So offen das Design des smart crossblade auch erscheinen mag,

er wird nur einem erlesenen Kreis vorbehalten bleiben;
denn insgesamt wurde der ultimative Fun Cruiser nur 2.000-mal gebaut.
Also ein einzigartiges Sammlerstück mit grenzenlosem Fahrerlebnis!

Bertrandt setzt kompromissloses Fahrzeugkonzept um

Digital Mock-Up, Steifigkeit und Berechnung
An einem Digital Mock-Up (DMU) des crossblade wurden parallel zur Entwicklung virtuelle Testläufe wie z. B. Kollisionsprüfungen und die Simulation von Fertigungs-Toleranzen durchgeführt, um frühzeitig Optimierungen einfließen zu lassen. Das Digital Car diente hierbei als zentrale Schnittstelle aller an der Entwicklung beteiligten Bereiche, auf dessen Basis aktuelle Entwicklungsstadien, Bauteilgewichte und Stücklisten erfasst wurden. Die Biege- und Torsionssteifigkeit beim crossblade sollte auf dem Niveau des Basisfahrzeugs, dem smart cabrio, liegen. Zwar wurde die vorhandene Struktur des smart cabrio übernommen. Aufgrund des außergewöhnlichen Fahrzeugkonzeptes, das dem Gefühl nach grenzenloser Freiheit gerecht werden sollte, fehlten jedoch für die Struktur maßgebliche Bauteile wie beispielsweise Türen und der Windschutzscheibenrahmen.

So errechnete und verglich Bertrandt für mehrere Alternativen die Torsions- und Biegesteifigkeit, um nachfolgend die beste Lösung auszuwählen. Auch das Crashverhalten wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber rechnerisch für den crossblade abgesichert. Als Ergebnis garantieren heute Verstärkungen entlang der Türausschnitte sowie hochgradig steife Türholme die Festigkeit und Steifigkeit der Karosseriestruktur und damit auch die Sicherheit der Insassen.

Homologation
Im Bereich der für eine Zulassung zu erfüllenden Vorschriften waren einige Bauteile für die beteiligten Unternehmen Neuland. Welche Anforderungen hat der TÜV beispielsweise an eine nicht vorhandene Tür? Gemeinsam mit smart, den Kollegen vom Kraftfahrzeugbundesamt und dem TÜV erörterten die Bertrandt-Fachleute, welche Vorschriften zu erfüllen und gleichzeitig sinnvoll sind. Hierbei verlangten das Windshield und der Türbalken geradezu Detektivarbeit, um die passenden Vorschriften, Verordnungen und Zulassungsbestimmungen zu identifizieren. Auch aus der Zulassung des Außenspiegels, einem bauartgenehmigungspflichtigen Bauteil, ergaben sich spannende Diskussionen, die in gemeinsamer Detailarbeit gelöst werden konnten. Heute ist Bertrandt Hersteller des Spiegelsystems.

Versuch und Erprobung
Ein strammes Prüfprogramm wurde während der Entwicklung von und bei Bertrandt mit dem crossblade ausgeführt und aufwendig dokumentiert. Besonders wichtig war hier die Überprüfung aller neu entwickelten Bauteile und Systeme. Schließlich sollte alles ein Fahrzeugleben lang zuverlässig funktionieren. Nach den Spezifikationen des Kundens sowie den gesetzlich vorgeschriebenen Anforderungen durchlief der crossblade alle Erprobungen, die innerhalb einer Gesamtfahrzeugentwicklung bezüglich der Funktion und Lebensdauer anfallen. Hierzu gehören Komponenten- und Funktionstests, Dauerlauferprobungen, Betriebsfestigkeits- und Umweltsimulationen wie Klimawechselprüfungen, Erprobungen zum Kopfaufprall und Airbag sowie Stand- und Schlittenversuche.

Für die Dauererprobung des Türbalkens wurde zum Beispiel ein spezieller Prüfstand entwickelt und gebaut. Bei den unterschiedlichen Umweltsimulationsprüfungen mussten die für den crossblade neu entwickelten Teile ihre Funktionssicherheit beweisen: Türbalken mussten sich jederzeit problemlos öffnen und schließen lassen, Kunststoffteile durften sich nicht verformen, Sitzbezüge auch unter heftiger Sonneneinstrahlung nicht ausbleichen. Um die Parameter zu den Fahrwiderständen zu bestimmen, die für die Zulassung wichtige Abgas- und Verbrauchswerte aufzeigen, nahm Bertrandt Ausrollversuche vor. Crashtests führten smart und Bertrandt in Zusammenarbeit mit dem TÜV durch, um die vorher simulierten Ergebnisse zu überprüfen und die Anforderungen der Homologation zu erfüllen. Abschließend musste der crossblade in einer Sommerklausurerprobung in Laredo/USA zeigen, dass er auch nach tausenden gefahrenen Kilometern noch einwandfrei funktionierte und ansprechend aussah. Hier waren zwei Bertrandt-Mitarbeiter vor Ort, um smart bei letzten Modifikationen am Fahrzeug zu unterstützen.

