• Fahrzeugbau maßgeschneidert.

  • Fahrzeugbau maßgeschneidert.

    • 25. February 2015
    • Vernetzung
    • Fotos: Daimler
    • Text: Josef Ernst, Peter Thomas

    Mit fortschrittlichsten Verfahren aus der Serienentwicklung und tradierten Handwerkstechniken wurde in 18 Monaten das Forschungsfahrzeug Mercedes-Benz F015 Luxury in Motion entwickelt.

    Ideen und Kreativität sind die wichtigsten Werkstoffe für die Arbeit an einem Forschungsfahrzeug. Jeder Arbeitsschritt ist individuell, jedes Element ein Unikat.

    „Alle Teile, die Sie hier sehen, sind selbst konstruiert und gefertigt, die können Sie nirgendwo kaufen“, erklärt Peter Lehmann, verantwortlich für Forschungsfahrzeuge bei Daimler. Damit ist er auch der Projektleiter des im Januar 2015 auf der Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas präsentierten F 015.

    BESTEHENDE LÖSUNGEN MÜSSEN WIR NICHT UM JEDEN PREIS NEU ERFINDEN

    Komplette Komponenten können die Schöpfer eines Forschungsfahrzeugs nicht verwenden – auch wenn sie in der Serie bereits eine hohe Komplexität erreicht haben. Eine Ausnahme bildet bei dem aktuellen Projekt eine für das autonome Fahren ausgestattete und optimierte Achse, welche die Konstrukteure in Grundzügen aus einem Versuchsträger der Mercedes-Benz E-Klasse übernehmen konnten. „Diese Chance haben wir natürlich ergriffen, denn bestehende Lösungen müssen wir nicht um jeden Preis neu erfinden“, sagt Peter Lehmann.

    Trotz dieses Glücksfalls ist der Aufwand für die Entwicklung eines Forschungsfahrzeugs sehr hoch. Er spiegelt sich unter anderem auch in der Zahl der Experten wider, die bei Daimler in Konzept, Planung und Bau einbezogen sind. Weltweit tragen rund 200 Menschen, vor allem aus den Bereichen Forschung, Design und Vorentwicklung, zu einem solchen Projekt bei. Darüber hinaus steuern weitere Entwicklungscenter ihre Kompetenzen und Leistungen bei. „Dieses Hand-in-Hand-Arbeiten der verschiedenen Bereiche hat sich über mehrere Generationen von Forschungsfahrzeugen bewährt“, bestätigt Peter Lehmann.

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    18 MONATE, DIE VON EINEM SEHR STRAFFEN UND DETAILLIERTEN ZEITPLAN BESTIMMT SIND

    Er ist überzeugt, hinter jedem Mercedes-Benz Forschungsfahrzeug stehe eine starke Geschichte über Visionen und Anwendungen kommender Automobiltechnik. Den roten Faden in dieser Geschichte zu finden und ihm von der ersten Idee bis zum fertigen Fahrzeug zu folgen, ist ein Prozess, der durchschnittlich zwei Jahre dauert. Der erste Meilenstein dabei ist das Lastenheft, das in einer halbjährigen Kreativ- und Ideenphase entsteht. Von diesem Punkt aus braucht das Projekt dann rund weitere 18 Monate, die von einem sehr straffen und detaillierten Zeitplan bestimmt sind: Modellabsicherung, Design, Konstruktion schließlich die Umsetzung des fertigen Forschungsfahrzeugs

    Der F015 Lu­xu­ry in Mo­ti­on bie­tet großzügig Platz und ei­ne wohn­li­che At­mo­sphäre.

    Auf die ersten kreativen Skizzen des Designs für Gesamtfahrzeug und einzelne Elemente folgt die immer genauere Fokussierung auf die Kernthemen. Umgesetzt werden diese Zwischenentwürfe auch als Modelle im Maßstab 1:4, um Proportionen und die Wirkung der stilistischen Merkmale besser einschätzen zu können. Bis hierhin sind Serienentwicklung und die Entwicklung eines Forschungsfahrzeugs noch in etwa identisch.

     

    Wenn es an die Fertigung und Verarbeitung der Bauteile geht, enden die Parallelen. Denn die einzelnen Komponenten werden nicht zu tausenden produziert, sondern als Unikate oder als exklusive Kleinstserien gefertigt. Zum Einsatz kommt hier insbesondere das Rapid Prototyping, mit dem sich Formen oder Bauteile schnell und präzise aus digitalen Entwürfen fertigen lassen. Der F015 Lu­xu­ry in Mo­ti­on bie­tet großzügig Platz und ei­ne wohn­li­che At­mo­sphäre.

