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Felss Rotaform Crashrohre schützen bei leichten Unfällen

| Redakteur: Claus-Peter Köth

Sicherheitstechnologie in und am Auto: Das ist häufig eine Frage von Mikrometern. Die entsprechenden Bauteile müssen sehr genau produziert werden, um die benötigte Funktionalität zu garantieren.

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Ein besonders interessantes Beispiel fertigen derzeit die Umformspezialisten von Felss Rotaform im Auftrag eines großen deutschen Automobilzulieferers. Das Crashrohr ist Teil einer Konstruktion, die die Teile der Karosserie und des Motors vor Beschädigung schützt. Dabei ist die vordere Stoßstange an zwei der Crashrohre aufgehängt. Bei einem Aufprall mit einer Geschwindigkeit von bis zu 16 Stundenkilometern verformen sie sich und absorbieren die Aufprallenergie. Die Folge: Im Reparaturfall muss nur der Stoßfänger ausgetauscht werden, das Fahrzeug selbst wird vor einem größeren Schaden bewahrt. Die Reparaturkosten bleiben somit gering - das Fahrzeug kann in eine niedrigere Kaskoklasse eingestuft werden. Aber auch die Technik des Fahrzeugs profitiert, denn durch die konstant eingestellte Verformungskraft der Crashabsorber lässt sich die Auslösung der Airbags präzise einstellen.

Herausforderung Bauteilform

Die ungewöhnliche Form der Crashabsorber forderte die Produktionsplaner von Felss Rotaform in mehrfacher Hinsicht heraus. Auf den ersten Blick sieht das Crashelement wie ein in die Länge gezogener Trichter aus. Es ist auf der einen Seite aufgeweitet, an seinem anderen Ende hingegen etwas verengt. Dazwischen verläuft es gerade. „Das bearbeitete Rohr sieht zunächst nicht besonders spektakulär aus und trotzdem ist seine prozesssichere und effektive Produktion eine echte Herausforderung, von der am Ende sehr viel abhängt“, erklärt Eckhard Morlock, Geschäftsführer von Felss Rotaform in Deutschland am Standort Bretten-Gölshausen.

Wandstärke von großer Bedeutung

Die Anforderungen an das Crashrohr selbst und seine Materialbeschaffenheit sind hoch. Im Fall eines Unfalls bei hoher Geschwindigkeit darf es genauso wenig wie der Stoßfänger brechen. Nur so lässt sich sicherstellen, dass der Vorderwagen möglichst wenig verformt wird. „Für die Gesamtkonstruktion sind die Wandstärke und Maßhaltigkeit des Rohrs von herausragender Bedeutung. Deshalb sind seine Maße extrem präzise vorgegeben“, betont Morlock.

Hinzu kommt eine Herausforderung, die für die Komponentenfertiger der Normalfall ist: Wiederholgenauigkeit. Pro Jahr entstehen bis zu 500.000 Crashrohre. Produktionstechnisch steht bei Felss Rotaform dabei das sogenannte rekursive Axialformen im Zentrum. Die gesamte Form des Rohrs wird in nur einem Arbeitsgang hergestellt. Damit der Rohling – ein Rohr mit identischem Umfang an beiden Seiten ¬– dabei nicht gestaucht wird, werden die Axialkräfte während der Umformung mittels des von Felss patentierten Verfahrens reduziert. Das Werkzeug führt dabei mit kleinen, wiederkehrenden Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen die Umformbewegung aus. Zum einen verändert sich auf diese Weise das Fließverhalten des Werkstoffs und die benötigte Kraft für die Verformung ist um bis zu 40 Prozent geringer. Zum anderen kann sich der benötigte Schmierfilm während des rekursiven Axialformens immer wieder erneuern.

Oberfläche des Innendorns verändert

„Allerdings müssen wir das Verfahren in diesem Fall sehr genau auf das Bauteil abstimmen“, erklärt Morlock. „Im vorliegenden Fall war es zum Beispiel eine besondere Herausforderung, dass das Rohr an einem Ende stark aufgeweitet wird und sein Material gleichzeitig in die Länge fließen muss. Um ein optimales Fließverhalten sicherzustellen, haben wir die Oberflächenbeschaffenheit des Dorns verändert, der sich während der Umformung im Bauteil befindet. Er ist – einfach gesagt – etwas rauer. Das verbessert den Materialfluss.“

Prozesssicheres Verfahren

Umformtechnisch bewegen sich die Rohrspezialisten an der Grenze des Machbaren – weiter als bisher ließe sich das Rohr an seinem trichterförmigen Ende nicht mehr aufweiten. Die Wandstärke des Rohlings setzt hier natürliche Grenzen. Wie schwierig das Verfahren ist, zeigte sich bei einem anderen Zulieferunternehmen, das zuvor das Crashrohr im konventionellen Fließpressverfahren produzieren wollte. „Hier kam es zu Mikrorissen im Bauteil, die zum Teil nur schwer zu erkennen sind. Das ist nicht nur bei einem Sicherheitselement inakzeptabel. Wir haben im Rahmen des rekursiven Umformens einen Weg gefunden, der eine prozesssichere und hoch effektive Produktion garantiert“, erläutert Morlock.

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