Der Windkanal und ich: Von der Planung zum Prüfstand

Als ich vor 4 Jahren beim Joggen die SMS bekam: „Sie haben den Job“, konnte ich nur erahnen, was auf mich als zukünftigen Projektleiter der Windkanäle zukommen würde. Noch während der sehr spannenden Projekt- und Bauphase der Klimawindkanäle sollte 2009 in der Krise der Automobilindustrie der neue Aeroakustik-Windkanal beim Vorstand genehmigt und schnellstmöglich gebaut werden.

Als der Vorstand grünes Licht gab wurde mir klar, mein Team und ich, wir sind möglicherweise die einzigen Daimler-Mitarbeiter, die jemals einen Windkanal bauen dürfen. Der alte immer noch genutzte Windkanal in Untertürkheim stammt aus dem Jahr 1937. Wenn der neue Aeroakustik-Windkanal genauso lange hält, dann ist die Berechnung sicherlich so weit, alles simulieren zu können und ein Windkanal wird nicht mehr benötigt. Also gingen wir mit Begeisterung  ran an diese spannende Herausforderung.

Das erste Mal Wind im Windkanal. Ein bewegender Moment.

Wind mit 265 km/h

Aus zwei Studien und der riesigen Erfahrung meiner Kollegen heraus wurden die Spezifikationen für die Anlage festgelegt. Wind mit maximal 265 km/h aus einer Düse, die nicht weniger als 28 m² groß ist. Da braucht es ein Gebläse mit mehr als 5 Megawatt Leistung, welches in der Lage ist, das Luftvolumen von 3 Einfamilienhäusern pro Sekunde zu befördern. Wer baut so etwas? Oder die Waage, mit der die Kräfte am Auto gemessen werden sollen, aus denen nachher der Luftwiderstandsbeiwert bestimmt wird – auch cw-Wert genannt. Sie musste so genau gebaut werden, dass sie das Gewicht eines halben Papiertaschentuches messen kann. Wer kann so etwas bauen?

Ein Planungsbüro wurde beauftragt, Firmen weltweit angefragt und besucht. Gespräche um Gespräche. Schon früh wurde festgelegt, wie viel Strom wir brauchen, wie viel Kühlwasser. Denn die Versorgungsleitungen für die immerhin 2000 m³/h Kühlwasser und die insgesamt 5,4 MW elektrische Anschlussleistung nur für das Gebläse sollten ja zur Inbetriebnahme bereitstehen. Als dann im Februar 2011 die Bagger begannen das fast 100 mal 50 Meter große Loch zu graben, gab es kein Zurück mehr.

Die Aufgaben wandeln sich. Technische Probleme müssen vor Ort gelöst werden. Von Themen wie „wo sollen denn Lichtschalter sein“ bis hin zur „wie bekommen wir die 21 Tonnen schwere Windkanalwaage unbeschadet an ihren Platz“ war alles dabei.

Enger Zeitplan erfordert arbeiten rund um die Uhr

Wenn der Zulieferer eines Lieferanten nicht funktionierte und den mehr als engen Zeitplan durcheinander würfeln wollte, dann waren Feuerwehraktionen gefragt. Der „normale 9-10 Stunden“ Arbeitstag wandelte sich in einen Drei-Schichtbetrieb mit 24 Stunden an 7 Tagen der Woche Bau- und Inbetriebnahmeaktivitäten auf der Baustelle. Das klingt alles stressig. War es auch. Aber als im November letzten Jahres der Windkanal das erste Mal Wind machte, war das ein sehr bewegender  Moment und wir wurden ein klein wenig für die Strapazen belohnt.

Zuvor waren wir stundenlang, oft auf Knien, in der Luftröhre unterwegs und suchten nach vergessenen Schrauben, Nieten, Steinchen oder anderen Gegenständen, die die teuren und empfindlichen Laufradschaufeln unseres Gebläses beschädigen konnten. Nicht auszudenken was passiert wäre, wenn ein kleines M10 Schräubchen sich in den höchstens 9 mm großen Spalt  zwischen Kohlefaser-Laufschaufel und Gebläsegehäuse eingeklemmt hätte. Aber nichts ist passiert und alle Beteiligten standen am Samstagmorgen im Wind und strahlten.

Mercedes-Benz muss in Sachen Luftwiderstand führen bleiben

arum brauchen wir denn überhaupt einen so teuren Windkanal in Sindelfingen? Die Uni in Vaihingen betreibt doch einen, den wir schon seit Jahrzehnten nutzen. Das wurde ich während der 4-jährigen Planungs- und Bauzeit oft gefragt. Die Antwort: Mercedes-Benz ist mit seinen Fahrzeugen fast in jeder Baureihe führend im Luftwiderstand und auch im Windgeräusch. Die Wettbewerber schlafen nicht und damit wir vorne bleiben, müssen wir, um auch noch die letzte Winzigkeit aus unseren Fahrzeugen herauszuholen, die Genauigkeit der Messgeräte verbessern. Und unser Messgerät ist der Windkanal.

Im 2-Schicht-Betrieb entwickeln zukünftig die Kollegen unserer Abteilung in Zusammenarbeit mit dem Design die Aerodynamik der Fahrzeuge. Luftwiderstand und Auftriebe sind wichtige Größen für Verbrauch und Fahrsicherheit. Die Luftströmung um das Fahrzeug erzeugt Geräusche um und im Fahrzeug. Ein Mercedes muss auch bei höheren Geschwindigkeiten leise sein, so dass die Entwickler in oft tagelangen Messungen Türdichtungen, Fensterstege, Außenspiegel und viele andere Dinge genau unter die Lupe nehmen.

So natürlich wie möglich

Damit die im Windkanal getroffenen Entwicklungsentscheidungen auch auf der Straße funktionieren, muss der Prüfstand die Umströmung des Fahrzeuges so naturgenau wie möglich erzeugen können. Eine ca. 300 m lange ringförmige Luftröhre mit ausgeklügelten Querschnitten, aufwändigen Umlenkecken und verschiedensten strömungsverbessernden Maßnahmen reichen aber nicht aus. Denn das Fahrzeug bewegt sich in der Natur über die ruhende Straße.

Im Prüfstand steht das Auto, also muss sich die Straße hier unter dem Auto bewegen – und das mit maximal 265 km/h. Ein Laufband macht das in der Mitte des Fahrzeuges. Die Räder rollen auf 4 zusätzlichen kleineren Bändern, so dass auch der Einfluss der Felgen-Geometrie auf die Aerodynamik richtig bestimmt werden kann.

Gut ist er geworden der Windkanal, sehr gut sogar. Das haben die rund 300 Gäste uns bei der Einweihung am 5. September reihenweise attestiert. Auch bei den Gästen der beteiligten Firmen konnte man bei solchem Lob eine gehörige Portion Stolz erkennen. Das ist ein Prüfstand, den man nicht alle Tage baut. Vielleicht beim Daimler nie wieder.


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