Kategorie: Genius für Schülerinnen und Schüler

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iR2VzdGF0dGVuLCBEci4gT3NjYXIiIHdpZHRoPSI2NDAiIGhlaWdodD0iMzYwIiBzcmM9Imh0dHBzOi8vd3d3LnlvdXR1YmUtbm9jb29raWUuY29tL2VtYmVkL0luYVRQUUdEWmd3P2ZlYXR1cmU9b2VtYmVkIiBmcmFtZWJvcmRlcj0iMCIgYWxsb3c9ImFjY2VsZXJvbWV0ZXI7IGF1dG9wbGF5OyBjbGlwYm9hcmQtd3JpdGU7IGVuY3J5cHRlZC1tZWRpYTsgZ3lyb3Njb3BlOyBwaWN0dXJlLWluLXBpY3R1cmUiIGFsbG93ZnVsbHNjcmVlbj48L2lmcmFtZT4=

Und der hochsensible Klimamess-Dummy hat sich einiges kosten lassen. Vor 2 Jahren wurde er für ca. 300.000 Euro entwickelt. Aber der Preis ist es wert. Mit seiner Hilfe können die Entwickler von Mercedes-Benz subjektive Empfindungen, wie die Wahrnehmung von Wärme und Kälte, auf dem Monitor ablesbar machen und an den Daten Fragen wie diese beantworten: Wie schnell heizt die Anlage den Innenraum bei einem winterlichen Kaltstart auf die eingestellte Temperatur? Wie fällt die Temperaturverteilung von Kopf bis Fuß aus? Zieht es irgendwo? Mit Dr. Oscar kann ein präzises Bild über die Wärme- und Kälteverteilung und über die Luftströmungen im Fahrgastraum vermittelt werden.

Klima Dummy 4
Zum Einsatz kommt Dr. Oscar nicht nur auf Testfahrten, sondern auch in Klimazellen wie einer Kältekammer. Hier lassen sich reproduzierbare Temperatur- und Klimabedingungen schaffen, sodass sich …

Roter Kopf oder blaue Füße?

Zu Beginn der Messreihe wird Dr. Oscar über Kabel mit dem Computer verbunden. Auf diesem sieht man dann ein Bild mit seinen Umrissen. Je nach den Messwerten nehmen die einzelnen Körperteile unterschiedliche Farben an. Ein roter Kopf z.B. ist ein Zeichen für eine zu hohe Temperatur in diesem Bereich oder unangenehm starke Zugluft. Blau eingefärbte Zehen zeigen, dass Dr. Oscar kalte Füße hat. Hier müsste also an der Verteilung der warmen Luft im Fahrzeug noch gefeilt werden.

Klima Dummy 1
Zum Einsatz kommt Dr. Oscar nicht nur auf Testfahrten, sondern auch in Klimazellen wie einer Kältekammer. Hier lassen sich reproduzierbare Temperatur- und Klimabedingungen schaffen, sodass sich …

Im Mercedes-Benz Wärmekanal in Sindelfingen wird es Dr. Oscar dann so richtig heiß. Per Knopfdruck lassen sich hier Klimabedingungen wie im Death Valley, einem der trockensten und heißesten Regionen der Erde, simulieren. Speziallampen brennen jetzt mit 1.000 Watt von der Decke auf die Karosserie des Fahrzeugs. Im Innenraum herrschen dabei Temperaturen von mehr als 70 °C, aber Dr. Oscar sieht das ganz gelassen. Wozu das ganze? Hier wird getestet, wie schnell die Klimaanlage die aufgeheizte Fahrgastzelle auf ein erträgliches Temperaturmaß herunter kühlt.

Klima Dummy 2
Zum Einsatz kommt Dr. Oscar nicht nur auf Testfahrten, sondern auch in Klimazellen wie einer Kältekammer. Hier lassen sich reproduzierbare Temperatur- und Klimabedingungen schaffen, sodass sich …

Frostbeule, Sportwagenfahrer und Amerikaner in einem

Und woher weiß Dr. Oscar nun, wo der Wohlfühlbereich von uns Menschen liegt? Schließlich ist das Wärme- und Kälteempfinden sehr subjektiv. Stimmt, man kann es weder Frostbeulen noch Frischluftfanatikern gleichermaßen recht machen. Deshalb wurde im Vorfeld eine Vielzahl von Personen getestet und befragt, wann es ihnen zu kalt oder zu warm ist und unter welchen Bedingungen sie sich im Innenraum wohl fühlen. Nimmt man nun den Mittelwert dieser Ergebnisse erhält man einen gut eingrenzbaren Wohlfühlbereich, der für immerhin 80 bis 90 Prozent aller Menschen gilt.

Die Vorlieben bezüglich der thermischen Bedingungen im Fahrzeug unterscheiden sich auch je nach Nationalität. So bevorzugen Amerikaner z.B. eine höhere Luftströmung als Europäer. Auch ist für Sportwagen-Fahrer eine höhere Luftmenge angenehmer als für die Passagiere einer luxuriösen Limousine. Für die verschiedensten Zielgruppen hat Dr. Oscar Daten aus den Testversuchen gespeichert. So können die Entwickler jedes Mercedes-Benz Modell ganz individuell abstimmen. Das ist Komfort der Extra-Klasse.

Klima Dummy 3
Zum Einsatz kommt Dr. Oscar nicht nur auf Testfahrten, sondern auch in Klimazellen wie einer Kältekammer. Hier lassen sich reproduzierbare Temperatur- und Klimabedingungen schaffen, sodass sich …

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Mai 2011

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iRVNGIC0gRXhwZXJpbWVudGFsLVNpY2hlcmhlaXRzLUZhaHJ6ZXVnIiB3aWR0aD0iNjQwIiBoZWlnaHQ9IjM2MCIgc3JjPSJodHRwczovL3d3dy55b3V0dWJlLW5vY29va2llLmNvbS9lbWJlZC9FZkFYZFFWQnE4dz9mZWF0dXJlPW9lbWJlZCIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93PSJhY2NlbGVyb21ldGVyOyBhdXRvcGxheTsgY2xpcGJvYXJkLXdyaXRlOyBlbmNyeXB0ZWQtbWVkaWE7IGd5cm9zY29wZTsgcGljdHVyZS1pbi1waWN0dXJlIiBhbGxvd2Z1bGxzY3JlZW4+PC9pZnJhbWU+

Forschungsfahrzeuge von Mercedes-Benz gibt es angesichts des großen Innovations- und Forschungsdrangs des Autoherstellers bereits einige. Das ESF 2009 ist allerdings das erste Experimentier Sicherheits Fahrzeug seit 1974. ESFs sind Forschungsfahrzeuge, die in erster Linie innovative Sicherheitssysteme, die Unfälle vermeiden bzw. Unfallfolgen mindern sollen, präsentieren. Demnach ist das ESF 2009 das sicherste Mercedes-Benz-Auto aller Zeiten.

ESF 2009
ESF 2009

 

Luftmatratze aus Metall

Luftballons kann man aufblasen, Airbags auch. Aber Metall? Im ESF geht das! Die neuartige PRE SAFE- Structure ähnelt im Grunde einer Luftmatratze. In den Türen des Autos befinden sich Metallstrukturen, die platzsparend gefaltet sind. Bei einem Crash sorgt ein Gasgenerator, wie auch beim Airbag, für die Entfaltung. Das aufgeblasene Metall hat eine hohe Stabilität, benötigt gefaltet weniger Platz als festes Metall und ist zudem auch leichter.

