Querträger ist gleichzeitig Hochdrucktank

TEUFELBERGER und das Magna Powertrain Engineering Center in St. Valentin haben gemeinsam einen Fahrzeug-Querträger aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) entwickelt, der – bei verringertem Gewicht – eine zusätzliche Funktion übernehmen kann.

Ein LKW-Fahrgestellrahmen besteht aus zwei mit mehreren Querträgern verbundenen Längsträgern, in konventioneller Bauweise aus Stahl gefertigt. Diese Querträger werden hoch belastet und haben mit ihrer Steifigkeit einen wesentlichen Einfluss auf das Fahrverhalten und den Komfort der Fahrzeuge.

Multifunktionales Bauteil

Um Gewicht und in weiterer Folge Treibstoff und CO2-Ausstoß zu verringern, wurde der Querträger in Composite-Metall-Hybridbauweise entwickelt. Das Besondere daran: in den Querträger kann zusätzlich ein Hochdrucktank integriert werden, beispielsweise für komprimiertes Erdgas. So spart man doppelt Gewicht ein. Ein Faserwickelprozess kombiniert mit einem Flechtprozess, der Integration von metallischen Krafteinleitungselementen mittels T-IGEL® Technologie und einer Konsolidierung im RTM Verfahren lieferte die optimalen Eigenschaften für die Aufnahme des Innendrucks bzw. der Kräfte im Fahrgestellrahmen.

Serieneinsatz wird angestrebt

„Wir konnten unsere Kerntechnologien Flechten und Wickeln sowie unsere T-IGEL® Metall-Composite-Anbindung in dem Bauteil funktionsgerecht kombinieren; ein wichtiger Schritt für uns Richtung Technologieführerschaft im hybriden Leichtbau. Wir wollen diesen Funktionsdemonstrator gemeinsam mit dem Entwicklungspartner Magna Powertrain ECS und einem Lead OEM für den Serieneinsatz weiter entwickeln“, sagt DI Herwig Kirchberger von TEUFELBERGER. DI Helmut Dannerbauer vom Engineering Center zeigt sich ebenfalls begeistert: „Eine große Herausforderung war für uns der Übergang vom Werkstoff Stahl mit richtungsunabhängigen Eigenschaften zum stark richtungsabhängigen Werkstoff CFK. Hier gibt es viel mehr Optimierungsmöglichkeiten, wie Lagenaufbau oder Faserrichtung. Auch die Verbindungstechnik zu Metallen ist herausfordernd“, und fügt hinzu: „Die gewonnene Anwendungserfahrung für neue Werkstoffe ist für uns wertvoll. Wir beherrschen nun den gesamten Entwicklungsprozess, vom Konzept über Konstruktion, Lagendefinition, Festigkeitsbewertung mit hauseigener Software „FEMFAT laminate“, bis zur Produktion und den notwendigen Tests.“

Links:
ecs.magna.com