Teststand für 40-Tonner

Forschung

Prüfstand – Jüngst wurde in Karlsruhe eine neue Versuchsanlage für mobile Schwergewichte in Betrieb genommen. Mit seinen Leistungsdaten gilt der Multifunktionsprüfstand als weltweit wohl einzigartig. von Michael Mack

26. September 2011

Eine Vision ist real geworden und hat jetzt die nächste Etappe geschafft: Vor rund acht Jahren war die Idee entstanden, mit Beistand der Wirtschaft einen Lehrstuhl ins Leben zu rufen, der die Erforschung und Weiterentwicklung mobiler Maschinen zum Ziel hat. Dieser Stiftungslehrstuhl sollte Entwicklungen im Bereich der Mobilen Arbeitsmaschinen zur Unterstützung der Industrie vorantreiben. Treiber der Idee waren zwölf Industrieunternehmen und der Maschinenbauerverband VDMA, die zur Realisierung ihrer Pläne gemeinsam den Stiftungsverein Mobima e.V. gründeten.

Und, nein, es war kein Aprilscherz: Am 1. April 2005 wurde der Start des Stiftungslehrstuhls am Karlsruher Institut für Technologie bekannt gegeben. Danach wurden peu à peu die fahrzeugtechnischen Aktivitäten weiter ausgebaut. Heute arbeiten am lnstitut für Fahrzeugsystemtechik (FAST), das vier Professuren beherbergt, etwa 50 Wissenschaftler, circa 25 Mitarbeiter im technischen Bereich und im Verwaltungsbereich sowie eine Vielzahl von Studien- und Diplomarbeitern. In Deutschland ist das Institut eines der größten des Maschinenbaus.

Seit Juli steht den Wissenschaftlern am FAST ein moderner Prüfstand für Allrad-Akustikrollen zur Verfügung. Die Versuchsanlage, die Fahrzeuge mit einem Leergewicht bis zu 40 Tonnen (14 Tonnen maximale Radlast, 8 Meter Achsabstand, 3,55 Meter Spurbreite) aufnehmen kann, erinnert an ein Laufband, auf dem ein Leistungssportler den Fitnesstest macht. Auf dem »Karlsruher Laufband« für Baumaschinen, Kommunalfahrzeuge sowie Land- und Forstmaschinenuntersuchen die Ingenieure unter anderem Leistung und Funktion sowie Außen- und Innengeräusche mobiler Arbeitsmaschinen. Genau wie bei PKWs geht es um die Aspekte Sicherheit, Energieeffizienz, Benutzerfreundlichkeit und Kosteneinsparung.An Beispielen veranschaulicht das FAST die Chancen, die der Prüfstand bietet. So wird auf Hybridantriebe verwiesen.

Die Effizienz unterschiedlicher Hybrid-Fahrzeugkonzepte lässt sich unter exakt vorgegebenen Bedingungen ermitteln. Auch lässt sich mit dem Prüfstand das Verhalten von Antrieben, die noch nicht im Fahrzeug verbaut sind, simulieren, das sogenannte Vehicle-in-the-Loop. Auf diese Weise sind Aussagen über die erreichbaren Ziele von Antriebskonzepten, etwa mit Elektroantrieben, ohne Vorhandensein eines echten Prototyps früh möglich.

Neue Steuerungskonzepte

Oder es geht um neue Steuerungskonzepte. Heute sind lernfähige und sich selbst adaptierende Systeme Gegenstand von Forschungsaktivitäten. Die Untersuchung solcher Systeme insbesondere in sicherheitskritischen Situationen ist in der Praxis problematisch. Eine Untersuchung und Optimierung der Systeme am Rollenprüfstand hingegen ist unter Minimierung der Gefahren machbar.

Als ein weiteres Aufgabenfeld benennt Mobima Antriebskonzepte, die sowohl die Fahr- als auch die Arbeitsfunktion im Fokus haben. Mobile Arbeitsmaschinen müssen häufig beide Antriebe gleichzeitig betätigen, sodass gegenseitige Beeeinflussung stattfindet.

Die Belastung der Arbeitsantriebe ist am Rollenprüfstand über individuell angepasste Zusatzeinrichtungen möglich. So lassen sich elektrische und hydraulische Antriebskonzepte mit Rekuperationsmöglichkeit (etwa Rückgewinnung und Speicherung von Bremsenergie) untersuchen. Auch wird versucht, Fahr- und Arbeitsfunktionen zu koppeln, sodass Antriebe mit deutlich gestiegener Effizienz entstehen können.

Am 5. Juli wurde der Rollenprüfstand für mobile Arbeitsmaschinen, der in einer im Rahmen des Forschungsneubaus »InterdisziplinäreFahrzeug-systemtechnik« ebenfalls neu errichteten Versuchshalle untergebracht ist, der Presse vorgestellt. Dr. Heribert Reiter, Vorsitzender des Fördervereins Mobima, erklärte dabei: »Ein derartiger Prüfstand ist mit diesen Leistungsdaten wohl weltweit einzigartig. Das unterstreicht die führende Rolle der deutschen Industrie auf diesem Sektor.«

Der Inhaber des Lehrstuhls Mobile Arbeitsmaschinen, Professor Marcus Geimer, freut sich, mit dem neuen Prüfstand jetzt »belastbare und fundierte Aussagen zu theoretischen Erkenntnissen« zu erhalten. Der Wissenschaftler: »Ich bin überzeugt, dass wir unserem Ziel, eine wissenschaftlich anerkannte Fachstelle im Bereich der Fahrzeugsystemtechnik zu werden sowie kompetenter Ansprechpartner der Industrie zu sein, einen großen Schritt näher gekommen sind.«z

Auf einen Blick

-Der Stiftungs-Lehrstuhl für Mobile Arbeitsmaschinen (Mobima) am Institut für Fahrzeugsystemtechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist eine in ihrer Form in Deutschland einmalige international anerkannte Forschungsstelle für alle Fragen aus dem Bereich der mobilen Maschinen.

-Erforscht werden fahrzeugtechnische Fragen aus den Bereichen Baumaschinen, Kommunalfahrzeuge, Land- und Forstmaschinen sowie Flurförderfahrzeuge. Im Fokus stehen Antriebs-technik, Steuerungskonzepte und Simulation. Zur Ausstattung gehören eine Versuchshalle mit Maschinenbett und zentraler Druckversorgung sowie verschiedene mit Messtechnik ausgestattete Maschinen. Gelände in unmittelbarer Nähe ermöglichen Außenversuche.

-Simulationsprogramme für Mehrkörpersimulationen (MKS), Hydraulik (konzentrierte Parameter) und steuerungstechnische Fragen liefern theoretische Hintergründe.

Erschienen in Ausgabe: 02/2011