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Komponenten im Dauerstress

Fahrzeugkomponenten müssen eine Menge aushalten. Ob sie für die vorgesehene Lebensdauer wirklich robust genug sind, untersucht das IAVTeam für Robustness Validation und Umwelterprobungen auf speziellen Prüfständen in Gifhorn. Das Angebot umfasst die gesamte Prozesskette von der Abstimmung der Prüfpläne bis hin zur Freigabeempfehlung.

300.000 Kilometer Laufleistung, 8.000 Betriebsstunden und zehn bis 15 Jahre zuverlässig im Einsatz – die Anforderungen an Fahrzeugkomponenten sind hoch. Ob diese das auch wirklich leisten können, lässt sich am besten auf einem Prüfstand feststellen. Wie zum Beispiel bei einem Temperaturwechsel-Dauertest, dem der Niveausensor fürs Fahrwerk unterzogen wird. „Wir bauen dafür eine spezielle Mechanik, die das Laden und Entladen sowie die Belastungen während der Fahrt simuliert“, erklärt Dr. Uwe Metzing, Abteilungsleiter Body Electronics & Validation bei IAV. „Danach stellen wir sie in einen Klimaschrank, dessen Temperatur nach einem vorgegebenen Profil zwischen minus 40 und 125 Grad Celsius wechselt und in dem eine Luftfeuchte von maximal 100 Prozent herrscht.“

So lassen sich in 1.900 Stunden auf dem Prüfstand die Belastungen simulieren, die später während der vorgesehenen 8.000 Betriebsstunden auftreten. Nach jedem Durchlauf wird ein Drehmoment und Funktionstest durchgeführt, um die einwandfreie Funktionsfähigkeit der Sensoren nachzuweisen.

Bedingungen wie im Radkasten

Beim Schmutzwassertest werden Sensoren und Mechanik in eine Wanne gestellt, in der sich ein Gemisch aus Wasser, Salz, Arizona-Staub, Glasreiniger und Spülmittel befindet. Der Mix simuliert die späteren Umweltbedingungen: „Viele Sensoren sind im Radkasten verbaut und kommen mit Wasser, Schnee, Salz und Staub in Kontakt“, berichtet Metzing. „Wir untersuchen, welchen Einfluss das auf ihre Zuverlässigkeit hat.“ Pro Durchlauf müssen sie eine Million Drehbewegungen um 120 Grad überstehen, was rund vier Tage dauert. Nach insgesamt 15 solcher Zyklen folgt ein Drehmoment- und Funktionstest zum Nachweis der Funktionsfähigkeit.

LV124/VW80000 & Co.

Das Team Robustness Validation bietet eine breite Palette von Tests an: Neben klimatischen, elektrischen und chemischen Tests nach LV124/VW80000 wird auch der Einfluss von Vibrationen und mechanischen Schocks auf Komponenten untersucht. Meist gesellen sich spezielle Prüfungen aus dem BT-Lastenheft hinzu, wie beispielsweise die Erfassung der Leichtgängigkeit der Dreharme am Drehmomenten-Prüfstand. Die Experten sind zwar auf die Untersuchung von Sensoren und Steuergeräten spezialisiert, können neben E/E-Komponenten aber auch mechanische Bauteile testen.

Zum Einsatz kommen sie in der Regel, sobald es erste Muster aus der Handfertigung gibt, und kurz vor dem SOP, wenn die Serienkomponenten zur Verfügung stehen. „Wir haben die gesamte Prozesskette im Angebot – von der Prüfplanabstimmung mit dem Kunden bis zur finalen Freigabeempfehlung für Komponenten“, sagt Metzing. „Von anderen Anbietern unterscheidet uns vor allem unser System-Know-how: Wir sind nahe am OEM und kennen die Anforderungen im Fahrzeug sehr genau. Daneben verfügen wir über Spezialwissen zu Alterung und Ausfallursachen von Komponenten.“

Das gilt auch für E-Autos, die immer wichtiger werden: Hier müssen die Tests wegen der hohen Spannungen anders aufgesetzt werden, zudem sind in diesem Bereich Betriebsdauern von bis zu 30.000 Stunden vorgesehen. Und schließlich belastet nicht nur das Fahren, sondern auch das Laden die Komponenten. Uwe Metzing und sein Team werden darum noch viele spezielle Prüfstände bauen, auf denen sie Bauteile auf Herz und Nieren testen können.


Der Artikel erschien in der automotion 03/2019, dem Automotive Engineering-Fachmagazin von IAV. Hier können Sie die autmotion kostenfrei bestellen.