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Automobilkonstruktion 03.2015

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www.autokon.de l September 2015<br />

Automobil<br />

Konstruktion<br />

Fachwissen für Entwicklungsingenieure<br />

Schwerpunkt<br />

Elektronik +<br />

Software<br />

Antrieb<br />

Reibung reduzieren:<br />

Der Kolben ist noch nicht am Ende<br />

CAD + Simulation<br />

Funktionale Prototypen<br />

aus dem 3D-Drucker<br />

Karosserie + Interieur<br />

Automatisiert fahrende Autos<br />

erfordern eigene Bedienkonzepte


IAA 2015: 15. - 18. September, Halle 4.1, Stand E21<br />

Aachener Kolloquium: 5. - 7. Oktober, Stand 31<br />

Unser Herz schlägt für Motoren – groß und klein<br />

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www.federalmogul.com


EDITORIAL<br />

Autonome Bewegung<br />

Leichtbau? CO 2 -Reduktion? Downsizing? Wichtige Themen,<br />

zweifellos. Aber kaum eines beflügelt die Phantasie der<br />

automobilen Welt derzeit so sehr wie das autonome Fahren.<br />

Was vor ein paar Jahren noch nach Science Fiction klang, ist<br />

längst in der Realität angekommen. Das Beratungsunternehmen<br />

Oliver Wyman beispielsweise geht in einer aktuellen<br />

Studie davon aus, dass teil- und vollautomatisierte Fahr -<br />

zeuge bereits im Jahr 2035 voraussichtlich zwischen 20 und<br />

30 % der globalen Fahrzeugproduktion ausmachen werden<br />

– eine autonome Bewegung in völlig neuem Sinn.<br />

Auf der kommenden IAA in Frankfurt werden entsprechende<br />

Konzepte und Studien an vielen Messeständen breiten<br />

Raum einnehmen. Einen kleinen Vorgeschmack bieten wir<br />

Ihnen in diesem Heft. Denn den Weg zum autonomen Auto<br />

zu begleiten, zu beobachten und zu kommentieren, ist<br />

selbstverständlich auch unsere Aufgabe. So widmet sich die<br />

Titelgeschichte (ab Seite 32) den technischen Aspekten<br />

einer zuverlässigen und redundanten Leistungselektronik.<br />

Um das Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine<br />

geht es in dem Beitrag „Fahreradaption als Brückenschlag“<br />

ab Seite 42. Das kürzlich vorgestellte Konzeptfahrzeug von<br />

ZF (Seite 56) zeigt, welche Vorteile vernetzte Komponenten<br />

bieten. Und welche speziellen Bedienkonzepte automatisiert<br />

fahrende Autos verlangen, erfahren Sie im Beitrag<br />

„Bedienung, bitte!“ ab Seite 64.<br />

Die größten zu bestehenden Herausforderungen des autonomen<br />

Fahrens liegen jedoch nicht in der Technik, sondern<br />

in der Akzeptanz. Unter der zugegebenermaßen etwas<br />

provokanten Überschrift „Idiotensicherheit schafft Idioten“<br />

(Seite 68) fasst unser Autor Tobias Meyer zusammen, wie<br />

Experten den größten Unsicherheitsfaktor des Straßenverkehrs<br />

beurteilen: den Menschen.<br />

PRÄZISE<br />

LASER-SCANNER<br />

zur Profil- und Spaltmessung<br />

• Kompakte Bauform mit integriertem Controller<br />

• Für schnelle Messungen mit hoher Genauigkeit<br />

• Umfangreiche Software im Lieferumfang<br />

• Einfache Einstellung über vordefinierte<br />

Messprogramme<br />

• Verschiedene Schnittstellen zur direkten<br />

Anbindung an SPS möglich<br />

Blue Laser Scanner für organische<br />

Oberflächen und heiße Metalle<br />

Natürlich widmen wir uns in dieser Ausgabe auch den<br />

Basics, denn ein Auto bleibt immer noch ein Auto. So erfahren<br />

Sie, welche Optimierungspotenziale beim Verbrennungsmotor<br />

zu erwarten sind (Seite 24), wie Geometrieänderungen<br />

die Federkonstanten von Fahrwerkslagern beeinflussen<br />

(Seite 60) oder wie eine Low-Emission-Schaumdichtung<br />

für saubere Luft im Innenraum sorgt (Seite 66).<br />

Leichtbau? CO 2 -Reduktion? Downsizing? Aber ja!<br />

Jens Peter Knauer,<br />

Chefredakteur<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

www.micro-epsilon.de/scan


Schwerpunkt<br />

www.autokon.de l September 2015<br />

Fachwissen für Entwicklungsingenieure<br />

Antrieb<br />

Reibung reduzieren:<br />

Der Kolben ist noch nicht am Ende<br />

CAD + Simulation<br />

Funktionale Prototypen<br />

aus dem 3D-Drucker<br />

Karosserie + Interieur<br />

Automatisiert fahrende Autos<br />

erfordern eigene Bedienkonzepte<br />

INHALT<br />

24<br />

ANTRIEB<br />

42<br />

ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

46<br />

CAD +SIMULATION<br />

56<br />

FORSCHUNG<br />

ANTRIEB<br />

18 Prof. Dr.-Ing. Heinz K. Junker, Mahle: „Klimakompressor<br />

schließt Lücke in unserem Portfolio“<br />

20 Wie ein neuer Kettenspanner in 2K-Technologie<br />

entstand<br />

22 Warum die richtige Schmierung schon zu Beginn<br />

der Konstruktion bedacht werden sollte<br />

24 Sparpotenzial durch Systemuntersuchungen und<br />

Detailoptimierungen am Produkt<br />

26 Produkte<br />

ANTRIEBSSTRANG<br />

28 Weniger CO2-Emissionen und höhere Zuverlässigkeit<br />

30 Produkte<br />

SCHWERPUNKT<br />

ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

32 Sichere Systeme für fahrerlose Autos<br />

36 48-Volt-System: Die Spannung steigt<br />

38 Optimiertes Wärmemanagement durch<br />

Elektrifizierung der Kühlschleifen<br />

40 Harald Kröger, Mercedes-Benz Cars: „Kompetenz bei<br />

Batteriesystemen ist unerlässlich“<br />

42 Bertrandt begleitet den Weg zum autonomen Fahren<br />

44 Produkte<br />

4 AutomobilKonstruktion 3/2015<br />

CAD + SIMULATION<br />

46 Wie Audi seine Produkte im virtuellen Raum<br />

optimiert<br />

48 FFF-Drucker aus der Open-Source-Bewegung bieten<br />

günstige Alternative zu teuren Sinterdruckern<br />

50 Warum sich PSA Peugeot Citroën für die<br />

CAM-Software Hypermill entschieden hat<br />

52 Produkte<br />

AUS DER FORSCHUNG<br />

54 Co-Simulationen machen genauere Vorhersagen und<br />

binden auch reale Prüfstände mit ein<br />

56 Konzeptfahrzeug von ZF soll zeigen, welche Vorteile<br />

vernetzte Komponenten bieten<br />

FAHRWERK<br />

58 Magneto-mechanische Dämpfung soll Geräuschentwicklung<br />

von Bremsscheiben reduzieren<br />

59 Einrohr-Stoßdämpfer: flexibel und dynamisch<br />

60 Wie beeinflusst eine Geometrieänderung die<br />

Federkonstante?<br />

62 Produkte<br />

Elektronik +<br />

Software<br />

Automobil<br />

Konstruktion<br />

Titelbild:<br />

Auf dem Weg zum marktreifen autonomen<br />

Fahren will Infineon helfen, die<br />

letzten Probleme zu lösen. Dabei muss<br />

die Übergabe zwischen automatisiertem<br />

Fahrzeug und Fahrer sicher erfolgen.<br />

Seite 32 Bild: Infineon


Schmierfrei<br />

leicht gemacht<br />

66<br />

KAROSSERIE + INTERIEUR<br />

76<br />

TESTEN + PRÜFEN<br />

KAROSSERIE + INTERIEUR<br />

64 Automatisiert fahrende Autos wollen anders<br />

bedient sein<br />

66 Low-Emission-Schaumdichtung für saubere Luft<br />

68 Probleme des autonomen Fahrens:<br />

„Idiotensicherheit schafft Idioten“<br />

69 Produkte<br />

TESTEN + PRÜFEN<br />

74 Mess- und Testeinrichtungen für schnellere und<br />

bessere Produktvalidierung<br />

76 Qualitätsprüfung bei Hochfrequenz-Sensorik für<br />

Fahrerassistenzsysteme<br />

78 Kuka prüft Dichtheit von Automatikgetrieben mit<br />

Inficon-Geräten<br />

80 Substitution von Keilabsorbersystemen durch<br />

Breitband-Kompaktabsorber (BKA)<br />

81 Produkte<br />

RUBRIKEN<br />

3 Editorial<br />

6 Aus der Branche<br />

17 Neues auf autokon.de<br />

83 „Wir berichten über“ und Impressum<br />

... und leicht in<br />

Form gebracht<br />

Mit iglidur ® Sonderteilen Schmierung eliminieren<br />

und Gewicht reduzieren: vom Fahrwerk bis zum<br />

Getriebe maßgeschneiderte iglidur ®<br />

Polymergleitlager<br />

nach Wunsch. Halten länger, kosten<br />

weniger. Schnell geliefert. igus.de/automotive<br />

plastics for longer life ®<br />

Technische Beratung:<br />

Tel. 02203 9649-694<br />

Besuchen Sie uns: Motek – Halle 4 Stand 4310,<br />

EMO, Mailand – Halle 3 Stand E10/F07


AUS DER BRANCHE<br />

Messring errichtet zukunftsweisendes Labor zur Dummy-Kalibrierung<br />

Crashen, messen, kalibrieren<br />

Leichtbau-Institut der TU Dresden<br />

ILK erweitert Analysemöglichkeiten<br />

Das Institut für Leichtbau und<br />

Kunststofftechnik (ILK) der Technischen<br />

Universität Dresden hat<br />

die Analysemöglichkeiten in seinem<br />

werkstoff-physikalischen<br />

Prüflabor erweitert. Im Prüflabor<br />

arbeiten die ILK-Wissenschaftler<br />

nun mit der Analyse-Software<br />

Thermokinetics der Netzsch Gerätebau<br />

GmbH. Die unterschied -<br />

lichen Messdaten, die bei der<br />

Analyse von Polymeren und Verbundwerkstoffen<br />

anfallen – etwa<br />

aus der Rheologie, der Dynamisch-Mechanischen<br />

Analyse<br />

(DMA), der Differenzkalorimetrie<br />

(DSC), der Dilatometrie oder der<br />

Neue Analysemöglichkeiten<br />

im werkstoff-physikalischen<br />

Prüflabor Bild: TUD/ILK<br />

Thermogravimetrie (TGA) – können<br />

durch die neue Software verknüpft<br />

und beispielsweise zur Erstellung<br />

von Materialmodellen<br />

verwendet werden, die zur Beschreibung<br />

der prozessabhängigen<br />

Viskosität dienen. Die analytischen<br />

Modelle stellen eine wichtige<br />

Grundlage für die realitätsnahe<br />

und effektive Simulation komplexer<br />

Formfüll- und Vernetzungsvorgänge<br />

von Reaktionsharzen dar.<br />

Es können die Parameter Zeit,<br />

Temperatur, Vernetzungsgrad und<br />

Druck in die Modellbildung einbezogen<br />

werden.<br />

http://tu-dresden.de/mw/ilk<br />

Ausstellung macht Geschichte erlebbar<br />

Schaeffler feiert 50 Jahre LuK<br />

Die Crashtestanlage mit der 136 m langen Microtrack-Schienenanlage Bild: Messring<br />

Die Firma Messring aus Krailling<br />

hat bei GSK Protech in Nanjing<br />

(China) erstmals in ihrer Firmengeschichte<br />

ein komplettes und mit<br />

moderner Technik ausgestattetes<br />

Dummy-Kalibrierlabor für einen<br />

Kunden geplant, ausgerüstet und<br />

Ende 2014 termingemäß in Betrieb<br />

genommen. GSK Protech<br />

wird die Anlage nicht nur für eigene<br />

Produkte nutzen, sondern auch<br />

anderen Fahrzeugherstellern und<br />

Zulieferern zur Verfügung stellen.<br />

Die Crashtestanlage hat eine Gesamtfläche<br />

von 7900 m² inklusive<br />

Vorbereitungsräume und Labor.<br />

Die Länge der von Messring eingebauten<br />

Microtrack-Schienenanlage<br />

beträgt insgesamt 136 m, was<br />

Höchstgeschwindigkeiten von bis<br />

zu 90 km/h bei Crashtests erlaubt.<br />

Zum Gesamtumfang der verbauten<br />

Anlagentechnologie zählen<br />

unter anderem der bewährte<br />

Elektromotor, der die Testfahrzeuge<br />

auf der Schienenanlage beschleunigt,<br />

zwei Filmgruben zur<br />

Video- und Fotodokumentation,<br />

ein Flying-Floor für Seitenaufprallversuche<br />

und diverse Spezialbarrieren.<br />

Damit ist das chinesische<br />

Unternehmen in der Lage, jegliche<br />

Testprotokolle der wichtigsten<br />

weltweiten gesetzlichen und sonstigen<br />

anerkannten Prüfstandards<br />

und Vorschriften zu erfüllen – eine<br />

Tatsache, die vor allem für Unternehmen<br />

wichtig ist, die ihre Pro-<br />

dukte auf dem amerikanischen<br />

oder europäischen Markt verkaufen<br />

wollen.<br />

Insgesamt hat GSK Protech derzeit<br />

14 unterschiedliche Dummy-Typen<br />

in Nanjing im Einsatz. Dabei setzt<br />

das Unternehmen auf Messrings<br />

professionelle und selbst entwickelte<br />

Testsoftware Crashsoft.<br />

Diese steuert Prüfstände, verwaltet<br />

alle Testinformationen, wertet<br />

Daten aus und garantiert die Reproduzierbarkeit<br />

von Tests. Außerdem<br />

ist es erforderlich, bei der<br />

Vielfalt an unterschiedlichen Testläufen<br />

und Dummy-Typen eine<br />

leistungsfähige Software einzusetzen,<br />

die allen Testanforderungen<br />

und Richtlinien gerecht wird. Insgesamt<br />

wurden auf der kompletten<br />

Anlage, inklusive der Dummys,<br />

über 700 Sensoren verbaut. Damit<br />

ist diese Testanlage eine der modernsten<br />

und größten in China.<br />

In den vergangenen zehn Jahren<br />

hat Messring in China bereits über<br />

zehn große Crashtestanlagen gebaut.<br />

Seit 2014 ist das Unternehmen<br />

mit einer eigenen Tochtergesellschaft<br />

in Chongqing vertreten.<br />

www.messring.de<br />

Schaeffler hat am Standort in Bühl<br />

das 50-jährige Bestehen der Marke<br />

LuK mit rund 100 geladenen<br />

Gästen gefeiert. Angefangen hat<br />

die Erfolgsgeschichte des Unternehmens<br />

mit der Entscheidung<br />

der Brüder Dr. Georg und Dr. Wilhelm<br />

Schaeffler, sich in der Firma<br />

Lamellen- und Kupplungsbau August<br />

Häussermann maßgeblich zu<br />

Die Ausstellung „Die LuK<br />

Story. 50 Jahre. Qualität.<br />

Technologie. Innovation.“<br />

macht die Unternehmensgeschichte<br />

der Marke<br />

erlebbar Bild: Schaeffler<br />

engagieren und in der Folge das<br />

Unternehmen LuK zu gründen. Innerhalb<br />

von nur einem halben Jahr<br />

entstand die erste Produktionsstätte<br />

und bereits Mitte 1965 lieferte<br />

LuK Tellerfederkupplungen<br />

an VW – jeden Monat 25 000<br />

Stück dieser in Europa damals<br />

noch recht neuen Technologie.<br />

www.schaeffler.com<br />

6 AutomobilKonstruktion 3/2015


preh.com<br />

17. - 27. September 2015<br />

Halle 5.1, Stand A26


AUS DER BRANCHE<br />

Auszeichnung<br />

Brose einer der besten Lieferanten des Volkswagen Konzerns<br />

Brose wurde am 15. Juli 2015 mit<br />

dem Volkswagen Group Award<br />

ausgezeichnet. Mit diesem Preis<br />

ehrt VW seine besten Lieferanten<br />

für ihre unternehmerische Gesamtleistung.<br />

„Um richtig gute Autos zu bauen,<br />

braucht man richtig gute Partner.<br />

Und die haben wir“, sagte Winterkorn<br />

bei der Preisverleihung in<br />

Neuburg bei Ingolstadt. Die Gewinner<br />

zeichnen sich laut VW<br />

durch Innovationskraft, Produktqualität,<br />

Entwicklungskompetenz,<br />

Nachhaltigkeit und professionelles<br />

Projektmanagement aus.<br />

„Diese Auszeichnung hat einen<br />

ganz besonderen Stellenwert“,<br />

betonte Jürgen Otto. „Sie ist eine<br />

Anerkennung für die Leistungsfähigkeit<br />

und Kompetenz unserer<br />

Mitarbeiter sowie eine Bestätigung,<br />

die Zusammenarbeit auszubauen.“<br />

www.brose.com<br />

Von links: Dr. Francisco Javier Garcia Sanz, Konzernvorstand Beschaffung Volkswagen<br />

AG, Jürgen Otto, Vorsitzender der Geschäftsführung der Brose Gruppe, Prof. Dr. Martin<br />

Winterkorn, Vorstandsvorsitzender Volkswagen AG Bild: Brose<br />

Weichen für weiteres Wachstum gestellt<br />

Kiekert: Neue Niederlassung in China<br />

Die auf automobile Schließsysteme<br />

spezialisierte Kiekert AG hat<br />

ihre Minderheitsbeteiligung am<br />

vormals eigenständigen Produktionswerk<br />

Henan North Xingguang<br />

Locking Systems Co. Ltd. (HXG)<br />

auf einen 100%igen Anteil erhöht.<br />

Fortan firmiert der im Jahr 2005<br />

gegründete Produktionsstandort,<br />

der 2014 mit 550 Mitarbeitern 50<br />

Mio. Euro Umsatz erwirtschaftete,<br />

unter Kiekert China Zhengzhou<br />

(KCZ). Das Unternehmen stärkt damit<br />

seine Marktposition und Präsenz<br />

in Asien.<br />

Mit Kiekert China Zhengzhou<br />

schafft das Unternehmen zusätzliche<br />

Kapazitäten in den Bereichen<br />

Seitentür-, Motorhauben- und<br />

Heckschlösser. Über den Kaufpreis<br />

im April 2015 unterzeichneten<br />

Kaufvertrag wurde Stillschweigen<br />

vereinbart.<br />

Das neu akquirierte Produktionswerk<br />

wird in den Unternehmensverbund<br />

integriert und zu einer<br />

unternehmerischen Einheit mit<br />

identischen Prozessen, Entscheidungswegen<br />

und Qualitätsstandards<br />

verschmolzen. „Die Übertragung<br />

der Kiekert-DNA auf unsere<br />

neuen Kollegen in Zhengzhou wird<br />

Der neue Standort Kiekert China<br />

Zhengzhou (KCZ) Bild: Kiekert<br />

unsere erfolgreiche Globalisierung<br />

fortführen. Mit KCZ schaffen wir<br />

neue Kapazitäten, um unsere Kunden<br />

und das Wachstum in Asien<br />

weiter zu unterstützen“, betont Dr.<br />

Karl Krause, Vorstandsvorsitzender<br />

der Kiekert AG.<br />

Die 1857 gegründete Kiekert AG ist<br />

Spezialist für Schließsysteme im<br />

Automobil. Ihre 5600 Mitarbeiter<br />

in neun Ländern entwickeln, produzieren<br />

und vertreiben maßgeschneiderte<br />

Kundenlösungen.<br />

www.kiekert.com<br />

Schub für die E-Mobilität<br />

Bessere Interoperabilität von Ladeinfrastruktur und E-Fahrzeugen<br />

Ein flächendeckendes Schnellladenetz<br />

um die Elektromobilität<br />

in Deutschland zu fördern, ist das<br />

Ziel des SLAM-Projekts (Schnellladenetz<br />

für Achsen und Metropolen).<br />

Im Fokus des vom Bundesministerium<br />

für Wirtschaft und<br />

Energie geförderten Vorhabens<br />

steht die Interoperabilität, damit<br />

jedes Auto an jeder Ladesäule<br />

aufgeladen werden kann.<br />

Die Partner im SLAM-Projekt sind<br />

u.a. VW, BMW, Daimler, Porsche,<br />

EnBW und das Fraunhofer Institut.<br />

Sie wählten das Charging Discovery<br />

System von Scienlab mit<br />

vordefinierten Testmöglichkeiten<br />

als sogenanntes Golden Test Device<br />

zur Absicherung des Ladevorgangs<br />

aus. Automobilhersteller<br />

und -zulieferer, Hersteller und Betreiber<br />

von Ladeinfrastruktur sowie<br />

Zertifizierungsstellen und<br />

Werkstätten können damit künftig<br />

den Ladevorgang überprüfen.<br />

Schon bei der Entwicklung ermöglicht<br />

das System, die einzelnen<br />

Komponenten mit realen Leistungsströmen<br />

zu testen.<br />

www.scienlab.de<br />

Das Charging Discovery System sichert die Interoperabilität Bild: Scienlab<br />

Optische 3D-Digitalisierung<br />

Zeiss übernimmt Mehrheit<br />

an Steinbichler<br />

Die Carl Zeiss AG beschleunigt ihren<br />

Eintritt in den Marktsektor Optische<br />

3D-Digitalisierung durch<br />

Mehrheitsbeteiligung an der<br />

Steinbichler Optotechnik GmbH.<br />

Steinbichler gilt als einer der weltweit<br />

führenden Anbieter von Systemen<br />

für die Digitalisierung mit<br />

optischen 3D-Sensoren und in der<br />

Oberflächeninspektion an Karosserie-und<br />

Blechteilen. Das Unternehmen<br />

bringt Kompetenzen in<br />

Photogrammetrie und Laserscan<br />

mit und bietet passende Softwareprodukte<br />

und Services an.<br />

www.zeiss.de<br />

www.steinbichler.de<br />

8 AutomobilKonstruktion 3/2015


BERTRANDT IST ... DYNAMIK ...<br />

ENGINEERING-PARTNER ... KUNDENORIENTIERUNG ...<br />

MOBILITÄT ... INNOVATION ... KNOW-HOW ...<br />

CO 2<br />

-Reduktion, Ressourcenschonung, Kosteneffizienz<br />

und innovative Mobilitätskonzepte<br />

sind zentrale Forderungen der mobilen Welt.<br />

Als einer der führenden Entwicklungspartner<br />

für die Automobil- und Luftfahrtindustrie<br />

unterstützen wir unsere Kunden entlang der<br />

gesamten Produktentstehung. Im Bertrandt-<br />

Engineering-Netzwerk stehen rund 12.000<br />

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter international<br />

für kundenindividuelle Lösungen.<br />

FÜR JEDEN KUNDEN DIE BESTE LÖSUNG.<br />

www.bertrandt.com<br />

Bertrandt AG, Birkensee 1, 71139 Ehningen, Tel.: +49 7034 656-0, info@bertrandt.com


AUS DER BRANCHE<br />

Neubauprojekt für über 11 Mio. Euro<br />

Preh wächst und investiert weiter<br />

Der Umsatz von Preh ist 2014 um<br />

17,5 % auf 611 Mio. Euro, das Ebit<br />

um 31 % auf 54,5 Mio. Euro gewachsen.<br />

Im ersten Quartal 2015<br />

lag der Umsatz 22 % über dem<br />

Vorjahreszeitraum. Um den<br />

Wachstumskurs auch künftig halten<br />

zu können, hat Preh bereits im<br />

vergangenen Jahr ein Neubau-Investitionsprogramm<br />

auf den Weg<br />

gebracht, das nun schon sehr konkrete<br />

Formen annimmt. Bis zum<br />

Das neue Entwicklungszentrum<br />

am Stammsitz in<br />

Bad Neustadt<br />

Bild: Preh<br />

Sommer 2016 wird der Automobilzulieferer<br />

an seinem Stammsitz in<br />

Bad Neustadt 11 Mio. Euro in den<br />

Ausbau der Entwicklungs- und Logistikkapazitäten<br />

investieren. Den<br />

Kern bildet das neue Forschungsund<br />

Entwicklungszentrum, das auf<br />

einer Grundfläche von 2300 m 2<br />

entsteht und über eine Brutto-<br />

Geschossfläche von rund 7600 m²<br />

verfügen wird.<br />

www.preh.com<br />

Seit 2001 auf dem Markt<br />

ZF TRW fertigt 60 Millionen elektrische Parkbremsen<br />

ZF TRW hat seit der Einführung<br />

2001 insgesamt 60 Millionen elektrische<br />

Parkbremsen (EPB) produziert.<br />

Die EPB ist Bestandteil<br />

des Technologiekonzepts des Unternehmens<br />

und ein integrierter<br />

Bestandteil des Bremssystems,<br />

der die Anzahl der mechanischen<br />

Komponenten reduziert.<br />

Das System erhöht die Sicherheit<br />

und kann mit Fahrzeugsensoren<br />

und Systemen wie ESP kombiniert<br />

werden, um z.B. das Fahrzeug bei<br />

Gefahr automatisch abzubremsen.<br />

Statt des herkömmlichen Handbremshebels<br />

kommen nur ein<br />

Schalter und elektrische Leitungen<br />

zum Einsatz. So sind mehr Standard-<br />

und Sonderausstattungen<br />

im Fahrzeug möglich.ZF TRW bietet<br />

unterschiedliche EPB-Lösungen<br />

an, u.a. eine integrierte elektrische<br />

Parkbremse (EPBi), die<br />

durch das ESP angesteuert wird<br />

sowie eine EPB für die Vorderachse,<br />

die auch für kleinere Fahrzeuge<br />

erschwinglich ist.<br />

Der Zulieferer arbeitet aktuell an<br />

mehreren Weiterentwicklungen.<br />

www.zf.com<br />

Eine von 60 Millionen elektrischen Parkbremsen<br />

Bild: ZF TRW<br />

BMWi-Leuchtturmprojekt mit 16 Partnern gestartet<br />

Continental leitet Forschungsprojekt „Kooperatives hochautomatisiertes Fahren“<br />

Der Automobilzulieferer Continental<br />

übernimmt die Koordination<br />

des Forschungsverbundprojekts<br />

„Kooperatives hochautomatisiertes<br />

Fahren“ (Ko-HAF).<br />

„Ko-HAF bringt uns einen Schritt<br />

weiter in Richtung hochautomatisiertes<br />

Fahren, wobei Verkehrssicherheit<br />

auf hohem Niveau die<br />

unverzichtbare Grundlage bildet“,<br />

erklärt Dr. Stefan Lüke, Continental<br />

Chassis & Safety, Projektkoordinator<br />

Ko-HAF. „Das Projekt<br />

erforscht neben der Einbindung<br />

des Fahrers auch die übergreifende<br />

Funktion und Kommunikation<br />

der Fahrzeuge untereinander“.<br />

Mit 36,3 Mio. € Budget und der<br />

Das automatisierte Fahren muss nicht dauerhaft überwacht werden Bild: Continental<br />

Unterstützung durch ein Konsortium<br />

aus Automobilherstellern, Zulieferern<br />

und öffentlichen Partnern<br />

wie des Bundesministeriums für<br />

Wirtschaft und Energie (BMWi)<br />

startete Ko-HAF im Juni 2015.<br />

Ziel des dreijährigen Projekts ist<br />

die Erforschung von Systemen und<br />

Funktionen, die dem Fahrer die<br />

Fahraufgabe für einen gewissen<br />

Zeitraum abnehmen können. In<br />

dieser Zeit muss das Fahrzeug<br />

sein Umfeld und die Verkehrssituation<br />

einschätzen, besonders<br />

bei hohen Geschwindigkeiten und<br />

komplexen Szenarien eine große-<br />

Herausforderung.<br />

Ko-HAF verfolgt dafür eine Lösung,<br />

bei der Fahrzeuge per Mobilfunk<br />

mit einem Server kommunizieren.<br />

Dieser sammelt Informationen<br />

über den Verkehr, wertet sie aus<br />

und stellt sie den Fahrzeugen wieder<br />

zur Verfügung<br />

Continental ist mit den Divisionen<br />

Chassis & Safety sowie Interior beteiligt<br />

und entwickelt u.a. Schnittstellen<br />

zum Informationsaustausch<br />

sowie die fahrstreifengenaue<br />

Ortung durch das Fahrzeug.<br />

Als Lösung wird das M2XPro-Konzept<br />

zur Vernetzung von Sensordaten<br />

mit dem Globalen Navigationssatellitensystem<br />

und Landmarken<br />

verfolgt. Ein weiterer Schwerpunkt<br />

ist das kooperative Verhalten<br />

der Fahrzeuge bei verschiedenen<br />

Fahrmanövern. Validierungsmethoden<br />

sind geplant und werden<br />

entwickelt.<br />

Bereits erhältliche Fahrerassistenzsysteme<br />

stellen die Basis<br />

künftiger Entwicklungen dar. Forschungsprojekte<br />

und die Teilnahme<br />

an Wettbewerben sind dafür<br />

so wichtig wie Tests auf öffentlichen<br />

Straßen.<br />

Die Division Chassis & Safety entwickelt<br />

Technologien und Produkte,<br />

deren Kompetenz und Vernetzung<br />

das Fundament für automatisiertes<br />

Fahren bilden.<br />

www.continental-automotive.de<br />

www.continental-corporation.com<br />

10 AutomobilKonstruktion 3/2015


MOBILITÄT FÜR MORGEN<br />

URBANE MOBILITÄT<br />

Wie wird die Menschheit in Zukunft reisen, wie Waren transportieren? Welche und wie viele<br />

Ressourcen werden wir dabei nutzen? Angesichts rasanter Entwicklungen im Bereich des<br />

Personen- und Güterverkehrs sorgen wir für wegweisende und bewegende Momente. Wir<br />

entwickeln Komponenten und Systeme für Verbrennungsmotoren, die so sauber und effizient<br />

sind wie nie zuvor. Und wir treiben Technologien voran, die Hybridfahrzeuge und alternative<br />

Antriebe in neue Dimensionen führen – für Private, Unternehmen und die öffentliche Hand.<br />

Die Herausforderungen sind groß. Wir liefern die Antworten.<br />

schaeffler-mobility.de


AUS DER BRANCHE<br />

LEUTE<br />

Christoph Hummel, Preh<br />

Nach 16 Jahren an der Spitze der Preh GmbH geht der<br />

Vorsitzende der Geschäftsführung, Dr. Michael Roesnick (61),<br />

zum Jahresende in den Ruhestand. Sein Nachfolger wird der<br />

49-jährige Christoph Hummel, der bereits seit dem Jahr 2008<br />

Mitglied der Geschäftsführung des Automobilzulieferers und<br />

Automationsspezialisten ist.<br />

Dietmar Marx, Federal-Mogul Powertrain<br />

Preferred Supplier<br />

Knorr-Bremse zeichnet Findling aus<br />

Zum zweiten Mal in Folge hat die<br />

Knorr-Bremse AG die Findling<br />

Wälzlager GmbH als Preferred<br />

Supplier ausgezeichnet. Damit<br />

würdigt das Unternehmen herausragende<br />

Leistungen bei der Lieferung<br />

von Produkten und Dienstleistungen.<br />

Knorr-Bremse setzt<br />

Produkte von Findling in einer Reihe<br />

von Anwendungen im Bereich<br />

der Schienenverkehrssysteme ein.<br />

Zudem übernehmen die Wälzlagerexperten<br />

aus Karlsruhe die<br />

Konstruktion von Sonderteilen,<br />

Belieferungen von Entwicklungsmustern<br />

und den technischen<br />

Support für die Konstruktionsabteilungen.<br />

Durch die langjährige<br />

Zusammenarbeit mit Knorr-Bremse<br />

haben sich bei Findling diverse<br />

Prozessverbesserungen ergeben.<br />

www.findling.com<br />

Federal-Mogul Powertrain hat Dietmar Marx (46) zum neuen<br />

Werkleiter des Standorts Burscheid berufen. Er tritt die Nachfolge<br />

von Johannes Pink an. Marx verantwortete zuletzt als<br />

Mitglied der Geschäftsleitung die weltweite Produktion für<br />

die Continental Emitec GmbH in Lohmar, ein auf Katalysatoren<br />

und Diesel-Partikelfilter spezialisiertes Unternehmen.<br />

Philip Nelles, Contitech<br />

Philip Nelles (41) ist neuer Geschäftsführer der Contitech<br />

Power Transmission Group. Er folgt auf Konrad Müller, der<br />

die Leitung des Geschäftsbereiches Air Spring Systems<br />

übernommen hat. Nelles ist bereits seit 2010 für die Power<br />

Transmission Group tätig. Zuletzt hat er das Segment Automobile<br />

Erstausrüstung geleitet.<br />

Dr. Stephan Weng, Getrag<br />

Zum 1. April 2015 hat Dr. Stephan Weng die Position des<br />

Chief Operating Officers bei Getrag übernommen. Diese<br />

Funktion bündelt die Bereiche Produktion, Einkauf<br />

und künftig auch Qualität. Zuletzt war er Mitglied des<br />

Executive Boards bei der Knorr-Bremse Systems for<br />

Commercial Vehicles GmbH.<br />

Dr. Jens Ludmann, FEV<br />

Dr. Jens Ludmann hat als Geschäftsführer der FEV GmbH die<br />

Verantwortung für das Europageschäft des Entwicklungsdienstleisters<br />

übernommen. Ludmann war zuletzt als Chief<br />

Technology Officer beim chinesischen Automobilhersteller<br />

Qoros Auto Co. Ltd tätig und folgt auf Dr. Markus Schwaderlapp,<br />

der sich neuen Aufgaben bei der Deutz AG widmet.<br />

Thomas Spangler, Brose<br />

Nach fünfjähriger Tätigkeit als Präsident Brose Asien ist<br />

Thomas Spangler (50) nach Coburg zurückgekehrt. Zum<br />

1. Juli 2015 hat er den neu geschaffenen Bereich Technik<br />

übernommen. In dieser Funktion verantwortet er die weltweite<br />

Produktion sowie die Steuerung der Zentralen Qualität, Logistik,<br />

Zentralen Entwicklung und Produktionstechnologie.<br />

Findling Wälzlager ist erneut Preferred Supplier Bild: Findling<br />

Doppelkupplungsgetriebe 7DCT300<br />

Getrag erhält Innovationspreis von Renault<br />

Getrag hat für das effiziente Doppelkupplungsgetriebe<br />

7DCT300<br />

die begehrte Auszeichnung „Prix<br />

de l’innovation Renault-Nissan“<br />

im Jahr 2015 erhalten. Das Unternehmen<br />

aus Untergruppenbach<br />

hatte die Produktion des Doppelkupplungsgetriebes<br />

im Februar<br />

dieses Jahres gestartet. Der Getriebespezialist<br />

beliefert aus dem<br />

Werk in Neuenstein Kunden im europäischen<br />

Markt, ab 2017 wird<br />

das 7DCT300 dann auch in China<br />

für den asiatischen Markt produziert.<br />

Mittelfristig plant Getrag,<br />

das 7DCT300 mit dem kompakten<br />

6DCT150/200 zu ergänzen. Das<br />

7DCT300 basiert auf einer neuen<br />

modularen Plattform und ist für<br />

Drehmomente bis 300 Nm ausgelegt.<br />

Zur hohen Effizienz des<br />

Getriebes trägt auch die Smart<br />

Actuation genannte bedarfsgeregelte<br />

Betätigung bei, die einen<br />

Leistungsbedarf unter 40 W erreicht.<br />

Damit verbraucht das Getriebe<br />

weniger Energie als eine<br />

Glühlampe und ist um 3,5% effizienter<br />

als die zweite Generation.<br />

www.getrag.com<br />

Innovationspreis<br />

für das<br />

7DCT300<br />

Bild: Getrag<br />

12 AutomobilKONSTRUKTION 3/2015


ONSERT ®<br />

Eine effiziente Verbindung<br />

Schnelles und prozesssicheres Kleben<br />

Mit der ONSERT ® Technologie bieten Ihnen Böllhoff und Delo ein System zum Aufbringen<br />

von Verbindungselementen mittels lichthärtender Klebstoffe auf unterschiedlichen Materialien.<br />

Das innovative Fügeverfahren bietet beste Voraussetzungen für den vielfältigen Einsatz in<br />

verschiedensten Branchen.<br />

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■ Kurzen Aushärtungszeiten<br />

■ Anspruchsvoller Optik bei Design- und Sichtflächen<br />

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AUS DER BRANCHE<br />

Messen Composites Europe und Hybrid Expo<br />

Aussteller präsentieren Innovationen für den Leichtbau im Automobil<br />

Leichtbau-Kühlergrill von Audi<br />

Bild: Composites Europe<br />

Auf der Composites Europe, die<br />

vom 22. bis 24. September in<br />

Stuttgart stattfindet, zeigen 450<br />

Aussteller eine Vielfalt an Leichtbau-<br />

und Verbundwerkstoff-Innovationen,<br />

hauptsächlich für den<br />

Automobilbau. Erwartet werden<br />

rund 11 000 Entscheider aus der<br />

Industrie auf der von Reed Exhibitions,<br />

EuCIA, AVK, dem VDMA-Forum<br />

Composite Technology und<br />

der Fachzeitschrift Reinforced<br />

Plastics organisierten Fachmesse.<br />

Bei der bio!CAR Konferenz im Rahmen<br />

der Messe bekommen auch<br />

bio-basierte Werkstoffe ein Forum.<br />

Evonik zeigt einen 3D-Partikelschaumkern,<br />

der bessere Eigenschaften<br />

und Verarbeitungsmöglichkeiten<br />

als PU-Schaum haben<br />

und in der Serienfertigung von<br />

namhaften deutschen Fahrzeugherstellern<br />

eingesetzt werden soll,<br />

um Materialverlust und Arbeitsschritte<br />

zu reduzieren.<br />

Die CQFD Composites aus Wittenheim/Frankreich<br />

stellt einen für<br />

Hyundai entwickelten Front-Stoßstangen-Träger<br />

aus. Er besteht aus<br />

einem kunststoffumspritzten Composite-Einsatz<br />

aus einseitig ausgerichteten<br />

Glas- oder Carbonfasern<br />

in einer thermoplastischen<br />

Matrix aus A-PA6.<br />

Die Delcotex Delius Techtex GmbH<br />

& Co. KG aus Bielefeld präsentiert<br />

eine schwer entflammbare Instrumententafel,<br />

deren gespritzte<br />

Bauteile an kritischen Stellen mit<br />

Gittergewebe verstärkt wurden.<br />

Zu den Ausstellungsstücken der<br />

Scott Bader Company Ltd. aus<br />

Wellinborough/Großbritannien gehört<br />

das Rennmotorrad „Ariane<br />

Moto 3 World Championship“ mit<br />

Karosserieteilen aus einem speziellen<br />

Materialverbund. Der Hersteller<br />

verspricht hohen Aufprallschutz<br />

und Widerstandsfähigkeit<br />

gegen Schäden.<br />

Highlight am Messestand der<br />

Hennecke GmbH aus Sankt Augustin<br />

ist das neue Leichtbaudach<br />

des Smart Fortwo in Sandwich-<br />

Bauweise aus PUR, Glasfaser, Papierwabe<br />

und einer Thermoplast-<br />

Außenhaut. Es soll bei gleicher<br />

Festigkeit rund 30 % leichter als<br />

das Dach des Vorgängers sein. Die<br />

einzelnen Schichten werden laut<br />

Hersteller nicht aufwändig mehrstufig<br />

verklebt, sondern in einem<br />

Arbeitsschritt produziert.<br />

Ein weiteres Exponat bei Hennecke<br />

ist eine Tür in einer Stahl-<br />

Kunststoff-Hybridbauweise. Eine<br />

sehr dünne Stahl-Außenhaut wurde<br />

durch das gezielte Hinterspritzen<br />

mit Kunststoff stabilisiert.<br />

Die KraussMaffei Technologies<br />

GmbH aus München zeigt einen<br />

temperaturfesten Kotflügel für Parat-Landmaschinen<br />

als Beispiel<br />

für großflächige Bauteile mit sofort<br />

lackierfähigen Oberflächen.<br />

Ein spezielles Verfahren soll einen<br />

hohen Automatisierungsgrad, kurze<br />

Zykluszeiten unter 60 Sekunden<br />

sowie komplexe, dünnwandige<br />

und dennoch großflächige Bauteile<br />

ermöglichen.<br />

Die Iprotex GmbH & Co. KG aus<br />

Münchberg präsentiert Hybridgewirke,<br />

-gewebe und -geflechte aus<br />

glasfaserverstärktem Kunststoff,<br />

die bei Querlenkern und Stoßfänger<br />

Aluminium und Stahl ersetzen<br />

sollen. Auch andere Spezialfasern<br />

wie Aramid, Basalt oder Carbon<br />

verarbeitet das Unternehmen.<br />

Das Gummiwerk Kraiburg GmbH &<br />

Co. KG aus Waldkraiburg stellt<br />

Brandschutzmischungen nach EN<br />

45545 R1HL3 und Verklebungen<br />

von CFK und Metall, die die Vorteile<br />

von beiden Materialien verbinden<br />

sollen, aus. Ein weiterer Vorteil<br />

sei die einfache Integration<br />

des Klebeverfahrens in den Herstellungsprozess.<br />

www.composites-europe.com<br />

Gleichzeitig findet, ebenfalls in<br />

Stuttgart, die Hybrid Expo statt.<br />

Deren Aussteller zeigen Verbindungstechniken<br />

für unterschiedliche<br />

Materialklassen, mit denen<br />

sich individuelle Vorteile verschiedener<br />

Werkstoffe in Multimaterialsystemen<br />

vereinen lassen.<br />

www.hybrid-expo.com<br />

Neuer Großer Zulieferer für automobile Innenausstattung<br />

Yanfeng Automotive Interiors Joint Venture startet<br />

Anfang Juli 2015 hat Yanfeng Automotive<br />

Interiors, Zulieferer für<br />

automobile Innenausstattung, offiziell<br />

seine Arbeit aufgenommen.<br />

Das Joint Venture zwischen Yanfeng<br />

Automotive Trim Systems Co.<br />

Ltd. und Johnson Controls gehört<br />

eigenen Angaben zufolge mit<br />

einem Umsatz von rund 8,5 Mrd.<br />

US-Dollar und einem Auftragsbestand<br />

von 10 Mrd. US-Dollar in<br />

den nächsten Jahren zu den großen<br />

Anbieter automobiler Innenausstattung.<br />

Yanfeng hält 70 %<br />

des gemeinsamen Unternehmens,<br />

Johnson Controls die restlichen<br />

30 %. Das Portfolio umfasst Instrumententafeln<br />

und Cockpitsysteme,<br />

Türverkleidungen, Mittelkonsolen<br />

und Dachbedieneinheiten.<br />

Yanfeng Automotive Interiorshat<br />

den Hauptsitz in Shanghai<br />

und beschäftigt mehr als 28 000<br />

Mitarbeiter an über 90 Produktions-<br />

und Entwicklungsstandorten<br />

in 17 Ländern.<br />

www.yfai.com<br />

Yanfeng zeigt Fahrzeuginnenraum der Zukunft Bild: obs/Yanfeng Automotive Interiors<br />

14 AutomobilKonstruktion 3/2015


KSPG Automotive India<br />

Neue Fabrik in Supa<br />

Der Gleitlagerbereich der KSPG<br />

Automotive India Private Ltd. baut<br />

in Supa, Indien, neue Produktionshallen<br />

speziell für die Herstellung<br />

von in Gleitlagern eingesetzten<br />

Rohmaterialien. Die neuen<br />

Fabrikanlagen auf dem rund<br />

40 000 m² großen Gelände sollen<br />

Ende 2015 fertig gestellt werden,<br />

da der Leasingvertrag für die bisher<br />

verwendeten Gebäude im<br />

26 km entfernten Ahmednagar<br />

2016 ausläuft.<br />

Mit dem Neubau festigt KSPG die<br />

Aktivitäten im indischen Markt.<br />

Die bisherige Produktion des<br />

Standortes Ahmednagar wird aufgeteilt:<br />

Die Anlagen zur Herstellung<br />

von motorischen Lagerschalen<br />

gehen nach Takwe in der Nähe<br />

von Pune, wo sich bereits ein<br />

Großteil der Produktionsanlagen<br />

befindet. Supa erhält die Vormaterialproduktion:<br />

Sinteranlagen zur<br />

Herstellung von Bronze sowie die<br />

Gieß- und Walzplattieranlage zur<br />

Herstellung von Aluminiummaterialien.<br />

Das Produktspektrum der indischen<br />

Gesellschaft umfasst motorische<br />

Lagerschalen, Buchsen und<br />

Anlaufscheiben für den Pkw- und<br />

Nutzfahrzeugsektor. Zu den Kunden<br />

zählen unter anderem Maruti<br />

Suzuki, Mahindra & Mahindra, Tata<br />

Motors, Honda, Cummins sowie<br />

Kirloskar Oil Engines. Darüber hinaus<br />

wird auch der Ersatzteilmarkt<br />

beliefert.<br />

Neben Gleitlagern für Verbrennungsmotoren<br />

stellt KSPG auch<br />

Gleitelemente für weitere Applikationen<br />

wie Getriebe und Bremsen<br />

her. Das Werk in Takwe produziert<br />

außerdem Öl-, Kühlmittel- und Vakuumpumpen<br />

sowie AGR-Ventile.<br />

www.kspg.com<br />

Produkte für mehrere Fahrzeugmodelle der BBA<br />

Leoni weiht fünftes Bordnetz-Werk in China ein<br />

Leoni, Anbieter von Kabeln und<br />

Kabelsystemen für die Automobilbranche<br />

und weitere Industrien,<br />

hat im August sein fünftes chinesisches<br />

Bordnetz-Werk eingeweiht.<br />

Das neue Werk in der Stadt<br />

Tieling im Norden des Landes entwickelt<br />

und produziert Produkte<br />

für mehrere Fahrzeugmodelle der<br />

BMW Brilliance Automotive Ltd.<br />

(BBA), ein Gemeinschaftsunternehmen<br />

der BMW AG und der<br />

Brilliance China Automotive Holdings<br />

Ltd.<br />

In das über 25 000 m² große Gebäude<br />

und die Anlagen in Tieling<br />

investierte Leoni insgesamt<br />

35 Mio. Euro und erweiterte damit<br />

Fertigungskapazitäten und Geschäft<br />

im Wachstumsmarkt China.<br />

In the line. In the measuring room.<br />

And in between.<br />

ZEISS Car Body Solutions.<br />

The moment you know that you have<br />

purchased much more than just a machine.<br />

This is the moment we work for.<br />

Erleben Sie Messtechnik im Karosseriebau<br />

14.-15. Oktober 2015 in Oberkochen<br />

Der Start der Serienproduktion ist<br />

für Anfang 2016 mit bis zu 2000<br />

Mitarbeitern geplant. Die Leoni-<br />

Gruppe ist seit mehr als 20 Jahren<br />

mit aktuell über 9000 Mitarbeitern<br />

an nunmehr zwölf Produktionsstandorten<br />

in China vertreten.<br />

www.leoni.com<br />

14.-15.<br />

OKTOBER<br />

Wir bieten zuverlässige Komplettlösungen für Fertigungslinie, Messraum und produktionsnahen Einsatz.<br />

