Kategorie: Spannendes Wissen

Den ersten Schritt machte Mercedes-Benz 1936 mit der Entwicklung eines Autos, das mit Diesel angetrieben wird. Die Vorteile von Diesel gegenüber Benzin sind ein geringerer Kraftstoff-Verbrauch und ein niedrigerer Preis. Der Motor eines dieselbetriebenen Autos funktioniert auch ein wenig anders als der eines mit Benzin betriebenen Autos. Bei beiden Motoren ist jedoch der Kolben ein entscheidender Bestandteil.

Aber was ist ein Kolben eigentlich? Und wo sitzt er im Auto?

Der Kolben ist ein bewegliches Teil, das in ein festes Gehäuse, den sogenannten Zylinder, eingelassen ist. Diese beiden Teile, der Zylinder und der Kolben, arbeiten eng zusammen. Durch die Bewegung des Kolbens im Zylinder verändert sich der Hohlraum zwischen Zylinder und Kolben. Wenn also beim Dieselmotor über die entsprechenden Ventile Luft in den Zylinder eingespritzt wird, wird diese zunächst angesaugt und dann durch eine Bewegung des Kolbens nach oben zusammengepresst. Der Hohlraum zwischen Zylinder und Kolben wird dadurch so klein, dass die Luft kaum noch Platz hat. Dabei erhitzt sich die Luft sehr stark, sie wird über 700 °C heiß! Das ist ungefähr so heiß wie das Feuer direkt am Docht einer Kerze.

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Die Prozesse im Dieselmotor: 1. Ansaugen der Luft 2. Zusammenpressen durch die Bewegung des Kolbens 3. Einspritzen des Diesels und Entzündung des Diesel-Luft-Gemischs 4. Ausstoß der Abgase

Wenn nun der Diesel in diese heiße Luft eingespritzt wird, dann entzündet er sich explosionsartig und drückt den Kolben nach unten. Die Energie von dieser Explosion wird also über den Kolben ans Getriebe und damit an den Motor weitergegeben. Meistens werden beim Dieselmotor vier solche Zylinder mit Kolben verwendet und in eine Reihe geschaltet. Man spricht dann von einem Vierzylinder-Dieselmotor. Der Prozess des Ansaugens, Verdichtens, Arbeitens und Ausstoßens läuft in diesem Motor zeitversetzt und regelmäßig in jedem der Zylinder ab. So erhält der Automotor die notwendige Energie, um zu fahren.

Stahl statt Aluminium für die Kolben

Bisher waren die Kolben wie der Zylinder aus Aluminium, denn Aluminium ist ein besonders leichtes Baumaterial und reduziert so das Gewicht des Autos. Somit braucht das Auto weniger Kraftstoff und ist umweltfreundlicher. Auch beim Fahrrad werden die beiden Werkstoffe Aluminium und Stahl eingesetzt. Du kannst mal überprüfen, ob die Felgen deines Fahrrads aus Stahl oder Aluminium sind.

Beim Auto werden die neuen Kolben nun auch aus hochmodernem Stahl gefertigt, denn Stahl ist zwar schwerer als Aluminium, hat aber einen entscheidenden Vorteil: es dehnt sich bei Hitze weniger aus. Die Vorteile der beiden Materialien Aluminium und Stahl nutzen Autohersteller, indem sie Stahlkolben mit Aluminiumzylindern kombinieren. Dabei sitzt der Stahlkolben eng in seinem Aluminiumgehäuse, denn Stahl dehnt sich bei Hitze weniger aus und braucht somit auch weniger Platz für die Ausdehnung.
Wenn der Kolben zu arbeiten beginnt und sie immer wieder dreht, wird er heiß. Der Aluminiumzylinder dehnt sich dann stark aus, der Stahlkolben dagegen nur ein wenig. Dadurch wird der Zwischenraum zwischen Stahlkolben und Aluminiumgehäuse größer und es entsteht weniger Reibung. Und weniger Reibung bedeutet, dass der Kolben besser arbeitet, denn durch die geringere Reibung geht viel weniger Energie verloren. Die verringerte Reibung soll zwei bis drei Prozent Kraftstoff einsparen.

Wie man auf dem Bild sieht, ist der Stahlkolben (rechts) auch deutlich kleiner als der Aluminiumkolben.

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Die Kolben im Vergleich: links der Aluminiumkolben, rechts der Stahlkolben

Trotzdem kann er aufgrund seiner Festigkeit größere mechanische Belastungen aushalten und auch mit höheren Temperaturen im Dieselmotor arbeiten. Das muss er auch, denn durch die geringere Wärmeleitfähigkeit von Stahl entstehen im Brennraum erhöhte Temperaturen. So kann sich der Diesel besser entzünden und muss nur kurz brennen. Das Ergebnis ist ein geringerer Verbrauch und außerdem ein geringerer Schadstoffausstoß.

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So sieht ein Dieselmotor aus – stolz präsentieren Andreas Jörg (Leiter Remanufacturing, rechts im Bild) mit seiner Mannschaft den sogenannten „Jubiläumsmotor“.

Autos mit Stahlkolben – Technologie der Zukunft?

