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SS 20166 Karosserieleichtbau1 Quelle: Mercedes-Benz Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SLS AMG (ab 2010) Rohkarosserie Mercedes-Benz.

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Präsentation zum Thema: "SS 20166 Karosserieleichtbau1 Quelle: Mercedes-Benz Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SLS AMG (ab 2010) Rohkarosserie Mercedes-Benz."—  Präsentation transkript:

1 SS Karosserieleichtbau1 Quelle: Mercedes-Benz Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SLS AMG (ab 2010) Rohkarosserie Mercedes-Benz SLS AMG  Flügeltür je 18 kg (absprengbar)  Türinnen- und –außenteil je einteilig superplastische Umformung bei 500°C

2 SS Karosserieleichtbau2 Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SLS AMG (ab 2010) Quelle: Mercedes-Benz Rohkarosserie Mercedes-Benz SLS AMG  241 Kilogramm (MJ2010)  146 Strangpressprofile  11 Gussbauteile

3 SS Karosserieleichtbau3 Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SLS AMG (ab 2010) Quelle: Mercedes-Benz Rohkarosserie Mercedes-Benz SLS AMG  241 Kilogramm (MJ2010)  146 Strangpressprofile  11 Gussbauteile

4 SS Karosserieleichtbau4 Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SL (ab 2012) Quelle: Mercedes-Benz Rohkarosserie Mercedes-Benz SL  256 Kilogramm (MJ2012) -110 kg zu St  17% Strangpressprofile  28% Blechbauteile  44% Gussbauteile

5 SS Karosserieleichtbau5 Anforderungen: hohe Biegefestigkeit → „Schadenminimierung bei Parkremplern“ → Lastverteilung im Falle eines Offset-Crashs bei hoher Geschwindigkeit Stoßfängerquerträger Quelle: Wallentowitz / Aachen Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien

6 SS Karosserieleichtbau6 Anforderungen: hoher Integrationsgrad einfache Montage Reparaturfreundlichkeit Frontendträger Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

7 SS Karosserieleichtbau7 Anforderungen: hohe Biegesteifigkeit um die y-Achse → großes Höhen- Breitenverhältnis gutes Crashverhalten → möglichst gestreckte Form mit Kreisquerschnitt Längsträger Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

8 SS Karosserieleichtbau8 Anforderungen: akustische Entkopplung der Karosserie von der Motor-Getriebe-Einheit und von Teilen der Vorderradaufhängung vereinfachte Montage der Antriebart Fahrschemel / Motorträger Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

9 SS Karosserieleichtbau9 Anforderungen: Verhinderung großer Intrusionen in den Fußraum bei einem Frontaufprall geringe Schallemission Spritzwand Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

10 SS Karosserieleichtbau10 Anforderungen: Lasteinleitung von den vorderen Längsträgern in den Seitenschweller und in die Dachstruktur beim Frontaufprall hohe Steifigkeit an den Türscharnieren A-Säule Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

11 SS Karosserieleichtbau11 Anforderungen: hohe Biegefestigkeit bei Überschlag Minimierung von Sichtverdeckung A-Säule Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

12 SS Karosserieleichtbau12 Anforderungen: hohe Biegesteifigkeit hohe Biegefestigkeit bei Überschlag Dachlängsträger Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

13 SS Karosserieleichtbau13 Anforderungen: hohe Biegesteifigkeit für Seitenaufprallschutz Minimierung von Sichtverdeckung B-Säule Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

14 SS Karosserieleichtbau14 Anforderungen: hohe Biegesteifigkeit hohe Biegesteifigkeit für Seitenaufprallschutz Gewährleistung eines komfortablen Ein- und Ausstiegs Seitenschweller Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

15 SS Karosserieleichtbau15 Anforderungen: hohe Quersteifigkeit für Seitenaufprallschutz hohe Biegesteifigkeit an den Sitzbefestigungen Lasteinleitung in das Bodenblech beim Frontalaufprall Bodenstruktur Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

16 SS Karosserieleichtbau16 Anforderungen: weniger hohe Sicherheits- anforderungen als an die Vorderwagenstruktur wegen - im Durchschnitt geringere Relativgeschwindigkeit - großer Deformationszone Schutz des Kraftstofftanks Hinterwagen Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

17 SS Karosserieleichtbau17 Anforderungen: Erhöhung der Torsionssteifigkeit der Karosseriestruktur Verhinderung des Eindringens des Gepäcks in den Fahrgastraum beim Frontalaufprall Gepäckraumtrennwand Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

18 SS Karosserieleichtbau18 Anforderungen: hohe Stabilität bei Überschlag geringe Schallabstrahlung Dachstruktur Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

19 SS Karosserieleichtbau19 Anforderungen: hohe Oberflächenqualität Seitenwand Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien Quelle: Wallentowitz / Aachen

