Kategorie: Spannendes Wissen

STRÖMUNGSAKUSTIK

Und was hat „Aero“ mit „Akustik“ zu tun? Die Strömungsakustik, so heißt sie auch, handelt von aerodynamisch erzeugten Geräuschen. Das sind Geräusche, die durch Luftströme entstehen. So wie beim Autofahren. Das Ziel ist es, diese Akustik zu reduzieren, damit die Fahrt für alle noch komfortabler und entspannter wird. Dafür werden die Windgeräusche im Aeroakustik-Windkanal gemessen. Sowohl im, als auch am Versuchsfahrzeug.

Aeroakustik-Windkanal
Im Windkanal wird die Akustik der Luftströme erforscht

Um realitätsnahe Ergebnisse zu erhalten, darf die winderzeugende Anlage die Messung nicht beeinflussen. Denn auch sie verursacht Lärm, der von den Messinstrumenten aufgenommen wird. Aus diesem Grund sind Geräuschdämm-Maßnahmen in die Einrichtung integriert. So ist von der 28 Quadratmeter großen Düse nichts mehr zu hören. Diese Dämmung macht den Windkanal im Mercedes-Benz-Entwicklungszentrum Sindelfingen zum leisesten Aeroakustik-Windkanal weltweit.

LAUTLOS BEI 140 STUNDENKILOMETER

Zugeführter weißer Rauch macht die Luftströme sichtbar
Zugeführter weißer Rauch macht die Luftströme sichtbar

Doch die Akustik ist nicht das Einzige, das unter die Lupe genommen wird. Expertinnen und Experten versuchen, die Form und Eigenschaften der Fahrzeuge immer weiter zu optimieren. So soll einerseits eine Straßenlage mit geringsten Auftriebswerten gestaltet werden. Andererseits möchte Mercedes-Benz einen niedrigen Luftwiderstand seiner Fahrzeuge erreichen. Doch wozu das Ganze?

VIEL WIRBEL UM LUFT

Es geht wieder einmal um Komfort und Sicherheit. Ein Auto, das bei Wind und Wetter gut auf der Straße liegt, kann Leben retten. Ein anderer wichtiger Aspekt ist allerdings die Effizienz. Das bedeutet, mit Ressourcen schonend umzugehen. Beim Autofahren meint man dabei zunächst den Kraftstoffverbrauch. Das Erstaunliche ist nämlich, dass du eine Menge Sprit sparen kannst, wenn die Aerodynamik stimmt. Die Windlast ist wie eine Kraft, gegen die das Auto ankämpfen muss. Und das verbraucht eine Menge Energie, also Sprit. Dieses Problem kennen sogar Sportlerinnen und Sportler. Damit auch ihre Energiereserven so lange wie möglich ausreichen, nutzen Radfahrerinnen und Radfahrer die perfekte Aerodynamik. Sie haben bei der Fahrt ja auch mit Windströmungen zu tun.

Statt eines Fahrzeugs war sogar auch schon mal ein Mensch im Mercedes-Benz Aeroakustik-Kanal: Sebastian Kienle, der Ironman-Welt- und Europameister. Er hat die Windschlüpfrigkeit seiner Ausrüstung getestet.

FÜNF-BAND-SYSTEM

Windkanal
1939 war die Messanlage im Werk Untertürkheim noch in den Kinderschuhen

Doch nicht nur die Fahrzeuge, sondern auch die Forschungsanlagen haben sich enorm entwickelt. Dazu hat die Mercedes-Benz Group AG (ehemals Daimler AG), 230 Millionen Euro in den Ausbau des Mercedes-Benz Technology Center investiert. So können heute Windgeschwindigkeiten von bis zu 265 Stundenkilometer erzeugt werden.

Außerdem gibt es eine moderne Fahrbahnsimulation – dank des Fünfbandsystems. Jedes Rad läuft auf einem eigenen kleinen Laufband und unter der Mitte des Fahrzeugs befindet sich ein großes Band. Es läuft unter dem Fahrzeugboden. Alle fünf Bänder sind synchron mit dem Wind aktiv, sie laufen also gleichzeitig mit derselben Geschwindigkeit: Es herrschen die gleichen Bedingungen wie auf der Straße. Davon konnte man vor knapp einem Jahrhundert nur träumen. Wenn wir uns diesen Fortschritt bewusst machen, können wir sehr gespannt sein. Denn wer weiß, wohin der Wind unsere Technik noch trägt?

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: Juni 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

Um die Straße im Dunkeln sehen zu können, brauchst du Licht. Das ist klar. Doch Licht ist nicht gleich Licht. Es kann sehr unterschiedlich sein und das ist auch gut so. Denn so lässt es sich je nach Bedarf anpassen. Wie du weißt, ist nämlich jede Fahrsituation anders: Die Wetter- und Verkehrslage ändert sich ständig und jede einzelne Straße hat ihre Besonderheiten. Spuren, Kurven, und Kreisverkehre zum Beispiel. Deshalb ist es notwendig, dass die Scheinwerfer nicht nur leuchten, sondern ihr Licht auch während der Fahrt immer wieder anpassen. Wie ein Lichtertanz sozusagen.

LICHTPERFORMANCE

Scheinwerfer
Der MULTIBEAM-LED Scheinwerfer sorgt für höchste Auflösung

An diesen cleveren Beleuchtungssystemen, die während der Fahrt mitdenken, haben Mercedes-Benz Expertinnen und Expertet getüftelt. Das Ergebnis ihrer Arbeit ist die hochmoderne Einrichtung MULTIBEAM-LED. Ganze 84 Hochleistungs-LED sind darin verbaut. Und sie sind einzeln ansteuerbar, sie können also unabhängig voneinander leuchten. Das macht es möglich, den Leuchtstrahl in seiner Form zu beeinflussen.

Raster
Jede LED-Birne erleuchtet einen eigenen Bereich auf der Straße

Stell dir vor, du hältst zwei Taschenlampen nebeneinander in der Hand. Wenn du beide anknipst, entsteht ein breites Licht. Knipst du nur das rechte an, hast du die Form des Lichtes verändert. Jetzt siehst du nur rechts ein rundes Licht. Das geht, weil du die Taschenlampen einzeln ansteuern kannst, so wie MULTIBEAM-LED seine Leucht-Dioden einzeln ansteuert. Bloß, dass das System nicht nur zwei Leuchtkörper hat, sondern eben 84. Und das ist nicht das einzig Erstaunliche an der Erfindung. Genius verrät dir mehr.