Die neuen Stahlkolben sollen schon bald in den Vierzylinder-Dieselmotoren von Mercedes-Benz eingesetzt werden. Dafür soll Hightech-Stahl, also ein besonders hochwertiger und fester Stahl, verwendet werden. Die Technologie der Zukunft ist aber auch anspruchsvoller in der Fertigung. Erste Erfahrungswerte hat Mercedes-Benz durch den Einsatz von Stahlkolben in der E-Klasse. Hier sank der Kohlenstoffdioxid-Ausstoß durch die neue Technologie erheblich.

Dennoch gibt es auch einige Herausforderungen, die der Hightech-Stahlkolben mit sich bringt.

Ein Problem ist beispielsweise die größere Geräuschbelastung, die durch das Einsetzen des Stahlkolbens in den Aluminiumzylinder entsteht. Die höheren Temperaturen, die durch das feste Material Stahl ermöglicht werden, fordern außerdem ein besserer Kühlsystem für die Kolben. Hierfür sind bereits verschiedene Lösungsansätze in Arbeit. Joachim Schommers, Leiter der Mercedes-Benz Grundmotorenentwicklung, ist optimistisch: „Wir gehen davon aus, dass sich Kolben aus Stahl in Zukunft auch in Pkw-Dieselmotoren durchsetzen 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: Oktober 2014

Habt ihr euch schon mal gefragt, welche verschiedenen Materialien in einem Auto verbaut sind? Neben Überlegungen zu Design, Aerodynamik und Sicherheit machen sich auch die Entwicklerinnen und Entwickler Gedanken darüber, welche Stoffe sie für den Fahrzeugbau verwenden können. Außer Aussehen und Funktionalität müssen sie auch gesetzliche Vorgaben im Blick behalten. Dazu gehört zum Beispiel eine Liste mit verbotenen Stoffen, außerdem müssen in Europa, Korea und China 85% des Gewichts eines Autos stofflich verwertbar, also recyclingfähig, sein.

Abteilung für umweltgerechte Produktentwicklung

Über den gesetzlichen Auftrag hinaus hat sich Mercedes-Benz vorgenommen, bei der umweltgerechten Produktentwicklung weiterzudenken. Dafür wurde im Forschungs- und Entwicklungsbereich ein eigener Prozess entwickelt: Der „Design for Environment Prozess“ (DfE-Prozess). Damit erreichen die Ingenieurinnen und Ingenieure aus der Abteilung für umweltgerechte Produktentwicklung eine Verbesserung der Umwelteigenschaften ihrer Fahrzeuge und steigern mit jeder Fahrzeuggeneration den Einsatz von recyceltem Kunststoff und nachwachsenden Rohstoffen. Die „grünen“ Werkstoffe müssen dabei dieselben hohen technischen Anforderungen wie die konventionellen erfüllen. Da Naturprodukte im Einkauf oft teurer sind als herkömmliche Stoffe, müssen sie logischerweise bessere Eigenschaften besitzen, um den höheren Preis zu rechtfertigen.

Fachleute für die Entwicklung von Anwendungsmöglichkeiten für „grüne“ Werkstoffe

Aus diesem Grund beschäftigt Mercedes-Benz Ingenieurinnen und Ingenieure, die sich tagtäglich damit auseinandersetzen, welche natürlichen Rohstoffe im Fahrzeugbau eingesetzt werden können. Sie testen die Eigenschaften von Hölzern, Ledern und Gräsern und überprüfen, ob sie einen konventionellen Werkstoff sinnvoll ersetzen können. Dabei müssen sie außer den weltweit nationalen Sicherheitsanforderungen auch interne Qualitätsstandards erfüllen. „Wir achten darauf, dass keine gefährlichen oder giftigen Materialien verwendet werden und die eingesetzten Stoffe möglichst rein sind“, erklärt Thomas Weiß, der bei Mercedes-Benz in der Forschung und Entwicklung für Recycling und Altfahrzeuggesetzgebung und für die Entwicklung von Anwendungsmöglichkeiten „grüner“ Werkstoffe zuständig ist.

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Naturfasern und Pflanzenöl

Doch an welchen Stellen im Auto werden nachwachsende Materialien eigentlich verarbeitet? Sitzbezüge aus Leder kennt jeder. Mercedes-Benz hat die Eigenschaften von Naturfasern getestet und herausgefunden, dass Naturfasern zur Verstärkung von Kunststoffteilen genutzt werden und die herkömmliche Glasfaser ersetzen können. Auf diese Weise schaffen es Naturfasern zum Beispiel in die Verkleidung von Autotüren. Die Natur bietet aber noch weitere wertvolle Rohstoffquellen: Pflanzenöle können beispielsweise zur Kunststoffherstellung genutzt werden. Mercedes-Benz verwendet solche sogenannten Biopolymere wegen ihrer hervorragenden Wärmestabilität zum Beispiel zur Herstellung von Motorabdeckungen.

