Besser bügeln dank virtueller Simulation

Hierzu entwickelten sie ein Simulationsmodell, mit dem Sicherheitstests bereits im Planungsstadium durchführbar sind – lange bevor der erste Prototyp gebaut ist.

Stürzt ein Bügeleisen vom Bügelbrett, kann ein beschädigter Wassertank einen elektrischen Kurzschluss verursachen – mit Verletzungen und Bränden als Folge. Dampfbügeleisen müssen deshalb einen Falltest bestehen. Bevor sie für den Verkauf zugelassen werden, muss der Hersteller deshalb aufwändige Tests durchführen. „Jeder Prototyp muss im Labor den Fall aus einem Meter Höhe auf eine Holzplatte sicherheitstechnisch unbeschadet überstehen“, erklärt André Heinrietz vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt. „Diese Untersuchungen waren bisher sehr aufwändig, da erst einmal ein Prototyp gebaut werden musste.

Jede Änderung wegen eines nicht bestandenen Falltests zog hohe Kosten für Anpassungen an der sehr komplexen Spritzgussform nach sich.“ Ein solches Simulationswerkzeug ist für die Hersteller freilich nur dann von Nutzen, wenn es die Realität exakt darstellt. Um zu prüfen, ob der virtuelle und der tatsächliche Drop-Test wirklich die gleichen Ergebnisse liefern, untersuchten die Ingenieure die dynamischen Abläufe im Innern des Bügeleisens beim Fall von einem Bügelbrett.

Das Ergebnis: Die Risse traten sowohl bei den realen als auch bei den simulierten Drop-Tests an derselben Stelle auf, nämlich zwischen Heckdeckel und Tank. „Eine minimale Änderung in der Geometrie hat zur Folge, dass bei einem Sturz kein Wasseraustritt im Bereich des Tanks zu erwarten ist“, so André Heinrietz.

Darüber hinaus lassen sich durch den Einsatz von Hochleistungskeramik als Sohlenmaterial verbesserte Gleiteigenschaften, geringeres Gewicht und eine deutlich höhere Kratzfestigkeit im Vergleich zur Edelstahlsohle erzielen. Ingenieure und Werkstoffwissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden gewähren Einblicke in die Entwicklungsstufen für eine neuartige keramische Bügeleisensohle.