BLENDFREIE FAHRT

Beim Entwickeln der neuen Scheinwerfer war das wichtigste Ziel: Den Gegenverkehr minimal stören. Denn wenn dieser geblendet wird, herrscht akute Unfallgefahr. Dem entgeht das Lichtsystem mit intelligenten Manövern:

 

  • Aktives Kurvenlicht: Es erkennt über die Kamera, ob eine Kurve naht. Diese wird frühzeitig ausgeleuchtet und bereits vor Ende der Kurve schwenkt das Licht wieder auf Geradeausposition.
    Kurvenlicht
    Gefahren am Ein- und Ausgang der Kurve werden schneller erkannt
  • Abbiegelicht mit Kreisverkehrfunktion: Schon vor Einfahrt in den Kreisverkehr aktiviert das System die Abbiegelichtmodule auf der linken und rechten Seite.
    Kreisellicht
    Auch im Kreisel wird dank MULTIBEAM-LED kein Verkehrsteilnehmer übersehen
  • Fernlichtmodus: Erkennt das System entgegenkommende oder vorausfahrende Fahrzeuge, werden einzelne Dioden abgeschaltet. Es entsteht eine Lichtlücke in U-Form.
    Pixel
    Die LED schalten sich ab, wenn in ihrem Bereich ein Fahrzeug liegt

SPOTLIGHT ON

Zudem gibt es zum Beispiel das Schlechtwetter-Licht. Es reduziert bei Regen die Reflexionen auf der Gegenfahrbahn. All diese Funktionen wendet das Fahrzeug während der Fahrt an. Dabei arbeitet es mit Informationen, die eine Kamera in der Frontscheibe des Autos sammelt. Diese Kamera kennst du schon von Sicherheitsassistenten wie BAS PLUS. So wird 100 Mal die Sekunde die ideale Lichtverteilung berechnet. Auch die Daten des Navigationssystems werden mit einbezogen. So weiß die Anlage, wo es mit Autobahnen, Kreisverkehren und Kreuzungen zu rechnen hat.

 

Design
Das preisgekrönte Design hält mit der Technik locker mit

AUGENBRAUE

Aber nicht nur die Funktionen des modernen Lichtsystems sind außergewöhnlich, sondern auch das Design. Das wurde sogar mit einem Preis ausgezeichnet. Es betont den High-Tech-Charakter der E-Klasse Limousine. Besonders ausdrucksstark ist die sogenannte doppelte Augenbraue des Tagfahrlichts. Sie verleiht dem Auto einen fokussierten Blick. Bei Tag und bei Nacht.

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 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

Es war das Clay-Institut in Cambridge, das im Jahr 2000 neuen Schwung in die Welt der Mathematik brachte. Das Institut im Osten der Vereinigten Staaten von Amerika schrieb sieben Jahrtausend-Probleme aus. Wem es gelingt, eines zu bezwingen, dem winkt ein Preisgeld von einer Million US-Dollar. Und natürlich geht sein Name in die Geschichte ein.

Vielleicht denkst du an den Klimawandel, wenn du von „Millenniumproblemen“ hörst. In Wirklichkeit stecken hinter diesem Begriff aber ungelöste Fragestellungen und Theorien der Mathematik, die bislang nicht bewiesen oder widerlegt werden konnten.

Matheformel
In der Wissenschaft braucht jeder spannende Einfall die passende Definition oder Formel /Bild: Hasan Shaheed, shutterstock.com

DER REALITÄT AUF DER SPUR

Theorien– das sind Modelle, die versuchen, die Wirklichkeit darzustellen. Also zu erklären, warum und wie etwas ist und wie es sich verhalten wird. Was zum Beispiel mit der Energie eines Autos passiert, wenn es eine Vollbremsung hinlegt. Geht sie einfach verloren? Das beantwortet der Energieerhaltungssatz der Physik. Ersagt dir, dass die Bewegungsenergie nicht verschwindet. Sondern sie wandelt sich in Wärmeenergie um – die Bremsen heizen sich auf. Diese Erkenntnis ist jedoch nicht selbstverständlich. Es gab eine Zeit, da wurde der Energieerhaltungssatz aufgestelltund man war sich überhaupt nicht sicher, ob er immer gilt.

Das wurde lange Zeit geprüft, und nur deshalb darfst du ihn heute ohne Bedenken anwenden. Genauso ist das mit allen Formeln. Denn natürlich gibt es in der Welt der Wissenschaft unvorstellbar viele Theorien über alle möglichen Dinge. Über riesige Planeten bis zu winzig kleinen Atomen. Wie du jetzt allerdings weißt, reicht es nicht, nur zu forschen undAussagen zu formulieren. Was unbedingt geliefert werden muss, ist ein mathematischer Beweis. Erst dann gelten Formeln und Theorien als wahr.

DES RÄTSELS LÖSUNG

Deshalb hatten zwar viele kluge Köpfe eine Idee, wie man eines der sieben Jahrhundert-Probleme lösen könnte, aber sie konnten sie nicht fehlerfrei belegen. Keine Rechnung aufstellen, die ihre Vermutung beweist. Dennoch ist einem Einzigen gelungen, woran sich zahlreiche Wissenschaftler die Zähne ausgebissen haben. Der Russe Grigorij Perelman hat eines der Rätsel gelöst: Die Poincaré-Vermutung. Genius erklärt dir, worum es dabei geht.

Das Millenniumproblem vom Franzosen Poincaré beschäftigt sich besonders mit Figuren /Bild: Vudhikrai, shutterstock.com
Das Millenniumproblem vom Franzosen Poincaré beschäftigt sich besonders mit Figuren /Bild: Vudhikrai, shutterstock.com

POINCARÉ-VERMUTUNG

Angenommen du wärst eine Ameise, die auf einer großen Kugel sitzt. Für dich sieht die Fläche dann aus, als sei sie nur eine Ebene. Du kannst nicht sehen, dass sie kugelförmig ist, weil du zu winzig bist. Läufst du aber mutig los, stellst du fest, dass gar kein Rand kommt und du irgendwann wieder am gleichen Ausgangspunkt landest. Die Fläche ist also nicht unendlich groß. Sie hat aber auch kein Ende, sonst wärst du an einer Stelle heruntergefallen. Deshalb muss sie auf jeden Fall eine Kugel sein. Oder nicht? Die Mathematik sieht das anders. Zum Beispiel könnte es sich auch um einen Torus handeln. Das ist die Oberfläche eines Autoreifens, der in der Mitte ein Loch hat. Oder anders gesagt ein Donut. Auch auf diesem würdest du als Ameise die Ebene als “geschlossen“ wahrnehmen. Denn du würdest auch hier einmal herumlaufen können, bis du wieder am Startpunkt landest.