20 SS Karosserieleichtbau20 Rohbau BMW 5er (MJ2003)  Mit gewichtreduziertem Aluminium- Vorderwagen (GRAV)  Separate Fertigung von Aluminium- und Stahlrohbau  800 Stück/Tag Stahlrohbau  500 Blechteile mit 1000 Roboter  96% Automatisierung  4000 Schweißpunkte  5m Schweißnaht  80m Klebnaht  350 kg GRAV: Laserschweißen und Stanznieten  80 Blechteile mit 300 Robotern  98% Automatisierung  15m Klebnaht  3m Al-Mig-Schweißung  1.7m Al-Laser-Schweißung  600 Stanznieten  45kg Verbindung Stahl – Aluminium  Flächige Kleberauftragung  Spezielle Stanznieten Quelle: BMW Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

21 SS Karosserieleichtbau21 Quelle: Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten Rohbau BMW 7er (MJ2016)  Höchstfeste Stahl B-Säule  Aluminium und Stahl Mix im gesamten Rohbau  CFK Integration in Rohbau und Lackierprozess  CFK als Organoblech substituiert Metallblech  CFK als Pulltrusionsprofil (Rohr)  Fügetechnik CFK: Nieten & Kleben

22 SS 2016 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten Hybridbauweise: Verbindung von Carbon-, Aluminium- und Stahlbauteilen mittels eines patentgeschützten Verfahrens Rohbaugewicht minus 40 kg gegenüber Vorgänger Fertigung von hohlen Carbon-Profilen für z. B. Dachrahmen, der nur 3 kg wiegt Türen und Gepäckraumklappe bestehen aus Aluminium Materialmix führt zu einer Verbesserung der Festigkeit und Steifigkeit der Fahrgastzelle Fahrzeugschwerpunkt abgesenkt, Achslast im Verhältnis 50 : 50 zur Steigerung der Fahrdynamik verteilt 6 Karosserieleichtbau22 Quelle: 2015

23 SS Karosserieleichtbau23 Karosserie in Mischbauweise ist rund 80 kg leichter Fast genau auf den Tag vor einem Jahr (am ) lief in Stuttgart-Zuffenhausen im Werk 5 die Fertigung der aktuellen Baureihe 911 Carrera an (Typ 991). Gegenüber dem Vorgängermodell (Typ 997 von 2004), wiegt die Rohkarosserie des neuen Carrera rund 80 kg weniger. Dank der Mischbauweise aus Stahl und Aluminium war es möglich, das Nettofahrzeuggewicht des 911er um 40 kg von zuletzt 1455 kg auf aktuell 1415 kg zu senken - und das trotz 100 mm längerem Radstand und größeren Bremsen. Gleichzeitig gelang es, die dynamische Torsionssteifigkeit gegenüber dem Vorgänger mit Stahlrohbau um rund 20 Prozent zu erhöhen. Anlass für den kompletten Neuansatz bei der Rohkarosserie war eine Gewichtsprognose, die Porsche im Jahr 2008 aufstellte. "Basierend auf dem bisherigen Trend wären wir mit dem 991 trotz Stahlleichtbau bei etwa 290 kg gelandet, was ein Gewichtsplus von 58 kg bei der Rohkarosserie bedeutet hätte", erklärte Lorenz Heinisch, Leiter der Karosserieentwicklung für die Baureihe. Als wesentliche Treiber für immer schwerere Fahrzeuge nannte Heinisch bei einem Technik-Briefing im Zuffenhauser Werk die generell wachsenden Lastenheftumfänge für den Insassenschutz, die Ausstattung sowie den längeren Radstand. Um diesen Gewichtstrend umzukehren, wurde die Rohkarosserie des 991 in Weissach zu 100 Prozent neuentwickelt und die Porsche Tradition einer Ganzstahlkarosserie für den Carrera durch eine Mischbauweise in Stahl und Aluminium (Al) abgelöst. Beim Carrera Coupe sind heute noch 56 Prozent der Massenanteile aus Stahl, aber bereits 44 Prozent aus Al. "Vor allem kommen weniger weiche Tiefziehstähle zum Einsatz", berichtete Heinisch, "dafür setzen wir neu 7 Prozent Mischphasenstähle ein, beispielsweise im Schweller und im Dachrahmen. Ebenfalls neu sind 16 Prozent ultrahochfeste pressgehärtete Stähle der Güte 22MnBr5, die etwa in der Stirnwand, in der B- Säule und im inneren Dachrahmen verbaut sind." An einzelnen Druckgussbauteilen lässt sich der Vorteil des Leichtbauwerkstoffs besonders deutlich ablesen: Al dient im 991 beispielsweise dazu, das Gewicht des Längsträgers hinten zu senken. Im 997 war dies ein Stahlbauteil mit 14,52 kg Gewicht, das aus 14 Komponenten gefügt wurde. Im 991 ist der Längsträger im Kern ein Al-Großgussbauteil, das zusammen mit zwei Anbauteilen nur noch 8,62 kg wiegt und gleichzeitig alle Anbindungsstellen passgenau und gefluchtet auf einem Bauteil vereinigt. Bedingt durch den neuen Materialmix hat die Fügetechnik an Komplexität gewonnen. Neben dem Widerstandspunktschweißen "kommt beim 991 ein Fügetechnikmix zum Einsatz, der jeweils auf die Anforderungen an die Verbindungsstelle und deren Geometrie abgestimmt ist", erläuterte Martin Eppel, der verantwortliche Fügetechnikspezialist für den Carrera. Unter anderem finden sich im neuen 911er nicht nur 145 m Klebenaht (plus Faktor 7 gegenüber dem 997), sondern in dieser Baureihe teilweise neue Fügeformen: Dazu gehören rund 190 fließlochformende Direktverschraubungen (FDS-Schrauben), rund 200 Schweißbolzen, eine große Anzahl von Halbhohlstanznieten und Durchsetzfügeverbindungen, 4,8 m MIG-Schweißnaht sowie 3,8 m MAG- Schweißnaht. Für die künftige Weiterentwicklung des Leichtbaus beschäftigt sich Porsche verstärkt mit zwei Werkstoffen: Bei Technologieträgern, wie dem in der Entwicklung befindlichen 918 Spyder, dient CFK in der Karosserie dazu, einen extremen Leichtbau zu ermöglichen. Für Karosserien in Mischbauweise, die einen eher moderaten Leichtbau ermöglichen, gewinnt neben dem Al der Werkstoff Magnesium (Mg) an Bedeutung. "Magnesium wird bei uns derzeit sehr ausgiebig betrachtet", verrät Heinisch. Vor allem bei Druckgussteilen hält der Fachmann den Einsatz von Mg für vorteilhaft, weniger bei Flächenbauteilen, "weil ansonsten beheizte Werkzeuge für die Umformung erforderlich wären." Hier sieht Heinisch klare Vorteile thermoplastischer Faser-Kunststoffverbünde (CFK, CFRP). Insbesondere Bauteile aus Organoblechen in Verbindung mit Rippenstrukturen aus langfaserverstärktem Thermoplast bieten nach Aussagen von Porsche die Möglichkeit weiterer signifikanter Gewichtseinsparungen. Quelle: atzonline.de Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

