Qualitätssicherung in der Fahrzeugtechnik

Um Fahrzeuge mit technischen Lösungen auszustatten, werden mögliche Komponenten anhand individueller Anforderungen an die Gesamtsysteme ausgewählt. Soll ein Wagen etwa in schwerem Gelände zum Einsatz kommen, als mobiles Büro dienen oder moderne Kommunikationstechnik beinhalten, müssen bei der Umgestaltung wichtige Kriterien berück-sichtigt und entsprechende Richtlinien eingehalten werden. Nur so kann die Funktionsweise aller Systeme und damit auch die Sicherheit zukünftiger Insassen garantiert werden. In diesem Zusammenhang spielen fachliches Wissen, präzise Arbeitsweise und ausreichend Erfahrung eine entscheidende Rolle. Um ein laufendes Projekt erfolgreich abzuschließen, steht eine hohe Qualität während des gesamten Ablaufs sowie bei der Nutzung des Fahrzeugs nach Fertigstellung an erster Stelle.

Auf neuen Wegen im digitalen Zeitalter
Im Zuge technischer Revolutionen entwickeln sich die Möglichkeiten der Fahrzeugtechnik ständig weiter. Ingenieurdienstleistungen dienen zum Beispiel dazu, sich mit smarten Systemen auf dem neuesten Stand der Möglichkeiten auseinanderzusetzen und für jeden Anwender das individuell auf seine Einsatzzwecke zugeschnittene Fahrzeug zu konstruieren. Kommen Fahrzeuge oder Container beispielsweise als Rüstsatzträger für militärische Zwecke zum Einsatz, müssen sie in der Lage sein, auch schweres Gelände zu überwinden. Anders verhält es sich mit Einsatzfahrzeugen für Behörden und Organisationen mit Sicherheits-aufgaben (BOS). Je nach Gebrauch – sei es etwa als mobiles Chemielabor, mobiles Büro oder Funkstation – gilt es, diese mit entsprechender Technik auszustatten oder komplett umzugestalten. Um solchen speziellen Anforderungen nachzukommen, bedarf es individuell angefertigter Systeme, etwa zur Elektrifizierung, sowie vollständiger Sonderanfertigungen von Fahrzeugen. Auch Oldtimer profitieren von modernen Ingenieurdienstleistungen. Um eine entsprechende Klassifizierung zu erhalten, müssen Fahrzeuge dem § 2 Nr. 22 der Fahrzeug-Zulassungsverordnung entsprechen und demnach vor mindestens 30 Jahren erstmals in den Verkehr genommen worden sein, aktuell gut erhalten sein, weitestgehend ihrem Original-zustand entsprechen sowie der Pflege des kraftfahrzeugtechnischen Kulturgutes dienen. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, sind Liebhaber nostalgischer Fahrzeuge bei der Wahl möglicher Ersatzteile angehalten genau hinzuschauen, denn häufig scheitert die Suche nach Originalbauteilen daran, dass diese auf dem Markt nicht mehr zur Verfügung stehen. Fehlt es zudem an entsprechenden Zeichnungen oder 3D-Modellen zur Rekonstruktion, sehen sich Besitzer oftmals gezwungen, auf Einzelteile anderer Baureihen oder sogar Hersteller zurückzugreifen – häufig auf Kosten der Oldtimer-Zulassung. Dank des innovativen Verfahrens Reverse Engineering gelingt jedoch die exakte Rekonstruktion anhand eines Originalbauteils.