Das „Life Cycle“ Umwelt-Zertifikat

Um die Fortschritte der umweltgerechten Produktentwicklung über alle Fahrzeugbaureihen hinweg zu dokumentieren und die Öffentlichkeit darüber zu informieren, entwickelte Mercedes-Benz das „Life Cycle“-Umweltzertifikat. Darin wird die Umweltbilanz von Fahrzeugen aus jeder Baureihe über die gesamte Lebensdauer detailliert aufgeschlüsselt. Der Bericht informiert über die Ergebnisse des DfE-Prozesses und behandelt Themen wie zum Beispiel: Wie sieht die Ökobilanz eines Fahrzeugs aus? Welche Werkstoffe wurden verbaut? Wie können Stoffe recycelt werden? In welchen Teilen des Autos wurden nachwachsende Rohstoffe verarbeitet? Mercedes-Benz lässt seinen DfE-Prozess und seine Berichte darüber durch den TÜV-Süd überwachen und erhielt als erster Automobilkonzern der Welt bereits 2005 für die damalige S-Klasse ein Umweltzertifikat nach den Kriterien des TÜV-Süd und verdeutlicht so seine Vorreiterrolle im Umweltengagement.

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Stand: September 2014

Lena ist 21, studiert und engagiert sich in ihrer Freizeit ehrenamtlich als Gemeinderatsmitglied in Eningen.

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Ich interessiere mich schon seit der Mittelstufe für Politik. Damals habe ich mich entschieden, Gemeinschaftskunde als Schwerpunktfach in der Oberstufe zu belegen. Ich finde es einfach wichtig, zu wissen, wo und wie politische Entscheidungen gefällt werden. Sie bestimmen schließlich unser Leben. Mit meiner Familie diskutiere ich oft über Politik, meine Freunde interessieren sich nicht so sehr dafür. Sie fragen mich bei großen Themen, wie dem Freihandelsabkommen mit den USA, weil sie denken, dass ich darüber am besten Bescheid weiß. Ich persönlich informiere mich über Fernsehnachrichten, lese Zeitung und Magazine.

„Überzeugungskraft, Selbstbewusstsein, Neugier auf neue Themen und der Wille, sich einzubringen, sind wichtig.“

Ich habe mich für den Gemeinderat aufstellen lassen, weil meine Tante mich gefragt hat. Sie selbst ist Parteivorsitzende und sucht immer nach Kandidaten, weil wenige Leute dazu Lust haben. Um mich entscheiden zu können, bin ich ein paar Mal zu Treffen des Verbands mitgegangen. Einmal im Monat ist Gemeinderatsitzung und Ausschusssitzung. Dafür bekomme ich die Tagesordnung und die Unterlagen zugeschickt. Ich bereite mich dann vor. Das dauert mindestens zwei Stunden. Da mir das aber Spaß macht, ist das für mich wie Freizeit. Ich brauche Beschäftigung, Rumsitzen ist nichts für mich. In den Plenarsitzungen werden Themen diskutiert, die die Gemeinde betreffen wie Kindergärten. Außerdem haben wir Ausschusssitzungen, in denen wir über spezielle Themen diskutieren. Ich bin im Technikausschuss. Da geht es dann zum Beispiel um neue Duschen fürs Freibad.

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Mein Engagement bringt mir selbst auch total viel: Einblicke in neue Themen, Selbstbewusstsein, Verantwortung. Ich will beweisen, dass die Wählerstimmen bei mir gut angelegt waren. Die Leute treffen mich und sprechen mich direkt auf Probleme in der Gemeinde an. Es ist ein tolles Gefühl, dass ich den Leuten helfen kann. Man braucht gar kein großes politisches Vorwissen. Wir bekommen kostenlos politische Seminare, die uns verschiedene Themen näher bringen. Am wichtigsten sind Überzeugungskraft, Selbstbewusstsein, Neugier auf neue Themen und der Wille, sich einzubringen. Ich kann jedem empfehlen, sich für den Gemeinderat aufstellen zu lassen. Selbst der Wahlkampf ist schon eine tolle Erfahrung. Ein Freund von mir hat es zwar nicht schafft, aber er hat gelernt, vor Leuten zu stehen und seine Position zu vertreten – und das kann man ja immer brauchen.

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Adrian ist 18 und Abiturient. Ehrenamtlich engagiert er sich für die Plattform Juuuport-Scout. Dort berät er Jugendliche zu Themen wie Cyber-Mobbing oder Datenschutz.

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Ich war 15, als ich Juuuport-Scout wurde. Meine Freunde und ich haben immer schon gern an Computern gebastelt und hatten zu der Zeit Kontakt zur Landesmedienanstalt. Mitarbeiter von dort fragten uns, ob wir uns eine Plattform im Internet vorstellen könnten, bei der sich Jugendliche von anderen Jugendlichen beraten lassen – anstatt wie üblich von Erwachsenen. Wir fanden die Idee gut und waren von Anfang an dabei. Als Juuuport-Scout bin ich seitdem für die Betreuung der Plattform zuständig. Dazu gehört zum Beispiel die Moderation des öffentlichen Forums. Wenn jemand Fragen hat, kann er sie dort loswerden und alle anderen Juuuport-Nutzer können sie beantworten. Und dann gibt es natürlich noch die persönliche Beratung. Dabei geht es um Themen, die jemand nicht öffentlich diskutieren möchte. Die Betroffenen haben die Möglichkeit, sich direkt an einen Scout zu wenden, die Beratung findet dann per E-Mail statt. Oft geht es dabei um Probleme wie Mobbing oder Cyber-Mobbing, Fragen zum Datenschutz und rechtliche Fragen, zum Beispiel nach dem Urheberrecht.