Ein Airbag für die Auto-Insassen ist mittlerweile schon die Regel. Beim ESF bekommt aber auch das Fahrzeug selbst solch einen Schutz: den so genannten „Braking Bag“. Dieser sitzt im Fahrzeugboden und entfaltet sich, wenn die Sensoren des PRE SAFE-Systems einen Crash registrieren. Durch die zusätzliche Reibung mit der Fahrbahn wird die Bremskraft bis zum Aufprall verstärkt. Gleichzeitig wird das Auto durch den Airbag leicht angehoben. So wird verhindert, dass es unter das Hindernis gerät.

ESF 4
ESF – Experimental-Sicherheits-Fahrzeug – 2009

Autos, die schubsen und miteinander sprechen

PRE SAFE-Pulse ist ebenfalls eine Ergänzung des bestehenden PRE SAFE-Systems. Ein Sensor erkennt, falls ein seitlicher Aufprall des Fahrzeugs unmittelbar bevorsteht. In den Rückenlehnen der Sitze sind Luftkammern integriert, die sich in kürzester Zeit aufblasen und den Insassen einen leichten Schubs zur Seite, und damit weg aus dem Gefahrenbereich, verpassen. Dieser Impuls genügt, um ihn bis zu 50 mm aus dem Gefahrenbereich zu bewegen und damit die Oberkörperbelastung um rund ein Drittel zu reduzieren.

Auch einen neuen Lichtassistenten hält das ESF bereit. Ein zusätzliches Fernlicht aus LED-Scheinwerfern leuchtet wie ein Spot gezielt Gefahrenquellen an. Erkennt die Infrarotkamera des Nachtsichtassistenten beispielsweise Tiere oder Personen auf der Fahrbahn außerhalb des Fernlichtbereichs, werden diese kurz angestrahlt.

Ziel der Unfallforscher ist es natürlich, Autos nicht nur sicherer zu machen, sondern Unfälle vollkommen zu vermeiden. Das ESF 2009 kann sogar mit anderen Autos kommunizieren. Auf diese Weise kann es Autos, die über dieselbe Technologie verfügen, zum Beispiel vor glatten Straßen oder Hindernissen warnen. Auch Meldungen von der Polizei können über Funk empfangen werden. Durch diese elektronische Kommunikation der Fahrzeuge können Stau- und Wettermeldungen wesentlich schneller aktualisiert werden als zum Beispiel mit einem Radio.

ESF 5
ESF – Experimental-Sicherheits-Fahrzeug –2009

Unhaltbarer Entwicklungsdrang

Die Köpfe der Mercedes-Benz-Ingenieure halten aber natürlich noch viele weitere Ideen parat. Zurzeit tüfteln sie zum Beispiel an einem „Belt Bag“, einer Kombination aus Sicherheitsgurt und Airbag, der die Fläche des Gurtes beim Aufprall verbreitert und so die Belastung auf die Insassen verringert.

Zum Schutz der Kleinsten soll ein integrierter Kindersitz dienen, der sich optimal an Größe und Gewicht des Kindes anpassen lässt sowie eine Kamera, mit der die Eltern ihren Nachwuchs auch von vorne immer im Blick behalten können. Darüber hinaus soll es bald „Size Adaptive Airbags“ geben, die sich beim Auslösen an Größe und Gewicht der Insassen anpassen sowie neuartige Reflektoren in den Reifen, die die Fahrzeuge in der Nacht noch besser sichtbar machen.

Hast du vielleicht auch noch eine tolle Idee, wie man die Autos der Zukunft noch sicherer machen könnte?

ESF 6
ESF – Experimental-Sicherheits-Fahrzeug – 2009

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: April 2011

fahrsimulator 2
Neuer Fahrsimulator in Sindelfingen eingeweiht: (v.r.n.l.) Prof. Dr. Peter Frankenberg, Minister für Wissenschaft, Forschung und Kunst in Baden-Württemberg, Dr. Thomas Weber, ehemaliger Mercedes-Benz-Vorstand für …

So funktioniert ein Simulator

Ein komplettes Mercedes-Benz Modell befindet sich in einem sogenannten Dom mit einem Durchmesser von 7,5 m, dessen Innenfläche als 360°-Projektionswand genutzt wird. Hierauf werden der Straßenverkehr mit bewegten Fußgängerinnen und Fußgängern, Gegenverkehr und Häusern realitätsgetreu abgebildet wird. Der Dom ist über ein Schienensystem und einen Hexapod – einem Sechsbein aus sechs einzeln aus- und einfahrbarer Zylinder – beweglich und überträgt die Fahrzeugbewegungen auf die Fahrzeugkabine und die Fahrerin oder den Fahrer.

Die Steuereinrichtungen des Fahrzeugs sind mit dem Projektionssystem des Simulators verbunden. So werden die Reaktionen der Fahrerin oder des Fahrers vom Computer registriert und haben Auswirkungen wie im realen Verkehr. Lenkt die Fahrerin oder der Fahrer, gibt er Gas oder betätigt die Bremse, spiegelt sich das auch in der dargestellten Szene wider. Der bewegliche Raum verdeutlicht zusätzlich die Lage des Autos zum Untergrund und neigt sich zum Beispiel bei starker Kurvenfahrt mit.

fahrsimulator 4
Fahrsimulator 2010 – Blick in den Kontrollraum

Pioniere der Fahrzeugentwicklung

Mithilfe eines Fahrsimulators lassen sich zum Beispiel kritische Verkehrssituationen wie Stau oder Nacht- und Nebel-Fahrten sowie der Einsatz von Fahrassistenz- und Bremssystemen wie der PRESAFE-Bremse oder dem ABS erproben. So können Prototypen bereits vor dem ersten Aufbau beurteilt und die Sicherheit fertiger Innovationssysteme garantiert werden. Durch den realitätsgetreuen Vergleich mit Vorgängermodellen oder Konkurrenzfahrzeugen lassen sich die Testergebnisse auch für die Forschung und Entwicklung zukünftiger Konstruktionen verwenden. Reale Testfahrten sind und bleiben aber natürlich weiterhin unerlässlich.

Bei Fahrsimulations-Tests werden oft auch Testpersonen einbezogen, die die innovativen Konzepte noch gar nicht kennen und deren Auskünfte über Bedienung und Akzeptanz der Systeme daher ganz objektiv sind. Und das Gute daran: Im Fahrsimulator gibt es für Fahrer/in und Umgebung kein reales Unfallrisiko. So können auch Grenzen ausgetestet werden.

fahrsimulator 5
Fahrsimulator 2010 – Fahrsimulator Totalanssicht mit Schiene
fahrsimulator 6
Fahrsimulator 2010 – Totalansicht des Fahrsimulators bei Mercedes-Benz in Sindelfingen

Als Pionier für Fahrzeugsicherheit hat Mercedes-Benz eine Vorreiterrolle bei Fahrzeugsimulatoren. Der erste Fahrsimulator wurde bereits 1985 im Daimler-Benz-Forschungszentrum in Berlin-Marienfelde in Betrieb genommen. Im Oktober 2010 feierte der modernste Simulator im Mercedes-Benz Technology Center in Sindelfingen Einweihung. Dieser ist nicht nur der leistungsfähigste Simulator in der Automobilbranche, sondern bringt noch eine weitere Besonderheit mit sich: Ein Teil der zum Antrieb des Simulator benötigten Energie wird beim Bremsen wiedergewonnen (Rekuperation) und in das Stromnetz des Werkes Sindelfingen eingespeist.

Wirklich fortschrittlich oder?