Damit ist ZEISS der ideale Partner für die systematische Überwachung der Karosseriefertigung.<br />

Alle Produkte und Services von ZEISS sind aufeinander abgestimmt – somit ist Qualität und Produktivität<br />

gewährleistet. ZEISS bietet Ihnen innerhalb des Car Body Forums am 14. und 15.10.2015 die Möglichkeit, sich<br />

über die Vernetzung von IN LINE, AT LINE und OFF LINE zu informieren.<br />

IN LINE<br />

AT LINE<br />

OFF LINE<br />

Anmelden unter: www.zeiss.de/metrology/carbody-forum


AUS DER BRANCHE<br />

IN KÜRZE<br />

Rassini erhält Qualitätspreis<br />

von Daimler Trucks<br />

Das mexikanische Unternehmen<br />

Rassini wurde von Daimler<br />

Trucks North America mit dem<br />

Masters of Quality Award 2014<br />

geehrt, der höchsten Auszeichnung<br />

für Zulieferer. Rassini liefert<br />

Daimler Vorder- und Hinterachsfederungskomponenten,<br />

die in Freightliner-Cascadia-<br />

Trucks zum Einsatz kommen.<br />

BASF eröffnet Harzfabrik<br />

in Shanghai<br />

BASF hat eine neue Anlage für<br />

Harze und kathodische Tauchlacke,<br />

die im Bereich der Auto -<br />

serienlacke Anwendung finden,<br />

im Shanghai Chemical Industry<br />

Park (SCIP) in China eröffnet. Die<br />

Anlage ergänzt das globale Netzwerk<br />

der BASF zur Produktion<br />

hochwertiger Beschichtungen.<br />

Borbet errichtet neues Werk<br />

nahe Görlitz<br />

In Kodersdorf nahe Görlitz errichtet<br />

die Borbet-Gruppe ihr<br />

neues Werk, die Borbet Sachsen<br />

GmbH, mit einer Kapazität von<br />

zwei Millionen Rädern pro Jahr.<br />

Der Bau der Halle wird voraussichtlich<br />

im November beendet<br />

sein. Im Frühjahr 2016 soll die<br />

Produktion von Leichtmetallrädern<br />

beginnen.<br />

Benecke-Kaliko erweitert<br />

Produktion in Mexiko<br />

Benecke-Kaliko hat im mexikanischen<br />

San Luis Potosí mit dem<br />

Bau einer neuen, 7000 m 2 großen<br />

Produktionshalle direkt neben<br />

dem bisherigen Werk begonnen.<br />

Dort werden ab dem<br />

3. Quartal kommenden Jahres<br />

Tepeo- und Tepeo-2-Folien für<br />

den nordamerikanischen Markt<br />

produziert. In die Erweiterung investiert<br />

Benecke-Kaliko rund<br />

11,4 Mio. Euro.<br />

Schmolz + Bickenbach beliefert Schmitz Cargobull<br />

Neue Fertigungstechnik für Lkw-Trägerprofile<br />

Die Trägerprofile kommen in Genios-Fahrzeugen zum Einsatz Bild: Schmitz Cargobull<br />

Testen von Automobilbauteilen<br />

Wuxi Xindebao wählt Moogs Lösung<br />

Wuxi Xindebao hat kürzlich erfolgreich<br />

ein Testprogramm zur Lebensdauerprüfung<br />

von Flex-Kupplungen<br />

unter Verwendung eines<br />

neuen Simulationstisches durchgeführt,<br />

der speziell von Moog<br />

entworfen wurde, um kleinere<br />

Nutzlasten von bis zu 100 kg<br />

handhaben zu können. Der hydraulische<br />

Simulationstisch<br />

H-ST-100 ergänzt Moogs Simulationstischlösungen,<br />

die für Xindebao<br />

zum Testen von Auspuffanlagen<br />

für Autos entwickelt wurden.<br />

Er ist als elektrische oder hydraulische<br />

Version verfügbar, je nach<br />

gewünschter Leistung.<br />

Mit der Moog-H-ST-100-Testlösung<br />

ist es Xindebao möglich, die Lebensdauer<br />

von Flex-Kupplungen<br />

zu testen, indem die relevanten<br />

Bewegungen von zwei Enden<br />

(Krümmeranschluss und Auspuffrohrende)<br />

in sechs Freiheitsgraden<br />

(DOF) simuliert werden. Dabei<br />

werden Daten, die in einem realen<br />

Fahrzeug gemessen wurden, über<br />

den Moog-Test-Controller und<br />

die Replication-and-Runner-Anwendungssoftware<br />

ausgegeben,<br />

um spezifische Straßenbedingungen<br />

nachzubilden, die für die<br />

Tests erforderlich sind.<br />

Wuxi Xindebao ist ein OEM-Zulieferer<br />

von Untersystemen für Auspuffanlagen<br />

für Automobilmarken<br />

wie Volkswagen, GM, Ford JV, FAW<br />

Bis zu 650 Lkw-Trägerprofile der<br />

neusten Generation wöchentlich<br />

in dauerhaft reproduzierbarer<br />

Qualität und bei Bedarf Just-in-sequence-Lieferung<br />

direkt in die<br />

Trailer-Produktion der Schmitz<br />

Cargobull AG in Altenberge: Diesen<br />

Anspruch erfüllt die Schmolz<br />

+ Bickenbach Distributions GmbH<br />

mit der neuen Fertigungslinie, die<br />

jetzt in Düsseldorf in Betrieb genommen<br />

wurde. Als langjähriger<br />

Partner des Herstellers von Sattelziellen<br />

Verfahren wird die von<br />

Schmitz Cargobull patentierte<br />

Kontur präzise in die Profile aus<br />

Breitflachstahl und Blech eingebracht.<br />

Das ermöglicht es, die<br />

Bauteile bei der Herstellung der<br />

Auflieger präzise kalt zu fügen.<br />

Dadurch entfällt das Verschweißen<br />

des Materials und damit das<br />

Risiko von Hitzeeinfluss auf das<br />

Material. Im Ergebnis steigt die<br />

Verbundfestigkeit der verbauten<br />

Komponenten und damit die Belastbarkeit<br />

in der Anwendung. Bis<br />

zu fünfmal täglich liefert Schmolz<br />

+ Bickenbach die Trägerprofile<br />

nach Bedarf just in sequence ins<br />

Produktionswerk von Schmitz Cargobull<br />

in Altenberge bei Münster.<br />

www.schmolz-bickenbach.de<br />

www.cargobull.com<br />

und SAIC und hatte von Tenneco<br />

China eine Anfrage erhalten, eine<br />

lokale Lösung für Lebensdauerund<br />

Abnahmetests auszuarbeiten.<br />

www.moog.com<br />

aufliegern und Anhängern investierte<br />

das Stahlhandels- und<br />

Dienstleistungsunternehmen rund<br />

1,8 Mio. Euro in die Entwicklung<br />

und Konstruktion der Anlagentechnik.<br />

Die Produktionstechnologie entwickelte<br />

Schmolz + Bickenbach in<br />

enger Zusammenarbeit mit<br />

Schmitz Cargobull. Sie ist auf die<br />

technischen Anforderungen der<br />

aktuellen Generation von Trägerprofilen<br />

ausgelegt: Mit einem spe-<br />

Hydraulischer<br />

Simulationstisch<br />

H-ST-100<br />

Bild: Moog<br />

16 AutomobilKonstruktion 3/2015


ONLINE<br />

Neues auf www.autokon.de<br />

Kcomplett überarbeitete Info Center App von Eplan<br />

Mit 4 Klicks zu allen Inhalten<br />

Eplan präsentiert die komplett überarbeitete Eplan Info Center App. Anwender<br />

profitieren von einem deutlich verbesserten Handling durch einen<br />

Relaunch der Benutzeroberfläche und direkten Zugriff auf die aktuellen<br />

News oder Veranstaltungshinweise. Konnten User früher Trainings<br />

nur über die Homepage buchen, sind sie mit<br />

der neuen App schneller am Ziel und sparen<br />

Zeit. Auch aktuelle Produktinformationen in<br />

Form von animierten PDF´s der Broschüren<br />

sind in der App zu finden. Selbstverständlich<br />

ist auch ein direkter Zugriff auf diverse Produkt-<br />

und Unternehmensvideos bei YouTube in<br />

Sekundenschnelle möglich. In maximal vier<br />

Klicks ist der Nutzer beim gewünschten Inhalt.<br />

Die Info Center App ist jetzt für IOS und Android<br />

in Deutsch und Englisch kostenlos verfügbar.<br />

Auch die Apps zum Eplan Data Portal<br />

wie auch zu Eplan View sind bereits für iOS<br />

verfügbar.<br />

www.eplan.de/apps<br />

Online-Auswertung von Kosten, Strecke und CO 2 -Emissionen<br />

Spritverbrauch per App ermitteln<br />

Wer mit dem Auto in den Urlaub fährt, kann bequem per App seinen Verbrauch<br />

bestimmen. Mit dem „EnergieCheck“ lassen sich direkt an der<br />

Tankstelle die Daten der Tankrechnung und der Kilometerstand eintragen.<br />

Die App zeigt dann den Verbrauch in l pro 100 km an; an einem bestimmten<br />

Tag, in einer Woche, einem Monat oder Jahr. Es lassen sich<br />

mehrere Fahrzeuge verwalten, die mit Benzin, Diesel, Erdgas oder Autogas<br />

betrieben werden; zum Beispiel Privat- und Firmenwagen, Busse,<br />

Lastwagen oder Motorräder. Daten zum Verbrauch von Heizenergie,<br />

Strom, Wasser und zum Ertrag von Photovoltaikanlagen können mit der<br />

App ebenfalls gesammelt und ausgewertet werden. Genutzt werden<br />

kann der EnergieCheck auch, um den Spritverbrauch der Klimaanlage zu<br />

ermitteln. Dazu sind die erste Fahrt mit Klimaanlage an einem Tag und<br />

die Vergleichsfahrt ohne Klimaanlage an einem anderen Tag einzutragen.<br />

Zum Vergleich: Laut ADAC steigt der Spritverbrauch durch eine<br />

Klimaanlage um durchschnittlich 10 bis 15 %.<br />

www.co2online.de/energiecheck<br />

Wachsende Allergiegefahr durch Ambrosia<br />

Innenraumfilter blockieren aggressive Pollen<br />

Allergien werden zur wachsenden<br />

Gesundheitsgefahr in<br />

Europa. Und mit ihnen steigt<br />

die Belastung durch einen<br />

aggressiven Einwanderer,<br />

das Beifußblättrige Traubenkraut<br />

(Ambrosia). Seine Blütezeit<br />

erstreckt sich von Juli<br />

bis Oktober. Die Leidenszeit<br />

von Allergikern verlängert sich somit bis in den Herbst hinein. Für<br />

freies Durchatmen bieten Innenraumfilter von Mann-Filter den richtigen<br />

Schutz. Sie verhindern den Kontakt zu Ambrosia- und anderen<br />

Pollen, Feinstaub und sonstigen Kleinstpartikeln im<br />

Fahrzeuginneren.<br />

www.autokon.de Suchwort Ambrosia<br />

Kein toter Winkel mit Kamera-Monitor-System<br />

Kameras ersetzen Spiegel<br />

Kameratechnologien<br />

halten immer stärker<br />

Einzug in die unterschiedlichsten<br />

Fahrzeugklassen.<br />

Continental<br />

hat erstmals in einem<br />

Versuchsträger ein<br />

Kamera-Monitor-System<br />

demonstriert, das die Außen- und Innenspiegel eines Pkw ersetzt.<br />

Anstelle der bisherigen Rückspiegel zeigen dem Fahrer zwei<br />

Monitore mit organischen Leuchtdioden (OLED) in den jeweils gewohnten<br />

Blickrichtungen das Geschehen im rückwärtigen<br />

und seitlichen Fahrzeugumfeld.<br />

www.autokon.de Suchwort Continental<br />

Bestandsaufnahme, Entwicklungen und künftige Einsatzgebiete<br />

Kompetenzatlas Fahrsimulation<br />

Das Virtual Dimension Center<br />

(VDC) Fellbach, die Technische<br />

Universität (TU) Berlin<br />

und das Automotive Simulation<br />

Center Stuttgart asc(s haben<br />

jetzt auf der 1. Fachtagung<br />

Fahrsimulatoren den gemeinsamen<br />

Kompetenzatlas<br />

Fahrsimulation vorgestellt.<br />

Darin wird eine Bestandsaufnahme<br />

durchgeführt und es werden aktuelle Entwicklungen und<br />

künftige Einsatzgebiete behandelt. Auf der Fachtagung in Stuttgart<br />

standen der fachliche Austausch und die Diskussion<br />

über Chancen und Herausforderungen im Mittelpunkt.<br />

www.autokon.de Suchwort Kompetenzatlas<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 17


ANTRIEB<br />

Prof. Dr.-Ing. Heinz K. Junker, Aufsichtsratsvorsitzender der Mahle GmbH, über Technik und Portfolio im Unternehmen<br />

„Klimakompressor schließt<br />

Lücke in unserem Portfolio“<br />

Nach knapp zwei Jahrzehnten an der Spitze der<br />

Geschäftsführung von Mahle übernimmt<br />

Prof. Dr.-Ing. Heinz K. Junker den Aufsichtsratsvorsitz<br />

des Unternehmens. Für die AutomobilKonstruktion<br />

blickt er in die Vergangenheit zurück und äußert sich<br />

zur Zukunft der Antriebstechnik.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Mit welchen Strategien und Produkten<br />

hat Mahle auf die große Herausforderung<br />

CO 2 reagiert?<br />

Junker: Wir haben beispielsweise in enger Kooperation<br />

mit unseren Kunden neue Produkte<br />

zur Optimierung des Verbrennungsmotors entwickelt.<br />

Mit diesen Produkten sind wir mit vorne<br />

dabei, wenn es um Wirkungsgradverbesserungen<br />

geht. Beispiele sind Stahlkolben für<br />

Pkw-Dieselmotoren, Reibungsreduzierung, das<br />

Turbolader-Joint Venture mit Bosch sowie bedarfsgeregelte<br />

Öl- und Wasserpumpen.<br />

Das Interview führte Jürgen Goroncy, freier<br />

Mitarbeiter der AutomobilKonstruktion<br />

„Mit dem Zukauf der<br />

Klimasparte von Delphi<br />

wird Mahle künftig auch<br />

Klimakompressoren<br />

anbieten.“<br />

Mahle entwickelte sich unter Heinz<br />

K. Junker zu einem Zulieferunternehmen,<br />

das viele Bereiche der Automobiltechnik<br />

abdeckt Bilder: Mahle<br />

Automobil<br />

Konstruktion Und wie haben Sie die die wirtschaftliche<br />

Zäsur der Jahre 2008/2009 überwunden?<br />

Junker: Die Folgen der Wirtschaftskrise konnten<br />

wir mit unserer traditionell breiten Aufstellung<br />

in allen wichtigen Märkten relativ gut<br />

meistern. Eine andere Lehre aus der Wirtschaftskrise<br />

ist die Umgestaltung der Produktion<br />

zu einer flexibleren, nachfrageorientierteren<br />

Organisation. Wir können nicht immer davon<br />

ausgehen, dass die Nachfrage jedes Jahr um<br />

drei Prozent wächst, sondern müssen uns auf<br />

einen deutlich niedrigeren Break-Even-Point<br />

ausrichten.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Sind Behr und Letrika Belege dafür,<br />

dass Mahle sich zum Fullliner in Sachen<br />

Antrieb entwickeln will?<br />

Junker: Fullliner ist etwas zu hoch gegriffen. Wir<br />

haben nicht die Absicht, auch noch Einspritzsysteme,<br />

Abgasnachbehandlung oder ähnliches<br />

zu machen. Behr und Letrika waren strategische<br />

Opportunitäten, unser Produktportfolio<br />

sinnvoll zu erweitern und abzurunden. Die<br />

Themen Thermomanagement, Mechatronik<br />

und Elektrik standen schon lange auf unserer<br />

Agenda.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Die Mahle-Tochter Letrika arbeitet<br />

an einem Elektroantrieb mit etwa 50 Kilowatt<br />

Leistung. Ist das eine 48-Volt-Lösung?<br />

Junker: Nein, das ist ein Antrieb mit Hochvolt-<br />

Technik. Allerdings ist Letrika mit Elektroantrieben<br />

auf Niedervolt-Basis bereits bei Zweirädern,<br />

im Freizeitsegment oder kleinen Logistikfahrzeugen<br />

in sehr hohen Stückzahlen aktiv.<br />

Ein Beispiel ist das Letrika-Aggregat mit 48 Volt<br />

Betriebsspannung im Renault Twizy. Besonders<br />

im Bereich der großstädtischen Mobilität<br />

erwarte ich in nächster Zeit viele neue Konzepte,<br />

für die 48-Volt-Elektroantriebe sehr attraktiv<br />

sein können.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Stichwort elektrischer Antrieb:<br />

Steht schon eine Industrialisierung Ihres Range<br />

Extenders in Aussicht?<br />

Junker: Unser Range Extender ist für uns eine<br />

Plattform zur Präsentation unserer umfassenden<br />

Engineering-Kompetenz inklusive Integration<br />

von Verbrenner und E-Antrieb. Eine Serienfertigung<br />

war nicht unsere Priorität. Kundeninteresse<br />

ist allerdings vorhanden, jedoch benötigt<br />

das von uns geforderte Geschäftsmodell<br />

Kunden, die über eine lange Laufzeit eine Garantie<br />

über gewisse Stückzahlen geben. Sonst<br />

lohnen sich die massiven Investitionen in eine<br />

Fertigung nicht.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Wo sehen Sie die Marktnische<br />

des Range Extenders im Wettbewerb mit<br />

48-Volt-Mildhybrid und Plug-in-Hybrid?<br />

Junker: Plug-in-Hybride sind besonders für große<br />

Fahrzeuge wie Oberklasse-Limousinen und<br />

SUV der bevorzugte Lösungsansatz. Dank einer<br />

elektrischen Reichweite von 40 oder 50 Kilometern<br />

und unter Berücksichtigung des aktuellen<br />

Verbrauchszyklus sind mit einem Plug-in-<br />

Hybrid Emissionswerte von deutlich weniger<br />

als 100 Gramm CO 2 pro Kilometer möglich. Allerdings<br />

erfordert ein Plug-in-Hybrid konzeptbedingt<br />

zwei vollwertige Antriebe, was ihn<br />

für kostensensiblere Fahrzeugsegmente zurzeit<br />

18 AutomobilKonstruktion 3/2015


nicht zur ersten Option macht.<br />

In diesen Segmenten sehe ich für einen<br />

48-Volt-Mildhybrid deutlich bessere Chancen,<br />

die Emissionsziele bei ungleich geringeren<br />

Kosten zu erreichen. Noch vor Jahren hielt ich<br />

persönlich diese Technik eher für ein Nischenprodukt.<br />

Allerdings offenbart sich jetzt nach<br />

und nach ihr Nutzen zum Erreichen der<br />

CO 2 -Ziele. Ein Range Extender ist meiner Ansicht<br />

nach für kleinere batterieelektrische Fahrzeuge<br />

optimal, bei denen bezüglich Reichweite<br />

keine Kompromisse gemacht werden sollen.<br />

Stahlkolben für Pkw sorgen für Wachstum im Geschäftsbereich Motorsysteme und -komponenten<br />

Automobil<br />

Konstruktion Welche Nebenaggregate und<br />

Techniken für Verbrennungsmotoren stehen für<br />

die Zukunft auf der Mahle-Agenda?<br />

Junker: Mit dem Zukauf der Klimasparte von<br />

Delphi werden wir künftig auch Klimakompressoren<br />

im Portfolio führen. Unsere Kunden fordern<br />

berechtigterweise Komplettsysteme inklusive<br />

Systemauslegung. Die Entwicklungsressourcen<br />

für die Systemauslegung mussten wir<br />

bereitstellen, ohne aber die Wertschöpfung<br />

aus der Fertigung von Klimakompressoren generieren<br />

zu können. Dieses Missverhältnis haben<br />

wir jetzt abgeschafft.<br />

Klimakompressoren sind außerdem ein interessantes<br />

Produkt, wenn es in Richtung Elektrifizierung<br />

des Antriebsstrangs geht. Bei einem<br />

Plug-in-Hybrid ist es definitiv erforderlich, dass<br />

der Klimakompressor elektrisch angetrieben<br />

wird, bei anderen Hybridvarianten zumindest<br />

erwägenswert.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Welche technischen Innovationen<br />

sind bei Motorsystemen und -komponenten<br />

noch zu erwarten?<br />

Junker: Wir machen 30 Prozent unseres Umsatzes<br />

mit Motorsystemen für Nutzfahrzeuge. Dort<br />

geht die Kraftstoffeffizienz über alles. Mahle<br />

hat erst kürzlich alle Anteile der früheren Amovis<br />

GmbH übernommen. Dieses innovative<br />

Start-Up-Unternehmen verfügt über eine hohe<br />

Kompetenz im Bereich der intelligenten Abgaswärme-Rückgewinnung<br />

mittels ORC (Organic<br />

Rankine Cycle). Mit einem solchen weiterentwickelten<br />

Dampfkreisprozess lassen sich beispielsweise<br />

bei Nutzfahrzeugen der Kraftstoffverbrauch<br />

und damit die CO 2 -Emissionen um<br />

bis zu fünf Prozent senken. Die von Amovis<br />

entwickelte Axialkolbenmaschine und unser<br />

Know-how bei der Wärmeübertragung sind<br />

Schlüsseltechniken für Systeme zur effizienten<br />

Abgaswärmenutzung. Mahle ist das einzige<br />

Thermomanagement-Systeme<br />

ergänzten systematisch das<br />

Produktportfolio<br />

Unternehmen, das ein komplettes ORC-System<br />

zur Verfügung stellen kann. Wir rechnen fest<br />

damit, dass erste Trucks damit 2020 auf der<br />

Straße unterwegs sein werden.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Sehen Sie weitere technische<br />

Innovationen bei Motorsystemen und<br />

-komponenten?<br />

Junker: Es bleibt abzuwarten, ob eine mechanische<br />

Regelung der Nebenaggregate ausreicht.<br />

Vielleicht wäre es besser, elektrisch betriebene<br />

Nebenaggregate zu bevorzugen und<br />

somit den Verbrennungsmotor von all diesen<br />

Zusatzaufgaben zu entlasten.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Sie werden bei Mahle den Aufsichtsratsvorsitz<br />

übernehmen. Hat das Auswirkungen<br />

auf Ihre Lehrtätigkeit an der Universität<br />

Bochum und andere Aktivitäten?<br />

Junker: Ich werde die Lehrtätigkeit weiterführen,<br />

weil sie mir viel Freude bereitet. Außerdem<br />

hält der Umgang mit jungen Menschen einen<br />

auch geistig jung und fit. Neben dem Aufsichtsratsvorsitz<br />

bei Mahle werde ich auch den<br />

Vorsitz im stimmberechtigten Gesellschaftergremium<br />

von Mahle übernehmen. Ich sehe das<br />

als meine mit Abstand wichtigste Aufgabe in<br />

den nächsten Jahren. Hinzu kommt, dass ich<br />

bei unseren Tochterunternehmen, an denen<br />

noch Dritte Gesellschafteranteile halten, wei-<br />

terhin im Aufsichtsrat sitzen oder ihn sogar<br />

führen werde.<br />

Mit meinem Nachfolger ist außerdem abgesprochen,<br />

dass ich die technische Weiterentwicklung<br />

des Konzerns eng begleiten werde.<br />

Denn der technische Wandel wird alle Unternehmen<br />

in unserer Industrie noch stärker fordern.<br />

Fokussieren lässt sich diese Entwicklung<br />

auf die dramatische Verschärfung des<br />

CO 2 -Grenzwerts, die den OEMs und Zulieferern<br />

alles an technischer Expertise abverlangt.<br />

IAA: Halle 8.0, Stand C40<br />

www.mahle.com<br />

Zur Person<br />

Prof. Dr.-Ing. Heinz K. Junker (65) wurde 1949 in<br />

Wegberg/NRW geboren. Nach seinem Abschluss zum<br />

Diplom-Ingenieur Fachrichtung Kraftfahrwesen an der<br />

RWTH Aachen promovierte er 1984 zum Dr.-Ing.<br />

Anschließend war er stellvertretender Geschäftsführer<br />

der Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen<br />

Aachen mbH. 1986 wurde er zum Hauptabteilungsleiter<br />

der Entwicklung bei TRW Ehrenreich in Düsseldorf<br />

berufen. Seit 1987 ist Junker auch Lehrbeauftragter für<br />

Fahrzeugdynamik an der Ruhr-Universität Bochum, seit<br />

1994 Honorarprofessor. Nach weiteren Stationen<br />

bei TRW wechselte er 1996 als Vorsitzender der<br />

Geschäftsführung und CEO zu Mahle.<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 19


ANTRIEB<br />

Kunststoff im Motor: Detailarbeit beim Downsizing<br />

Wie ein neuer Kettenspanner in 2K-Technologie entstand<br />

Führungsschiene für<br />

Steuerkette mit schwingungs-<br />

und geräuschdämpfender<br />

Wirkung<br />

Bilder: Weiss<br />

Konstrukteure von Kfz-Motoren<br />

können das sicherlich bestätigen:<br />

Die Tücke liegt im Detail. Selbst<br />

bei der Lösung von vermeintlich<br />

einfachen Aufgaben wie der optimalen<br />

Schwingungsdämpfung von<br />

Steuerketten ist ein hohes Maß<br />

an Werkstoff- und Prozess-Knowhow<br />

erforderlich. Ein Werkstattbericht<br />

der Weiss Kunststoffverarbeitung<br />

zeigt, welche Herausforderungen<br />

zu lösen sind und wie<br />

sie gemeinsam mit dem Kettenhersteller<br />

bei einem Dreizylindermotor<br />

gemeistert wurden.<br />

Die Autorin: Renate Gratwohl, Markkom, für Weiss<br />

Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG, Illertissen<br />

Das Downsizing ist ein wichtiger Trend in der<br />

Motorentechnik. Wo bei früheren Generationen<br />

eines Automodells ein Sechszylinder mit 2,5 l<br />

Hubraum zum Einsatz kam, reicht dem neuesten<br />

Modell ein hochaufgeladener 1,8 l-Vierzylinder.<br />

In der Kompaktklasse kommen sogar<br />

zunehmend Dreizylindermotoren zum Einsatz.<br />

Und die Autotester sind sich einig: Das ist kein<br />

Verlust. Die neuen Motoren sind sparsamer<br />

und keineswegs leistungsärmer.<br />

Für die Konstrukteure der Motoren bedeutet<br />

diese Entwicklung allerdings nicht nur Grundlagenentwicklung,<br />

sondern auch sehr viel Detailarbeit.<br />

Ein solches Detail betrifft die Kette<br />

des Nockenwellentriebs. Sie wird durch Schienen<br />

aus hochbelastbarem Polyamid (PA 66)<br />

geführt, die unter Öl laufen und hohen mechanischen<br />

Beanspruchungen ausgesetzt sind.<br />

Diese Schienen führen die Kette und halten sie<br />

unter Spannung. Zugleich haben sie die Aufgabe,<br />

Schwingungen zu dämpfen bzw. zu verlagern<br />

und das Geräuschniveau zu mindern.<br />

Ziel: 2K-Führungsschiene mit Zusatzeigenschaften<br />

Die Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co.<br />

KG ist seit Jahrzehnten Spezialist für die Fertigung<br />

dieser anspruchsvollen Kunststoffkomponenten<br />

und hat gemeinsam mit einem Motoren-<br />

und einem Kettenhersteller eine Lösung<br />

erarbeitet, die an die Anforderungen von kompakten<br />

Motoren mit hoher Leistungsdichte angepasst<br />

ist.<br />

Ziel der Entwicklung war es, zusätzliche schwingungsdämpfende<br />

Eigenschaften in die Führungsschiene<br />

einzubringen. Auf der theoretischen<br />

Ebene ist das einfach zu lösen: Zwischen<br />

den Seitenrippen der Schienen ist genug Platz,<br />

um mit Hilfe des Zweikomponenten-Spritzgießens<br />

(2K) ein thermoplastisches Elastomer<br />

(TPE) anzuspritzen. Das sind weiche Kunststoffe<br />

mit schwingungs- und geräuschdämpfender<br />

Wirkung.<br />

Werkstoff schwer zu verarbeiten<br />

In der Praxis ist diese Aufgabenstellung aber<br />

keineswegs trivial, obwohl Weiss umfangreiche<br />

Erfahrung mit der Werkstoff-Kombination PA<br />

und TPE im 2K-Spritzguss hat. Projektingenieur<br />

Stefan Martini: „Wir mussten hier ein spezielles<br />

TPE auf Polyesterbasis verwenden, das gummiartige<br />

Eigenschaften hat und öl- sowie temperaturbeständig<br />

ist. Dieser Spezialwerkstoff ist in<br />

der Schmelze zäh und klebrig und daher<br />

schwer zu verarbeiten. Außerdem geht er keine<br />

Verbindung mit Polyamid ein.“<br />

Diese Herausforderungen konnten aber gemeistert<br />

werden. Die Haftung des TPEs, das mit einer<br />

Wandstärke von jeweils sieben Millimetern<br />

an beiden Seiten der Schiene angespritzt wird,<br />

ist auf mechanische Weise gewährleistet:<br />

20 AutomobilKonstruktion 3/2015


Durchbrüche im Mittelsteg der Schiene gewährleisten<br />

ein Überströmen des Werkstoffs<br />

beim Spritzprozess auf beide Seiten und schaffen<br />

somit eine zuverlässige Verbindung.<br />

DRIVE<br />

WITH OUR<br />

EXPERIENCE<br />

Exakte Taktung von 1K- und 2K-Prozesschritt<br />

Da das PA mit sehr hoher und das TPE mit<br />

deutlich niedrigerer Temperatur verarbeitet<br />

wird, mussten bei der Gestaltung des 2K-Prozesses<br />

einige prozesstechnische Kniffe integriert<br />

werden. Und weil das Abkühlen des Kettenspanners<br />

eine Schwindung des Materials<br />

zur Folge hat, muss der Robotergreifer beim<br />

Ablegen und Wiederaufnehmen ein und desselben<br />

Bauteils in der Lage sein, die Maßänderungen<br />

zu kompensieren.<br />

Check Valves<br />

Blick in die 2K-Spritzgießmaschine<br />

mit robotergestützter<br />

Entnahme: Bei<br />

der neuesten Generation<br />

von Kettenspannern wird<br />

ein schwingungsdämpfendes<br />

TPE angespritzt<br />

Relief Valves<br />

Flow Controls<br />

Calibrated Orifices<br />

Safety Screens<br />

Wegen dieser und anderer Besonderheiten im<br />

Spritzgießprozess war die Konstruktion einer<br />

separaten Produktionszelle für das Bauteil erforderlich<br />

– eine Aufgabe, die Weiss traditionell<br />

mit eigenen Ressourcen erledigt und dabei<br />

auch die Automatisierungstechnik plant. Robert<br />

Heller, bei Weiss u.a. verantwortlich für<br />

die Konstruktion der Automatisierungseinrichtungen:<br />

„Wir haben das Zusammenspiel von<br />

2K-Maschine und Roboter so strukturiert, dass<br />

der Roboter der Master ist und quasi den Takt<br />

der Produktion gibt.“<br />

So komplex der Produktionsprozess auch ist:<br />

Die Entwickler der drei Unternehmen konnten<br />

das Projekt zu einem erfolgreichen Ergebnis<br />

führen. Der 2K-Kettenspanner bewährt sich bereits<br />

in der Praxis und trägt zum ruhigen,<br />

schwingungsarmen Lauf des Dreizylindermotors<br />

bei.<br />

Restrictor Checks<br />

Betaplugs<br />

Shuttle Valves<br />

Airbleed<br />

Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG<br />

Tel.: +49 7303 9699-64<br />

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ANTRIEB<br />

Maßgeschneidertes Fett als Konstruktionselement<br />

Warum die richtige Schmierung schon zu Beginn der Konstruktion bedacht werden sollte<br />

Lager und Fett bilden in der Anwendung eine sensible Einheit. Konstrukteure sollten daher schon zu Beginn der<br />

Entwicklung die Eigenschaften des Schmierfettes berücksichtigen<br />

Bild: Rhenus Lub<br />

Um Sicherheit, Zuverlässigkeit<br />

und Komfort neuer Fahrzeuge zu<br />

gewährleisten, braucht die Automobilindustrie<br />

reproduzierbare<br />

Prozesse und Hochleistungsfette,<br />

die genauso präzise formuliert<br />

und produziert werden wie andere<br />

Fahrzeug-Komponenten. Warum<br />

Automobilhersteller bei der Wahl<br />

ihrer Zulieferer auch die dortigen<br />

Produktionsverfahren genauer<br />

unter die Lupe nehmen sollten,<br />

zeigt der Mönchengladbacher<br />

Mittelständler Rhenus Lub.<br />

Der Autor: Michael Obst , Relations & Co.<br />

für Rhenus Lub, Mönchengladbach<br />

Bei fast allen Konstruktionen hat die Wahl des<br />

richtigen Schmierstoffs einen nachhaltigen Einfluss<br />

auf Lebensdauer und Qualität der fertigen<br />

Komponente. Gerade die aktuell am Fahrzeugmarkt<br />

angestrebten Ziele – geringerer<br />

Energieverbrauch, höhere Leistung und weniger<br />

Emissionen – lassen sich nur erreichen,<br />

wenn alle Fahrzeugkomponenten exakt aufeinander<br />

abgestimmt sind. Um diese Aufgabe<br />

zu meistern, setzen immer mehr Konstruktionsabteilungen<br />

auf Konstruktionspartnerschaften<br />

mit erfahrenen Lieferanten. Im engen Austausch<br />

zwischen Schmierstoff- und Automobilexperten<br />

entstehen so Hochleistungsfette, die<br />

exakt auf die Anforderungen neuartiger Fahrzeugkomponenten<br />

abgestimmt sind.<br />

Konstrukteure wissen: Das komplexe System<br />

aus Lager mit Gehäuse, Dichtung, Wälzkörper<br />

und Fett bildet in der Anwendung eine sensible<br />

Einheit. Umso wichtiger ist es, gleich zu Beginn<br />

der Konstruktion die Eigenschaften des<br />

Schmierfettes zu berücksichtigen und sich auf<br />

das Know-how von Fettspezialisten zu verlassen.<br />

Welche Vorteile sich dadurch erzielen lassen,<br />

zeigen zwei Praxisbeispiele:<br />

Die Konstruktionsabteilung eines namhaften<br />

Autobauers hatte es sich zum Ziel gesetzt, den<br />

Fahrkomfort ihrer Kunden nachhaltig zu steigern.<br />

Dazu soll die Aufhängung der Chassis optimiert<br />

werden. Dort stellen bis zu 30 Kugelgelenke<br />

sicher, dass Fahrzeuginsassen selbst bei<br />

unruhiger Straßenlage ihre Fahrt ganz entspannt<br />

genießen können. „In enger Zusammenarbeit<br />

mit der Entwicklungsabteilung unseres<br />

Kunden haben wir für diesen Anwendungsfall<br />

das Spezial-Hochleistungsfett LQU 2 entwickelt“,<br />

sagt Carsten Puke, Leiter Forschung &<br />

Entwicklung Fette bei Rhenus Lub. „Es ist mechanisch<br />

überaus stabil und nimmt selbst hohe<br />

Drücke problemlos auf. Dank seiner guten<br />

Alterungsbeständigkeit und des optimalen Korrosionsschutzes<br />

garantiert es den zuverlässigen<br />

Lauf der stark belasteten Kugelgelenke –<br />

und das ein ganzes Autoleben lang. Dabei ist<br />

es sehr gut verträglich mit den Elastomeren,<br />

die für die Schutzmanschetten der Kugelgelenke<br />

verwendet werden.“<br />

In einem anderen Fall wollte ein Kunde die<br />

Schmierung im Kreuzgelenk der Kardanwellen<br />

seiner Fahrzeuge zugleich zuverlässiger, effektiver<br />

und sicherer gestalten: „Temperaturbeständigkeit,<br />

mechanische Stabilität und gutes<br />

Druckaufnahmevermögen – dies waren die<br />

wichtigsten Anforderungen bei unserer Suche<br />

nach dem optimalen Schmierstoff“, so Puke.<br />

„Auf der Basis eines teilsynthetischen Öls haben<br />

wir extra für diesen Anwendungsfall das<br />

Hochtemperatur-EP-Fett LKI 2 formuliert. Mit einem<br />

weiten Temperaturbereich von –40 bis<br />

+150 °C sichert es auch bei extremen klimatischen<br />

Bedingungen eine zuverlässige Kraftübertragung.“<br />

Selbst Temperaturspitzen von<br />

bis zu 200 °C soll das Lithiumkomplexfett unbeschadet<br />

überstehen. Es sei zugleich sehr alterungs-<br />

und wasserbeständig und schütze die<br />

Einsatzstellen zuverlässig vor Korrosion.<br />

Potenziale voll ausschöpfen<br />

Im Idealfall beginnt die Kooperation zwischen<br />

Automobilindustrie und Schmierstoffexperten<br />

bereits im ersten Entwicklungsstadium neuer<br />

Komponenten. Über den gesamten Konstruktionszeitraum<br />

hinweg arbeiten die Fachleute von<br />

Rhenus Lub eng mit den Herstellern zusammen,<br />

um das Hochleistungsfett optimal auf die<br />

Anforderungen neuer Konstruktionen abzustimmen.<br />

Das setzt auf beiden Seiten ein aus-<br />

22 AutomobilKonstruktion 3/2015


gezeichnetes Fachwissen voraus. Rhenus Lub<br />

investiert daher nicht nur kontinuierlich in die<br />

Modernisierung seiner Produktionsanlagen,<br />

sondern auch in die Bereiche Forschung & Entwicklung.<br />

Rund 20% aller Mitarbeiter sind hier<br />

beschäftigt.<br />

Neue Fabrik nach 4.0-Standard<br />

Um seine Kunden auch in Zukunft mit Spezialfetten<br />

zu versorgen, hat Rhenus Lub rund zwei<br />

Millionen Euro in den Ausbau seiner Fettfabrik<br />

nach den Vorgaben von Industrie 4.0 investiert.<br />

Einen wichtigen ersten Schritt von der reinen<br />

Fettproduktion hin zur Smart Factory hatte<br />

das Unternehmen bereits Ende 2005 mit der<br />

Inbetriebnahme seiner spezialisierten Fettfabrik<br />

vollzogen. Schon damals wurden die 15<br />

Fertigungslinien mit rund 1200 Sensoren, Prozessgebern,<br />

Stellmotoren und Aktuatoren ausgestattet,<br />

die fast alle elektronisch angesteuert<br />

werden können.<br />

In der nächsten Stufe automatisierte Rhenus<br />

Lub nun die immer komplexer werdenden Fertigungsprozesse<br />

für Hochleistungsfette mit<br />

neuester Prozessleittechnik (PLS) und einem<br />

Manufacturing Execution System (MES) und<br />

verband sie mit dem Enterprise-Resource-Planning-System<br />

(ERP). Dabei nahmen die Schmierstoffexperten<br />

nicht nur eine komplette vertikale,<br />

sondern auch eine horizontale Vernetzung<br />

aller Fertigungsschritte vor. Sie beginnt in der<br />

Produktionsvorbereitung: Mitarbeiter kommissionieren<br />

alle Rohstoffe und Additive, die für<br />

das jeweilige Hochleistungsfett benötigt werden<br />

bereits vor Beginn des eigentlichen Produktionsvorgangs,<br />

wiegen sie genau ab und<br />

versehen jede Zutat mit einem speziellen Barcode.<br />

Im nächsten Abschnitt, der automatisch<br />

gesteuerten Produktion, lotst ein Handgerät<br />

den Mitarbeiter durch alle Verfahrensschritte.<br />

Die automatische Bedienführung unterstützt<br />

jene Arbeitsabläufe, die nicht automatisiert<br />

werden konnten.<br />

Schritt für Schritt zum Hochleistungsfett<br />

Die einzelnen Arbeitsschritte für die Produktion<br />

jeder der rund 1000 verschiedenen Rezepturen<br />

für Hochleitungsfette sind im System hinterlegt.<br />

Auf dem Handgerät wird der Bediener<br />

chronologisch durch die Arbeitsabläufe geleitet.<br />

Jeder der zuvor kommissionierten Rohstoffe<br />

kann erst dann hinzugefügt werden, wenn<br />

der entsprechende Arbeitsschritt ansteht und<br />

wenn per Scanner die Identifikationsnummer<br />

des jeweiligen Behälters und des Stoffes korrekt<br />

erfasst wurde. Sind die Anforderungen erfüllt,<br />

quittiert der Mitarbeiter den Arbeitsschritt<br />

am Handgerät und der nächste Ablaufschritt<br />

wird freigeschaltet.<br />

Dank der neuen Prozesssteuerung wird die<br />

Herstellung selbst komplexer Fettrezepturen<br />

nun nochmals genauer, transparenter – und<br />

vor allem wiederholbarer!, trotz der teils natürliche<br />

Rohstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften.<br />

So will Rhenus Lub sicherstellen,<br />

dass die VDA-Normen, ISO TS 16949 sowie die<br />

technischen Richtlinien seiner Kunden stets<br />

optimal erfüllt werden.<br />

Rhenus Lub GmbH & Co KG<br />

Tel.: +49 2161 40645-10<br />

michael.obst@relations-co.de<br />

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ANTRIEB<br />

Kolben mit weniger Reibung<br />

Sparpotenzial durch Systemuntersuchungen und Detailoptimierungen am Produkt<br />

Reibleistungsmessungen am befeuerten<br />

Motor sind genauer als Untersuchungen<br />

im Schleppbetrieb Bild: Mahle<br />

Nicht nur die Verbrennung hat<br />

großen Einfluss auf die Kraftstoff -<br />

effizienz eines Motors. Zulieferer<br />

wie Mahle oder KSPG widmen sich<br />

intensiv der Reibungsreduzierung,<br />

um durch weniger Reibverluste<br />

die Motoren zu optimieren.<br />

Der Autor: Hartmut Hammer, freier Mitarbeiter<br />

der AutomobilKonstruktion<br />

Welche Effekte reibungsreduzierende Maßnahmen<br />

auslösen können, untersucht die Mahle<br />

GmbH seit einigen Jahren systematisch in ihrem<br />

Motorenversuch. Dort analysiert man bei<br />

befeuertem Motorbetrieb die Verlustleistungen<br />

klassischer Motorsysteme – wie etwa dem Kurbeltrieb<br />

– nach der Formel „Indizierte Leistung<br />

minus effektive Leistung gleich Reibleistung“.<br />

Konkret heißt das: Mitteldruck im Brennraum<br />

minus Drehmoment am Schwungrad gleich<br />

Reibmitteldruck. Diese in Abhängigkeit von<br />

Last, Drehzahl und Motortemperatur erfolgenden<br />

Messungen sind nach Angaben von Mahle<br />

deutlich realitätsnäher als die üblichen Reibleistungsuntersuchungen<br />

im Schleppbetrieb.<br />

Um den Einfluss einer Parameteränderung –<br />

etwa einer zusätzlichen Beschichtung oder einer<br />

anderen Kolbengeometrie bewerten zu<br />

können, werden die Kennfelder der zu vergleichenden<br />

Varianten voneinander subtrahiert.<br />

Das Ergebnis ist ein charakteristisches Reibmitteldruck-Differenzkennfeld<br />

für jede Änderung.<br />

Auf diese Weise kann jedes einzelne<br />

Bauteil, ein Teilbereich oder das Gesamt-Motorsystem<br />

optimiert werden – je nach Vorgabe<br />

des Kunden. Für noch detailliertere Analysen<br />

teilt Mahle das Motorbetriebs-Kennfeld in vier<br />

repräsentative Quadranten auf, für die jeweils<br />

ein eigenes Ranking der Wirksamkeit der Einzelmaßnahmen<br />

erstellt wird. Mit dieser Metho-<br />

24 AutomobilKonstruktion 3/2015


de sieht Mahle noch ein Optimierungspotenzial<br />

von zwei bis fünf Prozent der bisherigen<br />

Reibleistung des Motors. Kombiniert mit spezifischen<br />

Fahrzeugdaten rechnet dann ein Simulationsprogramm<br />

die gemessene Reibleistungsdifferenz<br />

in eine Kraftstoff- und Emissionsersparnis<br />

um.<br />

Der Kolben ist noch nicht am Ende<br />

Die KSPG AG arbeitet seit 2006 mit seinen Liteks-Aluminiumkolben<br />

für Ottomotoren an der<br />

Verringerung von Gewicht und Reibung. So ist<br />

die seit 2013 in den Mazda-Skyactiv-Motoren<br />

in Serie gegangene dritte Liteks-Generation gut<br />

24 % leichter und 46 % reibungsärmer als die<br />

Referenzkolben aus dem Jahr 2005. Bei der<br />

neuen, vierten Liteks-Generation (Serienstart<br />

Ende dieses Jahrzehnts) will KSPG mit mehreren<br />

Detailmodifikationen das Kolbengewicht<br />

im Vergleich zur dritten Liteks-Generation<br />

nochmals um fünf Prozent und die Reibleistung<br />

sogar um ein Viertel senken.<br />

Beispielsweise kann mit einer neu gestalteten<br />

Schaftabstützung die Spannungsverteilung innerhalb<br />

des Kolbens homogenisiert und so die<br />

Ringfeld-Hinterschnitte vergrößert werden. Eine<br />

Variante mit Ringträger und Kühlkanal ist<br />

speziell für Hochleistungs-Ottomotoren geplant.<br />

Des Weiteren verringert man die Wandstärke<br />

des Kolbenbodens bis zu 30 % im Vergleich<br />

zur Vorgängergeneration. Für weniger<br />

Reibung modifiziert KSPG die Kolbengrundstruktur<br />

und die Schaftbreiten. Außerdem wird<br />

das Laufspiel des Kolbens asymmetrisch ausgeführt,<br />

Druck- und Gegendruckseite weisen<br />

über die Schafthöhe variable Ovalitäten auf.<br />

Zudem soll eine neue Schaftbeschichtung<br />

dank einer Kombination aus Nanopartikeln,<br />

Bindemittel, Festschmierstoff und Additiven<br />

vor allem die Mischreibung im Kontakt zur Zylinderlauffläche<br />

verringern.<br />

Beim neuen Beschichtungsverfahren von KSPG wird der Beschichtungswerkstoff per Lichtbogen<br />

geschmolzen und mithilfe eines Gases an die Zylinderlaufbahn zerstäubt Bild: KSPG<br />