„Die Arbeit macht großen Spaß und es ist ein tolles Gefühl, positives Feedback zurückzubekommen.“

 

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Unsere Aufgabe ist es, sich in die Betroffenen hineinzuversetzen, um sie bestmöglich beraten zu können. Jeder Scout entscheidet selbst, wie sehr er sich einbringen möchte. Man kann jeden Tag eine Anfrage beantworten, aber auch nur einmal die Woche reinschauen. Außerdem haben wir die Möglichkeit, E-Mails später zu beantworten oder weiterzuleiten, wenn wir uns dazu gerade nicht in der Lage fühlen. Meine Arbeit macht mir großen Spaß, weil ich dabei das Gefühl habe, den Betroffenen wirklich helfen zu können und wir häufig positives Feedback zurückbekommen. Auch privat hat mir mein Wissen aus dem Beratungs-Alltag schon häufig weitergeholfen. www.juuuport.de

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Stand: Juli 2014

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Erdbeeren sind im Frühsommer das beliebteste Obst – was davon übrig bleibt, kann man als Biomüll eigentlich noch gut nutzen. (Bild: Photocase)

Futter für den Tank

Obst und Gemüse sind voller Energie – und die sind nicht nur für deinen Körper geeignet, sondern auch für Autos. Natürlich nicht, wenn die Bananen, Äpfel oder Melonen noch frisch sind. Das wäre ja Verschwendung. Denn schließlich gibt es auch so leider schon genügend Lebensmittel, die in den Müll oder in Kompostierungsanlagen wandern. Und dabei geht die darin enthaltene Energie meist ungenutzt verloren. Denn wenn zum Beispiel Obst älter ist und vergärt, kann man daraus Biogas gewinnen. Das ist ein Gemisch, das hauptsächlich aus Methan und Kohlenstoffdioxid besteht. Gewonnen wird Biogas zum Beispiel in einer speziellen Anlage, die in Stuttgart steht. Sie ist Teil eines ganz besonderen Projekts, an dem sich neben Energieunternehmen und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Forschungseinrichtungen auch Mercedes-Benz mit seinen Expertinnen und Experten und Autos beteiligt.

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Viel Technik ist nötig, damit die Spezialanlage Biogas produzieren kann. (Bild: Fraunhofer IGB)

Etamax – das maximale aus Bioabfällen herausholen

Ende 2012 wurde die spezielle Anlage des Projektes EtaMax eingeweiht. Seitdem wird dort fleißig Biogas produziert – allerdings sind Motoren ziemlich sensibel und sie können nicht einfach so damit betankt werden. Denn das Biogas muss eine bestimmte Qualität haben, und entsprechend gereinigt worden sein und der Methananteil erhöht. Das ist nicht ganz leicht zu erreichen, und man muss viel tüfteln, um die richtigen Verfahren und Abläufe zu finden.

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Kaum eine Frucht- oder Gemüsesorte ist das ganze Jahr über in gleicher Menge im Bioabfall zu finden – eine Herausforderung für die Forscherinnen und Forscher. (Bild: Photocase)

Gurken, Salat oder Orangen machen den Unterschied

Besonders gut geeignet, das wissen die Forscherinnen und Forscher schon, sind wässrige Bioabfälle mit wenig verholzten Pflanzenteilen. Doch das, was vom Großmarkt zu der Spezialanlage geliefert wird, setzt sich täglich anders zusammen. Mehr Zitrusfrüchte etwa sorgen für einen höheren Säureanteil – dabei brauchen die Mikroorganismen, die die Bioabfälle zu Biogas umsetzen, konstante Umgebungsbedingungen. Um das zu erreichen, haben die Forscherinnen und Forscher schon eine Lösung entwickelt, die den Biomüll aus einzelnen Behältern perfekt gemischt zu diesen Mikroorganismen gibt. Doch es gibt noch mehr zu tun. Dazu testen die Forscherinnen und Forscher in den fünf Jahren Laufzeit des Projekts, welche Begleitstoffe im Biogas stecken und wie ein Motor optimal konstruiert und eingestellt werden muss, damit er problemlos läuft. Sie bekommen damit viele Erkenntnisse über Kraftstoffe aus solchen sogenannten erneuerbaren Energien. Und erfahren viel, was für die Entwicklung neuer, gasgetriebener Fahrzeuge hilft. Denn das Ziel ist klar.

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Autos können schon heute mit Gasantrieb fahren – ihr Inneres sieht ein wenig anders aus als das von „klassischen“ Fahrzeugen.

Mehr Bio, weniger Verbrauch

Noch ist der Gasantrieb in Deutschland nicht weit verbreitet. Dabei zeigen die Zahlen, dass sich die Autos für die Umwelt (und im alltäglichen Gebrauch auch für die Fahrerin und den Fahrer) rechnen. Ein Mercedes-Benz B 200 Natural Gas Drive etwa, der mit Erdgas betankt wird, verbraucht 4,2 Kilogramm Kohlendioxid (CO2) pro gefahrenen 100 Kilometern. Zum Vergleich: das ist ein Sechstel weniger als bei einem leistungsgleichen Fahrzeug mit Benzinantrieb. Und noch deutlicher wird es, wenn es mit dem noch umweltfreundlicheren Biogas aus der Spezialanlage gefahren wird. Denn dann kann der Ausstoß von CO2 – das in zu großen Mengen schädlich ist für die Umwelt – weiter gesenkt werden, nämlich um satte vier Fünftel. Nahezu CO2-neutral können auch unsere Dauerlauffahrzeuge betrieben werden.

