Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leichter, leiser, zuverlässiger

21.05.2008
100. Geburtstag des Leichtbaupioniers Ernst Gaßner

Angesicht steigender Kraftstoff- und Rohstoffkosten sind für Entwicklungsingenieure Leichtbaukonzepte von zentraler Bedeutung, um mit leichteren Bauteilen das Gesamtgewicht von Konstruktionen und damit den Ressourcen- und Energieverbrauch weiter zu verringern. Dabei müssen die neuen Komponenten nach wie vor ebenso sicher wie zuverlässig sein.

Hinzu kommt, dass je leichter die Konstruktionen werden, sich Schwingungen in den Strukturen stärker übertragen, wodurch störender Lärm und Vibrationen entstehen können, weil die dämpfend wirkenden Massen fehlen. Für Entwicklungsingenieure besteht deshalb die Heraus-forderung immer leichtere, leisere und dabei zuverlässige Produkte zu gestalten. Als einer der maßgeblichen Wegbereiter des betriebsfesten Leichtbaus gilt der Ingenieur und Mitbegründer des Darmstädter Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF Ernst Gaßner, der am 22. Mai vor 100 Jahren geboren wurde.

„Heute bedeutet Leichtbau einen ökonomischen Kompromiss zu finden – hinsichtlich Gewichtsreduzierung auf der einen Seite und ausreichender Steifigkeit, statischer und dynamischer Stabilität und Betriebsfestigkeit auf der anderen. Entwicklungsingenieure nutzen hierzu angepasste Simulationsmethoden, die mechanische Belastungen, Alterung und Auswirkungen verschiedener Umwelteinflüsse bereits in einer frühen Phase der Entwicklung berücksichtigen.“, sagt Holger Hanselka, Institutsleiter am Fraunhofer LBF. Besonders in Branchen, in denen Massen bewegt werden, also im Automobil-, Flugzeug-, und Schienenfahrzeugbau ebenso wie im Schiffs- sowie im Maschinen- und Anlagenbau, steigt deshalb die Nachfrage nach Leichtbaustrategien, um energie- und ressourcen-schonende Produkte entwickeln und herstellen zu können.

Ernst Gaßner, gilt vor diesem Hintergrund als Pionier des Leichtbaus, dessen Untersuchungen zur experimentellen Simulation der im Betrieb auftretenden Belastungen von Bauteilen als Meilenstein des Leichtbaus und als Geburtsstunde der Betriebsfestigkeit gelten. In Darmstadt formulierte der damals 30-jährige Ingenieur erstmals den 8-Stufen-Blockprogrammversuch, ein Verfahren zur experimentellen Simulation der im Betrieb auftretenden Belastungen und begründete damit die Forschung im Bereich der Betriebsfestigkeit. Der Begriff beschreibt die Eigenschaft einer Konstruktion oder eines Bauteils, die während des Betriebs zufallsartig auftretenden zyklischen, quasistatischen und schlagartigen Belastungen unter Einbeziehung der Umgebungsbedingungen, wie Temperatur oder Korrosion, zu ertragen. Gaßner erkannte die Bedeutung der im Betrieb auftretenden Beanspruchungen mit zeitlich veränderlichen Amplituden für den Leichtbau und die Lebensdauer von Bauteilen. Auf Basis dieser Pionierleistung konnten später erste zuverlässige Hochleistungsprodukte unter dem Aspekt des Leichtbaus realisiert werden.

Durch den Zusammenschluss der Physikalisch-Technischen Labor GmbH von Ernst Gaßner in Kempten mit der 1938 gegründeten Bautz-Bergmann Werkstoff- und Konstruktionsberatung GmbH in Darmstadt entstand 1950 das Laboratorium für Betriebsfestigkeit, kurz LBF, genannt. Das zunächst im Hinblick auf den Flugzeugbau entwickelte Konzept der Betriebsfestigkeit wurde bereits 1948 von der Fahrzeugindustrie angenommen. Heute ist eine Fahrzeugentwicklung ohne Lebensdaueruntersuchungen mit variablen Amplituden sowohl numerischer als auch experimenteller Art undenkbar. Auch andere Industriezweige haben in den folgenden Jahrzehnten das Potenzial von Leichtbaulösungen erkannt und die Gaßner'sche Methode zur betriebsfesten Bauteildimensionierung eingeführt. Aus diesem technologische Wissen und der in den folgenden Jahren entwickelten branchenübergreifenden Expertise entwickelte sich das heutige international renommierte Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF.

