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Leichtbau-Gipfel 2017 Entwicklung eines CFK-Getriebegehäuses

| Redakteur: Thomas Günnel

Elektrisch angetriebene Fahrzeuge sollen möglichst leicht sein – Stichwort: Reichweite. ARRK Engineering zeigt auf dem Leichtbaugipfel in Würzburg, wie der Zulieferer das Aluminium-Gehäuse eines Getriebes durch eines aus faserverstärktem Thermoplast ersetzte.

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Dr. Thomas Schneider von ARRK Engineering erläutert auf dem Leichtbaugipfel die Entwicklung eines CFK-Getriebegehäuses.
Dr. Thomas Schneider von ARRK Engineering erläutert auf dem Leichtbaugipfel die Entwicklung eines CFK-Getriebegehäuses.
(Bild: ARRK Engineering)

Der Leichtbau am Elektrofahrzeug einen besonderen Stellenwert: Jedes Kilogramm Fahrzeuggewicht schmälert die meist ohnehin schon geringe Reichweite. Der Zulieferer ARRK Engineering hat deshalb ein Getriebegehäuse für ein zweistufiges Getriebe aus faserverstärktem Thermoplast entwickelt, das das bisherige Aluminium-Gehäuse ersetzen kann. Auf dem Leichtbaugipfel am 9. und 10. März, zeigt Dr. Thomas Schneider, Leiter Technische Berechnung und Simulation, Strategie und Kompetenzentwicklung bei ARRK Engineering, den Entwicklungsweg zum CFK-Getriebegehäuse.

Vielversprechende thermoplastische Matrizes

Kohlefaserverstärkte thermoplastische Matrizes stellten dabei wegen ihrer mechanischen Eigenschaften in Kombination mit den etablierten Möglichkeiten bei der Fertigung eine interessante Werkstoffauswahl dar. Die anspruchsvollste Forderung an diese Werkstoffkombination in einem Getriebegehäuse ist es, die geforderten Steifigkeiten auch bei Betriebstemperaturen von über 100°C einzuhalten. In der Entwicklungsphase untersuchten die Ingenieure mit Hilfe von FE-Analysen die unterschiedlichen Konzepte innerhalb einer morphologischen Analyse und bewerteten deren Machbarkeit. In Press- und Spitzgusssimulationen bewerteten und optimierten sie anschließend die Fertigbarkeit der Konzepte. Die Lastpfade des Gehäuses hinsichtlich Zug- und Druckbereichen ermittelte ARRK mittels Topologieoptimierungen. Der daraus abgeleitete konstruktive Entwurf dient als geometrischer Startpunkt für die Lagenoptimierung des Organosheet, die Optimierung der UD-Tapes und der Spritzgussrippen.

Weitere konkrete Anwendungsbeispiele, Vorträge und persönliche Gespräche zum automobilen Leichtbau stehen im Mittelpunkt des »Automobil Industrie«-Leichtbaugipfel am 9. und 10. März in Würzburg: www.leichtbau-gipfel.de Jetzt anmelden!

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