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Rohkarosserie Mercedes-Benz SLS AMG Flügeltür je 18 kg (absprengbar)

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Präsentation zum Thema: "Rohkarosserie Mercedes-Benz SLS AMG Flügeltür je 18 kg (absprengbar)"—  Präsentation transkript:

1 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 Quelle: Mercedes-Benz 6 Karosserieleichtbau

2 Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SLS AMG (ab 2010)
Rohkarosserie Mercedes-Benz SLS AMG 241 Kilogramm (MJ2010) 146 Strangpressprofile 11 Gussbauteile Quelle: Mercedes-Benz 6 Karosserieleichtbau

3 Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SLS AMG (ab 2010)
Rohkarosserie Mercedes-Benz SLS AMG 241 Kilogramm (MJ2010) 146 Strangpressprofile 11 Gussbauteile Quelle: Mercedes-Benz 6 Karosserieleichtbau

4 Karosserieleichtbau Aluminium Karosserien – Mercedes-Benz SL (ab 2012)
Rohkarosserie Mercedes-Benz SL 256 Kilogramm (MJ2012) -110 kg zu St 17% Strangpressprofile 28% Blechbauteile 44% Gussbauteile Quelle: Mercedes-Benz 6 Karosserieleichtbau

5 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Biegefestigkeit → „Schadenminimierung bei Parkremplern“ → Lastverteilung im Falle eines Offset-Crashs bei hoher Geschwindigkeit Stoßfängerquerträger Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

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

7 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Biegesteifigkeit um die y-Achse → großes Höhen-Breitenverhältnis gutes Crashverhalten → möglichst gestreckte Form mit Kreisquerschnitt Längsträger Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

8 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: akustische Entkopplung der Karosserie von der Motor-Getriebe-Einheit und von Teilen der Vorderradaufhängung vereinfachte Montage der Antriebart Fahrschemel / Motorträger Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

9 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: Verhinderung großer Intrusionen in den Fußraum bei einem Frontaufprall geringe Schallemission Spritzwand Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

10 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: Lasteinleitung von den vorderen Längsträgern in den Seitenschweller und in die Dachstruktur beim Frontaufprall hohe Steifigkeit an den Türscharnieren A-Säule Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

11 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Biegefestigkeit bei Überschlag Minimierung von Sichtverdeckung A-Säule Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

12 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Biegesteifigkeit hohe Biegefestigkeit bei Überschlag Dachlängsträger Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

13 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Biegesteifigkeit für Seitenaufprallschutz Minimierung von Sichtverdeckung B-Säule Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

14 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Biegesteifigkeit hohe Biegesteifigkeit für Seitenaufprallschutz Gewährleistung eines komfortablen Ein- und Ausstiegs Seitenschweller Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

15 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Quersteifigkeit für Seitenaufprallschutz hohe Biegesteifigkeit an den Sitzbefestigungen Lasteinleitung in das Bodenblech beim Frontalaufprall Bodenstruktur Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

16 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: weniger hohe Sicherheits-anforderungen als an die Vorderwagenstruktur wegen - im Durchschnitt geringere Relativgeschwindigkeit - großer Deformationszone Schutz des Kraftstofftanks Hinterwagen Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

17 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: Erhöhung der Torsionssteifigkeit der Karosseriestruktur Verhinderung des Eindringens des Gepäcks in den Fahrgastraum beim Frontalaufprall Gepäckraumtrennwand Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

18 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Stabilität bei Überschlag geringe Schallabstrahlung Dachstruktur Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

19 Karosserieleichtbau Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien
Anforderungen: hohe Oberflächenqualität Seitenwand Quelle: Wallentowitz / Aachen 6 Karosserieleichtbau

20 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
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 6 Karosserieleichtbau

21 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 Quelle: 2015 6 Karosserieleichtbau

22 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 Quelle: 2015 6 Karosserieleichtbau

23 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
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 6 Karosserieleichtbau

24 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
CFK - Monocoque 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!) Quelle: Porsche 6 Karosserieleichtbau

25 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
CFK - Monocoque Rolling Chassis des Lamborghini (MJ2011): Aluprofile für den Gitterrohrahmen Quelle: 6 Karosserieleichtbau

26 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
Herstellung von CFK-Teilen bei Lamborghini Quelle: 6 Karosserieleichtbau

27 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
Quelle: automotive world 6 Karosserieleichtbau

28 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
Quelle: automotive world 6 Karosserieleichtbau

29 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
Quelle: automotive world 6 Karosserieleichtbau

30 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
Quelle: a2mac1 6 Karosserieleichtbau

31 Karosserieleichtbau Türen / Leichtbautürkonzepte
Leichtbautür Mercedes-Benz Quelle: DC 6 Karosserieleichtbau

32 Karosserieleichtbau Türen / Leichtbautürkonzepte
Versuchstür in Metall-Kunststoff-Hybridbauweise nach Bayer 6 Karosserieleichtbau

33 Karosserietechnik 6 Karosserieleichtbau
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34 Karosserieleichtbau Karosseriearten / Mischbauarten
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 6 Karosserieleichtbau


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