem Chefchemiker Dr. Markus Kurwart

Herr Dr. Kurwart, wie wird ein neues Motorenöl entwickelt?
Wenn ein Hersteller einen neuen Motor entwickelt, entstehen, etwa aufgrund neuartiger Materialpaarungen, aber auch wegen der höheren Leistung, gesteigerte Anforderungen an das Öl. Letzteres wird dann von uns entsprechend entwickelt. Das braucht enorm viel Kompetenz, und wenn es uns gelingt, den Wünschen der Hersteller gerecht zu werden, sind wir der bevorzugte Partner. So pflegen wir zum Beispiel seit Jahren eine sehr enge Kooperation mit KTM. Die Entwicklung eines neuen Schmierstoffs dauert rund zwei Jahre. Manchmal müssen wir auch viel schneller eine Lösung parat haben. Das geht nur mit viel Erfahrung. 

Welches sind dabei die grössten Herausforderungen?
Die stetig zunehmende Motorleistung und die Tatsache, dass bei Töff im Gegensatz zu Autos dasselbe Öl in mehreren Baugruppen mit teilweise widersprüchlichen Anforderungen funktionieren muss. Dass das Öl beispielsweise bei den Kolben die Reibung senken soll, kann sich bei der Kupplung insofern nachteilig auswirken, als Letztere auf Traktion angewiesen ist und der Reibwert daher nicht zu stark sinken darf.

Im Baumarkt gibt es etliche Öl-Additive. Sinn oder Unsinn?
Ein Motorenöl ist ein hochkomplexes und empfindliches chemisches Gebilde, dessen Komponenten genau aufeinander abgestimmt sind. Geben Sie nun zusätzliche Additive hinzu, gerät die Formel aus dem Gleichgewicht und einzelne Stoffe können anders reagieren oder sich gegenseitig in der Funktion stören. Von solchen Additiven raten wir ab.

Irgendwann geht uns das Erdöl aus. Was bringt die Zukunft?
Das ist ein schwieriges Kapitel. Ich glaube, auf Erdöl werden wir kurzfristig nicht verzichten können. Auf lange Sicht werden synthetische Stoffe zum Zuge kommen, obschon auch diese derzeit noch vom Erdöl hergeleitet sind. Ein wiederum chemisch synthetisierter Ersatz aus tierischen und pflanzlichen Stoffen wäre auf lange Sicht denkbar.

Gewisse Additive müssen vorgemischt werden, ehe sie den Mischtanks zugeführt werden dürfen. Gewisse Additive müssen vorgemischt werden, ehe sie den Mischtanks zugeführt werden dürfen. © Daniele Carrozza
Ein Mischtank fasst zwischen 5 und 100 Fässer Flüssigkeit. Ein Mischtank fasst zwischen 5 und 100 Fässer Flüssigkeit. © Daniele Carrozza
Additive: Ein solches Fass kann bis zu 20 000 Franken kosten. Additive: Ein solches Fass kann bis zu 20 000 Franken kosten. © Daniele Carrozza
Anlieferung der Basisöle via Bahn. Anlieferung der Basisöle via Bahn. © Daniele Carrozza
Die Etiketten tragen 25 Landessprachen. So muss nur ein Label gedruckt und gelagert werden. Die Etiketten tragen 25 Landessprachen. So muss nur ein Label gedruckt und gelagert werden. © Daniele Carrozza
Farbcodes: Infos zum Mischstatus. Farbcodes: Infos zum Mischstatus. © Daniele Carrozza
Es dauert wenige Minuten, bis eine Spraydose gefüllt, verschlossen und etikettiert ist. Es dauert wenige Minuten, bis eine Spraydose gefüllt, verschlossen und etikettiert ist. © Daniele Carrozza
Grossabfüllerei: Ein Fass hat immer den gleichen Deckel (Dichtigkeit). Grossabfüllerei: Ein Fass hat immer den gleichen Deckel (Dichtigkeit). © Daniele Carrozza
Tanklager: Hierzulande das grösste seiner Art. Tanklager: Hierzulande das grösste seiner Art. © Daniele Carrozza
Steuerzentrale für die Basisöle. Steuerzentrale für die Basisöle. © Daniele Carrozza