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Stand: Juli 2014

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Achtung: Heiß und schwer!

Der Bau eines Autos beginnt in der Schmiede. Im Feuer entstehen zuerst die Autoteile, die extreme Lasten aushalten müssen. Das Herzstück eines Autos, der Motor, wird aus Aluminium gegossen. Danach geht es weiter in das Presswerk. Unter einem Druck von 7000 Tonnen entstehen aus Stahl und Aluminium Türen, Motorhauben und Träger. Das Auto ist an der Stelle gerade einmal drei Sekunden alt. Bevor es weiter in den Rohbau geht, muss sich es sich erst einmal einem prüfenden Blick unterziehen.

Vorsichtig: Die Funken fliegen.

Im Rohbau ist es laut und es riecht nach heißem Kleber. Denn dort werden die Türen, Motorhaube und Träger zusammengeschweißt. Die Karosserie von Mercedes Benz-Fahrzeugen wird aber nicht mit einem gewöhnlichen Schweißgerät zusammengesetzt, sondern mit einem Laser. Die sehen ein bisschen aus wie Roboter. Mit diesen Laserrobotern kann viel zeitsparender und präziser gearbeitet werden. Außerdem entstehen festere Verbindungen. Das heißt aber nicht, dass keine Funken fliegen! Immer wichtiger im Rohbau wird aber noch ein anderes Material: Klebstoff. Auch heute werden schon viele Teile der Karosserie zusammengeklebt. In Zukunft wird der Klebstoff den Laser sogar komplett ersetzen. Sind alle Teile zusammengesetzt, nimmt das Auto in der Lackiererei ein kühles Tauchbad. In einer speziellen Flüssigkeit wird das Metall witterungsbeständig gemacht. Damit später auch keine Feuchtigkeit in das Innere des Fahrzeugs laufen kann, werden anschließend alle Fugen versiegelt und die nächste Lackschicht aufgetragen. Der letzte Lack ist eine spezielle Erfindung von Mercedes und sorgt für einen besonderen, langanhaltenden Glanz. Die Lackierung ist der längste Prozess bei der Entstehung eines Autos.

Produktion_Sindelfingen_1
Produktion_Sindelfingen_1
Produktion maschinengesteuert
Produktion_Sindelfingen_2
Produktion_Sindelfingen_2
Montage Fahrzeuginnenraum
Produktion_Sindelfingen_3
Produktion_Sindelfingen_3
Manuelle Montage Fahrzeuginnenraum
Produktion_Sindelfingen_4
Produktion_Sindelfingen_4
Montage Panoramadach S-Klasse
Produktion_Sindelfingen_5
Produktion_Sindelfingen_5
Sitzmontage S-Klasse
Produktion_Sindelfingen_6
Produktion_Sindelfingen_6
Montage Stern S-Klasse

Aufgepasst: Der große Moment!

Wenn die Karosserie in der Montage ankommt, sind auch der Motor und die Achsen fertiggestellt. In der Montagehalle ist es viel ruhiger, obwohl weniger Roboter und mehr Menschen zu sehen sind. Nach und nach wird das Auto fertig gebaut. Dachfenster, Amaturenbrett, unzählige Kabel, Innenverkleidung, Sitze und Lenkrad werden eingebaut. Und wann wird jetzt geheiratet? Das Einsetzen des Motors ist der letzte große Arbeitsschritt, bevor das Auto in Betrieb genommen werden kann. Deswegen wird er von den Autobauern auch „Hochzeit“ genannt. Nur wenn der Mercedes den harten Abschlusstest besteht, kann er seinem frischgebackenen Besitzer übergeben werden. Erinnerst du dich daran, wie stolz du jedes Mal bist, wenn dein Lego-Bauwerk fertig ist und du es deinen Eltern, Großeltern oder Freunden zeigen kannst? Genauso glücklich sind die Autobauer in diesem Moment auch.

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Stand: Juni 2014

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Lücke plus Assistent gleich Parkplatz

Wann muss ich das Lenkrad einschlagen? In welchem Winkel stößt man am besten in eine Lücke vor? Und wie viel Freiraum habe ich noch nach hinten und vorne? Diese Fragen stellen sich Autofahrer gerade bei kleinen Parkplätzen immer wieder. Für die Lösung gibt es eine mathematische Formel, die Jörg Grüner entwickelt hat, der Projektleiter für den Aktiven Park-Assistenten. Mit ihrer Hilfe können Autos in nur wenigen Sekunden selbst in Lücken kommen, die nur 1,20 Meter länger sind als sie selbst – echt wenig, wenn man bedenkt, dass sie auch Platz brauchen zum ein- und ausscheren. Aber woher weiß der Aktive Park-Assistent eigentlich, wann eine Lücke groß genug ist?

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Ultraschallwellen messen bei geringer Geschwindigkeit, wie viel Platz links und rechts frei ist.