     

    BLECH-KALTVERFORMUNG IN PRÄZISER HANDARBEIT UND HOCHMODERNE KLEBETECHNIKEN

    Auch im Zusammenbau herrscht die Philosophie der Manufaktur vor: Die typischen Fügeverfahren des Serienbaus wie das automatische Punktschweißen durch Roboter stehen den Konstrukteuren der F-Cars nicht zur Verfügung. Eingeschränkt fühlen sich Peter Lehmann und sein Team deshalb aber nicht: Schließlich reicht die Palette ihrer Methoden von den klassischen Verfahren des automobilen Modellbaus wie der Blech-Kaltverformung in präziser Handarbeit bis zu hochmodernen Klebetechniken und dem 3-D-Druck ganzer Bauteile. „Um den komplett neuen Rohbau umzusetzen, verwenden wir alle Verfahren, die unseren Ansprüchen hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und der optischen Qualität standhalten“, so Lehmann. Denn anders als bei einer Designstudie entsteht bei der Arbeit am Forschungsfahrzeug nicht nur ein Modell – hier wird ein richtiges Auto gebaut, das im Straßenverkehr voll funktionstüchtig sein muss.

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    Je innovativer die Anwendungen sind, desto flexibler müssen die Prozesse sein. Peter Lehmann macht diesen Zusammenhang an der Sitzlandschaft des F 015 deutlich, deren drehbare Lounge-Sessel die Vision vom autonom fahrenden Automobils besonders plastisch repräsentieren: Diese zentralen Elemente des Fahrzeuginneren zu gestalten, war keine rein technische Herausforderung, sondern verlangte einen klugen Umgang mit dem Raum und seiner Wirkung auf die Passagiere. Die neue automobile Räumlichkeit, in der der Fahrersitz Teil der Sitzgruppe wird, hat die Entwickler schon bei vorhergehenden Forschungsfahrzeugen intensiv beschäftigt. Im F 015 ist dies nun konsequent umgesetzt.

    CARL BENZ UND GOTTLIEB DAIMLER DÜRFTEN AUCH NICHT ANDERS VORGEGANGEN SEIN

    Grundlegend unterschiedlich zum Serienbau zeigt sich in der Entwicklung der Forschungsfahrzeuge auch die Fertigung aller elektronischen und elektromechanischen Systeme an Bord: Während bei der Bandfertigung eines Personenwagens Cockpit, Sitze und andere Elemente vormontiert angeliefert werden, bauen Lehmann und sein Team alle mechanischen Komponenten im Fahrzeug auf. Stück für Stück wachsen so Sitze und Kommunikationssysteme ihrer künftigen Form entgegen. Jeder Schritt wird nach der Montage überprüft, im Zweifel überarbeitet. Carl Benz und Gottlieb Daimler dürften vor der Fertigstellung der ersten Automobile der Weltgeschichte im Jahr 1886 nicht anders vorgegangen sein.

    Wenn am Ende Steuergeräte, Bildschirme, Sensoren, Licht, Mechanik und alle anderen Systeme reibungslos funktionieren – steht dann das fertige Forschungsfahrzeug vor dem Betrachter? „Auf gar keinen Fall“, lacht Peter Lehmann, „das Auto sieht zu dem Zeitpunkt innen noch immer aus wie im Rohbau“. Der Grund dafür ist simpel: Es ist aus Sicht effizienter Arbeitsabläufe nicht sinnvoll, die Oberflächen im Interieur zu realisieren, bevor alle Funktionen abgesichert sind.

    Das betrifft insbesondere die Integration der elektronischen Systeme, von denen viele ursprünglich aus dem Bereich der Kommunikations- und Unterhaltungselektronik stammen. „Wir müssen einerseits jedes Bauteil darauf überprüfen, ob es den hohen Anforderungen für den Einsatz im Automobil entspricht.“, erklärt Peter Lehmann, „Ein Display für unser Forschungsfahrzeug muss beispielsweise auch bei minus 20 Grad Celsius reibungslos funktionieren – und es muss vorgespannt eingebaut werden können.“ Gleichzeitig gilt es aber auch, den sehr kurzen Innovationszyklen der Unterhaltungselektronik im Vergleich zum Automobilbereich gerecht zu werden. So haben sich Auflösung, Format und Brillanz der im F 015 eingesetzten interaktiven Displays während der Arbeit am Fahrzeug mehrfach verbessert. Auch die Sensorik des Forschungsfahrzeugs für die Steuerung seiner Systeme durch Gesten, Berührung und Sprache entwickelte sich in dieser Zeit weiter.

    „Durch diese Dynamik“, so resümiert Lehmann, „waren erst ein halbes Jahr vor Fertigstellung alle Teile fertig konstruiert“ – aber längst noch nicht alle Teile gefertigt. Doch es sei für den Bau eines Forschungsfahrzeugs typisch, dass der Reifegrad des Projekts erst zum Ende hin in jedem einzelnen Detail das gewünschte hohe Niveau erreicht.

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