Kein Projekt gleicht dem anderen
Aufgrund der speziellen Anforderungen bringen Standardlösungen im Bereich der Fahrzeug-technik und Systemintegration selten den gewünschten Effekt für Endanwender. Vielmehr wird jedes Vorhaben individuell betrachtet und bearbeitet. Die Möglichkeiten reichen etwa vom vollständigen Innenausbau eines Fahrzeugs zum mobilen Arbeitsplatz mit allen gewünschten Komponenten bis hin zur Ausstattung mit Signal-, Funk-, IT- und Kommuni-kationstechnik sowie Klimatisierungsvorrichtungen oder der Rekonstruktion eines einzelnen Bauteils. Im Anschluss an eine eingehende Bedarfsanalyse gilt es, bei jedem Projekt Fragen zu Statik und Fahreigenschaften zu berücksichtigen. Soll ein Fahrzeug als Büro dienen, müssen trotz des engen Raums wichtige Kriterien zur Ergonomie berücksichtigt werden. Entsprechende Klimatisierungs- und Belüftungseinrichtungen sorgen dabei nicht nur für angenehme Temperaturen im Innenraum, sondern stellen auch eine reibungslose Funktionsweise der eingesetzten IT-Komponenten sicher, indem sie Überhitzung vorbeugen. Da zudem bestimmte Umweltfaktoren die Produktionsschritte beeinflussen, sollten Informationen über den angestrebten Einsatzort des Fahrzeugs bekannt sein. Sand, Kälte oder eine hohe Luftfeuchtigkeit setzen der empfindlichen IT stark zu. Um für eine höhere Lebensdauer zu sorgen, kommen abhängig von den vorherrschenden Bedingungen beispielsweise spezielle Filtersysteme, Heizungen oder Entfeuchtungsanlagen zum Einsatz. Mitunter kann es sogar notwendig werden, ein Fahrzeug mit autarker Energieversorgung auszustatten. Grundsätzlich gilt: Kommen beispielsweise Komponenten zur Datenüber-tragung und Stromversorgung zum Einsatz oder wird die gesamte Statik eines Fahrwerks verändert, spielen fachliches Know-how und Sorgfalt eine entscheidende Rolle. Nur unter Berücksichtigung wichtiger Kriterien und Einhaltung entsprechender Richtlinien können die Sicherheit der Insassen und die Funktionsweise aller Systeme gewährleistet werden.

Mit Datensätzen zum Erfolg
Zur erfolgreichen Umsetzung eines Projekts findet auf Grundlage des individuellen Anforderungsprofils zunächst eine detaillierte Planung und Konstruktion im CAD statt. Alle hierfür notwendigen Daten, die nicht bereits über Modellzeichnungen oder -datensätze vorliegen, werden – etwa beim Reverse Engineering – digital erfasst. Im Gegensatz zur funktionellen Nachempfindung extrahiert hierbei ein 3D-Scanner alle konstruktionsrelevanten Merkmale wie Strukturen, Zustände und Verhaltensweisen des vorliegenden Objekts. Dabei kann der Vorgang sowohl optisch als auch taktil vorgenommen werden. Diese präzisen Datensätze werden in ein Koordinatensystem überführt, um das Objekt digital abzubilden. In sämtlichen Arbeitsschritten ist exaktes Vorgehen essenziell, um eine reibungslose Funktionsweise aller zusammengeführten Komponenten zu gewährleisten. Während des Vorgangs ist der Scanner mit einem Laptop gekoppelt. Dadurch lassen sich Fehler oder Ungenauigkeiten in diesem Prozessschritt frühzeitig erkennen, sodass der Scan-Vorgang partiell oder insgesamt wiederholt werden kann. Erst nach verschiedenen virtuellen Systemstudien kommt es zur Aufstellung der Systemlösung. Im Anschluss werden die eigentliche Integration und die Zusammenführung zu einem Gesamtsystem realisiert. Je präziser also die Planung inklusive der hierfür notwendigen Datenbeschaffung, desto reibungsloser und damit effizienter gestaltet sich die finale Abwicklung. Insgesamt gilt es, zu jeder Zeit die Funktionstüchtigkeit von Fahrzeug und Equipment zu gewährleisten.