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iV2lsbGtvbW1lbiBpbiB2aXJ0dWVsbGVuIFdlbHRlbiAtIERlciBuZXVlIEZhaHJzaW11bGF0b3IiIHdpZHRoPSI2NDAiIGhlaWdodD0iMzYwIiBzcmM9Imh0dHBzOi8vd3d3LnlvdXR1YmUtbm9jb29raWUuY29tL2VtYmVkL2FGM3B6T2w2ZHZzP2ZlYXR1cmU9b2VtYmVkIiBmcmFtZWJvcmRlcj0iMCIgYWxsb3c9ImFjY2VsZXJvbWV0ZXI7IGF1dG9wbGF5OyBjbGlwYm9hcmQtd3JpdGU7IGVuY3J5cHRlZC1tZWRpYTsgZ3lyb3Njb3BlOyBwaWN0dXJlLWluLXBpY3R1cmUiIGFsbG93ZnVsbHNjcmVlbj48L2lmcmFtZT4=

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: März 2011

Das Design eines Autos ist natürlich auch mit dem Stil einer Automarke verbunden. Achte doch einmal darauf, wenn du unterwegs bist. Abgesehen vom charakteristischen Logo haben die verschiedenen Automodelle desselben Herstellers auch in ihrer Form ähnliche Merkmale. Die Linienführung der Karosserie, die Farbgestaltung und die Ausstattung des Interieurs zählen heutzutage angesichts der relativ ähnlichen technischen Standards zu den wichtigsten Unterscheidungskriterien von Automarken.

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iRGFzIEdlc2ljaHQgZGVzIEF1dG9zIiB3aWR0aD0iNjQwIiBoZWlnaHQ9IjM2MCIgc3JjPSJodHRwczovL3d3dy55b3V0dWJlLW5vY29va2llLmNvbS9lbWJlZC95YVVwalJ5LUZkOD9mZWF0dXJlPW9lbWJlZCIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93PSJhY2NlbGVyb21ldGVyOyBhdXRvcGxheTsgY2xpcGJvYXJkLXdyaXRlOyBlbmNyeXB0ZWQtbWVkaWE7IGd5cm9zY29wZTsgcGljdHVyZS1pbi1waWN0dXJlIiBhbGxvd2Z1bGxzY3JlZW4+PC9pZnJhbWU+

Designarbeit ist Teamarbeit

Weltweit arbeiten mehr als 250 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 20 Nationen am Design der Personenwagen von Mercedes-Benz. Der Hauptsitz des Designbereichs ist Sindelfingen, wo 1998 ein modernes Design-Gebäude errichtet wurde. Darüber hinaus hat Mercedes-Benz in Como (Italien), Tokio (Japan) und Los Angeles (USA) Designstudios. Drei Kontinente, drei Kulturen – das verspricht stilistische Vielfalt! Aber nur so kann Mercedes-Benz in Sachen Automobil-Design immer im Trend bleiben und die Ansprüche der Kunden aus der ganzen Welt berücksichtigen.

Die beeindruckensten Kreationen bringen natürlich nicht viel, wenn sie technisch nicht realisierbar sind. Deswegen ist es in der Entwicklungsphase notwendig, dass die Designer und Ingenieure eng zusammen arbeiten. Bei der Gestaltung von Spitzenautomodellen brauchen die Designer neben der Leidenschaft für Automobile vor allem auch technischen Sachverstand.

designprozess_1
designprozess_1
Am Anfang des Designprozesses steht der Entwurf
designprozess_2
designprozess_2
Zu Beginn des Designprozesses werden Skizzen erstellt
designprozess_3
designprozess_3
Erste feinere Skizzen (Renderings)
designprozess_4
designprozess_4
Feine Skizze des Innenraums
designprozess_5
designprozess_5
Arbeit am PC mit Photoshop
designprozess_6
designprozess_6
Arbeiten am Clay Modell
designprozess_7
designprozess_7
Arbeiten am Clay Modell
designprozess_8
designprozess_8
Abbildung eines sogenannten Datenmodells
designprozess_9
designprozess_9
Innenraum als Modell
designprozess_10
designprozess_10
"Einstiegsmodell"
designprozess_11
designprozess_11
Arbeit am Daten Kontroll Modell
designprozess_12
designprozess_12
Arbeiten am Daten Kontroll Modell
designprozess_13
designprozess_13
designprozess_14
designprozess_14
designprozess_15
designprozess_15
Trim and Color
designprozess_16
designprozess_16
Verhüllte Modelle im großen Präsentationsraum

 

Vom Zeichenblock zur Powerwall

In der kreativen Anfangsphase nutzt ein Designer für seine Visionen und Ideen für neue Formen traditionellerweise Zeichenblock und Bleistift. Immer häufiger kommt jedoch die moderne Technik zum Einsatz. So genannte „Drawing Boards“ ermöglichen es, Designentwürfe über einen elektronischen Stift direkt auf den Computerbildschirm zu projizieren. Dadurch vervielfältigen sich die kreativen Möglichkeiten eines Designers. Er kann nicht nur viele verschiedene Varianten eines neuen Autos in kurzer Zeit erschaffen, sondern sie auch mit geringem Aufwand wieder verändern und die Ergebnisse schnell mit den technischen Vorgaben vergleichen. Und das, ohne dass ein Modell gebaut oder ein Blech gebogen werden musste.

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iUmVpc2UgaW5zIEhlcnogZGVzIEF1dG9tb2JpbGRlc2lnbnMiIHdpZHRoPSI2NDAiIGhlaWdodD0iMzYwIiBzcmM9Imh0dHBzOi8vd3d3LnlvdXR1YmUtbm9jb29raWUuY29tL2VtYmVkL3gzV2EyRmtLdzNVP2ZlYXR1cmU9b2VtYmVkIiBmcmFtZWJvcmRlcj0iMCIgYWxsb3c9ImFjY2VsZXJvbWV0ZXI7IGF1dG9wbGF5OyBjbGlwYm9hcmQtd3JpdGU7IGVuY3J5cHRlZC1tZWRpYTsgZ3lyb3Njb3BlOyBwaWN0dXJlLWluLXBpY3R1cmU7IHdlYi1zaGFyZSIgYWxsb3dmdWxsc2NyZWVuPjwvaWZyYW1lPg==

Reise in die virtuelle Welt

So detailliert die Entwürfe auch sind, das wahre emotionale Design-Erlebnis lässt sich in der Realität doch besser bewerten. Deshalb kommen die Modelleure mit ihrer Handwerkskunst zum Einsatz, sobald aus den vielen Entwürfen die besten ausgewählt wurden. Sie übertragen die Computerdarstellungen in die Realität und bauen Modelle des Maßstabs 1:4, an denen sie das Design bis ins letzte Detail herausarbeiten können. Solch eine dreidimensionale Darstellung eines Automodells lässt bereits erkennen, ob die stilistischen Vorstellungen mit den Vorgaben aus dem Konzept bezüglich der Maße und technischen Besonderheiten vereinbar sind. Diese Modelle werden abgetastet damit die Daten im elektronischen Gedächtnis des Computers gespeichert sind und unterstützen den Designer, bei der realitätsgetreuen Visualisierung seiner Ideen. Ist die Motorhaube hoch genug, damit darunter der Motor noch Platz hat? Stimmt die Neigung der Frontscheibe? Solche Fragen kann heute der Computer per Mausklick beantworten.

