In der Vergangenheit sorgten verschiedene Autokonzerne mit gescheiterten Elchtests für Furore. Aufgrund es hohen Wettbewerbsdrucks wurden neue Modellreihen in immer kürzerer Zeit entwickelt. Ein Wettlauf, der auf Kosten der Sicherheit ging. Die Prototypen verloren bereits bei vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten die Stabilität, gerieten ins Schleudern und überschlugen sich. Schlagzeilenträchtige Ereignisse, die die erfolgsverwöhnte deutsche Automobilindustrie zum Umsteuern brachte...
Exakte Trägheitsparameter
Unser Messverfahren gibt der Autoindustrie mehr Sicherheit bei der Entwicklung neuer Modelle. Denn mit dem von uns entwickelten Verfahren lassen sich alle Trägheitsparameter exakt bestimmen, die die Konstrukteure für die 100-prozentige Simulation der Stabilität am Computer benötigen", macht Tomasz Gingold, Geschäftsführer der Resonic GmbH, deutlich. Mit seinem Triathlon-Partner Dr. Robert Klöpper, dem Erfinder des innovativen Messverfahrens, und dem Software-Entwickler Arno Mitritz gründete der Diplom-Ingenieur Anfang 2011 ein eigenes Unternehmen. Mit der weltweit ersten und einzigen Technologie, die die vollständigen Trägheitsparameter aus der freien Schwingung in allen sechs Freiheitsgraden berechnet, stieß das im CHIC ansässige Start-up bereits im ersten Jahr auf erstaunliche Resonanz aus der Industrie.
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Intelligente Algorithmen
"Die von uns eingesetzte Hardware ist relativ simpel. Wir benötigen lediglich einen Metallrahmen, handlesübliche Kraftsensoren aus dem Baumarkt, selbst entwickelte Elektronik und Federn, an denen das Messobjekt aufgehängt wird", skizziert Tomasz Gingold das bei der Messung eingesetzte Equipment. Technisches Herzstück des innovativen Messverfahrens sind intelligente Algorithmen, die aus den Signalen der Kraftsensoren die relevanten Trägheitsparameter ermitteln. Die Algorithmen sind das Ergebnis fünfjähriger Forschungsarbeit von Dr. Robert Klöpper, der am Tokyo Institute of Technology promovierte. Mit ihrer Hilfe ist es erstmals möglich, die Masse, die dreidimensionalen Schwerpunktkoordinaten sowie alle Trägheitsmomente auf Basis der Eigenfrequenzen gleichzeitiger Schwingungen in sechs Freiheitsgraden innerhalb weniger Minuten exakt zu bestimmen.
Einfacher Versuchsaufbau
Der Versuchsaufbau des innovativen Messverfahrens ist erstaunlich einfach: Das zu untersuchende Objekt wird auf eine Messplattform gelegt, die an acht Federn in einem quadratischen Gestell hängt. Das Messobjekt wird per Hand angestossen, schwingt und die Messung ist nach nur 30 Sekunden abgeschlossen. In dieser Zeit haben acht an Federn befestigte Kraftsensoren exakt ermittelt, wie sich das Untersuchungsobjekt bewegt hat. Der selbst entwickelte Algorithmus errechnet aus den gemessenen Signalen die Masse, den Schwerpunkt so wie sämtliche Trägheitsmomente des Messobjekts. Anhand dieser Daten lässt sich genau bestimmen, wie und mit welchen Bewegungen das Objekt auf einwirkende Kräfte reagiert.
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Überlegenes Messverfahren
"In Pilotprojekten mit Autoherstellern wurde uns bestätigt, dass unser Verfahren deutlich exaktere Ergebnisse liefert als das bislang eingesetzte Pendelverfahren", betont Tomasz Gingold. Das Verfahren wird seit 30 Jahren eingesetzt, hat aber deutliche Nachteile: So lässt sich die Eigenfrequenz mit Hilfe des Pendelverfahrens zwar einfach bestimmen, der Versuchsaufbau ist jedoch aufwändig und mit einer Messzeit von bis einer Woche sehr zeitintensiv. Ein weiteres Verfahren ist das Kraft-Bewegungsverfahren, das einer Messzeit von einigen Stunden zwar relativ schnelle Ergebnisse liefert, aber sehr kostenintensiv ist, da eine anspruchsvolle Konstruktion mit hochwertiger Sensorik und Aktorik benötigt wird.
Vielfältige Einsatzbereiche
Das innovative Messverfahren eignet sich für unterschiedlichste Anwendungsfelder:
Autohersteller können mit Hilfe der von Resonic entwickelten Technologie das Verhalten ihrer Fahrzeuge in Kurven simulieren, Fahrwerke auslegen und die Schwingungsübertragung vom Motor auf die Karosserie minimieren. Mit den exakten Trägheitswerten lassen sich die Lager so gestalten und anordnen, dass sie die Vibration optimal schlucken. Das Verfahren kann aber auch in der Robotik, auf Schiffswerften oder in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden. Und selbst Hersteller von Waschmaschinen, Golfschlägern und Akkuschraubern interessieren sich für das neuartige Messverfahren.
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Großformatige Messobjekte
"Zur Zeit gibt kein Verfahren, um die Trägheitseigenschaften von Flugzeugen, Schiffsmotoren, LKWs und anderer großformatiger Messobjekte genau zu bestimmen. Da sowohl das Pendel- als auch das Kraft-Bewegungsverfahren für extrem große Objekte nicht geeignet sind, sehen wir in diesem Bereich erhebliches Potenzial", so die Einschätzung von Tomasz Gingold. Bislang werden die Trägheitseigenschaften von Trucks und Schiffsmotoren allein aus den CAD-Daten abgeleitet. Ein Verfahren, das sehr aufwändig ist, weil die exakten Daten sämtlicher noch so kleiner Bauteile in die Berechnung miteinfließen müssen. Da Komponenten wie z.B. Kabel nicht berücksichtigt werden können, liefert die CAD-gestütze Methode nur äußerst ungenaue Trägheitsparameter.
Innovativer Impulsgeber
Seit dem Start des Untenehmens vor einem Jahr ist das junge Unternehmen so mit Aufträgen ausgelastet, dass bislang fast keine Zeit für das Marketing blieb. Auf Messen wie "Auto, Motive, Testing" und "Sensor und Test" knüpfte Resonic Kontakte zu bekannten Autoherstellern, Motorrad- sowie Autorenn-Teams und war 12 Monate durchgängig mit Pilotprojekten beschäftigt. 2012 will man die Messdienstleistungen für Motorblöcke aktiv vorantreiben, in den Markt für großformatige Messobjekte vordringen und das Messverfahren weiter optimieren. "In der Trägheitsmessung gab es seit 30 Jahren nur wenige Innovationen. Aus dem Feedback unserer Kunden merken wir, dass der Bedarf nach einem Messverfahren, das mit minimalem Versuchsaufbau exakte Messergennisse liefert enorm groß ist", beschreibt Tomasz Gingold die Marktchancen. Als Triathleten dürften Dr. Robert Klöpper und Tomasz Gingold über genügend Ausdauer, Durchhaltevermögen und Zähigkeit verfügen, um der bislang trägen Branche neue Impulse zu verleihen.
www.resonic.de
Text: Ariane Steffen