Torus
Jeder Körper lässt sich mit mathematischen Eigenschaften beschreiben /Bild: Pixotico, shutterstock.com

Du willst also herausfinden, um was für eine Form es sich nun handelt? Dazu müsstest du ein Lasso um die „Welt“ spannen und dann an beiden Enden ziehen. Lässt sich das Seil zusammenziehen? Dann lebst du auf einer kugelähnlichen Welt. Das Lasso gleitet nämlich über die runde Oberfläche, während du von beiden Seiten ziehst.Würdest du nicht auf einer Kugel, sondern einem Torus sitzen, würde das Seil beim Ziehen irgendwann stoppen. Denn dann hättest du das Lasso durch das Loch in der Mitte gefädelt.

Diese Eigenschaft mit dem stets zusammenziehbaren Lasso nennen die Mathematiker „einfach zusammenhängend“. Man kann also sagen: Die Figur auf der du sitzt, die Kugel, ist einfach zusammenhängend. Sie hat kein Loch. Von dieser Überlegung aus dachte Henri Poincaré, der Namensgeber der Vermutung, weiter. Eigentlich sind wir Menschen im Weltall auch wie kleine Ameisen – aus unserer Sicht ist die Welt ein unendlicher Raum.Ist sie eine Kugel, eine Scheibe, ein Schlauch oder welche Form hat sie? Das können wir nicht durch bloßes Nachschauen prüfen. Dafür sind wir ja viel zu klein. Und ein Lasso können wir auch nicht herumspannen und dann ziehen.Also müssen wir es durch Überlegungen herausfinden.

Weltkugel
Wir können nie aus dem Universum heraustreten, um von Oben darauf zu schauen /Bild: Ollyy, shutterstock.com

ZAHLEN FORMEN FIGUREN

Genau das wollte Henri tun und stellte seine Vermutung auf: Alle Räume, die einfach zusammenhängend sind, also kein Loch haben,sind Kugeln. Nur beweisen konnte man das damals, im Jahr 1904, noch nicht. Ganze 98 Jahre später kam dann die Schocknachricht aus St. Petersburg: Perelman hat das Jahrhundert-Problem gelöst. Er hat einen Weg gefunden, aus jeder Figur, die kein Loch hat, eine Kugel zu „errechnen“. Also genau das zu beweisen, was Henri vermutet hatte. Mit Hilfe von Rechnungen kann er alle Objekte rund machen –durch schrumpfen, stauchen oder aufblasen. Man spricht auch vom „Deformieren“. Selbst aus einer Pyramide lässt sich durch Rechnungen eine Kugel deformieren. Oder stell dir vor, du pumpst ganz viel Luft in einen Würfel – er wird kugelförmig. Somit ist Poincarés Vermutung belegt: Jeder einfach zusammenhängende Raum ist eine Kugel. Kannst du dir vorstellen, welche Bedeutung so eine bewiesene Theorie hat? Sie wirkt wie eine Zauberbrille, mit der wir die Eigenschaften der Welt, in der wir leben, erkennen können. Unsere Fähigkeit, etwas herauszufinden, hat dank der Mathematik keine Grenzen mehr.

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 2016

Beitragsbild: Juliann, shutterstock.com

 

Smart Factory = Roboter-Fabrik?

Roboterwerk
Der Einsatz von Robotern gehört schon seit vielen Jahren zum Standard beim Automobilbau

Stell dir vor, dein Vater bestellt ein Auto. Von seiner Bestellung im Internet über die komplette Fertigung, bis zur Lieferung des neuen Flitzers vor die Haustür, kommen so gut wie nur Maschinen mit dem Auto in Kontakt – keine Menschen. Wenn man weit in die Zukunft blickt, könnte es vielleicht eines Tages dazu kommen. Doch aktuell verfolgen Autobauer wie Mercedes-Benz andere Ziele: In ihren intelligenten Fabriken wollen sie zwar auf modernste und intelligente Roboter setzen – sie sollen jedoch nicht komplett eigenständig, sondern im perfekten Einklang mit den Mitarbeiter/innen arbeiten.

Wie so eine Smart Factory aussieht und warum sie der Kern der Industrie 4.0 ist, haben wir dir bereits in den ersten beiden Teilen unserer Serie erklärt. Deshalb nehmen wir nun noch einmal den Faktor Mensch als wichtigen Teil in der intelligenten Fabrik unter die Lupe.

Eine Frage der Ethik?

Das Roboter irgendwann einmal Menschen bei vielen Aufgaben komplett ablösen ist eine Theorie, vor der tatsächlich nicht wenige Menschen Angst haben. Vor allem Personen, deren Jobs von intelligenten Maschinen ausgeübt werden könnten.

Die Tatsache ist, dass Roboter tatsächlich viele Tätigkeiten schneller und besser ausführen können als wir Menschen. Sollte man nun trotzdem aus ethischen Gründen auf diese Maschinen verzichten, damit die Monteur/innen nicht ihren Arbeitsplatz verlieren? Wenn wir beim Beispiel von Mercedes-Benz bleiben, stellt sich diese Frage allerdings nicht: Für den Fahrzeughersteller heißt es nicht Mensch oder Roboter, sondern Mensch mit Roboter. Diese Strategie bietet die größten Chancen: Roboter erledigen ausdauernde Aufgaben, in denen sie besser sind und entlasten dadurch den Menschen anstatt ihn zu ersetzen. Dieser kann somit seine Zeit und Energie bei Tätigkeiten einsetzen, bei denen die menschlichen Fähigkeiten viel besser zur Geltung kommen, wie beispielsweise die Kommunikation oder die Kreativität.

Smart Factory = Mensch-Roboter-Fabrik

MRK
Mercedes-Benz setzt in seiner Smart Factory auf die Zusammenarbeit von Robotern und Menschen

Um unsere Ausgangsfrage zu beantworten: Nein, unsere Autos werden nicht in Zukunft von Robotern alleine gebaut. In der Automobilbranche werden trotz Industrie 4.0 die Mitarbeiter/innen weiterhin im Mittelpunkt stehen. Denn menschlichen Faktoren wie Erfahrung, Flexibilität und Kreativität sind auch durch Smart Factories nicht ersetzbar. Somit wird die Fabrik der Zukunft nicht menschenleer sein.

Im Gegenteil: Mercedes-Benz möchte die perfekte Kooperation zwischen Robotern und Menschen auf lange Sicht in seinen Fabriken etablieren. Dabei interagieren die Mitarbeiter/innen direkt mit den Maschinen, als ob es ihre Kollegen wären: So nehmen bestimmte Roboter erst auf einen Schubser hin ihre Arbeit auf, oder es müssen bestimmte Gelenkarme vom Monteur zunächst an den richtigen Startpunkt bewegt werden. Beim sogenannten „Robot Farming“ betreut ein/e Mitarbeiter/in gleich mehrere Roboter.