Für den Feinschliff zwischen Design und Technik nutzen die Entwickler aber noch eine andere Technik: die so genannte Powerwall, eine sieben Meter breite Wand, auf die die Entwürfe dreidimensional projiziert werden können, sodass die Designer sie aus jedem erdenklichen Blickwinkel betrachten, analysieren und vergleichen können.Trotzdem werden etwa 5 Fahrzeuge aus diesen Daten im lebensgroßen Format 1:1 gefräßt. Aus diesen Modellen wählen dann Vorstand und Chef-Designer die Entwürfe aus, die als Einstiegsmodelle im lebensgroßen Format 1:1 hergestellt und serienmäßig produziert werden sollen.

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iQ29sb3ImYW1wO1RyaW0gRGVzaWduIGJlaSBNZXJjZWRlcy1CZW56IiB3aWR0aD0iNjQwIiBoZWlnaHQ9IjM2MCIgc3JjPSJodHRwczovL3d3dy55b3V0dWJlLW5vY29va2llLmNvbS9lbWJlZC9Jd0ZFY2drTzFmQT9mZWF0dXJlPW9lbWJlZCIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93PSJhY2NlbGVyb21ldGVyOyBhdXRvcGxheTsgY2xpcGJvYXJkLXdyaXRlOyBlbmNyeXB0ZWQtbWVkaWE7IGd5cm9zY29wZTsgcGljdHVyZS1pbi1waWN0dXJlIiBhbGxvd2Z1bGxzY3JlZW4+PC9pZnJhbWU+

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: März 2011

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iRGVyIEVsZWt0cm9hbnRyaWViIiB3aWR0aD0iNjQwIiBoZWlnaHQ9IjM2MCIgc3JjPSJodHRwczovL3d3dy55b3V0dWJlLW5vY29va2llLmNvbS9lbWJlZC83TmZybTVjZXMtMD9mZWF0dXJlPW9lbWJlZCIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93PSJhY2NlbGVyb21ldGVyOyBhdXRvcGxheTsgY2xpcGJvYXJkLXdyaXRlOyBlbmNyeXB0ZWQtbWVkaWE7IGd5cm9zY29wZTsgcGljdHVyZS1pbi1waWN0dXJlIiBhbGxvd2Z1bGxzY3JlZW4+PC9pZnJhbWU+

Strom ist nicht gleich Strom

Es gibt zwei verschiedene Arten von elektrischem Strom, mit denen Elektromotoren betrieben werden können. Als Gleichstrom bezeichnet man Strom, der seine Richtung und Stärke nicht ändert. Er kommt in vielen Geräten zum Einsatz, die z. B. mit Batterien betrieben werden, also z. B. CD-Player, Modellautos oder Fensterheber in „richtigen“ Autos.

elektromotor 2
GLEICH- UND WECHSELSTROM

Wechselstrom hingegen ändert seine Richtung periodisch. Eine besondere Art des Wechselstroms ist der Drehstrom. Er besteht aus drei einzelnen Wechselströmen, die in drei verschiedenen Phasen gleichmäßig versetzt voneinander wirken. Deshalb wird er oft auch als Dreiphasenwechselstrom bezeichnet. Ordnet man drei Spulen gleichmäßig verteilt im Kreis an und verbindet sie mit jeweils einer Phase dieses Dreiphasenwechselstroms, so ensteht ein drehendes Magnetfeld. Daher nennt man dieses Dreiphasenwechselstromsystem auch Drehstromsystem.

elektromotor 3
MAGNETISCHE WIRKUNG DES ELEKTRISCHEN STROMS

Die Lorentzkraft

Grundlage dafür, dass ein Elektromotor eine Drehbewegung erzeugt, ist die so genannte Lorentzkraft. Sie bezeichnet die Kräfte, die verschiedene Magnetfelder aufeinander ausüben.

Nehmen wir zum Beispiel eine Leiterschleife, durch die Strom fließt und die dadurch von einem Magnetfeld umgeben ist. Die Leiterschleife befindet sich innerhalb eines Magneten, der ebenfalls ein Magnetfeld erzeugt. Diese beiden Magnetfelder wirken so aufeinander, dass dabei eine Kraft entsteht, die senkrecht zum Magnetfeld (vom Nord –zum Südpol) und zur Bewegungsrichtung des Stroms (vom Plus- zum Minuspol) verläuft – die Lorentzkraft.

Mit deiner rechten Hand kannst du die Richtung der Lorentzkraft ganz einfach ermitteln. Bei dieser so genannten Rechte-Hand-Regel zeigt dir der Daumen immer die Richtung an, in die der Strom fließt, der Zeigefinger die Richtung, in die das Magnetfeld verläuft und der Mittelfinger die Richtung, in die die Lorentzkraft wirkt. Teste es doch gleich mal anhand der nebenstehenden Grafik.

Die beiden Seiten der Leiterschleife stehen übereinander. Da auf der einen Seite der Leiterschleife der Strom in eine andere Richtung fließt als auf der anderen Seite der Leiterschleife, wirkt auch die Lorentzkraft jeweils in eine andere Richtung. Das ist der Grund, warum sich die Leiterschleife dreht. Erreicht sie jedoch eine waagerechte Position, wirken die Lorentzkräfte genau entgegengesetzt, sodass sich die Leiterschleife nicht weiterdrehen kann.

elektromotor 4
EINFACHER ELEKTROMOTOR

Der Gleichstrom-Motor

Das gleiche Prinzip wie bei der Leiterschleife läuft in einem Gleichstrom-Motor ab. Auch hier gibt es einen feststehenden Magneten, den Stator, und einen sich drehenden Elektromagneten, den Rotor (auch Anker genannt), der sich innerhalb des Stators befindet. Über die Batterie wird dem Motor Gleichstrom zugeführt, wodurch die Lorentzkräfte wirken. Damit der Rotor weiterdreht und nicht wie die Leiterschlaufe in der waagerechten Position stoppt, gibt es im Elektromotor einen so genannten Kommutator. Er ist dafür zuständig, dass der Stromfluss durch den Elektromagneten im richtigen Moment umgekehrt wird und die Lorentzkräfte sich so neu ausrichten, dass sich der Rotor weiterdreht und nicht abgebremst wird. Mit dem Anker verbunden ist eine Antriebswelle, die die erzeugte mechanische Energie an die Autoräder weiterleitet.

elektromotor 5
STATOR MIT DREI SPULEN

Der Drehfeld-Elektromotor

In einem Drehstrom- oder Drehfeld-Motor ist solch ein Kommutator nicht notwendig. Im feststehenden Teil des Motors, dem Stator, befinden sich drei Spulen, die in gleichmäßigen Abständen zueinander in einem Kreis angeordnet sind. Sie werden jeweils über einen elektrischen Leiter mit Drehstrom versorgt, das heißt mit Wechselstrom, der in drei verschiedenen Phasen seine elektrische Spannung entwickelt. Dadurch bildet sich um jede Spule zu unterschiedlichen Zeiten ein Magnetfeld. Alle drei Magnetfelder zusammen ergeben ein größeres summiertes Magnetfeld, das seine Richtung parallel zu den Phasen der drei wechselnden Leiterspannungen fortlaufend ändert und sich dadurch „dreht“. Daher wird es auch Drehfeld genannt. Verbindet man nun dieses rotierende Magnetfeld mit der Achse eines magnetischen Gegenstandes, rotiert dieser mit (Rotor).

