Vom Reißbrett auf die Straße: So baut Audi seine Sitze

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Audi Sitzentwicklung

10.000 Mal drückt ein Roboterarm auf die Seitenwange eines Sitzes: Die Audi Ingenieure unterziehen jeden Sitz zahlreichen Belastungstests, bevor er in Serie geht. Doch wie sehen diese Tests aus und wie wird ein Sitz bei Audi entwickelt? Ein Besuch bei den Audi-Sitz-Ingenieuren.

Belastungstests
Der Ein-/Ausstiegstest stellt den Sitzbezug vor besondere Herausforderungen.

Fast zärtlich streichelt sein Arm über die Wange. Immer und immer wieder – insgesamt 10.000 Mal. Bevor falsche Assoziationen aufkommen: Das ist keine Schilderung einer romantischen Filmszene, sondern die Beschreibung eines harten Belastungstest eines Sitzes, der tausendfach in den Autos von Audi verbaut ist. Bei diesem sogenannten Ein-/Ausstiegstest, reibt ein Roboterarm mit einem Reibgewebe über die Seitenwange eines Sitzes, um zu testen, ob Nähte aufgehen oder Schaum abbröselt.
In der Audi Sitzentwicklung in Ingolstadt überprüft ein Team von Ingenieuren alle neuen Sitze, bevor sie in die Serienproduktion gehen. Doch schon Monate bevor es an die Belastungsgrenzen des Sitzes geht, arbeiten die Sitz-Ingenieure bei Audi an dem neuen perfekten Sitz.

Schritt 1: Die Sitzstruktur

Zwei Jahre vor dem Dauertest. Florian Engstler, Ingenieur in der Audi Sitzentwicklung, brütet über seinem Schreibtisch. Sein Auftrag: Zusammen mit seinen Kollegen einen neuen Sitz entwickeln. Neben ihm liegt ein dicker Katalog. „Den Funktionskatalog erhalten wir vom Vertrieb. Darin steht, welche Funktionen der neue Sitz bieten soll“, erklärt Engstler.
Der Funktionsumfang des neuen Sitzes soll keine Wünsche offen lassen: Lordosenstütze, Sitzheizung, zahlreiche Einstellungsmöglichkeiten, verstellbare Wangen, Belüftung, Massagefunktion. „Für diese Funktionen werden wir viel Technik im Sitz verbauen. In einem ersten Schritt entscheiden wir daher, was für eine Sitzstruktur, also was für ein „Skelett“ wir für den Sitz verwenden“, sagt Engstler. „Die Sitzstrukturen sind modular aufgebaut. Je nach Projekt konfigurieren wir die passende Struktur aus den Modulen.“

Die Sitzstrukturen sind modular aufgebaut und können je nach Anforderungen angepasst werden.

Schritt 2: Planung der Komfortflächen

Das Entwicklungsteam konfiguriert eine Sitzstruktur, die genügend Platz für die Technik im Inneren des Sitzes lässt. Nächster Schritt: Die Planung der Komfortflächen. Denn bevor das Design mit seiner Arbeit beginnen kann, klärt das Entwicklungsteam folgende Fragen: Wie breit sollen Lehne und Sitzfläche sein? Wie formen wir die Wangen? Wie gestalten wir die Kopflehne? „Um den Komfort sicherzustellen, arbeiten wir schon zu Beginn der Entwicklung eine Vorgabe für das Design aus“, sagt Engstler. „Anhand dieser Vorgabe kann sich das Design bei seiner Arbeit orientieren.“
Besonders die Breite eines Sitzes stellt eine Herausforderung für die Audi Entwickler dar, denn sie lässt sich nicht verstellen. „Ein Sitz für Jedermann. Das ist das Ziel. Damit sich möglichst jeder in dem Sitz wohlfühlt, beziehen wir uns auf Maße aus der Forschungsliteratur, bei denen zahlreiche Personen vermessen wurden“, sagt Engstler.

Außerdem testen eine Vielzahl von Audi-Mitarbeitern den Sitz auf Sonderfahrten und geben ihre Rückmeldung an die Sitzentwicklung. Aus diesem Feedback, den Forschungsergebnissen aus der Literatur und den Erfahrungen aus den Vorgängerprojekten definieren sich die Maße für den neuen Sitz.
In diesem Entwicklungsstadium kommt auch der „Hüft-Punkt“ ins Spiel. Bei dem sogenannten „H-Punkt“ handelt es sich um einen berechneten Punkt, der beschreibt, wo sich die Hüfte der Person befindet, wenn sie im Fahrzeug sitzt. Davon abhängig ist zum Beispiel die Kopffreiheit oder die Erreichbarkeit von Bedienelementen.