24 SS Karosserieleichtbau24 Rolling Chassis des Porsche GT (MJ2003): 1500 Fahrzeuge Karosseriegewicht ca. 100kg Ca Gewebeeinlagen Fertigung im Autoclaven Backprozess ca. 8h 1 Woche Fertigung (400 Handoperationen) Klappen ebenfalls aus CFK / RTM /Sandwich Edelstahlprofile vorne/hinten (kein Alu!) CFK - Monocoque Quelle: Porsche Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

25 SS Karosserieleichtbau25 Rolling Chassis des Lamborghini (MJ2011): Aluprofile für den Gitterrohrahmen CFK - Monocoque Quelle: Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

26 SS Karosserieleichtbau26 Herstellung von CFK-Teilen bei Lamborghini Quelle: Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

27 SS Karosserieleichtbau27 Quelle: automotive world Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

28 SS Karosserieleichtbau28 Quelle: automotive world Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

29 SS Karosserieleichtbau29 Quelle: automotive world Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

30 SS Karosserieleichtbau30 Quelle: a2mac1 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten

31 SS Karosserieleichtbau31 Quelle: DC Leichtbautür Mercedes-Benz Karosserieleichtbau Türen / Leichtbautürkonzepte

32 SS Karosserieleichtbau32 Versuchstür in Metall-Kunststoff-Hybridbauweise nach Bayer Karosserieleichtbau Türen / Leichtbautürkonzepte

33 im Auftrag der SS 2016 Karosserietechnik 6 Karosserieleichtbau Back Up

34 SS Karosserieleichtbau34 Material –Mischbauweisen MM: Verschieden Materialien kommen zum Einsatz. Schwierigkeiten bereitet die Verbindungstechnik und die Korrosion. Fertigungs – Mischbauweisen FM: Verschiedene Fertigungsverfahren kommen innerhalb einer Struktur zum Einsatz. Hybridbauweise: Ohne den Einsatz einer Verbindungstechnik werden Material – Mischbauweisen durch den Fertigungsprozess erzeugt. Quelle: Röth / FH Aachen Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten


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