Ein solcher Drehfeld-Elektromotor findet auch in den Elektroautos von Mercedes-Benz Verwendung.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Februar 2011

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB3aWR0aD0iNjQwIiBoZWlnaHQ9IjM2MCIgc3JjPSJodHRwczovL3d3dy55b3V0dWJlLW5vY29va2llLmNvbS9lbWJlZC9ONjlXeHlOcFkxQT9mZWF0dXJlPW9lbWJlZCIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93ZnVsbHNjcmVlbj48L2lmcmFtZT4=

Vom Arbeitsplatz zum 3D-Kino

Wenn sich die Planerinnen und Planer von Mercedes-Benz zusammensetzen, um über zukünftige Projekte zu sprechen, schreiben sie ihre Ideen nicht an eine Tafel oder Flipchart. Stattdessen sitzen sie im Halbkreis vor einer so genannten „Powerwall“ von der Größe eines Fußballtores. Wie im Kino haben sie 3D-Brillen auf und können damit in die virtuellen Welten von Fahrzeugen, Maschinen oder Gebäuden von morgen eintauchen. So sehen sie noch vor der Produktion, wie am Ende ihre fertige Arbeit aussehen wird, und wo eventuell noch Unstimmigkeiten sind. Technische und optische Fehler können dann behoben werden, bevor die Produktion begonnen hat. Das ist viel effektiver, als wenn später ständige Umplanungen vorgenommen werden müssen.

virtual_reality_18
virtual_reality_18
Reflexionsvisualisierung. Simulation der der Oberflächenreflexion im Exterieur und Interieur.
virtual_reality_17
virtual_reality_17
Ergonomie ist der Frühphase erleben. Sicht- und Raumgefühl lassen sich simulieren.
virtual_reality_16
virtual_reality_16
Klima und aeordynamisches Verhalten werden hier interaktiv analysiert und optimiert.
virtual_reality_15
virtual_reality_15
Realistische dreidimensionale Darstellungen von digitalen Modellen ermöglichen Analysen und Simulationen.
virtual_reality_14
virtual_reality_14
Die annähernd fotorealistische Darstellung der Fahrzeuge optimiert Lösungsfindungen in Design und Konstruktion.
virtual_reality_13
virtual_reality_13
Mit digitaler Bauraumprüfung eröffnen sich viele Möglichkeiten, um Produktions- und Wartungsprozese zu simulieren.
virtual_reality_12
virtual_reality_12
Mit Augmented Reality innovativ und effizient Baubarkeit, Ergonomie und Design analysieren.
virtual_reality_11
virtual_reality_11
Flexible Bauteile. Simulation von Leitungen, Schläuchen und Kabelsätzen in Echtzeit.
virtual_reality_10
virtual_reality_10
Reflexionsvisualisierung. Simulation der der Oberflächenreflexion im Exterieur und Interieur.
virtual_reality_9
virtual_reality_9
Analyse und Visualisierung von Crashberechnungen
virtual_reality_8
virtual_reality_8
Ergonomieuntersuchungen
virtual_reality_7
virtual_reality_7
Strömungsvisualisierung zur Optimierung des Luftwiderstandes
virtual_reality_6
virtual_reality_6
Darstellung der Aerodynamik sowie Temperaturverteilung im Innenraum
virtual_reality_5
virtual_reality_5
Strömungsvisualisierung
virtual_reality_4
virtual_reality_4
Visualisierung mit Hilfe der Powerwall
virtual_reality_3
virtual_reality_3
Visualisierung der Fahrdynamik
virtual_reality_2
virtual_reality_2
Realitätsnahe Simulation einer Stadtfahrt
virtual_reality_1
virtual_reality_1
Die effiziente und flexible Konzeption, Verlegung und Analyse von Schleuchen, Leitungen und Kabeln beginnt hier.

 

Wie ein dreidimensionales Puzzle

Greifbar nah zeigt die Powerwall auch Fahrzeug-Modelle, die erst in ferner Zukunft produziert werden sollen. Expertinnen und Experten aller Fachbereiche stehen dann um die detailgetreue Auto-Projektion herum und schauen ganz genau hin. An der Powerwall lassen sich nicht nur verschiedene Design-Entwürfe für ein Fahrzeug gegenüberstellen, beurteilen und verändern. Automobilkonstrukteurinnen und -konstrukteure können per Mausklick Einzelteile so hin und her schieben, einsetzen oder wieder entfernen, dass letztendlich eine platzsparende und bedienungsfreundliche Lösung herauskommt.

So kann beispielsweise getestet werden, ob die Fahrzeuge auch so platziert sind, dass sie im Falle von Reparaturen und Service-Arbeiten für die Monteurinnen und Monteure gut erreichbar sind. Digitale Menschmodelle und 3D-Interaktionsgeräte ermöglichen Bewegung in die Virtual Reality-Software zu übertragen.

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB3aWR0aD0iNjQwIiBoZWlnaHQ9IjM2MCIgc3JjPSJodHRwczovL3d3dy55b3V0dWJlLW5vY29va2llLmNvbS9lbWJlZC9RYlRYQjZVdTM0MD9mZWF0dXJlPW9lbWJlZCIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93ZnVsbHNjcmVlbj48L2lmcmFtZT4=

Probefahrt gefällig?

Neben der Powerwall gibt es im Virtual Reality Center von Mercedes-Benz noch andere Möglichkeiten, Dinge realitätsgetreu zu visualisieren. Im so genannten „CAVE“ (CAVE Automatic Virtual Environment = Höhle mit automatisierter virtueller Umgebung) zum Beispiel sind die Mercedes-Benz Ingenieurinnen und Ingenieure nicht nur Betrachter eines Autos, sondern können auch direkt einsteigen. Es handelt sich um einen Würfel aus fünf je 2,50 m großen Projektionsflächen. Nur die Vorderseite ist offen. Mithilfe von 3D-Brille und speziellem Werkzeug können sich die Automobilkonstrukteurinnen und -konstrukteure frei im Innern des virtuellen Raumes bewegen und weitestgehend sogar wirklichkeitsgetreu agieren: Wie gut sind die Bedienelemente erreichbar? Inwieweit ist das Sichtfeld eingeschränkt? Wie einfach ist das Ein- und Aussteigen? Wie kann das Fahrzeug zum Wohle der Passanten und Insassen verbessert werden?

Im Virtual Reality Center lassen sich Fahrzeuge aber nicht nur auf Optik und Benutzerfreundlichkeit überprüfen. Auch verschiedene Fahr- und Bremsvorgänge sowie mögliche Autocrashs und ihre Folgen können dreidimensional visualisiert werden.

An der Powerwall können Strömungsberechnungen dargestellt werden, um so den Luftwiderstand des Fahrzeugs, den Windgeräuschpegel und die Schmutzbelastung der Scheiben zu optimieren.

Man kann zum Beispiel auch die Sonneneinstrahlung simulieren und so testen, wie Licht- und Schattenverhältnisse im Auto sind, wo die Sonne blendet und damit die Fahrerin oder den Fahrer behindert und wo sie reflektiert wird.

Ganz schön praktisch so eine virtuelle Realität, oder?

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB3aWR0aD0iNjQwIiBoZWlnaHQ9IjM2MCIgc3JjPSJodHRwczovL3d3dy55b3V0dWJlLW5vY29va2llLmNvbS9lbWJlZC91Z1hIRjVmdURDMD9mZWF0dXJlPW9lbWJlZCIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93ZnVsbHNjcmVlbj48L2lmcmFtZT4=

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Februar 2011

Was ein Magnet ist, weißt du bestimmt. Das ist ein Körper, der andere Körper mit ähnlichen magnetischen Eigenschaften anzieht. Im Alltag werden Magneten meistens dazu benutzt, um Notizen oder Fotos, z. B. am Kühlschrank, zu befestigen.
Jeder Magnet hat, genau wie die Erde auch, zwei verschiedene Pole, einen Nord- und einen Südpol. Hier ist die magnetische Kraft am stärksten. Nähern sich zwei Magnete mit ihren gleichen Polen, stoßen sie sich ab. Zwei unterschiedliche Pole ziehen sich hingegen an.

