Studierende des Maschinenbaus haben aufbauend auf eine Vorgängerarbeit einen Versuchstand für stoßartige Belastungen, konstruiert und aufgebaut.
Bei dem Versuchsstand handelt es sich um einen Fallturm. Auf einer vertikalen Führungsschiene ist ein Aufprallkörper (Impaktor) montiert, der aus einer Höhe von zwei Metern auf ein Untersuchungsobjekt fallen gelassen wird. Beim Aufprall des Impaktors wird die „Widerstandskraft“ des Bauteils und, mit Hilfe des Verformungsweges, das Energieaufnahmevermögen des Bauteils messtechnisch erfasst.
In der Realität kommt es bei einem kurzzeitigen Kontakt oder bei länger dauernden Kollisionen zu stoßartigen Beanspruchungen. Daher muss bei der Entwicklung sichergestellt werden, dass ein Bauteil, das beispielsweise auf den Boden fällt, den kurzzeitigen hohen Kraftstoß durch den Aufprall unbeschadet übersteht. Bei einem längeren Kontakt oder einem Crash, der zur Zerstörung des Bauteils führt, liegt der Fokus auf der Fähigkeit des Bauteils, Energie aufzunehmen.

Es war eine Herausforderung bis alle Details zusammenpassten. Technisch aber auch organisatorisch. Teilweise war die Beschaffung der Teile aufwändig, weil Hochschulen, die nur geringe Mengen benötigen nicht vorrangig beliefert werden. Andere Teile mussten von der Modellfabrik der DHBW Karlsruhe gefertigt werden. Alles musste zur rechten Zeit fertig werden! Gemeinsam mit viel Engagement wurde ein sehr gutes Ergebnis erzielt. Die Studierenden Jan Scheer, Simon Leßmann und Alexander Ernst stellten fest: „Durch die Studienarbeit konnten wir theoretisch erworbenes Wissen in die Praxis umsetzen und Einblicke in neue Fachgebiete gewinnen. Es hat sich gezeigt, dass nicht alle theoretisch entwickelten Konzepte in der Praxis umsetzbar sind. Insbesondere durch die eigenständige Fertigung des Fallturms konnten neue Sichtweisen auf die Konstruktion und deren praktische Umsetzung gewonnen werden.“

Die stoßartige Belastung ist ein häufig unterschätzter Belastungsfall, denn Unfälle können immer auftreten. Daher müssen alle Crashbauteile auf stoßartige Belastung ausgelegt werden. Es handelt sich dabei nicht nur um Motorrad- oder Fahrradhelme. Denn in Kraftfahrzeugen befinden sich eine ganze Reihe an Bauteile für den Insassenschutz, bspw. sogenannte Crashpads. Meist handelt es sich um Bauteile aus Schaummaterial, die durch gezielte Deformation einen Teil der Crashenergie auffangen und vom Insassen fernhalten sollen.

Im nächsten Schritt muss der Fallturm in ersten Versuchen validiert werden.
Hierzu können sich noch Studierende von verschiedenen Studiengängen melden, denn es sind noch nicht alle Arbeiten vergeben.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Eric Zimmerman, eric.zimmermannoSpam@dhbw-karlsruhe.de

Text: ZN, DI; Foto: DHBW KA//STN