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5. Mechatronik

Die sieben wichtigsten Technologien: 5. Mechatronik
aus manager magazin 9/2001

Ziel: Mechanische, elektronische, gegebenenfalls auch hydraulische Bauteile und so weiter intelligent kombinieren.

Prinzip: Mechatronik erspart lange Datenübertragungswege und macht vermeintlich triviale Gegenstände zu intelligenten Alltagsbegleitern.

Zum Beispiel die Autotür: Die brauchte bislang ganze Kabelbäume, um mit dem Bordcomputer zu kommunizieren, wie der Außenspiegel eingestellt, wie weit die Seitenscheibe heruntergefahren und ob die Zentralverriegelung gerade von innen betätigt oder von außen per "Smart Key" geöffnet wird.

All das entfällt, wenn künftig ein kleiner Rechner in der Tür die Steuerung all der Motoren selbst übernimmt. Der braucht nur noch ein kleines Kabel, um etwa den Programmbefehl "Fahrer Nr. 1" zu bekommen oder um dem Zentralcomputer zu signalisieren: "Alles okay".

Noch raffinierter sind mechatronische Bremsassistenten. Die integrieren hydraulische Pumpen, mechanische Ventile, elektronische Sensoren und Mikrocomputer zu einem System, das ein scharfes Bremsen auch in Extremsituationen sicher macht.

Die Bremsassistenten verarbeiten in kritischen Momenten die Daten, die das ABS über die Drehzahl der einzelnen Räder liefert, das ESP über die Lenkwinkel und Querbeschleunigung, die Getriebeautomatik über die eingelegte Fahrstufe. Aus diesen Daten ermittelt der Rechner dann die optimale Bremskraft für jedes einzelne Rad. Was bewirkt, dass der Wagen nicht mehr seitlich ausbricht, sich der Bremsweg verkürzt. Ein Nebeneffekt: Der herkömmliche Unterdruck-Bremskraftverstärker wird überflüssig. Die Assistentensysteme arbeiten mit einer elektrischen Pumpe. Die setzt die Bremsflüssigkeit unter Hochdruck. Ein Simulator verschafft dem Fahrer über Federkräfte und Hydraulik das gewohnte Gefühl im Bremsfuß.

Die Assistenten sorgen unterdessen dafür, dass sich Autofahrer auch in Gefahrensituationen nicht nur auf ihr Gefühl verlassen müssen: Das System interpretiert schnelle Wechsel vom Gas- aufs Bremspedal als Alarmzeichen für eine bevorstehende Notbremsung und erhöht in Sekundenbruchteilen den Druck, legt die Bremsbeläge an die -scheiben und verkürzt so den Bremsweg - womöglich um die entscheidenden Meter bis zum Aufprall auf ein Hindernis.

Auch bei Robotern wird immer mehr Mechatronik eingesetzt: etwa zum Steuern der Greifarme über verschiedene Sensoren im Greifwerkzeug und in den Gelenken.

Mechatronik sorgt für intelligente Dezentralisierung. Oder umgekehrt: für eine dezentralisierte Intelligenz, für individuelle Rechnersteuerung jedes Bauteils. Das spart Material und Kosten, etwa bei der Nachrüstung: Dann müssen nur Teilsysteme ausgetauscht werden. Reparaturen werden einfacher.

Nachteile: Mechatronik erfordert die Koordination vieler Einzeldisziplinen: von Maschinenbauern, Elektrotechnikern, Hard- und Softwarespezialisten. Das verlängert oft Entwicklungszeiten.

Zeitbedarf: Mechatronik ist in vielen Bereichen bereits eingeführt und auf dem Vormarsch.

Unternehmen: DaimlerChrysler, BMW, Bosch, Sartorius.

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