2015 veredelt man damit die Laufflächen von<br />

Motorblöcken für einen deutschen Premiumhersteller.<br />

Seine Werkstoffkompetenz hat KSPG auch bei<br />

den Gleitlagern von Common-Rail-Hochdruckpumpen<br />

nutzbringend eingesetzt. Hier hat man<br />

eine neue Polyamidschicht entwickelt, in der<br />

unter anderem nanoverstärkte Wolframdisulfid-Partikel<br />

eingelagert sind. An den hydrodynamischen<br />

Lagerstellen der Common-Rail-<br />

Hochdruckpumpen sorge der Gleitlager-Werkstoff<br />

KS P232 für einen schnellen Gleitfilmaufbau<br />

schon bei niedrigen Drehzahlen. Dies<br />

macht sich vor allem in einem Rückgang der<br />

verschleißintensiven Mischreibungsphasen bei<br />

Motoren mit Stopp-Start-Automatik bemerkbar.<br />

Viel wichtiger ist laut KSPG aber, dass mit dem<br />

neuen Gleitlager das Lagerspiel verringert werden<br />

könne, was weniger Leckage an diesen<br />

dieselgeschmierten Lagerstellen bedeute. Resultat<br />

sei eine Verringerung des effizienzmindernden<br />

Dieselverlusts der Pumpe um bis zu<br />

45% – das sind mehrere Liter pro Stunde.<br />

IAA Mahle: Halle 8.0, Stand C40<br />

IAA KSPG: Halle 8.0, Stand F26<br />

Mahle GmbH<br />

Tel.: +49 711 501-0<br />

info@mahle.com<br />

KSPG AG<br />

Tel.: +49 7132 33-0<br />

info@kspg.com<br />

Produktive Schicht-Arbeiter<br />

Für den Laufpartner Zylinderlauffläche hat<br />

KSPG eine Plasma-Beschichtungstechnik in Eigenregie<br />

entwickelt und industrialisiert. Nach<br />

eigenen Angaben mindert die Beschichtung<br />

die Reibung im Tribosystem um etwa 25 %. Des<br />

Weiteren kann jetzt auf die bisher üblichen<br />

Graugussbuchsen verzichtet werden, die neuen<br />

Laufflächen aus Aluminium sparen pro Zylinder<br />

etwa 300 g Gewicht ein und sorgen<br />

durch ihre bessere Wärmeabfuhr für einen<br />

Temperaturrückgang von etwa 20 °C an der<br />

Lauffläche. In Summe, so KSPG, hat diese Beschichtungstechnik<br />

zwei bis drei Prozent weniger<br />

CO 2 im NEFZ-Zyklus zur Folge. Seit August<br />

Bei geringen Drehzahlen<br />

halbiert die neue Gleitlagerbeschichtung<br />

KS<br />

P232 die Reibleistung<br />

Bild: KSPG<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 25


ANTRIEB<br />

SKF ePowertrain-Lösungen<br />

Kostenreduzierungen bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen<br />

Die aktuelle ePowertrain-Technologie<br />

von SKF wurde entwickelt,<br />

um Herstellern von Hybrid- und<br />

Elektrofahrzeugen eine Senkung<br />

der Produktions- und Montagekosten<br />

zu ermöglichen. Zum<br />

Portfolio gehören mehrere, teilweise<br />

aufeinander abgestimmte<br />

Produkte, etwa die SKF Rotor Positioning<br />

Sensor Bearing Unit, die<br />

eine verbesserte Steuerung von<br />

Dauermagnetmotoren erlauben<br />

soll. Die Kompakteinheit besteht<br />

aus einem reibungsarmen Lager<br />

und einem intelligenten Sensor.<br />

Sie lässt sich in der Fertigungsstraße<br />

schnell installieren, verbessert<br />

die Leistungsdichte und Drehmomentsteuerung<br />

des<br />

Motors und mindert<br />

laut SKF den Geräusch-<br />

und<br />

Schwingungspegel.<br />

Ebenfalls erhältlich<br />

ist<br />

die SKF Motor Encoder Sensor Bearing<br />

Unit. Die Einheit stellt präzise<br />

Signalgeberimpulse für die<br />

Echtzeitmessung der Drehzahl,<br />

Drehrichtung und Inkrementalposition<br />

des Motors<br />

bereit. Das integrierte<br />

Lager<br />

soll für einen<br />

reibungsarmen<br />

und<br />

leisen Betrieb<br />

auch<br />

bei hohen Drehzahlen sorgen.<br />

Weitere Produkte aus dem ePowertrain-Portfolio<br />

sind kundenspezifische<br />

Lenksäulenlager (die<br />

bei Wahrung der Leistungscharakteristik<br />

den Geräuschpegel mindern<br />

können) und robuste, reibungsarme<br />

Kugellager für hohe<br />

Drehzahlen, mit denen sich die<br />

Effizienz und Leistungsdichte von<br />

Elektromotoren verbessern lassen<br />

soll.<br />

www.skf.de<br />

Federal-Mogul Powertrain mit Ventiltrieb-Technologie auf der IAA<br />

Schlanke Hohlventile für hohe Motortemperaturen und steigende Zylinderdrücke<br />

Zu den neuen Komponenten des<br />

Ventiltrieb-Geschäftsbereiches<br />

von Federal Mogul gehören auch<br />

natriumgefüllte Hohlschaftventile<br />

mit extrem kleinen Schaftdurchmessern.<br />

Diese reduziere nach<br />

Herstelleraussage auf der einen<br />

Seite das Gewicht und halte auf<br />

der anderen Seite den höheren<br />

Temperaturen stand, die in<br />

Downsizing-Motoren vorkommen.<br />

Im Gegensatz zu konventionellen<br />

Vollschaftventilen, die rund 75%<br />

der Wärme über Ventilkopf und<br />

Ventilsitz ableiten, reduziert das<br />

Hohlschaftventil die Bauteiltemperatur<br />

durch eine erhöhte Wärmeabfuhr<br />

über die Ventilführung.<br />

Auf diese Weise ließen sich die<br />

Temperaturen am Ventilkopf um<br />

80 bis 150 °C senken. Die Hohlventile<br />

können neben der Auslassseite<br />

auch auf der Einlassseite zur<br />

Gewichtsreduzierung verbaut werden.<br />

Um das Maximum an Korrosions-<br />

und Temperaturbeständigkeit<br />

zu erzielen, verwendet das Unternehmen<br />

eine Kombination aus<br />

verschiedenen Werkstoffen. Die<br />

Technologie ist dabei kompatibel<br />

mit bewährten Verfahren zur Steigerung<br />

der Verschleißfestigkeit<br />

wie Nitrierhärten,<br />

Hartverchromung<br />

und Sitzpanzerung.<br />

Hochpräzisionsbohren<br />

in Verbindung<br />

mit etablierten<br />

Reibschweißprozessen<br />

ermöglicht<br />

Federal-Mogul<br />

Schaftdurchmesser<br />

von bis zu<br />

fünf Millimetern.<br />

Somit können sowohl<br />

Downsizing-<br />

Motoren mit klei-<br />

nen Zylinderbohrungen als auch<br />

leistungsfähige Motorradmotoren<br />

ausgerüstet werden.<br />

Hohlventile mit kleinen Schaftdurchmessern<br />

sind bereits seit<br />

Jahren im Motorsport etabliert. Für<br />

den Großserieneinsatz war jedoch<br />

besonderes Fertigungs-Know-how<br />

nötig, um die geforderte Kombination<br />

aus Qualität und Zuverlässigkeit<br />

kostengünstig in geeigneten<br />

Stückzahlen produzieren zu können.<br />

IAA: Halle 4.1, Stand E21<br />

www.federalmogul.com<br />

26 AutomobilKonstruktion 3/2015


Ebm-Papst auf der IAA<br />

Neue Sitzbelüftung und Zusatzölpumpen<br />

Eines der großen Themen der<br />

Automobilindustrie ist die CO 2 -<br />

Reduktion, mit der auch das<br />

Downsizing einhergeht. Auch Zuliefrer<br />

Ebm-Papst reagiert mit Systemlösungen<br />

auf kleinem Bauraum<br />

auf diesen Trend. Als besonderes<br />

Highlight werden in diesem<br />

Jahr am IAA-Stand von Ebm-Papst<br />

die Sitzbelüftung der neuen Generation<br />

und Zusatzölpumpen zu sehen<br />

sein. Die Sitzbelüftung zeichnet<br />

sich laut Hersteller durch eine<br />

Erhöhung der Luftmenge sowie eine<br />

Reduktion der Geräusche aus.<br />

Die integrierten Zusatzölpumpen<br />

sollen besonders kompakt und<br />

dabei eine der höchsten Leistungsdichten<br />

im Markt bieten.<br />

Der Ventilatorenspezialist hat<br />

2014 Aufsatzkühllösungen für die<br />

F1-Rennwagen von Mercedes AMG<br />

Petronas entwickelt, die die temperaturempfindlichen<br />

Komponenten<br />

der Boliden im Stand auf die<br />

optimale Betriebstemperatur herunterkühlen.<br />

Sobald der Rennwagen<br />

steht, werden die Seitenkästen<br />

und der Überrollbügel mit<br />

S-Force-Axialventilatoren gekühlt,<br />

deren Leistungskurve den hohen<br />

Gegendruck-Charakteristiken des<br />

Mercedes-Systems entsprechen.<br />

Dies verbessere den erzeugten<br />

Luftstrom um 518 %, heißt es.<br />

IAA: Halle 4.0, Stand C18<br />

www.ebmpapst.com<br />

Kunststoffstopfen für medienführende Leitungen<br />

Für Anwendungen mit wenig Bauraum<br />

Mit dem Kunststoffstopfen<br />

GPN 245 hat Pöppelmann Kapsto<br />

einen neuen QC-Stopfen zum Verschließen<br />

von Wasser-, Luft-, Öloder<br />

Kraftstoffleitungen im Programm.<br />

Die bereits vorhandene<br />

Form A ist durch eine weitere Form<br />

B ergänzt worden, die sich dank<br />

ihrer flachen Abmessungen auch<br />

für Anwendungen mit wenig Bauraum<br />

eignet. Die radial montierte<br />

Ringlasche ermögliche laut Hersteller<br />

ein einfaches Handling des<br />

Stopfens. Der QC-Stopfen ist in<br />

Anlehnung an SAE J2004 ausgeführt.<br />

Er schützt medienführende<br />

Leitungen bis zur Endmontage<br />

sicher vor Verschmutzung und Beschädigung.<br />

Die Klemmung erfolgt<br />

dabei auf den innenliegenden<br />

Dichtungsringen des Connectors.<br />

Innerhalb gewisser Grenzen ist er<br />

auch für Drucktests geeignet.<br />

Schutzelemente für Anwendungen<br />

mit erhöhten Sauberkeitsanforderungen<br />

wie beispielsweise Einspritzanlagen<br />

oder Sicherheitssystemen,<br />

bei denen auch geringste<br />

Partikelkontaminationen zu Ausfällen<br />

führen können, fertigt das<br />

Unternehmen in einem Sauberraum.<br />

Neben dem umfangreichen<br />

Standardprogramm entwickelt<br />

Pöppelmann Kapsto zudem in enger<br />

Zusammenarbeit mit den Kunden<br />

individuelle Sonderlösungen.<br />

www.poeppelmann.com<br />

BlueSeal sorgt für weniger Reibung und spart Platz und Gewicht<br />

Mehrere Fliegen mit einer Klappe schlagen<br />

Freudenberg Sealing Technologies<br />

optimierte den Simmerring<br />

BlueSeal in<br />

mehreren Evolutionsstufen.<br />

Mit dem Ziel,<br />

Robustheit mit geringer<br />

Reibung zu vereinen, hat<br />

Freudenberg den PTFE-Simmerring<br />

zunächst zum reibungsoptimierten<br />

POP-Simmerring weiterentwickelt.<br />

Durch Anpassung<br />

des Materials und der Geometrie<br />

erreiche dieser hinsichtlich der<br />

Reibungsverluste das niedrige Niveau<br />

eines auf eine Elastomerdichtlippe<br />

setzenden Energy<br />

Saving Seal (ESS).<br />

Jeder Millimeter, der beispielsweise<br />

an einem Kurbelwellen-Simmerring<br />

gespart wird, könne zu einem<br />

Bauraum- und Gewichtsvorteil<br />

des gesamten Motorblocks<br />

führen. Dies forcierte die Entwicklung<br />

des BlueSeal. Seine Pluspunkte<br />

sind erstens eine Gewichtseinsparung<br />

von 40%, zweitens<br />

ein axial um rund die Hälfte<br />

reduzierter Einbauraum sowie drittens<br />

30% weniger Reibungsverluste.<br />

Das grundlegend Neue: Bei<br />

ihm besteht auch die statische<br />

Dichtung zum Gehäuse hin aus<br />

PTFE anstelle von Elastomer. Das<br />

Dichtungsdesign beinhaltet damit<br />

nur noch zwei Materialien: PTFE<br />

und Metall. Bei allen herkömmlichen<br />

Konzepten einschließlich<br />

des POP ist für die Gummierung<br />

zur Luftseite hin sowie zum Anbinden<br />

der PTFE-Manschette axialer<br />

Bauraum erforderlich. Der BlueSeal<br />

verzichtet auf diese axiale Gummierung<br />

und bindet die PTFE-Manschette<br />

außen an die Luftseite des<br />

Metall-Versteifungsrings an. Die<br />

Dichtlippe nach dem POP-Prinzip<br />

garantiere zudem minimale Reibung<br />

und damit auch einen geringen<br />

Verschleiß der Welle.<br />

www.fst.com<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 27


ANTRIEBSSTRANG<br />

Lagersätze für Doppelkupplungen<br />

Weniger CO 2 -Emissionen und höhere Zuverlässigkeit<br />

Speziell in Klein- und Mittelklasseautos<br />

erfreuen sich<br />

Doppelkupplungssysteme<br />

wachsender Beliebtheit<br />

Für die Automobilindustrie sind<br />

niedriger Kraftstoffverbrauch und<br />

geringer CO 2 -Ausstoß Schlüsselfaktoren.<br />

Die daraus resultierenden<br />

Anforderungen wirken sich<br />

auch auf die Entwicklung des<br />

Antriebsstrangs aus: Im Trend<br />

liegen Doppelkupplungssysteme,<br />

die Fahrkomfort und Umwelt -<br />

anforderungen gleichermaßen<br />

berücksichtigen. Für solche Sys -<br />

teme hat SKF spezielle Lagersätze<br />

entwickelt.<br />

Der Autor: Dietmar Seidel, Leiter Technische<br />

Fachpresse Deutschland bei SKF, Schweinfurt<br />

Doppelkupplungssysteme kommen in Automatikgetrieben<br />

zum Einsatz, wo sie für einen<br />

effizienten Schaltvorgang sorgen. In den vergangenen<br />

Jahren sind diese Systeme kontinuierlich<br />

weiterentwickelt worden. Außerdem gehen<br />

Experten davon aus, dass sich die entsprechende<br />

Technik im Markt noch weiter verbreiten<br />

wird. Das liegt unter anderem an den<br />

immer strengeren Emissionsvorschriften, dem<br />

anhaltenden Downsizing von Motoren und der<br />

zunehmenden Verkehrsdichte in Ballungsräumen.<br />

All diese Faktoren zusammen tragen dazu<br />

bei, dass sich Doppelkupplungslösungen<br />

auch in Klein- und Mittelklasseautos steigender<br />

Beliebtheit erfreuen.<br />

Höhere Kräfte<br />

Im Vergleich zu konventionellen Schaltgetrieben<br />

arbeiten Doppelkupplungssysteme effizienter,<br />

reduzieren den Kraftstoffverbrauch und<br />

senken so die CO 2 -Emissionen. Doch je komplexer<br />

die Systeme werden, desto höher sind<br />

auch die Anforderungen an die Komponenten,<br />

die in der Kupplungseinheit verbaut sind. Dazu<br />

gehören nicht zuletzt die Lager: Konstruktionsbedingt<br />

müssen sie höheren Belastungen und<br />

Umgebungstemperaturen standhalten. Zur Orientierung:<br />

Bei manueller Schaltung nehmen die<br />

Lager Kräfte bis zu 2800 N auf. In Doppelkupplungssystemen<br />

können diese Kräfte zum Teil<br />

auf über 7000 N steigen.<br />

Auf der VDI-Fachtagung „Kupplungen und<br />

Kupplungssysteme in Antrieben“ zeigte SKF,<br />

wie man solchen Anforderungen begegnet.<br />

Nach intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit<br />

hat das Unternehmen einen Doppelkupplungslagersatz<br />

geschaffen, in dem eine<br />

ganze Reihe von Optimierungen umgesetzt<br />

worden sind. Beispielsweise verfügen die Lager<br />

über eine größere Laufbahnbreite, um die<br />

28 AutomobilKonstruktion 3/2015


Doppelkupplungslagersatz<br />

von SKF<br />

Skizze eines Doppelkupplungssystems<br />

reibungslose Funktion auch unter Maximallast<br />

sicherzustellen. Außerdem wurden sämtliche<br />

Komponenten sowie die innere Geometrie der<br />

Lager auf die höheren Fliehkräfte abgestimmt,<br />

die bei solchen Kupplungssystemen mit größerem<br />

Durchmesser entstehen und dadurch zu<br />

einer entsprechend größeren Belastung sämtlicher<br />

Lagerbestandteile führen.<br />

Höhere Temperaturen<br />

Um der vergleichsweise hohen Betriebstemperatur<br />

in Doppelkupplungssystemen zu begegnen,<br />

benutzt SKF außerdem sorgfältig ausgewählte<br />

Kunststoffe, die mit dem Schmierstoff<br />

kompatibel sind und die nötigen Materialeigenschaften<br />

aufweisen – wie etwa die notwendige<br />

Zähigkeit über die gesamte Nutzungsdauer<br />

hinweg. Beim Käfig kommt zum Beispiel<br />

glasfaserverstärktes Polyamid PA46 zum Einsatz,<br />

das sich speziell für hohe mechanische<br />

Belastungen und Temperaturen eignet: Es zeigt<br />

ein sehr gutes Gleichgewicht zwischen Chemikalienbeständigkeit,<br />

Verschleißfestigkeit<br />

und Hitzebeständigkeit.<br />

Ergänzende Stützlager<br />

Neben den Doppelkupplungslagersätzen hat<br />

SKF zusätzlich Doppelkupplungs-Stützlager entwickelt.<br />

Dieser Lagertyp ist notwendig, um die<br />

hohen Axialbelastungen des Doppelkupplungssystems<br />

aufzunehmen. Das Stützlager sitzt auf<br />

der Antriebswelle. Es kann – abhängig vom<br />

Kupplungstyp – auch als abgedichtetes Lager<br />

geliefert werden. Dafür nutzt SKF ein im Unternehmen<br />

selbst entwickeltes Dichtungsdesign.<br />

Das tribologische Gesamtsystem der abgedichteten<br />

Variante ist von SKF so ausgelegt worden,<br />

dass das Stützlager möglichst kühl und ruhig<br />

läuft, um das Schmiermittel zu schonen und dadurch<br />

die Lagergebrauchsdauer zu verlängern.<br />

Ein abgedichtetes Doppelkupplungs-<br />

Stützlager von SKF<br />

Bilder: SKF<br />

SKF GmbH<br />

Tel.: +49 9721 56-2843<br />

dietmar.seidel@skf.com<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 29


ANTRIEBSSTRANG<br />

Getriebe-Kugellager: neue Öle im Visier<br />

Wenn Kugellager zehnmal länger leben<br />

Um den Kraftstoffverbrauch und<br />

die Schadstoffemissionen zu senken,<br />

sind leichte, kompakte und<br />

reibungsarme Getriebe gefragt.<br />

Als Folge kommen aber auch niedrigviskose<br />

Getriebeöle zum Einsatz.<br />

Der dünnere Ölfilm sorge<br />

laut NSK aber dafür, dass die<br />

Oberflächen der Kugeln und Laufbahnen<br />

sehr empfindlich auf Verschleiß<br />

reagieren. Entsprechend<br />

hoch fallen die neuen Anforderungen<br />

an Kugellager aus.<br />

Die Entwicklungsaufgabe für NSK<br />

lautete daher: Verbessern der<br />

Qualität und Beschaffenheit der<br />

Oberflächen, damit sie trotz der<br />

dünneren Ölfilme noch länger halten.<br />

Dazu gilt es allerdings, die<br />

Oberfläche der Wälzelemente so<br />

lange wie möglich in einwandfreiem<br />

Zustand zu erhalten, um das<br />

Abplatzen der Laufbahnoberfläche<br />

des Kugellagers zu verhindern<br />

beziehungsweise hinauszuzögern.<br />

Die bei diesen Pittings entstehenden<br />

Partikel können weitere Eindrücke<br />

auf der Laufbahn hinterlassen,<br />

die zu einer zusätzlichen<br />

Schädigung der Laufbahnen und<br />

Wälzelemente führen.<br />

Unter dem Markennamen EQTF<br />

(Extra Quality Tough ball Bearings<br />

for transmissions) entstanden Getriebelager<br />

mit Kugeln aus Spezialstahl,<br />

die durch Einsatzhärten<br />

(Carbonitrieren) und durch Beigabe<br />

harter Siliziumnitrid-Partikel eine<br />

Oberfläche mit verbessertem<br />

Verschleißschutz besitzen sollen.<br />

Weil Viskosität, Einsatztemperaturen<br />

und Drehzahlen variieren,<br />

passt NSK die EQTF-Lager mit verbesserten<br />

Rechnungsmethoden<br />

zusammen mit dem Getriebehersteller<br />

individuell an den jeweiligen<br />

Einsatzfall an.<br />

So ließe sich die Lebensdauer verdoppeln<br />

oder sogar verdreifachen.<br />

In Verbindung mit Innen- und Au-<br />

ßenringen, deren Oberflächen<br />

NSK mit eigenen Wärmebehandlungsverfahren<br />

(UR, HTF) verbessert,<br />

falle die Lebensdauer mehr<br />

als zehnmal so hoch wie die eines<br />

herkömmlichen Lagers aus. Der<br />

Getriebehersteller könnte daher<br />

für die gleiche Leistung ein wesentlich<br />

kleineres Lager einsetzen.<br />

Die EQFT-Technologie bietet sich<br />

an bei Antrieben, die typischerweise<br />

kompakt ausfallen – also<br />

zum Beispiel bei Doppelkupplungsgetrieben.<br />

Noch bessere Ergebnisse ließen<br />

sich erzielen, wenn NSK einen<br />

selbst entwickelten und ebenfalls<br />

einsatzgehärteten Spezialstahl<br />

(HTF) verwendet.<br />

www.nskeurope.de<br />

Getriebedichtungen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge<br />

Mit integriertem Blitzableiter oder Drehgeber<br />

Freudenberg Sealing Technologies<br />

stellt eine Dichtung für Hybridund<br />

Elektrofahrzeuge vor, die Ströme<br />

gezielt ableiten kann und daher<br />

vor elektrostatischer Aufladung<br />

schützt. Der mit etwa<br />

400 V arbeitende Elektromotor<br />

von Plug-in-Hybridfahrzeugen befindet<br />

sich in der Regel anstelle eines<br />

hydrodynamischen Wandlers<br />

auf der Eingangswelle des Automatikgetriebes.<br />

Eine gute Abdichtung<br />

muss an dieser Stelle mehr<br />

leisten, als den Antrieb vor Verschmutzung<br />

durch das Getriebeöl<br />

zu schützen. Denn im Motor kann<br />

sich zwischen dem Gehäuse und<br />

der Welle ein elektrisches Potenzial<br />

aufbauen, das im Extremfall zu<br />

unkontrolliertem Stromfluss und<br />

Schäden führen könnte, insbesondere<br />

im Bereich der Lager. Ein<br />

klassischer Dichtring aus Elastomeren<br />

wirkt jedoch isolierend und<br />

kann daher aufgebaute elektrische<br />

Potenziale nicht ableiten.<br />

Die neue Dichtung wirke nach Aussage<br />

von Freudenberg wie ein<br />

Blitzableiter: Strom wird durch ein<br />

auf die Dichtung aufgebrachtes<br />

leitfähiges Vlies gezielt vom Gehäuse<br />

auf die Welle geleitet, so<br />

dass elektrostatische Aufladung<br />

erst gar nicht entstehen kann. So<br />

würden teure Zusatzelemente wie<br />

verschleißende Kohlebürsten<br />

überflüssig. Sie kann nicht nur in<br />

Plug-in-Hybridfahrzeugen, sondern<br />

auch in den Getrieben für<br />

batterieelektrische Fahrzeuge verwendet<br />

werden.<br />

Dichtungskonzepte stellte Freudenberg<br />

auch für nichtelektrifizierte<br />

Fahrzeuggetriebe vor. So wird<br />

für die Steuerung des Getriebes<br />

die Drehzahl an der Getriebe-Eingangswelle<br />

gemessen – wichtig ist<br />

das beispielsweise, um Schaltungen<br />

so sanft wie möglich ablaufen<br />

zu lassen. Für die Messung wird<br />

heute in der Regel ein separater<br />

Drehgeber (Encoder) verwendet,<br />

der die Drehzahl anhand magnetisierter<br />

Segmente bestimmt. Freudenberg<br />

hat nun einen Wellendichtring<br />

entwickelt, bei dem die<br />

magnetisierbaren Segmente direkt<br />

auf das Elastomer aufgebracht<br />

sind. Immer häufiger liefert Freudenberg<br />

eine komplett vormontierte<br />

Einheit aus Kunststoff-Stirndeckel,<br />

der statischen Gehäuseabdichtung<br />

sowie dem Wellendichtring.<br />

Anders als bei einem<br />

Metallteil müssen die Dichtungen<br />

nicht separat montiert werden: Sie<br />

werden direkt mit dem Kunststoff<br />

umspritzt.<br />

www.fst.com<br />

30 AutomobilKonstruktion 3/2015


KTR auf der IAA<br />

Bogenzahnkupplungen für Kfz-Elektroantriebe<br />

Mit dem Einzug der Elektromobilität<br />

verändern sich die Aufgabe der<br />

einzelnen Antriebskomponenten.<br />

Die Wellenverbindungen im Antriebsstrang<br />

sollen nicht nur Leistung<br />

übertragen und Fluchtungsfehler<br />

in mehreren Achsen ausgleichen.<br />

Ihre Aufgabe ist es auch,<br />

die elektrische Isolation des E-Motos<br />

gegenüber anderen antriebstechnischen<br />

Komponenten zu gewährleisten<br />

und damit die gefürchtete<br />

Elektrokorrosion von<br />

Wälzlagern oder Zahnrädern zu<br />

verhindern.<br />

Die doppelkardanischen BoWex-<br />

Bogenzahnkupplung von KTR ermöglicht<br />

eine formschlüssige<br />

Drehmomentübertragung, gleicht<br />

axiale, radiale und winklige Wellenverlagerungen<br />

aus und ist dank<br />

der Kunststoff-/ Stahl-Gleitpaarung<br />

wartungsfrei. Die gewünschte<br />

elektrische Isolierung wird durch<br />

Polyamid als Werkstoff für die<br />

Kupplungshülse sichergestellt.<br />

Dieser Kupplungstyp, den KTR auf<br />

der IAA ausstellt, bewährt sich bereits<br />

in ersten Projekte der Elektromobilität.<br />

Zwischen Elektromotor<br />

und Getriebe kommen Bogenzahnkupplungen<br />

vom Typ BoWex<br />

zum Einsatz, die speziell an jeden<br />

einzelnen Anwendungsfall angepasst<br />

werden. In einem Fall ist die<br />

BoWex in Baugröße 48 ausgelegt<br />

für eine Dauerleistung von 50 kW<br />

bei 8000 min -1 und eine maximale<br />

Motorleistung von 150 kW. Die<br />

Kupplung ist hier zwischen E-Motor<br />

und dem Stirnradgetriebe<br />

montiert, das auf die Vorderachse<br />

wirkt.<br />

Bei diesem Beispiel liegt die maximale<br />

Überdrehzahl dieses Elektroantriebs<br />

mit 13 500 min -1 deutlich<br />

höher als bei verbrennungsmotorischen<br />

Antrieben. Für KTR stelle<br />

dieser Wert aber keine Herausforderung<br />

dar, denn im Werkzeugmaschinenbau<br />

– einem Kernmarkt<br />

für KTR-Wellenkupplungen – sind<br />

hohe Drehzahlen bis 40 000 min -1<br />

üblich.<br />

Zudem zeigt KTR auf der IAA eine<br />

Alternative zur bisher eingesetzten<br />

doppelkardanischen BoWex,<br />

bei der das Zwischenstück aus<br />

glasfaserverstärktem Kunststoff<br />

(GFK) hergestellt wird. GFK ist<br />

ebenfalls nicht leitend, extrem<br />

verschleißfest und es überträgt<br />

hohe Drehmomente auf kleinem<br />

Bauraum und bei geringem Gewicht.<br />

IAA: Halle 4.0, Stand D07<br />

www.ktr.com


ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

Sichere Systeme für fahrerlose Autos<br />

Auf dem Weg zum marktreifen autonomen Fahren will Infineon helfen, die letzten Probleme zu lösen<br />

Bis 2025 soll es soweit sein, dass sich Autos von selbst durch den Verkehr bewegen. Egal ob in der Stadt, auf<br />

der Landstraße oder auf der Autobahn. Auf dem Weg dorthin sind jedoch noch einige Hürden zu nehmen.<br />

Neben den rechtlichen Voraussetzungen beinhalten die technischen Aspekte höchst zuverlässige, redundante<br />

Systeme mit Sensoren, Aktuatoren, Mikrocontrollern oder Leistungsbauelementen, die beim Ausfall in einen<br />

sicheren Zustand geführt werden können. Außerdem muss die Übergabe zwischen automatisiertem Fahrzeug<br />

und Fahrer sicher und komfortabel erfolgen. Letztendlich muss auch die Integration in das Verkehrssystem<br />

mit Mischverkehr oder separaten Spuren sowie die Anpassung der Infrastruktur gewährleistet sein. Ein übergreifender<br />

Systemansatz und leistungsfähige Halbeiter sind die Grundvoraussetzung<br />

für die Realisierung und den Erfolg selbstfahrender Fahrzeuge. Marktforscher<br />

gehen davon aus, dass ab 2020 hochautomatisiertes Fahren als<br />

Sonderausstattung einem breiteren Publikum der Premium-OEMs<br />

angeboten wird. Vollautomatisiertes Fahren soll dann ab etwa<br />

2025 kommen. Entsprechende Fahrzeuge können dann eigenständig<br />

jegliche Fahrsituation meistern und benötigen<br />

keinen Eingriff des Fahrers mehr – gleichwohl ist die<br />

Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer möglich.<br />

Das Oikos ECU-Designkit zur Entwicklung von<br />

Steuergeräten im Automobil basiert auf dem<br />

32-bit Aurix-Mikrocontroller und nutzt dessen integrierte<br />

Sicherheitsfunktionen<br />

Der Autor: Kai Konrad, Senior Marketing Manager,<br />

Automotive Safety Systems, Infineon Technologies,<br />

Neubiberg<br />

32 AutomobilKonstruktion 3/2015


Was heißt nun automatisiertes bzw. autonomes<br />

Fahren? Abhängig vom Automatisierungsgrad<br />

hat die Society of Automotive Engineers<br />

(SAE International) verschiedene Stufen,<br />

bzw. Levels definiert (siehe Abbildung). Ähnliche<br />

Klassifizierungen gibt es auch vom VDA,<br />

der BASt-Projektgruppe oder der National<br />

Highway Traffic Safety Administration (NHTSA)<br />

in den USA.<br />

Nach SAE steht das Level 0 für die komplette<br />

Kontrolle durch den Fahrer, Level 1 definiert assistiertes<br />

Fahren. Typisch für die entsprechende<br />

Unterstützung sind Bremsassistenten oder<br />

ACC-Systeme, diese assistieren bei der Längs-<br />

oder Querführung, während der Fahrer immer<br />

noch für alle dynamischen Aspekte verantwortlich<br />

ist. Mit Level 2 (teilautomatisiert) übernehmen<br />

Fahrerassistenzsysteme für eine gewisse<br />

Zeit sowohl die Längs- als auch Querführung,<br />

während der Fahrer die Systeme dauerhaft<br />

überwacht. Mit Parkassistenzsystemen, ACC<br />

oder Spurhaltesystemen ist Level 2 bereits<br />

heute in Automobilen implementiert.<br />

Mit Level 3 beginnt die konditioniert automatisierte<br />

Phase und das Monitoring der Fahrumgebung,<br />

während der Fahrer das System<br />

nicht mehr dauerhaft überwachen muss. Das<br />

automatisierte System steuert alle dynamischen<br />

Fahraspekte, wobei bei ausreichender<br />

Reaktionszeit auf den Fahrer zurückgegriffen<br />

werden kann. Entsprechende Systeme für Level<br />

3 zu entwickeln mit Stauüberwachung, Autobahnfahrt,<br />

automatisierten Parksystemen,<br />

etc. stellt eine Herausforderung dar.<br />

Ab Level 4 liegen hochautomatisierte Systeme<br />

vor, die kein unmittelbares Eingreifen des Fahrers<br />

mehr erfordern. Mit Level 5 spricht man<br />

dann von autonomen Fahren bzw. selbstfahrenden<br />

Fahrzeugen, indem das System unter<br />

allen Straßen- und Umgebungsbedingungen<br />

alle Aufgaben übernimmt, die sonst der Fahrer<br />

ausübt.<br />

Höchst zuverlässig und immer verfügbar<br />

Um die höheren Level mit weitgehend automatisiertem<br />

bzw. autonomem Fahren zu erreichen,<br />

muss die Board-Architektur grundsätzlich<br />

überdacht werden. Bisher nutzen Fahrzeugsysteme<br />

verteilte Steuerungen, wobei für<br />

nahezu jede Funktion eine Steuereinheit (ECU)<br />

zur Verfügung steht, die über entsprechende<br />

Schnittstellen verbunden sind. Für künftige<br />

vernetzte Board-Architekturen ist eine Aufteilung<br />

der Funktionalitäten in Domänen (Antrieb,<br />

Fahrerassistenz, Komfortfunktionen, Infotainment,<br />

etc.) mit verteilten Computing-Ressourcen<br />

erforderlich, die über schnelle, breitbandige<br />

interne Netzwerke verbunden sind.<br />

Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten,<br />

muss eine hohe Redundanz aller Technologien<br />

und Systeme implementiert werden. Darüber<br />

hinaus benötigen automatisierte Fahrzeuge<br />

zahlreiche bestehende und neue Sensoren.<br />

Der Trend erfordert auch eine signifikant höhere<br />

Rechenleistung, mehr Speicherkapazitäten,<br />

externe Konnektivität und die Möglichkeit von<br />

Upgrades im Feld. Außerdem sind ständig aktuelle<br />

Informationen über die Straßen- und Verkehrsbedingungen<br />

erforderlich, die über sichere<br />

Car-to-Car-Kommunikation und entsprechende<br />

Gateways erfasst werden. Darüber hinaus<br />

sind auch Technologien gefragt, um den Fahrer<br />

zu beobachten (Aufmerksamkeits- bzw. Müdigkeitskontrolle).<br />

Die Sicherstellung von funktionaler Sicherheit<br />

(Safety) und Datensicherheit (Security) kann<br />

nicht mehr für sich allein betrachtet werden.<br />

So werden die wesentlichen Systemeigenschaften<br />

wie Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit,<br />

funktionale und Datensicherheit mittlerweile<br />

unter dem Oberbegriff Dependability zusammengefasst.<br />

Es muss gewährleistet werden, dass im Fehlerfall<br />

innerhalb eines Fahrerassistenzsystems<br />

vom System selbst keine Gefahr ausgeht, sich<br />

also entweder abschaltet oder in einen sicheren<br />

Notbetrieb geht. Systeme, die im Fehlerfall<br />

abschalten und in einen sicheren Betriebszustand<br />

gehen, werden als Fail-Safe-Systeme<br />

bezeichnet.<br />

Abhängig vom Automatisierungsgrad<br />

hat die Society of<br />

Automotive Engineers (SAE International)<br />

verschiedene Levels<br />

für selbstfahrende Fahrzeuge<br />

definiert<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 33


ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

Insbesondere wenn das System aktiv am Fahrbetrieb<br />

beteiligt ist, kann ein Abschalten im<br />

Fehlerfall nicht möglich oder gar gefährlich<br />

sein, was einen fehlertoleranten Systementwurf<br />

erfordert. Heutige elektrische Lenksysteme<br />

haben z.B. genug Kraft, den Fahrerwunsch<br />

zu übersteuern – sprich im Fehlerfall dem Fahrer<br />

das Lenkrad aus der Hand zu reisen. Auf der<br />

anderen Seite kann man die Lenkunterstützung<br />

nicht einfach abschalten. Denn selbst geübte<br />

Fahrer können bereits dann verunsichert und in<br />

Gefahr gebracht werden, wenn nur das Gefühl<br />

aufkommt, dass die Lenkung nicht erwartungs-<br />

Bereits heute ist eine redundante Auslegung<br />

der elektrischen Lenkung möglich. Die Leistung<br />

der redundanten Einzelsysteme kann<br />

über Mikrocontroller und Endstufe skaliert<br />

werden. Neue, hochverfügbare Sensoren<br />

können je nach Anwendungsfall nur in einfacher<br />

Ausführung eingesetzt werden<br />

Bilder: Infineon<br />

gemäß funktioniert. In diesen Fällen sind sogenannte<br />

Fail-Operational-Systeme gefordert, die<br />

zumindest einen Notbetrieb ermöglichen. Diese<br />

Systeme erfordern jedoch eine umfangreichere<br />

und komplexere Systemarchitektur. Der<br />

Übergang von Fail-Safe- hin zu Fail-Operational-Systemen<br />

geht mit einem hohen Maß an<br />

Redundanz für das Systemdesign einher, ähnlich<br />

wie wir es auch aus der Luftfahrtindustrie<br />

kennen. Alle sicherheitsrelevanten Funktionen,<br />

von der Lenkung über die Stromversorgung bis<br />

hin zum Kommunikationsnetzwerk müssen redundant<br />

sein.<br />

Die für das autonome Fahren erforderliche<br />

Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und<br />

seiner Umgebung birgt auch ein Sicherheitsrisiko.<br />

Das Gefährdungspotenzial reicht von<br />

der Manipulation von Hardware und Software<br />

bis hin zum Cyber-War, wenn Steuereinheiten<br />

erfolgreich „gehackt“ werden. Vor diesem Hintergrund<br />

sind umfassende Sicherheitsfunktionen<br />

erforderlich, um Leib und Leben aller Verkehrsteilnehmer,<br />

aber auch die Datenintegrität<br />

und die Privatsphäre des Fahrers zu schützen.<br />

Erforderliche Funktionsblöcke<br />

Um hochautomatisierte bzw. autonome Fahrzeuge<br />

zu entwickeln, sind unterschiedliche<br />

Funktionsblöcke erforderlich. So benötigen die<br />

Antriebs- und Steuerungsfunktionen innovative<br />

Lösungen für das Bremsen, Lenken, Beschleunigen,<br />

die Aufhängung und das Getriebe.<br />

Darüber hinaus erfordern die Fahrzeuge redundante<br />

Systeme wie Sensoren und Steuerungen<br />

sowie ein mehrfaches an Computing-<br />

Leistung als heutzutage, um alle Informationen<br />

in Echtzeit verarbeiten zu können. Zu den Sensoren<br />

gehören Radar-, Ultraschall-, Kamera-,<br />

Laser-, GPS- und hochauflösende Straßenkarten-Systeme.<br />

Die Sensordaten müssen gesammelt,<br />

miteinander verknüpft und für die Verarbeitung<br />

vorbereitet werden. Außerdem ist eine<br />

externe sichere Kommunikation erforderlich,<br />

um die Umgebung abbilden zu können.<br />

Letztendlich müssen leistungsfähige Datenverarbeitungsfunktion<br />

und Funktionen zur Entscheidungsfindung<br />

implementiert werden.<br />

Bei höheren Automatisierungs-Leveln sind<br />

zwei weitere wesentliche Schritte erforderlich:<br />

34 AutomobilKonstruktion 3/2015


12.–14. Oktober 2015<br />

Messe Stuttgart<br />

Auf dem Weg zu den<br />

Leveln 4/5 ist ein<br />

ganzheitlicher Ansatz<br />

erforderlich. So werden<br />

die wesentlichen Systemeigenschaften<br />

wie Zuverlässigkeit,<br />

Verfügbarkeit, funktionale<br />

Sicherheit und Datensicherheit<br />

mittlerweile unter dem Oberbegriff<br />

„Dependability“ zusammengefasst<br />

Bisher haben typische Fahrerassistenzsysteme<br />

die Daten von entsprechenden Sensoren gesammelt<br />

und dann für eine bestimmte Funktion<br />

mittels entsprechender ECU bzw. Algorithmus<br />

verarbeitet. Die Ergebnisse wurden angezeigt<br />

oder zur Steuerung eines spezifischen Aktuators<br />

genutzt. Für ein autonomes System<br />

muss das Fahrzeug jedoch jederzeit ein Abbild<br />

seiner Umgebung, den Fahrer im Blick und ein<br />

Status-Modell des Autos verfügbar haben. Dies<br />

erfordert eine Zusammenführung der Sensordaten<br />

sowie Redundanz bei den Steuereinheiten<br />

und Algorithmen.<br />

Der zweite wichtige Schritt ist die Implementierung<br />

eines umfassenden Sicherheitskonzeptes<br />

mit vielfältigen Funktionen wie LDW (Lane Departure<br />

Warning), LKW (Lane Keep Assistant),<br />

FCW (Forward Collision Warning), BSD (Blind Spot<br />

Detection), HBA (High Beam Assist), TSR (Traffic<br />

Sign Recognition), BUA (Back-up Aid), etc.<br />

Für die Gewährleistung der Datensicherheit reichen<br />

reine Software-Konzepte nicht aus. Dafür<br />

bieten z.B. Mikrocontroller der Aurix- und Audomax-Familien<br />

spezielle Funktionsblöcke wie<br />

Security Hardware Extension (SHE) oder Hardware<br />

Security Module (HSM). Das HSM übernimmt<br />

durch Signatur von Nachrichten oder sogar<br />

der vollständigen Verschlüsselung die gesicherte<br />

Kommunikation mit anderen Mikrocontrollern.<br />

Weiterhin kann das HSM genutzt werden,<br />

den Mikrocontroller sicher zu booten, um<br />

Attacken durch Viren und Trojaner zu unterbinden<br />

und unerlaubten Zugriff zu verhindern.<br />

Elektrische Servolenkung mit kosteneffizienter<br />

Redundanz<br />

Um eine hohe Verlässlichkeit bzw. Verfügbarkeit<br />

für sicherheitskritische System zu erreichen,<br />

ist noch einiges an Arbeit auf allen Ebenen<br />

der Wertschöpfungskette notwendig. Die<br />

Systeme müssen ja andererseits trotzdem bezahlbar<br />

bleiben. Heute ist es jedoch bereits<br />

möglich die elektrische Servolenkung (EPS)<br />

moderat redundant zu gestalten, also nicht<br />

einfach ein komplettes, zweites Lenksystem<br />

einzubauen, sondern z.B. hochverfügbare<br />

Komponenten mit integrierter Redundanz kosteneffizient<br />

zu nutzen. Die elektrische Servolenkung<br />

wird u.a. dafür benötigt, um Fahrerassistenzsysteme<br />

wie beispielsweise Seitenwindkompensation,<br />

Spurhalteassistent und<br />

Einparkhilfen zu ermöglichen.<br />

Für die effiziente Entwicklung von hochsicheren<br />

Automotive-Anwendungen wie elektrischen<br />

Lenksystemen aber auch für Anwendungen wie<br />

Batteriemanagement oder Hochvoltinvertern<br />

bietet Infineon das Oikos EVMKit an. Das ECU-<br />

Designkit zur Entwicklung von Steuergeräten<br />

im Automobil basiert auf dem 32-bit Aurix-Mikrocontroller<br />

und nutzt dessen integrierte Sicherheitsfunktionen.<br />

Infineon Technologies AG<br />

Tel.: +49 89 234-65555<br />

support@infineon.com<br />

Smart car, Smart city, Smart grid: grundlegende<br />

Technologien und Nutzermodelle<br />

für CO 2-reduzierte Mobilität präsentiert<br />

die kombinierte Messe und Konferenz<br />

WORLD OF ENERGY SOLUTIONS im<br />

Themenbereich e-mobility solutions.<br />

Die Schwerpunkte reichen von der Batterieherstellung<br />

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ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