Noch mehr über das Zusammenspiel von Menschen und Robotern bei Mercedes-Benz erfährst du in diesem Video:

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Zielerreichung durch Zusammenarbeit

InCarRob
Beim so genannten „InCarRob“ sitzt der Roboter im Fahrzeug und übernimmt anstrengende „Überkopf-Tätigkeiten“

Mercedes-Benz zielt also keineswegs auf eine komplette Technisierung und Automatisierung in intelligenten Fabriken ab. Durch die sogenannte Mensch-Roboter-Kommunikation sollen wichtige Ziele, wie eine bessere Qualität und die Steigerung der Produktivität erreicht werden. Wenn Menschen weniger körperliche Arbeit in den Fabriken verrichten müssen, können sie auch im höheren Alter ihren Job noch gut ausfüllen. Es werden also auch in Zukunft weiterhin viele technische Entwicklungen kommen, die unsere Produktionsprozesse und somit die ganze Arbeitswelt verändern werden.

Wirklich große Ziele lassen sich jedoch auch in der fernen Zukunft nur dann erreichen, wenn man die Kompetenzen der Menschen in die neuen Abläufe mit einbezieht.

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Stand: Mai 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

Die Smart Factory als Teil der Industrie 4.0

TecFabrik
In der TecFabrik von Mercedes-Benz werden die neuesten Maschinen für den Einsatz in einer Smart Factory entwickelt und getestet

In unserem ersten Teil der Serie Industrie 4.0 haben wir dir erklärt, was es mit diesem Begriff auf sich hat und wie diese vierte Phase der industriellen Revolution entstanden ist. Jetzt wollen wir aber einmal ins Detail gehen und uns genau anschauen, wie sich die Arbeitsprozesse durch die Industrie 4.0 in den intelligenten Fabriken verändert haben. An diesem Ort sollen sich nämlich Maschinen, Produkte und industrielle Prozesse durch das sogenannte Internet der Dinge vernetzen. Indem sie untereinander kommunizieren, wird die gesamte Umgebung intelligent und vor allem selbständig. Auch der Begriff Smart Factory bezeichnet offiziell eine Produktionsumgebung, in der sich die Maschinen selbst organisieren – weitgehend ohne menschliche Eingriffe.

Das hat die Smart Factory alles drauf

Virtuelle Montage
Bei der virtuellen Montage bauen die Monteure ein Auto per modernster Technik und Bewegungssensoren

Die intelligente Fabrik steht also für eine komplette Vernetzung einer gesamten Wertschöpfungskette und bildet den Kern eines digitalen Unternehmens. Doch was genau passiert jetzt eigentlich in so einer futuristischen Fabrik? Ganz einfach ausgedrückt: Ein Produkt – das noch nicht hergestellt wurde – trägt seine Fertigungsinformationen einfach bei sich. Die Maschinen in der Smart Factory können diese Daten selbständig lesen und wissen somit automatisch was sie zur Herstellung des Produkts beitragen müssen. Somit kann der Weg des Produktes durch die gesamte Fertigungsanlage automatisch gesteuert werden. Das Ganze nennt sich dann „Digitale Prozesskette“.

Doch in so einer Smart Factory kommen natürlich noch ein paar mehr Elemente zum Einsatz. Hier ein paar Highlights:

  • Virtuelle Montage: Noch bevor ein Produkt wie beispielsweise ein Auto in einer Smart Factory überhaupt gebaut wird, kann der Ablauf der Herstellung über ein Tool genauestens getestet werden. Ähnlich wie bei der Spielekonsole Wii, bei der man alles über Bewegungsteuerung bedient, können auch bei der virtuellen Montage Bauteile in einem Fahrzeug befestigt werden – aber eben nur auf dem Computerbildschirm. Dabei können die Techniker/innen perfekt einschätzen, wie sich die einzelnen Arbeitsschritte am effektivsten umsetzen lassen.
  • Mensch-Roboter-Kommunikation: Roboter gibt es in Fabriken schon länger. Früher mussten diese allerdings bedient werden – in Smart Factories arbeiten heute Mensch und Roboter Hand in Hand. Solche Roboter können zum Beispiel die Batterie in einem Fahrzeug einbauen, reagieren aber automatisch sobald eine Personen unterstützend eingreift.
  • Fahrerlose Transportfahrzeuge: Auch die Anlieferung der Bauteile passiert in intelligenten Fabriken automatisch. Dazu sind im Hallenboden überall Magnete eingebaut, die in Kombination mit einer einprogrammierten WLAN-Steuerung den Kurs von Transportfahrzeugen navigieren.

Die Ziele der Smart Factory

Im Detail verfolgt natürlich jedes Unternehmen, das auf eine intelligente Fabrik setzt, unterschiedliche Ziele. Speziell bei Mercedes-Benz, versucht man durch den Einsatz der kompletten Vernetzung diese fünf Hauptziele zu erreichen:

  • Größere Flexibilität: In der heutigen Zeit müssen die Produkte jedes Unternehmens immer „Up-to-Date“ sein. Speziell in der Autobranche werden die Kundenwünsche immer individueller. In einer Smart Factory kann man die Fertigungsprozesse viel schneller anpassen und somit auch besser auf die Nachfrage reagieren.
  • Erhöhte Effizienz: Jedes Unternehmen möchte von seinen Ressourcen wie Energie oder Vorräte so wenig wie möglich verschwenden. Eine intelligente Fabrik, in der jeder Schritt programmiert und alles genauestens überwacht wird, erleichtert es, mit den vorhandenen Produktionsmitteln noch effizienter umzugehen.
  • Höhere Geschwindigkeit: Wer schneller seine Prozesse anpassen kann, kann auch schneller seine Produkte fertigen und früher liefern.
  • Attraktives Arbeitsumfeld: In einer Smart Factory ändern sich viele Arbeitsabläufe und Tätigkeiten komplett: Statt den Schraubenschlüssel in die Hand zu nehmen, müssen die Mitarbeiter/innen jetzt Hand in Hand mit Robotern arbeiten – für die meisten Mitarbeiter ist dies deutlich attraktiver.
  • Intelligente Logistik: Zur Smart Factory gehört nicht nur der eigentliche Bau des Fahrzeugs. Der komplette Prozess von der Bestellung bis zur Auslieferung soll automatisch erfolgen.

Wie genau Mercedes-Benz die Entwicklung seiner eigenen Smart Factory vorantreibt, erfahrt ihr in diesem Video:

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Eine Zukunft ohne Mitarbeiter/innen?

