Aus dem dreidimensionalen Design des Kabelbaums lassen sich in ‚Eplan Harness ProD‘ die 2D-Fertigungsunterlagen ableiten.

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Auch Matthias Menßen, verantwortlich für Applikation und Auslegung Wiring beim Team ‚Strohm + Söhne/Noris Motorsport‘ der TH Nürnberg, berichtet von seinen Erfahrungen: „Wir bauen im zweiten Jahr ein Auto der Formula Student Electric. Letztes Jahr bauten wir den Schaltplan und den Kabelbaum sozusagen aus dem Bauch heraus auf und mussten dabei schmerzhaft lernen, wie schwierig und fehlerträchtig es ist, Änderungen einzubringen oder neue Komponenten hinzuzufügen. Wir mussten den Schaltplan und damit auch den Kabelbaum dreimal komplett neu entwickeln, weil die Verkabelung zu unübersichtlich geworden war. Dieses Jahr arbeiten wir mit ‚Electric P8‘, das ist kein Vergleich zu den Excel-Listen des letzten Jahres.“ Auch wenn etwas eingefügt werden müsse, sei der Schaltplan immer auf dem aktuellen Stand, was einen Überblick über das gesamte Fahrzeug im System ermöglicht. Die Daten in der Software bilden sozusagen eine Stoffsammlung, in der alle organisatorischen Dinge (warum ist was wie gelöst) hinterlegt seien. Dies ist laut Menßen insbesondere auf das in Bezug auf die Sicherheit strenge Reglement wichtig: Wird ein Test nicht bestanden, ist eine Teilnahme an den Fahrdisziplinen ausgeschlossen. Für das nächste Jahr ist bei den Nürnbergern der Einsatz von ‚Harness ProD‘ für die Kabelbaumentwicklung geplant. Das Team habe schon bei ersten Tests festgestellt, dass die Kabelbaumentwicklung per Software zum Beispiel den Überblick erleichtere, wie die Bauteile und Kabel dreidimensional im Auto angeordnet sind.

In ‚Eplan Harness ProD‘ werden die dreidimensionalen Verhältnisse im Fahrzeug berücksichtigt und die Kabel entsprechend verlegt.

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Beim Team BTU Motorsport der Brandenburgischen TU Cottbus-Senftenberg ist die Situation ähnlich: Mit ‚Electric P8‘ wird produktiv gearbeitet, in Vorbereitung auf die nächste Saison arbeitet sich das Team gerade in ‚Harness ProD‘ ein. Der Kabelbaumverantwortliche Dominic Gerahn zur Elektrotechnik-Software von Eplan lobt vor allem die einfache, logische Bedienung. Ein weiterer Vorteil sei, dass Bibliotheken von Zukaufteilen bis hin zu den Leitungen in vielen Fällen frei verfügbar sind. Die komplette Dokumentation der Elektrik in einem System ermög­liche es, Fehler schnell und zuverlässig zu erkennen.

In ‚Eplan Harness ProD‘ sieht Gerahn eine Ergänzung des Workflows: „Der Vorteil von Harness ProD ist, dass wir den Kabelbaum dreidimensional im Modell des Autos platzieren können und der Kabelbaum, der nach den Angaben der Kabelbaum-Software gefertigt wurde, auf Anhieb passt. Ziel ist, den Kabelbaum wie in der Serienfertigung von Autos auf Anhieb an die richtigen Stellen legen zu können. Wir versprechen uns davon weniger Probleme bei der Montage, einen sauberen Aufbau des Autos und eine kürzere Fertigungszeit des Wagens.“

Martin Blodig, Elektrotechnikstudent an der Ostbayerischen TH Amberg-Weiden und beim dortigen „Running Snail Racing“-Team für den Kabelbaum verantwortlich, arbeitet hauptsächlich mit ‚Harness ProD‘: „Wir importieren die Kabellisten aus unserem Elektronik-Entwicklungssystem mit einem Zwischenschritt über Excel, wo wir noch einige Anpassungen in das Kabelbaumsystem vornehmen. Die 3D-Geometrie des Fahrzeugs wird aus dem CAD-System in ‚Harness ProD‘ übertragen. Dort können wir jedes Kabel dreidimensional im Wagen verlegen. Das ist viel angenehmer, als die Kabel einzeln durch das Auto zu ziehen, zudem treten weniger Fehler auf, weil man immer den Überblick hat und das System jede Eingabe gegenprüft.“

Die Fahrzeuge der Formula Student genügen professionellen Ansprüchen an Fahrzeugbau und Motorsport.

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Das Kabelbaum-Entwicklungssystem bündelt die einzelnen Drähte und berücksichtigt bei der Darstellung der Kabelstränge und den Verlegeradien die Stärke der enthaltenen Drähte. Das 3D-Modell des Kabelbaums wandert schließlich zurück ins CAD-System, wo unter anderem für die Sitzverstellung Untersuchungen gemacht werden, ob der Platz ausreicht. Steht der Plan, erstellt die Kabelbaum-Software eine 2D-Ansicht des Kabelbaums, mit dem ein Nagelbrett für die Fertigung des Kabelbaums gebaut werden kann. Die Ansicht wird ausgedruckt, die Kabel auf diesem Plan um eingeschlagene Nägel gelegt und die Bündel schließlich zusammengefasst. „Wir lassen die Abzweigungen ein Stück offen, damit wir beim Einbau ins Auto noch etwas Spielraum haben – der Wagen weicht letztlich immer etwas von den Plänen ab, da es sich schließlich um einen Prototypen handelt,“ präzisiert Blodig.