Die Spannung steigt<br />

Verschiedene Hersteller experimentieren mit 48-Volt-Systemen, 2016 gehen die ersten in Serie<br />

So könnte die Architektur<br />

eines künftigen 48-Volt-<br />

Bordnetzes aussehen<br />

Zwischen dem altbewährten<br />

12-Volt-Bordnetz und den<br />

Hybriden sowie Elektrofahrzeugen<br />

werden bald 48-Volt-Bordnetz -<br />

systeme Einzug halten. Die ersten<br />

Serienanwendungen lassen aber<br />

noch wenige Rückschlüsse auf<br />

Standards zu.<br />

Der Autor: Hartmut Hammer, freier Mitarbeiter der<br />

AutomobilKonstruktion<br />

Als einer der ersten Zulieferer hat Delphi Vollzug<br />

beim 48-Volt-Bordnetz gemeldet. „Wir bearbeiten<br />

aktuell drei Serienentwicklungsprojekte<br />

für 48-Volt-Systeme“, bestätigt Christian<br />

Schäfer, Leiter Vorentwicklung für E/E-Systeme<br />

und Bordnetz bei Delphi in Europa. „Beim ersten<br />

mit Serienstart 2016 handelt es sich um einen<br />

Leitungssatz samt Steckverbindungen für<br />

einen Mild Hybrid eines europäischen Volumenherstellers.<br />

Inklusive Boost- und Rekuperationsfunktion<br />

sowie zusätzlich mit Anschluss<br />

einer Zuheizung und eines Klimakompressor<br />

an dieses Spannungsnetz.“<br />

Als große Herausforderungen für diesen Serienauftrag<br />

bezeichnet Schäfer die Anpassung<br />

der Komponenten an das NVH-Verhalten des<br />

Verbrennungsmotors und die hohen Ströme im<br />

48-Volt-System. Denn ein Dreizylinder-Downsizing-Motor<br />

stellt höhere NVH-Anforderungen<br />

an die Vibrationsklasse der Leitungen und<br />

Steckverbindungen als ein herkömmlicher Motor<br />

mit mehr Zylindern. Da Delphi die 48-Volt-<br />

Systemkomponenten aus dem bestehenden<br />

12-Volt-Produktportfolio heraus entwickelt –<br />

Hochvoltkomponenten wären dafür überdimensioniert<br />

und zu kostspielig – müssen deren<br />

Eigenschaften an die höheren Anforderungen<br />

angepasst werden. Beispielsweise müssen<br />

die Kabel und Steckverbinder hohe Ströme von<br />

bis zu 300 A verkraften. Die beiden anderen<br />

Serienaufträge betreffen ein ähnliches Kontaktierungssystem<br />

wie eben genannt, sowie ein<br />

48-Volt-Verteilzentrum, das 2017 bei einem europäischen<br />

OEM in Serie gehen soll.<br />

Ganz Branche arbeitet an ähnlichen Lösungen<br />

Einen ähnlichen Zeithorizont nennt auch Continental.<br />

2016 sollen laut Bernd Mahr, Executive<br />

Vice President der Business Unit Hybrid Electric<br />

Vehicle bei Continental, „die ersten Komponenten<br />

der 48-Volt-Eco-Drive-System in Serie<br />

gehen, weitere Projekte sind bereits in der Serienentwicklung.“<br />

Schätzungsweise arbeitet<br />

die ganze Branche an diesem Thema. Beweggrund<br />

ist vor allem das Damoklesschwert „95<br />

Gramm“, das mit empfindlichen Strafzahlungen<br />

droht, sollten die OEMs die ambitionierten<br />

CO 2 -Vorgaben nicht erfüllen. Wobei die Not teilweise<br />

so groß ist, dass ein europäischer OEM<br />

wohl plant, alle Modelle mit einem 48-Volt-<br />

Teilbordnetz auszurüsten.<br />

Denn ein 48-Volt-Mildhybridsystem kann den<br />

Kraftstoffverbrauch je nach Fahrprofil etwa um<br />

10 bis 25 Prozent senken, etwa durch Boosten,<br />

Rekuperieren, einen optimierten Motorwirkungsgrad<br />

durch Lastpunktverschiebung oder<br />

eine Segelfunktion. Zudem lassen sich elektrische<br />

Verbraucher mit höherem Energiebedarf –<br />

36 AutomobilKonstruktion 3/2015


Bidirektionaler 48/12-Volt-DC/DC-Konverter mit hoher<br />

Leistungsdichte und hohem Wirkungsgrad<br />

wie etwa Frontscheibenheizungen, elektrisch<br />

betriebene Lenkungen, Öl- und Wasserpumpen<br />

sowie Lader – ebenfalls effizienter betreiben<br />

und ein 48-Volt-Bordnetz erfordert keinen signifikant<br />

aufwändigeren Berührungsschutz und<br />

– anders als bei Hochvolt-Hybriden – kaum Eingriffe<br />

in die Motor- und Getriebekonfiguration.<br />

Die Effizienz des 48 Volt-Mildhybrids liegt nicht<br />

zuletzt in der höheren (Rekuperations-)Leistung<br />

des Generators von aktuell 10 bis 15 kW<br />

begründet. Zum Vergleich: Ein herkömmlicher<br />

12-Volt-Generator entwickelt drei bis fünf Kilowatt<br />

Leistung. Leistungssteigerungen bis 18 kW<br />

halten die Experten für mittelfristig möglich.<br />

Ebenfalls noch nicht endgültig definiert ist das<br />

Layout des Energiespeichers, hier sind Lithium-Ionen-Batterien,<br />

Supercaps oder Exoten<br />

wie eine Blei-Kohlenstoff-Batterie im Gespräch.<br />

„Die Verbindung zum bisherigen 12 Volt-Bordnetz<br />

stellt optimaler Weise ein bidirektionaler<br />

DC/DC-Konverter her. Für den Energietransport<br />

vom 12- zum 48-Volt-Bordnetz dürfte eine Konverterleistung<br />

von einem Kilowatt ausreichen,<br />

in die andere Richtung sind etwa drei Kilowatt<br />

angebracht“, so Christian Schäfer.<br />

De-facto-Standards<br />

Ähnlich wie beim 12-Volt-Bordnetz wird es<br />

wohl nur wenige nationale und internationale<br />

Standards und Vorgaben geben. Realistischer<br />

erscheinen informelle Festlegungen und Vereinheitlichungen,<br />

die dann über kurz oder lang<br />

zu De-facto-Standards mutieren.<br />

Kostengünstige 48 Volt-Systeme mit riemengetriebenem<br />

Generator richten sich eher an<br />

Kompakt- und Mittelklassefahrzeuge. Plug-In-<br />

Hybridantriebe hingegen werden wohl eher mit<br />

Hochvolttechnik realisiert, auch wenn es erste<br />

Ansätze für 48 Volt- Plug-In-Hybridantriebe<br />

gibt. Was aber nicht ausschließt, dass in Einzelfällen<br />

auch alle drei Spannungsebenen<br />

(12 V, 48 V und Hochvolt) in einem Fahrzeug integriert<br />

sein könnten.<br />

IAA Delphi: Halle 5.1, Stand B06<br />

IAA Continental: Halle 5.1, Stand A02<br />

Delphi Automotive<br />

Tel.: +49 202 291 2115<br />

thomas.aurich@delphi.com<br />

Continental Automotive, Division Powertrain<br />

Tel.: +49 941 790-61302<br />

simone.geldhaeuser@continentalcorporation.com<br />

Christian Schäfer, Leiter Vorentwicklung für E/E-Systeme und Bordnetz bei Delphi<br />

in Europa: „Unser Fokus ist darauf ausgerichtet, Systemanbieter für 48 Volt zu<br />

werden, mit integrierten Lösungen, ganzheitlicher Beratung und einem ähnlichen<br />

Leistungsspektrum wie bei 12-Volt- und Hochvoltsystemen.“<br />

Bilder: Delphi<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 37


ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

Aktuatoren helfen, Emissionswerte zu reduzieren<br />

Optimiertes Wärmemanagement durch Elektrifizierung der Kühlschleifen<br />

Die Autorin: Nicole Hillmayr<br />

für Sonceboz, Schweiz<br />

Linearaktuator 7496 (Prototyp)<br />

BLDC-Motor 5810<br />

Bilder: Sonceboz<br />

Das Wärmemanagement gewinnt<br />

zunehmend an Bedeutung. Die Automobilhersteller<br />

tendieren immer<br />

mehr zu einem optimierten Wärmemodell<br />

durch die effiziente<br />

Steuerung von Temperatur und<br />

Energieverlusten. Dieser Trend ist<br />

nicht nur eine Folge einer strengeren<br />

Regulierung der Schadstoffemissionen<br />

durch die Euro-Normen,<br />

sondern auch ein Weg der<br />

Automobilhersteller, den Kraftstoffverbrauch<br />

ihrer künftigen<br />

Modelle zu optimieren und sich so<br />

von den Mitbewerbern abzuheben.<br />

Neue Technologien, wie die<br />

Elektrifizierung und Motorisierung<br />

der Baugruppen des Wärmemanagements,<br />

können dazu<br />

beitragen, dieses dynamischer<br />

und intelligenter zu machen. Das<br />

Schweizer Unternehmen Sonceboz<br />

SA bietet dafür mechatronische<br />

Aktuatoren, mit deren Hilfe schon<br />

heute die Ziele der Emissionsreduzierung<br />

für 2020 erreicht werden<br />

könnten.<br />

Zunehmend strengere Regulierungen wie etwa<br />

die Euro-Normen und ihre Äquivalente auf<br />

weltweiter Ebene machen ein vorausschauendes<br />

Temperaturmanagement an den Antriebsbaugruppen<br />

zwingend notwendig. Die Tendenz<br />

in der Automobilbranche orientiert sich deutlich<br />

von der separaten Einzelkühlung hin zu einer<br />

strategisch vollständigen Optimierung der<br />

Betriebstemperaturen des gesamten Antriebssystems.<br />

Um dies zu erreichen, müssen die<br />

Wärmeflüsse im Motorraum und im Fahrgastraum<br />

geregelt und koordiniert werden. So lässt<br />

sich der Energieverbrauch verringern und ein<br />

umweltschonenderes Fahren erreichen. Diese<br />

Optimierung vervielfacht die Kühlschleifen an<br />

Zylinderkopf, Motorblock, Schaltgetriebe oder<br />

Batterien. Je nach Situation, beispielsweise<br />

beim Starten des Motors, bei Teillast im Leerlauf<br />

oder unter Volllast, können diese Schleifen<br />

untereinander verbunden oder voneinander<br />

getrennt werden. Die dazu erforderliche Feinund<br />

Dynamiksteuerung lässt sich mit Hilfe von<br />

elektrischen Aktuatoren erreichen. Sonceboz<br />

hat eine ganze Serie dieser Schlüsselkomponenten<br />

entwickelt.<br />

Vor nicht allzu langer Zeit regelten noch konventionelle<br />

Thermostate wie Wachsaktuatoren<br />

selbstständig und vordefiniert auf Basis der<br />

Temperatur der Kühlflüssigkeit des Motors.<br />

Heute ermöglicht ein angetriebener Thermostat,<br />

der ein Ventil und einen mechatronischen<br />

Aktuator kombiniert, ein vielfach genaueres,<br />

flexibleres und dynamischeres Management.<br />

In der Praxis ist es heute möglich,<br />

die Temperatur eines Bauteils direkt zu messen<br />

und auf Grundlage dieser und anderer Daten<br />

vorausschauend zu agieren: mit Hilfe einer<br />

adäquaten Programmierung wird flexibel entsprechend<br />

definierter Szenarien schnell und<br />

innerhalb weniger Sekunden geregelt. Dies ist<br />

die Alternative zur konventionellen Steuerung<br />

mit ihrer mehr oder weniger hohen Trägheit<br />

durch Abschätzung der Bauteiltemperatur auf<br />

Basis des Temperaturwertes der Kühlflüssigkeit.<br />

Dieser Aspekt ist besonders in den Phasen des<br />

Temperaturanstiegs interessant. Durch das<br />

schnellere Erreichen optimaler Betriebstemperaturen<br />

wird eine Verminderung von Verschleiß,<br />

Ablagerungen und Schadstoffemissionen<br />

erreicht. Mit Hilfe eines Sonceboz-Aktuators<br />

der Serie 5810 (Drehbewegung) oder der<br />

Serie 7496 (lineare Bewegung) kann die Thermostatsteuerung<br />

entsprechend dem geplanten<br />

Ventiltyp realisiert werden. Diese intelligenten<br />

Aktuatoren wandeln die Steuersignale in genaue<br />

und schnelle mechanische Bewegungen<br />

um, die eine optimale Regulierung der Ventilöffnung<br />

ermöglichen. Eine Steuerung dieser<br />

Art erlaube laut Sonceboz eine Verbesserung<br />

des Wirkungsgrades der Motorantriebsgruppe<br />

und das Erreichen einer Kraftstoffeinsparung<br />

von bis zu 3%.<br />

38 AutomobilKonstruktion 3/2015


BLDC-Aktuatoren für die Steuerung von Mehrwegmodulen<br />

oder elektrischen Thermostaten<br />

Der Aktuator der Serie 5810 von Sonceboz ist<br />

als intelligentes Bauteil für die Elektrifizierung<br />

von Anwendungen zum Wärmemanagement,<br />

insbesondere für Thermostatfunktionen und<br />

zur Betätigung von Wasser- oder Mehrwegventilen<br />

bei Nutzfahrzeugen (Lkw, Reisebusse) sowie<br />

Personenkraftwagen konzipiert. Dieser Aktuator<br />

basiert auf einer Antriebskonstruktion<br />

der Technologie MM122, bestehend aus einem<br />

Dauermagnetrotor mit fünf Polpaaren sowie einem<br />

Dreiphasen-Stator mit Kompaktwicklung.<br />

Mit einer Bauhöhe von 25 mm sind die Aktuatoren<br />

der Serie 5810 kompakt und verfügen<br />

über ein maximales Drehmoment von 1,5 Nm<br />

bei einer Geschwindigkeit von bis zu<br />

20 U/min. Dank ihrer robusten Bauweise sind<br />

sie widerstandsfähig gegen Motorvibrationen<br />

besonders auf die proportionale Flussregelung<br />

von Thermostaten als auch auf die On/Off-<br />

Schaltung von Ventilen im Allgemeinen zugeschnitten.<br />

Dabei ersetzen sie Zylinderspulen<br />

oder Druckluftaktuatoren in den Automobilanwendungen<br />

etwa für die Split-Cooling-Funktionen<br />

oder auch für den AGR-Kühlerbypass.<br />

Diese Aktuator-Serie basiert ebenfalls auf einer<br />

Konstruktion mit dem kontaktlosen Dreiphasenmotor<br />

MM122 mit Dauermagnet. In kompakter<br />

Paketbauweise integrieren die Aktuatoren<br />

der Serie 7496 eine BLDC-Steuerungselektronik<br />

mit Anpassung der Geschwindigkeit und<br />

des Stromverbrauchs je nach Last, verschiedene<br />

Typen von Positionssensoren und einen LIN-<br />

Kommunikationsbus. Sie sind in der Lage, über<br />

einen Hub von 15 mm eine Axialkraft von 150 N<br />

zu liefern und sind darüber hinaus resistent<br />

gegen die harten Bedingungen in der Motor-<br />

potenziell justieren zu können. Die Herausforderung<br />

besteht darin, eine Gesamtheit von optimalen<br />

Kombinationen für die unterschiedlichen<br />

Systembestandteile zu finden. Unter diesen<br />

Bedingungen erreicht man, dass der Motor<br />

soweit als möglich im Bereich seines maximalen<br />

Wirkungsgrades gehalten wird, die Schadstoffemission<br />

minimiert und die Reichweite<br />

maximiert wird.<br />

Neben der Optimierung der Betriebstemperaturen<br />

des Motors müssen zahlreiche weitere Elemente<br />

in das allgemeine Temperaturmanagement<br />

integriert werden: Hierzu zählen die Temperaturregelung<br />

im Fahrgastraum durch Heizung<br />

und Klimaanlage, das Automatikgetriebe,<br />

die elektrischen Antriebsmotoren, der Stromumrichter<br />

oder die Batterien bei Hybridfahrzeugen.<br />

Es geht darum, den Wärmeaustausch<br />

zwischen den Bauteilen, die zum betrachteten<br />

On-demand-/<br />

elektrische<br />

Hilfsmittel<br />

9%<br />

60%<br />

Elektrischer Thermostat<br />

Split-Kühlventil<br />

Konventionelle<br />

Hilfsmittel<br />

91%<br />

Elektrische Abhitze-<br />

Rückgewinnung<br />

40%<br />

2010 2020<br />

AktiveGitterklappen<br />

Skizze Chassis<br />

Dehnungsventile<br />

Zweckbestimmte elektrisierte Hilfsmittel,<br />

die bis 2020 erforderlich sind<br />

Zweckbestimmte elektrisierte Hilfsmittel,<br />

die bis 2020 erforderlich sind<br />

und Temperaturen von bis zu +140 °C. Sie eignen<br />

sich deshalb besonders für Anwendungen<br />

im Bereich der Wärmesteuerung. Dank eines<br />

LIN-Kommunikationsbusses und ihrer spezifischen<br />

Antriebselektronik fügen sich diese Antriebe<br />

leicht in allgemeine elektronische Architekturen<br />

ein. Die Antriebsart BLDC erlaubt außerdem<br />

eine automatische Anpassung der Motorgeschwindigkeit<br />

und des Stromverbrauchs<br />

je nach Last sowie eine genaue Zwischenpositionierung<br />

im geschlossenen Regelkreis mit<br />

Hilfe von analogen 2D-Hall-Effekt-Sensoren.<br />

Kompakte BLDC-Linearaktuatoren<br />

Die Antriebe der Serie 7496 sind mechatronische<br />

Aktuatoren, die eine leichte Elektrifizierung<br />

der Linearbewegungen beim Wärmemanagement<br />

des Motors ermöglichen. Sie sind<br />

umgebung, etwa Temperatur und Schwingungen.<br />

Ihre modulare Bauweise erlaubt außerdem<br />

eine einfache Anpassung an unterschiedliche<br />

Bedürfnisse des Motor-Wärmemanagements.<br />

Technologien zur Minimierung der Energieverluste<br />

Die gesetzlichen Anforderungen in Bezug auf<br />

den CO2– Ausstoß fordern von den Automobilherstellern<br />

eine Optimierung der Betriebstemperatur<br />

des Motors. Hierzu gibt es unterschiedliche<br />

Technologien, welche vom allgemeinen<br />

und statischen Management der Kühlungsproblematik<br />

zu einem feineren und dynamischeren<br />

Management übergehen. Je nach Nutzungsphase<br />

geht es darum, die Übergänge zu<br />

vorbestimmten Pegelwerten zu beschleunigen,<br />

um die unterschiedlich ermittelten Situationen<br />

Zeitpunkt gekühlt bzw. beheizt werden müssen,<br />

auf dynamische Weise zu optimieren. So<br />

lassen sich die Verluste nach außen minimieren.<br />

Um diesen Austausch zu ermöglichen,<br />

werden folgende Bauteile von der Elektrifizierung<br />

erfasst: variable Wasserpumpen, 2/3-Wege-Wasserventile,<br />

Wärmetauscher, Verteiler,<br />

Ausdehnungsventile, Kompressoren, Verdampfer,<br />

Kondensatoren und weitere Elemente.<br />

IAA: Halle 4.0, Stand C10<br />

Sonceboz SA<br />

Tel: +41 (0) 32 488 11 11<br />

info@sonceboz.com<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 39


ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

Harald Kröger, Leiter Entwicklung Elektrik/Elektronik & E-Drive bei Mercedes-Benz Cars<br />

„Kompetenz bei Batteriesystemen<br />

ist unerlässlich“<br />

Die Elektromobilität hat große Auswirkungen auf<br />

das Bordnetz der Fahrzeuge. Wie Daimler mit dieser<br />

Herausforderung umgeht, erläuterte uns Harald Kröger,<br />

Leiter Entwicklung Elektrik/Elektronik & E-Drive bei<br />

Mercedes-Benz Cars.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Sind im Bereich der Datenbussysteme<br />

zukünftig neue Standards zu erwarten?<br />

Kröger: Wir rechnen mit einem dramatisch steigenden<br />

Bedarf an Bandbreite, denken Sie nur<br />

an die große Zahl neuer Assistenz- und Infotainmentsysteme.<br />

Das erfordert zwangsläufig<br />

neue Bussysteme, um die damit anfallenden<br />

Datenmenge zu verarbeiten. Ethernet ist dafür<br />

prädestiniert und wird sicher massiv Einzug im<br />

Fahrzeug halten.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Wird Ethernet die anderen Bussysteme<br />

ersetzen oder ergänzen?<br />

Kröger: Ethernet wird eine Ergänzung werden,<br />

da der Mix heutiger Bussysteme schon hocheffizient<br />

arbeitet und sehr robust ist. Es wäre<br />

Wahnsinn, diese bewährte Architektur radikal<br />

Das Interview führten Jürgen Goroncy<br />

und Hartmut Hammer<br />

„Ethernet ist prädestiniert,<br />

die zukünftigen<br />

hohen Datenmengen zu<br />

verarbeiten und wird<br />

sicher massiv Einzug ins<br />

Fahrzeug halten.“<br />

Harald Kröger, Leiter Entwicklung<br />

Elektrik/Elektronik & E-Drive bei<br />

Mercedes-Benz Cars<br />

umzukrempeln, da für Funktionen wie die Spiegel-<br />

oder Sitzverstellung ein kostengünstiger<br />

LIN-Datenbus völlig ausreicht. Keep it simple!<br />

Automobil<br />

Konstruktion Welche Implikationen hat der<br />

Einzug von Ethernet im Automobil? Etwa bezüglich<br />

EMV?<br />

Kröger: Hohe Datenraten bedeuten natürlich<br />

mehr Sensibilität und Aufwand bezüglich EMV.<br />

Das Störpotenzial von Ethernet lässt sich mit<br />

Twisted-Pair-Kabeln und anderen Vorsichtsmaßnahmen<br />

aber gut beherrschen.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Wie kann man die teils armdicken<br />

Kabelstränge optimieren? Dünnere Leitungen,<br />

andere Werkstoffe?<br />

Kröger: In diese Richtungen ist vieles im Fluss.<br />

Beispielsweise reduzieren wir bei jedem Modell<br />

konsequent die Kabelquerschnitte und ersetzen<br />

Kupfer- durch Aluminiumkabel. Natür-<br />

lich nur dort, wo das möglich und sinnvoll ist.<br />

Man darf die Miniaturisierung nicht so weit treiben,<br />

dass die Kabel und Steckverbinder bei der<br />

Fertigung oder der Fahrzeugmontage reißen<br />

oder gegen Störeinflüsse zu sensibel werden.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Werden die heutigen Leitungen<br />

mit 0,13-Querschnitt noch häufiger eingesetzt<br />

oder geht man gleich auf noch dünnere Querschnitte?<br />

Kröger: Sowohl als auch. Zunächst wird man bei<br />

weiteren Anwendungsfällen dickere Kabel durch<br />

solche mit 0,13 Quadratmillimeter Querschnittsfläche<br />

ersetzen. Parallel dazu wird aber schon<br />

an noch dünneren Kabeln gearbeitet. Dabei stehen<br />

Aspekte wie das sichere Crimpen, das sichere<br />

Stecken und Lösen der Konnektoren oder<br />

die Reißfestigkeit des Werkstoffs in Fokus.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Wo werden denn schon Aluminiumkabel<br />

eingesetzt?<br />

Kröger: Dieser Wechsel vollzieht sich Top-Down<br />

von großen zu kleineren Querschnitten. Ein<br />

schönes Beispiel sind die dicken Batteriekabel,<br />

die schon häufig in Aluminium ausgeführt werden.<br />

Aktuell werden die ersten Kabel mit 16<br />

Quadratmillimeter Querschnitt in Aluminium<br />

ausgeliefert.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Welche Strategie fährt Mercedes-<br />

Benz bei den Komponenten für Elektroantriebe?<br />

Kröger: Um mit dem Einfachen zu beginnen: die<br />

Leistungselektronik entwickeln wir mit Partnern<br />

und lassen sie von diesen fertigen. Elektromotoren<br />

kaufen wir zum Teil zu. Ergänzend entwickeln<br />

und fertigen wir bei der EM-motive – unserem<br />

50:50-Joint Venture mit Bosch – bestimmte<br />

Elektromotoren selbst. Dieses Mischkonzept<br />

deckt die Anforderungen des Marktes sehr gut<br />

ab, außerdem verfügen wir auf diese Weise über<br />

das nötige Know-how.<br />

Bei Batteriesystemen ist eine entsprechende<br />

Kompetenz für den OEM unerlässlich. Denn sie<br />

sind allein schon aufgrund ihrer Dimensionen<br />

ein wichtiges Element der Fahrzeugstruktur. Batteriezellen<br />

hingegen betrachten wir als lupenreines<br />

Zukaufteil. Dennoch verbleibt mit der Integration<br />

der Zellen in das Batteriemodul und dessen<br />

Integration in das Fahrzeug noch ein erheblicher<br />

Teil der Wertschöpfung im eigenen Haus.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Diese Aufgaben werden am Standort<br />

Kamenz erledigt?<br />

40 AutomobilKonstruktion 3/2015


Die B-Klasse Electric<br />

Drive soll den Daimler-<br />

Kunden die Elektromobilität<br />

schmackhaft machen<br />

Lithium-Ionen-Hochvolt-<br />

Batterie, Ladegerät, Fahrzeugsteckdose<br />

der<br />

B-Klasse Electric Drive<br />

Bilder: Daimler<br />

Kröger: Genau. Die Batteriefertigung in Kamenz<br />

produziert derzeit Energiespeicher für unsere<br />

Hybridmodelle. Für die Zellenfertigung gibt es<br />

inzwischen einen Markt mit genügend und<br />

kompetenten Zulieferern.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Die markenspezifischen Eigenschaften<br />

von Mercedes-Benz werden aktuell<br />

noch stark mit dem Verbrennungsmotor assoziiert.<br />

Wie will Daimler es schaffen, dass in Zukunft<br />

der Kunde bei „Mercedes-Benz“ sofort an<br />

„Elektroantrieb“ denkt?<br />

Kröger: Der Antrieb war schon immer ein ganz<br />

wesentlicher Teil des Automobils, da er vor gut<br />

hundert Jahren aus der Pferdekutsche erst ein<br />

richtiges Automobil machte. Aber seine Bedeutung<br />

schwankt heute je nach Modell. Ein Mercedes-AMG<br />

GT etwa definiert sich im Wesentlichen<br />

über seinen Motor. Eine C- oder E-Klasse<br />

hingegen bietet speziell bei den in diesen Segmenten<br />

häufig gekauften Varianten mit kleinen<br />

Motorisierungen ein Gesamtpaket, bei dem der<br />

Motor wichtig, aber in der Kundenwahrnehmung<br />

nicht unbedingt im Mittelpunkt steht. Für alle<br />

Modelle werden wir passende Elektroantriebe<br />

bereitstellen, die den Fahrzeugcharakter noch<br />

schärfer herausarbeiten. Bei der E-Variante des<br />

Mercedes-AMG SLS ist uns das schon sehr gut<br />

gelungen. Selbst ein ehemaliger Rallyeweltmeister<br />

und Markenbotschafter eines Wettbewerbers<br />

hat begeistert bestätigt, dass dieser Antrieb in<br />

diesem Fahrzeug derzeit das Nonplusultra der<br />

Elektromobilität darstellt. Sprich: Auch Elektroantriebe<br />

können – je nach Zielfahrzeug – sportlich,<br />

effizient, komfortabel und emotional sein.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Wie wird sich die Elektromobilität<br />

generell in den unterschiedlichen Märkten entwickeln?<br />

Kröger: In Deutschland ist der Trend noch verhalten,<br />

kann aber jederzeit an Fahrt gewinnen.<br />

Vor allem, wenn die Elektrofahrzeuge bei der<br />

Gesamtkostenbetrachtung sich den herkömmlichen<br />

Fahrzeugen annähern. Dann sehe ich einen<br />

großen Markt für E-Fahrzeuge als Zweitwagen,<br />

da in diesem Segment die sonstigen Rahmenbedingungen<br />

– wie etwa die durchschnittlich<br />

pro Tag zurückgelegten Kilometer – stimmen.<br />

Auch die aktuell niedrigen Ölpreise werden nicht<br />

dauerhaft so günstig bleiben. Ein dritter Aspekt<br />

sind die Kunden. Wir spüren großes Interesse<br />

an der Elektromobilität, vor allem bei den jüngeren<br />

Altersklassen. Diese Kundenpräferenzen<br />

werden über kurz oder lang zum Durchbruch<br />

führen. Unsere Planungen gehen da über Zeithorizonte<br />

von zehn und mehr Jahren hinaus.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Welches Konzept wird in einem<br />

Jahrzehnt die Nase vorn haben: Mildhybrid,<br />

Plug-in-Hybride oder reine E-Fahrzeuge?<br />

Kröger: Bei Daimler sehe ich Plug-in-Hybride<br />

zumindest für die nächste Dekade vorn: lokal<br />

emissionsfrei, kleine kostengünstige Batterie,<br />

keine Reichweitenangst, hoher Fahrkomfort<br />

und Fahrspaß. Dieses Paket ist einfach ein<br />

ausgewogener Kompromiss für den problemlosen<br />

Alltagsbetrieb.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Und welche Zukunft prophezeien<br />

Sie dem 48-Volt-Bordnetz?<br />

Kröger: Ein (Teil-)Bordnetz mit 48 Volt hat viele<br />

Vorteile. Es kann beispielsweise viel mehr<br />

elektrische Leistung ohne größere Querschnitte<br />

und Leitungsverluste durch das Fahrzeug<br />

transportieren. Alle großen OEMs sind an diesem<br />

Thema dran. Auch Daimler wird sich zu gegebener<br />

Zeit zu seinen 48-Volt-Plänen und<br />

-Produkten äußern.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Sehen Sie die Hybride der Zukunft<br />

eher mit einem 48-Volt- oder einem Hochvolt-Bordnetz<br />

realisiert?<br />

Kröger: Das ist heute noch nicht hundertprozentig<br />

prognostizierbar. Mikro- und Mildhybride<br />

sind sicherlich mit 48-Volt-Bordnetz sinnvoll<br />

und kostengünstig. Etwa, weil die Kosten für<br />

die Sicherheitsvorkehrungen bei diesem Spannungslevel<br />

noch sehr überschaubar sind. Allerdings<br />

ist ein Plug-in-Hybrid, der nicht nur Kraftstoff<br />

sparen, sondern auch hohen Fahrspaß<br />

bieten soll, wohl nur mit Hochvolt-Komponenten<br />

darstellbar. Der Kunde erwartet in diesem<br />

Fall einfach mehr Emotionalität. Vermutlich<br />

werden Volumenmodelle eher ein Fall für 48<br />

Volt, die Premiummodelle für Hochvolt. Vielleicht<br />

werden künftig auch beide (Teil-) Bordnetze<br />

in den Fahrzeugen integriert.<br />

Automobil<br />

Konstruktion Im Zuge von Autosar haben die<br />

Zulieferer vor einigen Jahren die Befürchtung<br />

geäußert, dass der Steuergerätelieferant nicht<br />

mehr automatisch auch die Software dafür mitliefert.<br />

Es war sogar die Rede davon, dass der<br />

OEM als Tier-2-Zulieferer die Software beisteuern<br />

könnte. Hat sich diese Befürchtung bewahrheitet?<br />

Kröger: Da muss man differenzieren. Die mühselige<br />

und fehlersensible Neuprogrammierung<br />

der Software müssen wir dank Autosar nicht<br />

mehr für jedes Modell neu erledigen. Standardisierte<br />

Modelle können jetzt recht problemlos<br />

auch in andere Steuergeräte integriert werden.<br />

Wir sehen das als sehr sinnvoll an, um die Stabilität<br />

des Entwicklungsprozesses zu erhöhen<br />

und die Komplexität zu beherrschen.<br />

IAA: Halle 2.0, Stand A01<br />

www.daimler.com<br />

Zur Person<br />

Harald Kröger, 48, studierte Elektrotechnik und Wirtschaftswissenschaften<br />

an der Universität Hannover.<br />

Nach seinem Abschluss als Master of Science an der<br />

Stanford University begann er 1995 seine Karriere bei<br />

Daimler-Benz im Bereich Radarsensorik. Nach verschiedenen<br />

Stabsfunktionen und Stationen in der Produktion<br />

übernahm er 2003 die Leitung des Elektrik/Elektronik<br />

Einkaufes für Mercedes-Benz Pkw. 2008 wurde er<br />

Qualitätschef von Mercedes-Benz Cars. Seit Mai 2012<br />

leitet Harald Kröger die Direktion Entwicklung Elektrik/<br />

Elektronik & E-Drive Mercedes-Benz Cars.<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 41


ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

Fahreradaption als Brückenschlag<br />

Bertrandt begleitet den Weg zum autonomen Fahren<br />

Bertrandt verknüpfte die<br />

Sensoren einer Oberklasse-<br />

Limousine zu neuen<br />

Systemen<br />

Autonomes Fahren ist aus technischer<br />

Sicht keine Vision mehr.<br />

Ein wichtiger Schritt dorthin ist<br />

es, die Gesellschaft an diese Technologie<br />

zu gewöhnen. Dabei spielen<br />

Fahrerassistenzsysteme eine<br />

wesentliche Rolle. Bertrandt hat<br />

hierfür das Zusammenwirken von<br />

Mensch und Maschine analysiert.<br />

Das Ergebnis zeigt, dass die Erkennung<br />

von Umfeldbedingungen<br />

eines Fahrzeugs ebenso wie dessen<br />

Adaption an den Fahrer zwei<br />

fundamentale Bausteine des vollautomatisierten<br />

Individualverkehrs<br />

bilden.<br />

Die Autoren: Sebastian Schierenberg, Ralf Schoenen,<br />

Bertrandt, Ingolstadt<br />

Was für viele Menschen heutzutage noch unvorstellbar<br />

erscheint, ist aus technischer Sicht<br />

längst möglich: das autonome Fahren, also die<br />

vollautomatische Steuerung eines Autos durch<br />

den Computer. In der Luftfahrt werden bereits<br />

heute Menschenleben in die Hände von computergesteuerten<br />

Systemen gelegt. Im täglichen<br />

Straßenverkehr müsste die Akzeptanz<br />

von vollautomatischen – und bei Fehlern potenziell<br />

lebensbedrohlichen – Transportmitteln<br />

jedoch eine neue Qualität erfahren. Diesen<br />

Fahrzeugen würde vermutlich eine weit geringere<br />

Fehlerquote zugestanden als menschlichen<br />

Fahrern.<br />

Eine schrittweise Gewöhnung wird daher nötig<br />

sein, bis die Gesellschaft in der Breite reif für<br />

selbstfahrende Autos ist. Ein wahrscheinliches<br />

Szenario ist daher die Weiter- und Neuentwicklung<br />

von Fahrerassistenzsystemen, um deren<br />

Einsatzbereiche auszuweiten. Die Fahrer müssen<br />

ihre Kompetenzen freiwillig an die Assistenzsysteme<br />

abgeben und Vertrauen fassen.<br />

So kann ein gradueller Übergang zum autonomen<br />

Fahren erreicht werden. Letztendlich<br />

darf der Fahrer nie das Gefühl haben, eingrei-<br />

fen zu müssen. Ziel ist, dass die Systeme immer<br />

und unter beliebigen Rahmenbedingungen<br />

zuverlässig funktionieren.<br />

Das Fahrzeug und seine Umgebung<br />

Aktuelle Fahrerassistenzsysteme können bereits<br />

viele Standardsituationen im Straßenverkehr<br />

anhand von Sensordaten korrekt einschätzen<br />

und darauf reagieren. Es gibt jedoch<br />

fast immer auch Situationen, die nicht richtig<br />

erkannt werden und mitunter unerwünschte<br />

Verhaltensweisen der jeweiligen Systeme verursachen<br />

– beispielsweise, wenn der Abstandstempomat<br />

keine stehenden Objekte vor<br />

einer Ampel erkennt. Generell ist der Aufgabenbereich<br />

der verschiedenen Assistenzsysteme<br />

relativ begrenzt und der Datenaustausch<br />

zwischen den Systemen gering. Eine zentrale<br />

Verarbeitung und Interpretation aller Sensordaten<br />

könnte daher starke Synergieeffekte erzeugen.<br />

Bertrandt näherte sich diesem Thema zunächst<br />

von einer eher abstrakten Seite. Ingenieure<br />

und Techniker fragen sich: Welche Informationen<br />

über das Umfeld sind für ein Kraftfahrzeug<br />

42 AutomobilKonstruktion 3/2015


eigentlich wichtig? Diese Betrachtung erfolgte<br />

zunächst ganz unabhängig von konkret verwendeter<br />

Sensorik. Ziel war die Erarbeitung einer<br />

möglichst vollständigen Sammlung von relevanten<br />

Umfeldinformationen.<br />

Ein Ansatz war, die tatsächlich für die Regelung<br />

des Fahrzeugs relevanten Faktoren zu identifizieren.<br />

Zur Einordnung kristallisierten sich folgende<br />

Kategorien heraus: physikalische Faktoren,<br />

psychologische Faktoren und die Verkehrssituation:<br />

·Unter den physikalischen Faktoren wurden<br />

all jene zusammengefasst, die das Fahrzeug<br />

tatsächlich physikalisch in seiner Regelung<br />

beeinflussen, wie etwa die Fahrbahnreibung.<br />

·Psychologische Faktoren stellen eine psychische<br />

Belastung für den Fahrer dar, etwa<br />

eine enge Fahrbahn aufgrund einer Baustelle.<br />

Beim komplett computergesteuerten Auto<br />

könnten die psychologischen Faktoren ignoriert<br />

werden.<br />

·Die Verkehrssituation beinhaltet gesetzliche<br />

Einschränkungen, wie Tempolimits, und den<br />

Einfluss anderer Verkehrsteilnehmer.<br />

Vom Konzept zum Prototyp<br />

Nach diesen Vorüberlegungen setzte Bertrandt<br />

das theoretische Konzept als Prototyp um.<br />

Konkret stand hier eine vollausgestattete Oberklasse-Limousine<br />

als Entwicklungsplattform<br />

zur Verfügung. Die gesamte im Fahrzeug verfügbare<br />

Sensorik wurde in Betracht gezogen<br />

und, soweit möglich, auch plausibilisiert. Beispielsweise<br />

wurde eine Tunnelerkennung implementiert,<br />

die sowohl auf Basis der Navigationsdaten<br />

als auch des Helligkeitssensors funktioniert.<br />

Die aktuelle Verkehrsdichte wurde mit<br />

Hilfe von Front- und Heckradarsensoren sowie<br />

der verbauten Kamera ermittelt. Auch konnten<br />

Fahrbahneigenschaften wie Breite und Anzahl<br />

der Fahrspuren sowie bestimmte Wetterbedingungen<br />

detektiert werden. Es ließ sich zudem<br />

eine aus den Umfeldbedingungen resultierende,<br />

psychologische Belastung des Fahrers abschätzen,<br />

die beispielsweise durch schlechte<br />

Sichtverhältnisse zustande kommt. Die Rezeption<br />

dieser Belastung ist jedoch von Fahrer zu<br />

Fahrer verschieden, was eine weitere Herausforderung<br />

aktueller Fahrerassistenzsysteme zu<br />

Tage fördert: die mangelnde Adaption an den<br />

Fahrer.<br />

Testaufbau eines Fahrerassistenzsystems<br />

Bilder: Bertrandt<br />

Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine<br />

Auch wenn bei modernen Assistenzsystemen<br />

oftmals vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten<br />

bestehen, werden diese kaum genutzt. Eine<br />

Fahrstilanalyse und anschließende dynamische<br />

Anpassung an den jeweiligen Fahrer<br />

kann hier helfen.<br />

Bertrandt konzentrierte sich zunächst auf die<br />

Fahrstilanalyse, wobei ein einfaches Fahrermodell<br />

zugrunde gelegt wurde. Es basiert auf der<br />

Charakterisierung des Fahrers durch mehrere<br />

Schlüsseleigenschaften wie Sportlichkeit, Aggressivität<br />

und Energieeffizienz. Die Ermittlung<br />

dieser Eigenschaften erfolgte anhand verschiedener,<br />

vom Fahrer während der Fahrt ausgeführter<br />

Manöver. Auf Basis der Fahrercharakterisierung<br />

könnten in Zukunft verschiedene<br />

Parameter von Fahrerassistenzsystemen dynamisch<br />

angepasst werden.<br />

Konkret wurde die Charakterisierung folgendermaßen<br />

durchgeführt: Immer, wenn ein bestimmtes<br />

Manöver des Fahrers detektiert wurde<br />

– beispielsweise eine Beschleunigung –<br />

wurde diesem Manöver ein bestimmter Wert<br />

für die Sportlichkeit zugewiesen. Der derzeit<br />

für den aktuellen Fahrer gespeicherte Wert der<br />

Sportlichkeit wurde dann einen Teil des Weges<br />

in Richtung des dem Manöver zugewiesenen<br />

Wertes verschoben. Dadurch sollte sichergestellt<br />

werden, dass ein einzelnes Manöver<br />

keinen zu starken Einfluss auf eine Eigenschaft<br />

hat, viele ähnliche Manöver aber schließlich zu<br />

einem stationären Eigenschaftswert führen.<br />

Unabhängig vom konkreten für die Fahreradaption<br />

gewählten Ansatz ist eine enge Verknüpfung<br />

mit der Umfelderkennung sinnvoll. Da jeder<br />

Fahrer seinen Fahrstil dem Umfeld anpasst,<br />

sollte die Interpretation eines Fahrmanövers<br />

immer im Kontext der aktuellen Fahrsituation<br />

erfolgen. Auch ein sportlicher Fahrer<br />

wird sich bei schlechter Sicht eher defensiv<br />

verhalten, was jedoch nicht zu einer weniger<br />

sportlichen Charakterisierung führen darf. Allgemein<br />

sollten beliebige Adaptions-Algorithmen<br />

abstrakt als Abbildung einer Fahrsituation<br />

auf einen bestimmten Parametersatz von Assistenzsystemen<br />

begriffen werden. Für jede Situation<br />

existiert also eine zugeordnete Regelstrategie.<br />

Die Zuordnung selbst stellt das Fahrermodell<br />

dar. Die Erkennung des Fahrzeugumfelds<br />

nimmt auch hier eine zentrale Rolle<br />

ein.<br />

Zweifellos sind die Erkennung aller wichtigen<br />

Umfeldbedingungen eines Fahrzeugs ebenso<br />

wie deren Adaption an den Fahrer zwei fundamentale<br />

Bausteine des vollautomatisierten<br />

Individualverkehrs. Das Auto der Zukunft wird<br />

den menschlichen Fahrer noch mehr unterstützen.<br />

Zudem wird es seine Fahrdynamik präzise<br />

an die Vorlieben seiner Insassen anpassen. Sicherheit<br />

und Fahrkomfort werden erhöht – und<br />

ebnen dem autonomen Fahren früher oder<br />

später den Weg.<br />

IAA: Halle 5.1, Stand B20<br />

Bertrandt AG<br />

Tel.: + 49 7034 656-0<br />

info@bertrandt.com<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 43


ELEKTRONIK + SOFTWARE<br />

Leoni auf der IAA: Formstabile Kabelsätze für schnelleren Einbau im Pkw<br />

Geschäumte Produkte mit höherer Beständigkeit und leichtere Kabel für weniger Gewicht<br />

Bislang hat Leoni formstabile Kabelsätze<br />

vorwiegend für Nutzfahrzeuge<br />

entwickelt und hergestellt.<br />

Nach erfolgreichem Einsatz von<br />

geschäumten Sonderanwendungen<br />

wie etwa Tüllen in ersten Pkw-<br />

Modellen steht die Technologie<br />

jetzt auch für den Motorraum<br />

zur Verfügung. Auf dem IAA-<br />

Stand werden die Vorzüge<br />

der Produkte<br />

dargestellt: Formstabile Kabelsätze<br />

ermöglichen eine platz- und<br />

zeitsparende Montage, insbesondere<br />

an Motorblock und Getriebe.<br />

Auch an Engstellen oder Durchführungen,<br />

etwa vom Motorraum zur<br />

Fahrgastzelle, kann der Einsatz ge-<br />

zeigt. Durch Berührung mit dem<br />

Finger kann der Fahrer einen der<br />

freien Parkplätze anwählen und<br />

das Kommando zum Start des automatisierten<br />

Parkvorgangs geben.<br />

Dabei macht es keinen Unterschied,<br />

ob sich die Parklücke parallel<br />

zur Fahrbahn befindet oder<br />

im rechten Winkel dazu. Gestützt<br />

auf die erzeugte Objektkarte der<br />

Umgebung übernimmt das Fahrzeug<br />

nun den kompletten Parkvorgang<br />

einschließlich Gas geben,<br />

Lenken, Gangwechsel, Anhalten<br />

und Verriegeln der Feststellbremse<br />

in der Endposition. Auf dem<br />

Touchscreen kann der Fahrer die<br />

vorgeschlagene Parkposition verändern.<br />

So kann er auf Besonderheiten<br />

in seinem Umfeld reagieren,<br />

etwa auf ein vor oder hinter<br />

dem eigenen Fahrzeug abgestelltes<br />

Lieferfahrzeug, das mehr Rangierabstand<br />

benötigt als ein Pkw.<br />

Beim automatisierten Parken mit<br />

Der Parkvorgang lässt sich zukünfschäumter<br />

Bauteile eine verbesserte<br />

Formgebung und Passgenauigkeit<br />

gewährleisten – und damit<br />

einen schnelleren Einbau.<br />

Die formstabile Hülle schützt die<br />

Leitungen dank dichter Kabeldurchführungen<br />

vor Schmutz,<br />

Feuchtigkeit, Ölen und Chemikalien.<br />

Trennstellen entfallen, was<br />

potenzielle Fehlerquellen reduziert.<br />

Die Temperaturbeständigkeit<br />

wurde weiter verbessert, so dass<br />

die formstabilen Kabelsätze je<br />

nach Anforderung und Einsatzbereich<br />

im Fahrzeug bis zu 130 °C<br />

im Dauerbetrieb standhalten sollen.<br />

Leoni stattet die Produkte bei<br />

Bedarf mit integrierten Befestigungsteilen<br />

aus, die Bewegungen<br />

und mechanische Belastungen<br />

verhindern.<br />

Leoni hat zudem sein Angebot an<br />

Fahrzeugleitungen durch die Einführung<br />

eines Kupferleiters mit ultradünnem<br />

Mantel weiter ausgebaut.<br />

Er ist derzeit in Querschnitten<br />

von 0,35 mm 2 bis<br />

2,5 mm 2 mit blanker oder verzinnter<br />

Litze erhältlich. Die Fluy-Leitungen<br />

sind mit einem speziellen<br />

PVC-Material isoliert, was eine minimale<br />

Wandstärke von lediglich<br />

0,16 mm zur Folge hat. Das reduziert<br />

den Durchmesser einer Einzelleitung<br />

um 11%.<br />

Fluy reduziert auch das Gewicht<br />

einer Einzelleitung um 7%. Beim<br />

Kabelbaum eines mittelgroßen<br />

Pkw bringe dies eine Gewichtseinsparung<br />

von bis zu 1,5 kg.<br />

Ein externes Labor hat die Validierung<br />

der neuen Leitung nach dem<br />

LV112–1-Standard erfolgreich abgeschlossen.<br />

IAA: Halle 4.1, Stand D08<br />

www.leoni.com<br />

Continental: Wie sich mit Surround View-Kameras ein automatisiertes Einparken umsetzen lässt<br />