Smart Factory
In einer Smart-Factory arbeiten die Mitarbeiter jetzt Hand in Hand mit den Robotern

Wie du siehst, hat so eine intelligente Fabrik einige Vorteile – auch für dich als Kundin oder Kunde: Wenn du also irgendwann einmal ein Auto bestellen wirst, kannst du davon ausgehen, dass jeder individuelle Wunsch von dir berücksichtigt wird und dein neuer Renner trotzdem blitzschnell gebaut werden kann.

Doch wenn jetzt alles schon von den Maschinen so gut wie alleine erledigt wird, brauchen Fabriken dann in Zukunft überhaupt noch Mitarbeiter/innen, die wirklich Hand anlegen? Die Antwort ist eindeutig: Ja. Doch wie schon erwähnt, sehen die Arbeitsschritte für die Menschen in einer Smart Factory komplett anders aus. Wie genau diese Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern aussieht, und ob nicht doch in naher Zukunft die Maschinen komplett übernehmen, klären wir im dritten Teil unserer Serie zur Industrie 4.0.

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 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

OPTIMIERUNG DER BREMSKRAFT

Die Unfallforschung zeigt, dass viele Fahrerinnen und Fahrer in einer riskanten Verkehrssituation zwar schnell genug reagieren, aber häufig nicht richtig bremsen. Oft werden Geschwindigkeit und Abstand der voranfahrenden Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer falsch eingeschätzt und die Bremse wird zu schwach betätigt – es kommt zur Kollision. Um das zu vermeiden oder die Aufprallgeschwindigkeit zu reduzieren, optimiert BAS PLUS die Bremskraft je nach Verkehrssituation. Dabei verstärkt der Assistent die Verlangsamung – falls erforderlich – automatisch bis zur Vollbremsung, sobald die Bremse getätigt wird. Sein Ziel: den verfügbaren Abstand zum Vordermann bestmöglich auszunutzen, ohne die Lage für den rückwärtigen Verkehr unnötig zu verschärfen.

Optimierung der Bremskraft
Der neue Brems-Assistent wird vorher auf der Straße genau getestet

WACHSAME SENSORIK

Doch woher weiß BAS PLUS, was zu tun ist? Er verarbeitet Daten. Zu diesen gehören Geschwindigkeit und Beschleunigung des eigenen und des vorausfahrenden Fahrzeugs. Und: Er misst den Abstand zwischen den beiden Autos. Damit entscheidet er sich in jeder Bremssituation individuell für die richtige Reaktion. Aber wie sammelt BAS PLUS diese Informationen? Das funktioniert mit Hilfe eines modernen Radarsystems. Ein Fernradar unter der Kühlermaske des Autos scannt den Fahrbereich bis zu 200 Meter und noch einmal bis zu 60 Meter vor dem vorausfahrenden Fahrzeug. Zwei weitere weitwinklige Nahbereichsradar-Sensoren decken – hinter der vorderen Stoßfängerverkleidung – eine Reichweite von 30 Metern ab. Sie funktionieren wie Augen, mit denen das Auto über drei Fahrspuren nach vorne schauen kann und die benötigten Daten sammelt. Ihnen entgeht auch bei Unaufmerksamkeiten des Fahrers nichts.

Wachsame Sensorik
Das System prüft Abstand, Geschwindigkeit und Beschleunigung in drei Radarbereichen

TEAMARBEIT DER CREW

Auch unser Bremsassistent braucht manchmal etwas Unterstützung. Denn er kann seine korrigierende Arbeit eben nur dann leisten, wenn die Fahrerin oder der Fahrer erst mal auf die Bremse drückt. Stell dir aber vor, die Fahrerin oder der Fahrer ist abgelenkt und bemerkt beispielsweise das Stauende auf der Autobahn nicht. Dann kommt ein anderes Crewmitglied zur Hilfe: das PRE-SAFE PAKET. Die PRE-SAFE Bremse sendet jetzt eine optisch akustische Warnung an die Autofahrerin oder den Autofahrer, um die Person zur Reaktion aufzufordern. Entweder diese springt an und bremst, dann kann auch unser BAS PLUS wieder mithelfen. Oder aber sie bleibt weiterhin abgelenkt, dann leitet die PRE-SAFE Bremse eine selbstständige Teilbremsung ein. In beiden Fällen hat unsere Besatzung einen schlimmen Crash vermieden und womöglich sogar Leben gerettet.

Unfallvermeidung
Durch diese Technologie konnten ein Fünftel aller Auffahrkollisionen verhindert werden

INTELLIGENT DRIVE

Mit diesen und weiteren Assistenzsystemen verfolgt Mercedes-Benz das Ziel, Komfort und Sicherheit beim Fahren weiter zu erhöhen. Wichtig dabei sind technische Innovationen, die die Vision des unfallfreien und autonomen Fahrens weiter vorantreiben. Sie unterstützen die Fahrerin und den Fahrer in seiner Wahrnehmung, reagieren in Sekundenbruchteilen und schützen die Insassen und andere Verkehrsteilnehmer vor schweren Unfällen.

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 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG

#1: SESAM, ÖFFNE DICH!

Es ist erstaunlich, wie viele Türen und Deckel wir täglich auf- und zumachen. Genau das machst du deinen grauen Zellen zu Nutze: Schreibe deine Lerninhalte auf Zettel und klebe sie auf verschiedene Türen in deinem Zuhause. Mach sie zu Zaubersprüchen, die die Schränke und Zimmer öffnen. Lies dafür deinen Lernzettel einfach aufmerksam und laut vor, bevor du die Tür aufmachst oder den Deckel lüftest. Simsalabim!

#2: GELENKIGE EXPERTEN

Von denen hast du zehn Stück, fünf an jeder Hand. Deine Finger! Und du legst selber fest, welches Fach du welchem Finger zuordnest. Der Mathe-Experte kann zum Beispiel dein Daumen sein, Biologie übernimmt vielleicht dein Zeigefinger. Die Experten-Schulung geht so: Bastle dir einen Fingerhut und nimm einen Smiley-Sticker, um den Finger zum Ansprechpartner zu verkleiden. Beim Lernen liest du den Stoff durch, schließt kurz die Augen und erzählst ihn dann bewusst deinem kleinen Fachmann. Das geht mit allem, auch mit Vokabeln. „Du, pass auf: Vehi heißt fahren, merk dir das.“ Was das bringt? Bei einem Engpass in der Klausur wirkt es Wunder, wenn du dich auf den jeweiligen Finger konzentrierst, ihn anschaust, bewegst und anfasst. Es ruft das fachspezifische Wissen aus deinem Gedächtnis. Steht dir beratend zur Seite.