Tierische Hilfe

Für den elektronischen Parkhelfer haben sich Entwickler Vorbildern aus der Natur bedient: bei Fledermäusen. Denn ähnlich wie bei diesen Tieren senden Sensoren an den Fahrzeugen bei geringen Fahrgeschwindigkeiten Ultraschallwellen aus. Je nachdem, wie schnell diese Wellen durch Reflektion zurückkommen, erkennt ein elektronisches Steuergerät, ob und wie viel Freiraum da ist – das gilt nicht nur für Parkplätze neben der Straße, sondern auch quer. Übrigens, die Sensoren helfen später auch dabei, den Abstand nach vorne und hinten präzise zu messen. Ist ein ausreichend großer Parkplatz gefunden, wird das dem Fahrer auf mit einem Pfeil auf dem Display angezeigt.

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Das Display zeigt dem Fahrer genau, was er tun soll.

Einparken „wie von Zauberhand“

Nun kann sich der Fahrer ganz entspannt zurücklehnen und den Park-Assistenten den Rest machen lassen. Fast. Zunächst muss der Fahrer einen Knopf drücken und den Rückwärtsgang einlegen. Dann übernimmt der Park-Assistent „wie von Zauberhand“ das Steuer während der Fahrer sanft das Gas- oder Bremspedal bedient. Genauso sicher wie das System dem Auto in die Parklücke verholfen hat, bringt es das Auto auch wieder heraus.

Am Anfang ist das automatische Fahren sicher ungewohnt. Die vollständige Kontrolle kann der Fahrer aber zu jedem Zeitpunkt übernehmen. Es braucht niemand Sorge zu haben, dass sich das Auto selbstständig macht. Bis die Entwicklung auf die Straße konnte, war deshalb viel Arbeit nötig.

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In einem Auto steckt so schon viel – besondere Technik, die da noch dazu kommt, muss deshalb sehr kompakt sein.

Viel Gehirn in einer kleinen Box

Eine komplizierte mathematische Formel und vor allem eine Technik, die die Umgebung vermessen und ein Auto selbstständig steuern kann. All das braucht Platz – im Rechner und damit auch im Auto. Doch der ist natürlich begrenzt, man will ja schließlich keinen Lastwagen. Also haben die Entwickler viel Zeit darin investiert, den Aktiven Park-Assistenten so kompakt wie möglich zu gestalten. Am Anfang des Projekts war allein die nötige Rechnerleistung auf drei Computer verteilt. Doch etwa drei Jahre später passt alles in eine kleine Box – und das passt doch wieder zum Ziel des Projekts: perfekt den verfügbaren Platz ausnutzen.

Aktiver Park-Assistent 1
Auch wenn nicht viel Platz ist: der Aktive Park-Assistent kommt in viele Lücken.

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Stand: Juni 2014

Auf der Autobahn herrscht dichter Verkehr. Das Auto neben euch blinkt, beschleunigt und überholt euch souverän. Und die Fahrerin oder der Fahrer? Tippt seelenruhig etwas auf dem Handy ein und achtet gar nicht auf den Verkehr. Das klingt nach einer sehr fahrlässigen Person, könnte aber in naher Zukunft ein gängiges Szenario sein. Den Traum vom autonomen Fahren gibt es schon lange. Angefangen vom Tempomat bis hin zu den neuesten Fahrerassistenzsystemen. Automatisiertes Fahren, also das Fahren mit Hilfe von Assistenzsystemen, ist für uns nichts Spektakuläres mehr. Und so nähern wir uns in immer größeren Schritten dem autonomen Fahren.

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2013 hat der Mercedes S 500 Intelligent Drive eine Strecke von 100 Kilometer autonom zurückgelegt. Die Route von Mannheim nach Pforzheim war dabei nicht zufällig gewählt, sondern folgte den Spuren …

Von automatisch zu autonom

Beim autonomen Fahren fährt das Auto selbstständig und ohne jegliche Einwirkungen der Fahrerin oder des Fahrers. Technisch gesehen ist diese Vision schon lange keine Utopie mehr. Immer größerer Rechenleistung, Innovationen auf dem Gebiet der Sensorik und die rasante Digitalisierung und Vernetzung, machen die fahrerlose Fortbewegung greifbar. Das Forschungsfahrzeug F015 fährt schon komplett autonom, das bedeutet, dass keiner der Insassen das Auto lenken oder den Motor bedienen muss – allerdings noch nicht im normalen Straßenverkehr. Das autonome Fahren ist also alles andere als nur reine Zukunftsmusik. Fraglich ist nur, für wen solche Autos erschwinglich sein werden. Für den Normalverdiener momentan sicher nicht. Denn die Hardware- und Software-Komponenten sind immer noch sehr teuer. Ziel ist es also zunächst die Hard- und Software schneller, intelligenter und preiswerter zu machen, bis der Traum vom selbstfahrenden Auto Wirklichkeit werden kann.

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Die intelligenten Assistenzsysteme von Mercedes-Benz sind seit 2012 unter dem Begriff „Intelligent Drive“ zusammengefasst. Die Basis ist die innovative 6D-Vision-Technologie, die Aufnahmen von …

Stufenweise zur Realität

Expertinnen und Experten warnen aber davor, zu hohe Erwartungen an autonome Fahrzeuge zu stellen. Sich von heute auf morgen ins Auto zu setzen und einfach ans Ziel transportieren zu lassen, wäre zu weit gegriffen. Stattdessen soll autonomes Fahren stufenweise zur Realität werden. Das heißt, dass Fahrzeuge zunächst auf bestimmten Straßen, wie etwa der Autobahn, autonom fahren können oder etwa bei bestimmten Witterungsbedingungen. Anfangs wird man das System auch noch überwachen müssen, bis man tatsächlich zu seinem Laptop greifen und während der Fahrt gemütlich einen Film anschauen kann. Und selbst, wenn dieses Szenario bald möglich ist, kann die Fahrerin oder der Fahrer jederzeit selbst zum Lenkrad greifen und hat in diesem Moment das Auto wieder unter voller Kontrolle.