Das Team FastForest von der TH Deg­gendorf hat schon einige Jahre Erfahrung mit ‚Electric P8‘. Das Team baute im ersten Jahr einen Verbrenner, zwei Jahre parallel Elektro- und Verbrennerauto; seit zwei Jahren konzentriert es sich auf die Formula Student Electric. Johannes Hundschell, Verantwortlicher für den Gesamtschaltplan: „Ich kenne kein vergleichbares Tool, das es uns ermöglichen würde, komplexe Schaltpläne abzubilden. Es ist einfach bedienbar, weil es sehr gut an die Arbeitsabläufe der Elektrotechnik und die Denkweise der E-Techniker angepasst ist. Zudem ist es in der Industrie weit verbreitet, weshalb viele Bauteilbibliotheken von den Herstellern der Komponenten zur Verfügung gestellt werden.“

An der Westsächsischen Hochschule Zwickau arbeitet das WHZ Racing Team mit ‚Harness ProD‘, wie Kfz-Elektronik-Student Christian Sauerbrey erläutert: „Wir arbeiten auf der mechanischen Seite mit ,Catia‘ und können das Modell des Rennwagens problemlos importieren. Am CAD-Modell können wir dann die Stecker platzieren und die Kabel verlegen. Das Definieren eigener Stecker ist einfach und diese Stecker stehen nach dem Generieren sofort in der Bibliothek des Programms zur Verfügung.“ Früher führten die WHZ-Teammitglieder ihre Kabellisten in Excel; diese Listen wurden in ‚Harness ProD‘ importiert, so dass das Wissen aus den Vorjahren nicht verloren war, sondern direkt weitergenutzt werden konnte.

Effizienz, Teamarbeit, herausragende Leistungen auch unter höchstem Kosten- und Zeitdruck in einem Wettbewerb, in dem die Leistungsdichte ex­trem geworden ist – die Studenten lernen hier, hocheffizient zu arbeiten und ihre Werkzeuge voll auszunutzen. Da die Wettbewerbssprache Englisch ist, werden auch die Fremdsprachenkenntnisse geschult. Eine bessere Vorbereitung auf das spätere Arbeitsleben als die Teilnahme an der Formula Student ist schwer vorstellbar – von der Genugtuung, selbst ein Auto entwickelt zu haben und dem Spaß am Motorsport und am Wettbewerb ganz abgesehen.

Autor: Ralf Steck ist freier Fachjournalist für die Bereiche CAD/CAM, IT und Maschinenbau in Friedrichshafen.

Die Formula Student

Das Konzept der Formula Student sieht vor, dass ein Team eine fiktive Rennsportfirma darstellt, die den Auftrag bekommt, einen preiswerten, einsitzigen Rennwagen für Hobbyrennfahrer zu entwickeln. Der Sieger ist nicht unbedingt das Team mit dem schnellsten Auto, denn daneben werden auch die Erfüllung der kommerziellen Kriterien bewertet – Preis, Verwendung möglichst vieler Standardkomponenten und Sicherheit. Die Bewertung der Teams erfolgt in sogenannten statischen und dynamischen Disziplinen während eines von acht weltweiten Events. Das deutsche Formula Student Event findet jedes Jahr Ende Juli/Anfang August in Hockenheim statt.

•  Die drei statischen Disziplinen sind Enginee­ring Design, Cost Analysis und Business Presentation. In der ersten Disziplin wird die Konstruktion des Fahrzeugs den Juroren präsentiert, die aus dem Motorsport und von Autoherstellern beziehungsweise -zulieferern stammen. Besonderes Augenmerk wird hierbei auf clevere Detaillösungen und den Einsatz modernster Technologien und Materialien gelegt. In der Kostenanalyse legen die Teams sämtliche Kosten des Fahrzeugs und der Herstellung beziehungsweise des Kaufs der Teile offen. In einer Diskussion müssen die Teammitglieder darlegen können, warum welche Kosten aufgetreten sind. In der Business-Präsentation versucht das Team, in einer zehnminütigen Präsentation die Juroren beziehungsweise fiktiven Investoren von der eigenen Konstruktion zu überzeugen.

•  Die dynamischen Disziplinen bestehen aus Skid Pad, Acceleration, Autocross, Endurance und Fuel Efficiency. Im ersten Wettbewerb werden zwei Runden einer liegenden Acht gefahren und das Kurven­verhalten bewertet. Die Beschleunigung wird aus dem Stand nach 75 m gemessen, im Autocross-Wettbewerb wird eine etwa 800 m lange, abwechslungsreiche Strecke auf Zeit gefahren. Der Endurance-Wettbewerb geht über 22 km mit einem Fahrerwechsel nach der Hälfte der Distanz, gefahren wird auf der Autocross-Strecke. Die letzte Disziplin wird berechnet aus dem Kraftstoffverbrauch im Endurance-Wettbewerb und der durchschnittlichen Rundenzeit.

Vor den dynamischen Disziplinen steht das sogenannte Scrutineering: die Überprüfung, ob die Fahrzeuge dem Regelwerk entsprechen. Dabei wird viel Wert auf die Sicherheit gelegt, unter anderem werden das Kipp- und Bremsverhalten des Wagens getestet, ebenso technische Details wie der Verlauf von Benzin- und Bremsleitungen und die Bauausführung. Zudem muss der Fahrer in der Lage sein, voll angekleidet und angeschnallt – „ready to race“ – innerhalb von fünf Sekunden aus dem Fahrzeug auszusteigen.