Huub Janssen über seinen Vorsprung in Design Principles for Precision Engineering

Veröffentlicht am: 30 Oktober 2018

Autor:

René Raaijmakers

Technischer Redakteur, Autor, Geschäftsführer

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Huub Janssen von Janssen Precision Engineering ist eines der ehemaligen Aushängeschilder der Ausbildung Design Principles for Precision Engineering. Sein Ziel war es, das Know-how von Wim van der Hoek zu verbreiten.

Ein lang gehegter Wunsch von Huub Janssen von Janssen Precision Engineering ist in Erfüllung gegangen: Er hat sein Wissen auf die gleiche Weise geteilt wie sein Mentor Wim van der Hoek.

Janssen hält Van der Hoek für ‚ehrfurchtgebietend‘. Anfang der 1980er Jahre war er auf der Suche nach einer Nische, in der er seine letzten Studienjahre an der Technischen Universität Eindhoven verbringen konnte, und stieß auf einen Fachmann, der hauptsächlich in der Feinmechanik tätig war. „Wim lud mich zu seinen monatlichen Vormittagen ein. Dort legte er ein großes Blatt Papier auf den Tisch und kritzelte alle möglichen Probleme auf. Wir diskutierten sie mit einer Handvoll Studenten, die alle ihre eigene Abschlussarbeit hatten, und sprachen zwei bis drei Stunden lang über Fortschritte und technische Probleme.

Huub Janssen ist das neue Aushängeschild des Kurses Design Principles for Precision Engineering.

Das Hauptaugenmerk lag auf dem Inhalt, dem technischen Ansatz, dem Konzept und dessen Umsetzung in die Praxis. Jeder bot kostenlose Lösungen an. Ein Absolvent schrieb sein Problem auf und dann sprangen fünf oder sechs Männer auf, um es auf verschiedene Weise zu lösen. Es war wie ein Spiel. Diese Anregung von Wim hat mich wirklich angesprochen. Ich habe mich darauf eingelassen wie ein Fisch auf dem Trockenen. Es versteht sich von selbst, dass ich mich wie zu Hause fühlte.‘

In den 80er Jahren arbeitete Janssen bei ASML, baute Produktionsanlagen für LCDs bei Philips in Heerlen und gründete dann ein Ingenieurbüro für Präzisionsinstrumente. Bildung hat ihn schon immer angezogen, aber in den letzten Jahrzehnten hat das Unternehmertum Vorrang. Genau wie Van der Hoek hat es mir immer Spaß gemacht, mit jungen Menschen über technische Probleme zu diskutieren. Das tue ich auch, wenn ich meine Mitarbeiter coache‘, sagt Janssen.

Jetzt, da die Mitarbeiter einen Teil seiner Aufgaben übernommen haben, hat er sich automatisch mit dem Wissenstransfer beschäftigt. Als er von Jan van Eijk und Adrian Rankers von der Mechatronik-Akademieeinem Partner des High Tech Institute, angesprochen wurden, musste Janssen nicht lange überlegen.

Limburger Flan

Wir sprechen in dem Raum, den Huub Janssen nach seiner großen Inspiration, Wim van der Hoek, benannt hat. Bei Limburgs Flan und Kaffee spricht der Unternehmer der Feinmechanik ein Thema an, das Ingenieure oft im Gespräch ansprechen: die Leidenschaft, die er schon in seiner Jugend für Technik hatte.

Im neuen Konferenzraum von Janssen Precision Engineering, der vollständig von Glas umgeben ist. Huub Janssen hat den Raum nach seinem Mentor benannt.

Während seiner High School-Zeit fotografierte Janssen Vögel. Seine Herausforderung bestand darin, sie im Flug zu fotografieren. Er wollte nicht den ganzen Tag hinter der Kamera sitzen, also fand er eine Lösung. In einem Nistkasten stellte er eine Praktica auf – die Spiegelreflexkamera, die noch einigermaßen in sein Budget passte – und baute einen Verschlussmechanismus mit einem Lichtstrahl und einem Fotodetektor zusammen. Alles wurde so arrangiert, dass sich der Praktica-Verschluss genau in dem Moment schloss, in dem der Vogel durch den Lichtstrahl flog. Ein elektrisches Solenoid löste den Selbstauslöser aus. Nicht mit einem normalen Motor, denn der musste bam! auslösen.‘