Nie wieder Stress bei der Parkplatzsuche<br />

Bereits im Mai hatte Continental<br />

einen Back-up Assist vorgestellt,<br />

der die im Heck befindliche Fischaugenkamera<br />

eines Surround<br />

View-Systems nutzt, um Kollisionen<br />

beim Rückwärtsfahren zu vermeiden.<br />

Ihr großer Öffnungswinkel<br />

erlaubt beispielsweise auch<br />

den Blick in schräge Parklücken.<br />

Außerdem erkennen die Kameras<br />

die weißen Begrenzungslinien von<br />

Parkplätzen, was mit den traditionellen<br />

Ultraschallsensoren nicht<br />

gelingt.<br />

Im Versuchsträger sind vier Fischaugenkameras<br />

verbaut: eine vorne<br />

am Kühlergrill, eine am Heck<br />

und je eine im Fuß der Seitenspiegel.<br />

Jede Kamera hat mehr als<br />

180° Erfassungswinkel, so dass<br />

sie das gesamte Fahrzeugumfeld<br />

in 360° Umkreis erfassen. Dem<br />

Fahrer wird dieses Umfeld auf einem<br />

Touchscreen im Auto dargestellt<br />

und als ausreichend groß<br />

erkannte freie Parkplätze ange-<br />

tig auch aus der Distanz starten.<br />

Dabei wählt der Fahrer im Fahrzeug<br />

den Parkplatz aus und aktiviert<br />

dann den Remote Modus.<br />

Anschließend kann er das Fahrzeug<br />

verlassen und auf dem<br />

Smartphone den Start des Parkvorgangs<br />

anwählen und verfolgen.<br />

Solange er durch Berührung eines<br />

entsprechenden Buttons den Vorgang<br />

aktiv hält, parkt das Fahrzeug<br />

ein. Aktuell wird am Ende<br />

des Parkvorgangs die Parkbremse<br />

gezogen, die Türen bleiben aber<br />

offen und der Motor an. Einem zukünftiges<br />

Seriensystem wird aber<br />

das Fahrzeug verriegeln und den<br />

Motor abstellen.<br />

IAA: Halle 5.1, Stand A02<br />

www.continental-automotive.de<br />

44 AutomobilKonstruktion 3/2015


Preh auf der IAA 2015<br />

Aktives haptisches Feedback im Fahrzeuginterieur<br />

Smartphones haben nicht nur das<br />

mobile Telefonieren, sondern<br />

auch die Fahrzeugbedienung revolutioniert.<br />

Klassische Schalter weichen<br />

daher im Cockpit immer häufiger<br />

alternativen Touch-Anwendungen.<br />

Doch die Auswahl von<br />

Fahrzeugfunktionen auf der Autobahn<br />

oder im dichten Stadtverkehr<br />

ist nicht mit der Smartphone-<br />

Bedienung auf dem heimischen<br />

Sofa oder im Büro vergleichbar.<br />

Die Preh GmbH präsentiert auf der<br />

IAA Lösungen, wie Bediengewohnheiten<br />

von Smartphones mit den<br />

Sicherheitsanforderungen der<br />

Fahrzeugbedienung kombiniert<br />

werden können.<br />

Das Grundproblem klassischer<br />

Touchscreens: Sie geben in der<br />

Regel bislang kein haptisches<br />

Feedback. Der Fahrer muss zur<br />

richtigen Auswahl gewünschter<br />

Funktionen auf das Bediensystem<br />

blicken. Um die Ablenkung<br />

zu minimieren, hat<br />

Preh eine skalierbare<br />

Aktuatoren-Technologie<br />

entwickelt.<br />

Sie ermöglicht<br />

es, Touchscreens<br />

mit einem aktiven<br />

haptischen Feedback<br />

auszustatten. Damit<br />

bekommt der Fahrer gefühlt<br />

eine ähnliche Rückmeldung<br />

wie bei Betätigung einer herkömmlichen<br />

Taste.<br />

Das gemeinsam mit Audi entwickelte<br />

Multi-Media-Interface<br />

(MMI) „all-in-touch“ für die Mittelkonsole<br />

zeigt Preh auf der IAA.<br />

Dreh- und Angelpunkt der im neuen<br />

Audi Q7 eingesetzten Technik<br />

ist ein großes Touchpad aus Glas,<br />

dessen Oberfläche über dreidimensionale<br />

Strukturen als Fühlhilfen<br />

verfügt. Der eigentliche Clou<br />

sind jedoch haptische und akustische<br />

Feedbackfunktionen im Bedienfeld.<br />

Für die konkrete Anwendung<br />

ging es vor allem um zwei<br />

Kompetenzen: Zum einen um die<br />

Auswertung des Drucks, der beim<br />

Bedienen auf eine Oberfläche<br />

ausgeübt wird, zum anderen um<br />

die spezifische Auslegung von<br />

Elektromagneten, die durch gezielte<br />

Beschleunigung der Bedienoberfläche<br />

einen Tastendruck simulieren.<br />

Auf dieser Grundlage<br />

können durch die Verbindung von<br />

aktiver Haptik und einem entsprechendem<br />

Sound-Design alle Bedienoberflächen<br />

im Fahrzeuginterieur<br />

gemäß der kundenspezifischen<br />

Anforderungen identisch<br />

ausgelegt werden.<br />

Zur IAA Frankfurt zeigt<br />

Preh neben der Anwendung<br />

Touchscreen auch Multifunktionsschalter,<br />

deren Oberfläche ohne<br />

Fugen gestaltet werden kann, zum<br />

Beispiel für die Anwendung in<br />

Lenkrädern. Zu den weiteren Highlights<br />

von Preh auf der IAA 2015<br />

gehören Steuergeräte für das Batteriemanagement<br />

von E- und Hybridfahrzeugen<br />

sowie 48-Volt-<br />

Technologie.<br />

IAA: Halle 5.1, Stand A26<br />

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CAD + SIMULATION<br />

Licht und Schatten werden digital<br />

Wie Audi seine Produkte im virtuellen Raum optimiert<br />

Von mehreren Rechnern wird die Simulation<br />

verschiedener Perspektiven<br />

auf das Cockpit gesteuert<br />

3D-Visualisierung ist heute Standard<br />

in der Automotive-Welt. In<br />

Echtzeit generierte Bilder sehen<br />

auf den ersten Blick absolut real<br />

aus – obwohl von den abgebildeten<br />

Fahrzeugen noch nicht einmal<br />

Prototypen existieren. Die einfache<br />

Simulation am Monitor hat<br />

sich zu Virtual-Reality-Räumen<br />

entwickelt. Wir haben uns bei<br />

Audi umgesehen und nachgefragt,<br />

in welchen Bereichen sich die<br />

Visualisierung noch weiter ausbauen<br />

lässt und welche Prozesse<br />

auch heute noch schwierig sind.<br />

Der Autor: Tobias Meyer ist freier Mitarbeiter<br />

der AutomobilKonstruktion<br />

„Heute ist die virtuelle Darstellung von Konzepten,<br />

Detaillösungen und Fahrzeugen in der Automobilentwicklung<br />

etabliert und wird täglich<br />

angewendet. Virtuelle Echtzeitmodelle, Darstellung<br />

und Bewertung von Projektständen,<br />

die Visualisierung von kundenspezifischen<br />

Utensilien und virtuellen VR-Checks ist Standard.<br />

Aber digitale Daten können noch viel<br />

mehr. Die neuen Methoden helfen uns, völlig<br />

neue Wege in der Entwicklung von Produkten<br />

und in der standortübergreifenden Zusammenarbeit<br />

zu gehen“, so Daniel Hauser, Projektleiter<br />

für Virtual Reality Visualisierung in der Interieurentwicklung<br />

bei Audi.<br />

Um in den Audi DesignCheck – eine der geheimsten<br />

Abteilungen der Ingolstädter – zu gelangen,<br />

muss unser Reporter sein Handy beim<br />

Pförtner lassen und mit Herrn Hauser mehrere<br />

Sicherheitsschleusen passieren. Denn prinzipiell<br />

lassen sich dort sämtliche Fahrzeuge visualisieren,<br />

die noch tief in der Entwicklung<br />

stecken, daher der hohe Sicherheitsaufwand.<br />

Der weiße Raum scheint im Stand-by eher unspektakulär,<br />

erst wenn das Licht gedimmt und<br />

die sechs Meter breite Monitorwand zum Leben<br />

erweckt ist, kann erahnt werden, was hier<br />

inzwischen möglich ist.<br />

Hardware für Hochleistung<br />

Wie weit man hier dem Home-<br />

Entertainment voraus ist, spiegelt<br />

sich allein in der Tatsache<br />

wider, dass Audi hier bereits<br />

seit 2006 mit 4K-Auflösung arbeitet.<br />

Bis zu fünf High-End-<br />

Rechner sind dabei für die<br />

3D-Renderings in Echtzeit zuständig:<br />

„Wir bekommen neue<br />

Grafikkarten noch vor allen anderen,<br />

direkt von den Herstellern.<br />

Zwölf Gigabyte Grafikkartenspeicher<br />

sind hier schon<br />

länger Standard“, sagt Hauser.<br />

Sind die Daten aufbereitet, wird daraus eine<br />

virtuelle Echtzeitszene visualisiert, was noch<br />

einmal vier Rechner benötigt, jeder zuständig<br />

für ein Viertel des Beamer-Bildes. Die Übergänge<br />

zwischen den Vierteln sind während unserer<br />

zweistündigen VR-Session nur ein Mal kurz zu<br />

erkennen.<br />

Der hochmoderne Beamer benötigt eine eigene<br />

Klimatisierung, er ist in etwa 10-fach so<br />

lichtstark wie ein aktueller Top-Beamer der<br />

Heimkino-Klasse. Dazu kommt eine spezielle<br />

Glaswand, auf die das Bild von hinten projiziert<br />

wird. Der Vorteil der Rückprojektionstechnik:<br />

Sie ist unabhängig von Personen im<br />

Lichtkegel und besser geeignet für sich ändernde<br />

Lichtstimmung im Raum. Würde der<br />

Beamer wie gewohnt vor der Leinwand stehen,<br />

würde die Deckenbeleuchtung das Bild beeinträchtigen.<br />

Einsparpotenzial durch virtuelle Welten<br />

Steht das neue Modell im virtuellen New York<br />

bei Nacht oder in der Mittagssonne von Dubai?<br />

Kommt die Sonne von vorne oder von der Seite?<br />

Die verschiedenen Deckenleuchten und<br />

Spots im Raum können adaptiv darauf eingestellt<br />

werden. Der Raum wurde zudem mit spe-<br />

46 AutomobilKonstruktion 3/2015


ziellen 360°-Kameras vermessen, wodurch die<br />

Reflexionen auf dem virtuellen Fahrzeuglack<br />

exakt nach der im realen Raum vorherrschenden<br />

Lichtsituation eingestellt werden kann. So<br />

entsteht ein noch realistischeres Bild. Die<br />

Grenzen zwischen realem Prototyp und virtuellem<br />

VR-Modell werden dabei (fast) aufgelöst.<br />

Das alles mutet auf den ersten Blick an wie unnötige<br />

Spielerei. Doch richtig eingesetzt, bergen<br />

solche VR-Studios enormes Einsparpotenzial,<br />

da Prototypen erst nötig werden, wenn<br />

schon vieles entschieden ist. Ab wann wirken<br />

hinterleuchtete Bedienelemente nicht mehr<br />

praktisch-elegant sondern überladen wie ein<br />

Raumschiff-Cockpit? Häufig wirkt auch nicht<br />

die Lichtquelle selbst störend, sondern nur deren<br />

Reflexion. Auch das zeigt Audis VR auf. In<br />

diesem Fall könne man dann auch einfach das<br />

reflektierende Teil etwas neigen oder matter<br />

gestalten, statt die Lichtquelle zu verbannen.<br />

„Der Vorstand kann dann hier im Raum direkt<br />

eine Entscheidung treffen. Im Zweifel rendern<br />

wir über Nacht einige unterschiedliche Varianten<br />

hochauflösend und laden sie auf spezielle<br />

iPads“, so Hauser.<br />

Weltweite Lichtsituationen reproduzieren<br />

Auch wenn bereits die ersten Erlkönige auf den<br />

Straßen unterwegs sind, ist die Arbeit in der<br />

VR-Abteilung nicht vorbei. Sollte beispielsweise<br />

ein Testfahrer in Skandinavien feststellen ,<br />

dass „irgendwo eine Spiegelung blendet“, setzen<br />

sich Hauser und sein Team in den VR-Raum<br />

und stellen die Lichtsituation zu der Zeit des<br />

Tests virtuell nach. Das funktioniere für jeden<br />

Ort der Welt, egal zu welcher Zeit. Ist das Lichtsetting<br />

um das entsprechende virtuelle Fahrzeug<br />

eingerichtet, beginnt die Suche nach dem<br />

Verursacher der Spiegelung, nach Möglichkeit<br />

wird gleich auch korrigiert.<br />

Zudem wird in der 3D-Visualisierung auch<br />

überprüft, ob ein Schalter eventuell vom Lenkrad<br />

verdeckt wird oder die Linienführung des<br />

Armaturenbretts unsauber wirkt. Dafür werden<br />

spezielle Augpunktansichten des Fahrers sowie<br />

48 standardisierte Kamerawinkel simuliert,<br />

die es auch erlauben, auf unterschiedliche<br />

Trends zu reagieren. In den USA möchten beispielsweise<br />

Frauen ihre Premiumfahrzeuge<br />

gerne mit flachen Schuhen fahren, am Ziel<br />

aber in High Heels aussteigen. Daher gibt es<br />

nun ein Staufach unter dem Sitz für das zweite<br />

Paar Schuhe. Ob dort genug Platz ist und wie<br />

das funktioniert, ertüftelt der CAD-Konstrukteur<br />

problemlos auch ohne VR, aber wie gut ist<br />

es einsehbar, wenn ich auf dem Fahrersitz sitze?<br />

Und was passt sonst noch da rein? Hier<br />

kommt der virtuelle Warenkorb zum Einsatz. Er<br />

umfasst all das, was der Fahrer gerne mit in<br />

sein Auto bringen würde und wofür er sich dort<br />

eventuell einen Platz wünschen könnte: Passen<br />

die neuesten Tablets und Smartphones in<br />

Fächer und Ablagen? Finden Golftasche oder<br />

Businessgepäck bequem Platz im Kofferraum?<br />

Für diese Schritte waren früher Prototypen und<br />

Testläufe nötig, heute stimmen die Designer<br />

sämtliche Details – von der Farbe der Sitzbezugnaht<br />

bis zum Grad der Mattierung der Radiosteuerung<br />

– im Vorfeld ab. So sind neben<br />

den klassischen Modell- und Ausstattungsvarianten<br />

auch länderspezifische Abweichungen<br />

einfach zu prüfen, etwa ob die die chinesische<br />

0,6-Liter-Wasserflasche in Vierkantform mit<br />

dem Getränkehalter kompatibel ist.<br />

Zudem kann die virtuelle Welt global aufgerufen<br />

werden, auch gleichzeitig: So stimmen sich<br />

Fahrzeugentwickler in virtuellen Meetings untereinander<br />

ab, während alle die gleiche 3D-Visualisierung<br />

vor sich haben. Dafür werden lediglich<br />

die Bewegungskoordinaten übertragen:<br />

Dreht ein Teilnehmer das Modell, sehen das<br />

die anderen Teilnehmer auf ihren Anlagen in<br />

Echtzeit.<br />

Daniel Hauser ist Projektleiter für Virtual<br />

Reality Visualisierung in der Interieurentwicklung<br />

bei Audi<br />

Was noch nicht geht: Menschen<br />

Gerne würden die VR-Experten auch Menschen<br />

in ihre Simulation einbauen. So könnte nicht<br />

nur überprüft werden, ob etwa die Wasserflasche<br />

in den Cupholder passt, sondern auch,<br />

wie gut sie von dort greifbar ist. Das Problem<br />

ist halb technisch, halb psychologisch bedingt:<br />

„In Zeichentrickfilmen sind animierte, sprechende<br />

Pinguine kein Problem, das Gehirn findet<br />

das so abstrakt, dass es sich einfach<br />

schnell daran gewöhnt. Je näher man aber der<br />

Realität kommt, desto eher fallen kleine Ungenauigkeiten<br />

auf und stören dann unterbewusst“,<br />

erklärt Hauser. Um eine Person perfekt<br />

zu visualisieren, müsste jedes Gelenk sowie<br />

die Elastizität der Haut berücksichtigt werden.<br />

Ein solches Modell – das wie ein VR-Wagen<br />

kaum von einem Foto zu unterscheiden ist –<br />

sei aktuell in Echtzeit noch nicht machbar, man<br />

arbeite aber daran. Die perfekte Simulation eines<br />

Wagens, ergänzt um einen nur annähernd<br />

gut visualisierten Menschen würde den Gesamteindruck<br />

stark beeinträchtigen. Daher verzichtet<br />

man bisher lieber ganz auf Menschen.<br />

Der Raum ist groß genug, um viele Meeting-Teilnehmer<br />

oder auch einen echten Wagen unterzubringen<br />

Bilder: Audi AG<br />

Ebenso will Audi langfristig weg von den Beamern,<br />

denn die matte Scheibe schluckt etwa<br />

50% des darauf projizierten Lichts, weshalb<br />

der Beamer überhaupt erst so stark sein muss.<br />

Künftig könnte man sich hier LED-Walls vorstellen,<br />

wie man sie von Großevents und Konzerten<br />

kennt. Allerdings müssten diese viel präziser<br />

ausgearbeitet sein. Die Technik nährt sich<br />

hier langsam der nötigen Pixelgröße an: „Wir<br />

haben hier derzeit etwa 1,3 Millimeter breite Pixel,<br />

aktuell am Markt verfügbare LED-Walls<br />

schaffen im besten Fall aber nur etwa 1,6 Millimeter“,<br />

so Hauser. Wenn der Pixel-Knackpunkt<br />

aber erreicht ist, könnte man mit einer LED-<br />

Wall brillantere Farben darstellen, da die schluckende<br />

Glasscheibe damit obsolet würde. Zudem<br />

wäre der Betrieb wesentlich stromsparender<br />

und eine neue Anlage einfacher zu installieren,<br />

der Raum hinter der Glaswand samt Klimatisierung<br />

würde dann ebenfalls überflüssig.<br />

IAA: Halle 3.1, Stand B15<br />

Audi AG<br />

Tel.: +49 841 89-762 261<br />

daniel.hauser@audi.de<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 47


CAD + SIMULATION<br />

Funktionale Prototypen aus dem 3D-Drucker<br />

FFF-Drucker aus der Open-Source-Bewegung bieten eine günstige Alternative zu teuren Sinterdruckern<br />

Der 3D-Druck ist in der Automobilindustrie seit Jahrzehnten eine<br />

etablierte Technologie – schon zu Zeiten der ersten Stereolithografieanlagen<br />

wurden Prototypen auf diese Weise hergestellt.<br />

Heute erobern die preiswerten FFF-Drucker die Konstruktionsabteilungen<br />

der Automobilhersteller und ihrer Zulieferer.<br />

Thomas Pazulla fertigt Prototypen in seinem<br />

Unternehmen „TP Technische Dienstleistungen“<br />

, darunter auch viele für die Automobilindustrie.<br />

Die Entscheidung, für die ersten Produktentwürfe<br />

vom Lasersintern auf 3D-Druck<br />

im Schmelzschichtverfahren FFF (Fused Filament<br />

Fabrication) zu wechseln, war nicht nur<br />

eine Kostenbetrachtung. „Die Teile sind verglichen<br />

mit den gesinterten Prototypen viel stabiler“,<br />

so Pazulla. Er druckt ausschließlich im<br />

Biokunststoff PLA, etwa eine komplette Türverkleidung<br />

in Originalgröße. „An dem Objekt befinden<br />

sich Haken, die sind vorher immer abgebrochen.“,<br />

vergleicht Pazulla die Verfahren.<br />

Die 1100 x 650 mm große Türverkleidung<br />

druckte der Unternehmer aus Geretsried in<br />

mehreren Teilen auf einem X400 von German<br />

Der Autor: Ralf Steck, freier Fachjournalist,<br />

für die German RepRap GmbH, Feldkirchen<br />

RepRap und klebte diese anschließend zusammen.<br />

Nach dem Verschleifen lassen sich die<br />

Nähte nur noch erahnen.<br />

„Der X400 arbeitet sehr maßgenau. Ich habe<br />

auf 200 Millimtern maximal vier bis fünf Hundertstel<br />

Millimeter Abweichung. Das genügt<br />

völlig“, so der Konstrukteur. Thomas Pazulla<br />

hat mit einem X400 3D-Drucker angefangen.<br />

Mittlerweile sind die Aufträge so zahlreich geworden,<br />

dass er einen kleinen X400 3D-Drucker-Park<br />

betreibt. Pazulla: „Meine Kunden<br />

wechseln von Lasersinterteilen zu 3D-Druck-<br />

Teilen aus PLA.“<br />

Lasersintern ist teuer<br />

Aktuell kommen zur Erzeugung von Prototypen<br />

aber vor allem noch Sinterdrucker zum Einsatz,<br />

die Pulvermaterial mit einem gezielt aufgesprühten<br />

Bindemittel oder einem Laserstrahl<br />

verfestigen. Diese Drucker erzeugen sehr genaue<br />

Objekte, mit einer – bei geringen Schichtdicken<br />

– sehr glatten Oberfläche. Der Nachteil<br />

dieser Drucker ist ihr Preis, sie sind sehr teuer.<br />

Geräte mit größerem Bauraum können bis über<br />

eine Million Euro kosten. Auch die in den Sin-<br />

terdruckern generierten Teile selbst sind relativ<br />

teuer, der Preis großer Teile kann mehrere tausend<br />

Euro betragen.<br />

Entsprechend begrenzt ist die Anzahl der Geräte<br />

auch bei großen Automotive-OEMs – und<br />

entsprechend lang die Wartezeit, bis ein Auftrag<br />

abgearbeitet werden kann. Das wirkliche<br />

Potential des 3D-Drucks und des Rapid Prototyping<br />

wird oft nicht ausgenutzt, weil die<br />

Wartezeiten zu lange und die Druckkosten zu<br />

hoch sind. Ein Ausweg, die begrenzten Kapazitäten<br />

der im eigenen Unternehmen vorhandenen<br />

3D-Drucker zu erweitern, sind spezialisierte<br />

Druckdienstleister wie Creabis – der Preis<br />

für den Druck der Prototypen liegt jedoch auch<br />

bei dieser Option sehr hoch.<br />

Open Source-Drucker für die Industrie<br />

FFF ist eine 3D-Drucktechnologie, bei der<br />

Kunststoffdraht in einer Düse aufgeschmolzen<br />

und in Lagen abgelegt wird, um so dreidimensionale<br />

Objekte zu erzeugen. Ist eine dieser<br />

Flächen beziehungsweise Schichten fertiggestellt,<br />

wird die Düse um einen vorher festgelegten<br />

Betrag nach oben gefahren und die<br />

nächste Schicht erzeugt. Die Schichten verschmelzen<br />

dabei zu einem Gesamtobjekt.<br />

Diese technisch relativ einfach umzusetzende<br />

Technologie ist heute in Form von Bausätzen<br />

und Fertiggeräten verfügbar, die überwiegend<br />

aus der Open Source-Bewegung RepRap entstanden<br />

sind. Diese Initiative hat zum Ziel, einen<br />

einfach zu bauenden 3D-Drucker zu ent-<br />

48 AutomobilKonstruktion 3/2015


Die im FFF-Verfahren gedruckten<br />

Teile von Thomas Pazulla sind stabiler<br />

und günstiger als Sinterdruckteile.<br />

Der verwendete Biokunststoff<br />

PLA erreicht einen<br />

E-Modul von etwa 4000 MPa<br />

Software – GRR arbeitet hier mit Simplify3D –<br />

geladen. Hier positioniert der Anwender das<br />

Modell im virtuellen Bauraum des Druckers<br />

und legt die Druckparameter fest – Schichtdicke,<br />

Druckgeschwindigkeit, Dichte der inneren<br />

Füllung und anderes. Die Slicer-Software<br />

berechnet auf Wunsch auch Supportstrukturen,<br />

die überhängende Bereiche des Modells<br />

abstützt.<br />

Der Name Slicer verrät es schon: Anschließend<br />

berechnet diese Software die Schichten – Slices<br />

– die der Drucker nacheinander abfährt.<br />

Resultat der Berechnung ist eine Druckdatei,<br />

die je nach Ausstattung des Druckers per USB,<br />

SD-Karte oder Netzwerk an den Drucker übermittelt<br />

wird. Natürlich hat der 3D-Druck wie jede<br />

andere Fertigungstechnik seine Vorteile und<br />

Einschränkungen, so sind sehr dünne Wandungen<br />

zu vermeiden, weil hier die Festigkeit unter<br />

dem schichtweisen Aufbau leidet.<br />

3D-Druckteile aus dem FFF-Drucker haben einen<br />

wichtigen Vorteil gegenüber gesinterten<br />

Teilen: Je nach Material sind die Teile elastischer<br />

und weniger bruchgefährdet. Das am<br />

meisten verbreitete Material im FFF-Druck ist<br />

PLA, ein Biokunststoff, der einen E-Modul von<br />

etwa 4000 MPa erreicht. Ebenfalls weit verbreitet<br />

ist ABS, das eine höhere Temperaturfestigkeit,<br />

aber auch eine größere Schwindung besitzt<br />

– das kann zu Problemen beim Druck oder<br />

bei der Maßhaltigkeit der Teile führen. Daneben<br />

existiert eine ganze Reihe eher exotischer<br />

Materialien von Nylon über metall- oder holzgefüllte<br />

Kunststoffe bis hin zu TPU93, einem<br />

flexiblen Material, oder Carbon 20, einem Filament<br />

mit 20% Kohlefaser-Anteil und entsprechenden<br />

Zugwerten.<br />

wickeln, der aus breit verfügbaren Teilen besteht<br />

und sich quasi selbst repliziert. Diese<br />

Open-Source-Technologie hat sich auch die<br />

German RepRap (GRR) GmbH zunutze gemacht<br />

und darauf aufbauend 3D-Drucker für industrielle<br />

Anwendung entwickelt. Mit seinem X400<br />

ist das Unternehmen in der Industrie zahlreich<br />

vertreten. Mit dem X1000 und seinem 1000 x<br />

800 x 600 mm großen Druckraum reagiert das<br />

Unternehmen auf die Anforderungen der Industriekunden,<br />

noch größere Objekte aus einem<br />

Stück oder mehrere Objekte in Serie zu<br />

drucken. Inzwischen sind FFF-Drucker ernstzunehmende<br />

Alternativen zu den teuren herkömmlichen<br />

Geräten.<br />

Basis des 3D-Druckvorgangs ist das 3D-Modell<br />

aus dem CAD-System. Dieses wird im STL-Format<br />

exportiert und in die sogenannte Slicer-<br />

Mit dem Open-Source-<br />

3D-Drucker X400 ist<br />

German RepRap in der<br />

Industrie bereits zahlreich<br />

vertreten<br />

Bilder: German RepRap<br />

Material für funktionstüchtige Prototypen<br />

Die Flexibilität in der Materialauswahl ist ein<br />

großer Vorteil von FFF 3D Druckern. Oft reicht<br />

ein Austausch des Extruders bzw. der Düse.<br />

Der Materialwechsel bei Lasersinteranlagen ist<br />

wesentlich aufwändiger, die Auswahl deutlich<br />

eingeschränkter. Zudem sind die Materialien<br />

im FFF-Bereich recht günstig, verglichen mit<br />

den Kosten, die in der Regel für das Druckmaterial<br />

im Bereich Lasersintern anfallen.<br />

Grund dafür ist auch, dass viele 3D Drucker<br />

kein proprietäres Filament erfordern, sondern<br />

Filamente verschiedener Anbieter verarbeiten<br />

können.<br />

Materialien wie Carbon-verstärkte Filamente<br />

oder TPU93 zeigen auch schon, dass es sich<br />

bei FFF-Teilen nicht nur um „Ansichtsexemplare“<br />

handeln muss, sondern durchaus auch<br />

funktionale Prototypen gefertigt werden können.<br />

Dichtungen, Gummiprofile oder Strukturteile<br />

lassen sich aus solchen spezialisierten<br />

Materialien fertigen und beispielsweise zu<br />

Funktions- und Passtests in ein Prototypenfahrzeug<br />

oder eine Vorserie einbauen. Auch<br />

die Größe des Bauraums ist keine Begrenzung,<br />

FFF-Teile lassen sich hervorragend verkleben<br />

und schleifen, so dass sich ein größeres Bauteil<br />

in mehreren Abschnitten drucken und dann<br />

zusammenfügen lässt.<br />

German RepRap GmbH<br />

Tel.: +49 89 / 24 88 986-0<br />

info@germanreprap.com<br />

TP Technische Dienstleistungen<br />

Tel.: +49 178 / 19 40 770<br />

thomaspazulla@alice-dsl.net<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 49


CAD + SIMULATION<br />

Perfekt geformt – Zeitersparnis im Formenbau<br />

Warum sich PSA Peugeot Citroën für die CAM-Software Hypermill entschieden hat<br />

Serge Locher (rechts) mit<br />

Jorge de Carvalho von<br />

Open Mind besprechen<br />

Bearbeitungsmöglichkeiten<br />

Allez, allez – für den Werkzeugund<br />

Formenbau des französischen<br />

Automobilherstellers PSA Peugeot<br />

Citroën läuft es rund. Für die Programmierung<br />

nutzt der Konzern<br />

seit Jahren das CAM/CAD-System<br />

Hypermill der Open Mind Technologies<br />

AG.<br />

Im elsässischen Werk in Mulhouse produziert<br />

PSA Aluminiumgießformen sowie Schmiedeund<br />

Tiefziehwerkzeuge. Den 270 Mitarbeitern<br />

steht dazu ein umfangreicher Werkzeugmaschinenpark<br />

zur Verfügung. Die stetig wachsenden<br />

und sich ändernden Anforderungen<br />

lassen sich nur über die kontinuierliche Verbesserung<br />

von Methoden und Werkzeugen erfüllen.<br />

Die Programmierung der Maschinen bildet<br />

da keine Ausnahme: Über Verbesserungen<br />

in der CAD-/CAM-Software lassen sich erhebliche<br />

Produktivitätsfortschritte realisieren.<br />

Der Autor: Michel Pech (Journalist, Machines Production,<br />

Boulogne Billancourt) für Open Mind, Weßling<br />

Test und Einführung einer CAM-Software<br />

PSA führte schon früh eine zentralisierte Programmierung<br />

der Werkzeugmaschinen ein. Eine<br />

wesentliche Aufgabenstellung war dabei<br />

von Anfang an, die Programmierung von sich<br />

wiederholenden Geometrien zu vereinfachen.<br />

„Zu diesem Zweck entwickelten wir eigene Makroanweisungen,<br />

die jedoch unabhängig von<br />

der damals genutzten CAD-/CAM-Software erstellt<br />

wurden“, erklärt Serge Locher, Programmierer<br />

bei PSA. „Mit der Weiterentwicklung der<br />

Software wurde die Integration der Makros<br />

aber immer schwieriger.“ Der eigentliche Nutzen<br />

einer makrobasierten Programmierung, die<br />

automatisierte Erstellung von NC-Programmen<br />

für wiederkehrende Aufgaben, ging schnell verloren.<br />

Das kostete viel Zeit und sehr viel Geld.<br />

Am Ende reichte das bis dahin verwendete<br />

CAM-System nicht mehr aus, um auch zukünftig<br />

eine einfache, flexible und zuverlässige Programmierung<br />

zu gewährleisten.<br />

Bei der Suche nach einer neuen Software kam<br />

Hypermill schnell in die engere Auswahl. Bereits<br />

die erste Testprogrammierung einer Gießform,<br />

die auf dem Bearbeitungszentrum DMG DMU80<br />

gefräst wurde, beeindruckte die CAM-Anwender.<br />

Letztendlich gaben laut PSA die leistungsstarken<br />

Strategien sowie die vielen Möglichkei-<br />

ten für eine automatisierte Programmierung den<br />

Ausschlag zugunsten des CAM/CAD-Systems<br />

von Open Mind. „Die intuitive Bedienerführung,<br />

die einfache und transparente Verwaltung<br />

selbst komplexer Vorgänge sowie die unkomplizierte<br />

Einbindung benutzerdefinierter Makroanweisungen<br />

– und deren Beibehaltung in späteren<br />

Versionen – überzeugten uns“, so Laurent<br />

Sifferlen, in der PSA-Werkgruppe verantwortlich<br />

für Werkzeuge und CAD-/CAM-Qualität. Serge<br />

Locher fügt hinzu: „Uns beeindruckte die hohe<br />

Qualität, mit der die Werkstücke von der Maschine<br />

kamen.“ In der nächsten Zeit fand man<br />

gemeinsam mit Open Mind den Ansatz, die<br />

kompletten NC-Programme mit Hypermill zu erstellen.<br />

„Wir konnten die Übernahme von CAD-<br />

Modellen aus CATIA automatisieren und stellten<br />

dabei fest, dass wir so alle Fehlerquellen bei<br />

der Automatisierung zum Beispiel von Bohrungen<br />

beseitigen konnten“, erklärt Serge Locher<br />

im Rückblick. Darüber hinaus fielen alle bisher<br />

notwendigen manuellen Eingaben weg. Mit diesen<br />

Erfahrungen fiel die Entscheidung für die<br />

ersten beiden Lizenzen leicht.<br />

Schulung und Betrieb<br />

Eine dreitägige Schulung der Programmierer<br />

bei PSA durch Open Mind zeigte, dass die<br />

50 AutomobilKonstruktion 3/2015


Serge Locher bei der<br />

Programmierung<br />

mit Hypermill<br />

Funktionalitäten der Software den erwarteten<br />

Nutzen brachten. „Wir konnten unsere Makroanweisungen<br />

für Bohr- oder Fräsarbeiten wieder<br />

verwenden und daraus direkt neue erstellen“,<br />

erklärt Serge Locher. Für Programmierer<br />

sei dies eine wesentliche Arbeitserleichterung<br />

und Zeitersparnis. Mehr als 150 solcher Makros<br />

wurden bisher mit Hypermill erstellt.<br />

Nach den Verbesserungen bei 2D-Fräsaufgaben<br />

wurde getestet, welche Vorteile Hypermill<br />

in der 3D-Bearbeitung kompletter Formen bieten<br />

könnte. Auch bei diesen Bearbeitungen<br />

übertrafen die Ergebnisse die Erwartungen. Die<br />

Programmierung sollte daher auf weitere Maschinen<br />

ausgeweitet werden. Insbesondere bei<br />

NC-Programmen für Werkstücke auf Multifunktions-<br />

und Fräsdreh-Maschinen punktete Hypermill<br />

laut PSA unter anderem mit seinen leistungsstarken<br />

Simulationsfunktionen. Die Simulation<br />

wird aktuell schrittweise auf alle fünfachsigen<br />

Maschinen ausgeweitet. Gleichzeitig<br />

wird die Erstellung von Makros für eine automatisierte<br />

Programmierung fortgeführt. Derzeit<br />

tragen 547 Makroanweisungen zu einer reibungslosen<br />

Programmierung bei.<br />

Taschenfräsen mit Hypermaxx<br />

„Durch die Verwendung von Makros können<br />

wir schneller zu den grundlegenden Aufgaben<br />

übergehen und uns darauf konzentrieren, die<br />

Bearbeitung jedes Werkzeugs zu optimieren“,<br />

erklärt Serge Locher. Tatsächlich müssen die<br />

unterschiedlichen Optionen für die Bearbeitung<br />

beim Taschenfräsen getestet und nach<br />

den besten Parametern ausgewählt werden.<br />

Hier kommt mit Hypermaxx das High Performance<br />

Cutting Modul zum Einsatz. Das komplett<br />

in Hypermill integrierte Schruppmodul<br />

vereint optimale Fräswege, maximalen Materialabtrag<br />

und kürzestmögliche Fertigungszeiten.<br />

Ideal verteilte Fräsbahnen und eine dynamische<br />

Vorschubanpassung an die vorhandenen<br />

Schnittbedingungen sorgen dafür, dass<br />

immer mit der höchstmöglichen Vorschubgeschwindigkeit<br />

gefräst wird. „Mit Hypermaxx<br />

erzielen wir hervorragende Ergebnisse: Etwa<br />

30 Prozent Zeitersparnis bei einer gleichzeitig<br />

stark verringerten Abnutzung des Werkzeugs“,<br />

fasst Serge Locher zusammen.<br />

Beeindruckt zeigen sich die Programmierer<br />

bei PSA von der einfachen Umsetzung der<br />

Postprozessoren für jede Maschine. Da Postprozessoren<br />

programmierte Anweisungen in<br />

die richtige Sprache für jede Maschine entsprechend<br />

ihrer Kinematik übersetzen, stellen<br />

sie eine unerlässliche Schnittstelle zwischen<br />

Software und CNC-Maschine dar. „Seitdem<br />

wir mit Hypermill arbeiten sind wir sicher,<br />

dass die Werkstücke so von der Maschine<br />

kommen, wie wir sie programmiert haben“,<br />

betont Serge Locher. „Mittlerweile nutzen wir<br />

in unserem Werk in Mulhouse sechs Hypermill-Lizenzen.“<br />

IAA Peugeot: Halle 8, Stand D26<br />

Open Mind Technologies AG<br />

Tel.: +49 8153 933-500<br />

info@openmind-tech.com<br />

Mit Hypermaxx konnte die Bearbeitungszeit<br />

um 30 % reduziert werden<br />

Bearbeitung einer Form im PSA-Werk in Mulhouse<br />

Bilder: PSA<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 51


CAD + SIMULATION<br />

High Performance Computing On Demand<br />

Für CAE in allen Dimensionen<br />

Ob ein Produkt in Serie geht, entscheidet<br />

sich heute in Hochleistungsrechenzentren.<br />

Als einer der<br />

europaweit wenigen Anbieter von<br />

HPC-On-Demand-Rechenressourcen<br />

für Strömungs-, Struktur- und<br />

Crashsimulation ist sich die CPU<br />

24/7 GmbH sicher, dass der Trend<br />

zur Simulation weiter anhalten<br />

und den klassischen Prototypenbau<br />

in absehbarer Zeit ergänzen<br />

oder sogar verdrängen wird –<br />

denn die meisten Nutzer von On-<br />

Demand-Rechenressourcen müssten<br />

wirtschaftlich denken. Durch<br />

die rasante Entwicklung passender<br />

Technologien, Hardware und<br />

CAE-Software schlage die durch<br />

HPC beschleunigte computergestützte<br />

Entwicklung mittlerweile<br />

alle traditionellen Verfahren in<br />

punkto Ressourceneinsatz, insbesondere<br />

Zeit, Manpower und finanzielles<br />

Kapital.<br />

CPU 24/7 will mit strikt bedarfsorientierten<br />

Programmen nicht nur<br />

für die Großindustrie, sondern<br />

auch für kleine Ingenieurbetriebe<br />

passende und bezahlbare Rechenleistungsmodelle<br />

anbieten: Transparent,<br />

zeitnah, zielgenau und individuell.<br />

Sicherheit stehe dabei<br />

an oberster Stelle.<br />

www.cpu-24-7.com<br />

Bertrandt auf der IAA: Fahrdynamiksimulator und Gestensteuerung<br />

Fahrverhalten live erlebbar<br />

Fahrspaß pur verspricht der von<br />

Bertrandt weiterentwickelte Fahrdynamiksimulator.<br />

IAA-Besucher<br />

können ihr individuelles Fahrverhalten<br />

ganz nach ihren persönlichen<br />

Vorlieben live erleben – Fahrdynamikregel-<br />

und Fahrerassistenzsysteme<br />

inklusive.<br />

Eine Plattform trägt den Fahrersitzplatz<br />

mit Lenkrad und Pedalerie.<br />

Die Fahrumgebung wird auf<br />

drei Monitoren visualisiert. Ein<br />

Quadropod mit vier elektromechanischen<br />

Zylindern simuliert die<br />

Wirkungsweise darzustellen und<br />

die Auswirkungen verschiedener<br />

Abstimmungen und Regelstrategien<br />

subjektiv erlebbar zu machen.<br />

Durch die freie Modellierung<br />

der Fahrzeugumgebung lassen<br />

sich kritische Fahrzustände reproduzierbar<br />

nachstellen. Die Datenfusion<br />

von Fahrstilerkennung und<br />

Sensorik ermöglicht Fahrerassistenzsystemen,<br />

das individuelle<br />

menschliche Verhalten zu adaptieren<br />

und infolge die Akzeptanz des<br />

Anwenders für neue Technologien<br />

CarMaker-Produktfamilie in Version 5.0<br />

Virtuelle Fahrversuche leicht gemacht<br />

Für CarMaker, TruckMaker und MotorcycleMaker<br />

von IPG Automotive<br />

ist nun das Release 5.0 auf dem<br />

Markt. Damit lassen sich Softwarealgorithmen,<br />

Steuergeräte<br />

oder auch Gesamtfahrzeuge hinsichtlich<br />

ihrer Funktionsweise testen<br />

und optimieren. Insbesondere<br />

die Testanforderungen an Fahrerassistenzsysteme<br />

sollen nun einfacher<br />

realisiert werden können.<br />

Aber auch die Bereiche Fahrdynamik<br />

und Antriebsstrang wurden erweitert,<br />

so ist nun auch rekuperatives<br />

Bremsen möglich.<br />

Grundlegend überarbeitet wurde<br />

auch IPGRoad 5.0, etwa um aus<br />

ADAS RP Straßennetze inklusive<br />

Kreuzungen schnell und einfach<br />

zu importieren. Der TestManager<br />

hilft nun dabei, einfache Definition<br />

und Auswertung von Kriterien<br />

sowie bei der Erzeugung von Diagrammen.<br />

Zudem sind Euro NCAP-<br />

TestRuns nun auch in der Standardversion<br />

von CarMaker verfügbar.<br />

Die Reifenauswahl erfolgt mit<br />

dem Tire Data Set Generator. Auch<br />

die Visualisierung in IPGMovie ist<br />

nun noch realistischer und um viele<br />

Elemente ergänzt.<br />

www.ipg.de<br />

Bewegung in vier Freiheitsgraden<br />

– Nicken, Wanken, Huben und<br />

Gieren. Der im Vergleich zur ersten<br />

Version hinzugewonnene Freiheitsgrad<br />

des Gierens intensiviert<br />

das Fahrgefühl in dynamischen<br />

Manövern; die Bewegung um die<br />

Hochachse kann zum Beispiel ein<br />

Übersteuern abbilden. Zudem<br />

werden vier weitere Aktoren eingesetzt,<br />

die Anregungen im Frequenzbereich<br />

>10 Hz darstellen<br />

können. Diese bilden Einflüsse<br />

ab, die über die Fahrbahn, das<br />

Fahrwerk und die Lenkung in das<br />

Fahrzeug eingeleitet werden.<br />

Die Gesamtfahrzeug-Simulation<br />

mithilfe des Echtzeitsystems Car-<br />

Maker und Matlab/Simulink ermöglicht<br />

es, Fahrdynamikregelund<br />

Fahrerassistenzsysteme<br />

schnell zu implementieren, ihre<br />

zu steigern – beispielsweise, um<br />

den Fahrer an das automatisierte<br />

Fahren heranzuführen.<br />

Bertrandt hat zudem ein Bedienkonzept<br />

entwickelt, um die visuelle<br />

und manuelle Ablenkung des<br />

Fahrers zu reduzieren. Das Konzept<br />

b.Motion II basiert auf einem<br />

berührungslosen Gesten- und Anzeigekontrollsystem.<br />

Es ermöglicht<br />

dem Fahrer, Funktionen<br />

durch Handbewegungen zu steuern,<br />

ohne den Blick von der Straße<br />

abzuwenden. Ein Head-Up-Display<br />

(HUD) projiziert die Systemrückmeldungen<br />

auf die Windschutzscheibe.<br />

Ein 3-D-Motion-Sensor erfasst<br />

die Gesten, die dann auf<br />

Plausibilität geprüft und in Steuerbefehle<br />

umgewandelt werden.<br />

IAA: Halle 5.1, B20<br />

www.bertrandt.com<br />

52 AutomobilKonstruktion 3/2015


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AUS DER FORSCHUNG<br />

Simulationen vernetzen<br />

Co-Simulationen machen genauere Vorhersagen und binden auch reale Prüfstände mit ein<br />

