Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Technik, die stärker ist als Schlaglöcher

15.07.2019

Ob im Auto oder der digitalen Fabrik: Wenn Sensoren Daten erfassen, müssen diese in Netzwerken übermittelt werden. Entweder über Funk oder über Leitungen. Der Weg per Leitung ist zuverlässiger – Schwachpunkte gibt es aber dort, wo zwei Kabel mit einer Steckverbindung zusammengeführt werden. Die Feinsystemtechniker der TH OWL forschen in einem neuen Projekt daran, Steckverbinder gegen Vibrationen und Hitze abzuhärten.

In fünf bis zehn Jahren fahren autonome Autos auf deutschen Straßen – davon geht Professor Dr. Jian Song aus. Der Leiter des Labors für Feinsystemtechnik an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe arbeitet gemeinsam mit seinem Team daran, dass bis dahin die Technik ausreichend robust ist, damit der Verkehr sicher fließt.


Viele Prüfanlagen im Labor für Feinsystemtechnik haben die TH-Wissenschaftler selber entwickelt. Prof. Jian Song kontrolliert die Simulation von Mikrobewegungen, die die Steckverbinder durchlaufen.

Foto: TH OWL/Katharina Thehos

Seit Juli 2019 forschen die Lemgoer Wissenschaftler gemeinsam mit der Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT an zuverlässigeren Steckverbindern.

Die Sinnesorgane des autonomen Autos

In autonomen Fahrzeugen gibt es viele Sensoren. Die von ihnen erfassten Daten werden übertragen an einen Steuercomputer. Jede Leitung braucht zwei Steckverbinder. Fällt ein Sensor aus – oder werden seine Daten fehlerhaft übertragen – hat das Auto ein Problem:

„Ein Sinnesorgan funktioniert nicht mehr“, veranschaulicht Song. Bei autonomen Fahrzeugen würde das dazu führen, dass diese angehalten werden. Während ein menschlicher Fahrer bei einer gelben Warnleuchte in der Regel entscheidet, zumindest bis nach Hause oder zur Werkstatt zu fahren, stoppt das autonome Auto sofort:

„Bei autonomen Fahrzeugen haftet der Autohersteller für die Sicherheit. Deshalb werden sie schon bei der kleinsten sicherheitsrelevanten Störung angehalten“, so Song.

Weil der Mensch als Kontrolleur und Entscheider wegfällt, muss die Technik besonders robust sein. Für die Zuverlässigkeit der Steckverbinder beim autonomen Fahren gibt es sogar eine weltweit gültige Vorschrift: Erlaubt ist ein Fehler pro einer Milliarde Betriebsstunden.

„Das klingt sehr streng – aber man muss beachten, dass jedes Auto bis zu 5.000 Steckverbinder hat“, erklärt Song und rechnet vor: Während der von den Herstellern angenommenen Lebensdauer eines Autos von 15 Jahren darf in einem von 30 Fahrzeugen eine Steckverbindung ausfallen.

Vibrationen und Hitze fordern Verbindungen heraus

Schäden in Steckverbindungen können vor allem durch Vibrationen und Hitze entstehen. Fährt ein Auto etwa über ein Schlagloch, so kommen alle Bauteile ins Schwingen. Auch der Motor selber sorgt für Vibrationen. Probleme mit Hitze können beispielsweise auftreten, wenn unterschiedliche Materialien verwendet sind, die sich bei Wärme verschieden stark ausdehnen.

Bisher ist nicht erforscht, welche Art von Vibrationen schädlicher ist für die Steckverbinder: schnelle oder langsame, wechselnde oder gleichförmige. Die Lemgoer Wissenschaftler wollen diese Lücke schließen und testen die Bauteile auf Prüfständen, mit denen sie die Belastungen im Fahrzeug simulieren. Viele der Anlagen im Labor für Feinsystemtechnik sind Maßanfertigungen der Lemgoer Forscher. Auch für das aktuelle Projekt müssen sie zunächst einen passenden Prüfstand entwickeln und aufbauen.

Unterstützt wird die Forschung von einem Ausschuss aus Vertretern von Unternehmen, beispielsweise vom Automobilzulieferer ZF und von Steckverbinderherstellern. Das AiF-Projekt wird von Juli 2019 bis Juni 2021 mit rund 400.000 Euro gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Rund die Hälfte der Fördersumme fließt an die TH OWL.

