Kabelbaum-Design E³-Software-Tools von Zuken für die nächste Ingenieur-Generation der Formula Student

Kabelbaum-Design heißt physikalische und elektrische Anforderungen zugleich erfüllen. Steuerleitungen und Kabel für Bussignale und hohe Ströme brauchen einen geeigneten Querschnitt, Biegeradius und Abstand zueinander. Zuken sponsort den Rennstall Esslingen mit E³.cable und E³.formboard; die Software-Module vereinfachten das Design des Stallardo `11.

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Die Formula Student fördert angehende Ingenieure mit einem praxisnahen Projekt: Studierende konzipieren, bauen, entwickeln und vermarkten selbstständig einen kleinen Einsitzer-Rennwagen. Bei diesem außergewöhnlichen Projekt können die Jungingenieure wertvolles Know-how und wichtige Team-Erfahrungen sammeln, die ihnen im späteren Berufsleben zu Gute kommen.

In der Weltrangliste der Formula Student rangiert das Team vom Rennstall Esslingen auf Platz 18. Die angehenden Ingenieure der Hochschule Esslingen hatten ihre Rennfahrzeuge bislang ohne die Kabelbaumintegration im CAD-Gesamtfahrzeug entwickelt. Mit zunehmender Anzahl und Vielfalt elektrischer Komponenten und Systeme im Rennwagen erkannte man schon bald, dass es nicht mehr ohne ein spezielles Kabelbaum-CAD-Paket auskommt.

Sponsor gesucht und gefunden

Also wandten sich die Jung-Ingenieure an den Spezialisten Zuken (zu deren Kunden große Automobil- und Motorsport-Unternehmen gehören) und hatten Erfolg: Mit Profi-Lizenzen von E³.cable und E³.Formboard aus der E³.series-Softwaresuite unterstützt der Tool-Hersteller die jungen Männer und Frauen. Jetzt, mit diesen Profi-Entwicklungswerkzeugen, wird man in der Rangliste ein gutes Stück aufsteigen, erhofft sich das Team.

Kabelbäume in elektrischen Systemen sind sehr komplexe Bauteile die z.B. in Fahrzeugen nicht nur eine Vielzahl von unterschiedlichen Signaltypen transportieren, sondern auch gewichts-, kosten- und bauraumrelevant sind. Sie vereinen damit Herausforderungen physikalischer und elektrischer Art.

Herausforderung Kabelbaum

Bei der Entwicklung von Kabelbäumen ist also darauf zu achten, dass zum Beispiel die Leitungen für Bussignale, Steuerleitungen und Leitungen die hohe Ströme transportieren, entsprechende Abstände haben, den korrekten Querschnitt besitzen und schließlich die passenden Anschlagteile und Gegenstecker besitzen. Physikalische Eigenschaften wie Gewicht und Platzbedarf sind ebenfalls möglichst früh ins Kalkül zu ziehen. Dabei stehen einerseits die reinen Eigenschaften und andererseits Fragen wie Produzierbarkeit, Montierbarkeit und Befestigung im Vordergrund. Es müssen Biegeradien, Segmentquerschnitte und auch das Chassis beachtet werden.

Das Modul E³.cable der E³.series-Produktsuite ist für die Logik der elektrischen Verbindungen, passende Querschnitte und geeignete Gegenstecker verantwortlich. In E³.formboard werden die physikalischen Größen behandelt. Beide Module arbeiten parallel, Änderungen werden im jeweils anderen Modul sofort aktuell – das Gesamtsystem ist immer korrekt.

Anforderungen wie an einen kommerziellen Rennstall

Das Projekt soll so nah wie möglich an den tatsächlichen Markt-Bedingungen sein. Daher gelten für die Studierenden ähnliche Vorgaben für die Konstruktion wie für kommerzielle Rennställe. Um eine echte Wettbewerbssituation zu simulieren, nehmen die Studierenden an, dass ein Fertigungsunternehmen die Herstellung eines Prototyps in Auftrag gegeben hat. Als Zielabsatzmarkt wird der nicht-professionelle Wochenendrennfahrer angegeben. Bei den internationalen Wettbewerben zählt somit nicht nur das reine Fahrvermögen des Rennboliden, das bei den Disziplinen Skid Pad, Acceleration, Autocross, Endurance und in der Fuel Efficiency ermittelt wird. Ebenso werden die Kostenkalkulation (Cost Event), das fiktive Geschäftsmodell (Business Plan Presentation) und die Konstruktion (Engineering Design Event) bewertet. Bevor der Esslinger Rennwagen, wie auch alle anderen teilnehmenden Rennfahrzeuge, auf die Strecke darf, muss er einer technischen Inspektion (Scrutineering) unterzogen werden.

Die Herausforderung des Teams besteht darin, einen Prototyp zu entwickeln und zu bauen, der diesen Vorgaben möglichst exakt entspricht. Weltweit finden zahlreiche internationale Wettbewerbe statt, bei denen die mittlerweile 475 Teams wichtige Punkte für einen Platz auf der Weltrangliste sammeln können.

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