Beschleunigungssensor

Sensorlösungen für die Fahrzeugsicherheit

Die IABG mit Sitz bei München führt seit mehr als 60 Jahren Sicherheitssimulationen durch, um den sicheren und reibungslosen Betrieb von Fahrzeugen, kritischer Infrastruktur und anderen Anlagen zu überwachen, zu analysieren und zu gewährleisten. Seit 2011 setzt das Unternehmen Beschleunigungssensoren von ASC ein, die speziell angepasst sind und vor allem bei Fahrzeug- und Sicherheitstests von Komponenten zur Energieerzeugung eingesetzt werden.

Beide Unternehmen arbeiten seit vielen Jahren mit der Automobilindustrie zusammen. Als führender Anbieter von Fahrzeugprüfständen betreibt die IABG ein hochmodernes Simulationszentrum zur Bewertung und Gewährleistung der funktionalen Sicherheit. "Dazu gehören Fahrzeuge und Transportsysteme ebenso wie neu entwickelte Hightech-Komponenten, Systeme und die darin verwendeten Materialien", erklärt Arbo Simon, Teamleiter Schwingungsprüfungen und Erdbebensimulation bei der IABG. "Die technische Qualität und Bandbreite der ASC-Sensoren sowie die große Flexibilität des Unternehmens ermöglichen es, gemeinsam mit uns neue Wege zu beschreiten und maßgeschneiderte Lösungen für unsere innovativen Prüfstände zu entwickeln." Dazu gehören:

der mehrachsige Schwingungsprüfstand HyMAS (Heavy Multi-Axial Shaker) für Erdbebensimulationen und Dauerfestigkeitsprüfungen von Objekten mit einem Gewicht von bis zu 14 t

der mehrachsige Schwingungsprüfstand LiMAS (Light Multi-Axial Shaker) mit kombinierter Umweltsimulation für Probekörper bis zu 1000 kg, um Umwelteinflüsse wie Windböen oder den Aufprall von Gegenständen zu testen,

der einachsige vertikale Schwingungsprüfstand SILAS-V (Single-Axis Shaker Vertical) zum Nachweis der Ermüdungsfestigkeit von masseerregten Bauteilen und Komponenten unter Schwingungsbelastungen bis zu 80 m/s2 von Proben bis 500 kg in einem Frequenzbereich von 0,5-200 Hz und Temperaturen von -40 bis 120 °C,

der vertikale dynamische Strukturprüfstand VESPA für die umfassende, kombinierte Analyse von Fahrzeugsicherheit und Zuverlässigkeit.

Geringe Geräuschemission für vielfältige Anwendungen

"In unseren Einstellungen analysieren wir die Auswirkungen von Beschleunigungskräften von weniger als 1 m/s² Dauerschwingungsbelastung bis zu 2.000 m/s² Spitzenbeschleunigung", sagt Simon. Die triaxialen kapazitiven Low-Noise (LN)-Beschleunigungssensoren der ASC 5711LN-Serie zeichnen sich durch eine sehr geringe Rauschdichte auch in hohen Messbereichen von +/- 200 g aus. In Kombination mit dem exzellenten Ansprechverhalten der MEMS-basierten Sensoren führt dies zu Auflösungen von nur wenigen Mikro-g. "Die hochpräzisen Sensoren von ASC erfassen dynamische (AC) und konstante, statische Beschleunigungen (DC) und arbeiten somit ab 0 Hz", so der Experte. "Darüber hinaus sind die einfache Handhabung und Installation, das leichte aber robuste Gehäuse, der flexible Einsatz zwischen unseren Prüfständen und die DKD-Kalibrierung entscheidende Vorteile."

90-fache Erdbeschleunigung und schnelle Reaktion

Lkw- oder Nutzfahrzeugbremsen können bei schwierigen Straßenverhältnissen mit der 90-fachen Erdbeschleunigung belastet werden. Diese extremen Belastungen können mit der ASC-Technologie auf dem SILAS-V Testsystem simuliert und präzise erfasst werden. "Das breite Frequenzspektrum bei sehr hohen Belastungen macht dies möglich", so Simon.

Der VESPA-Prüfstand kombiniert Tests zur Betriebsfestigkeit, Ermüdung, Schwingungs- und Geräuschanalyse von Fahrzeugen mit konventionellen und elektrischen Antrieben. Das Angebot reicht von Dauerfestigkeitsprüfungen an Karosserien und Motorrädern über die Überwachung des Verhaltens von Elektrofahrzeugen bis hin zur Geräuschstörungsanalyse und der Simulation von Alterungsprozessen von Fahrzeugkomponenten unter rauen klimatischen Bedingungen, der Sonnensimulation oder der Auswirkung der gleichzeitigen Einwirkung von Vertikalkräften.

Der HyMAS-Schwingerreger ermöglicht Last-Zeit-Verlaufstests im Automobilbereich. Der LiMAS-Schwingungsprüfstand wird häufig bei Produktzertifizierungstests und zur Bewertung der Sicherheit neuer Komponenten eingesetzt. "Daher werden wir häufig mit neuen Herausforderungen konfrontiert", erklärt Simon. "Angesichts unserer knappen Zeitvorgaben für die Tests ist es hilfreich, wenn flexible Partner wie ASC schnell auf Kundenwünsche reagieren können."

Stabilität und Langlebigkeit

"Die meisten Anwendungen liegen im Bereich von bis zu 200 Hz. Wir verwenden eine Abtastrate von über 2 kHz, um alle wichtigen Daten aufzeichnen zu können", erklärt er. Die Empfindlichkeit der verwendeten Sensoren spielt dabei eine große Rolle. Das gilt auch für die Betriebsstabilität. "Da wir eine hohe Verfügbarkeit unserer Prüfstellen anstreben, sind genaue Sensoren mit langer, stabiler Lebensdauer unerlässlich." "Wir setzen seit 2011 kapazitive Sensoren von ASC ein, nachdem wir festgestellt hatten, dass die ursprünglich ausgewählten piezoelektrischen Sensoren nicht die gewünschte Qualität liefern konnten", sagt Simon. "Wir haben dann nach einem Partner gesucht, der uns mit dem richtigen technischen Know-how und einem 'open mind' unterstützen kann und will."