Dank immer stärkerer Rechnerkapazitäten<br />

werden heute auch<br />

sogenannte Co-Simulationen<br />

möglich. Virtuelle Modelle eines<br />

Bauteils werden mit realen Fahrzeugkomponenten<br />

auf Prüfständen<br />

zusammen in Echtzeit getestet.<br />

Im österreichischen Graz entwickelt<br />

das Forschungszentrum<br />

Virtual Vehicle die Plattform Icos<br />

(Independent Co-Simulation). Forschungspartner<br />

AVL List übernimmt<br />

nun die weltweite Industrialisierung.<br />

Tobias Meyer ist freier Mitarbeiter der<br />

AutomobilKonstruktion<br />

Alle relevanten Systeme in einer<br />

Simulation zusammenführen, über Softwaregrenzen<br />

hinweg: Icos soll das möglich machen<br />

Im Automobilmarkt werden die Kombinationen<br />

von Motor- und Getriebevarianten immer vielfältiger,<br />

dazu kommen Sonderausstattungen<br />

und spezielle Karosserievariationen, etwa im<br />

Sportpaket. Für jede mögliche Kombination<br />

vollwertige Prototypen zu testen wäre ein immenser<br />

Aufwand. Im Wettbewerb um die innovativsten<br />

Fahrzeuge bieten Simulationsmodelle<br />

daher eine nicht mehr wegzudenkende Hilfe.<br />

Teils kann in der Konstruktionsphase schon<br />

gänzlich auf den Einsatz teurer Prototypen verzichtet<br />

werden. Denn der erste Prototyp steht<br />

meist erst nach 60% der Entwicklungszeit zur<br />

Verfügung. Bei fünf Jahren Entwicklungszeit<br />

hätte man die ersten drei Jahre so keinerlei Erfahrung,<br />

wie das Zusammenspiel der neuen<br />

Komponenten überhaupt funktioniert.<br />

Genau hier setzen Co-Simulationstechniken<br />

an: Sie führen einzelne Simulationsmodelle<br />

zusammen. Steht dann endlich auch der Prototyp<br />

einer Komponente (z.B. des Generators,<br />

der Wasserpumpe oder der ECU) zur Verfügung,<br />

wird das einzelne virtuelle Modell aus<br />

der Gesamtsimulation entfernt und durch den<br />

Prototypen auf dem Prüfstand ersetzt. Diese<br />

Daten kommen dann vom realen Bauteil, werden<br />

aber in das gleiche System eingespeist<br />

und mit den anderen, noch simulierten Werten<br />

in Beziehung gesetzt. Das Modell wird so<br />

Schritt für Schritt immer realer.<br />

Das Virtual Vehicle, Österreichs größtes K2-Forschungszentrum,<br />

beschäftigt sich seit Jahren<br />

mit virtuellen Modellen und neuen Methoden<br />

der Fahrzeugentwicklung. AVL List und Virtual<br />

Vehicle unterzeichneten nun eine Forschungsund<br />

Entwicklungspartnerschaft: Das Virtual Vehicle<br />

wird Icos (Independent Co-Simulation) in<br />

enger Zusammenarbeit mit AVL<br />

und anderen Industriepartnern<br />

weiter entwickeln, AVL übernimmt<br />

zudem die Industrialisierung<br />

und den weltweiten Vertrieb<br />

im Rahmen seiner Integrated<br />

Open Development Platform<br />

(IODP).<br />

Dabei wollte man OEMs bewusst<br />

nicht darauf drängen, ihre Simulationssoftware<br />

zu wechseln. Vielmehr war der<br />

Ansatz, dass der Kunde bei seinem bewährten<br />

Tools bleiben kann, diese aber besser vernetzt<br />

werden. Zudem können OEMs so auch Modelle<br />

von Zulieferern, die vielleicht wieder andere<br />

Software einsetzen, in die Gesamtsimulation<br />

ihrer Fahrzeuge integrieren.<br />

Am Anfang der Entwicklung stand eben dieses<br />

Problem, dass OEMs häufig unterschiedliche<br />

Software für verschiedene Simulationsfragen<br />

nutzten: Eine für Motorsimulation, eine weitere<br />

für das Thermomanagement und weitere für<br />

Mechanik oder Elektrik. Untereinander waren<br />

deren Schnittstellen häufig aber nicht kompatibel.<br />

Daher kam man auf die Idee, eine Open-<br />

Source-Anwendung zu programmieren, die den<br />

Datenaustausch zwischen unterschiedlichen<br />

Systemen ermöglicht. So kam man dem Gesamtmodell,<br />

das ein Auto in einer einzigen Simulation<br />

komplett virtuell abbildet, einen<br />

Schritt näher.<br />

Die erste Hürde war die Daten auf einen Nenner<br />

zu bringen. Da es hierfür keinen Standard<br />

gab, definierte man sich quasi eine Zentralsprache,<br />

in die alle Datenströme übersetzt werden.<br />

Inzwischen ist daraus der FMI-Standard<br />

(Function mockup interface) geworden, den<br />

heute viele Simulationstools direkt exportieren<br />

und importieren können. „Daher braucht man<br />

sich darüber heute keine Gedanken mehr machen,<br />

wichtiger ist inzwischen die Zeitsynchronisierung<br />

der Daten“, so Wolfgang Puntigam<br />

von AVL List. Denn verschiedene Modelle liefern<br />

zu unterschiedlichen Zeitpunkten Daten,<br />

bedingt durch die Ablaufgeschwindigkeit der<br />

Simulation: Je komplexer das System, desto<br />

träger wird die virtuelle Abbildung. Eine einfachere<br />

Komponente ist dann mit einem zu simulierenden<br />

Zyklus schon fertig, während die<br />

andere noch rechnet. Diese Zeitversätze zwi-<br />

54 AutomobilKonstruktion 3/2015


schen unterschiedlichen Modellen kompensiert<br />

die Icos-Plattform ebenfalls.<br />

Icos im Detail<br />

Icos basiert auf einer flexiblen Client-Server Architektur,<br />

wobei die verwendeten Simulationswerkzeuge auf<br />

beliebigen Rechnern im Netzwerk verteilt werden können.<br />

Über einen Remote Server wird auf dem jeweiligen<br />

Computer ein Rechenkern (Kernel) zur Steuerung des<br />

Datenaustausches und zur Synchronisation der Simulatoren<br />

aufgerufen. Mittels einer simulator-spezifischen<br />

Softwareschnittstelle (Wrapper) werden sowohl die<br />

Fernsteuerung der Werkzeuge als auch die notwendigen<br />

Datenkonversionen durchgeführt. Die Kommunikation<br />

zwischen Benutzerschnittelle (GUI), Remote Server,<br />

Kernel und Wrapper basiert auf TCP/IP.<br />

Komplexe Systeme verstehen<br />

Laut Helmut List, CEO von AVL List, geht an der<br />

Hybridisierung und Elektrifizierung des Antriebsstrangs<br />

in der Zukunft kein Weg vorbei:<br />

„Meiner Einschätzung nach werden im Jahr<br />

2020 bereits zwischen 15 und 20 Prozent aller<br />

Fahrzeuge mit dieser Technologie ausgestattet<br />

sein.“ Damit werden aber auch die Systeme<br />

unter der Haube immer komplexer, die Erfahrungen<br />

mit solchen Kombinationen sind noch<br />

rar. Auf Realtests will heute aber kaum noch jemand<br />

warten. Um etwa die künftigen Verbrauchs-<br />

und Emissionsvorschriften erfüllen zu<br />

können, muss bereits früh im Entwicklungsstadium<br />

erkannt werden, ob dies mit dem neu erdachten<br />

Fahrzeugkonzept überhaupt möglich<br />

ist. Auch hierbei kann die Co-Simulation sehr<br />

hilfreich sein, da auch auf explizite Fragestellungen<br />

hin simuliert werden kann.<br />

Ein Beispiel ist die Verbesserung der Lebensdauer<br />

eines Hybridantrieb-Akkus. Dafür muss<br />

dessen Temperatur durchgehend weniger als<br />

40 °C betragen. Diese Bedingung wird in der<br />

Simulation festgelegt. Ausgehend von der Gesamtsimulation<br />

Serienhybrid wird das Batteriemodell<br />

um das Temperaturverhalten in Abhängigkeit<br />

von Lade-/Entladestrom und –zeit erweitert.<br />

Über Detektion von Spannung, Innenwiderstand,<br />

Kapazität und<br />

Temperatur wird der Zustand<br />

der Batterie mitbetrachtet. Die<br />

Simulation zeigt: Der Lithium-<br />

Ionen-Speicher würde sich im<br />

Alleingang unter bestimmten<br />

Belastungen auf 70 °C erwärmen.<br />

Um einer beschleunigten<br />

Alterung entgegenzuwirken,<br />

wird eine Erweiterung um eine<br />

SuperCap vorgeschlagen. Und<br />

schon bleibt die Temperatur<br />

während des kompletten Real-<br />

Drive-Zykluses im gewünschten<br />

Bereich<br />

Ganz klar ist auch der Trend zu<br />

einer immer stärker werdenden Interaktion und<br />

Kommunikation des Fahrzeuges und damit des<br />

Antriebs mit der Umgebung, also mit anderen<br />

Fahrzeugen und mit der Infrastruktur. Wenn<br />

das Navigationssystem meldet, dass demnächst<br />

eine Bergetappe ansteht, kann der Lüfter<br />

das Kühlsystem bereits im voraus konditionieren<br />

und so einen starkes Kühlen am Ende<br />

der Etappe verhindern. Das kann energieeffizienter<br />

sein, aber welche Einspareffekte ergeben<br />

sich wirklich? Auch auf solche Fragestellungen<br />

kann eine Co-Simulation künftig Antworten<br />

liefern, denn auch die Umgebungsbedingungen<br />

können datentechnisch eingebunden<br />

werden.<br />

Icos im Einsatz<br />

Das klare Ziel des Forschungszentrums ist es,<br />

mit wissenschaftlichen und industriellen Partnern<br />

Systeme für den Markt zu entwickeln. Icos<br />

wurde beispielsweise bereits bei BMW zur Entwicklung<br />

von Assistenzsystemen für automatisiertes<br />

Bremsen eingesetzt. Mittlerweile wird<br />

das neue Bremssystem in Serie produziert. Virtual<br />

Vehicle Geschäftsführer Jost Bernasch:<br />

„Science2Market lautet die Devise, also Forschung<br />

erfolgreich in marktreife Innovationen<br />

umzuwandeln.“<br />

Das EU-Projekt „Configurable and Adaptable<br />

Trucks and Trailers for Optimal Transport“, kurz<br />

TRANSFORMERS, will die Transporteffizienz um<br />

bis zu 25% steigern. Lkw sind heute primär auf<br />

das maximale Ladegewicht ausgelegt. Genau<br />

hier setzt das Forschungsprojekt an: Die Lkw<br />

sollten auf Ihre aktuelle Transport-Anforderung<br />

konfigurierbar sein um deren Effizienz zu erhöhen<br />

und Emissionen zu reduzieren. Das Ziel<br />

sind modulare, hybride Antriebskonzepte einschließlich<br />

einer aerodynamisch angepassten<br />

und beladungsoptimierten Fahrzeugarchitektur.<br />

Geplant ist etwa auch eine Elektrifizierung<br />

Jost Bernasch (2. v. l.) von Virtual Vehicle und Helmut List (Mitte) von AVL<br />

unterzeichnen einen Vertrag zur Weiterentwicklung und Vermarktung von<br />

Icos, die am Forschungszentrum in Graz entstanden ist Bilder: Virtual Vehicle<br />

von Anhängern, die auch mit schon existierenden<br />

Lkw beliebig kombinierbar sind. Somit<br />

können auch „alte“ Lkw mit Verbrennungsmotor<br />

durch Hybrid-on-Demand aufgerüstet<br />

werden. Die Auslegung des Gesamtsystems erfolgt<br />

mit Icos.<br />

Die Forscher des EU-Projekts Epsilon konzentrieren<br />

sich auf die Entwicklung eines perfekt<br />

abgestimmten Antriebsstrangs für elektrische<br />

Leichtfahrzeuge. Es soll eine optimale Architektur<br />

von Komponenten wie E-Motor, Hochspannungsbatterie,<br />

Leistungselektronik, Motorsteuerung,<br />

mechanische Kraftübertragung und<br />

Thermomanagement entworfen werden. Das<br />

Ziel ist, ein möglichst ökologisches, sicheres<br />

und komfortables Elektro-Auto mit großer<br />

Reichweite zu entwickeln.<br />

Einem weiteren Problem widmet sich das vom<br />

Virtual Vehicle geleitete Projekt „iCOMPOSE“<br />

(Integrated Control of Multiple-Motor and Multiple-Storage<br />

Fully Electric Vehicles): In der Automobilindustrie<br />

werden einzelne Fahrzeugkomponenten<br />

und zugehörige Steuergeräte zumeist<br />

gesondert und teile-spezifisch entwickelt.<br />

Um eine optimale Energieeffizienz zu<br />

erreichen, muss jedoch in elektrischen Fahrzeugen<br />

die Integration und Interaktion aller<br />

Bausteine optimiert werden. Die Projektpartner,<br />

darunter die University of Surrey, Lotus<br />

Cars, Skoda, AVL, Infineon und Fraunhofer IVI<br />

entwickeln ein verbessertes Gesamtenergiemanagement,<br />

das erhöhte Reichweiten für<br />

Elektroautos verspricht. Dafür will man Energiemanagement,<br />

thermisches Management,<br />

Steuerung des Fahrverhaltens und der Fahrzeugdynamik<br />

intelligent in einem Überwachungssteuergerät<br />

zusammenlegen.<br />

IAA: Halle 4.1, Stand D07<br />

Virtual Vehicle<br />

Tel.: +43 664 88518030<br />

christian.santner@v2c2.at<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 55


AUS DER FORSCHUNG<br />

Groß in der Stadt<br />

Konzeptfahrzeug von ZF soll zeigen, welche Vorteile vernetzte Komponenten bieten<br />

Vorausschauendes Konzept: Für maximale Reichweite und Fahrsicherheit sorgt die cloudbasierte Fahrerassistenzfunktion<br />

Extrem wendig, lokal emissionsfrei<br />

sowie vernetzt mit Fahrer und<br />

Umwelt: Mit dem Smart Urban<br />

Vehicle zeigt ZF, welches Potenzial<br />

die intelligente Vernetzung einzelner<br />

Fahrwerk-, Antriebs- und<br />

Fahrerassistenzsysteme in sich<br />

trägt.<br />

„Mit dem Smart Urban Vehicle zeigt ZF, welche<br />

konkreten Lösungen für den städtischen Individualverkehr<br />

wir heute schon allein dadurch erzielen<br />

können, wenn bestehende Technologien<br />

und Systeme im Fahrzeug miteinander vernetzt<br />

werden, sie mit dem Fahrer, mit dessen Verhalten<br />

und mit der Umwelt interagieren oder sie<br />

auf Datenmaterial zugreifen lassen, das mittels<br />

Der Autor: Jürgen Goroncy ist freier Mitarbeiter<br />

der AutomobilKonstruktion<br />

Cloud Connectivity an jedem beliebigen Ort zur<br />

Verfügung steht“, erklärt Stefan Sommer, Vorstandsvorsitzender<br />

der ZF Friedrichshafen AG.<br />

„Gleichzeitig markiert diese Studie gewissermaßen<br />

auch einen Startpunkt, von dem aus<br />

sich die Konzepte für die urbane Mobilität der<br />

Zukunft sehr konkret weiterdenken lassen –<br />

auch im Hinblick auf die neuen Kompetenzfelder,<br />

die aus der Übernahme von TRW für den<br />

ZF Konzern erwachsen.“<br />

Komplett neu aufgebaut<br />

Das Smart Urban Vehicle wurde auf Basis eines<br />

Standard-Kleinwagens komplett eigenständig<br />

aufgebaut. Die Traktionsbatterie, die in insgesamt<br />

drei Modulen an der Vorder- und Hinterachse<br />

Platz findet, versorgt die zwei radnahen<br />

Elektromotoren an der Verbundlenker-<br />

Hinterachse mit Strom. Jede der zwei Antriebseinheiten<br />

entwickelt 40 kW Leistung, die Maximaldrehzahl<br />

beträgt 21 000 min -1 . So erreicht<br />

das grundsätzlich auf den innerstädtischen<br />

Verkehr ausgelegte Fahrzeug eine Höchstgeschwindigkeit<br />

von 150 km/h.<br />

Wendig durch die Stadt<br />

„An der Vorderachse haben wir ein neues Konzept<br />

mit einem Einschlagwinkeln von bis zu 75<br />

Grad realisiert“, erklärt Harald Naunheimer,<br />

Leiter Forschung und Entwicklung bei ZF. Das<br />

Fahrwerkkonzept reduziert damit den Lenkaufwand<br />

bei Park- und Wendemanövern deutlich<br />

und erhöht damit vor allem die Wendigkeit des<br />

Kleinwagens: Dank des veränderten Radeinschlags<br />

verringert sich der Wendekreis-Durchmesser<br />

auf weniger als sieben Meter. Unterstützt<br />

werden die Lenkbewegungen an der Vorderachse<br />

vom Torque-Vectoring-System des<br />

Hinterachsantriebs, das die Antriebskraft individuell<br />

auf die beiden Hinterräder verteilt und<br />

das Anfahren bei derartig großen Radeinschlägen<br />

erst ermöglicht. Damit lässt sich das Konzeptfahrzeug<br />

auch in äußerst kleine Parklücken<br />

von etwa vier Metern Länge bequem in<br />

meist nur einem Zug manövrieren.<br />

Besonders deutlich werden die Vorzüge des<br />

neuen Vorderachskonzepts im Zusammenspiel<br />

mit der realisierten Fahrerassistenzfunktion<br />

Smart Parking Assist. Das System unterstützt<br />

56 AutomobilKonstruktion 3/2015


den Fahrer nicht nur bei der Erkennung passender<br />

Parkplätze, sondern kann den Wagen<br />

auch vollautomatisch längs oder quer zur<br />

Fahrtrichtung parken. Die Informationen bezieht<br />

der Parkassistent von zwölf Ultraschallsensoren<br />

und zwei Infrarotsensoren an Front-,<br />

Heck- und Längsseiten. Die Steuerelektronik<br />

verarbeitet die Informationen und regelt alle an<br />

der Parkfunktion beteiligten Systeme – beispielsweise<br />

den Elektroantrieb und den benötigten<br />

Lenkeinschlag der Elektrolenkung. Der<br />

Fahrer kann während des Vorgangs über das<br />

Display im Cockpit mit dem Fahrzeug interagieren<br />

oder die Parkfunktion erst nach dem Aussteigen<br />

mittels Applikation auf einem Mobile<br />

Device, z.B. einer Smart Watch, auslösen. Das<br />

Smart Urban Vehicle sucht danach selbständig<br />

in Schrittgeschwindigkeit die Umgebung nach<br />

der passenden Lücke ab und leitet den Parkvorgang<br />

selbstständig ein.<br />

Der Einschlagwinkel der Vorderräder ist die Basis<br />

für das Einpark-Assistenzsystem Bilder: ZF<br />

Fahrerfahrung aus der Cloud<br />

Für maximale Reichweite und Fahrsicherheit<br />

sorgt die cloudbasierte Fahrerassistenzfunktion<br />

PreVision Cloud Assist. Im Gegensatz zu<br />

rein GPS-unterstützten Systemen berücksichtigt<br />

dieses System Geometriedaten und Informationen<br />

zur zulässigen Höchstgeschwindigkeit<br />

und speichert bei jeder Fahrt zusätzlich<br />

Daten zur Fahrzeugposition, aktuell gefahrenen<br />

Geschwindigkeit sowie Quer- und Längsbeschleunigung<br />

in der Cloud. Wird die Strecke<br />

erneut zurückgelegt, berechnet das System anhand<br />

dieser Erfahrungswerte und Daten die<br />

optimale Geschwindigkeit für eine nahende<br />

Kurve. Die Assistenzfunktion reguliert dann<br />

frühzeitig vor der Kurveneinfahrt das Drehmoment<br />

so, bis die Kurve ohne mechanischen<br />

Bremsvorgang gefahren werden kann. Das<br />

schont nicht nur Batterie und Bremssystem<br />

des Fahrzeugs, sondern sorgt auch für mehr Sicherheit<br />

gerade bei unübersichtlichen Kurven.<br />

Der Fahrer ist zu jeder Zeit über das Eingreifen<br />

von PreVision Cloud Assist informiert: Denn<br />

das multifunktionale Lenkrad verfügt im Lenkradkranz<br />

in der direkten Sichtachse des Fahrers<br />

über ein OLED-Display. Dieses zeigt zum<br />

Beispiel an, wie viel Antriebsmoment das Fahrerassistenzsystem<br />

vor Kurveneinfahrt wegnimmt<br />

– oder nach der Kurve wieder zur Verfügung<br />

stellt.<br />

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3/2015 AutomobilKonstruktion 57


FAHRWERK<br />

Bremsen ohne Quietschen<br />

Magneto-mechanische Dämpfung soll Geräuschentwicklung von Bremsscheiben reduzieren<br />

Eine der häufigsten Mängelproblematiken<br />

für Automobilhersteller<br />

ist Lärm in Form von quietschenden<br />

Bremsen. Dieses Geräusch<br />

entsteht durch hochfrequente<br />

Vibrationen bei der Reibung<br />

von Bremsbelägen und<br />

Bremsscheiben. Eine Dämpfung<br />

der Resonanzfrequenzen der<br />

Bremskomponenten, die sowohl<br />

durch ein aktives Dämpfungssystem<br />

als auch durch eine Materialdämpfung<br />

erreicht werden können,<br />

reduziert oder eliminiert die<br />

Geräusche.<br />

Materialdämpfung betrifft die interne Reibung,<br />

die in Reaktion auf die Vibrationsbelastung<br />

entsteht. Einer der Materialdämpfungsmechanismen,<br />

die interne Reibung durch die Bewegung<br />

magnetischer Domänen erzeugen, ist die<br />

magneto-mechanische Dämpfung (MMD).<br />

Nicht alle Werkstoffe weisen Magneteigenschaften<br />

auf, aber ferromagnetische Materialien<br />

wie Eisen, Kobalt und Nickel sowie paramagnetische<br />

Materialien wie Aluminium und<br />

Titanium tun es. Wenn die magnetische Domänenstruktur<br />

und die Ausrichtung dieser Teile<br />

entsprechend angepasst wird, finden Veränderungen<br />

in den Domänenwänden statt und es<br />

entsteht interne Reibung, die magneto-mechanische<br />

Dämpfung erzeugt. Obwohl MMD sich<br />

gut für Grauguss-Bremsscheiben eignet, wurde<br />

bislang nur wenig Aufwand investiert, dieses<br />

Phänomen weiter zu untersuchen und es für eine<br />

Reduzierung der Bremsgeräusche zu nutzen.<br />

2012 nutzten Rassini und die University of<br />

Windsor diese Forschungslücke für eine Partnerschaft.<br />

Ziel der Zusammenarbeit ist die gemeinsame<br />

Entwicklung von Methoden, um mit<br />

Hilfe von magnetischen und elektrischen Prozessen<br />

die magneto-mechanische Dämpfung<br />

für Bremsscheiben zu verbessern und zu opti-<br />

Der Autor: Mauricio Gonzalez, Engineering Director bei<br />

Rassini, Plymouth, Michigan, USA<br />

mieren. Dabei sollte ein Vergleich aller verfügbaren<br />

Verfahren dabei helfen, die wichtigen<br />

Prozessvariablen zu verstehen und eine möglichst<br />

kostengünstige Dämpfung zu entwickeln.<br />

Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurde 2014<br />

ein Gerät entwickelt, welches ein Signal erzeugt,<br />

das für ein optimales Spektrum der Prozessvariablen<br />

sorgt und so die Dämpfung konstant<br />

verbessert.<br />

Materialeigenschaften und Mikrostruktur<br />

Bisher konnten je nach Werkstoff Verbesserungen<br />

bei der Dämpfung zwischen 10 und 45%<br />

erzielt werden. Zudem stellte sich heraus, dass<br />

die Verbesserung der Dämpfung durch MMD<br />

stark von der Materialmikrostruktur und den<br />

Materialeigenschaften abhängt. Andere Variablen<br />

umfassten die Chemie des Produktes, die<br />

Mikrostruktur, die Graphitgröße und –verteilung,<br />

die Perlitlamellen, die Legierungen und<br />

die eutektische Zellgröße. Jede dieser Variablen<br />

wurde einzeln untersucht, um die beste<br />

Struktur für eine maximale Verbesserung der<br />

Dämpfung zu finden.<br />

Zusätzlich wurden Geräuschtests auf Rollenprüfständen<br />

durchgeführt, bei denen die Fre-<br />

quenz und die Amplitude<br />

des Quietschens<br />

gemessen wurde. So<br />

konnte sichergestellt<br />

werden, dass die Verbesserung<br />

der Dämpfung<br />

auch tatsächlich<br />

in einer Verringerung<br />

des Lärms resultiert.<br />

Die Endergebnisse<br />

zeigen, dass bei Teilen,<br />

mit denen eine<br />

Dämpfungsverbesserung von mehr als 30% erzielt<br />

werden konnte, 95% der auftretenden Geräusche<br />

eliminiert wurden. Selbst bei Teilen<br />

mit geringeren Verbesserungen ließ sich immerhin<br />

eine Lärmreduktion von bis zu 70% erreichen.<br />

Prototyp soll 2016 in Serie gehen<br />

Das Gerät zur Erzeugung des optimalen Signals<br />

ist ein Prototyp, der noch weiterentwickelt und<br />

umfangreichen Labortests unterzogen wird.<br />

Sobald alle Prozessparameter optimiert sind,<br />

soll es Ende 2016 in Produktion gehen. Auch<br />

wenn mit diesen Ergebnissen bereits erhebliche<br />

Fortschritte gemacht wurden, bleiben<br />

Bremsgeräusche ein wichtiger Forschungspunkt<br />

für Automobilhersteller und -zulieferer.<br />

Das gilt sowohl für die Weiterentwicklung bestehender<br />

als auch für die Entwicklung neuer<br />

Technologien, mit dem Ziel, dem Kunden eines<br />

Tages so gut wie geräuschfreie Bremsen zu<br />

präsentieren.<br />

Rassini USA<br />

Tel.: +1 734 454-4904<br />

bfriedrich@rassini.com<br />

Magnetische Domänen,<br />

aufgenommen mit einem<br />

Magnetkraftmikroskop<br />

Bild: Rassini<br />

58 AutomobilKonstruktion 3/2015


Einrohr-Stoßdämpfer im Jaguar XE<br />

Flexibles und dynamisches Fahrwerkskonzept<br />

ENGINEERING<br />

CAMPUS<br />

Jaguar Land Rover setzt die<br />

leistungsfähige Fahrwerks -<br />

technologie von Tenneco in<br />

der Sportlimousine XE ein.<br />

Wie das US-amerikanische Unternehmen Tenneco<br />

mitteilt, sollen die leichten Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer<br />

des Fahrzeugs durch eine<br />

innovative Ventiltechnik eine<br />

hervorragende Fahrzeugstabilität<br />

und ein überzeugendes<br />

Fahrverhalten ermöglichen.<br />

Durch das spezielle<br />

Design ergeben sich mehr<br />

Montagemöglichkeiten, ein<br />

stärkeres potenzielles<br />

Dämpfungsniveau und eine<br />

bessere Reaktion im Vergleich<br />

zu Zweirohr-Stoßdämpfern.<br />

Jaguar gibt an, dass das<br />

Fahrwerk des neuen XE 20<br />

% steifer sei als bei früheren<br />

X-Modellen. Dies gebe<br />

den Konstrukteuren mehr<br />

Flexibilität, um die ideale<br />

Balance zwischen Fahrkomfort<br />

und Straßenlage zu<br />

schaffen.<br />

„Wir freuen uns sehr, unsere<br />

Einrohr-Ventiltechnologie<br />

als Fahrweksmerkmal in<br />

den Jaguar XE<br />

mit seiner modernen Advanced-Aluminium-Architektur<br />

integrieren zu können“,<br />

sagte Sandro Paparelli,<br />

Vice President und General<br />

Manager, Fahrwerkstechnik<br />

Europa. „Ebenso wie bei<br />

Jaguar ist es auch unser<br />

Ziel, Leichtbau-Lösungen zu<br />

entwickeln, die sich positiv<br />

auf die Fahrzeugdynamik<br />

und den Fahrkomfort auswirken<br />

und gleichzeitig dazu<br />

beitragen, den Kraftstoffverbrauch<br />

und den<br />

CO2-Ausstoß zu senken.“<br />

Passive Federung<br />

Leichte Einrohr-Stoßdämpfer mit der Ventiltechnologie<br />

von Tenneco bieten verbesserte<br />

Abstimmungsmöglichkeiten, eine direktere Reaktion<br />

sowie eine konsistente und strapazierfähige<br />

Dämpfung. Geringe Dämpfungskräfte<br />

können im Rückfederungs- und Kompressionsmodus<br />

unabhängig voneinander eingestellt<br />

werden. Das System hat zudem im mittleren<br />

bis hohen Geschwindigkeitsbereich eigenständig<br />

den Abblase-Schwellwert<br />

und die Progressionsrate<br />

der Dämpfung angepasst. In<br />

diesem Punkt unterscheidet<br />

sich das Ventildesign von<br />

Standard-Einrohrventilen,<br />

bei denen der Schwellwert<br />

für die Dämpfkraft und die<br />

Progressionsrate voneinander<br />

abhängen. Tenneco verwendet<br />

bei der Herstellung<br />

von Einrohr-Stoßdämpfern<br />

eine hochpräzise Prozesstechnologie<br />

einschließlich<br />

individueller Krafteinstellung<br />

und Laserschweißtechnik.<br />

IAA: Halle 5.1, Stand A20<br />

www.tenneco.com<br />

Leichte Einrohr-Stoßdämpfer<br />

bieten Konstrukteuren mehr<br />

Montagemöglichkeiten<br />

Bild: Tenneco<br />

PERSPEKTIVEN DER<br />

PRODUKTENTWICKLUNG<br />

Fokus:<br />

Wie sieht<br />

erfolgreiches<br />

Systems<br />

Engineering<br />

aus?<br />

22.09.2015,<br />

Mövenpick<br />

Hotel Stuttgart<br />

Alle Informationen zum<br />

1. Fachkongress finden Sie auf<br />

www.engineering-campus.de<br />

Jetzt<br />

anmelden!


FAHRWERK<br />

Elastomer-Fahrwerkslager simulativ ausgelegt<br />

Wie beeinflusst eine Geometrieänderung die Federkonstante?<br />

Links: Zylinderkoordinatensystem mit radial-ausgerichteter Vernetzung<br />

Rechts: Gute Übereinstimmung zwischen Versuch und Simulation<br />

Elastomer-Fahrwerkslager bestimmen<br />

maßgeblich das elastische<br />

Verhalten des Fahrwerks. Weiterhin<br />

halten sie Körperschall von<br />

der Fahrgastzelle fern und dämpfen<br />

Schwingungen. Sie tragen unmittelbar<br />

zum Fahrkomfort und<br />

zur Fahrsicherheit bei. Die TU<br />

Bergakademie Freiberg hat sich<br />

nun in einer Simulation damit beschäftigt,<br />

wie Geometrieänderungen<br />

die Federkonstanten von Fahrwerkslagern<br />

beeinflussen. So sollen<br />

z.B. Querlenkerlager exakt auf<br />

ihre Anforderung hin optimiert<br />

werden können.<br />

Der Autor: Daniel Willenborg, M.Eng.,<br />

wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für<br />

Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung<br />

der TU Bergakademie Freiberg<br />

Elastomerwerkstoffe kommen zum Beispiel<br />

dort zum Einsatz, wo eine große Dämpfung<br />

und kleine Steifigkeit benötigt wird. „Die starke<br />

Temperatur-, Frequenz- und Amplitudenabhängigkeit<br />

des Materialverhaltens bedingt<br />

große Komplexität bei der Bauteilauslegung.<br />

Ein passendes Materialmodell sowie sinnvolle<br />

Strategien bei der Parameteridentifikation sind<br />

daher zwingend erforderlich. Die Optimierung<br />

von Elastomer-Fahrwerkslagern bedarf einer<br />

ausgewogenen Kombination von experimentellen<br />

und simulativen Methoden. Ziel der Untersuchungen<br />

ist z.B. gewesen, den Einfluss von<br />

Geometrieänderungen auf die Federratenverhältnisse<br />

zu zeigen. Zudem ließ sich die Frequenz-<br />

und Temperaturabhängigkeit des Materialverhaltens<br />

sehr gut verdeutlichen.<br />

Vorüberlegungen<br />

Am Anfang muss entschieden werden, ob sowohl<br />

Steifigkeits- als auch Dämpfungseigenschaften<br />

optimiert werden sollen. Außerdem<br />

können Versuche an Bauteil- oder Normproben<br />

als Grundlage verwendet werden, um die Materialparameter<br />

zu identifizieren. Das Ziel ist,<br />

durch Geometrievariationen die Federkonstanten<br />

und somit auch die Federkonstanten-Verhältnisse<br />

zu verändern. Die Dämpfungseigenschaften<br />

werden hier vernachlässigt. Die Materialdaten<br />

werden durch Bauteilversuche be-<br />

stimmt und die Materialeigenschaften durch<br />

hyperelastische Modelle angenähert.<br />

Bauteilversuche und Parameteridentifikation<br />

Für den Exzenterprüfstand des Instituts für Maschinenelemente,<br />

Konstruktion und Fertigung<br />

an der TU Freiberg wurden zwei Versuchsaufbauten<br />

entwickelt, die es erlauben, das dargestellte<br />

Elastomer-Fahrwerkslager in einer<br />

Achse axial (Scherschubspannung) und torsional<br />

(Torsionsschubspannung) zu belasten.<br />

Die Grenze für die Versuchsparameter sind seitens<br />

des Prüfstands 25 Hz Versuchsfrequenz<br />

und 10 mm Hub. Mittels Triangulationslaser<br />

und Kraftmessdose werden Weg- und Kraft-<br />

Zeitverläufe aufgenommen. Per Thermoelement<br />

wird die Oberflächentemperatur des Elastomers<br />

erfasst. Aus den sinusförmigen Kraftund<br />

Wegsignalen kann pro Belastungszyklus<br />

eine Hystereseschleife ermittelt werden. Die<br />

Mittelung mehrerer Schleifen über einen Zeitintervall<br />

mit annähernd konstanter Temperatur<br />

ermöglichen eine genaue Ermittlung des Bebzw.<br />

Entlastungszeitverlaufs. So können bei einem<br />

Langzeitversuch durch die Eigenerwärmung<br />

für verschiedene Temperaturen Aussagen<br />

über die mechanischen Eigenschaften<br />

getroffen werden.<br />

Zur Parameteridentifikation wird der obere Teil<br />

der Hysterese, der Belastungszyklus, verwen-<br />

60 AutomobilKonstruktion 3/2015


Durch die unterschiedlich starken<br />

Einflüsse von Gummibreite, -dicke<br />

und Innenradius auf die betrachteten<br />

Federsteifigkeiten lassen sich<br />

die Federsteifigkeitsverhältnisse<br />

unabhängig voneinander einstellen<br />

det. Durch elementare kontinuumsmechanische<br />

Beziehungen lässt sich daraus eine<br />

Spannungs-Dehnungskurve approximieren.<br />

Mit Hilfe der Lösungsmethoden für nichtlineare<br />

Ausgleichsprobleme werden die Parameter des<br />

hyperelastischen Materialmodells angepasst.<br />

Geometrievarianten in der Simulation<br />

In einer kommerziellen Finite-Elemente (FE)-<br />

Software lässt sich ein Kraft-Weg-Verlauf mit<br />

verschiedenen natürlichen Randbedingungen<br />

hinsichtlich der resultierenden Verschiebung<br />

auswerten. Es können mehrere hyperelastische<br />

Materialmodelle erprobt und gute Übereinstimmungen<br />

erzielt werden. Das Neo-Hookean-Materialmodell<br />

bietet einen guten Kompromiss<br />

zwischen Rechenzeit und Genauigkeit,<br />

weswegen es für alle weiteren Berechnungen<br />

Versuchsrandbedingungen: Außen fest eingespannt und Lasteinleitung an der Innenhülse<br />

verwendet wird. Das Lager erhält in der FE-Simulation<br />

an der Außenhülse eine fixierte Lagerung<br />

und alle Belastungen (Axialkraft F A = 1 kN,<br />

Querkraft F Q = 1 kN, Torsionsmoment<br />

M t = 10 Nm) werden an der Innenhülse aufgebracht.<br />

Aufgrund der zylindrischen Bauteilform<br />

ist eine radialausgerichtete Vernetzung<br />

empfehlenswert. Auch wenn das FE-Modell aus<br />

verschiedenen Materialien besteht, sollten Unstetigkeitsstellen<br />

im Netz vermieden werden,<br />

um Konvergenzschwierigkeiten zu entgegenzuwirken.<br />

Durch parametrisierte 3D-CAD-Modelle können<br />

verschiedene Geometrievariationen hinsichtlich<br />

ihres Einflusses auf die Federkonstanten untersucht<br />

werden. Variiert worden sind dabei Gummibreite<br />

und Gummidicke. Weiterhin ist in einer<br />

dritten Variation ein Radius an der Innenhülse<br />

des Lagers angebracht worden. Bezüglich der<br />

Simulation ist der Ausgangszustand der Geometriedaten:<br />

Gummibreite 16 mm, Gummidicke<br />

8 mm, Innenradius 0 mm.<br />

Ergebnisse nach Geometrieänderung<br />

·Die Vergrößerung der Gummibreite bewirkt<br />

einen Anstieg der Federkonstanten in allen<br />

Belastungsrichtungen. Am stärksten ist dabei<br />

die Querfederkonstante beeinflussbar, gefolgt<br />

von der Axial- und Drehfederkonstante.<br />

·Bei Erhöhung der Gummidicke sinken alle Federkonstanten.<br />

Die Querfederrate zeigt die<br />

höchste Sensitivität.<br />

·Alle Federkonstanten sinken mit der Zunahme<br />

des Innenradius ab. Dreh- und Querfederkonstante<br />

zeigen bezüglich dieses Geometrieparameters<br />

die größte Empfindlichkeit.<br />

Die Geometrievariationen haben unterschiedlichen Einfluss auf die Veränderung der Federkonstanten<br />

Bilder: TU Freiberg<br />

TU Bergakademie Freiberg<br />

Tel.: +49 3731 393855<br />

daniel.willenborg@imkf.tu-freiberg.de<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 61


FAHRWERK<br />

Neuentwicklung des Schmiermittels<br />

Reibungsreduziertes Untersetzungsgetriebe für elektrische Servolenkungen<br />

NSK hat ein reibungsreduziertes<br />

Untersetzungsgetriebe für elektrische<br />

Servolenkungen (EPS) entwickelt.<br />

Das Getriebe verbessere<br />

nach Herstelleraussage die Interaktion<br />

zwischen Fahrer und Fahrzeug<br />

und reduziere den Kraftaufwand,<br />

den der Fahrer beim Lenken<br />

aufwenden muss. Es schaffe so die<br />

Voraussetzung für sehr sanfte, präzise<br />

Lenkkorrekturen bei Geradeausfahrt<br />

sowie für erhöhten Komfort<br />

beim Rückstellen der Lenkung<br />

aus großen Einschlagwinkeln, etwa<br />

beim Abbiegen.<br />

Um ein gutes Lenkgefühl mit hohem<br />

Lenkkomfort zu erhalten, sind<br />

aus Sicht des Fahrers ein sanftes<br />

Ansprechen der Lenkung beim Beginn<br />

der Lenkradumdrehung sowie<br />

ein ebenso sanftes Rückstellen des<br />

Lenkrads erwünscht. Die innere<br />

Reibung des EPS – vor allem die<br />

des Untersetzungsgetriebes – sei<br />

laut NSK ein Schlüsselfaktor. Daher<br />

habe man ein neues Schmiermittel<br />

entwickelt, das die Reibung des<br />

Untersetzungsgetriebes weiter reduziert<br />

und damit den nötigen<br />

Kraftaufwand für die Betätigung<br />

des Lenkrades verringert. Die spezielle<br />

Additivierung des neuen<br />

Schmierfettes unterbinde einen<br />

Anstieg der Viskosität. Dies führt<br />

dazu, dass sich der Schmierfilm an<br />

den Eingriffsflächen der Zahnräder<br />

bildet und die Reibung des Untersetzungsgetriebes<br />

um 17% reduziert<br />

wird. Außerdem werde das<br />

Feedback verbessert, das die Lenkung<br />

dem Fahrer vermittelt.<br />

Der Kraftstoffverbrauch werde laut<br />

NSK durch elektrische Servolenkungen<br />

reduziert, da der Servoantrieb<br />

– im Vergleich zur Hydraulik –<br />

nur Energie benötigt, wenn er die<br />

Lenkung tatsächlich unterstützt.<br />

NSK wird diese Technik ab 2017 in<br />

Serien-EPS verwenden.<br />

www.nskeurope.de<br />

Mehrphasenstahl aus der AHSS-Familie<br />

Leichtbaustahl für Fahrwerksanwendungen<br />

Tata Steel hat eine neue Stahlsorte<br />

speziell für den Fahrwerks- und<br />

Aufhängungsbereich entwickelt:<br />

HR CP800-UC, einen warmgewalzten,<br />

hochfesten Komplexphasenstahl.<br />

Die Neuentwicklung basiert<br />

auf der Kundenanforderung nach<br />

einem Stahl, der sowohl hochfest<br />

als auch formbar ist und gleichzeitig<br />

Gewicht im Fahrwerk einspart –<br />

eine Kombination, die herkömmliche<br />

hochfeste Stählen nicht bieten.<br />

Bei herkömmlichen HSS-Stählen<br />

verschlechtert sich bei einer höheren<br />

Festigkeit ihre Umformbarkeit,<br />

was zu Problemen in der Fertigung<br />

komplex geformter<br />

Chassis-Komponenten<br />

führt. Der<br />

neue HR<br />

CP800-UC von Tata<br />

Steel ist daher ein<br />

Mehrphasenstahl aus der<br />

AHSS-Familie, der sich besser<br />

umformen lässt. Der Stahl könne<br />

laut Tata vor allem weiter gedehnt<br />

werden, ohne dass er splittert<br />

oder reißt – bei gleicher Festigkeit.<br />

Die feinkörnige bainitische<br />

Matrix-Mikrostruktur erhöhe laut<br />

Tata die Ermüdungsbeständigkeit<br />

und führt zu einer Zugfestigkeit<br />

von etwa 800 MPa.<br />

HR CP800-UC erfüllt sowohl die<br />

Spezifikationen von Euronorm<br />

(HCT780C) und dem VDA<br />

(HR660Y760T-CP). Der Leichtbau-<br />

Fahrwerksstahl ist zunächst in Abmessungen<br />

von 2,5 bis 4,7 mm Dicke<br />

und in einer Breite von bis zu<br />

1650 mm erhältlich; Tata Steel will<br />

das Abmessungsfenster aber weiter<br />

vergrößern.<br />

www.tatasteel.com<br />

Bis -55 °C elastisch oder +80 °C verschleißfest<br />

Lkw-Luftfedern für extreme Temperaturen<br />

Lastwagen und Sattelzüge kommen<br />

verstärkt in Regionen zum<br />

Einsatz, in denen besonders heiße<br />

oder kalte Umgebungstemperaturen<br />

vorherrschen. Für seine<br />

Kunden in der Nutzfahrzeugerstausrüstung<br />

hat ContiTech deshalb<br />

zwei neue Luftfedertypen auf den<br />

Markt gebracht: Die Serie Arktis<br />

für besonders kalte Gebiete und<br />

Hi-Temp-Luftfedern für hohen Temperaturen.<br />

Die wichtigste Grundlage für die<br />

kältebeständigen Luftfedern ist<br />

die spezielle Kautschukmischung.<br />

Mit der neuen Luftfederung seien<br />

Lkws für Temperaturen bis -55 °C<br />

gewappnet. Kunden können die<br />

neue Luftfeder an dem markanten<br />

Schneeflockensymbol erkennen.<br />

In extrem heißen Regionen sehen<br />

die Anforderungen an Luftfedern<br />

in Nutzfahrzeugen ganz anders<br />

aus. Höhere Umgebungstemperaturen<br />

und extreme Witterungseinflüsse<br />

wie Ozon und UV-Strahlung<br />

beschleunigen den Verschleiß. Die<br />

Einbaubedingungen im Fahrzeug<br />

können diesen Prozess weiter verschärfen:<br />

Besonders die Nähe zur<br />

Abgasanlage des Fahrzeuges sorgt<br />

für eine höhere Temperaturbelastung.<br />

Selbst bei gemäßigten klimatischen<br />

Bedingungen nehme<br />

deshalb die Abnutzung des Kautschuks<br />

enorm zu. Daher hat Conti-<br />

Tech die Hi-Temp-Luftfeder entwickelt.<br />

Sie beruht auf einer Mischung<br />

mit Chloropren-Kautschuk<br />

(CR) als Hauptkomponente und ist<br />

mit dem Symbol einer Sonne gekennzeichnet.<br />

Tests zeigten laut<br />

Conti, dass die neue Luftfeder bei<br />

Temperaturen von 80 °C die doppelte<br />

Lebensdauer gegenüber einem<br />

Standardprodukt aufweist.<br />

IAA: Halle 5.1, Stand A02<br />

www.contitech.de<br />

62 AutomobilKonstruktion 3/2015


SKF im Koenigsegg Regera<br />

Radlagereinheiten für den Hybrid-Herrscher<br />

SKF beliefert die Koenigsegg Automotive<br />

AB mit Radlagereinheiten<br />

für die Vorder- und Hinterräder<br />

des Supersportwagens Regera,<br />

der im März dieses Jahres auf dem<br />

Genfer Autosalon vorgestellt wurde.<br />

Dazu Jean-Sylvain Migliore, Manager<br />

Racing Automotive Market bei<br />

SKF: „Natürlich ist die Entwicklung<br />

von Komponenten für den Motorsport<br />

und rennstreckenorientierte<br />

Serienfahrzeuge eine Herausforderung.<br />

Allerdings macht es auch<br />

riesig Spaß, die Lager so auszulegen,<br />

dass sie den extremen Anforderungen<br />

im Rennsport gewachsen<br />

sind und den Kunden absolut<br />

zufrieden stellen. “<br />

Der Regera bietet eine Kombination<br />

aus Kraft, Fahrverhalten und<br />

Luxus. Trotz moderner Technik<br />

und des hohen Komforts ist der<br />

Regera verhältnismäßig leicht und<br />

sei damit voll für die Rennstrecke<br />

geeignet. Auf der Autobahn dürfte<br />

man den über 1800 PS starken Hybrid-Boliden<br />

eher selten zu Gesicht<br />

bekommen – und das liegt<br />

nicht nur daran, dass von diesem<br />

Auto lediglich 80 Exemplare in<br />

Handarbeit gebaut werden: Da er<br />

in zwölf Sekunden von 0 auf<br />

300 km/h beschleunigt, würde<br />

man den Regera ohnehin schnell<br />

wieder aus den Augen verlieren.<br />

www.skf.com<br />

22. – 24. September 2015<br />

Messe Stuttgart<br />

DISCOVER YOUR VISIONS<br />

Organised by<br />

Parallelveranstaltung COMPOSITES EUROPE<br />

www.hybrid-expo.com<br />

Tickets sind gültig für beide Veranstaltungen.