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Stand: Mai 2014

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Gran Turismo 1
Von der Idee für das neue Modell waren die Designer sofort begeistert – und haben sich gleich an die Arbeit gemacht.

Ein tolles Konzept

Bis neue Automodelle in großer Stückzahl auf der Straße unterwegs sein können, vergeht ganz schön viel Zeit. Ein wichtiger Schritt ist aber die Entwicklung eines Konzeptfahrzeugs. Und dafür braucht man gute Skizzen. Daraus wird schließlich eine Vorlage für die Mitarbeiter, die das Konzeptfahrzeug modellieren. Wenn ihr übrigens mehr darüber wissen wollt, wie neue Automodelle entwickelt werden, schaut euch dieses Video an: Entstehung eines Konzeptfahrzeuges. Aber nun zurück zu Gran Turismo. Denn dafür musste ein besonderes Konzeptfahrzeug entwickelt werden…

Gran Turismo 2
MODELLSKIZZE DES VISION GRAN TURISMO: So sah das gezeichnete Modell des Vision Gran Turismo aus.

Erste Zeichen des neuen Autos

Und diese Arbeit musste ganz schön schnell gehen, denn bis zur Veröffentlichung der neuen Spielversion war nicht viel Zeit. Designer von Mercedes-Benz-Standorten aus aller Welt haben erste Skizzen von ihren Visionen gemacht. Die besten Ideen sind danach in Sindelfingen weiterentwickelt worden – und zunächst in eine dreidimensionale Grafik der Fahrzeughülle umgesetzt worden. Dabei herausgekommen ist ein sehr tief gelegtes und breites Auto, das sehr windschnittig und schnell aussieht. Dazu kommen riesige, kugelförmige Reifen, die weit auseinander stehen. Ähnlich wie bei richtigen Konzeptfahrzeugen lief auch die Arbeit für den neuen Mercedes-Benz AMG Vision Gran Turismo ab – nur wurde dieses Auto im Anschluss nicht auf Messen präsentiert und fuhr Monate später auf unseren Straßen.

Das Spiel beginnt

Denn Gran Turismo ist ein Videospiel für die Playstation, das nun schon seit mehr als 15 Jahren auf dem Markt ist, und bei dem man Autorennen fahren kann. Zum Geburtstag des Spiels hatte der verantwortliche Spieleentwickler die Idee, dass große Automobilhersteller und Designer neue futuristische Modelle schaffen sollen. Und so haben sich Entwickler von Mercedes in Sindelfingen und dem kalifornischen Carlsbad sowie aus Italien an die Arbeit gemacht…

Gran Turismo 4
Nach den Skizzen kommt das Modell, gefertigt aus Metall und Ton.

Eine vielschichtige Arbeit

Das gezeichnete Modell sah schon mal sehr futuristisch aus. Doch die Designer von Mercedes Benz wollten nicht nur ein tolles Äußeres, sondern auch ein realistisches Auto schaffen. Das zeigte sich, als das Modell in echter Größe in die Realität umgesetzt wurde. Dazu wurde auf einen zusammengeschweißten Kastenrahmen erst eine Schaumschicht, und dann eine Tonschicht aufgetragen und diese mit viel Liebe zum Detail von Hand geformt. Unter anderem besitzt das Fahrzeug acht Auspuffrohre, die in die Rücklichter integriert sind. Und die sollen die Spieler, die sich andere Autos für die Rennen ausgesucht haben, möglichst oft sehen – natürlich von hinten.

Gran Turismo 5
In Konzeptfahrzeugen kommt unter anderem ein Kunstkopf zum Einsatz, der selbst feinste Geräusche aufzeichnet. Damit alle Töne später stimmen – so wie es auch im Computerspiel sein soll.

Die richtigen Töne treffen

Auch wenn es bei dem Concept Car für Gran Turismo noch immer nicht um die Entwicklung eines Autos für den Straßenverkehr ging – der richtige Ton darf nicht fehlen. Um den haben sich die Sound-Designer von Mercedes-Benz gekümmert. Ein so schnelles Auto braucht vor allem satte Motorengeräusche – denn beim Start sollte sich der Spieler auch fühlen, als würde er tatsächlich 585 PS steuern. Apropos Spieler: Die Designer, die den Mercedes-Benz AMG Vision Gran Turismo geschaffen haben, waren während ihrer Arbeit immer wieder so begeistert, dass sie ihre Entwicklung immer wieder auf der Playstation getestet haben – fast wie auf einer echten Rennstrecke!

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 2014

„Jeder Kunde kann ein Auto in jeder gewünschten Farbe haben, solange es schwarz ist.“ Autohersteller Henry Ford war nicht nur ein findiger Verkäufer, sondern auch Geschäftsmann. Nachdem die Produktion seiner Fahrzeuge bei der Station „Lacktrocknung“ ausgebremst wurde, beschloss er die Farben Hellrot, Grün, Pearl und Französisch-Grau aus der Produktion zu streichen. Er fand nämlich heraus, dass „Black Japan Enamel“ am schnellsten trocknet.