Seinen Unternehmergeist bekam er von zu Hause mit. Seine Eltern hatten ein Obstunternehmen und sein Vater baute oft selbst Maschinen, wie zum Beispiel eine Maschine zum Sortieren von Äpfeln. Während seiner letzten Jahre an der Universität entwickelte Huub eine Messwaage, die es einfacher machte, Obstschalen mit einem bestimmten Gewicht zu füllen. Es handelte sich dabei nicht um eine gewöhnliche Waage, denn bei dieser müsste man hin und her rechnen, und das wollte Janssen vermeiden. Diese Art von Waage konnte man für dreitausend Gulden kaufen, aber das war damals eine Menge Geld. Ich wollte etwas, mit dem man auf einen Schlag sehen konnte, ob man ein paar Äpfel hinzufügen oder wegnehmen musste. Ich habe immer über solche Dinge nachgedacht.‘

Er löste das Problem mit Blattfedern, Elektronik und einem optischen Sensor. Darin steckten alle möglichen Van der Hoek-Designprinzipien“, lacht er und bezieht sich dabei auf den Professor, an dessen Montagmorgensitzungen er damals teilnahm.

Während seiner letzten Jahre an der Universität entwickelte Janssen ein Instrument, das die Abnutzung von Füllungen und Backenzähnen aufzeichnen konnte. Interferometrie und Optik waren Teil der Lösung. Ich musste in sechs Freiheitsgraden innerhalb von Bruchteilen eines Mikrometers positionieren, und ich konnte mich mit neuen Ideen völlig austoben. Außerdem hatte ich auch einen echten Kunden, also musste es schließlich funktionieren.

Huub Janssen mit dem von ihm patentierten Piëzo-Knopf, einem revolutionären Konzept, das auf Piëzo-Elementen und einer rotierenden Masse basiert, mit der sich Schritte von 5 Nanometern realisieren lassen.

Nach seinem Abschluss in den achtziger Jahren arbeitete Janssen bei ASML am ersten PAS2500 Wafer Stepper. Ich hatte viel von Van der Hoek gelernt, aber bei ASML konnte ich sehen, wo Dinge schief gehen können. Bei Van der Hoek lernen Sie, etwas statisch bestimmtes zu entwerfen. Sie erhalten zum Beispiel Stabilität mit drei Stützpunkten. Aber nicht jeder ist mit einem dreibeinigen Tisch glücklich. Bei ASML habe ich gelernt, zu verstehen, wann man bestimmte Konstruktionsprinzipien anwenden sollte und wann nicht.‘

Für den PAS2500 hatten sie zunächst ein neues Interferometer entwickelt, um die Position des Tisches in den Richtungen x und y zu messen. ‚Wir haben das ganz nach den Konstruktionsprinzipien von Van der Hoek gemacht, mit elastischen Elementen und so weiter. Es gab keine Hysterese, aber alles vibrierte weiter. Dabei habe ich gelernt, dass man die Designprinzipien von Van der Hoek nicht immer und in jeder Situation anwenden kann. Man muss wissen, wann man es kann und wann nicht“, erklärt Janssen.

Nach ASML ging er zu Philips in Heerlen, wo er Produktionsanlagen für LCDs entwickelte. Ein paar Jahre später gründete er sein eigenes Ingenieurbüro. Während meiner letzten Universitätsjahre habe ich auch für einen echten Kunden mit einem echten technischen Problem gearbeitet, einschließlich der Nachfrage nach Hardware. Das war genau mein Ding.‘

2010 erhielt Huub Janssen den Rien Koster-Preis in Anerkennung des hohen Niveaus, auf dem er die Präzisionstechnik in seinem Unternehmen Janssen Precision Engineering (JPE) betreibt. Neben den zahlreichen fortschrittlichen Arbeiten für Kunden hob die Jury auch die Aufmerksamkeit hervor, die Janssens dem Coaching und der Ausbildung seiner Mitarbeiter widmet. JPE hat inzwischen dreißig Patente für seine Erfindungen angemeldet.

