BMW_S1000RR_Showlores.pdf

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BMW S1000RR Showlores
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  1. 1. Grundmotor und Leistungsentwicklung Performance over the top „Vieles haben wir am Computer simuliert. So etwa auch die Durchbiegung der Kurbelwelle mittels FEM (Finite Elemente Methode).“ laserte Sandkerne, die wir in einer eigenen Abteilung bei uns im Unterm Strich gab es dabei kaum Probleme, und das Ergebnis kann Hause herstellen ließen, aus Aluminiumguss fertigen lassen. Alles sich sehen lassen. Wir haben beim Motor ja von Anfang an auf andere, was ein erster Motor so benötigt, wurde in CNC-Technik Leichtbau geachtet – es sollte der zum Zeitpunkt der Markteinfüh- hergestellt. rung leichteste Motor im Feld werden. Aus diesem Grunde kam ein In dieser Aufbauphase war es wichtig, dass wir Werkstätten für die Kassettengetriebe nicht infrage, da es von der Konfiguration her mechanische Bearbeitung an der Hand hatten, wo wir Teile im Falle Nachteile besitzt. So benötigt es etwa einen separaten Deckel, notwendiger Änderungen sehr schnell nacharbeiten lassen konnten. und vor allem lässt sich das Motorgehäuse nicht so kompakt aus- Zu Anschauungszwecken haben wir ganz in der Anfangsphase legen. Fahrwerksseitig gilt es immer, eine möglichst lange auch einen 1:1-Motor in Laser-Sinter-Technik, also ebenfalls im Schwinge zu realisieren, was nur mit einem kurz bauenden Motor Rapid Prototyping, gebaut, damit man vorab auch mal sehen mit übereinander liegender Primär- konnte, wie so etwas real und dann auch in eingebautem Zustand und Abtriebswelle gelingt. Hier hätte Mittels der FEM-Be- aussieht. Da er kaum etwas wiegt, konnten wir ihn überall hin mit- uns ein Kassettengetriebe mit zu- rechnung (Finite Ele- Die übereinander an- nehmen, auf den Tisch stellen und sagen: „So sieht er aus, unser sätzlicher Raumforderung beauf- mente Methode) las- geordneten Getriebe- Motor!“ schlagt. sen sich unter ande- wellen sparen Bau- rem auch Biege- länge. So konnte der Bewusster Verzicht auf ein Kassettengetriebe. Langes Rechnen über schwingungen der Motor der RR nicht Die Entwicklung des Getriebes war ebenfalls eine spannende Auf- Bohrung und Hub. Kurbelwelle simulie- nur extrem schmal, gabe. Erstmalig haben wir ein Getriebe selbst konstruiert und dann Anfangs wollten wir 81 mm Bohrung ren. In der Grafik sondern auch sehr mit einem neuen Lieferanten hergestellt. Das war eine große He- machen, sind dann aber nach langem oben wird dies über- kurz ausfallen. rausforderung, selbst so ein Getriebe auf die Beine zu stellen – ohne Rechnen und Überlegen doch auf 80 spitzt dargestellt – in Unterstützung eines Getriebeherstellers. Das Ziel dabei war klar: Es mm Bohrung gegangen. Der eine Mil- der Realität fallen die Durchbiegungen mi- musste mindestens genau so gut sein wie die Getriebe des Wett- limeter hört sich jetzt vielleicht nach nimal aus. bewerbs. wenig an. Da wir aber Mindestanfor-44 45
  2. 2. CNC-bearbeiteter Kolbenboden. Geld in die Hand nehmen und für bestimmte Bauteile besonders Da unser Motor über eine sehr große Bohrung verfügt, müssen wir leichte Materialien verwenden. Im Falle der RR bedeutete dies, in der Serienfertigung ganz besonders auf Toleranzen beim Verdich- dass wir den Ventildeckel, die Ölwanne sowie die Motordeckel links tungsverhältnis achten. Bereits eine minimale Toleranz in der Kom- und rechts in Magnesium-Druckguss gefertigt haben. Sämtliche pressionshöhe wirkt sich in einer deutlichen Zu- oder Abnahme des anderen Bauteile haben wir auf besonders dünne Wandstärken hin Verdichtungsverhältnisses aus. ausgelegt. Am Ende kamen wir dann auf 59,8 Kilogramm. Auch hier hat uns Der Kupplungsdeckel Auch der gut sicht- Daher verfügt der Kolben über eine die Computer-Simulation stark unter- ist aus Gewichtsgrün- bare Deckel im Be- kleine Besonderheit. Sein Boden ist stützt, anhand derer wir in der Lage den aus einer sehr reich des Starter- leichten Magnesium- rotationssymmetrisch bearbeitet, al- waren, das Gewicht mit einer Abwei- triebs wurde zur wei- Legierung gefertigt. so überdreht, und sowohl er als auch chung von 2 bis 3 Prozent voraus zu teren Gwichtsredu- Schließlich ging es um der Zylinderkopf verfügen zusätzlich berechnen. Eine Menge Arbeit lag dann zierung aus Mag- jedes Gramm. über spiegelbildliche rotationssym- im Detail, als es galt, die letzten Gramm nesium gefertigt. metrische Quetschflächen. Damit er- zu finden. Dazu erstellten wir extra eine zielen wir in der Serienfertigung nicht nur eine bestmögliche Gewichtsliste, wogen Bauteile, verglichen sie mit Teilen unserer Strömungsgunst, sondern drücken die Serienstreuung insbeson- Mitbewerber und legten schließlich fest, wo wir noch Material ein- dere beim Verdichtungsverhältnis auf ein Minimum. sparen konnten. Eine sehr spannende Angelegenheit. Leichtbau-Motor für das „Project Superbike“. Am Computer simulierter Ölkreislauf. „Getrieben vom Ziel, einen sehr leichten Motor Der Titel „Project Superbike“ und mithin der Leichtbau, wo immer Auch für die Auslegung sämtlicher Fluid-Systeme und insbesondere es möglich war, hat sich wie ein roter Faden durch die Entwicklung des Ölkreislaufs haben wir uns Computer-Simulationen bedient, die zu bauen, entschieden wir uns bei verschiedenen gezogen, gerade auch beim Motor. Die Zielvorgabe lautete unter später dann in der Praxis auf dem Prüfstand abgeglichen werden. Gehäuseteilen für Magnesium als Werkstoff.“ 60 Kilogramm – das ist natürlich nur realisierbar, wenn Sie etwas Dazu werden am Motor an verschiedenen Stellen Drucksensoren52 53
  3. 3. Fahrwerk Die Frage nach dem idealen Fahrwerskon- zept wurde nach Ab- wägen unterschied- licher Konzepte mit einem Leichtmetall- Brückenrahmen, Zwei- arm-Hinterrad- schwinge sowie Up- side-down-Telegabel beantwortet. Eine Möglichkeit zur „Selbst die Frage nach dem idealen Anhebung des Fahr- Standrohrdurchmesser der Upside-down-Gabel zeughecks und einer damit verbundenen wurde in unserem Team intensiv diskutiert.“ Änderung der Fahr- Bremsstabilität, und auch auf der Landstraße bot das System Vor- werksgeometrie ge- teile, da es lageneutraler arbeitet. Aber alle Rennfahrer, die das Mo- stattet das exzen- torrad im Rahmen dieses Tests bewegten, bemängelten, dass tiefes trisch gefertigte Ein- satzstück am oberen Hineinbremsen in die Kurve mit transparentem Feedback nicht Federbeinauge. möglich war. In diesem Moment war klar, dass wir uns für eine Te- legabel entscheiden würden. Wie sieht die optimale Telegabel aus? Eine Telegabel in einem Supersportler stellte für uns zunächst Neuland dar, und so haben wir zunächst die üblichen, auf dem Markt befindlichen Systeme analysiert. Letztlich kamen wir zu dem Schluss, dass es kaum gravierende Unterschiede gibt, dass es im Bereich der Hydraulik aber Sinn machte, den Durchmesser des Dämpfereinsatzes – der so genannten Cartridge – zu vergrö- ßern. Hierdurch versprachen wir uns vor allem eine größere Abstimm- freiheit. Auf das Gewicht hat der größere Durchmesser nahezu keinen Einfluss, und so entschieden wir uns, an Stelle der damals üblichen 20 Millimeter Durchmesser hier auf 30 Millimeter zu gehen. Im Zuge unserer Untersuchungen haben wir uns auch ausgiebig dem idealen Standrohrdurchmesser gewidmet. Dabei reichte die Bandbreite von 43 bis 50 Millimeter. Am Ende haben wir uns für72 73
  4. 4. No compromise auch formensprachlich Abseits von Verklei- Eine sehr emotional Diese verfügten dann auch über „Am Ende der Prozesskette steht ein so dungsteilen zählen geprägte, bewusst ein Rolling Chassis, das geschweißt wurde. Es besaß Räder, Schwinge, genanntes Feasibility Model. Mit maximaler gerade auch Schwinge übersteigerte De- und Endschalldämpfer signzeichnung der Kette, Bremsen, und sah aus wie ein Fertigungsgenauigkeit dient es als Referenz zu den wesentlichen RR von Ola Stene- fahrbereites Fahrzeug. Elementen des RR- gard aus dem Jahr für den Bau der Serien-Werkzeuge.“ Designs. 2006. Hier stand der Plastilin eignet sich hervorragend als hoch dynamische, Werkstoff für Modelle. Wenn es er- bärenstarke Charak- wärmt wird, ist es weich und gut ter der RR im Vor- formbar, bei Zimmertemperatur hin- dergrund. gegen ziemlich fest und lässt sich mit Werkzeugen, Klingen und Messern bearbeiten. An diesem letzten Modell finden sich unterschiedliche Materialien. Etwa gefräste Kunststoffteile, die nachbearbeitet werden können. Da bei diesem Feasibility-Modell die Maßgenauigkeit an erster Stelle steht, ist der Unterbau kein traditioneller Motorradunterbau, sondern eine massive, gefräste, auf höchste Maßhaltigkeit ausgelegte Kon- struktion. Lediglich die Teile, die sich durchaus ändern könnten, belassen wir dann noch in Plastilin. Ergänzt wird dieses Modell durch Teile, die im Rapid-Prototyping-Verfahren gefertigt wurden. Zum Beispiel die Lenkerstummel.134 135
  5. 5. Enge Zusammenarbeit mit den Diese Zusammenarbeit mit den Kol- Die Konkurrenz ist Auf seiner Hausstre- Serienentwicklern in München. legen der Serienentwicklung in Mün- speziell in der Super- cke im australischen Für eine Lösung derartiger Probleme gibt es grundsätzlich zwei chen funktionierte von Anfang an bike-WM extrem hoch. Phillip Island zele- Ansätze. Einmal den ingenieurhaften, bei dem man etwas berech- sehr gut und hat sich stetig weiterent- Nur wenige Zehntelse- brierte Troy Corser net, umsetzt und anschließend auf der Rennstrecke ausprobiert. wickelt. Aus unserer Rennerfahrung kunden entscheiden die für ihn so charak- Hierbei unterstützen uns die Kollegen aus der Serien-Entwicklung heraus können wir nun die eine oder über Sieg, Podest oder teristischen Whee- auf der theoretischen Seite mit ihrem Wissen und ihrer Erfahrung. andere Anforderung formulieren, die einen Platz im Mittel- lies für seine Fans. Wenn es jedoch von der theoretischen Seite her keinen eindeuti- auch für die Entwicklung des Serien- feld. Hier in Kyalami Bereits in seinem gen Ansatz gibt, dann bleibt letztlich nur der empirische Versuch. motorrads interessant sein könnte. Je hält sich Troy Corser ersten WM-Jahr 1994 seine Widersacher sorgte er damit für Dann versuchen wir Modifikationen, wie sie beispielsweise bei der mehr wir an Erfahrung gewinnen, vom Leib. spektakuläre Unter- Konkurrenz vorgenommen wurden, zu erproben und das Ergebnis desto präziser können wir sagen, was haltung. anschließend nachzuvollziehen. Eine Arbeitsweise, die im Renn- am Serienmotorrad in Bezug auf unseren Rennsporteinsatz noch sport weit verbreitet ist. optimiert werden kann. Hier wird durchaus eine Art Vorentwicklung für ein zukünftiges Serienprojekt betrieben. Was die generelle Entwicklung des Rennmotorrads betrifft, arbeiten wir seit der ersten Stunde mit den Kollegen in München zusammen. Die RR dominiert den Stocksport – Etwa im Bereich der Aerodynamik. Hier