Presseinformationen

Räumlich getrennt, aber in Echtzeit miteinander vernetzt – so lautet heute bei der Entwicklung und Produktion von Fahrzeugen und ihrer Komponenten immer öfter die Maxime. Beides findet an mehr als einem Standort statt, aber um ein Gesamtsystem testen zu können, müssen die Komponenten bislang an einem Ort zusammengeführt werden. Die damit verbundenen zeitlichen, finanziellen und logistischen Aufwendungen wollten Wissenschaftler im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF reduzieren und haben dazu neue Methoden für einen cyberphysischen Prüfansatz erarbeitet. Die Verfahren basieren auf einer Erweiterung der Hardware-in-the-Loop (HiL) Technologie und auf einem VPN-gestützten firmenübergreifenden Netzwerk. Diese neuen Methoden wurden im Rahmen des Verbundvorhabens TechReaL zur standort- und partnerübergreifenden Vernetzung von vorhandenen Komponenten- und Systemprüfständen entwickelt. Mit den neuen Methoden entfällt das Zusammenführen von Komponenten in ein Gesamtsystem. Auf diese Weise können Entwicklungskosten und –zeit insgesamt um bis zu 15 Prozent reduziert werden.

Mit dem Ziel, Forschungsprojekte im Umfeld der Ressourceneffizienz und der Mobilität der Zukunft kennenzulernen, besuchte die Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst in Hessen, Angela Dorn, am 24. Juli erstmals das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt.

Der additiven Fertigung wird eine große Zukunft vorhergesagt. Verspricht sie doch, Bauteile herstellen zu können, die mit herkömmlichen Fertigungsverfahren nicht produzierbar wären. So lassen sich mit Hilfe des 3D-Drucks beispielsweise die Anzahl der Komponenten komplexer, individualisierter Baugruppen stark reduzieren und viele Funktionen direkt in ein Bauteil integrieren.

Dr. Ingo Alig aus dem Bereich Kunststoffe des Fraunhofer-Institutes für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF wurde am 28. Juni in Noordwijk, Niederlande, mit dem COSI Science Award ausgezeichnet. Auf der 15th Coatings Science International 2019, einer der wichtigsten Europäischen Konferenzen auf dem Gebiet der Lacke und Beschichtungen, erhielt er den Preis für den besten wissenschaftlichen Beitrag.

Der Einsatz von leistungsfähigen und masseoptimierten Gussbauteilen im Bereich von Antrieben, Fahrwerken, der Schwerindustrie, aber auch der Windenergie, erfordert neben einer hohen Materialausnutzung auch den Anspruch an die optimierte Konstruktion, Bemessung und Qualitätssicherung von Gussbauteilen. Dabei sind nicht nur bei Einzel- und Kleinserienbauteilen mit Einzelteilmassen von mehreren 10 Tonnen, etwa für Schiffsmotoren oder Windkraftkomponenten, Fragen nach der Lebensdauer dieser Bauteile zu klären. Um solch eine bauteilspezifische Lebensdaueranalyse durchführen zu können, müssen Verknüpfungen zwischen der zerstörungsfreien und der zerstörenden Prüfung gebildet werden.

Kurzfaserverstärkte Thermoplaste spielen im Automobilsektor eine zunehmend wichtigere Rolle. Bislang wird die Ermüdung von Bauteilen aus solchen Werkstoffen meist angelehnt an die eingeführten Methoden aus dem Bereich metallischer Werkstoffe bewertet. Ein abgesichertes, auf die Besonderheiten kurzfaserverstärkter Thermoplaste abgestimmtes Konzept besteht bisher nur in Ansätzen. Dies betrifft insbesondere die adäquate Berücksichtigung der Einflüsse von Faserorientierung, Temperatur, überlagerter Kriechdeformation und anisotroper Kerbeinflüsse.

Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch. Dies gilt verstärkt für Städte, wo vor allem kleine Fahrzeuge als Lösung gefragt sind. Industrie und Forschung stellt das vor neue Herausforderungen, wie das von der Europäischen Union geförderte Forschungsprojekt URBAN-EV zeigt, in dem ein preiswertes und sicheres zweisitziges Elektromobil mit super leichter Fahrzeugarchitektur entwickelt wurde. Maßgeblich beteiligt war das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Die Herausforderung bei der Fahrzeugentwicklung bestand darin, die hohen geltenden Standards für den Insassenschutz mit guten Leistungsdaten für den Fahrbetrieb zu vereinen. Zu erreichen war dies nur mit konsequentem Leichtbau. Die Vielfalt der von Wissenschaftlern des Fraunhofer LBF angestellten Untersuchungen reichte von der Absicherung der weiter entwickelten Fügetechnologie des EMPT-Crimpens und die Lebensdauerbewertung mittels EMPT-gefügter Komponenten über die Prüfung ausgewählter Achskomponenten bis hin zur Betriebsfestigkeitsprüfung eines Halbachsmoduls. Weitere Informationen zum Projekt gibt es unter www.urban-ev.eu. Zu sehen ist der Zweisitzer beim Fraunhofer-Festival „TheSoundOfScience“ am 27. Juni 2019 in Darmstadt, Centralstation.

Mehr Komfort im Auto geht immer. Diesen Trend befördern insbesondere Premiumhersteller und statten ihre Modelle zunehmend mit aktiver Hinterradlenkung, aktiven Stabilisatoren oder aktiven Federungen aus. Mit diesen Fahrwerkssystemen gelingt es, den Zielkonflikt zwischen Komfort und Fahrsicherheit zu entschärfen. Speziell bei den SUV und anderen Fahrzeugen mit hohem Gewicht und einem erhöhten Schwerpunkt lassen sich die Nachteile in der Fahrdynamik durch situative Abstimmung des Fahrzeugverhaltens deutlich mindern. Aktive Fahrwerkssysteme stellen jedoch zusätzliche Anforderung an den Betriebsfestigkeitsnachweis und die Bewertung der Zuverlässigkeit. Als Reaktion auf diese wachsenden Herausforderungen hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF seine Prüfumgebung im Labor erweitert und angepasst. Dadurch ist die hohe Aussagegüte der Betriebsfestigkeitsprüfungen sichergestellt. Fahrzeughersteller und ihre Zulieferer profitieren von diesen Werkzeugen und können ihre aktiven Fahrwerkssysteme im Darmstädter Institut im Hinblick auf deren Zuverlässigkeit absichern lassen. Weitere Information gibt das Forschungsinstitut auf der Messe Automotive Testing, Stuttgart, 21.-23. Mai 2019 (Stand 8052).

Ohne zuverlässige Lastdaten ist eine optimale Fahrzeugentwicklung nicht denkbar. Handelt es sich dabei um die fahrdynamische Messung von Kräften und Momenten bei der Auslegung von Fahrwerken, geht nichts ohne Radkraftsensoren. In den letzten Jahren sind die zu prüfenden Lastbereiche deutlich gestiegen. Entsprechend gewachsen sind die Ansprüche an die Tests und an die Zuverlässigkeit der eingesetzten Prüfinstrumente. Daher hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF einen neuen Prüfstand speziell zur Kalibrierung von LKW-Messrädern entwickelt, der besonders hohe Lastbereiche abdeckt: Bei der Radialkraft sind es bis 400 Kilonewton, bei der Lateralkraft bis 200 Kilonewton und bei der Tangentialkraft beziehungsweise dem Antriebs- und Bremsmoment bis 100 Kilonewtonmeter. Von der DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH hat das Fraunhofer LBF die Akkreditierung erhalten. Weitere Information gibt das Forschungsinstitut auf der Messe Automotive Testing, Stuttgart, 21.-23. Mai 2019 (Stand 8052).

Bereits seit 2002 vergibt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF den Ernst-Gaßner-Award. Geehrt werden mit der Auszeichnung Wissenschaftler für ihre hervorragende wissenschaftlich-technische Leistung auf dem Gebiet der Betriebsfestigkeit. Jetzt hat das Darmstädter Institut die siebte Vergabe des Preises für 2020 ausgelobt. Bis zum 30. Juni 2019 können Vorschläge für Kandidaten auf der eigens eingerichteten Internetseite unter www.lbf.fraunhofer.de/ega online eingereicht werden. Kandidaten müssen sich mit betriebsähnlichen, variablen Lastamplituden und Anwendungen im Leichtbau befassen sowie eine verantwortliche Position in einem Industrieunternehmen innehaben. Der Ernst-Gaßner-Preis ist mit einem Preisgeld in Höhe von 5.000 Euro dotiert.