Fostabericht P 1056 - Intelligenter Leichtbau durch MehrkomponentenverfahrenFostabericht P 1056 - Intelligenter Leichtbau durch Mehrkomponentenverfahren

P 1056 – Intelligenter Leichtbau durch Mehrkomponentenverfahren

40,00 zzgl. MwSt

ISBN: 978-3-946885-63-4 Kategorien: ,

Beschreibung

P 1056 – Intelligenter Leichtbau durch Mehrkomponentenverfahren

Das Gewicht von Antriebsstrangbauteilen wurde kontinuierlich durch eine beanspruchungsgerechte Konstruktion und die dadurch ermöglichte Einsparung von Material in niedrig belasteten Bereichen reduziert. Mit konsequenter Erhöhung der Leistungsdichte und der damit verbundenen Gewichtsreduktion besteht für den intelligenten Leichtbau von Antriebsstrangkomponenten in der Zukunft weiteres Potenzial. Besonderes Potential bietet dabei eine ganzheitliche Betrachtung der konstruktiven Ausführung des Bauteils, des Werkstoffs, der Wärmebehandlung sowie der eingesetzten Fertigungs- und Fügeverfahren. Durch Kombination verschiedener Fertigungsverfahren und Werkstoffe werden die unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Bauteilbereiche gezielt erfüllt. Damit wird ein belastungsgerechter und kostengünstiger Leichtbau ermöglicht.
Auf Basis der Mehrkomponentenbauweise werden Lösungen erarbeitet, um massive Einzelkomponenten in Gesamtstrukturen einzubinden. So ergeben sich durch höherfeste Bauteile aus Stählen mit gesteigerter Beanspruchbarkeit und optimierten Wärmebehandlungsoperationen zusätzliche Einsatzfelder für umformtechnisch hergestellte Bauteile. Hohe Leistungsdichte und geringeres Bauteilgewicht werden bei derart gebauten Zahnrädern durch den Einsatz eines hochfesten Stahls für einen Zahnkranz mit der hochbelasteten Verzahnung erreicht, der mit einem Radkörper in
Leichtbauweise kombiniert wird. Der Radkörper kann aus höchstfesten Blechwerkstoffen mit sehr geringem Gewicht hergestellt werden. Durch Tiefziehen werden dabei sehr leichte Radkörper mit dünnen Wandstärken erreicht. Darüber hinaus wird beim Paketieren von Blechzuschnitten eine Gewichtseinsparung durch eine beanspruchungsgerechte Auslegung der Speichenform erzielt. Die umformtechnische Herstellung von Radkörpern erlaubt gleichzeitig das form- und/oder reibschlüssige Fügen von Zahnkranz, Radkörper und Welle und ermöglicht so eine kompakte, gewichtsoptimierte Bauweise. Das thermische Fügen eines Presssitzes zwischen einsatzgehärtetem Zahnkranz und Radkörper kann effizient durch gezielte Ausnutzung von Temperaturdifferenzen unmittelbar beim Abschrecken erfolgen. Ausgewählte Prototypen werden hinsichtlich Funktionsverhalten und Haltbarkeit untersucht.
Der Vorteil einer so gebauten Konstruktion (differenzielle Bauweise) gegenüber einer Integralbauweise liegt in der Kombinierbarkeit optimierter Verfahren zur Erzeugung von beanspruchungsgerecht ausgelegten Einzelkomponenten. Die einzelteilbezogenen Verfahren erlauben hierbei eine Optimierung der jeweiligen Prozesse, ohne eine ungewollte Beeinflussung der anderen Komponenten durch beispielsweise eine ganzheitliche Wärmebehandlung zu bewirken.

FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V.
Februar 2020

Beteiligte Unternehmen:
BMW Group, BorTec GmbH, CARL BECHEM GmbH, Daimler AG, Deutsche Edelstahlwerke, Faurecia Autositze GmbH, Georgsmarienhütte GmbH, GKN Driveline Trier GmbH, Hanomag Lohnhärterei GmbH, Härterei Tandler GmbH & Co. KG, Heess GmbH & Co. KG, HOERBIGER Antriebstechnik GmbH, Lindauer DORNIER GmbH, Mac Panther GmbH, Max Aicher Stiftung, MTU Friedrichshafen GmbH, Opel Automobile GmbH, Räuchle GmbH + Co. KG, RENK Aktiengesellschaft, Robert Bosch GmbH, Rohde Schutzgasöfen GmbH, Rohrwerk Maxhütte GmbH, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, SEISSENSCHMIDT GmbH, Sidenor SA, SKF GmbH, Stelter Zahnradfabrik GmbH, SynOpt GmbH, thyssenkrupp Hohenlimburg GmbH, thyssenkrupp Steel Europe AG, TIME Technologie-Institut für, Vallourec Deutschland GmbH, Vestas Nacelles Deutschland GmbH, Volkswagen AG, ZF Friedrichshafen AG

Forschungseinrichtungen:

Institut für Umformtechnik, Universität Stuttgart
Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen, TU München
FZG – Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, TU München
Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT, Bremen