Multi-Stempelanlage – Hochdynamischer Straßensimulator für Lkw
Die Multi-Stempelanlage HYD 10H-250 von AIP ist ein weltweit einzigartiger Straßensimulator für komplette Fahrzeuge. Dieser neu entwickelte Prüfstand wurde im Entwicklungs- und Versuchszentrum (EVZ) von Mercedes-Benz Trucks in Wörth am Rhein in Betrieb genommen. Er dient der präzisen Analyse des Schwingungsverhaltens von Fahrzeugen mit Fokus auf Fahrkomfort und Fahrsicherheit. Mit der Multi-Stempelanlage setzt AIP neue Maßstäbe in der Schwingungsanalyse von Nutzfahrzeugen, indem reale Straßeneinflüsse hochdynamisch und reproduzierbar im Labor abgebildet werden.
Technische Spitzenleistung im Detail
Die Multi-Stempelanlage besteht aus 20 hydraulischen Aktuatoren (Stempeln), angeordnet als Zwei-Achsen-System pro Rad. An jedem Rad – und bei Doppelbereifung an jedem Zwillingsradpaar – wirkt je ein Zylinder vertikal (z-Richtung) und einer in Längsrichtung (x-Richtung) auf das Fahrzeug. Diese Konfiguration ermöglicht, das Fahrzeug gezielt in definierten Achsrichtungen zu erregen. Jeder einzelne Stempel ist individuell ansteuerbar, sodass auch asymmetrische Stöße – etwa Schlaglöcher auf einer Seite – realistisch simuliert werden können.
Die gesamte Anlage ruht auf einem innovativen Schwingfundament, das vor Testbeginn mittels Luftfedern vom Gebäudeboden entkoppelt wird. Dadurch werden die bei den Tests entstehenden Vibrationen wirksam isoliert und nicht auf die Umgebung übertragen.
Herzstück der Anlage ist ein zentrales Hydraulik-Aggregat mit acht Pumpen und einem Systemdruck von bis zu 280 bar. Die Hydraulikzylinder bieten jeweils eine maximale Kraftwirkung von 8 Tonnen pro Stempel. Über eine digitale Steuerung werden originale und synthetische Straßenprofile in Echtzeit in die Zylinderbewegungen umgesetzt. So lassen sich verschiedenste Fahrbahnoberflächen – von Autobahn und Landstraße über Kopfsteinpflaster und Schlaglochpisten bis hin zu extremen Offroad-Strecken – als Messdatenkollektive einlesen und simulieren.
Leistungsdaten im Überblick:
- Anzahl und Anordnung der Aktuatoren: 20 Hydraulikstempel (10× vertikal, 10× longitudinal), einzeln regelbar
- Leistung der Zylinder: bis zu 8 Tonnen Kraft pro Stempel (Öldruck 280 bar)
- Fahrzeugkompatibilität: ausgelegt für bis zu 5-achsige Fahrzeuge mit maximal ca. 20 m Gesamtlänge
- Maximale Prüflingsgröße: Fahrzeugbreiten bis 2,50 m und Höhen bis 5,30 m (inkl. Aufbauten oder Sattelauflieger)
- Maximales Prüfgewicht: Radlasten bis 8 t und Gesamtgewichte bis 60t
- Schwingfundament: innovatives Fundament mit Luftfeder-Isolation
Vielseitig einsetzbar. Spürbar vorteilhaft.
Die Multi-Stempelanlage bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Fahrversuchen auf der Straße. Durch die Laborsimulation lassen sich kritische Fahrsituationen beliebig oft, gezielt verändert oder verstärkt wiederholen. So können Entwickler Problemstellen in der Fahrzeugstruktur oder Komfortbeeinträchtigungen systematisch provozieren und im Detail analysieren – etwas, das in realen Testfahrten nur schwer reproduzierbar ist.
Oberstes Ziel ist es, validierte und reproduzierbare Messergebnisse des Fahrzeugschwingungsverhaltens zu erhalten. Unabhängig von der Antriebsart – Diesel, Elektro oder Wasserstoff – können sowohl das Gesamtfahrzeug als auch einzelne Komponenten überprüft und optimiert werden. Die Anlage wurde zudem von Anfang an für die Prüfung der neuesten elektrischen Lkw-Generation ausgelegt.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Verkürzung von Entwicklungszeit und -kosten. In Kombination mit weiteren Prüfanlagen lassen sich extreme Betriebsbedingungen nachstellen, die sonst nur auf aufwendigen Wintertests in Lappland oder Hitzetests in Südeuropa erfahrbar wären. Hersteller können so witterungsunabhängig und ganzjährig testen, ohne Prototypen und Personal um die halbe Welt schicken zu müssen.
Typische Anwendungsfelder:
- Dauerhaltbarkeit und Ermüdung: Lebensdauerprüfungen und Erkennen von Langzeitschäden
- Geräusch- und Vibrationskomfort (NVH): Analyse von Klapper- und Knarzgeräuschen
- Betriebsfestigkeit: Resonanzuntersuchungen von Fahrwerk, Kabine und Anbauteilen
- Fahrwerksabstimmung: Optimierung von Federungs- und Dämpfungseigenschaften
Dank der Multi-Stempelanlage können solche Tests, die bisher teils wochenlange Fahrversuche erforderten, in wenigen Tagen indoor durchgeführt werden. Ein kompletter Schwingungs- und Resonanztest dauert je nach Prüfprogramm typischerweise 8–14 Tage – bei durchgehendem Betrieb rund um die Uhr.
Expertise im Pulser-Prüfstandbereich
Die Entwicklung der Multi-Stempelanlage unterstreicht die langjährige Expertise von AIP im Bereich hochdynamischer Prüfstände. Mit über 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung, Erprobung und Fertigung innovativer Prüftechnik zählt AIP weltweit zu den führenden Anbietern im Bereich Pulser-Technologie.
Das Portfolio umfasst neben Straßensimulationsanlagen auch Rollenprüfstände, Batterie- und E-Mobilitätsprüftechnik, Emissionsmesstechnik sowie komplette Prüffeld-Automatisierungslösungen. Durch die enge Zusammenarbeit mit den Entwicklungszentren der Kunden entstehen maßgeschneiderte Prüfsysteme, die Qualität, Sicherheit und Entwicklungszeiten moderner Fahrzeuge entscheidend verbessern.
Die Multi-Stempelanlage in Wörth ist ein eindrucksvolles Beispiel für diese Kompetenz: Sie zeigt, wie AIP selbst außergewöhnliche Prüfanforderungen – wie die Ganzfahrzeug-Schwingungsanalyse für 60-Tonnen-Lkw – erfolgreich in praxisnahe technische Lösungen umsetzt.