Das Magnetfeld

Der Wirkungsbereich um einen Magneten nennt man „magnetisches Feld“. Auch die Erde besitzt so ein magnetisches Feld. Der Zeiger eines Kompasses zum Beispiel ist auch ein Magnet und richtet sich nach dem Magnetfeld der Erde, das von Norden nach Süden verläuft, aus. Daher kann er uns die Himmelsrichtungen anzeigen.

Die Struktur solch eines Magnetfeldes kann durch so genannte Feldlinien sichtbar gemacht werden. Sie veranschaulichen die Richtung des magnetischen Flusses. Je dichter die Feldlinien zueinander sind, desto stärker ist das magnetische Feld. Du kannst auch selbst ganz einfach ein Magnetfeld sichtbar machen: Nehme dazu einen Magneten, ein Blatt Papier und Eisenfeilspäne. Eisen ist ein magnetisches Metall. Frag am besten dein/e Physiklehrer/in um Hilfe. Streue die Eisenfeilspäne auf das Blatt Papier und halte den Magneten unter das Blatt. Jetzt sollten sich die Eisenfeilspäne entsprechend ausrichten und die Richtung des magnetischen Flusses sichtbar machen. Die Feldlinien treten in der Regel am Nordpol aus und verlaufen bogenförmig zum Südpol.

Elektromagnetismus 1

 

divider

Strom wirkt anziehend

Nicht nur Metalle wie Eisen, Nickel und Kobalt sind magnetisch. Magnetismus kann auch durch elektrischen Strom erzeugt werden. Das nennt man dann Elektromagnetismus. In der Umgebung eines von Strom durchflossenen Leiters bildet sich also auch ein Magnetfeld. Dieses Phänomen entdeckte der dänische Physiker Hans Christian Ørsted 1820. Sein Nachname (Abkürzung Oe) wurde daher auch zur Maßeinheit für die Stärke von Magnetfeldern. Umso höher die Stromstärke ist, desto stärker ist auch das Magnetfeld. Die magnetischen Feldlinien verlaufen kreisförmig um den elektrischen Leiter herum.

Elektromagnetismus 3

Der Elektromagnet ist eine besondere Form des Magneten. Er besteht aus einem Eisenkern und aus einer so genannten Spule. Das ist einfach betrachtet nichts weiter als aufgewickelter Draht, der Strom leiten kann. In der Spule bildet sich bei Stromfluss das magnetische Feld. Im Magnetfeld läd sich der Eisenkern magnetisch auf und kann dann andere magnetische Gegenstände anziehen. Dieses Phänomen spielt auch im Elektromotor eine Rolle.

divider

Elektromagnetismus in der Praxis

Elektromagneten finden aber auch in einigen anderen Gegenständen Verwendung. Nehmen wir zum Beispiel eine elektrische Klingel, die vielleicht auch in deiner Schule für das Pausenzeichen verantwortlich ist. Sie ist aus einem metallischen Hohlkörper zur Verstärkung des Klingelgeräusches, der Glocke, sowie aus einem Hammer zur Anregung der Schwingung aufgebaut. Dieser Hammer ist an einen Stromkreis angeschlossen, der wiederum mit einem Elektromagneten verbunden ist. Schließt man den Stromkreis, zum Beispiel durch Betätigung eines Schalters, bildet sich um den Elektromagneten ein Magnetfeld, sodass der Eisenkern im Innern magnetisch aufgeladen wird. Der Elektromagnet und der Hammer der Klingel ziehen sich gegenseitig an, wodurch der Hammer die Glocke berührt und diese zum schwingen bringt. In dem Moment, wenn der Hammer vom Elektromagneten angezogen wird, unterbricht auf der anderen Seite die Verbindung zum Stromkreis. Es fließt kein Strom mehr und das Magnetfeld des Elektromagneten löst sich wieder auf. Der Hammer wird nicht mehr angezogen und federt zurück. Dadurch wird der Stromkreis wieder geschlossen. Dieser Vorgang wiederholt sich, solange der Schalter geschlossen bleibt. Durch das hin- und her schwingen des Hammers in kurzen Abständen wird ein durchgehendes Klingeln erzeugt.

Elektromagnetismus 4

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Januar 2011

RoadSense heißt das Programm, das von Mercedes-Benz im Juli 2010 ins Leben gerufen wurde, um Jugendlichen zwischen 13 und 15 Jahren mehr Bewusstsein für die Gefahren im Straßenverkehr zu vermitteln. Denn auch wenn du nicht selbst am Steuer sitzt, sondern nur Mitfahrer bei Freunden oder Verwandten im Auto bist, kannst du viel dazu beitragen, dass die Fahrt eine sicherere Angelegenheit wird. Wie verhalte ich mich als Mitfahrer richtig? Wie wird Gepäck am sichersten verstaut? Wie wichtig sind Gurt, Kopfstütze und Co.? Das sind nur einige Fragen, die im Rahmen des RoadSense-Programms beantwortet werden. Und das ist nicht nur sehr nützlich, sondern macht auch jede Menge Spaß.

RoadSense 1
Einige Übungen finden direkt im Auto statt. Die Jugendlichen dürfen unter professioneller Aufsicht und auf abgesperrtem Gelände im Cannstatter Neckar-Park sogar selbst mal für kurze Zeit hinter das Steuer. Nein, natürlich nicht, um Autofahren zu lernen, sondern vielmehr um durch den Wechsel in die Perspektive des Fahrers mögliche Verkehrssituationen real zu erleben und in der Rolle als Mitfahrer zu bewerten, um dadurch Gefahren besser und früher erkennen zu können.

divider

Am Steuer der Gefühle

Um als Beifahrer verantwortungsvoll handeln zu können, ist es wichtig, seine eigenen Gefühle und die des Fahrers richtig einschätzen zu können. In Gruppendiskussionen lernen die RoadSense-Schüler ihre Stärken und Schwächen kennen, wie man Konfliktsituationen richtig löst und Risiken vermeidet. Es gibt scheinbar harmlose Situationen und echte Alarmsignale. Jede Information exakt einschätzen zu können, hilft Gefahren zu vermeiden. In der Gruppe werden verschiedene Erlebnisse der Schüler aufgegriffen und diskutiert.

RoadSense 1

divider

Sicher ist sicher

Beim Autofahren ist vor allem eines wichtig: sicher ans Ziel zu kommen. Dafür haben Fahrzeugingenieure eine Vielzahl von Sicherheitssystemen im Auto integriert. Aber bevor diese überhaupt zum Einsatz kommen müssen, ist es die Aufgabe der Mitfahrer, so viele Risiken wie möglich auszuschalten. Im so genannten „Sicherheitslabor“ werden die Schüler im Rettungssimulator oder mittels einer Alkoholbrille, mit der der Blick eines Angetrunkenen nachempfunden werden kann,  selbst in schwierige Situationen versetzt. Gleichzeitig lernen sie Möglichkeiten, wie man sich vor bzw. in einer solchen Situation im Straßenverkehr schützen kann – und wie im Fall der Fälle die Sicherheitssysteme helfen können, Verletzungen oder Unfälle zu vermeiden.