Vor mehr als zehn Jahren begann Janssen bei JPE, technische Prinzipien und Lösungen zu sammeln und zu dokumentieren. Zunächst für seine Mitarbeiter, aber auch für die Außenwelt. Wann immer Janssen oder seine Kollegen sich in etwas vertiefen oder eine technische Lösung finden müssen, halten sie es fest. Wir müssen immer etwas herausfinden oder noch einmal nachschlagen. Wie ist diese technische Berechnung nochmal gelaufen? Ich dachte mir: Machen wir es einmal richtig, und wenn die Mitarbeiter es das nächste Mal brauchen, werden sie auch davon profitieren. Ich begann, die Fälle auf einem A4-Blatt zu dokumentieren. Alles ist in Kategorien wie ‚Technische Grundlagen‚, ‚Konstruktionsgrundlagen‚,‚Dynamik und Steuerung‘ und‚ Konstruktionsentwurf & Beispiele‚ unterteilt.

Sie müssen Zeit investieren, ‚aber dann haben Sie auch etwas‘, sagt Janssen. Das technische Problem, alle Formeln, die wichtig sind, müssen alle auf dieses A4-Blatt passen. Das heißt, nur die wesentlichen Informationen. Inzwischen sind es etwa fünfzig A4-Blätter. Janssen fand, dass die Informationen auch einen Marketingwert hatten und begann, sie zu veröffentlichen. So entstand der Precision Point, eine Seite auf der Website von Janssen Precision, auf der alles zugänglich ist. Sogar ein Professor am MIT fragte mich per E-Mail, ob er das Wissen in seinen Vorlesungen verwenden könne. Janssen hat die A4-Koffer auch in einem handlichen Büchlein gebündelt, das unter dem Motto von Albert Einstein steht: ‚Vergiss nie etwas, was du nachschlagen kannst.‘ Er erhält regelmäßig Bestellungen von Schulen, Konkurrenten und Kunden.

Nach Albert Einsteins Motto ‚Erinnere dich nie an etwas, das du nachschlagen kannst‘, hat Huub Janssen Präzisionsfälle dokumentiert. Jeder Fall passt auf ein Blatt A4. Das Wissen ist verfügbar unter Präzisionspunkt auf seiner Website und ist auch in gedruckter Form erhältlich.

Es ist schwer zu sagen, ob diese Bemühungen auch zusätzliche Geschäfte generieren. Wir können jedoch feststellen, dass sich Interessenten für unsere Kernaktivitäten im High-Tech-Engineering und für unsere Produkte interessieren, nachdem sie unseren Präzisionspunkt-Link gelesen haben.

Er hat der Bitte von Van Eijk und Rankers zugestimmt, das Aushängeschild des Lehrgangs Konstruktionsprinzipien für die Feinwerktechnik zu werden, weil ihn Bildung schon immer angezogen hat. Ein großer Teil des Wissens und der Erfahrung, die in den Lehrgang für Konstruktionsprinzipien einfließen, entstammt der Ideologie von Wim van der Hoek. Genau wie Van der Hoek hat es mir immer Spaß gemacht, mit jungen Menschen über technische Probleme zu diskutieren. Das tue ich auch, wenn ich meine Mitarbeiter trainiere‘, sagt Janssen.

Für alte Studenten und Kollegen kann Van der Hoek nichts falsch machen. Als sie ihn auf einer Party zu Ehren seines 80. Geburtstags lobten, antwortete der emeritierte Professor: „Ich werde im Himmel auf beschämende Weise gelobt.

Aber nach einigem Nachdenken gelingt es Janssen, einen Kritikpunkt auszugraben. ‚Er redete gerne. Er redete ziemlich schnell, so dass es für angehende Universitätsstudenten, die den Beruf noch lernen mussten, ziemlich schwierig war, allem zu folgen. Man musste wirklich gut aufpassen, denn in diesen wenigen Stunden prasselte eine Menge Information auf einen ein.‘

Van der Hoek redete gerne, gab schnell die Richtung vor, in die es gehen sollte, und er hatte auch etwas zu sagen. Er hatte schnell seine eigenen Ideen für den Weg, den die Lösungen nehmen sollten, und das war oft verblüffend.

Vor dreißig Jahren war die Positionierung im Mikrometerbereich etwas von einem anderen Planeten.

