Automotive-Testing

Holger Träger, Bochum


Seit 2002 durfte ich immer wieder an Testfahrten teilnehmen, sie organisieren und durchführen.

Dabei waren die zu ermittelnden Aufgaben und zu beantwortenden Fragen so unterschiedlich wie die Auftraggeber.

Meist stand im Fokus der "Radfestsitz", also das selbsttätige Lösen der Radschrauben. Allerdings läßt sich das nicht immer so leicht auf die Schraube und ihre Beschichtung schieben, sondern häufig spielen Raddesign und gewichtsoptimierte Radnabe eine entscheidende Rolle.

Interessant war und ist:

Das "Problem" und die Fragestellung ist noch lange nicht beantwortet - und die Vielfalt der Fahrzeuge.

Die Physik gilt für alle gleich, egal ob SMART oder MAYBACH...

 

Deshalb reicht nicht das einfache Fahren, sondern zunächst muss ein Prüfprogramm her - insofern es nicht als Lastenheft o.ä. vorgegeben ist.

 

Bei der Abarbeitung eines solchen Prüfprogramms kommt mir immer wieder meine über 20-jährige Tätigkeit als Rennfahrer im Automobil-Rennsport zu Hilfe, bei der ich gelernt habe ein Fahrzeug sicher und gleichmäßig im Grenzbereich zu bewegen, aber auch genau so gut unter Dauerlaufbedingungen.

Wiederholgenauigkeit ist das Stichwort - und genau hier liegt der Unterschied...

Darüberhinaus nutzt man aber gern Messmittel wie Ultraschall, aber manchmal auch teure Dehnmessstreifen (DMS) mit Hilfe einer kabellosen Datenübertragung (Telemetrie). Sowohl die Messmittel als auch die Versuchsteile werden von mir als ausgebildeter Kfz-Mechaniker vor Ort appliziert bzw. angebaut.

Als Beispiel sind hier Messungen mit DMS (Dehnmesstreifen) zu sehen, die von mir durchgeführt wurden. Man sieht die mit DMS-applizierten Schrauben, eine Streckenskizze und darunter die Biegebelastung einer Radschraube aufgelöst auf nur eine einzige Radumdrehung. Daraus ergibt sich die aufgetragene Sinuskurve.
Die X-Achse zeigt die Zeit, die Y-Achse die Vorspannkraft in [kN]. Der Abfall über die gesamte Länge ist als Temperaturdrift zu sehen.

Leider darf hier nicht unerwähnt bleiben das diese Methodik sehr teuer ist. Neben der Hardware wie Telemetrie, die bei rund 25000€ liegt, schlägt jede einzelne mit DMS-applizierte Schraube mit rund 1000€ zu Buche.

 

Deshalb gibt es hierfür eine durchaus praktikable Alternative, nämlich Ultraschall:

Zu sehen ist im ersten Bild, dass ein Ultraschallkopf mit Magnet aufgesetzt wird, wobei durch das Ankleben der Kopplungsfolie auf ein Kopplungsmittel vollständig verzichtet werden kann, was die Messgenauigkeit extrem verbessert. Hier kann, wenn man die Temperatur beachtet, eine Genauigkeit bei der Messung der Vorspannkraft von gut +/-1,5kN erreicht werden. Das Schall-Signal (im mittleren Bild dargstellt) durchläuft das Bauteil, wird auf der Rückseite der Schraube reflektiert und wieder eingefangen. Über die Laufzeit des Signals sowie Umrechnung mit der Schallgeschwindigkeit ergibt sich eine Längenänderung. Hat von vorher eine Kalibrierkurve erstellt, so ordnet das System die Längenänderung automatische einer Vorspannkraft zu - und zeigt sie an.

 

Weiter habe ich mit einem 3D-Kamerasystem gearbeitet, was Verschiebungen dreidimensional auf bis zu 0,02mm auflösen kann. Hiefür wird ein zu prüfendes Teil mit kleinen Messmarken oder einem Struckturlack (je nach System) bestückt. Die Software erstellt dann aus zwei zweidimensionalen Bildern ein dreidimesionales Bild, genau wie Augen und Gehirn. Erstellt man nun ein Bild ohne und dann mit Belastung, dann kann man sich die Versiebungen im Raum mit Hilfe von Vektorpfeilen anzeigen lassen.

In den folgenden Bildern ist meine Hand an einem Schraubenschlüssel zu sehen - unbelastet, dann belastet:

...es kommt halt wie immer darauf an, was genau man wissen und analog dazu was man messen möchte, um die passende Prüfmethode herauszufinden...

 

Sie haben nun viele Fragen ob und wie ich Sie ggf. unterstützen kann?

Gut, dann nutzen Sie doch einfach und unverbindlich den Kontakt !