Den eigenen Körper phantasievoll in den Denkprozess integrieren Peshkova/www.shutterstock.com
Den eigenen Körper phantasievoll in den Denkprozess integrieren / Bild: Peshkova / www.shutterstock.com

#3: SPAGHETTI, CHEESE, PLEASE!

Lernen ist nicht das Problem, du kannst dich nur nicht motivieren erst mal anzufangen? Dieser Trick gibt dir den Kick: Sei dein eigener Cheerleader. Schnapp dir dein Smartphone und mach ein paar lustige Schnappschüsse. Dabei lachst du fröhlich und schaust motivierend in die Kamera. Dein Lieblingsbild druckst du aus und verpasst ihm noch einen anfeuernden Spruch, wie „Hey, ho, let‘s go!“. Das hängst du dann plakativ an deinen Lernplatz.

#4: SEILTÄNZER

So ein Seiltänzer übt erst auf einem Steg, dann auf einem ganz schön dicken Seil und arbeitet sich langsam zum dünnen Drahtseil vor, bis er mit Leichtigkeit darüber schwebt. Dieses trickreiche Vorgehen schaust du dir ab, indem du den Lernstoff aus deinem Schulbuch schrittweise zusammenfasst. Lies die Textabschnitte einzeln, verfasse für jeden eine Überschrift und notiere darunter ein paar erklärende Stichsätze. Wenn du soweit bist, fasst du diese Zusammenfassung wieder zusammen. Und aller guten Dinge sind drei – deshalb das Ganze noch einmal. Am Schluss hast du ein einziges Blatt mit zentralen Stichpunkten, die dir ausreichen, um den Lerninhalt vollständig zu beherrschen. Das Wiederholen geht dir schnell und federleicht von der Hand.

#5: KOSTÜMBALL

Jetzt stehst du im Rampenlicht. Stell dich vor einen großen Spiegel und schlüpfe in eine ausgedachte Rolle – ein allwissender Professor mit krausen Haaren und schiefer Brille zum Beispiel. Dann hältst du mit großen Bewegungen eine ausschweifende Rede, in der du deinem imaginären, riesigen Publikum mit Leidenschaft das beibringst, was auf deinen Lernzetteln steht. Dabei kannst du Sparwitze und Redepausen mit einbauen oder jemanden zur Ruhe auffordern. Wieso nicht? Diesmal bist du der Schlaumeier.

Aus der Rolle des Lernenden zu schlüpfen bringt Selbstsicherheit / Bild: Elnur / www.shutterstock.com

#6: GIB MIR VIER

Inhalte prägst du dir am nachhaltigsten ein, wenn du sie auf viele unterschiedliche Weisen aufnimmst. Dann sitzt alles bombenfest. Versuch es mal so: Schreibe die Vokabeln auf. Lies sie einmal durch. Sprich sie, indem du sie vorliest, und nimm dabei eine Sprachnotiz auf – mit dem Handy oder Diktiergerät. Höre dir die Audiodatei an. Damit hast du vier Methoden, die Vokabel als Information aufzubereiten. Du willst das Ganze noch toppen? Dann filme dich beim Vokabeln vorlesen und schau dir das Video vor dem Schlafengehen an – high five!

#7: MIC-CHECK

Die Mitternachtsformel will einfach nicht in deinen Kopf? Dann pack sie in einen Rap! Dazu brauchst du niemanden, du schnappst dir einen Beat, indem du zweimal mit der Faust auf den Tisch haust und einmal [klatschst]. Dann legst du los: „Am Anfang [steht] ein Minus [B], ich sag dir, [was] ich daneben [seh], ein Plus und [Minus] mit ‘ner [Wurzel], darunter [steht] ein langes [Gepurzel]: B wird [ins] Quadrat ge[stellt], minus vier A [C] wird davon ge[fällt]. Unter [alles] kommt ein [Strich], vergess da [runter] zwei A [nicht]!“

#8: GEDÄCHTNISPALAST

Das-ist-das-Haus-vom-Ni-ko-laus. Zumindest so ähnlich: Du konstruierst gedanklich ein Gebäude aus dem, was du lernen musst. Die grundlegenden Inhalte bilden das Fundament, darauf bilden die wichtigsten Punkte tragende Säulen, und Details überdachen abschließend den Gedankenpalast. Mal ihn dir auf, trage alles ein und ruf dir das Bild mehrfach vor Augen. Natürlich bist du in diesem Palast das Oberhaupt und der Stoff ist dein gehorchender Untertan.

Stand: März 2016

Titelbild: Yuganov Konstantin / www.shutterstock.com

Carbon unter der Lupe

Carbon ist die Abkürzung für Carbonfaserverstärkter Kunststoff (kurz: CFK). Das Material wird eigentlich in der Luft- und Raumfahrt verwendet, ist aber in den vergangenen Jahren aufgrund seiner Eigenschaften auch für die Automobilbranche interessant geworden. Bei der Herstellung von „CFK“ werden dünne Kohlestofffasern netzförmig angeordnet und dann in einen Kunststoff (Epoxidharz) gegossen. Nach diesem Fertigungsschritt wird der Verbundwerkstoff in speziellen Öfen erhitzt und härtet aus. Klingt kompliziert? Du kannst dir den Carbonfaserverstärkten Kunststoff wie einzelne Papierstreifen vorstellen, die in einem Netz übereinander gelegt und dann mit Klebstoff umhüllt werden. Durch die Verbindung des Epoxidharzes und der Kohlestofffasern hat das Material besondere Eigenschaften, die für den Fahrzeugbau viele Vorteile bringen. Aber was genau macht den Werkstoff so besonders?

Die einzelnen dünnen Fasern werden in einem Netz übereinander gelegt, Foto: Pragasit Lalao / shutterstock.com
Die einzelnen dünnen Fasern werden in einem Netz übereinander gelegt, Foto: Pragasit Lalao / shutterstock.com

CFK kann durch Gewichtsvorteil punkten

Es gilt die Annahme: 100 Kilogramm weniger Fahrzeuggewicht, bedeutet etwa 7,5 Gramm weniger Kohlenstoffdioxid pro gefahrenen Kilometer – es lohnt sich also, über die Reduzierung des Fahrzeuggewichtes nachzudenken. Carbon stellt mit seinem geringen Gewicht fast alle Leichtmetalle in den Schatten: Im Vergleich zu Aluminium ist CFK um rund 20 Prozent leichter und es ist nur halb so schwer wie Stahl. Das Besondere: Trotz des geringen Gewichts ist Carbon sehr stabil und reißfest. Auch die Tatsache, dass das Material fast beliebig formbar ist, stellt für die Automobilentwicklung einen großen Vorteil dar. Aber es gibt noch mehr Pluspunkte: Egal ob Regen oder Schnee – Carbonfaserverstärkter Kunststoff rostet nicht und ist deshalb durch Wetterbedingungen nicht angreifbar. Bei Unfällen kann der Verbundwerkstoff sehr viel Energie absorbieren, ohne zu verformen. Es scheint also auf den ersten Blick nur Vorteile zu geben…