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Ein Mercedes-Benz Auto in einem Windkanal. Neben dem klassischen “Kleinen Schwarzen“ können Kunden bei der Lackierung mittlerweile zwischen mehr als 10 Farben auswählen.

Nur schwarze Autos? Für uns kaum vorstellbar. Was die individuelle Gestaltung des Autos angeht, sind wir heute anspruchsvoll. Henry Fords Idee ist überholt. Von knalligen Farben bis hin zu Entertainment- und Kommunikationsmöglichkeiten. So benötigen verschiedene Modelle mit verfügbaren Ausstattungsvariationen bis zu 20.000 verschiedene Materialien. Diese Tatsache wirkt sich auf alle Beteiligten der Automobillogistik aus.

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Ein Logistiker muss an Vieles denken. Er kümmert sich sowohl um die Verwaltung, als auch um Lagerung und Transportsteuerung. Dabei muss er immer Zeit und Kosten im Auge behalten.

Alles logisch?

Den Begriff Logistik habt ihr bestimmt schon mal gehört. Aber könnt ihr euch darunter auch was vorstellen? Was macht man in der Logistik eigentlich? Der Begriff Logistik leitet sich aus dem altgriechischen Wort logistikē an und bedeutete ursprünglich „praktische Rechenkunst“. Während der napoleonischen Kriege wurde der Begriff spezifischer verwendet und umfasste dann auch die Verwaltung, Lagerung und Transportsteuerung kriegsnotwendiger Güter. Heute umfasst der Begriff alle Bereiche, in denen es auf die zeit-, kosten- und mengenoptimierte Verteilung von Gütern und Dienstleistungen ankommt.

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Platzsparend und Effizient. Das AMG Logistikzentrum Affalterbach ist mit einer modernen Verschiebe-Regalanlage ausgestattet, durch die der Lagerplatz optimal genutzt wird und schnell auf das …

Schnell und günstig

Autos sind seit ihrer Erfindung immer komplexer geworden. Dadurch entstehen aber auch neue Herausforderungen. Zum Beispiel werden nicht mehr viele Einzelteile angeliefert, stattdessen setzt man auf eine Modul- oder auch Set-Anlieferung. Die wichtigste Frage, die sich Logistiker deshalb immer stellen ist: Wie kann ich eine Ware möglichst schnell und kostengünstig von einem Punkt zum anderen transportieren?

Eine andere kostensparende Lösung ist zum Beispiel auch die “Just-in-time“-Produktion. Das ist ein Organisationsprinzip, bei dem nur das Material in der Stückzahl und zu dem Zeitpunkt produziert und geliefert wird, wie es auch tatsächlich benötigt wird. Wenn auf der Fertigungsstraße die sogenannte Hochzeit, also das Verschmelzen von Karosserie und Fahrwerk, abgeschlossen ist, müssen die zu montierenden Außenspiegel bereits in der richtigen Wagenfarbe parat liegen.

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 2014

Eine Automobilindustrie ohne Roboter? Kaum vorstellbar. In der Industrie wurden Roboter erstmals in den 1960er Jahren eingesetzt. George Dovel und Joe Engelberger entwickelten mit ihrer Firma Unimation den Unimate, den ersten kommerziell erhältlichen Industrieroboter. Er wurde unter anderem an den Fließbändern des Autoherstellers General Motors eingesetzt.

Heute sind in Deutschland mehr als 60.000 mechanische Helfer im Einsatz. Die Gründe liegen auf der Hand: Roboter werden nicht müde oder ungeplant krank, brauchen keine Pausen und arbeiten sehr präzise und gründlich.

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Im Mercedes-Benz Werk Düsseldorf fertigen über 500 Roboter die Karossen.

Mensch und Maschine Hand in Hand

Trotzdem mussten aus Sicherheitsgründen Mensch und Maschine bisher getrennt voneinander arbeiten. Hinter Absperrungen gingen die Roboter ihrer Arbeit wie Schweißen oder Lackieren nach. Nun dürfen sie aber dank intelligenter Sicherheitssensorik direkt neben den Menschen am Fließband stehen.

Mercedes-Benz etwa, arbeitet mit dem Roboter- und Anlagenbauer KUKA AG zusammen. Schwerpunkt dieser Partnerschaft ist die Mensch-Roboter-Kooperation, bei der Mensch und Leichtbauroboter gemeinsam feinste Montagearbeiten ausführen.

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Ob Schweißen oder Kleben – in der Automobilfertigung sind Roboter nicht mehr wegzudenken.

Sichere Zusammenarbeit

In Versuchen erforschen beide Unternehmen gemeinsam Montagevorgänge in der Produktion und Schraubprozesse im Fahrzeug. Außerdem entwickeln sie Konzepte für eine noch sicherere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter.

So kann der Roboter in Zukunft dem Menschen noch besser zur Hand gehen. Der Roboter kann zum Beispiel so platziert und eingestellt werden, dass er die Mitarbeiter ergonomisch optimal unterstützt. So übernimmt der Leichtbauroboter etwa für den Menschen anstrengende Arbeitsschritte wie Über-Kopf-Tätigkeiten.

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Stand: April 2014