29.06.2011: Einweihung der Dynamischen Komponentenprüfanlage

12. Januar 2012

Komponenten-Tests für das sichere Auto von Morgen

Ein Auto besteht im Durchschnitt aus 12.000 Einzelteilen. Die Türen, das Dach, die Seitenteile oder der Vorderwagen zählen dabei zu den tragenden Komponenten. Insbesondere diese Elemente interessieren Michael Kriescher. Kriescher ist Maschinenbau-Ingenieur beim DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart. Unter seiner Federführung ist in den vergangenen eineinhalb Jahren eine neue Anlage konzipiert und aufgebaut worden, die verschiedenste Komponenten und Baugruppen eines Fahrzeugs dynamisch prüfen – sprich „crashen“ - kann. Diese Versuche sind essenziell, um Berechnungsmethodik und -ergebnisse einzelner Strukturen zu validieren und zu optimieren. Offiziell eingeweiht und damit eröffnet wurde die Anlage am 29. Juni 2011.

Einweihungsfeier

Herzstück der dynamischen Komponenten-Prüfanlage beim DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart sind zwei modular aufgebaute, jeweils zwei Meter lange und 1,3 Meter hohe Crash-Schlitten. Diese stehen auf einer elfeinhalb Meter langen Schienenbahn. „Um möglichst viele unterschiedliche Konfigurationen testen zu können, haben wir uns für eine Anlage mit zwei Schlitten entschieden“, erklärt Michael Kriescher. Somit kann sich der getroffene Schlitten beim Aufprall nach hinten bewegen. „Bei einem Versuch beschleunigen wir den ersten Schlitten, der dann mit einem zweiten Schlitten zusammenprallt. Angetrieben wird der erste Schlitten mit einem pressluftbetriebenen Zylinder, wobei eine hydraulische Bremse die Beschleunigung regelt.“ Das bedeutet, dass sich Beschleunigungsverlauf und Aufprallgeschwindigkeit des ersten Schlittens genau festlegen lassen. Bei einer Gesamtmasse von 1300 Kilogramm kann der Schlitten so maximal 64 Stundenkilometer schnell werden. „Damit können wir große Karosseriestrukturen für leichte bis mittelschwere Fahrzeugkonzepte unter sehr realitätsnahen Bedingungen testen“, verdeutlicht DLR-Wissenschaftler Kriescher.

Der zweite Schlitten kann entweder am hinteren Ende der Bahn fest stehen – zum Beispiel, um einen Frontalaufprall gegen ein stehendes Hindernis zu simulieren – oder sich frei beweglich in Längsrichtung auf der Schiene befinden; so zum Beispiel bei einem Seitencrash, bei dem das stehende Fahrzeug von einem Stoßkörper, dem Impaktor, getroffen wird. Simuliert werden können zudem Tests von Airbags oder elektronischen Komponenten: „In diesem Fall nutzen wir die schnelle Zylinderbeschleunigung für einen direkten Crash-Impuls auf den ersten Schlitten“, berichtet Michael Kriescher.

Jeder der beiden Schlitten ist mit einem crashfesten Datenerfassungssystem ausgestattet, das die Daten aus den Versuchen misst und aufzeichnet. „Je nach Ausstattung können dies Beschleunigungen, Dehnungen, Kräfte und Verformungen sein“, sagt Michael Kriescher. Für Hochgeschwindigkeits-Video-Aufnahmen kann eine 19 KW-starke Lichtanlage mit acht Scheinwerfern genutzt werden.

Hintergrund für den Bau dieser neuen Anlage ist, dass das umweltfreundliche(re) Auto von Morgen bei gleichbleibender Sicherheit vor allem leichter werden soll. Dazu müssen zukunftsfähige Leichtbaukonzepte entwickelt werden, oft unter Verwendung von Materialkombinationen, für die es noch keine validierten Berechnungsmethoden gibt. Dazu gehören Bauteile oder -gruppen aus Faserverbundwerkstoffen ebenso wie neuartige Energieabsorptionskonzepte. „Mit der dynamischen Prüfanlage möchten wir anhand von ganzen Komponenten, nicht nur Einzelteilen, untersuchen, wie Geometrie, Fügetechnik und Materialeigenschaften zusammenspielen und welche Folgen das auf die Berechnungsmethodik hat“, fasst Ingenieur Kriescher zusammen. „In Zusammenarbeit mit den Kollegen aus Konstruktion und Berechnung und mit Wissenschaftlern aus anderen DLR-Instituten können wir der Industrie so die gesamte Entwicklungskette, vom Konzept bis zum Crashversuch, anbieten.“


URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/fk/desktopdefault.aspx/tabid-6194/13132_read-33173/