RoadSense 3

Mit dem RoadSense-Programm können Jugendliche interaktiv auch ohne Führerschein zum Verkehrsprofi werden. Denn auch, wenn du nicht hinter dem Steuer sitzt, kannst du Verantwortung zeigen und dazu beitragen, die Autofahrt zu einer sicheren Angelegenheit zu machen. Also schnapp dir deine Klasse und dann nichts wie los zur Mercedes-Benz Driving Academy.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Dezember 2010

Sicher hast du schon mal von Tornados gehört oder einen im Film oder Fernsehen gesehen. Tornados sind rotierende, trichterförmige Luftwirbel, die an einen aus dem Himmel ragenden Rüssel erinnern. Sie entstehen als Folge extremer Luftdruckunterschiede – meist während eines Gewitters. So ein Wirbelwind, der manchmal auch als Windhose bezeichnet wird, kann unterschiedlich groß werden. Der Durchmesser variiert von einigen Metern bis hin zu einem Kilometer. Manchmal lösen sich Tornados innerhalb von Minuten wieder auf, manchmal dauern sie eine Stunde oder länger. Ihre Zerstörungskraft ist gefürchtet, denn in einem Tornado herrschen extreme Windgeschwindigkeiten: Mehr als 500 km/h konnten Wissenschaftler bereits messen. Der Name kommt übrigens aus dem Spanischen und bedeutet so viel wie „drehen, wirbeln“.

Zerstörerischer Luftwirbel

Wandert ein starker Tornado übers Land, kann er extreme Schäden hinterlassen. Der Luftwirbel erfasst lose Gegenstände mit ungeheurer Kraft, reißt sie mit sich und schleudert sie später wieder fort. Auch Gebäude, Autos und Bäume sind dem Tornado ausgeliefert. Allerdings erreicht nicht jeder Tornado so hohe Geschwindigkeiten. Die Stärke eines Tornados wird auf der so genannten Fujita-Skala gemessen: F0 oder F1 bezeichnet eher schwache Tornados, doch auch sie können schon einen Kleinwagen von der Straße schieben. Tornados der Stärke F2 und F3 können Dächer abreißen, Holzhäuser zerstören und auch große Bäume entwurzeln. Bei einem F4- oder F5-Tornado werden Autos und Züge in die Luft gehoben; sogar ganze Häuser können aus den Fundamenten gerissen und fortgetragen werden. Ob großer oder kleiner Tornado, die aufgewirbelten Gegenstände werden in jedem Fall zu gefährlichen Geschossen! Doch wie kommt es überhaupt zu einem Tornado?

divider

Entstehung von Tornados

Seit Jahren enträtseln Wissenschaftler die Geheimnisse der Tornados. Doch obwohl noch viele Detailfragen offen sind, kennt man die Grundprinzipien ihrer Entstehung schon recht gut: Wenn warme, feuchte Luft in Bodennähe auf trockene kalte Luft in der Höhe trifft, ist eine wichtige Vorraussetzung gegeben. Da hierdurch verschiedene Winde in unterschiedlichen Höhen und in entgegengesetzter Richtung wehen, bildet sich eine drehende, horizontale „Windwalze“. Da der Wind in Bodennähe langsamer weht als in der Höhe, wandert diese Walze nun über das Land – oder auch über eine Wasserfläche. Trifft die Windwalze nun auf ein Gebiet, in dem warme, feuchte Luft rasch nach oben steigt, kann es dazu kommen, dass sich die Walze allmählich aufrichtet. In der Höhe bilden sich riesige Gewitterwolken. Starke Windböen beschleunigen die Rotation der entstandenen Windsäule. In dieser Phase entsteht oft der eigentliche Tornado: Der Radius der Säule wird immer kleiner und die Windgeschwindigkeit immer größer. Es bildet sich ein Unterdruck, der die Umgebungsluft in Bodennähe immer stärker ansaugt. So entsteht der berüchtigte Tornadorüssel! Anfangs ist der Tornado kaum zu sehen. Doch dann wird er durch entstehenden Wasserdampf, aufgewirbelten Staub und erste Gegenstände allmählich sichtbar.

Tornado 1

 

divider

Wo Tornados auftreten

Tornados können im Prinzip überall auftreten, doch bestimmte Gebiete der Welt bieten besonders gute Vorrausetzungen. Im mittleren Westen der USA liegt z. B. das so genannte Tornado-Alley. Dieses Gebiet ist besonders betroffen. Tornados richten dort jedes Jahr allerlei Schäden an. Glück im Unglück: Der Zerstörungsradios des Tornados ist dabei auf den relativ kleinen Saugrüssel beschränkt. Auch in Europa und Deutschland können Tornados auftreten. Diese sind allerdings meist relativ schwach – doch auch F4-Tornados können durchaus vorkommen, wenn auch sehr selten.

Tornado 3

 

divider

Weltrekord

Der größte „künstliche Tornado“ der jemals erzeugt wurde, ereignete sich übrigens ebenfalls in Deutschland: Im Mercedes-Benz Museum in Stuttgart! Dort ist ein spezielles Rauch-Abzugs-System installiert. Um im Falle eines Brandes Rauch schnell aus dem Gebäude zu befördern, blasen 144 Düsen Luft in das Atrium. Dadurch entsteht ein künstlicher Wirbelsturm, an dessen oberem Ende der gesammelte Rauch mithilfe eines speziellen Ventilators ins Freie befördert wird. Bei einem besonderen Test der Anlage wurden auch Gäste, Presse und die Redaktion vom „Guinnessbuch der Rekorde“ eingeladen. Mithilfe einer Nebelmaschine wurde der erzeugte Minitornado sichtbar gemacht und erstreckte sich innerhalb des Museums 34,43 Meter hoch – Weltrekord!

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

PGlmcmFtZSB0aXRsZT0iV2VsdHJla29yZCBpbSBNZXJjZWRlcy1CZW56IE11c2V1bSIgd2lkdGg9IjY0MCIgaGVpZ2h0PSIzNjAiIHNyYz0iaHR0cHM6Ly93d3cueW91dHViZS1ub2Nvb2tpZS5jb20vZW1iZWQvTnc2d2x4LTdSaWM/ZmVhdHVyZT1vZW1iZWQiIGZyYW1lYm9yZGVyPSIwIiBhbGxvdz0iYWNjZWxlcm9tZXRlcjsgYXV0b3BsYXk7IGNsaXBib2FyZC13cml0ZTsgZW5jcnlwdGVkLW1lZGlhOyBneXJvc2NvcGU7IHBpY3R1cmUtaW4tcGljdHVyZTsgd2ViLXNoYXJlIiBhbGxvd2Z1bGxzY3JlZW4+PC9pZnJhbWU+

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: November 2010

Bestimmt hast du schon einmal von Biodiesel gehört. Kraftstoff aus Pflanzen herzustellen, ist ein guter Ansatz: Da die Erdölreserven begrenzt sind, bemüht man sich um nachwachsende Alternativen. Außerdem ist Biodiesel vergleichsweise klimafreundlich, denn beim Verbrennen im Motor wird nur soviel CO₂ freigesetzt wie zuvor beim Wachsen von den Pflanzen aufgenommen wurde.

Kann man mit Biodiesel einen Salat anmachen?

Kann man nicht! Aber genau hier liegt ein großes Problem: Für die Herstellung von Biodiesel kommt meist Raps oder Soja zum Einsatz, also Pflanzen, die auch der Ernährung dienen können. Außerdem könnte auf den Raps- oder Sojafeldern genauso gut Getreide angebaut werden. In ärmeren Ländern sind in der Vergangenheit oft die Lebensmittelpreise stark gestiegen, da viele Bauern statt Nahrungsmittel lieber Biodiesel produziert haben.