KAROSSERIE + INTERIEUR<br />

Bedienung, bitte!<br />

Automatisiert fahrende Autos wollen anders bedient sein<br />

Die Bedienflächen im Lenkrad kommunizieren per Bluetooth direkt mit den angeschlossenen externen Geräten. Bilder: Valeo<br />

Die im September 2013 geschlossene<br />

Entwicklungskooperation<br />

zwischen Valeo und Safran bündelt<br />

Kompetenzen wie die Bild -<br />

verarbeitung (Safran) und die<br />

Kameratechnik (Valeo). Ziel sind<br />

bis Ende des Jahrzehnts marktfähige<br />

Techniken für hochautomatisiertes<br />

Fahren samt einem passenden<br />

Bedienkonzept.<br />

Der Autor: Hartmut Hammer, freier Mitarbeiter<br />

der AutomobilKonstruktion<br />

Ein 2015 vorgestellter automatisiert fahrender<br />

Prototyp bietet nach Angaben von Valeo als<br />

weltweit erstes Fahrzeug automatisiertes Fahren<br />

auf Stufe 4. Technische Basis sind ein Lidarsensor,<br />

vier Radarsensoren und fünf Kameras.<br />

Sie füttern diverse Assistenzsysteme, die<br />

das System bereits zu automatisierten Stadtund<br />

Autobahnfahrten befähigen sollen. Da<br />

dann der Fahrer nicht mehr die automatisierte<br />

Fahrt überwachen, bei Störungen aber jederzeit<br />

die Kontrolle übernehmen muss, ist eine<br />

Fahrer-Zustandserkennung integriert. Diese<br />

Software zur Gesichtserkennung stammt von<br />

Safran. Sie ist mit mehr als 200 gängigen Kameras<br />

kombinierbar und überprüft das Gesicht<br />

anhand von mehr als 100 definierten Merkmalen<br />

und Messpunkten.<br />

Schlüsselelement Bedienkonzept<br />

Die Fahrererkennung hat zentrale Bedeutung<br />

bei „Mobius“, einem neuen Bedien- und Ver-<br />

netzungskonzept von Valeo speziell für automatisiert<br />

fahrende Automobile der Level 2 bis<br />

4. Bei diesen automatisierten Fahrstufen muss<br />

der Fahrer am Ende automatisierter Fahrtperioden<br />

wieder das Kommando übernehmen. Damit<br />

dieser sicherheitskritische Übergang sicher<br />

und schnell gelingt, spielt laut Valeo das optimale<br />

„Look&Feel“ der Mensch-Maschine-<br />

Schnittstelle eine große Rolle. Denn man hat<br />

die Gewohnheiten und Vorlieben der Autofahrer<br />

genau analysiert. Beispielsweise wollen sie<br />

in automatisierten Fahrphasen am liebsten<br />

E-Mails abfragen, telefonieren und die gewohnten<br />

internetbasierten Dienste nutzen. Die<br />

Antwort von Mobius lautet: unkomplizierte Integration<br />

des Smartphones oder Tablets mit<br />

drahtlosen Schnittstellen wie WiFi, Chromecast<br />

oder Airplay in die Car-IT. Dies beschleunigt<br />

nicht nur den Zugriff auf die Funktionen, sondern<br />

bietet auch den gewohnten Funktionsumfang.<br />

64 AutomobilKonstruktion 3/2015


2015 wird ein zweiter OEM die dreidimensionale Einparkdarstellung in Serie bringen<br />

System die vier Kameras, den Prozessor und<br />

die dazugehörige Bildverarbeitungs-Software.<br />

Mittelfristig (2017) sollen elektronische Rückspiegel<br />

die außen an der Karosserie angebrachten<br />

Spiegel ersetzen und so durch aerodynamische<br />

Verbesserungen laut Valeo bis zu<br />

1,3 g CO 2 pro Kilometer einsparen. Technisch<br />

entsprechen die kamerabasierten Systeme von<br />

Valeo und Safran der geplanten Neufassung<br />

der ECE R46, die ab 2016 den Ersatz der konventionellen<br />

Spiegel durch elektronische Kamerasysteme<br />

ermöglichen wird.<br />

Nur etwas später (2018) könnte eine Inertial-<br />

Messeinheit in Serie gehen, die Safran aus der<br />

Wehrtechnik und Luftfahrt für das Automobil<br />

adaptiert hat. Sie nutzt neueste mikroelektromechanische<br />

Sensorik (MEMS-Technik) und<br />

soll mit einer Toleranz von wenigen Millimetern<br />

als redundantes System die Position bestimmen,<br />

falls Tunneldurchfahrten oder Häuserschluchten<br />

die GPS-Ortung beeinträchtigen.<br />

Zweitens wünschen sich die Autofahrer eine ergonomisch<br />

optimale Darstellung der<br />

Smartphone-Inhalte. Mobius präsentiert die<br />

Inhalte deshalb auf einem großen, frei konfigurierbaren<br />

Cockpitdisplay direkt vor dem Fahrer.<br />

Dafür hat man das Lenkrad etwas verkleinert<br />

und nach unten gerückt.<br />

Drittens hält es Valeo für vorteilhaft, die Hände<br />

auch bei automatisierten Fahrphasen möglichst<br />

am Lenkrad zu belassen. Folgerichtig<br />

wird bei Mobius die IT mit zwei links und<br />

rechts im Lenkrad angebrachten Bedienflächen<br />

per Touch- und Tasterfunktion gesteuert.<br />

Status optisch angezeigt<br />

Damit der Fahrer immer über den aktuellen<br />

Fahrzustand Bescheid weiß, wechselt die Cockpitgrafik<br />

jeweils komplett. So leuchtet beim<br />

manuellen Fahren eine konventionelle Instrumentenlandschaft<br />

im Cockpit auf. Bei automatisierter<br />

Fahrt hingegen wechselt die Farbe<br />

und die wichtigsten Fahrfunktionen wandern<br />

links und rechts an den Displayrand. Zentral<br />

werden dann die gewünschten Infotainmentfunktionen<br />

angezeigt und per Bedienflächen<br />

im Lenkrad dirigiert.<br />

Sobald das System den Fahrer zur Übernahme<br />

des Fahrzeugs auffordert, wechselt die Cockpitgrafik<br />

wieder und der Fahrer hat optimalerweise<br />

die Hände bereits am Lenkrad. Valeo<br />

verspricht sich dadurch eine minimale Reaktionszeit<br />

und weniger Ablenkung als bei einem<br />

in der Mittelkonsole platzierten Infotainment-<br />

Bildschirm.<br />

Aus Sicherheitsgründen werden die Daten der Rückspiegel-Kameras<br />

mit den Signalen von Radarsensoren fusioniert<br />

Kamera statt Spiegel<br />

Entscheidende Mithilfe bei automatisierten<br />

Fahrten bieten einige Assistenzfunktionen, die<br />

Valeo und Safran entweder schon in Serie gebracht<br />

haben oder bringen werden. Als erstes<br />

Kooperationsprodukt ging 2014 die dreidimensionale<br />

Ansicht des Fahrzeugs beim Einparkvorgang<br />

im VW Passat in Serie. Diese Birdview-<br />

Ansicht stellt den Passat – je nach Wunsch des<br />

Fahrers von vorne, von der Seite oder von hinten<br />

dar. Valeo und Safran liefern für dieses<br />

IAA Valeo: Halle 8.0, Stand A35<br />

Valeo<br />

Tel.: +33 1 40 55 21 75<br />

presse-contact.mailbox@valeo.com<br />

Safran<br />

Tel.: +33 1 40 60 84 40<br />

service-presse.safran@safran.fr<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 65


KAROSSERIE + INTERIEUR<br />

Low-Emission Schaumdichtung für saubere Luft<br />

Wenn es noch keine gesetzlichen Vorschriften gibt, definieren sich die Hersteller eigene Standards<br />

Weil wir heute sehr viel Zeit im Auto verbringen,<br />

legen die Autohersteller besonderen Wert<br />

auf die optimale Ausgestaltung des Fahrzeuginnenraums.<br />

Und das nicht nur in puncto Bequemlichkeit<br />

und Bedienerfreundlichkeit, sondern<br />

auch, was die Luftqualität und Emissionsarmut<br />

und damit die Gesundheit der Autoinsassen<br />

betrifft.<br />

Durch die Verwendung von Materialien mit<br />

möglichst geringen Emissionen können zu hohe<br />

VOC-Belastungen der Luft in Fahrzeuginnenräumen,<br />

die oft Irritationen von Augen, Nase,<br />

Rachen und der Haut oder allergische Wirkungen<br />

erzeugen, vermieden werden. Leichtflüchtige<br />

organische Verbindungen, bekannt unter<br />

dem Sammelbegriff Volatile Organic Compound<br />

(VOC), können langsam an die Oberfläche<br />

von Kunststoffbauteilen diffundieren und<br />

so an die Luft gelangen. Dabei handelt es sich<br />

z.B. um Begleitstoffe wie zum Beispiel Lösemittel,<br />

Weichmacher, Stabilisatoren, Lösungsvermittler,<br />

Antioxidationsmittel oder Additive,<br />

die nicht immer fest in die Molekülstruktur von<br />

Kunststoffen oder Klebern eingebunden sind.<br />

Saubere Luft im Auto: Sonderhoff erfüllt die herstellereigenen Low-Emission-Normen von Daimler (DBL5452-13),<br />

GM/Opel (GMW15634, GMW60326, GMW3235-B, GMW60271), BMW (PA-C 325) und VW/AUDI (VW50180, PV3925,<br />

PV3015)<br />

Die Weiterentwicklung von emissionsarmen<br />

Polyurethanschäumen<br />

ist bei Sonderhoff schon länger<br />

ein Thema. Inzwischen stehen<br />

Schaumdichtungen zur Verfügung,<br />

die den Grenzwertanforderungen<br />

fast aller Automobilhersteller entsprechen.<br />

Daimler etwa bestätigte<br />

dem Dichtungsspezialisten aus<br />

Köln, dass die Dichtung Fermapor<br />

K31-A-45CO-1-G-LE die herstellereigenen<br />

Liefervorschrift DBL<br />

5452-13 zur Einhaltung der Zielwerte<br />

von VOC-Emissionen und für<br />

das Foggingverhalten erfüllt.<br />

Vermehrter Einsatz von Low-Emission Materialien<br />

im Autobau<br />

Beim Einsatz der falschen Werkstoff sind üblicherweise<br />

im Autoinnenraum – gemessen an<br />

der Fläche der verbauten Bauteile – mehr<br />

Emissionen vorhanden als am Arbeitsplatz im<br />

Büro. Und deshalb sollten die Grenzwerte der<br />

Konzentration organisch flüchtiger Substanzen<br />

der Luft im Auto deutlich unter den in Gebäuden<br />

akzeptierten Werten liegen.<br />

So können VOCs in der Luft unter anderem dazu<br />

führen, dass ein von Experten als Fogging<br />

bezeichneter Effekt entsteht. Fogging (Vernebelung)<br />

ist ein physikalischer Effekt, der sich<br />

nicht gänzlich verhindern lässt. Rußpartikel,<br />

Staub- und/oder Aerosolteilchen in der Luft<br />

bewegen sich dabei aus warmen in kältere Zonen<br />

und scheiden sich dort ab. Beim Auto<br />

kann das zu einem Beschlagen der Windschutzscheibe<br />

oder der Innenseite der Scheinwerfer<br />

führen. Im Extremfall könnte dadurch<br />

die Verkehrssicherheit der Autofahrer beeinträchtigt<br />

werden. Weil es aber gesetzliche<br />

Grenzwerte für die Summe der in der Innenraumluft<br />

vorliegenden VOC-Bestandteile derzeit<br />

noch nicht gibt, legen die Autohersteller in<br />

Der Autor: Florian Kampf, Teamleiter Marketing/PR bei<br />

Sonderhoff Chemicals, Köln<br />

Um dem Fogging vorzubeugen, müssen VOCs in der<br />

Innenluft niedrig gehalten werden<br />

66 AutomobilKonstruktion 3/2015


ihren Liefervorschriften werkseigene Low-Emission-Zielwerte<br />

fest.<br />

Fast alle in der Fahrgastzelle verbauten Kunststoffe,<br />

mit denen die Autoinsassen während<br />

der Fahrt in Kontakt kommen, bestehen mittlerweile<br />

aus Low-Emission-Materialien, wie etwa<br />

Sitzausschäumungen, Armaturenbrett- und<br />

Lenkradbeschichtungen, Türinnenverkleidungen,<br />

Sonnenschutzblenden oder Schaltknäufe.<br />

In der letzten Zeit schenken die Autobauer<br />

auch den in Innenräumen von Fahrzeugen verbauten<br />

kleineren Teilen stärkere Beachtung,<br />

wie zum Beispiel den Schaumdichtungen. Da<br />

gerade dort ein sauberes, möglichst allergenfreies<br />

Raumklima ohne Geruchsbelästigung<br />

vorherrschen soll, achtet der Dichtungsspezialist<br />

Sonderhoff Chemicals aus Köln darauf,<br />

dass der Anteil von VOCs und lösemittelhaltigen<br />

Stoffen in den Dichtungsprodukten so gering<br />

wie möglich ist.<br />

Schaumdichtung für Low-Emission Anforderungen<br />

Die Low-Emission Schaumdichtungssysteme<br />

von Sonderhoff erfüllen die in den herstellereigenen<br />

Normen definierten Zielwerte für weichelastische<br />

offenzellige Polyurethanschaumstoffe.<br />

So entspricht zum Beispiel die von Sonderhoff<br />

entwickelte Low-Emission Polyurethanschaumdichtung<br />

Fermapor K31-A-45CO-<br />

1-G-LE den in der Daimler-Liefervorschrift DBL<br />

5452–13 für formgeschäumte weichelastische<br />

Schaumstoffe auf Polyurethanbasis festgelegten<br />

Zielwerten. Sie liegen für die VOC-Emission<br />

bei 100 μg und für das Foggingverhalten bei<br />

250 μg pro Gramm Polyurethan. Damit lässt<br />

sich eine Luftbelastung des Fahrzeuginnenraums<br />

mit VOCs deutlich reduzieren.<br />

Die Emissionswerte werden von unabhängigen<br />

Institutionen nach den Normen VDA 278 im Zusammenhang<br />

mit Thermodesorption (VOC,<br />

Fogging) und VDA 275 betreffend Formaldehyd-<br />

Emission bestimmt. Hierbei wird das Ausdampfen<br />

leichtflüchtiger organischer Bestandteile<br />

bei niedrigen Temperaturen in Form des<br />

VOC-Wertes gemessen als auch das Ausdampfen<br />

schwerflüchtiger Bestandteile bei hohen<br />

Temperaturen, ausgedrückt durch den FOG-<br />

Wert. Kunststoffe und eben auch Dichtungen<br />

dürfen selbst bei extremen Temperaturen, wie<br />

sie im Fahrzeuginneren bei direkter Sonneneinstrahlung<br />

im Sommer oft vorherrschen, kei-<br />

Sonderhoff fertigt z.B. auch Dichtungen für Lüftungsund<br />

Klimasysteme, die für die Umwälzung der Innenluft<br />

verantwortlich sind<br />

Bilder: Sonderhoff<br />

ne Schadstoffe ausstoßen, die ab einer bestimmten<br />

Menge eine Gesundheitsgefährdung<br />

hervorrufen könnten. Die Minimierung von<br />

Emissionen wird über die Auswahl der Materialrohstoffe<br />

erreicht.<br />

Saubere Luft im Auto<br />

Weil die Medizin erkannt hat, dass VOC-Emissionen<br />

häufig die Auslöser von Atembeschwerden<br />

oder Kontaktallergien sein können, werden<br />

auch in Zukunft Produkte aus Low-Emission-Materialien<br />

weiter an Bedeutung gewinnen.<br />

Die wachsende Anzahl an Allergikern in<br />

Deutschland, mittlerweile über 25%, wird deshalb<br />

als potenzielle Käufergruppe gerade von<br />

den Autoherstellern mit Angeboten für ein allergengetestetes<br />

Fahrzeuginneres umworben.<br />

Ford zum Beispiel bewirbt seit 2004 als einer<br />

der ersten Autohersteller das allergengetestete<br />

Fahrzeuginnere seiner Autos mit einem speziellen<br />

TÜV-Zertifikat. Die besonders bei den<br />

Autoherstellern und deren Zulieferern nachgefragten<br />

Low-Emission Dichtungsprodukte<br />

von Sonderhoff leisten ihren Beitrag, den Fogging-Effekt<br />

und VOC-Belastungen der Luft im<br />

Autoinneren zu reduzieren. Saubere Luft im<br />

Fahrzeug wird auch deshalb ein wichtiges Thema<br />

bleiben, da das Auto für die Mobilität von<br />

Morgen seine Bedeutung nicht so schnell verlieren<br />

wird.<br />

Sonderhoff Holding GmbH<br />

Tel.: +49 221 95685-0<br />

f.kampf@sonderhoff.com<br />

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KAROSSERIE + INTERIEUR<br />

Diskutierten beim Roundtable in München: Christian Reinhard (Head of HMI, Elektrobit), Manuel Perez Prada (Creative Director, Designagentur Ziba) und<br />

Prof. Dr. Ansgar Meroth (Professor für Informatik und Informationssysteme im Kfz, Hochschule Heilbronn)<br />

Bilder: Elektrobit<br />

„Idiotensicherheit schafft Idioten“<br />

Die größten noch zu lösenden Probleme des autonomen Fahrens liegen<br />

beim Nutzer und sind eher psychologisch bedingt<br />

Selbstfahrende Autos sind derzeit<br />

das heißeste Eisen jeder automobilen<br />

Entwicklungsabteilung,<br />

Probleme bereiten aber nicht<br />

Technik oder Gesetzgebung, sondern<br />

die Akzeptanz des Nutzers.<br />

Auf einem Roundtable von Elektrobit<br />

diskutierten Experten nun,<br />

wie sich das in den Griff bekommen<br />

lassen könnte.<br />

Der Autor: Tobias Meyer, freier Mitarbeiter<br />

der AutomobilKonstruktion<br />

Rein technisch wäre das autonome Fahren<br />

längst möglich: Google hat seine fahrerlosen<br />

Fahrzeuge bereits auf über 1,5 Mio. Kilometer<br />

gebracht, ein von Delphi ausgestatteter Audi<br />

fuhr 5600 Kilometer zu 99 % autonom von San<br />

Francisco nach New York, und Nissan will<br />

nächstes Jahr auf Japans Autobahnen fahrerlos<br />

unterwegs sein, die japanischen Städte will<br />

man bis 2020 erobern.<br />

Eindösen oder den Sitz nach hinten drehen<br />

wird dem Fahrer dennoch so schnell nicht erlaubt<br />

werden: Laut dem Wiener Verkehrsabkommen<br />

von 1968 muss der Fahrer immer<br />

die Kontrolle über das Fahrzeug haben. Bis<br />

dieser Passus fällt, wird es nach Expertenansicht<br />

noch dauern, das autonome Fahren<br />

wird daher nur schrittweise erlaubt werden.<br />

Computer zeigt Mensch, wo er noch üben muss<br />

Wenn dem Fahrer immer mehr Aufgaben im<br />

Wagen abgenommen werden, fehlt ihm irgendwann<br />

die Routine. Bekannt ist das Phänomen<br />

heute bereits in der Luftfahrt, wo der Autopilot<br />

so viel übernommen hat, dass der echte Pilot<br />

zusätzlich in den Simulator muss, um nicht aus<br />

der Übung zu kommen. Manuel Perez Prada,<br />

Kreativdirektor der Designagentur Ziba, beschreibt<br />

diese Problem prägnant: „Idiotensicherheit<br />

schafft Idioten.“ Der Designer hilft Autobauern,<br />

Bedienelemente zu entwickeln, die<br />

dem Problem entgegenwirken. Der Computer<br />

könnte dabei überprüfen, wie fähig der Fahrer<br />

ist, wenn er selbst fährt und so aufzeigen, wo<br />

er Schwächen hat. Augenscanner könnten<br />

überwachen, ob der Fahrer noch wach genug<br />

ist, um im Notfall eingreifen zu können.<br />

Vertrauen durch Information<br />

Ansgar Meroth, Professor für Informatik und Informationssysteme<br />

im Kfz an der Hochschule<br />

Heilbronn, berichtet ebenfalls über neue Ängste,<br />

die im bisherigen Fahrerlebnis nicht vorkamen:<br />

Etwa, dass sich der Fahrer während der<br />

computergesteuerten Fahrt nicht an Radio oder<br />

Klimasteuerung traut, da er fürchtet, dadurch<br />

in die automatische Fahrsteuerung einzugreifen<br />

und dort einen Fehler verursachen könnte.<br />

Zudem muss der Kunde dem System vertrauen,<br />

sonst kauft er es nicht. „Ich habe selbst mehrere<br />

Anläufe gebraucht, um bei einem Test mit<br />

120 km/h auf eine Mauer zuzufahren. Der Kollege<br />

sagte zwar, der Computer kenne die Mauer,<br />

ich habe dennoch mit einer Vollbremsung<br />

eingegriffen“, erzählt Meroth. Ein mögliche Lösung<br />

dafür ist, dem Fahrer mitzuteilen, was<br />

das Auto gerade tut. Das kann z.B. über ein<br />

Head-up-Display erfolgen, auf dem eine erkannte<br />

Gefahr – etwa spielende Kinder – frühzeitig<br />

angezeigt wird. So weiß der Fahrer, dass<br />

sein Wagen die Situation im Griff hat.<br />

Auch wenn das Auto besser reagiert, als das<br />

ein Mensch je könnte – menschliches Versagen<br />

ist die häufigste Unfallursache – und die<br />

Unfallstatistik mit zunehmender Automatisierung<br />

daher nach Ansicht der Experten höchstwahrscheinlich<br />

einen Abwärtstrend einschlagen<br />

würde, stünde nach einem Unfall wohl<br />

dennoch im Gewissen des Fahrers die Frage:<br />

Wäre das vielleicht nicht passiert, wenn ich<br />

das Steuer selbst in der Hand gehabt hätte?<br />

IAA: Halle 4.0, Stand E31<br />

Elektrobit Automotive GmbH<br />

Tel.: +49 9131 / 7701-0<br />

sales.automotive@elektrobit.com<br />

68 AutomobilKonstruktion 3/2015


Brose auf der IAA 2015<br />

Die künftige Generationen multifunktionaler Innenräume<br />

„Competence for Tomorrow’s Mobility“<br />

lautet das Motto von Brose<br />

auf der IAA 2015. So zeigt der Mechatronikspezialist<br />

anhand einer<br />

vollständig elektrifizierten Sitzplattform,<br />

wie er sich künftige Generationen<br />

multifunktionaler Innenräume<br />

vorstellt: komfortabel<br />

und individuell einstellbar, dabei<br />

konsequent dem Leichtbaugedanken<br />

folgend.<br />

Die Vorteile eines Gesamtsystems<br />

im Sitzbereich demonstriert Brose<br />

mit einer innovativen Sitzplattform.<br />

Damit stellt der Zulieferer<br />

erstmals einen Fahrzeuginnenraum<br />

mit vollständig elektrifizierter<br />

erster, zweiter und dritter Sitzreihe<br />

vor: Alle Verstellebenen lassen<br />

sich komplett fernsteuern –<br />

beispielsweise per Smartphone-<br />

App. Der Fahrer kann so den kompletten<br />

Innenraum anpassen – je<br />

nachdem, ob eine halbe Fußballmannschaft<br />

oder Material aus<br />

dem Baumarkt transportiert werden<br />

soll. Einstellungen lassen sich<br />

nach persönlichen Vorlieben vornehmen<br />

und abspeichern, was<br />

nach Aussage von Brose maximale<br />

Individualisierung ermögliche.<br />

Auch der Trend zu übersichtlicheren<br />

Interieurs kommt zum Tragen:<br />

Ein neues Schienenkonzept für<br />

die Sitzlängsverstellung sorge dafür,<br />

dass Fahrzeuginnenräume<br />

hochwertig und aufgeräumt anmuten.<br />

Zudem entsteht so deutlich<br />

mehr Beinfreiheit für die Fondpassagiere.<br />

Brose zeigt mit seinem Seitentürantrieb<br />

zudem eine neue Lösung<br />

für den Fahrzeugzugang. Dieser<br />

öffnet und schließt die Tür selbst<br />

in Hanglagen automatisch und<br />

lässt sich auch durch Mobilgeräte<br />

ansteuern. Durch einen stufenlosen<br />

Türfeststeller macht der Antrieb<br />

das Öffnen und Schließen<br />

von Hand ebenfalls komfortabler,<br />

ohne zusätzlichen Kraftaufwand.<br />

Für die nötige Sicherheit sorgen<br />

dabei Kollisions- und Einklemmschutz.<br />

Des weiteren demonstriert<br />

der Brose auf der IAA seine Kompetenz<br />

für Leichtbau, etwa mit der<br />

Weiterentwicklung seines Türsystems<br />

aus Organoblech. Dieses soll<br />

im Vergleich zu konventionellen<br />

Stahltüren bis zu fünf Kilogramm<br />

pro Fahrzeug einsparen.<br />

Auch im Bereich der<br />

Schließsysteme ist Gewichtsreduktion<br />

ein Muss:<br />

So sorgt Broses Flex-Pol<br />

Aktuator für den<br />

Wegfall von<br />

bis zu drei<br />

Motoren<br />

und Getrieben<br />

je<br />

Schloss,<br />

was dieses<br />

robuster und<br />

leichter macht. Beide<br />

Technologien sind<br />

bereit für den Einsatz in der<br />

Großserie.<br />

Ein Meilenstein für Brose ist die<br />

elektrische Ölpumpe, bestehend<br />

aus einem elektronisch kommutierten<br />

Motor, der Steuerelektronik<br />

und einer Pumpe. Die aufeinander<br />

abgestimmten Komponenten<br />

sollen für Verbesserungen<br />

bei Wirkungsgrad, Akustik<br />

und Gewicht sorgen. Die (Zusatz-)Ölpumpe<br />

ermöglicht die<br />

Start-Stopp-Funktion sowie den<br />

Segelbetrieb, da sie bei ausgeschaltetem<br />

Motor den Druck im<br />

Getriebe aufrechterhält. Dadurch<br />

würden Emissionsreduktionen von<br />

bis zu 10 Gramm CO2/km möglich.<br />

Zudem erlaubt das Nebenaggregat<br />

die Verkleinerung / Substitution<br />

der Hauptgetriebeölpumpe. Weitere<br />

Anwendungsgebiete sind die<br />

Schmierung und Kühlung in Hybridanwendungen.<br />

IAA: Halle 4.0, Stand D01/D02<br />

www.brose.com<br />

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KAROSSERIE + INTERIEUR<br />

Neuartiges Leichtbaudach im Smart Fortwo<br />

Bienenwabe auf dem Autodach<br />

Mit dem Polyurethan-Schaumsystem<br />

Elastoflex E von BASF ist es<br />

jetzt erstmals gelungen, ein Autoaußenbauteil<br />

in Sandwich-Wabentechnik<br />

mit Class-A-Folie in Großserie<br />

herzustellen. Das Dachmodul<br />

im Standardmodell des neuen<br />

Smart Fortwo besteht aus einer<br />

Papierwabe und zwei umschließenden<br />

Glasfasermatten, die in einem<br />

Sprühimprägnierprozess mit<br />

dem niedrigdichten, thermisch aktivierbaren<br />

Elastoflex E 3532 besprüht<br />

und mit einer durchgefärbten<br />

Class-A-Oberflächenfolie verpresst<br />

werden. In einem Arbeitsschritt<br />

entsteht so ein Dachmodul,<br />

das um 30% leichter ist als das Seriendach<br />

des Vorgängermodells –<br />

bei gleicher Festigkeit und Biegesteifigkeit.<br />

Entwickelt hat das Leichtbaudach<br />

die Firma Fehrer Composite<br />

Components, die es in ihrem<br />

Werk in Großlangheim fertigt.<br />

Bisher wird die Wabentechnologie<br />

im Autoinnenraum verwendet, z.B.<br />

für Ladeböden, Dachhimmel und<br />

Hutablagen. Für den Einsatz in Exterior-Bauteilen<br />

hat die BASF das<br />

Polyurethan-Halbhartsystem in<br />

Viskosität und Reaktivität so eingestellt,<br />

dass es gute Verbundeigenschaften<br />

aufweist und eine<br />

gleichmäßige, dünne Benetzung<br />

der Glasfasermatten gewährleistet,<br />

ohne zu tropfen . Nachdem<br />

das Halbzeug imprägniert wurde,<br />

wird es in einem beheizten Werkzeug<br />

zusammen mit der Class-<br />

A-Folie in Form gepresst. Dabei<br />

schäumt das PU-System am Rand<br />

des Sandwichs leicht auf und<br />

schafft einen festen Materialverbund<br />

zwischen Folie, Verstärkungsmatten<br />

und dem Papierwabenkern.<br />

Elastoflex E ist hinsichtlich<br />

der Reaktivität so eingestellt,<br />

dass lange Sprühzeiten von bis zu<br />

120 s für großflächige Bauteile bei<br />

gleichzeitig kurzen Entformungszeiten<br />

bis 60 s möglich sind. Dekormaterialien<br />

und Folien können<br />

im Werkzeug direkt hinterschäumt<br />

werden.<br />

IAA: Halle 4.1, Stand C41<br />

www.basf.com<br />

TÜV SÜD<br />

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Mehr Fahrzeugsicherheit für Menschen mit Behinderungen<br />

Neue Drehsitze aus Schweden<br />

Der sicherste Weg, in einem Fahrzeug zu reisen,<br />

ist im Autositz unter Verwendung eines Sicherheitsgurtes.<br />

Ein Drehsitz ist eine Lösung,<br />

die Rollstuhlfahrern genau dies ermöglicht. Autoadapt,<br />

ein schwedisches Unternehmen für<br />

Fahrzeuganpassungslösungen, führt jetzt eine<br />

neue Version seines Turny Evo ein. Es ist der<br />

erste von zwei neuen Drehsitzen, die dieses<br />

Jahr auf den Markt kommen. Das wichtigste<br />

Merkmal des Turny Evo bleibe dabei bestehen:<br />

Fahrern sowie Beifahrern dabei zu helfen, im<br />

Auto Platz zu nehmen. Zugleich aber wurden<br />

Verbesserungen im Hinblick auf Komfort, Benutzerfreundlichkeit,<br />

Einbau und Sicherheit<br />

vorgenommen.<br />

Ein Drehsitz ist dabei kein eigenständiger Sitz,<br />

sondern eine Vorrichtung unter dem Sitz, mit<br />

dem dieser zur Türöffnung hin gedreht werden<br />

kann. Ein Sitzlift ist eine Drehsitzvariante, bei<br />

der der gesamte Sitz aus dem Fahrzeug und<br />

auf eine für den Benutzer geeignete Höhe gefahren<br />

wird.<br />

Alle Drehsitze von Autoadapt haben<br />

Crashtests durchlaufen und sind nach den<br />

gleichen Standards zugelassen, die für die<br />

Automobilindustrie gelten. Mit dem neuen<br />

Turny Evo und dem bald erscheinenden Turny<br />

Low Vehicle geht das Unternehmen über diesen<br />

Standard von erfolgreichen Crashtests bei<br />

30 G mit einem 102 kg schweren Crashtest-<br />

Dummy noch hinaus.<br />

Ein Autositz und ein Rollstuhl sind zwei sehr<br />

verschiedene Dinge. Der Autositz wurde entwickelt,<br />

um das Reisen in einer statischen Position<br />

bequem zu gestalten. Gewicht und andere<br />

Faktoren müssen dabei jedoch nicht berücksichtigt<br />

werden. Damit ein Sicherheitsgurt effektiv<br />

ist, muss er über die richtige Gurtgeometrie<br />

verfügen. Dies ist sehr viel einfacher, wenn der<br />

Nutzer in einem Autositz so Platz nimmt, wie es<br />

von den Fahrzeugdesignern vorgesehen wurde.<br />

Der Drehsitz ermöglicht das. Ein möglicherweise<br />

eher emotionalerer Grund, den Drehsitz zu verbauen,<br />

ist die größere Auswahl an Fahrzeugtypen<br />

und -modellen. Anpassungen mit abgesenktem<br />

Boden erfordern sehr viel Platz im Innenraum,<br />

während ein Drehsitz in nahezu alle<br />

massenproduzierten Fahrzeuge passt.<br />

Peter Wahlsten, Executive Vice President bei Autoadapt:<br />

„Wir sind der festen Überzeugung,<br />

dass jeder ein gleiches Anrecht auf Sicherheit<br />

hat; wenn man jedoch mit einem Rollstuhl in einem<br />

Fahrzeug unterwegs ist, nimmt man von<br />

Vornherein ein niedrigeres Maß an Sicherheit in<br />

Kauf. Ohne eine geeignete Stütze für Kopf und<br />

Nacken ist die Gefahr praktisch so schwerwiegend,<br />

als ob man keinen Gurt angelegt hätte.“<br />

Darüber hinaus können Drehsitze mit dem<br />

existierenden Lochmuster installiert werden,<br />

und wenn das Fahrzeug verkauft wird, kann<br />

der Sitz vollständig wiederhergestellt werden.<br />

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weil sie die optimale Wärmemenge<br />

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richtige Stelle bringt. Zum<br />

Beispiel, um Beschichtungen<br />

schnell zu trocknen oder<br />

Kunststoffe gezielt zu erwärmen.<br />

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3/2015 AutomobilKonstruktion 71


KAROSSERIE + INTERIEUR<br />

Auch bei hybriden Bauteilen<br />

Fotorealistische Eloxaloberflächen<br />

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Deutschland<br />

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Mit den Anodisation Surface Solutions (A.SS)<br />

bietet die Holzapfel Group eloxierte Oberflächen<br />

mit einem neuen Individualisierungsgrad,<br />

auch bei der Beschichtung kompletter Hybridverbundteile.<br />

Die Anodisation Surface Solutions<br />

ermöglichen individuelle metallische Beschichtungen<br />

nicht nur in farblicher Hinsicht,<br />

sondern bezüglich der gesamten optischen Gestaltung.<br />

Integriert in den Anodisierungsprozess<br />

werden Logos, Texte, Bilder, fortlaufende<br />

Nummern, Barcodes etc. detailgetreu wiedergegeben.<br />

Gleichzeitig ist die beschichtete<br />

Oberfläche eloxaltypisch „hart“.<br />

Das Verfahren ist bei flüssigkeitsdichtem Verbund<br />

von Aluminium und Kunststoff auch auf<br />

hybride Werkstoffe applizierbar. Die A.SS machen<br />

sich ein Druckverfahren zunutze, bei dem<br />

das Motiv in der Eloxalschicht des Aluminiums<br />

detailgetreu eingeschlossen wird. Die Farbe ist<br />

somit nicht auf der Oberfläche aufgebracht,<br />

sondern befindet sich geschützt im Material.<br />

Farbverläufe und Fotos können direkt aus einer<br />

Datei heraus in vielen Farben in der Eloxalpore<br />

dargestellt werden. Dank moderner Digitaldrucktechnik<br />

sind selbst fotorealistische Bilder<br />

und Farbverläufe leicht darstellbar – und das<br />

ohne die beim Siebdruck nötige Film- und<br />

Siebherstellung. Auch Wechseltexte, fortlaufende<br />

Nummerierungen und Barcodes können<br />

erstellt werden. Individuelle Oberflächen wie<br />

etwa Schliffbilder, Facetten, sägeschnittraue,<br />

glasperlen- oder korundgestrahlte Oberflächen<br />

sowie Profilierungen behalten ihre Eigenschaften<br />

auch nach der Beschichtung.<br />

Die Holzapfel Group ermöglicht die individuellen<br />

Oberflächen auch für komplette Hybridverbundteile<br />

mit den Vorteilen des One-way-Wertschöpfungsprozesses.<br />

Die Beschichtung erfolgt<br />

durch Eloxieren und zusätzliches individuelles<br />

Einlagern von Farbpigmenten in die<br />

Eloxalpore. Dies wird als letzter Fertigungsschritt<br />

vorgenommen. So wird etwa ein Aufreißen<br />

der Eloxalschicht durch nach der Beschichtung<br />

durchgeführte Hinterspritz- oder Klebevorgänge<br />

vermieden. Laut Holzapfel mache dies<br />

das Verfahren optimal für die Beschichtung<br />

kunststoffhinterspritzter Bauteile mit hohem<br />

optischem Anspruch.<br />

Durch die Einlagerung im Material sind die generierten<br />

Oberflächen sehr widerstandsfähig<br />

und beständig gegen Öle, Fette und Lösungsmittel.<br />

Die Beschichtungen halten mechanischen<br />

Beschädigungen wie Kratzern (Fingernageltest,<br />

Tesatest, Funkenflugtest) in gleichem<br />

Maße stand wie bisherige Eloxalober -<br />

flächen. Laut Holzapfel sei das Verfahren besonders<br />

interessant für flache Bauteile, wobei<br />

Plattengrößen von bis zu 600 mm x 1800 mm<br />

mit möglich sind. Auch auf leicht profilierten<br />

Oberflächen sei eine detailgetreue Darstellung<br />

möglich.<br />

www.holzapfel-group.com<br />

www.kiefel.com


Johnson Controls auf der IAA: Seating Demonstrator SD15<br />

Lösungen für den Autositz von morgen<br />

Auf der IAA präsentiert Johnson Controls den<br />

Seating Demonstrator SD15, der zukünftige<br />

Trends für Autositze aufzeigt. Er bietet in der<br />

vorderen Sitzreihe einen auf geschwungenen<br />

Schienen montierten elektrisch verstellbaren<br />

Fahrersitz, der die separaten und komplexen<br />

Mechanismen konventioneller Sitzeinstellungen<br />

überflüssig machen soll. Der Sitz ist mit einer<br />

direkt an der Sitzstruktur befestigten Bedienkonsole<br />

ausgestattet, die sich mit dem Insassen<br />

bewegt und nicht fest zwischen den Sitzen<br />

angeordnet ist. Zusätzlich bietet die Konsole<br />

Optionen zum drahtlosen Laden mobiler<br />

Geräte. Diese neueste Generation schlanker<br />

Kopfstützen lässt sich außerdem mit einem<br />

Kippmechanismus kombinieren. Das schlanke<br />

Design eigne sich laut Hersteller ideal für Sitzanwendungen<br />

bei begrenztem Platzangebot.<br />

Der Beifahrersitz des SD15 ist auf besonders<br />

langen 'Gemini'-Schienen befestigt, sodass der<br />

Sitz sowohl direkt vor das Armaturenbrett gefahren<br />

und dort verstaut oder auch weit nach<br />

hinten gefahren werden kann, um das Beladen<br />

des Fahrzeugs von der Seite zu vereinfachen.<br />

In der zweiten Reihe kommt ebenfalls das Gemini-Schienensystem<br />

zum Einsatz. Durch die<br />

einzigartige Kinematik der Rücksitzbank besteht<br />

die Möglichkeit, das Fahrzeug mit einer<br />

einfachen Bewegung aus einem Viersitzer in einen<br />

Fünfsitzer zu verwandeln. Die Struktur erlaubt<br />

es, die Sitzbank nach vorne zu bewegen<br />

und so in eine zentrale Sitzposition mit drei<br />

Sitzplätzen zu bringen. Wird sie nach hinten<br />

verschoben, klappt der mittlere Sitz zusammen<br />

und die dadurch schmalere Sitzreihe findet<br />

zwischen den Radkästen Platz. Diese Funktion<br />

maximiert einerseits die Beinfreiheit und erleichtert<br />

andererseits das Beladen des Fahrzeugs.<br />

Darüber hinaus zeigen die im Tintenstrahlverfahren<br />

bedruckten Sitzbezüge des SD15, was<br />

Johnson Controls in Sachen Individualisierung<br />

leisten kann. Die gewichts- und platzsparenden<br />

Multimaterialsitze sind mit ergonomischen<br />

Schaumteilen gepolstert und sollen für die Gewichtseinsparung<br />

bei Automobilsitzen wegweisend<br />

sein. Darüber hinaus wurden die Sitze in<br />

beiden Reihen mit der SuperGroove-Verkleidungstechnologie<br />

von Johnson Controls aufgewertet.<br />

Laut dem Hersteller verleihe sie den<br />

Sitzen ein schlankes Erscheinungsbild und verbessere<br />

so ihre gesamte Qualitätsanmutung.<br />

Alle im Seating Demonstrator präsentierten Lösungen<br />

greifen den Trend autonomens Fahren<br />

in Bezug auf den Multifunktions-Fahrzeugsitz<br />

der Zukunft auf. Des Weiteren besteht die Möglichkeit,<br />

unter dem Sitz eine 48-V-Batterie zu<br />

platzieren.<br />

IAA: Halle 5.1, Stand B24<br />

www.johnsoncontrols.de


TESTEN + PRÜFEN<br />

Der Abgasgesetzgebung einen Schritt voraus<br />

Neue Mess- und Testeinrichtungen für schnellere und bessere Produktvalidierung<br />

Die Steuerzentrale der<br />

modernisierten Motor-Testzelle<br />

erlaubt den Zugriff auf<br />

sämtliche Messsysteme<br />

Neue Testzyklen und immer strengere<br />

Abgasgrenzwerte verlangen<br />

nach intensiveren Komponentenund<br />

Motorenversuchen. Delphi<br />

Powertrain hat deshalb seine<br />

Test- und Prüfeinrichtungen für<br />

Nutzfahrzeug-Dieselmotoren am<br />

Technikzentrum in Gillingham<br />

(England) umfassend modernisiert<br />

und erweitert.<br />

Vorzeigeobjekt des Technikzentrums im Südosten<br />

von England ist eine neue Motor-Testzelle,<br />

die Delphi gemeinsam mit der AVL aus Graz<br />

realisiert hat. Sie beherbergt einen Abgasprüfstand<br />

zur Messung von praktisch allen relevanten<br />

gasförmigen Abgasbestandteilen sowie<br />

Der Autor: Hartmut Hammer, freier Mitarbeiter<br />

der AutomobilKonstruktion<br />

Ruß- und Partikelemissionen. Mit dem Leistungsteil<br />

können Motoren bis 13 Liter Hubraum<br />

und 440 kW Leistung in allen relevanten Testzyklen<br />

gefahren werden – etwa dem NRTC<br />

(non-road transient cycle), ETC (european transient<br />

cycle) und WHTC (world harmonized transient<br />

cycle). Parallel dazu erfasst die Abgasmesstechnik<br />

von AVL sämtliche bei aktuellen<br />

und künftigen Abgasgesetzen definierten<br />

Emissionen.<br />

Gesteuert und versorgt werden die vollautomatisch<br />

ablaufenden Tests von einem benachbarten<br />

Kontrollraum aus. Eine separate Auf- und<br />

Abrüstkammer ermöglicht kurze Rüstzeiten<br />

und Wechsel der Prüflinge. Herzstück des Prüfstands<br />

ist ein AVL-Automatisierungssystem, in<br />

dem unter anderem diverse Prüfprogramme für<br />

verschiedene Motoren und Testzyklen hinterlegt<br />

sind. Es fungiert außerdem als Plattform<br />

für die Bedienung folgender AVL-Teilsysteme:<br />

·Das Abgasmesssystem AMA i60 analysiert<br />

mit verschiedenen Sensoren den Gehalt an<br />

Kohlenwasserstoffen, Stickoxiden, Kohlenmonoxid<br />

und -dioxid, Schwefeldioxid, Sauerstoff,<br />

Ammoniak und Lachgas.<br />

·Zur Erfassung der Rußpartikel, ihrer Masse<br />

und Anzahl kommen eine gravimetrische<br />

Partikelmessung, ein photoakustisches<br />

Spektroskop, ein Rauchmessgerät und ein<br />

Trübungsmessgerät zum Einsatz.<br />

·Die Verbrennungsprozesse dokumentieren<br />

außerdem ein Luftmassenmesser, ein Blowby-Messsystem<br />

sowie ein Kraftstoffmesssystem.<br />

Start für die Umrüstung des Prüfstands war im<br />

Januar 2014. Andrew Fitt, Key Account Manager<br />

bei AVL UK: „Es kommt sehr selten vor, dass<br />

ein Kunde so viel Messtechnik für nur einen<br />

Prüfstand bestellt. Aus diesem Grund ist diese<br />

Anlage für AVL ein besonderes Projekt.“ Anfang<br />

2015 wurde die Testzelle dann in Betrieb<br />

genommen. Delphi plant die Umrüstung von<br />

weiteren der insgesamt zwölf im Technikzentrum<br />

vorhandenen Motor-Testzellen auf die<br />

neue Technik.<br />

„Ein wesentlicher Treiber für die Modernisierung<br />

und Erweiterung unserer Prüfeinrichtungen<br />

in Gillingham ist die bevorstehende Ergänzung<br />

der gängigen Labor-Testzyklen um die<br />

RDE-Zyklen (real driving emissions). Diese auf<br />

der Straße ermittelten Emissionswerte basieren<br />

auf deutlich anspruchsvolleren Lastwech-<br />

74 AutomobilKonstruktion 3/2015


Einspritzsysteme mit bis zu sechs Injektoren<br />

können auf den Prüfständen<br />

präzisen Leistungstests und<br />

Dauerläufen unterzogen werden<br />

John Fuerst, Vizepräsident Antriebs -<br />

entwicklung bei Delphi:<br />

„An den neuen Prüfständen in Gillingham<br />

können wir die anvisierten RDE-<br />

Testzyklen sehr gut simulieren.“<br />

Bilder: Delphi<br />

In den neuen Prüfkammern sind die zu testenden Komponenten auf Vorrichtungen montiert<br />

