Schadenfrei – Dämpfer für Schutz im Aufprallsimulator

Je nach Ausführung kostet ein so genannter Crashtest-Dummy zwischen 100.000 und 250.000 Euro. Zwar können diese praktischen Helfer bei der Kfz-Entwicklung mit aufwändiger Wartung häufiger zu Tests herangezogen werden als die zerstörten Fahrzeuge, in oder auf denen sie sitzen.

Dennoch ist jeder Hersteller froh, wenn sich deren Einsatz minimieren lässt. Forschung und Industrie arbeiten daher Hand in Hand an günstigeren Methoden und Abläufen von Vortests. Viele davon sind dazu geeignet, auftretende Kräfte zu messen und so die Anforderungen an Sicherheitselemente zu prognostizieren. Diesem Zweck dient auch ein Aufprallsimulator, den Prof. Dr.-Ing. Klaus Durst im Rahmen von Projektarbeiten mit Maschinenbau-Studenten im Labor für Messtechnik und Sensorik an der Hochschule Konstanz für Technik, Wirtschaft und Gestaltung entwickelt.

Auf Praxisnähe bedacht, gehörte es für die Studenten Janek Stahl und Sandro Folisi zur Aufgabenstellung, die grundlegenden Schritte des Projektes wie in der freien Wirtschaft umzusetzen. Dies umfasste neben der Erstellung eines Sicherheitskonzeptes während der Testphase im Labor auch Konstruktion und Entwicklung eines Dämpfsystems für den Schlitten, das Erstellen eines bedienerfreundlichen Anwenderprogramms zur Erfassung der Messdaten und Handhabung des Simulators sowie die Kreation eines Imagefilms samt öffentlichkeitswirksamer Verwertung des Projektes.

Starke Magnum-Dämpfer

Die Grundkonstruktion des Aufprallsimulators: Auf wenigen Metern sorgt ein elektrischer Antrieb für die Beschleunigung eines 400 Kilogramm schweren Schlittens. Dieser wird ausgeklinkt und fährt mit einer Geschwindigkeit von 3,3 Meter pro Sekunde in die Endlage. Damit die durch die beschleunigten Massen ausgelösten Kräfte keine gravierenden Schäden in den Endlagen der Gesamtkonstruktion und im Labor hervorrufen, war dem Projektteam von Anfang an klar, dass man auf die Hilfe hochwertiger Bremslösungen angewiesen sein würde.

ACE unterstütze das Projekt als Sponsor: Für erste Testzwecke wurden zwei Industrie-Stoßdämpfer Magnum MA4575M links und rechts in den Endlagen der Schlittenkonstruktion verbaut. Diese einstellbaren Modelle mit Gewinde M45x1,5 und ihren je 75 Millimeter Hub aus der seit Jahren als Referenzklasse für Industrie-Stoßdämpfer geltenden Serie des Unternehmens zeigten sich der Bremsaufgabe gewappnet. Aber um der unter Realbedingungen auftretenden kinetischen Energie von 2.178 Newtonmeter pro Hub noch besser standzuhalten, entschieden sich die Beteiligten für ein noch üppiger dimensioniertes Bremssystem und eine Änderung der Konstruktion.

Nun kam das mittig platzierte, größte serienmäßige Modell vom Typ Magnum MA64150M zum Einsatz. Mit Gewinde M64x2 und einem Hub von 150 Millimeter erfüllte er nicht nur die Mindestanforderungen, sondern hätte auch noch bei einer späteren Erhöhung effektiver Massen zum Einsatz kommen können. Er kann 6.120 Newtonmeter pro Hub verkraften. Neueste Dämpfungstechnik, ein gehärtetes Führungslager und der integrierte Festanschlag machen es möglich, effektive Massen von 330 bis maximal 80.000 Kilogramm aufzunehmen.