Auch bei Mercedes-Benz erforscht man Alternativen zu den fossilen Brennstoffen. Wichtig ist den Forscher/innen, neue klimafreundliche Kraftstoffe zu entwickeln, die nicht zu Lasten von Nahrungsmitteln hergestellt werden. So wurde ein neuer Kraftstoff namens SunDiesel entwickelt, der nur aus Stroh, Holz- und Pflanzenabfällen gewonnen wird. Außerdem wurde ein ganz besonderes Projekt in Indien angekurbelt. Dort wird ein spezieller Biodiesel aus einer speziellen Nuss gewonnen: der Jatropha-Nuss.

Indien – Ein Land der Gegensätze

Kannst du dir vorstellen, dass in Indien ein Sechstel aller Menschen lebt? Indien hat über eine Milliarde Einwohner und ist damit nach China das bevölkerungsreichste Land der Erde. Die Bevölkerung wächst stetig und in hohem Tempo, genauso wie die Wirtschaft des Landes. Doch Indien ist ein Land mit zwei Gesichtern: In den großen Städten gibt es immer mehr Menschen mit einer guten Bildung; einige haben es sogar zu einem bescheidenen Wohlstand gebracht. Wirtschaft und Industrie, aber auch das steigende Mobilitätsbedürfnis in und zwischen den städtischen Gebieten lassen den Bedarf an Erdölprodukten steigen, von denen ein Großteil importiert werden muss.

Auf dem Land hingegen sind die Menschen oft sehr arm. Viele können nicht lesen und schreiben. Ein Großteil der Dörfer hat weder Elektrizität noch Zugang zu Erdöl. Für die meisten Menschen auf dem Land ist der Tag dann zu Ende, wenn die Sonne untergeht, da Straßen und Häuser nicht oder nur kaum beleuchtet werden können. Auch Schulen und gut ausgebildete Lehrer/innen gibt es bei weitem nicht überall. Für eine junge Inderin oder einen jungen Inder, der in einem Dorf auf dem Land aufwächst, stehen die Chancen deshalb nicht besonders gut, eines Tages in der Stadt zu studieren.

Die Menschen leben von der Landwirtschaft. Die Erträge sind jedoch oft nicht sehr hoch. Ein Viertel der Flächen Indiens sind landwirtschaftlich gar nicht nutzbar, da die Böden zu wenige Nährstoffe enthalten. Eine Ursache hierfür ist die so genannte Erosion: Durch falschen oder übertriebenen Ackerbau werden die Nutzflächen ausgelaugt; Nährstoffe werden durch Wasser weggeschwemmt oder bei staubigen Böden vom Wind fortgetragen. Auf erodierten Flächen kann kein normaler Ackerbau mehr betrieben werden.

Nussfrucht
Nussfrucht
Nussfrucht_1
Nussfrucht_1
Nussfrucht_2
Nussfrucht_2
Nussfrucht_3
Nussfrucht_3
Nussfrucht_4
Nussfrucht_4
Nussfrucht_5
Nussfrucht_5
Nussfrucht_6
Nussfrucht_6
Nussfrucht_9
Nussfrucht_9
Nussrucht_8
Nussrucht_8

Jatropha kann Probleme lösen helfen

Die indische Regierung möchte nicht mehr so viel Erdöl importieren und stattdessen mehr auf den Anbau von Pflanzen setzen, aus denen Biokraftstoff gewonnen werden kann. Durch Förderung der Biokraftstoffe soll auch die Wirtschaft im ländlichen Raum unterstützt werden. Hier kommt Jatropha ins Spiel!

Jatropha Curcas ist ein Strauch aus der Familie der Wolfsmilchgewächse, der ölreiche Samen hervor bringt. Alle Pflanzenteile des Jatropha-Strauchs sind giftig. Die Pflanze ist sehr genügsam und robust. Sie wächst sowohl in sehr trockenem als auch in niederschlagsreichem Klima, verträgt jedoch keinen Frost. Die Ansprüche an die Bodenqualität sind gering. Jatropha-Pflanzen können daher auch auf erodierten Böden angebaut werden, auf denen nichts Essbares wachsen würde. Das ist eine wichtige Voraussetzung für die sinnvolle Nutzung.

Über einige Jahre wurden in Versuchsplantagen in verschiedenen Gebieten Indiens der Anbau der Jatropha-Planze erforscht und optimiert. Unter anderem wurde untersucht:

  • wann der günstigste Pflanzzeitpunkt gegeben ist
  • wie dicht man die Pflanzen setzen kann, um optimale Erträge zu erreichen
  • wie man optimal düngt und bewässert
  • wie man die Erträge z.B. durch Beschnitt und Unkrautbekämpfung verbessern kann

Durch diese Untersuchungen kann man jetzt indischen Bauern eine genaue Anleitung geben, wie sie den Anbau von Jatropha durchführen sollten. Dieses Wissen wurde an die örtlichen Bauern in mehreren Workshops weitergegeben.

Herstellung des Kraftstoffes

Da Pflanzenöl in modernen Dieselmotoren nicht direkt eingesetzt werden kann, wird in einem
chemischen Verfahren aus dem Pflanzenöl Biodiesel hergestellt. Im Jatropha-Projekt wurde eine kleine Biodieselanlage entwickelt, die man auch im ländlichen Raum Indiens einsetzen und mit der man Biodiesel in guter Qualität herstellen kann.

Im Laufe des Projekts wurden in dieser Anlage ca. 80.000 Liter Biodiesel produziert. Dieser Kraftstoff wurde bei Mercedes-Benz India für Fahrzeuguntersuchungen und zum Betrieb einer Testflotte erfolgreich eingesetzt. Sowohl unter den tropisch heißen Bedingungen Südindiens als auch in der Kälte des Himalajas leisteten die Jatropha-Fahrzeuge zuverlässig ihren Dienst.

Eine Nuss, viele Vorteile

Der Anbau von Jatropha ist in vielerlei Hinsicht sinnvoll: Indien ist nicht mehr so stark von Ölimporten abhängig, wenn saubere Kraft- und Heizstoffe im eigenen Land hergestellt werden. Außerdem verbessert sich die Luftqualität in den Ballungszentren, wenn dort moderne Dieselfahrzeuge eingesetzt werden, die Jatropha-Biodiesel tanken.

Für die Landbevölkerung hat es außerdem verschiedene Vorteile: Zum einen werden im Bereich des Anbaus der Jatropha-Pflanzen und der Biodiesel-Herstellung neue Arbeitsplätze geschaffen. Außerdem können die Leute einen Teil des erzeugten Jatropha-Kraftstoffes selbst benutzen. So lässt sich z. B. mit Hilfe eines Generators Strom erzeugen. Das kann in einem Dorf viel verändern: Abends kann bei Licht nun noch Nebenbeschäftigungen nachgegangen werden oder Kinder können im Fernsehen an speziellem Fernunterricht teilnehmen, somit mehr lernen und ihre Zukunftschancen verbessern. Auf den Feldern können mit Jatropha-Biodiesel betriebene, landwirtschaftliche Maschinen eingesetzt und dadurch die Erträge verbessert werden. Mehr noch: Der Anbau von Jatropha hilft, weitere Erosionen zu verhindern. Langfristig erholen sich die Böden wieder, so dass dort auch wieder Nahrungsmittel angebaut werden können. Besonders lokal kann also direkter Nutzen aus der Jatropha-Nuss gezogen werden.

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: Juli 2010