Die Kammern sind individuell klimatisierbar, eine Vorheizung (rechts) konditioniert den Kraftstoff<br />

seln, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofilen“,<br />

erläutert John Fuerst, Vizepräsident<br />

Antriebsentwicklung bei Delphi. Zumal durch<br />

die wachsende Anzahl lokal und regional gültiger<br />

Regelungen und den Einfluss der lokal<br />

herrschenden Umgebungsbedingungen auf<br />

das Emissionsverhalten der Motoren die Anzahl<br />

der länderspezifischen Kalibrationsvarianten<br />

beträchtlich zunehmen wird. John Fuerst:<br />

„Für diese Aufgaben sind schnellere und<br />

effizientere Test- und Validierungsprozeduren<br />

unerlässlich.“<br />

Für alle Fälle gerüstet<br />

Aus diesen Gründen hat Delphi auch in die Testeinrichtungen<br />

für die anderen Phasen der<br />

Produktentwicklung viel Geld investiert. Beispielsweise<br />

wurde fast die Hälfte der 62 Prüfstände<br />

zur Produktvalidierung auf den neuesten<br />

technischen Stand gebracht. Auf ihnen<br />

werden B-Muster der Einspritzkomponenten<br />

und-systeme getestet, die anschließend dann<br />

zu Motorentests beim OEM gehen. Sobald<br />

neue Abgasnormen anstehen oder in Kraft treten,<br />

will Delphi sukzessive weitere Prüfstände<br />

aktualisieren oder neu aufbauen. Ergänzt werden<br />

diese Validierungseinrichtungen von 31<br />

Leistungsprüfständen, an denen beispielsweise<br />

Brennraumuntersuchungen am Einzylindermotor,<br />

Tests kompletter Einspritzsysteme, bis<br />

hin zu Dauerläufen von Nutzfahrzeugmotoren<br />

mit bis zu sechs Zylindern stattfinden. Insgesamt<br />

etwa 60 dieser Testeinrichtungen sind<br />

laut Delphi für Dauerläufe geeignet.<br />

Die Implementierung moderner Testprozesse<br />

verdeutlicht zum Beispiel ein neuer Block mit<br />

acht Prüfkammern für Komponenten- und Systemtests.<br />

Die separaten und individuell klimatisierten<br />

Kammern werden von zwei gemeinsamen<br />

Rüstkammern aus beschickt, in denen<br />

neue Prüflinge und die dazu erforderlichen Testsysteme<br />

parallel zu laufenden Tests vorbereitet<br />

werden. Modulare Hydrauliksysteme ermöglichen<br />

einen raschen Wechsel der Kraftstoffqualitäten.<br />

Von einem zentralen Kontrollraum aus<br />

werden alle acht Kammern kameraüberwacht<br />

und gesteuert. Eine umfangreiche Steuerungssoftware<br />

ermöglicht Tests rund um die Uhr.<br />

IAA: Halle 5.1, Stand B06<br />

Delphi Automotive<br />

Tel.: +49 202 291 2115<br />

thomas.aurich@delphi.com<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 75


TESTEN + PRÜFEN<br />

Radarkomponenten inline prüfen und kalibrieren<br />

Qualitätsprüfung bei Hochfrequenz-Sensorik für Fahrerassistenzsysteme<br />

Einbaubeispiel für die Anzeige im Armaturenbrett<br />

Bilder: Engmatec<br />

Waren Fahrerassistenzsysteme bis<br />

vor kurzer Zeit nur in Autos der<br />

Oberklasse zu finden, so werden sie<br />

zunehmend auch in Mittelklassewagen<br />

eingebaut. Gerade bei Hochfrequenz-Sensorik<br />

ist eine zuverlässige<br />

Funktion solcher Sicherheitsbauteile<br />

nur mit einem fundierten Qualitätsmanagement<br />

sicherzustellen.<br />

Modulare Lösungen bieten eine<br />

wirtschaftliche Prüfmethode. Sie<br />

reichen von Handprüfeinrichtungen<br />

bis zu Inline-Prüfungen und Kalibrierungen,<br />

die alle Schritte automatisch<br />

erledigen. Doch worauf<br />

kommt es dabei an?<br />

Die Autoren: Sabine Vormbaum,<br />

Marketing Manager bei Engmatec, Radolfzell, und<br />

Andreas Zeiff, Redaktionsbüro Stutensee<br />

Moderne Technik macht Autofahren leichter,<br />

entscheidet in Millisekunden über Notbremsungen<br />

und erhöht so die Sicherheit im Auto.<br />

Allerdings müssen die eingesetzten Sensoren<br />

auch allerhöchste Sicherheitskriterien erfüllen.<br />

Der Trend geht zu Radarsensoren, die in unterschiedlichen<br />

Frequenzbereichen den Raum um<br />

den Wagen abtasten. Um solche Hochfrequenzkomponenten<br />

sicher zu kalibrieren und<br />

einer zuverlässigen Endkontrolle zu unterziehen,<br />

ist umfangreiches Know-how bei den Test -<br />

einrichtungen gefragt. Engmatec, ein Spezialist<br />

für Montage- und Prüflinien mit jahrzehntelanger<br />

Erfahrung bietet hier ein interessantes Konzept<br />

an. Ob einzelne Testkammer oder in die<br />

Fertigung integriert, immer müssen die spezifischen<br />

Anforderungen der Hochfrequenzsensorik<br />

berücksichtigt werden, ein nicht immer<br />

leichtes Unterfangen.<br />

Radarsensorik im Kfz<br />

Im Moment setzen Automobilhersteller für<br />

mittlere Entfernungen gerne auf Radarsensoren.<br />

Der Vorteil gegenüber optischen Systemen<br />

ist der „Durchblick“ auch bei Nebel und anderen<br />

optischen Beeinträchtigungen. Die Sensoren<br />

arbeiten meist im Spritzwasserbereich an<br />

Front und Heck des Wagens, also in einer sehr<br />

widrigen Umgebung. Sie sind darum komplett<br />

versiegelt. Je nach Einsatzzweck variiert die Arbeitsfrequenz<br />

zwischen 24 und 70 GHz. Die<br />

Reichweite der Radarsensoren ist ebenfalls unterschiedlich.<br />

Je nach Ausführung gibt es unterschiedliche<br />

Sichtweiten von 2 bis 200 m,<br />

gerne auch als Nahfeld-, Mittelbereichs- und<br />

LongRange-Sensoren bezeichnet. Als sogenannter<br />

Mittelbereich ist eine Entfernung von<br />

ca. 45 m definiert. Die Sensoren werden als<br />

komplette Module eingesetzt, bestehend aus<br />

Sender und Empfänger, können aber auch diskrete<br />

Bauteile sein, also Sender und mehrere<br />

Antennen. So lassen sich fahrzeugbedingte<br />

Anforderungen am besten umsetzen. Da die<br />

Radartechnik im modernen Automobil mit<br />

zahlreichen anderen Komponenten zusammenarbeiten<br />

muss und aus der Umgebung<br />

ebenfalls zahlreiche Beeinträchtigungen einfließen<br />

können, ist eine praxisgerechte Prüfung<br />

76 AutomobilKonstruktion 3/2015


der Sicherheitsbauteile im wahrsten Wortsinn<br />

lebenswichtig.<br />

Einsatzbedingungen<br />

Radartechnik beruht auf dem Aussenden von<br />

Funkimpulsen und dem anschließenden Auffangen<br />

der reflektierten Strahlung. Diese wird<br />

analysiert und ausgewertet; das Ergebnis ist<br />

Grundlage für die Entscheidung des Assistenzsystems.<br />

Je höher die Sendefrequenz, um so<br />

kürzer die Wellenlänge und desto besser die<br />

Auflösung des Sensors. Allgemein gesagt: Je<br />

höher die Frequenz, um so kleinere Einzel-Objekte<br />

kann man erkennen. Unabhängig von der<br />

Frequenz und nur von der fixen Lichtgeschwindigkeit<br />

abhängig ist die Entfernungsmessung.<br />

Klassisch wird die Laufzeit zwischen Sendeimpuls<br />

und aufgefangenem Echo gemessen, halbiert<br />

(Hin- und Rückweg benötigen ja gleiche<br />

Zeit), mit der Lichtgeschwindigkeit multipliziert<br />

und die Entfernung zum Zielobjekt steht fest.<br />

Eine andere Methode ist das Puls-Dopplerprinzip<br />

für Geschwindigkeitsmessung. Sie beruht<br />

darauf, dass die Frequenz der reflektierten<br />

Welle sich ändert, wenn eine Relativgeschwindigkeit<br />

vorhanden ist. Die direkte Relativgeschwindigkeitsmessung<br />

ist ein entscheidender<br />

Vorteil der Radarmessung; dazu ist jedoch<br />

eine Analyse des Frequenzspektrums notwendig.<br />

Allerdings sind Störimpulse wie Funkimpulse<br />

von Handy, WLAN, Funkschlüsseln<br />

usw. dabei sicher auszublenden.<br />

Moderne Bauteile erlauben es heute, die gesamte<br />

Sensorik samt Störfilter etc. auf kleinem<br />

Raum aufzubauen. Schnelle Rechner stellen<br />

dann fertige Signale zur weiteren Auswertung<br />

bereit. Das alles muss aber auch mechanisch<br />

über Jahre sicher funktionieren. Nun ist der<br />

Einsatz im Kfz einer der anspruchsvollsten<br />

überhaupt. Sibirische Kälte bis zur Mittagshitze<br />

über „glühendem“ Asphalt sind ebenso zu<br />

ertragen wie Nässe, Salz, Vibration, Schock,<br />

Staub und vieles mehr. Nur eine ausgefeilte<br />

Prüftechnik, die alle Bereiche der Praxis abbildet,<br />

legt die Grundlage für eine fundierte Qualitätssicherung.<br />

Prinzipschema Dopplereffekt: Radarsensoren messen Relativgeschwindigkeiten sehr genau<br />

Radarsensoren erkennen die Umgebung rund ums Auto<br />

Kalibrieren und Prüfen<br />

Auch die Eigenschaften elektronischer Bauteile<br />

und Baugruppen unterliegen statistischen<br />

Schwankungen. Um Sensoren gleichbleibender<br />

Güte herzustellen, ist daher eine Kalibrierung<br />

auf ein Standardmaß nötig. Sollen beispielsweise<br />

70 m erfasst werden, muss dies selbstverständlich<br />

vorher bei jedem Sensor getestet<br />

und eingestellt werden. 70 m Prüfstrecke ist in<br />

der Praxis kaum zu realisieren. Engmatec bietet<br />

darum Testmodule, die die Strahlungsintensität<br />

messen und das Signal, entsprechend der<br />

zu prüfenden Entfernung, in der Laufzeit verzögern<br />

und dämpfen. Für den Prüfling-Radarsensor<br />

erscheint dies, als tauche ein Hindernis<br />

in 70 m Entfernung auf.<br />

Um bei der Prüfung Störungen auszuschließen,<br />

muss der Testbereich besonders abgeschirmt<br />

werden. Dabei sind externe Einflüsse zu berücksichtigen,<br />

die die Prüfung beeinträchtigen,<br />

z.B. Handyfunk von Mitarbeitern oder Störimpulse<br />

von Frequenzumrichtern. Auch durch<br />

den Parallelbetrieb mehrerer Prüfsysteme entstehen<br />

Störimpulse. Interne Strahlung aus<br />

dem Prüfbetrieb, also vom Radar-Sensor generierte<br />

Strahlung oder eine „Teststörstrahlung“,<br />

um externe Einflüsse zu prüfen, sind ebenfalls<br />

abzuschirmen, um die Umgebung nicht zu beeinträchtigen.<br />

Prüfumgebung und Umwelt dürfen sich für einen<br />

sicheren Betrieb nicht gegenseitig beeinflussen.<br />

Alle Testeinrichtungen können dabei<br />

sowohl als Einzelmodul für teilautomatischen<br />

Betrieb wie auch integriert in eine Fertigungslinie<br />

eingesetzt werden. Nicht zuletzt muss<br />

auch noch die Dichtheit der Baugruppen und<br />

Gehäuse überprüft werden. Dafür wird der<br />

Prüfling im Vakuum mit Druck beaufschlagt.<br />

Wird bei Messung des Drucks ein Druckverlust<br />

festgestellt, so zeigt dies vorhandene Leckagen<br />

des Prüflings an (Closed Components<br />

Test).<br />

Praxisgerecht<br />

Wie sehen solche Prüfeinrichtungen nun aus?<br />

Eine in der Praxis bewährte abgeschirmte Prüfzelle,<br />

in der auch anwenderspezifische Testeinrichtungen<br />

installiert werden können, kann<br />

Baugruppen zwischen 90 mmk x 63 mm x 20<br />

mm und 120 mm x 85 mm x 28 mm aufnehmen.<br />

Für einen abgeschirmten Leiterplattentest<br />

in definierter Prüfumgebung mit vormontierter<br />

Radarleiterplattengruppe bietet eine andere<br />

Prüfbox Raum. Für reine Hochfrequenztests<br />

stehen spezielle Absorber-Materialien,<br />

Radarkammern und programmierbare Frequenzsimulatoren<br />

bereit. Eine gefräste Verzögerungsstrecke,<br />

Delay line genannt, ermöglicht<br />

eine definierte Zeitverzögerung der Signale.<br />

Das Signal wird dabei innerhalb weniger<br />

Nanosekunden zurückgegeben, entsprechend<br />

der echten Laufstrecke in der Praxis.<br />

Engmatec GmbH, Tel.: 07732 9998-0,<br />

info@engmatec.de<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 77


TESTEN + PRÜFEN<br />

Zehn Gänge ohne Leck<br />

Kuka prüft Dichtheit von Automatikgetrieben mit Inficon-Geräten<br />

Fahrzeughersteller wollen Kraftstoffverbrauch und CO 2 -Ausstoß künftig mit modernen Neun- oder<br />

sogar Zehn-Gang-Automatikgetrieben deutlich senken. Hierbei spielt die Dichtheit der Getriebe<br />

ein immer größere Rolle. Die Kuka Assembly and Test Corporation setzt bei Helium-Dichtheitsprüfanlagen<br />

für Hersteller von Automatikgetrieben daher daher auf Lecksuchgeräte von Inficon.<br />

Die Kuka-Dichtheitsprüfanlage identifiziert Lecks direkt nach dem Guss der Getriebegehäuse<br />

Bei der komplexen Funktionsweise moderner<br />

Vielganggetriebe kann eine Leckage der Getriebeflüssigkeit<br />

die Gangwechsel stark beeinflussen.<br />

Wie Steve Kurzava von Kuka betont, wurden<br />

Lecks an Getrieben früher oft erst während<br />

oder nach der Endmontage entdeckt. Heute ist<br />

es dagegen möglich, etwaige Lecks bereits direkt<br />

nach der Fertigung des Getriebegehäuses<br />

zu identifizieren. Durch Prüfstationen von Kuka<br />

mit den Helium-Dichtheitsprüfgeräten von Infi-<br />

Die Autorin: Sandra Seitz, Market Manager Automotive<br />

bei der Inficon GmbH, Köln<br />

con sollen Hersteller auf diese Weise viel Zeit<br />

und Kosten sparen können. Fehlerhafte Getriebe<br />

werden so schon nach dem Guss aussortiert<br />

– und nicht erst nach dem Zusammenbau.<br />

Die Dichtheitsprüfanlagen von Kuka bieten einen<br />

hohen Automatisierungsgrad. Die Getriebe<br />

werden per Roboter von der Bearbeitungsstation<br />

gehoben, in einer Werkzeughalterung arretiert<br />

und anschließend werden die Kanäle für<br />

die Hydraulikflüssigkeit sowie andere Hohlräume<br />

durch prüfteilspezifische Abdichtungen mit<br />

extrem engen Toleranzen versiegelt. Das Getriebe<br />

wird in einer Prüfkammer montiert und<br />

anschließend evakuiert. Schließlich versiegelt<br />

das System auch die Prüfkammer und befüllt<br />

sie mit einem einprozentigen Helium-Luft-Gemisch,<br />

das Ventilatoren in der Prüfkammer<br />

gleichmäßig um das Prüfteil verteilen.<br />

Das Inficon Helium-Dichtheitsprüfgerät, das<br />

über die Werkzeughalterung an das versiegelte<br />

und evakuierte Innere des Getriebes angeschlossen<br />

ist, misst nun, wie viel von der Heliumatmosphäre<br />

von außerhalb des Prüfteils<br />

durch Lecks, Risse, poröse Stellen und andere<br />

Undichtigkeiten in sein Inneres eindringt. Diese<br />

integrale Dichtheitsprüfmethode, die<br />

manchmal auch als Hüllentest bezeichnet<br />

wird, erlaubt dann eine präzise, reproduzier-<br />

78 AutomobilKonstruktion 3/2015


are Ja/Nein-Aussage – und aufgrund der ermittelten<br />

Heliumkonzentration im Innern des<br />

Getriebes auch die Angabe der Leckrate.<br />

Moleküle durchdringen poröse Stellen<br />

Einzigartig an diesem Helium-Verfahren ist,<br />

dass es auch kleine Leckagen zuverlässig ermittelt.<br />

So kann es an einem Aluminiumgussteil<br />

eine Stelle von wenigen Zentimetern Durchmesser<br />

geben, die so porös ist, dass sie buchstäblich<br />

eine Billion Löcher aufweist, die groß<br />

genug sind, um von Helium-Molekülen durch<br />

drungen zu werden. Solch eine Porosität würde<br />

bei herkömmlichen Verfahren wie etwa Differenzdruck-<br />

oder Wasserbadprüfung nie auffallen.<br />

„Leckstellen sehen nicht notwendigerweise<br />

wie Spalten oder kreisrunde Löcher aus“, erklärt<br />

Thomas Parker, Automotive Sales Manager<br />

von Inficon für Nordamerika, „viel öfter ähneln<br />

sie einem höhlenartigen System kleinster<br />

Risse und Falten im Metall. Wollte man Lecks<br />

in Getrieben mit einer Druckabfallprüfung per<br />

Luft ermitteln, brauchte man angesichts der<br />

kleinen Leckraten, auf die Getriebehersteller<br />

heute prüfen, mitunter mehrere Tage.“<br />

Die Helium-Dichtheitsprüfung brauche dagegen<br />

nur Sekunden, bei einer Gesamtzeit von<br />

Prüf- und Rüstzeiten von ungefähr 30 oder 40<br />

Sekunden. Mit einem Intervall dieser Länge ist<br />

die Dichtheitsprüfung im Grunde jedem anderen<br />

Produktionsschritt in der Dauer vergleichbar,<br />

sei es Gewindebohren oder die Installation<br />

eines Magnetventils.<br />

Der aktuelle Branchenstandard für die zulässige<br />

Leckrate von Getrieben liegt bei ungefähr<br />

1 sccm (rund 2x10 –2 mbarl/s). Aber die Getriebetechnologie<br />

macht nach wie vor große Fortschritte.<br />

Die Getriebe werden komplexer, sie<br />

benötigen andere Getriebeflüssigkeiten, die<br />

Leistungsanforderungen steigen – und die zulässigen<br />

Leckraten werden dabei immer geringer.<br />

Testingenieure aus der Automobilbranche<br />

gehen davon aus, dass mit den modernen 9–<br />

und 10-Gang-Getrieben der nahen Zukunft bald<br />

Leckraten von nur noch 0,1 sccm<br />

(2x10 –3 mbarl/s) zulässig sein könnten – eine<br />

Verringerung um den Faktor zehn.<br />

Gegen Ende der Fertigung machen die Getriebehersteller<br />

oft einen zweiten Test, diesmal<br />

wirkt das Helium-Prüfgas allerdings von innen<br />

nach außen. Die Prüfkammer von Kuka wird<br />

dabei zur Vakuumkammer, in der das fertige<br />

und abgedichtete Getriebe getestet wird. Große<br />

Vakuumpumpen entfernen die Luft aus der<br />

Kammer, und ein LDS3000 Helium-Dichtheitsprüfgerät<br />

von Inficon ermittelt, wie viel Heliumgas<br />

aus dem Innern des fertigen Getriebes in<br />

die Kammer austritt. Für die abschließende Vakuumprüfung<br />

werden zunächst die Kammer<br />

und das Getriebeinnere evakuiert, dann wird<br />

das Prüfteil mit 100-prozentigem Heliumgas<br />

bei rund 200 mbar beaufschlagt. Bei einer<br />

Druckdifferenz von mehr als 275 mbar würden<br />

die Dichtungen innerhalb des Getriebes nachgeben,<br />

während mit einem Helium-Druck von<br />

200 mbar eine verlässliche und realistische<br />

Prüfung der Dichtheit möglich ist. Dieser abschließende<br />

Test, bei dem die etwaige Austrittsrichtung<br />

des Prüfgases die tatsächlichen<br />

Betriebsbedingungen nachstellt, sei Herstellern<br />

wichtig. Denn haben sich unter Betriebsdruck<br />

der Hydraulikflüssigkeit Dichtungen oder<br />

Zuleitungen verformt, strömt das Gas an denselben<br />

Stellen aus, an denen auch die Hydraulikflüssigkeit<br />

austreten würde.<br />

Bei Kuka hatte man sich schon vor rund drei<br />

Jahren entschlossen, den Hersteller der Dichtheitsprüfgeräte<br />

zu wechseln. Seitdem sind die<br />

Helium-Prüfgeräte von Inficon im Einsatz. Eine<br />

ähnliche, doppelte Helium-Testmethode – erst<br />

von außen nach innen, dann abschließend von<br />

innen nach außen – setzte Kuka auch schon<br />

vor der Umstellung ein. Wichtige Gründe, die<br />

aus Kuka-Sicht für Inficon sprachen, waren die<br />

bessere Performance und die höhere Zuverlässigkeit.<br />

Als besonders erfreulich erwies es<br />

sich, dass die Installation im Grunde eine Sache<br />

von Plug & Play war. So ließen sich die<br />

Austauschkosten auf ein Minimum reduzieren<br />

– für Kuka selbst und für die Getriebe-Hersteller,<br />

bei denen die Kuka-Dichtheitsprüfanlagen<br />

im Einsatz sind.<br />

Schneller wieder startklar<br />

Alle neuen Anlagen, die Kuka heute installiert,<br />

sind mit Helium-Dichtheitsprüfgeräten von Inficon<br />

ausgestattet. Aber auch alle bestehenden<br />

Kunden hatte Kuka schon bald davon überzeugt,<br />

dass die Umrüstung ihrer Prüfanlagen<br />

auf die Inficon-Geräte sinnvoll ist. Thomas Parker<br />

von Inficon: „Kuka konnte seinen Kunden<br />

mit unseren Geräten bei den Messungen eine<br />

bessere Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit<br />

demonstrieren und eine effizientere Reinigung<br />

der Geräte vom Prüfgas.“ Prüfgasverseuchung<br />

ist ein Thema, das bei Groblecks und<br />

fehlerhaften Dichtungen akut wird. Dann brauchen<br />

viele Dichtheitsprüfgeräte oft mehrere Minuten,<br />

bis die Helium-Übersättigung überwunden,<br />

das Heliumgas entfernt und die Anlage<br />

wieder einsetzbar ist. Aber gerade für Produktionsstraßen,<br />

auf denen Zeit immer Geld bedeutet,<br />

ist solch eine Verzögerung kaum hinnehmbar.<br />

Der große Vorteil von Inficon-Dichtheitsprüfgeräten<br />

bestehe laut Hersteller in solchen<br />

Szenarien darin, dass sie das Heliumgas bis zu<br />

500% schneller abpumpen als andere Geräte.<br />

Inficon GmbH<br />

Tel.: +49 221 / 56788-133<br />

reach.germany@inficon.com<br />

Herzstück der Kuka-Anlage sind die Helium-Prüfgeräte<br />

Inficon LDS3000 für Prüfungen im 40-Sekunden-Takt<br />

Bilder: Kuka Assembly and Test<br />

Kanäle für die Hydraulikflüssigkeit<br />

werden durch<br />

prüfteilspezifische Abdichtungen<br />

mit extrem engen<br />

Toleranzen versiegelt<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 79


TESTEN + PRÜFEN<br />

Durch die BKA-Systeme<br />

wird nicht nur der Messbereich<br />

erweitert, sondern<br />

auch mehr Platz geschaffen<br />

Bild: Faist<br />

Retrofit von Schallmessräumen<br />

Substitution von Keilabsorbersystemen durch Breitband-Kompaktabsorber (BKA)<br />

Steigende Ansprüche von Autokäufern<br />

und -herstellern an die<br />

Reduzierung von Schallemissionen<br />

führen zu höheren Anforderungen<br />

an die Qualität der Messergebnisse<br />

von Schallpegelmessungen.<br />

Dieser Trend ist in der gesamten<br />

Automobilindustrie erkennbar,<br />

und er hat auch Auswirkungen<br />

auf die Konzeption und<br />

Gestaltung der Messräume.<br />

Die Autorin: Renate Gratwohl, Markkom Consulting, für<br />

Faist Anlagenbau GmbH, Krumbach<br />

Aus diesem Grund kommen hier zunehmend<br />

die von der Faist Anlagenbau GmbH – einem<br />

Experten der Schallschutztechnik – in Kooperation<br />

entwickelten reaktiven Breitband-Kompaktabsorber<br />

(BKA) zum Einsatz. Im Unterschied<br />

zu den konventionellen Keilabsorbern<br />

beanspruchen diese Absorber eine deutlich<br />

geringere Einbautiefe (Standard sind 250 und<br />

350 mm). Zugleich erreichen sie eine hohe Absorptionsrate<br />

über den gesamten Frequenzbereich.<br />

Außerdem lassen sich mit diesem System<br />

auf gleichem Raum tiefere Grenzfrequenzen<br />

erfassen.<br />

Die ebene, pulverbeschichtete Oberfläche der<br />

BKA-Module schafft die Voraussetzung dafür,<br />

dass der Messraum attraktiv gestaltet werden<br />

kann. Das gilt auch für kombinierte bzw. praxisnahe<br />

Testverfahren wie z.B. Schallpegelmessungen<br />

im Windkanal.<br />

Die BKA-Technologie kommt nicht nur bei der<br />

Entwicklung und Errichtung neuer Schallmessräume<br />

von Automobilherstellern und –zulieferern<br />

zur Anwendung, sondern auch bei der Anpassung<br />

vorhandener Messräume an die steigenden<br />

Anforderungen.<br />

Zwei aktuelle Beispiele<br />

Ein deutscher Autohersteller ersetzte die Keilabsorber<br />

in einem Messraum durch ein BKA-<br />

System. Faist hatte vor dem Retrofit eine identische<br />

untere Grenzfrequenz von 80 Hz zugesichert.<br />

Messungen zeigten, dass jetzt 50 Hz erreicht<br />

werden.<br />

Bei einem internationalen Motorenhersteller<br />

gestaltete Faist den Schallmessraum um: Aus<br />

einem Vollfreifeldraum mit Keilabsorbern wurde<br />

ein Halbfreifeldraum mit BKA-Modulen. Dadurch<br />

konnte die untere Grenzfrequenz von<br />

100 auf 63 Hz gesenkt werden. Der erweiterte<br />

Messbereich führt dazu, dass typische Resonanzfrequenzen<br />

nun genau untersucht werden<br />

können.<br />

In beiden Fällen profitiert der Betreiber auch<br />

davon, dass die aktiv nutzbare Fläche des<br />

Messraums vergrößert wurde.<br />

Faist Anlagenbau GmbH<br />

Tel.: +49 8282 8880-214<br />

sabine.helms@faist.de<br />

80 AutomobilKonstruktion 3/2015


Fotos bei 100%-Prüfung<br />

Endoskope prüfen Antriebswellen von Hybrid-Fahrzeugen<br />

Mithilfe eines technischen Endoskops<br />

mit einem Öffnungswinkel<br />

von 100°, einer sogenannten<br />

Fischaugen-Perspektive, können<br />

die Grat- und Verschmutzungsfreiheit<br />

des gesamten Rohres sowie<br />

der Bodenfläche schnell und effizient<br />

geprüft werden.<br />

Bei der Überprüfung müssen<br />

feinste Verschmutzungen und Grate<br />

an den Querbohrungen erkannt<br />

werden. Ebenfalls muss die Bodenfläche<br />

der Antriebswelle auf<br />

Gratfreiheit geprüft werden. Der<br />

Vorgang läuft im Schichtbetrieb<br />

vollautomatisiert. Somit muss die<br />

Innenfläche der Antriebswelle auf<br />

einen Blick begutachtet werden<br />

können, was mit einem starren Endoskop<br />

wie dem Elektrotec SKF-D<br />

von Micro Epsilon perfekt funktionieren<br />

soll.<br />

Es werden zwei Prüfaufgaben mit<br />

einem Endoskop in einem Arbeitsgang<br />

erledigt. Mit einer USB-Kamera<br />

werden an drei Stellen Fotos<br />

ausgelöst und gespeichert. Die<br />

Bilder können leicht auf einem<br />

Monitor begutachtet werden. Eine<br />

100%-Prüfung kann nach Aussage<br />

des Herstellers in den Schichtbetrieb<br />

sehr gut integriert werden.<br />

www.micro-epsilon.com<br />

Poppe + Potthoff: Prüfanlage für variierende Druck- und Temperaturbedingungen<br />

Impulsprüfung von minus bis plus<br />

Luftansaugsysteme aus Kunststoff<br />

müssen schnelle und extreme<br />

Temperaturwechsel aushalten,<br />

während sie unter pulsierendem<br />

positivem und negativem Druck<br />

kontinuierlich im Einsatz sind.<br />

Poppe + Potthoff Maschinenbau<br />

ermöglicht Prüfingenieuren nun,<br />

Temperatur- und Druckwechseltests<br />

von der Straße ins Labor zu<br />

verlegen. Der neue Prüfstand<br />

PPM 278–00 soll selbst die härtesten<br />

realen Bedingungen simulieren,<br />

von Arktis bis Sahara. Eine<br />

geräumige Klimakammer ermöglicht<br />

es, die Prüflinge Temperaturen<br />

von –72 bis +180 °C und einer<br />

Luftfeuchtigkeit von bis zu 98%<br />

auszusetzen.<br />

Die Druckanpassung reicht von<br />

–0,8 bis +3,5 bar bei einer Test-<br />

Frequenz von 0,5 Hz und einem<br />

Test-Volumen von 15 dm³. Somit<br />

sind variable Impulsdrucktests im<br />

Überdruck-Überdruck, Überdruck-<br />

Vakuum und Vakuum-Vakuum Bereich<br />

möglich. Drei Testanschlüsse<br />

sind auf jeder Seite der Prüfkammer<br />

eingerichtet und können individuell<br />

mithilfe getrennter Ventile<br />

geschlossen werden. Ein automatischer<br />

Dichtheitstest kann Leckagen<br />

in jedem einzelnen Prüfstück<br />

alle X Zyklen detektieren<br />

und es vom Prüfvorgang ausschließen.<br />

www.potte-potthoff.com<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 81


TESTEN + PRÜFEN<br />

Entwickler realisieren Echtzeitvernetzung von Prüfständen<br />

Virtuelle Verbindung – reale Ergebnisse<br />

Um eine signifikante Zeit- und<br />

Kostenreduktion in der Entwicklung<br />

zu erreichen, haben FEV und<br />

Mitarbeiter des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen<br />

der<br />

RWTH Aachen eine virtuelle Verbindung<br />

zwischen zwei Prüfeinrichtungen<br />

realisiert. Die Testumgebung<br />

besteht aus räumlich<br />

getrennten Prüfständen, die über<br />

eine EtherCAT-Verbindung echtzeitgekoppelt<br />

sind. „Durch die virtuelle<br />

Welle werden die Lastmaschinen<br />

in beiden Komponenten-Prüfständen<br />

so angesteuert,<br />

dass das Systemverhalten einer<br />

realen mechanischen Welle entspricht“,<br />

erklärt Stefan Pischinger,<br />

President und CEO der FEV Group<br />

und Leiter des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen<br />

der<br />

RWTH Aachen. „So lässt sich eine<br />

Interaktion – beispielsweise zwischen<br />

Motor und Getriebe – erzielen<br />

und dies bereits im Prototypenstatus,<br />

also bevor beide Komponenten<br />

physisch adaptierbar<br />

sind. Das spart Entwicklungszeit.“<br />

Weiterhin lassen sich auch Kombinationen<br />

eines Hybridantriebs<br />

testen, welche mechanisch noch<br />

nicht kompatibel sind und erst<br />

umfangreich adaptiert werden<br />

müssten.<br />

IAA: Halle 4.0, Stand E31<br />

www.fev.com<br />

Lasersystem einfacher und kostengünstiger integrieren<br />

Weitere Schnittstellen für Servolaser<br />

Über die neuen Schnittstellen für<br />

Profibus, Profinet, CC-Link und<br />

Modbus/TCP können Reifenhersteller<br />

den Servolaser TireXpert<br />

von LAP jetzt direkt ohne Interfaces<br />

mit mehr Maschinensteuerungen<br />

verbinden und ansteuern<br />

als zuvor. Bisher setzte LAP auf eine<br />

Parallelschnittstelle, RS485<br />

und Ethernet/IP.<br />

Diese Auswahlmöglichkeiten decken<br />

die gängigsten Industriestandards<br />

ab und erlauben eine unkomplizierte<br />

und kostengünstige<br />

Integration der Laser – ganz ohne<br />

zusätzliche Schnittstellenumsetzer<br />

und Gateways, die Fertigungsprozesse<br />

verlangsamen und Kommunikationsprobleme<br />

verursachen<br />

können.<br />

Auf einer bis zu 2,6 m langen Lineareinheit<br />

verfahren ein oder<br />

zwei Lasermodule mit einer Geschwindigkeit<br />

von bis zu einem<br />

Meter pro Sekunde. Zwei Einheiten<br />

sind kombinierbar, wodurch<br />

bis zu vier bewegliche Linien zur<br />

Verfügung stehen. Über die SPS<br />

kann der Anwender den Laser<br />

steuern: Es lassen sich unterschiedliche<br />

Positionen und Bewegungsfolgen<br />

für einzelne Arbeitsschritte<br />

programmieren und die<br />

Helligkeit der projizierten Linien<br />

kann individuell an das jeweilige<br />

Umgebungslicht angepasst werden.<br />

www.lap-laser.com<br />

Mehrkanalmesstechnik im Einsatz bei Volkswagen<br />

Vorspannkraftmessung erreicht neue Dimension<br />

Die von der AMG Intellifast entwickelte<br />

Mehrkanalmesstechnik<br />

für das Messen von Vorspannkräften<br />

in Schraubenverbindungen<br />

mittels Ultraschall wird von Volkswagen<br />

als erstem Automobilhersteller<br />

bereits seit 2013 intensiv<br />

eingesetzt.<br />

Der große Vorteil der Technologie<br />

liege laut Hersteller darin, dass<br />

weder die Schraubenverbindung<br />

im Bauteil (wie beispielsweise bei<br />

der Verwendung von Kraftmessringen)<br />

noch die Schraube selbst<br />

(wie bei der Verwendung von<br />

Dehnmessstreifen) für die Messungen<br />

verändert werden müssen.<br />

Das Aufbringen eines geklebten<br />

oder dauerhaft haltbaren – per<br />

Plasma-Verfahren beschichteten –<br />

Ultraschall-Wandlers (Transducers)<br />

am Kopf oder Ende der<br />

Schraube verändert weder Fit,<br />

Form oder Funktion noch die Materialeigenschaften<br />

der Schraube.<br />

Die neue Messtechnik liefert für<br />

eine gegebene Anzahl von Kanälen<br />

präzise die aktuelle Vorspannkraft<br />

während einer dynamischen<br />

Belastung, gleichermaßen auf<br />

Prüfständen oder Testkursen. Damit<br />

können bisher nicht sichtbare<br />

Zusammenhänge bei Mehrfachschraubverbindungen<br />

festgestellt<br />

und dokumentiert oder Belastungsspitzen<br />

bei hochbeanspruchten<br />

Einzelverbindungen<br />

detektiert werden.<br />

IAA Volkswagen:<br />

Halle 3.0, Stand A01<br />

www.intellifast.de<br />

82 AutomobilKonstruktion 3/2015


Automobil<br />

Konstruktion<br />

Fachwissen für Entwicklungsingenieure<br />

Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />

Verlag:<br />

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Geschäftsführer: Peter Dilger<br />

Verlagsleiter: Peter Dilger<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteur: Jens-Peter Knauer,<br />

Phone +49 711 7594-407<br />

Redaktion:<br />

Dr.-Ing. Ralf Beck, Phone +49 711 7594-424<br />

Irene Knap, Phone +49 711 7594-446<br />

Bettina Tomppert, Phone +49 711 7594-286<br />

Redaktionelle Mitarbeit:<br />

Dr.-Ing. Rolf Langbein<br />

Dipl.-Ing. Jürgen Goroncy<br />

Tobias Meyer<br />

Hartmut Hammer<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Gabriele Rüdenauer, Phone +49 711 7594-257,<br />

Fax +49 711 7594-398<br />

E-Mail: ak.redaktion@konradin.de<br />

Layout:<br />

Matthias Rösiger, Phone +49 711 7594-273<br />

ANZEIGEN<br />

ISSN 1866-9131<br />

Bertrandt AG, Ehningen 9<br />

Böllhoff Produktion GmbH ,<br />

Bielefeld 13<br />

Friedrich Boysen<br />

GmbH & Co.KG,<br />

Altensteig 84<br />

COUTH BUTZBACH<br />

Produktkennzeichnung GmbH,<br />

Solingen 73<br />

Deutsche Edelstahlwerke<br />

GmbH, Witten 23<br />

Federal-Mogul Holding<br />

Deutschland GmbH,<br />

Wiesbaden 2<br />

INSERENTENVERZEICHNIS<br />

Heraeus Noblelight GmbH,<br />

Kleinostheim 71<br />

Igus GmbH, Köln 5<br />

IMS Verbindungstechnik<br />

GmbH & Co.KG,<br />

Neuenstein 67, 69<br />

KACO GmbH + Co.KG<br />

Dichtungswerke, Heilbronn 31<br />

KIEFEL GmbH, Freilassing 72<br />

LAMILUX Composites GmbH,<br />

Rehau 70<br />

Landesmesse Stuttgart GmbH,<br />

Stuttgart 35<br />

LEE-Hydraulische Miniatur-<br />

Komponenten GmbH,<br />

Sulzbach 21, 45<br />

MICRO-EPSILON MESSTECHNIK<br />

GmbH & Co.KG, Ortenburg 3<br />

Preh GmbH, Bad Neustadt 7<br />

Reed Exhibitions Deutschland<br />

GmbH, Düsseldorf 63<br />

Schaeffler Technologies AG &<br />

Co. KG, Herzogenaurach 11<br />

WEISS Kunststoffverarbeitung<br />

GmbH & Co,<br />

Illertissen 57<br />

Carl Zeiss<br />

Industrielle Messtechnik GmbH,<br />

Oberkochen 15<br />

Gesamtanzeigenleitung: Andreas Hugel,<br />

Phone +49 711 7594-472<br />

Auftragsmanagement: Annemarie Olender,<br />

Phone +49 711 7594-319<br />

Zur Zeit gilt die Anzeigenpreisliste vom 1.10.2014<br />

LESERSERVICE<br />

Ute Krämer, Phone +49 711 7594-5850, Fax -15850<br />

E-Mail: ute.kraemer@konradin.de<br />

AutomobilKonstruktion erscheint mit vier Ausgaben pro Jahr.<br />

Bezugspreise Inland 18,40 Euro inkl. Versandkosten und<br />

MwSt.; Ausland: 20,40 Euro inkl. Versandkosten;<br />

Einzelverkaufspreis: 4,80 Euro inkl. MwSt.<br />

zzgl. Versandkosten.<br />

Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier Wochen zum<br />

Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt werden. Nach Ablauf<br />

des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen<br />

zum Quartalsende.<br />

AUSLANDSVERTRETUNGEN<br />

Schweiz, Italien, Frankreich, Belgien, Luxemburg: IFF media ag,<br />

Frank Stoll, Technoparkstrasse 3, CH-8406 Winterthur<br />

Tel: +41 52 633 08 88, Fax: +41 52 633 08 99,<br />

e-mail: f.stoll@iff-media.ch<br />

Großbritannien: Jens Smith Partnership, The Court, Long Sutton,<br />

GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256 862589,<br />

Fax 01256 862182, E-Mail: media@jens.demon.co.uk<br />

USA: Trade Media International Corp., 421 Seventh Avenue/<br />

Suite 607, New York, NY 10001–2002,<br />

Phone 212 564–3380, Fax 212 5943841,<br />

E-Mail: corrie.deGroot@tmicor.com<br />

BANKVERBINDUNGEN<br />

Baden-Württembergische Bank, 2 623 887<br />

(BLZ 600 501 01) BIC: SOLADEST,<br />

IBAN: DE28 6005 0101 0002 6238 87;<br />

Postbank Stuttgart, Konto 44 689–706,<br />

BLZ 600 100 70<br />

Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors, nicht unbedingt<br />

die der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte<br />

keine Gewähr. Alle in AutomobilKonstruktion erscheinenden<br />

Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch<br />

Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen gleich welcher Art,<br />

nur mit schriftlicher Genehmigung des Verlages.<br />

Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />

Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />

Printed in Germany.<br />

© 2015 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Leinfelden-Echterdingen.<br />

WIR BERICHTEN ÜBER<br />

AMG Intellifast 82<br />

Audi 45, 46, 68<br />

Autoadapt 71<br />

Automotive Simulation<br />

Center 17<br />

AVL List 54<br />

BASF 16, 70<br />

BBA 15<br />

Benecke-Kaliko 16<br />

Bertrandt 42, 52<br />

BMW 8<br />

BMWi 8, 10<br />

Borbet 16<br />

Brose 8, 12, 69<br />

Continental 10, 17, 36, 44<br />

Continental Emitec 12<br />

Contitech 12, 62<br />

CPU 24/7 52<br />

CQFD Composites 14<br />

Daimler 8, 16, 40, 66<br />

Delcotex 14<br />

Delphi 36, 68, 74<br />

Designagentur Ziba 68<br />

Deutz 12<br />

Ebm-Papst 27<br />

Elektrobit 68<br />

EnBW 8<br />

Engmatec 76<br />

Eplan 17<br />

Faist 80<br />

Federal-Mogul 12, 26<br />

Fehrer 70<br />

FEV 12, 82<br />

Findling 12<br />

Ford 66<br />

Fraunhofer 8<br />

Freudenberg 27, 30<br />

German RepRap 48<br />

Getrag 12<br />

Google 68<br />

GSK Protech 6<br />

Gummiwerk Kraiburg 14<br />

Hennecke 14<br />

Hochschule Heilbronn 68<br />

Holzapfel 72<br />

Inficon 78<br />

Infineon 32<br />

IPG Automotive 52<br />

Iprotex 14<br />

Jaguar 59<br />

Johnson Controls 73<br />

Kiekert AG 8<br />

Knorr-Bremse 12<br />

Koenigsegg 63<br />

Krauss-Maffei 14<br />

KSPG 15, 24<br />

KTR 31<br />

Kuka Assembly and Test 78<br />

LAP 82<br />

Leoni 15, 44<br />

Mahle 18, 24<br />

Mann-Filter 17<br />

Mercedes-Benz 40<br />

Messring 6<br />

Micro-Epsilon 81<br />

Moog 16<br />

Netzsch 6<br />

Nissan 68<br />

NSK 30, 62<br />

Open Mind 50<br />

Poppe + Potthoff 81<br />

Porsche 8<br />

Preh 10, 12, 45<br />

PSA Peugeot Citroën 50<br />

Pöppelmann Kapsto 27<br />

Qoros 12<br />

Rassini 16, 58<br />

Reed Exhibitions 14<br />

Renault-Nissan 12<br />

Rhenus Lub 22<br />

RWTH Aachen 82<br />

Safran 64<br />

Schaeffler 6<br />

Schmitz Cargobull 16<br />

Schmolz + Bickenbach 16<br />

Scienlab 8<br />

Scott Bader 14<br />

SKF 26, 28, 63<br />

Smart 70<br />

Sonceboz 38<br />

Sonderhoff Chemicals 66<br />

Steinbichler 8<br />

Tata Steel 62<br />

Tenneco 59<br />

TP Technische<br />

Dienstleistungen 48<br />

TRW 10<br />

TU Bergakademie<br />

Freiberg 60<br />

TU Berlin 17<br />

TU Dresden 6<br />

Valeo 64<br />

VDC Fellbach 17<br />

Virtual Vehicle 54<br />

Volkswagen 8, 82<br />

Weiss 20<br />

Xindebao 16<br />

Yanfeng 14<br />

Zeiss 8<br />

ZF 10, 56<br />

3/2015 AutomobilKonstruktion 83


Wir freuen uns auf Sie!<br />

Eine Abgasreinigung, die alle Emissionsvorgaben erfüllt. Ein Wärme-Management,<br />

das das Energiepotenzial der Abgase bestmöglich nutzt.<br />

Ein Leichtbaukonzept, das Maßstäbe setzt. Und ein aktiv gestalteter Fahrzeugklang,<br />

der jedem Neuwagenkäufer ein Lächeln ins Gesicht zaubert.<br />

Werden diese Vorgaben erfüllt, sind Sie dem perfekten Abgassystem ganz nahe.<br />

Wie nahe, das möchten wir Ihnen zeigen!<br />

Friedrich Boysen GmbH & Co. KG · Friedrich-Boysen-Str. 14-17 · 72213 Altensteig · Tel. 0 74 53/20-0 · Fax 0 74 53/20-227 · friedrich.boysen@boysen-online.de · www.boysen-online.de<br />

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