Ressourceneffizienz sowie Reduktion der CO2-Emissionen bei gleichzeitig hoher Sicherheit, Mobilität, Komfort und Wirtschaftlichkeit - das sind die zentralen Herausforderungen, denen sich die Automobilindustrie gegenüber sieht. Neben der Optimierung und der Effizienzsteigerung des Antriebsstrangs besitzt daher vor allem der funktionsoptimierte Leichtbau eine Schlüsselstellung bei der Erreichung dieser Ziele, sowohl für Komponenten und Systeme im Fahrwerk als auch im Antrieb. Hierbei liegt der Fokus vor allem auf dem Einsatz neuer oder alternativer Werkstoffsysteme und, im besten Falle, der Integration neuartiger oder zusätzlicher Funktionen in optimierte Bauteile. In Abhängigkeit der wesentlichen Konzeptparameter - mechanische/thermische Anforderungen, Kosten, Stückzahl, Bauweise etc. - muss eine systematische Werkstoffauswahl des am besten geeigneten Materials erfolgen. Dabei stehen eine Reihe von traditionellen und modernen Werkstoffsystemen wie hochfeste Stähle, Leichtmetalle, Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe im Wettbewerb zueinander. Es hat sich gezeigt, dass die jeweilige konkrete Anwendung und Bauweise das optimale Materialkonzept vorgibt. Dementsprechend sind zukünftige Konzepte für Fahrwerke und Getriebe vorwiegend als Mischbauweisen zu erwarten, die für spezielle Funktionen die Eigenschaften bestimmter Werkstoffe gezielt zur Funktionsdarstellung nutzen. Hieraus ergeben sich neben den zu erwartenden Vorteilen eine Reihe von Herausforderungen wie Fügetechnik (Auslegung, Automation und Handhabung), physikalische / chemische Unterschiede ("Delta Alpha"-Problematik, Korrosion) etc., die detaillierte Betrachtungen und zweifellos weitere Entwicklungen, gerade auch im Bereich der Produktionstechnik, erfordern. Vor allem der Einsatz von faserbasierten Leichtbauwerkstoffen für automobile Serienanwendungen mit größeren Stückzahlen erhält in letzter Zeit zunehmende Aufmerksamkeit, insbesondere für Anwendungen im Bereich der Karosserie. Für die hochbelasteten Bauteile von Fahrwerksstrukturen sowie die speziellen Anforderungen in Getrieben hingegen haben sich bislang nur vereinzelt Anwendungen von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) durchsetzen können. Hierbei gelten vor allem fehlende oder ungenaue Materialkennwerte, aufwendige Auslegungs-, Erprobungs- und Freigabeprozesse, sehr lange Taktzeiten und damit verbundene hohe Fertigungskosten sowie mangelnde Prozesssicherheit für hohe Bauteilqualitäten immer noch als Hemmnis für den substanziellen Einsatz dieser Werkstoffe. Die ZF Friedrichshafen AG als Automobilzulieferer in der Antriebs- und Fahrwerktechnik hat in den letzten Jahren ihre Leichtbauanstrengungen forciert und eine Reihe von innovativen Bauteilen aus FKV und metallischen Leichtbauweisen entwickelt und vorgestellt. Im Rahmen des Vortrages soll neben den grundlegenden Ansätzen für neue Werkstoffe in Antrieb und Fahrwerk vor allem an ausgewählten Beispielen ein Einblick zu Anforderungen, Konzepten, Auslegung, Erprobung und Herstellung gegeben werden.
Wie ermöglichen Werkstoffe neue technische Lösungen in Fahrwerk und Antrieb?
2014
15 Seiten, Bilder, 2 Quellen
Conference paper
Storage medium
German
Wie ermoeglichen Werkstoffe neue technische Loesungen in Fahrwerk und Antrieb?
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