Forschung im Labor für Feinsystemtechnik

Das Labor für Feinsystemtechnik des Fachbereichs Maschinenbau und Mechatronik gehört zum Forschungsschwerpunkt „Innovative Werkstoffe“ der TH OWL. Im Labor arbeiten knapp 20 Mitarbeiter in Wissenschaft und Technik: Ingenieure aus dem Maschinenbau, der Mechatronik und den Werkstoffwissenschaften, Physiker sowie Physiklaboranten.

Professor Dr. Jian Song und sein Team forschen in enger Kooperation mit der Industrie der elektrischen Verbindungstechnik und mit der Automobilindustrie. Die Schwerpunkte liegen auf der Erforschung und Verbesserung von Funktionsoberflächen und Schichtsystemen für elektrische Kontakte. Häufig geht es außerdem um Verschleißprozesse, Schadensanalysen und Lebensdauerprüfungen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Kontakt: Professor Dr. Jian Song, Telefon 05261 702-5028, E-Mail jian.song@th-owl.de

Katharina Thehos | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.th-owl.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Autonomes Fahren: Das hörende Auto der Zukunft
03.02.2020 | Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT

nachricht Innovatives Leichtbaukonzept im Fahrzeugbau für weniger Emissonen
13.12.2019 | Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Den Regen für Hydrovoltaik nutzen

Wassertropfen, die auf Oberflächen fallen oder über sie gleiten, können Spuren elektrischer Ladung hinterlassen, so dass sich die Tropfen selbst aufladen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben dieses Phänomen, das uns auch in unserem Alltag begleitet, nun detailliert untersucht. Sie entwickelten eine Methode zur Quantifizierung der Ladungserzeugung und entwickelten zusätzlich ein theoretisches Modell zum besseren Verständnis. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte der beobachtete Effekt eine Möglichkeit zur Energieerzeugung und ein wichtiger Baustein zum Verständnis der Reibungselektrizität sein.

Wassertropfen, die über nicht leitende Oberflächen gleiten, sind überall in unserem Leben zu finden: Vom Tropfen einer Kaffeemaschine über eine Dusche bis hin...

Im Focus: Harnessing the rain for hydrovoltaics

Drops of water falling on or sliding over surfaces may leave behind traces of electrical charge, causing the drops to charge themselves. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz have now begun a detailed investigation into this phenomenon that accompanies us in every-day life. They developed a method to quantify the charge generation and additionally created a theoretical model to aid understanding. According to the scientists, the observed effect could be a source of generated power and an important building block for understanding frictional electricity.

Water drops sliding over non-conducting surfaces can be found everywhere in our lives: From the dripping of a coffee machine, to a rinse in the shower, to an...

Im Focus: Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

Verschränkte Lichtteilchen lassen sich nutzen, um Bildgebungs- und Messverfahren zu verbessern. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat eine Quantenimaging-Lösung entwickelt, die in extremen Spektralbereichen und mit weniger Licht genaueste Einblicke in Gewebeproben ermöglichen kann.

Optische Analyseverfahren wie Mikroskopie und Spektroskopie sind in sichtbaren Wellenlängenbereichen schon äußerst effizient. Doch im Infrarot- oder...

Im Focus: Sensationsfund: Spuren eines Regenwaldes in der Westantarktis

90 Millionen Jahre alter Waldboden belegt unerwartet warmes Südpol-Klima in der Kreidezeit

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Geowissenschaftlern des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)...

Im Focus: A sensational discovery: Traces of rainforests in West Antarctica

90 million-year-old forest soil provides unexpected evidence for exceptionally warm climate near the South Pole in the Cretaceous

An international team of researchers led by geoscientists from the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) have now...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinärer Austausch zum Design elektrochemischer Reaktoren

03.04.2020 | Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste SARS-CoV-2-Genome aus Österreich veröffentlicht

03.04.2020 | Biowissenschaften Chemie

Projekt »Lade-PV« gestartet: Fahrzeugintegrierte PV für Elektro-Nutzfahrzeuge

03.04.2020 | Energie und Elektrotechnik

Interdisziplinärer Austausch zum Design elektrochemischer Reaktoren

03.04.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics