Vom Holzmodell zur Mehrkörpersimulation.

Die PANTHER-Entwicklung im Zeitraffer der rechnergestützten Konstruktion.

Wenn Helmut Peherstorfer, Konstrukteur der ersten Stunde, an die Anfänge der PANTHER-Entwicklung vor 30 Jahren zurückdenkt, muss er schmunzeln: „Wir hatten das Reißbrett zwar schon mit dem Computer getauscht, jedenfalls teilweise, aber wir konstruierten nach wie vor in 2D und produzierten massenhaft Papierpläne. Das hatte alles noch recht wenig mit dem zu tun, was wir heute unter 3D-CAD-Engineering verstehen.“

Vor allem, wenn es um die Darstellung der dritten Dimension ging, kam man Anfang der 1990er-Jahre um analoge Technik nicht umhin. Helmut Peherstorfer: „Der Modell- und Prototypenbau spielte eine zentrale Rolle. Wir haben uns über die verschiedensten physischen Modelle in Maßstäben bis 1:10 an das Design des Ur-PANTHER herangetastet und die Kabine sogar in Originalgröße als Holzmodell gebaut, um die Verschneidungen der verschiedenen Flächen und Radien genau beurteilen und anpassen zu können.“ Die daraus entstandenen Mustermodelle bildeten schließlich die Grundlage für die Konstruktions- und Angebotszeichnungen.

Erste Festigkeitsberechnungen

Die zweite PANTHER-Generation Ende der 1990er-Jahre entstand bereits komplett am PC – und in 3D. „Die Software wurde besser und wir im Umgang damit auch“, sagt Erwin Affenzeller, so wie Helmut Peherstorfer eine der Stützen in der PANTHER-Konstruktion. Es wurden und werden bis heute zwar immer noch Modelle gebaut, die Vorteile der virtuellen Darstellung waren aber überzeugend: Die dreidimensionale Ansicht eines Bauteils war nun über eine Software generierbar und Änderungen konnten umgehend visualisiert werden. Gleichzeitig wurde mit den CAD-Modellen die Datenbasis für zahlreiche Folgeprozesse gelegt, beispielsweise um die CNC-Werkzeugmaschinen in der Fertigung ansteuern zu können.

Außerdem wurden in die Modelle Materialeigenschaften eingebracht, wodurch ausgehend vom digitalen Entwurf nun auch Berechnungen und Analysen nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt werden konnten. Erwin Affenzeller: „So ließ sich prüfen, ob konstruierte Bauteile und Strukturen über die geforderte Festigkeit und Steifigkeit verfügen, und konnten diese bei Bedarf rasch digital optimiert werden. Die ersten virtuellen Crash-Berechnungen mit der Kabine wurden ebenfalls erst durch FEM möglich und umgesetzt. Und auch ergonomische Betrachtungen wurden bereits in digitalen Mockup-Prozessen durchgeführt.“

Virtuelle Fahrwerksentwicklung

Das Zeitalter der virtuellen Fahrwerksentwicklung begann mit der dritten PANTHER-Generation. Wolfgang Luftensteiner, heute Leiter der Chassis-Entwicklung, erinnert sich: „Es ging 2011 darum, die zulässigen Achsgewichte des PANTHER 6x6 zu erhöhen, um ihn mit dem neu entwickelten Löscharm ausstatten zu können. Dabei wurde das gesamte Fahrwerk überarbeitet und das Basis-Setup, also die Abstimmung von Federn, Dämpfern, Stabilisatoren und der kompletten Achskinematik, erstmals mit Hilfe von so genannten Mehrkörpersimulationen erarbeitet. Über Mehrkörpersimulationsmodelle des Gesamtfahrzeugsystems konnten noch vor den ersten realen Testfahrten Aussagen über die Fahrdynamik und das Fahrverhalten getroffen werden. Außerdem ließ sich der gesamte Entwicklungsprozess bis zum Serienanlauf effizienter gestalten.“

Das war der entscheidende Durchbruch im Bereich des virtuellen Engineerings und wird bis heute so gehandhabt. Wolfgang Luftensteiner: „Eine der großen Herausforderungen beim PANTHER war und ist, dieses hochdynamische System aus großen Massen, die bei hohen Geschwindigkeiten bewegt werden, so zu gestalten, dass es von den Einsatzkräften in extremen Situationen sicher und zuverlässig beherrscht werden kann. Über die Mehrkörpersimulationen wissen wir, wie sich die einzelnen Teilsysteme und das gesamte Fahrzeuge unter den verschiedensten Belastungen verhalten und können jeden Bauteil unter dem Gesichtspunkt der Performance-Steigerung optimieren.“