Prototypenbau und Fahrzeugbau
Insgesamt zwölf Fahrzeuge, so genannte Erprobungsträger, entstanden bei Bertrandt vor dem eigentlichen Serienanlauf. Durch gezieltes Frontloading zog das Bertrandt-Team alle Register, um beim späteren Werkzeugbau zusätzliche Korrekturschleifen zu vermeiden. Der verstärkte Einsatz von Lasersinterteilen (SLS), wie beispielsweise 1:1 Anschauungsmodellen bei kleineren und 1:4 Modellen bei größeren Bauteilen, sicherte frühzeitig Form, Funktion und damit auch Kosten ab. Iterationsschleifen waren durch diese Vorgehensweise innerhalb weniger Tage möglich. So erfolgte der zulassungsrelevante Versuch zur Überprüfung des von Bertrandt entwickelten und gefertigten Außenspiegels auf Basis eines am crossblade befestigten SLS-Außenspiegelfußes. Erst danach schloss sich die Werkzeugherstellung für das Spritzgussverfahren an. Größere Teile wie die Bodenwanne wurden in SLS als 1:4 Modell gesintert, nach Prüfung 1:1 gefräst und auf Basis dieses Fräsmodells ein Gießharzwerkzeug erstellt.

Fazit
Der smart crossblade war ein Projekt, das die Beteiligten in Atem gehalten hat: aufregend und außergewöhnlich. Viele Aspekte außerhalb einer normalen Entwicklung haben den Bertrandt-Mitarbeitern Einblicke in neue Bereiche gewährt, wie beispielsweise Zulassungen beim Kraftfahrzeugbundesamt durchzuführen. Erstmalig trat Bertrandt beim smart crossblade als Generalunternehmer auf und übernahm die Verantwortung für Entwicklung und Produktion eines Fahrzeugs. Bertrandt bedankt sich bei den Kolleginnen und Kollegen von smart und allen beteiligten Partnern für die gute Zusammenarbeit und freut sich auf weitere gemeinsame Projekte.

Wasserfest: Das Interieur

Viele werden ihn kennen, manche schon live gesehen, aber die wenigsten ihn gefahren haben. Die Rede ist vom Kleinstwagen smart crossblade. Als Generalunternehmer für die Smart GmbH hat die Bertrandt AG dieses Spaß-Fahrzeug in nur sechs Monaten entwickelt und dei streng limitierte Kleinserie von 2000 Stück mit dem Produktionspartner Binz auch gefertigt.

Das Spaß-Fahrzeug mit Fahrtwind pur, der smart crossblade, basiert auf dem smart Cabrio, das aber mit einem komplett neuen Exterieur und vielen Veränderungen im Interieur sein Outfit bekam. Die Umgestaltungen im Interieur des crossblade resultierten aus dem außergewöhnlichen Konzept des Fahrzeugs, das kein Dach, kein Verdeck, keine Scheiben und keine Türen aufweist. Dieses Konzept erforderte nicht zuletzt wegen der in verschiedenen Formen auftretenden Feuchtigkeit wie Regen, Tau und ähnlichem besondere Modifikationen des Interieurs. Für das Entwicklungsteam war es eine Herausforderung, den Innenraum so anzupassen, dass das Fahrzeug auch einen Regenschauer schadlos übersteht. Um ein Cabriolet in ein "halbes U-Boot" umzuwandeln, mussten zuerst kritische Stellen identifiziert werden, an denen Wasser zum Beispiel elektronische Systeme beeinträchtigen oder schädigen könnte. Des Weiteren war Stauwasser in Ablageflächen beziehungsweise vertieften Bereichen zu vermeiden. Ein durchdachtes Wassermanagement wurde in Form von Abläufen, Abdichtungen und Blindstopfen entwickelt.