schränkt uns das techni- Badovini überlegener Champion. sche Reglement der Superbike-Weltmeisterschaft aufgrund der Sil- Wie gut den Entwicklern in München die Serienversion der S 1000 RR houette-Regel zwar stark ein, da die Kontur der Verkleidung nicht gelungen war, bewies sie 2010 im Superstock 1000 FIM Cup. Mit verändert werden darf, doch in Details sind Änderungen durchaus 245 Zählern – und satten 98 Punkten Vorsprung auf den Zweitplat- möglich. Hierbei sind die Zusammenarbeit mit den Aerodynamik- zierten – dominierte die RR unter dem Italiener Ayrton Badovini Experten von BMW in München sowie die Nutzung des BMW Wind- diese extrem seriennahe Stocksport-Klasse, die so gut wie keine kanals natürlich sehr hilfreich. technischen Änderungen am Motorrad erlaubt. Bei dieser im Rah-160 161
  6. 6. Die Vormontage der vier Krümmer samt Klappensteuerung und Seilzügen ent- puppte sich in der Serienfertigung als Herausforderung. Die Sicherstellung der definierten Fertigungs- qualität setzt wieder- kehrende Kontroll- messungen voraus, hier am Stirnradtrieb der Kurbelwelle. Änderungen und Erkenntnisse aus den Erprobungen, der Entwick- Das Credo war aber immer: K46, ein Kernbaustein der Zukunfts- lung aber auch die neusten Teilestände der Lieferanten in die Fahr- sicherung Werk. zeuge einfließen zu lassen. Der Spagat aus bestmöglichem Teilestand zu den Baustufen und den Rahmenbedingungen eines Serienferti- Lieferantenauswahl für den ersten gungswerkes war immer wieder eine Herausforderung. Wie beschrie- Supersportler von BMW Motorrad. ben sind in einem Serienwerk definierte Rahmenbedingungen Heute arbeiten im BMW Werk Berlin-Spandau 1700 Mitarbeiter erforderlich, um in den Werksprozessen hundert Prozent der Fahr- im Bereich Motorrad und circa 200 weitere in der Bremsschei- zeuge in der vom Kunden erwarteten Qualität zu fertigen. Zum an- benfertigung. Bedeutete das Projekt S 1000 RR allein für die Ent- deren bedeutete jedes nicht gebaute Fahrzeug Deckungsverlust für wicklungsabteilung in hohem Maße Neuland, so stellten sich das Unternehmen. Diesen Maximen eines Produktionswerkes war auch im Bereich der Serienfertigung neue, anspruchsvolle Auf- auch das Projekt K46 untergeordnet. Immer wieder waren Sonder- gaben. Hierzu zählte die Auswahl geeigneter Lieferanten ebenso maßnahmen nötig. Die Mitarbeiter-Schulungen wurden zum Teil über wie die Sicherstellung hoher, BMW typischer Qualität im neuen Sonderschichten vor den Baustufen durchgeführt, die Eintaktung in Marktumfeld der Supersportler. die Bänder direkt in der täglichen Produktionsrunde vereinbart, die Dem Premiumanspruch der S 1000 RR entsprechend, wurden Bereitstellung der Teile oder auch die Verfügbarkeit der Spezialisten eine ganze Reihe von Spitzenlieferanten ausgewählt. So etwa vor Ort nur über persönliches Engagement und die absolute Motiva- Asso als Kolben- und Herzog als Getriebe-Lieferant oder Sachs tion am Projekt aller Bereiche möglich. Trotzdem führte das natürlich als Zulieferer des Federbeins. Abgesehen von den hohen Quali- auch vereinzelt zu Spannungen, sowohl in der Produktionsrunde des tätsanforderungen gilt es, auch preislich wettbewerbsfähig zu Werkes (tägliches Gremium der Werksführungskräfte zur Sicherstel- sein. Die Auswahl des Lieferanten darf an bestimmten Stellen, lung der Produktionsvorgaben) wie in den Anlaufbesprechungen wo es auf höchste technische Funktionalität ankommt, nicht der (höchstes Gremium für die Abstimmung von Anlauf-kritischen The- Prämisse „best cost“ gehorchen – hier steht der Anspruch „best men, bestehend aus der Leitung des Fahrzeugprojekts und den Füh- concept“ klar im Vordergrund. An anderer Stelle, wo die Funktiona- rungskräften des Werks). lität eine eher untergeordnete Rolle spielt, muss hingegen „best176