Nachteile durch hohe Kosten

Trotz der vielen Vorteile ist Carbon bislang nur in wenigen Autos verbaut. Warum ist das so? Die Antwort ist einfach: Leider ist auch Carbon nicht die Lösung aller Probleme. Das liegt vor allem daran, dass der Werkstoff extrem teuer ist. Allein die Ausgangsmaterialien für CFK sind mit hohen Kosten verbunden. Auch die Herstellung ist sehr zeit- und energieaufwändig. Bislang können einige Herstellungsschritte nur per Handarbeit durchgeführt werden und das „Backen“ des Carbons in den Öfen dauert mehrere Stunden. Bei Beschädigung des Materials kann das Carbon außerdem nur schlecht repariert werden. Um die vollständige Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, muss das gesamte Bauteil ausgetauscht werden – eine teure Angelegenheit.

Mercedes-Benz entwickelt Lösungsansatz

Bislang wird Carbon in vielen Autos verbaut, bei denen der Preis für den Kunden eine untergeordnete Rolle spielt. Obwohl der Werkstoff viele Vorteile hat, können es sich also nur wenige Autobesitzer leisten, diese Vorteile zu nutzen. Mercedes-Benz hat sich für seine Autos eine andere Strategie ausgedacht: Es werden nicht komplette Autos aus Carbon gebaut, sondern nur bestimmte Einzelteile. Statt viel Carbon in wenigen Fahrzeugen zu verbauen, will das Stuttgarter Unternehmen wenig Carbon in möglichst viele Autos einbringen. So wird das Carbon an den Stellen eingesetzt, an denen es wirklich nützlich ist. Durch diesen Lösungsansatz können viele Kunden von den Vorteilen des Carbons profitieren.

Nicht komplette Autos, sondern einzelne Teile werden aus Carbon gebaut
Nicht komplette Autos, sondern einzelne Teile werden aus Carbon gebaut

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 2016

Bildquelle: Bild 1 & 3, Mercedes-Benz Group AG

1… 2… 3…

Wenn man von einer Industrie mit dem Zusatz 4.0 spricht, stellt sich natürlich eine Frage: Was hat es mit den Industrien eins bis drei auf sich? Die Antwort auf diese Frage geht bis in die zweite Hälfte des 18. Jahrhunderts zurück. Denn dieser Zeitraum gilt als Beginn der (ersten) industriellen Revolution. Damals machten sich immer mehr maschinelle Erfindungen breit und Produkte in verschiedenen Gewerben wurden erstmals auch ohne menschliche Energie hergestellt. Vor allem mit Wasser- und Dampfkraft konnten viele Abläufe mechanisiert werden. Durch die sehr bekannten Erfindungen der Spinn- und Dampfmaschinen sowie mechanischen Webstühlen erzielte man rasante Produktionssteigerungen.

Die Dampfmaschine war eine der wichtigsten Erfindungen der ersten industriellen Revolution

Die Dampfmaschine war eine der wichtigsten Erfindungen der ersten industriellen Revolution.
Die Dampfmaschine war eine der wichtigsten Erfindungen der ersten industriellen Revolution

Doch bei einer industriellen Revolution blieb es natürlich nicht. Die zweite Phase der Industrialisierung begann etwa um 1880 und beschreibt den Übergang zu Massenproduktionen an Fließbändern. Eine weitere wichtige Neuerung dieser Zeit war die erstmalige Nutzung elektrischer Energie.

Die dritte industrielle Revolution – auch digitale Revolution genannt – liegt noch gar nicht so weit zurück und fand ab den 60er Jahren bis über den Zeitraum der Millenniumswende statt. Als Ursprung kann die Erfindung des Mikrochips gesehen werden. Sie war ausschlaggebend für eine mittlerweile fast vollständige Digitalisierung der weltweit gespeicherten Informationen. Auch die stark angestiegene Nutzung von Computern und der Aufbau des Internets sind wichtige Säulen dieser Phase, da dadurch Produktionsabläufe weiter automatisiert werden konnten.

… 4. industrielle Revolution

Jetzt ist es also Zeit für die vierte Stufe. Da der Begriff „Industrie 4.0“ bereits 2011 zum ersten Mal fiel, stecken wir bereits mittendrin – in der nächsten industriellen Revolution. Doch was ist jetzt eigentlich das Neue? Einfach ausgedrückt: Maschinen werden intelligent. Bis jetzt mussten sie von Menschen oder über einen externen Computer bedient werden. Doch durch neue Technologien können Computer inklusive der Möglichkeiten des Internets direkt in Maschinen integriert werden. Somit können sie eigenständig handeln und sich sogar mit anderen Geräten vernetzen. Die Informationen und Befehle, die sie zum Ausführen ihrer Arbeit benötigen, erhalten sie also wiederum von Maschinen. Bei dieser sogenannten Maschine-zu-Maschine-Kommunikation kommt es vor allem darauf an, dass sämtliche Informationen überall und ohne Verzögerung abrufbar sind. Deshalb bezeichnet man die Phase der Industrie 4.0 auch als Informatisierung der Fertigungstechnik oder intelligente Produktion.

Schlaue Maschinen machen individuelle Wünsche wahr

Wie du also gelernt hast, ist die Einführung von intelligenten Maschinen ausschlaggebend für die neuerliche industrielle Revolution. Doch auch der Mensch spielt weiterhin eine zentrale Rolle. Zum einen auf der Seite des Herstellers: In der Fertigung werden weiterhin viele Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter benötigt, deren Arbeitsabläufe sich im Umgang mit den Robotern jedoch grundlegend ändern. Zum anderen sind es die Kunden, die nun noch mehr in den Mittelpunkt rücken: Die Industrie 4.0 ermöglicht es, dass individuelle Anforderungen und Kundenwünsche schnell und in hoher Qualität entstehen können. Besondere Bedeutung hat die Industrie 4.0 daher beispielsweise in der Autoindustrie. Durch eine Vernetzung des Bestellprozesses mit den Produktionsmaschinen, können individuelle Konfigurationen der Kunden im Bezug auf Design und Ausstattung leichter und schneller umgesetzt werden.

