KUNDENHERAUSFORDERUNG
Das Fraunhofer-Institut LBF mit Sitz in Darmstadt ist eine Forschungseinrichtung, die sich auf die Durchführung von Betriebsfestigkeits- und Systemzuverlässigkeitsbewertungen für sicherheitsspezifische Komponenten spezialisiert hat, die hauptsächlich in der europäischen Automobilindustrie eingesetzt werden. Das Institut gehört zur Fraunhofer-Gesellschaft, einer deutschen Forschungseinrichtung mit 59 ähnlichen Instituten, die sich jeweils auf ein bestimmtes Gebiet der angewandten Wissenschaft konzentrieren. Das LBF ist ein führendes Forschungsinstitut, ein Auftragstestlabor und ein Entwicklungspartner für Automobilhersteller.
Diese Hersteller arbeiten jetzt hart an der Entwicklung der nächsten Generation von Elektrofahrzeugen, die von den kleinen Autos, die bereits bei den Verbrauchern weltweit beliebt sind, bis hin zu den sechs Tonnen schweren Elektrobussen reichen, die in den schnell wachsenden Ballungszentren immer häufiger zum Einsatz kommen werden. Alle diese Fahrzeuge stellen besondere Herausforderungen an das Design, da die verwendeten Batterien ein beträchtliches Gewicht mitbringen – in einigen Fällen bis zu 150 kg (330,7 lb).
„Schwere Batterien erfordern eine deutliche Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit der Karosseriestruktur des Fahrzeugs, jedoch ohne eine vergleichbare Gewichtszunahme“, so Erich Lücker, Projektleiter beim LBF. „Dies ist eine große Herausforderung für die Automobilindustrie. Die Prüfung kompletter Karosseriestrukturen erfordert spezielle Ausrüstung und Fachwissen, und dies war in der Vergangenheit die exklusive Domäne der Automobilhersteller. Keine Vertragslabore boten diesen Service an. LBF wollte die Dynamik verändern und ein Pionierpartner für die Erprobung dieser neuen Automobilstrukturen werden.“
Prüfsysteme für elektrische Fahrzeugstrukturen müssen höhere Kräfte in vertikaler und longitudinaler Richtung sowie Bremskräfte präzise aufbringen können. MTS ist derzeit der einzige Anbieter von Ganzkörpertestsystemen, die diese Anforderungen erfüllen.
MTS-LÖSUNG
Im April 2009 begann MTS damit, LBF bei der Integration des MTS Modell 329 6DOF LT Systems, das zur Familie der spindelgekoppelten Straßensimulatoren des MTS Modells 329 gehört, in seine Prüfanlage zu unterstützen. Im Februar 2010 war das System installiert, konfiguriert und voll betriebsbereit.
„Zehn Monate sind ein kurzer Zeitraum für ein solch hochkomplexes Testsystem“, so Lücker. „Wir waren sehr beeindruckt.“
Das 6DOF LT-System des Modells 329 ist der erste Pkw- und Leicht-Lkw-Simulator mit sechs Freiheitsgraden zur Steuerung von Kräften und Bewegungen an der Fahrzeugspindel außerhalb eines OEM-Labors. Drei seitliche Streben gewährleisten im Zusammenspiel die Seitenkraftkontrolle sowie die Lenk- und Sturzmomentkontrolle.
Für das LBF ist der wichtigste Aspekt des Systems seine Flexibilität zum Testen von Fahrzeugtypen und -größen. Durch Verschieben der Ecken des Systems und Anpassen der Spurbreite und des Radstands können die Techniker von LBF das 6DOF-LT-System des Modells 329 so konfigurieren, dass es für eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen geeignet ist, von Pkw bis hin zu wesentlich größeren Transportern. Das System verfügt außerdem über einen Längsstabilisator, damit Bremsmanöver und -ereignisse realistisch simuliert werden können.
„Es ist wirklich beeindruckend, das System in Betrieb zu sehen, mit insgesamt 27 Kanälen, die die Fahrzeugbewegungen steuern“, so Lücker. „Obwohl es für uns ein neues System ist, fanden wir es aufgrund unserer Erfahrungen mit dem MTS-Achsprüfstand sofort einfach zu bedienen.“
KUNDENVORTEILE
Durch die Hinzunahme des MTS 6DOF LT-Systems des Modells 329 wurde LBF zum einzigen Auftragslabor in Deutschland, das komplette Karosseriestrukturprüfungen für Automobilhersteller anbietet. Dieses exklusive Angebot verschafft LBF einen deutlichen Wettbewerbsvorteil. Es wird dem Institut auch helfen, eine führende Position bei der Festlegung von Teststandards für Elektrofahrzeuge zu erreichen.
„Da die Konstruktion von Elektrofahrzeugen einzigartige Belastungen mit sich bringt, erwarten wir eine erhöhte Nachfrage nach neuen Testmethoden“, so Lücker. „Wir sind bereits auf diese Veränderung vorbereitet. Das LBF ist heute das einzige Institut außerhalb des Automobilsektors, das Ganzkörper-Strukturprüfungen durchführen kann. Wir geben den Herstellern eine weitere Option. Sie müssen nicht mehr alle Tests selbst durchführen. Die Auslagerung von Tests ist Grundvoraussetzung zur Beschleunigung der Produktentwicklung.“
Die Produktivität ist ein weiterer wesentlicher Vorteil des MTS 6DOF LT-Systems des Modells 329. Konkret ermöglicht das System dem LBF, Autos und Lkw in vier Wochen im Labor zu testen. Normalerweise benötigen die Hersteller bis zu acht Monate, um ähnliche Tests auf der Teststrecke durchzuführen. Dank dieser achtfachen Zeitersparnis können Hersteller neue Fahrzeugkonzepte schneller evaluieren und sie wesentlich schneller auf den Markt bringen.
Um sicherzustellen, dass LBF eine maximale Betriebszeit des Testsystems erreicht, bietet MTS lokalen Service und Support aus dem nahe gelegenen Berlin an. Techniker sind telefonisch erreichbar und können bei Bedarf den LBF-Standort besuchen.
„MTS war extrem kompetent und reaktionsschnell“, so Lücker. „Wir stehen oft unter Zeitdruck, aber wir sind zuversichtlich, dass wir bei Problemen sofort die Unterstützung und die Antworten bekommen, die wir brauchen, um die volle Kapazität zu erreichen. Außerdem kennen die Mitarbeiter des technischen Supports von MTS unsere Mitarbeiter persönlich und sind mit der Konfiguration unseres Testsystems bestens vertraut, was zur weiteren Verbesserung unserer Effizienz beiträgt.“ Während sein Labor diese neuen Anwendungen verfolgt, ist Magon zuversichtlich, dass er sich auf die Experten von MTS verlassen kann, wenn er Unterstützung benötigt. „Wir haben mit MTS sehr gute Erfahrungen gemacht“, sagt er. „Ihre Ingenieure sind in ihrem speziellen Fachgebiet äußerst kompetent und arbeiten sehr gut mit unserem Team zusammen.“