WASSER IN DIE RICHTIGEN BAHNEN LENKEN
Das Fahrzeug erhielt zur Aufnahme und für den gezielten Abfluss von Wasser eine tiefgezogene Bodenwanne mit entsprechenden Ablaufschläuchen. Im Bereich der Sitzbefestigungen ist die Bodenwanne ausgespart und nachträglich mit Dichtungsmasse abgedichtet worden. Im Kraftfluss dieser sicherheitsrelevanten Verschraubung darf sich kein Kunststoffbauteil befinden, weil ansonsten der Kunststoff bei der hohen Flächenpressung nachgeben und sich die Verschraubung lösen würde. Bei der Auswahl des Bezuges für die Sitze und die Instrumententafel waren Ästhetik und technische Anforderungen zu berücksichtigen. Ein wasserdichtes Material mit gewünschtem Design, UV-Stabilität sowie geforderter Flammschutzausrüstung wurde identifiziert und speziell für diese Kleinserie produziert. Mit diesem "Bezugsstoff" verkleidete man auch das Handbremshebelelement bis an die Bodenwanne. Dieser Überzug und ein stabilisierender Rahmen wurden mit Dichtmasse verklebt und mit der Wanne verklipst. An und unter der Instrumententafel befinden sich zum größten Teil Kabelverbindungen und elektronische Bauteile, die besonders wassergeschützt werden mussten. Die Schalter und Bedienelemente, die sich beim smart Cabrio nach oben orientieren, wurden an Positionen verlagert, die dem direkten Regen weniger ausgesetzt sind. Obwohl der cossblade jeden Regenschauer gut aushält, besteht die Möglichkeit, das Fahrzeug im Parkbetrieb mit einer Persenning abzudecken. Diese findet der Crossblade-Fahrer im Kofferraum verstaut und stülpt sie von dort über.Wie ein gutes Zwei-Mann-Zelt hat die Persenning ein Gestänge, um die Form der Überdachung und somit den Wasserablauf und den Schutz vor Staub und Schmutz zu gewährleisten.

NEUES KONZEPT - NEUE ANFORDERUNGEN
Abgesehen vom fehlenden Dach kommt dieser außergewöhnliche Fahrzeugtyp auch ohne eine Frontscheibe aus. An deren Stelle ist ein Windabweiser vorhanden, so dass der Scheibenwischer samt Betätigungshebel entfiel. Um die freigewordenen Öffnungen zu schließen, mussten in Zusammenarbeit mit den Designern von Smart neue Bauteile gestaltet und entwickelt werden. Im Bereich des Cockpits waren daher ebenfalls umfangreiche Veränderungen erforderlich. Als Beispiel sei hier die Mittelkonsole genannt, an der zahlreiche Bauteile weggefallen sind oder umgestaltet werden mussten. Der Ausströmer für die Frischluftversorgung wurde überflüssig und zur Ablage umkonstruiert,weil im Innern des crossblade kein Mangel an Frischluft herrscht. Jedoch blieb das Gebläse in seiner Funktion bestehen. An kühlen Tagen ist ein warmer Luftstrom im Fußraum angenehm, und zudem dient ein gewisser Anteil der angewärmten Luft zum Trocknen der Instrumententafel. Der Gebläseschalter und der Warnblinkerschalter zogen an eine regengeschütztere Lage um und bekamen beide ein neues Design. Um den Wassereintritt an der Öffnung des Heizschiebers so gering wie möglich zu halten, war es nötig, den Spalt mit einer Dichtlippe zu schützen. Für die Lösung kam aufgrund des dauerhaften, elastischen Rückverformungsverhaltens nur ein Elastomer wie Gummi als Werkstoff in Frage.Die Heizschieberblende wandelte sich in ein Zwei-Komponenten- Bauteil, um dem Schutz vor Wasser sowie den Designansprüchen gerecht zu werden. Nach endgültiger Festlegung der Befestigungskonzepte, fertigte Bertrandt Spritzgießwerkzeuge an und produzierte alle Spritzgussteile im Haus.

WER GUT DICHTET, DER GUT FÄHRT
Des Weiteren waren im Cockpit umfassende Abdichtmaßnahmen erforderlich, um elektronische Systeme vor dem Eindringen von Wasser zu schützen. Beispielsweise durfte das empfindliche Airbagsystem nicht mit Wasser in Berührung kommen. Direkt unter der Mittelkonsole befindet sich das Airbag-Steuergerät, das im crossblade geschützt in eine antistatische Folie eingepackt ist und so den Wassertropfen Stand hält. Doch damit das Wasser erst gar nicht soweit kommen kann, wurde auf die Instrumententafel eine Dichtung aufgeklebt, die rund um die Mittelkonsole eine Barriere bildet und die das Wasser links und rechts ablaufen lässt. Dieses Prinzip wurde von den Abdichtmaßnahmen am Kombiinstrument übernommen. Hier darf keine feste Verbindung zwischen Abdeckung und Instrumententafel bestehen.Wenn beim Crash das Lenkrad aus dem Gefahrenbereich abtaucht, darf das Kombiinstrument diese Bewegung in keiner Weise beeinträchtigen, sondern muss frei über die Instrumententafel hinweg gleiten können. Teilaufbauten der Instrumententafel, bestehend aus Prototypenteilen, sind in den unterschiedlichen Entwicklungsphasen beregnet worden. Neben der Erprobung des Abdichtungs- und Ablaufsystems war es wichtig zu prüfen, wie sich die Airbags nach der Beregnung entfalten. Um einen Wassereintritt beim Fahrerairbag zu vermeiden, wurde eine Airbag-Schutzhülle konzipiert, die bei Regen über das Lenkrad gestülpt wird. Die Schutzhülle ist mit einer Sollbruchstelle ausgestattet, damit sich der Airbag auch im "verhüllten" Zustand richtig entfalten kann. Alle Abdichtmaßnahmen wurden im Zusammenspiel von Entwicklung, Konstruktion, Prototypenbau und Versuch kurzfristig überprüft und umgesetzt.