Was war so besonders an Van der Hoeks Ansatz?

Es hat mit dem Feld zu tun. Vor dreißig Jahren war die Positionierung im Mikrometerbereich etwas von einem anderen Planeten. Es ist ein Bereich, in dem man nicht einfach normale Funktionselemente wie Lager und Zahnräder verwenden kann. Selbst jetzt ist es für viele noch unerforschtes Gebiet. Weltweit. Bis zum fünften Studienjahr lernten wir nur das, was andere angehende Ingenieure auch lernten: Zahnräder, Antriebswellen, Keilriemen und so weiter. Aber wenn Sie auf einen Mikrometer oder einen Bruchteil davon positionieren wollen, dann können Sie nicht einfach diese Komponenten verwenden. Dann ergeben sich ganz andere Lösungswege und Dinge wie Reproduzierbarkeit und die Vermeidung von Spiel werden wichtig.‘

Sie wollen die Ausbildung der Designprinzipien im Sinne von Van der Hoek gestalten. Was meinen Sie damit?

Wir sprechen über Designprinzipien für die Feinmechanik. Das ist die Welt der komplexen Maschinen und Instrumente für die Chipindustrie, die Astronomie und die Raumfahrt. Um genauer als einen Mikrometer zu positionieren, können Sie nicht einfach Standardfunktionselemente wie Lager verwenden. Dann kommen Sie zu elastischen Elementen, ohne Reibung und dergleichen. Danach wird es spannend, denn Sie sind der Physik sehr nahe.‘

Janssen: ‚Ich kann mich noch daran erinnern, dass Van der Hoek seine Studenten aufforderte, in Gedanken in ein Kugellager zu kriechen.‘

Hersteller müssen erkennen, dass sie keine Standardteile aus einem Katalog kaufen können. Sie müssen ein bisschen weiter denken, alle Probleme analysieren, die auftreten können. Dann müssen Sie sich die Dinge im Kopf vorstellen, ‚Gedankenexperimente‘ machen: Wo kann etwas schief gehen? Wenn Sie das erkennen können, ist der Weg zur Lösung nicht mehr weit. Ich kann mich noch gut daran erinnern, dass Van der Hoek seine Studenten aufforderte, in Gedanken in ein Kugellager zu kriechen und sich den Außenring und den Innenring mit all den Kugeln dazwischen vorzustellen. Wir mussten uns so klein machen, dass wir zwischen diesen sich drehenden Kugeln saßen. Dann sehen Sie, dass die Kugel auf der einen Seite am Ring anliegt und auf der anderen Seite Platz zum Spielen hat. Als nächstes sehen Sie, dass eine Kugel nicht ganz rund ist, sie hat Einkerbungen und dreht sich nicht gut. Wenn es sich um eine Vertiefung von einem Mikrometer handelt, bedeutet das einen Mikrometer Fehler. Sie müssen nicht viel Erfahrung haben, aber Sie brauchen eine Menge Vorstellungskraft, um Gedankenexperimente durchführen zu können.‘

Was ist das Besondere an Ihrem Beitrag zur Schulung?

Die Art und Weise, wie Lösungen gefunden werden, ist wichtig. Ich habe nicht viel mit Formeln zu tun. Natürlich werden sie gebraucht, aber das Rechnen ist die letzten zehn Prozent der Arbeit. In erster Linie müssen die Designer ein Gefühl für die Details bekommen. Worauf müssen sie achten? Wie lösen sie die Probleme? Sie müssen zunächst wissen, wo etwas schief gehen kann, und dann eine gute konzeptionelle Richtung einschlagen. Ich möchte vor allem die Intuition schulen. Berechnungstechniken kommen erst danach.‘

Deshalb möchte ich Fallstudien einführen. Van der Hoek tat dies in seinem Des Duivels prentenboek , in dem er erfolglose Projekte veröffentlichte. Die Teilnehmer arbeiten also allein und in Gruppen. Dann haben wir eine große Gruppendiskussion. Ich will keine Vorlesung, ich bevorzuge Interaktion.‘

Dieser Artikel wurde von René Raaijmakers geschrieben, dem technischen Redakteur von High-Tech Systeme.