Intelligente Maschine
Intelligente Maschinen werden oft bei der Fertigung von Autos eingesetzt

Unbegrenzte Möglichkeiten

Insgesamt gesehen ist das Potential der Industrie 4.0 riesig und noch lang nicht am Ende angelangt. Ziel ist es, gesamte Wertschöpfungsketten digitalisieren zu können. Dazu sollen sich Menschen, Maschinen und industrielle Prozesse in intelligenten Fabriken vernetzen. Bei Mercedes-Benz setzt man bereits seit einiger Zeit auf die sogenannte Smart Factory. Was genau in so einer Fabrik vor sich geht und welche Vorteile eine Mensch-Roboter-Kommunikation bringen, erfahrt ihr im zweiten Teil unserer Serie zur Industrie 4.0.

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 2016

Bildquelle: Bild 1 & 3, Mercedes-Benz Group AG

Weltraumrakete als Inspiration

Man könnte denken, dass sich die ursprünglichen Entwicklerinnen und Entwickler der Airbag-Technologie von Luftballons inspirieren ließen – doch weit gefehlt. Tatsächlich basiert die Funktionsweise des schützenden Luftkissens auf den Eigenschaften einer Weltraumrakete. Warum? Aufgrund der Gasgeneratoren. Denn damit sich der bis zu 60 Liter fassende Kunststoffsack in Blitzgeschwindigkeit ausdehnen kann, muss mit einer extrem hohen Geschwindigkeit Gas in ihn gepumpt werden – eine Rakete benutzt dieses Prinzip, um sich vom Boden abzudrücken.

Airbags Gas
Durch das Ausströhmen von Gas kann sich ein Airbag in Bruchteilen einer
Sekunde aufpumpen

Mercedes-Benz als Sicherheitsvorreiter

Diese revolutionierende Idee kam Sicherheitsexpertinnen und -experten bereits Ende der sechziger Jahre, nachdem die jährliche Anzahl an Verkehrstoten immer weiter stieg. Obwohl viele dem Projekt skeptisch gegenüberstanden, präsentierte Mercedes-Benz schon 1980 den ersten Fahrer-Airbag in einem Serienfahrzeug.

Wenn du schon einmal einen Autounfall gesehen hast, weißt du: Das geht alles ziemlich schnell. Deswegen ist es das Wichtigste, dass so ein Airbag blitzartig funktioniert – in etwa so:

  • Bei Sekunde 0 crasht das Fahrzeug.
  • Nach 0,025 Sekunden registrieren spezielle Crash-Sensoren den Aufprall und entscheiden sofort, ob eine Auslösung des Sicherheitssystems notwendig ist. Wenn ja, zündet das Airbag-Steuergerät einen Gasgenerator. In ihm wird durch eine kontrollierte Verbrennung Gas freigesetzt.
  • Nach 0,03 Sekunden ist die Lenkradabdeckung bereits aufgerissen und der Gasgenerator bläst den Airbag auf.
  • Nach 0,055 Sekunden taucht die Fahrerin oder der Fahrer in den komplett aufgeblasenen Luftsack ein.
  • Nach 0,085 Sekunden bewegt sich die Fahrerin oder der Fahrer bereits wieder aus dem Luftkissen heraus und vom Lenkrad weg.
  • Nach 0,15 Sekunden ist das Unfallgeschehen abgeschlossen. Die Fahrerin oder der Fahrer befindet sich wieder in der normalen Sitzposition und der Airbag ist schon wieder komplett entleert. Diese schnelle Entleerung ist übrigens wichtig, damit Hilfskräfte schnell und einfach zu den Personen im Auto gelangen können, um Erste Hilfe zu leisten.
Airbags Technik
Damit der Fahrer bei einem Unfall geschützt ist, taucht er mit dem Kopf in den aufgeblasenen Luftsack ein

Sicherheit mit System

Wenn ein Airbag komplett aufgeblasen ist, fängt er Kopf und Oberkörper des Fahrers ab und verteilt die Belastung dabei auf eine möglichst große Fläche. Dadurch wird vor allem die Bewegung von Hals und Nacken reduziert und schwere Verletzungen werden vermieden. Man sollte sich jedoch nicht allein auf den Airbag als Schutz verlassen: Das ganze Sicherheitssystem funktioniert nämlich nur, wenn die Fahrerin oder der Fahrer auch richtig angeschnallt ist. Denn die Auslösung des Airbags ist perfekt abgestimmt mit dem sogenannten Gurtstraffer. Bei seiner Aktivierung wird das Band des Anschnallgurts gestrafft und liegt dadurch enger am Körper. Die Bewegung der Fahrerin oder des Fahrers wird somit ebenfalls reduziert und das Gewicht verteilt sich gleichmäßiger beim Aufprall im Luftkissen.

Neben den Airbags im Lenkrad, verstecken sich in einem Auto übrigens noch weitere aufblasbare Kunststoffsäcke: In den Sitzlehnen befinden sich die sogenannten Sidebags, in den Türen die Headbags und die Windowbags kommen bei einem Unfall aus den seitlichen Dachrahmen. Für den Schutz der Beifahrerin oder des Beifahrers befindet sich auf seiner Seite im Armaturenbrett natürlich auch ein Airbag. Dieser wird übrigens 0,01 Sekunden später als der Airbag der Fahrerin oder des Fahrers gezündet, da die Person auf diesem Sitz bei einem Aufprall einen weiteren Weg zurücklegt.

In einem Auto befinden sich neben dem Airbag im Lenkrad noch vier weitere Kunststoffsäcke, die alle Insassen schützen
In einem Auto befinden sich neben dem Airbag im Lenkrad noch vier weitere Kunststoffsäcke, die alle Insassen schützen

Airbags für Fußgänger?

Obwohl die Airbag-Technik mittlerweile sehr weit fortgeschritten ist und viele Verletzungen verhindert, wird weiter an ihr geforscht: Seit 2012 gibt es sogar Airbags für Fußgänger/innen. Diese sind natürlich nicht in der Handtasche oder im Smartphone eingebaut, sondern befinden sich ebenfalls im Auto – unterhalb der Scheibenwischer. Bei einem Zusammenstoß mit einer Fußgängerin oder einem Fußgänger legen sie sich über die Windschutzscheibe, sodass der Aufprall gedämpft wird. Alternativ wird von Fahrzeugherstellern auch die aktive Motorhaube eingesetzt. Sie hebt sich bei einem Unfall mit einer Fußgängerin oder einem Fußgänger blitzschnell an. Dadurch wird die Person beim Sturz auf das Auto abgefedert. Mercedes-Benz setzt bereits seit einiger Zeit auf diese Technik und macht somit die Straßen für alle Verkehrsteilnehmer sicherer.

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 2016

Bilder: Mercedes-Benz Group AG