Denn auch die beste Simulation kann nur dann zu brauchbaren Ergebnissen kommen, wenn als Basis für die Berechnung die realistischen physikalischen Parameter eingegeben werden. Bei Kabeln wären solche Parameter die Biege-, Torsions- und Zugsteifigkeit. Bislang war es sehr zeitaufwändig, solche Werte zu bestimmen. So mussten die Kabelproben zunächst an Experten versandt werden – meist an das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM – wo sie dann von Wissenschaftlern an unterschiedlichen Prüfmaschinen untersucht und die entsprechenden Parameter abgeleitet wurden. Insgesamt gingen dabei pro Kabel mehrere Wochen ins Land.
Einfach Kabel einspannen und »Start« drücken
Nun erhalten die Kunden die gewünschten Datensätze innerhalb von drei Stunden. Möglich macht es die hochautomatisierte Messmaschine MeSOMICS (»Measurement System for the Optically Monitored Identification of Cable Stiffnesses«), die Forscher am Fraunhofer ITWM entwickelt haben.
Die Messung läuft automatisch – der Mitarbeiter muss das Kabel lediglich einspannen und »Start« drücken.
»Mit unserer Anlage können die Kunden ihre Kabel direkt in ihrem Unternehmen vermessen – das spart nicht nur viel Zeit, sondern auch Kosten«, sagt Dr.-Ing. Michael Kleer, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut in Kaiserslautern. Die Messung läuft automatisch, auch nicht speziell dafür ausgebildete Mitarbeiter können sie daher übernehmen. Sie müssen das Kabel lediglich in die Maschine einspannen und die Messung starten.
Das Innere der Maschine deformiert das Kabel in vorgegebener Weise und misst die Kräfte und Momente, die dazu nötig sind. »Der Mess- und Auswerteprozess ist komplett in eine Maschine verlagert, das Gerät ist somit extrem leicht zu bedienen«, verdeutlicht Kleer. Als Ergebnis erhält der Mitarbeiter zum einen Fotos des gebogenen Kabels, mit darüber eingeblendeter theoretischer Lösung. Er sieht also auf den ersten Blick, ob die Parameter mit der Realität übereinstimmen. Zum anderen bekommt er die Steifigkeiten als Datensatz, den er direkt in die Simulation einlesen kann.
Nächste Version mit Klimakammer geplant
Die MeSOMICS-Anlage ist bereits serienmäßig verfügbar – als skalierbare Lösung, die an die Erfordernisse des Kunden angepasst wird. In den nächsten Jahren wollen die Forscher die Technologie noch weiter entwickeln. So arbeiten sie unter anderem daran, die Messmaschine mit einer Klimakammer auszustatten, um verschiedene Temperaturen und Luftfeuchten einzustellen und diese in die Messung sowie die Simulation einfließen zu lassen.