VERSUCHE ZU KLIMAWECHSEL UND SONNENSIMULATION
Zahlreiche Versuche gab es auch bei der Klimawechselprüfung und der Sonnensimulation. Hier mussten alle Interieurteile zur visuellen Beurteilung des Aussehens sowie der Kontur-, Farb- und Glanzänderung beziehungsweise der UV-Beständigkeit zur Bewertung vorliegen.Die Kopfaufprallpads, die sich hinter Fahrer- und Beifahrersitz im Überrollbügel befinden, unterlagen ebenso dieser Prüfung.Wegen der nahen Sitzposition zum Überrollbügel wählte man Schaumpads aus, um im Falle eines Crashs den Aufprall des Hinterkopfes großer Passagiere zu dämpfen. Die geometrischen Vorgaben des Designs schränkten die Auswahl geeigneter Schaumsysteme ein. So wurden an einem Teilaufbau Versuche in Anlehnung an die Richtlinie ECE-R 21 durchgeführt, bei denen eine Kugel an einem Pendel gegen die Pads schwingt, um die Eigenschaften des Schaums zum Erreichen der Anforderungen zu prüfen und festzulegen.Weitere Aufprallversuche erfolgten an der Mittelkonsole. In diesem Bereich mussten bei allen modifizierten Bauteilen die behördlich vorgeschriebenen Mindestradien eingehalten werden. Trotz aller Änderungsmaßnahmen speziell im Innenraum blieb der Charakter eines typischen Fahrzeugs aus dem Hause Smart erhalten.So bestehen etwa Sitze, Instrumententafel und Kombiinstrument in ihrer Form weiter. Diese wurden aber im Detail so verändert, dass sie den neuen Anforderungen entsprachen. Darüber hinaus trägt der Crossblade, ohne Dach und nur mit Türbalken als Seitenschutz, sein ganz eigenes Gesicht. So individuell dieses Fahrzeug ist, so speziell waren auch die Modifikationen, basierend auf dem Smart cabrio - eine einzigartige Herausforderung für ein Entwicklungsteam. In sehr kurzer Zeit hat Bertrandt gemeinsam mit smart und seinen Projektpartnern aus einer Designstudie ein Fahrzeug entwickelt, das den hohen Sicherheitsstandards von smart stand hält und einen sehr hohen Spaßfaktor mit sich bringt. Zudem konnte in dem Sechs-Monats- Projekt mit dem Partner Binz GmbH & Co. in Lorch bei Schwäbisch Gmünd auch die Produktionsplanung und die letztendliche Fertigung dieses Fahrzeugs, für einen Entwicklungsdienstleister wie Bertrandt noch ungewöhnlich, erfolgreich und schnell realisiert werden. Jeder der einmal das Glück hat, in einem crossblade zu fahren, wird sich gern daran erinnern, auch dann, wenn es einmal regnen sollte.

Innovationspreis 2002

Firmenpreis – Karosserie-Vollauskleidung „smart crossblade“
Erstmals in der Entwicklung von Polyurethan-Karosserieteilen wurde mit den PURbodyparts für den smart crossblade serienmäßig nahezu die gesamte Karosserie mit anspruchsvollen Anforderungen an Design, Form und Eigenschaften im Automobilbau verwirklicht. In einer kurzen Entwicklungszeit von 6 Monaten wurden von den Stoßfängern über die Frontpartie bis hin zum Überrollbügel die Teile zur Serienreife gebracht. Dabei wurden mehrere Schaumsysteme mit unterschiedlichen Eigenschaften wie z. B. die Wärmeformbeständigkeit bis ca. 135 °C zu Elementen verbunden.

Preisträger: Almotex Paul Zeitler GmbH & Co KG, Deizisau
(Systementwickler: Bertrandt Technikum GmbH)

DEN NACHWUCHS FÖRDERN – INNOVATIONEN VORANTREIBEN
Fachverband Schaumkunststoffe – FSK e. V.