„Auch für moderne Werkstoffe wie etwa Faserverbundmaterialien oder Leichtbaustrukturen aus Metallschäumen ist es möglich, die Lebensdauer von zyklisch belasteten Bauteilen experimentell zu simulieren und konstruktiv auf unterschiedliche industrielle Anwendungen hin anzupassen. So können gezielt besonders leichte und gleichzeitig robuste Bauteile konstruiert werden.“ erläutert Hanselka die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung. Mit über 230 Mitarbeitern sowie hochmoderner Ausstattung der Labors und Versuchshallen, auf mehr als 13 000 qm, wird neben dem einzigartigen realen Prüffeld des Fraunhofer LBF auch ein virtuelles Test Lab eingesetzt. Kunden aus Industrieunternehmen sowie kleinen- und mittelständischen Unternehmen werden so individuelle Lösungen zur Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit für alle Sicherheitsbauteile geboten. Von der Idee bis zur Produkt- und Serienreife ist das Fraunhofer LBF damit kompetenter Partner entlang des gesamten Forschungs- und Entwicklungsprozesses. Damit können vor allem neue Konstruktionen, Werkstoffe, Fertigungsverfahren und Verbindungstechnologien unter Berücksichtigung mechanischer Belastungsprofile optimiert werden.

Die Methoden der Betriebsfestigkeit werden am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF sowie an der TU Darmstadt seit mehr als 70 Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Das zweite wissenschaftliche Symposium „Structural Durability in Darmstadt“, am 5. bis 6. Juni im darmstadtium, gibt einen Überblick zu aktuellen Forschungen im Bereich der Betriebsfestigkeit. Vom wissenschaftlichen und anwendungsorientierten Ausbau dieser Querschnittswissenschaft am Fraunhofer LBF und an der TU Darmstadt profitiert so heute die gesamte deutsche, europäische und internationale Fahrzeug- und Flugzeugindustrie sowie ihre Zulieferer. Alle zwei Jahre zeichnet das Fraunhofer LBF Persönlichkeiten mit dem Ernst-Gaßner-Preis aus, die hervorragende wissenschaftlich-technische Leistungen im Sinne Ernst Gaßners erbringen.

Hintergrund:
Systemzuverlässigkeit und Adaptronik: Bauteile in allen Bereichen des Maschinenbaus werden zunehmend mit elektronischen Komponenten ausgestattet und durch aktuatorische und sensorische Funktionselemente ergänzt. Die herkömmlichen Konstruktionen werden so zu komplexen adaptronischen Systemen mit mehreren Funktionen zusammengefasst. Die Adaptronik gilt als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Sie bringt gleichsam „Leben“ in mechanische Strukturen und ermöglicht es Bauteilen, sich aktiv an veränderliche Umgebungs- und Betriebsbedingungen anzupassen. Die dadurch möglichen Funktionsvorteile eröffnen nachhaltige Produktinnovationen beispielsweise in den Bereichen Schwingungsisolation, Lärmreduktion, Formkontrolle bis zur Leichtbau- und Zuverlässigkeitsoptimierung.
Anke Zeidler-Finsel, PR-Beraterin (DAPR)
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit
und Systemzuverlässigkeit LBF
Presse und Öffentlichkeitsarbeit, Bibliothek
Postfach 10 05 45, 64205 Darmstadt, Germany
Telefon: +49 6151 705-268, Fax: +49 6151 705-214
anke.zeidler-finsel@lbf.fraunhofer.de

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.lbf.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: Entwicklungsingenieur Leichtbau

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Veranstaltungsnachrichten:

nachricht Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung
27.06.2017 | Fraunhofer IISB

nachricht Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle
27.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Veranstaltungsnachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Immunabwehr: Wie Proteine Membranbläschen zusammenbringen

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das Auto lernt vorauszudenken

28.06.2017 | Maschinenbau

Der Satellitenblick auf die Dürre in Kenia

28.06.2017 | Geowissenschaften