Erklärungen zur ZWARP Technologie

Die radbezogenen Komponenten des Fahrwerks- also Reifen, Räder, Radnaben und –lager- sind hochbeanspruchte sicherheitsrelevante Bauteile, die Radbezogenen Komponenten des Fahrwerks- also Reifen, Räder, Radnaben und –lager- sind hochbeanspruchte sicherheitsrelevante Bauteile, die unmittelbar und ungefedert im Lastpfad angeordnet sind.

Die heutigen Reifenquerschnitte führen zu einem beeindruckenden Seitenkraftpotenzial, aber speziell bei Reifen mit integrierten Notlaufeigenschaften – auch zu einer ausgeprägten Vertikalsteifigkeit, die für eine zusätzliche Kraftwirkung sorgt. Gleichzeitig ist gerade das Raddesign ein wesentliches Differenzierungsmerkmal für die gestalterische Wirkung des Fahrzeugs und deshalb nicht zwangsläufig gewichts- oder festigkeitsoptimiert ausgeführt.

Vor dem Hintergrund dieser vielschichtigen Anforderungen an Funktionalität und sicherere Lebensdauer sind die radbezogenen Komponenten seit vielen Jahren ein Schwerpunkt des Fraunhofer LBF. Ausgehend von den Aktivitäten in der Räderprüfung mit den ersten ZWARP-Laborprüfeinrichtungen in den 1980er Jahren sind Ingenieure und Wissenschaftler des Fraunhofer LBF mittlerweile in vielfältige Entwicklungs- und Erprobungsaktivitäten eingebunden.

Für MKS-Gesamtfahrzeuganalysen- auch für das Befahren virtueller Prüfstrecken – stellt das Fraunhofer ITWM die vollständige Familie der CDTire Reifenmodelle zur Verfügung. Die Entwicklung der numerischen Reifenmodelle sowie deren Laufzeitoptimierung, der auch die Charakterisierung von ausgeführten Reifen erfolgt direkt durch eine Expertengruppe. In diesen Prozess ist die experimentelle Identifikation mit dem Fraunhofer LBF zur Verfügung stehenden Messeinrichtungen von eifenparametern für große Deformationen des Reifenlatsches eingebunden.

Die Werkzeuge zur numerischen Simulation des Systems Rad/Radnabe werden durch LBF® WheelsStrength komplettiert. Mit Schnittstellen zu den weltweit am häufigsten eingesetzten FEM Codes lässt sich diese Software zur numerischen Betriebsfestigkeitsanalyse von Rädern und Radnaben in bestehenden CAE-Umgebungen integrieren und bietet leistungsfähige Features, z.B. physikalische Reifenübertragungsfunktionen oder die automatische Berechnung der notwendigen Schwingfestigkeit für den Knoten des Simulationsmodells.

Für die experimentelle Erprobung von Rädern und Radnaben bietet das Fraunhofer LBF die weltweit größte Anzahl zweiaxialer Laborprüfeinrichtungen für Pkw und Nfz. Die Methoden der kollektivbasierten Betriebslastsimulation sind hier in besonders effektiven, zeitverkürzten Lastprogrammen umgesetzt. Damit werden in wenigen Tagen die Beanspruchung eines ganzen Fahrzeuglebens dargestellt und in die statistische Absicherung mit einem wirtschaftlichen Stichprobenumfang gewährleistet.

Die am Fraunhofer LBF entwickelte Prüftechnik W/ALT mit der besonders flexibel positionierbare Parallelkinematik (Hexapod) und einer leistungsstarken Antriebseinheit bewährt sich seit vielen Jahren auch für die Erprobung der radintegrierten Elektromobilität. Damit können Leistungen und Funktionen von Radnabenmotoren bei gleichzeitig wirksamen äußeren Kräften aus Fahrmanövern oder Schlechtweganregung in einer Laborumgebung getestet werden.

Neben den am LBF entwickelten Prüfmaschinen mit den Innentrommeln nutzen wir auch eine Prüfeinrichtung mit Außentrommel.