Florian Engstler ist Ingenieur in der Audi Sitzentwicklung.

Schritt 3: Der Strakprozess

Mittlerweile sind die wichtigsten Rahmenbedingungen geklärt: Sitzstruktur, Komfortflächen und H-Punkt. Nachdem das Design mit diesen Vorgaben einen ersten Entwurf erarbeitet hat, beginnt der sogenannte Strakprozess. Bei diesem Prozess sitzen Design, Entwicklung und Qualitätssicherung an einem Tisch und vereinen die Vorgaben und Ideen aus den jeweiligen Abteilungen. „Der Strakprozess bildet sozusagen die Brücke zwischen Design und Konstruktion“, sagt Engstler. „Größte Herausforderung ist hierbei technische, qualitative und produktionstechnische Anforderungen miteinander in Einklang zu bringen.“ Der Strakprozess geht über mehrere Runden und es entsteht ein immer detaillierteres Bild des Sitzes. Danach konstruieren die Ingenieure die einzelnen Teile und bauen den ersten Prototypen. Diesen testen sie bei etlichen Erprobungsfahrten, sammeln Daten und entwickeln den Sitz immer weiter, bis er soweit ist, die Belastungstests zu durchlaufen.

In der Thermalkammer werden die Sitze extremen Temperaturen ausgesetzt

Schritt 4: Die Belastungstests

Nun stehen dem Sitz wirkliche Strapazen bevor. Als Erstes stellen die Ingenieure den Sitz in eine dunkle Kammer und prüfen ihn ein letztes Mal bevor er hinter einer schweren Metalltür verschwindet. Nach und nach erhöhen sie die Temperatur in der Kammer, bis eine ofenartige Hitze von 90 Grad auf den Sitz einwirkt. Kurz darauf wird es frostig, denn die Ingenieure regeln die Temperatur auf minus 30 Grad herunter. „Bei dem thermischen Test setzen wir den Sitz extremen Temperaturen aus, um zu prüfen, wie sich das Material verhält. Bei tiefen Temperaturen könnte das Material spröde werden“, sagt Engstler. Außerdem untersuchen die Ingenieure mit diesem Test, wie lange es bei Minusgraden dauert, bis die Sitzheizung die gewünschte Temperatur erreicht hat.
Eine Station weiter simuliert ein Roboterarm die punktuelle Belastung durch ein menschliches Knie, indem er mit stoischer Regelmäßigkeit immer wieder auf die Sitzfläche drückt. So prüfen die Ingenieure, ob die Sitzoberfläche die Reibung verträgt und die punktuelle Belastung die Sitzheizung beschädigt. „Neben den Dauerbelastungstests gibt es auch die Sicherheitstests. Bei verschiedenen Crashszenarien prüfen wir, wie der Dummy in den Sitz einsitzt und welchen Halt die Kopfstütze bietet“, sagt Engstler.

Nach 42 Monaten Entwicklungszeit und zahlreichen Dauertests ist es geschafft: Nun geht der Sitz in die Serienproduktion.

Der Ein-/Ausstiegstest stellt den Sitzbezug vor besondere Herausforderungen.

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Beim Drehlastwechseltest wird der Sitzflächenbezug geprüft.

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Hier durchläuft ein Sitz den Drehlastwechseltest.

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Wolf-Dieter Rüger

20. April 2016 um 10:37
Die "Bekleidung" des Roboterarms beim Ein-/Ausstiegstest entspricht mit weißem Cotton aber nicht den üblichen Bekleidungen eines Fahrzeugnutzers. Wird die Belastung beim Ein-/Aussteigen auch mit handelsüblicher Kleidung, Jeans-, Freizeithosen und Bussinesskleidung getestet?

Cornelia Boehm

29. April 2016 um 6:07
Hallo Herr Rüger,

die Prüfungen mit Roboter stellen Verschleißtests im Zeitraffer dar, die mit einem sehr rauhen DIN Reibgewebe durchgeführt werden, das teilweise agressiver ist, als normaler Jeansstoff. Die Roboterprogramme simulieren den Verschleiß, den ein- und aussteigende, sowie fahrende Personen mit üblicher Kleidung erzeugen.

Wir hoffen, wir konnten Ihnen mit unserer Antwort weiter helfen!

Herzliche Grüße aus der Audi Blog-Redaktion,
Cornelia Böhm