  7. 7. Im Detail optimiert Die BMW S 1000 RR, Modelljahr 2012 der neuen S 1000 RR. Im Zuge der dafür notwendigen Änderungen In der sportlichsten Farbkombination Mit neuen Farbvari- Die neue Fahrlage Erweiterter Umfang am Hauptrahmen wurde auch die Querschnittsfläche der Ansaug- Racing red uni/Alpinweiß uni wirkt anten wie hier Ra- und Fahrwerksgeo- von Sonderausstattungen luftführung durch den Steuerkopf für noch effektiveren Luftdurch- die RR bereits im Stand kraftvoll und cing red uni in metrie der RR resul- und Sonderzubehör. satz vergrößert. Ein einstellbarer hydraulischer Lenkungsdämpfer schnell, während Bluefire uni ihr Verbindung mit Alpin- tieren aus modifizier- Zur Individualisierung der neuen rundet das Paket von Fahrwerksoptimierungen ab. einen betont extravaganten Look weiß uni ging die RR ten Werten für Steu- S 1000 RR erweitert BMW Motorrad verleiht. ins Modelljahr 2012. erkopfwinkel, Offset, den Umfang von Sonderzubehör und Instrumentenkombination mit neuen Funktionen. Lage des Schwingen- Sonderausstattungen ab Werk um ei- Die grafische Gestaltung des Drehzahlmessers wurde im Hinblick Einen sportlich-dynamischen Auftritt drehpunkts sowie Ga- nige attraktive Features. Besonders auf bessere Ablesbarkeit überarbeitet. Zudem ist das Display jetzt bietet Saphirschwarz metallic und in den Motorsport-Farben von belüberstand und Fe- sportlich orientierte Fahrer können die derbeinlänge. dimmbar und im Funktionsumfang ergänzt. So erlaubt der Laptimer BMW Motorrad stellt die neue S 1000 RR den direkten Bezug zu RR ab 2012 mit einer HP Titan-Abgas- nun die Anzeige der „Best lap in progress“ und mittels „Speedwar- BMW Motorrad Motorsport her. Das markante RR Logo wurde anlage (mit oder ohne ABE) oder dem HP Race Datenlogger aus- ning“ wird dem Fahrer auf Wunsch das Überschreiten einer be- leicht überarbeitet. rüsten. Den frühmorgendlichen Rennstreckeneinsatz oder längere stimmten Fahrgeschwindigkeit signalisiert. Fahrten bei kalter Witterung erleichtern auf Wunsch nun die als Son- Zusätzliche optische Akzente setzen die in schwarz, glänzend, derausstattung erhältlichen, in zwei Stufen einstellbaren Heizgriffe. Verfeinertes Design und neue Farbgebungen. lackierten Räder sowie die rote Feder des Zentralfederbeins. Je- Die neue S 1000 RR profitiert nicht nur von technischen Weiterent- weils dazu passend ist die Schwinge entweder mit einer Eloxal- Für reinen Rennstreckeneinsatz sind weitere Hilfsmittel verfügbar: wicklungen in den Bereichen Motor, Fahrwerk und Cockpit. Auch in Beschichtung versehen oder in schwarz gehalten. HP Race Schaltschema-Umkehrung oder HP Race-Calibration Kit, puncto Design macht sie nochmals einen Schritt nach vorne. Die mit dessen Hilfe ganz individuell Einfluss auf Parameter der Motor- Heckpartie wurde deutlich schlanker gestaltet. Die asymmetrischen Mit dem Ziel einer verbesserten Ergonomie wurden die Fersen- steuerung, Traktionskontrolle, Schaltassistent, Geschwindigkeits- Seitenverkleidungen wurden dezent überarbeitet, das Airboxmittel- bleche für den Fahrer neu entwickelt. Die Ausleger der Sozius- begrenzer Boxengasse usw. genommen werden kann. cover mit seitlichen Öffnungsgittern versehen. Ein neues, prägnantes fußrasten wurden schlanker gestaltet. Erkennungsmerkmal stellen die beiden „Winglets“ am Verkleidungs- oberteil dar, welche die aerodynamischen Qualitäten steigern.186 187

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