Drum prüfe, was sich ewig bindet
Ob Stückzahl eins oder Produktion in großem Stil – wo verschiedene Komponenten im Einklang zusammenarbeiten und Teile oder ganze Segmente rekonstruiert oder ergänzt werden, erweist sich eine umfangreiche Qualitätssicherung als unerlässlich. Mittel der Wahl und elementare Größe in der Fahrzeugtechnik sowie im Sonderfahrzeugbau: der Erst-musterprüfbericht (EMPB). Als Abnahmeschnittstelle zwischen Hersteller und Auftraggeber dokumentiert er, inwiefern das zu fertigende Produkt oder Produktteil den erforderlichen und zuvor vom Kunden festgelegten Anforderungen entspricht. So dient der EMPB einem eingehenden Soll-Ist-Vergleich zwischen Herstellervorgaben und tatsächlicher Produktion. Bevor beispielsweise ein mithilfe des Reverse-Engineering-Verfahrens rekonstruiertes Bauteil in ein Oldtimer-Fahrzeug eingebaut wird, durchläuft dessen Prototyp den Prozess der Erstmusterprüfung mindestens einmal. Zu groß wäre das Risiko, dass durch mangelnde Interaktionsfähigkeit des nachgefertigten Teils mit den übrigen Komponenten Schäden am Fahrzeug entstehen oder minimale Abweichungen vom Original die Oldtimer-Zulassung gefährden. Daher dienen der erneute 3D-Scan des Prototyps und die anschließende digitale Überführung der Messdaten ins CAD zum eingehenden Geometrievergleich zwischen Soll- und Ist-Teil. Der anhand dieser Messdaten erstellte EMPB dient dabei als Nachweis, dass das rekonstruierte Bauteil alle erforderlichen Qualitätsanforderungen erfüllt und die Oldtimer-Zulassung weiterhin bestehen kann. Auf diese Weise lassen sich auch ursprüngliche Herstellungstoleranzen und damit eine qualitative Verschlechterung der rückgeführten Daten minimieren. Auf dieser Grundlage kann im Anschluss der Fertigungsprozess abgeschlossen und das Bauteil unter Berücksichtigung aller Qualitätskriterien hergestellt werden. Bei einer erneuten Produktion des Bauteils geschieht dies unter gleichbleibenden Bedingungen und basierend auf diesem Erstmuster.

Nachhaltiger Service
Ganz besonders im Segment des Sonderfahrzeugbaus endet eine umfangreiche Qualitäts-sicherung nicht mit der Auslieferung des fertiggestellten Gefährts. Schließlich beeinflusst ein fachgerechter Umgang des Anwenders die Lebensdauer sowie die Instandhaltungsintervalle maßgeblich. Eine umfangreiche, individuelle Schulung zur Fahrzeugeinweisung mit Empfehlungen hinsichtlich Instandhaltung und Systempflege sollte demnach Teil des Services sein. Auch mögliche Gefahren sowie Tipps zum Fahrverhalten in bestimmten Situationen gilt es hierbei zu berücksichtigen. Um die Funktionsweise und die Sicherheit im Umgang mit der bereitgestellten Fahrzeugtechnik dauerhaft zu gewährleisten, steht im besten Fall der Anbieter selbst für Instandhaltungsmaßnahmen und die nachhaltige Ersatzteilversorgung zur Verfügung. Eine hohe Qualität im Sonderfahrzeugbau wirkt sich dementsprechend nicht nur auf die Sicherheit der Insassen aus, sondern beeinflusst auch die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens. Ein vorausschauender Umgang mit der eingesetzten Fahrzeugtechnik und die Berücksichtigung der Herstellerempfehlungen stellen eine lange Lebensdauer der Technik sicher und vermeiden auf diese Weise unvorhergesehene Neuanschaffungen oder kostspielige Wartungsarbeiten.

von Robert Norrenbrock, Geschäftsführer der Norrenbrock Technik GmbH & Co. KG

Bild: Qualitätssicherung in der Fahrzeugtechnik; Foto: Norrenbrock Technik GmbH & Co. KG

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