Leichtbau für Pkw und Lkw

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Baugruppen in Leichtbauweise

Der Beitrag der ZF-Division Fahrwerktechnik zum Leichtbau bei Pkw beruht auf verschiedenen Ansätzen, die im fertigen Produkt meist gebündelt sind. Der Einsatz leichterer Materialien bietet offensichtliche Vorzüge: So werden schon längere Zeit Querlenker aus Aluminium statt aus Stahl gefertigt.

Aber auch komplette Baugruppen bietet der ZF-Konzern in Leichtbauweise an: Das Konzept eines Leichtbau-Federbein-Radträgermoduls wiegt nur die Hälfte konventioneller Stahl-Aluminium-Module.

Bei ihm kommen neben GFK im Materialmix auch hochfester Stahl und Aluminium zum Einsatz. Mit der Upside-down-Bauweise des Aluminium-Zylinderrohrs beschritten die ZF-Ingenieure bei der Konstruktion neue Wege, um die hohe Biegebelastung auszugleichen. Durch diese Auslegung des Bauteils lässt sich Material und entsprechend Gewicht sparen. Die Strukturoptimierung ist daher ein weiterer wichtiger Leichtbau-Ansatz.

Querlenker ohne Nieten und Schrauben

Bei der Funktionsintegration werden mehrere Bauteile zu einem einzigen zusammengefasst. So bietet ZF schon heute integrierte Gelenke und Halterungen, die weniger Gewicht auf die Waage bringen als die bislang eingesetzten Bauteile inklusive Fügematerialien. Funktionsintegration wird mitunter auch erst durch den Einsatz anderer Materialien oder Produktionsverfahren möglich: Aus diesem Grund bietet sich etwa der Einsatz von Kunststoffen für Federlager-Topmounts an.

Dass ZF bereits heute serienreife Leichtbaulösungen in der Fahrwerkstechnik anbietet, zeigt SMiCA (Sheet Metal integrated Control Arm). Der Querlenker der Division Fahrwerkstechnik kommt ohne Nieten oder Schraubverbindungen aus. Das macht ihn leichter als herkömmliche Blechlenker. Ebenso benötigt er weniger Bauraum und ermöglicht mehr Gestaltungsfreiheiten bei der Fahrwerksauslegung.

Dämpferrohr mit unterschiedlichen Wandstärken

Wie alle Leichtbaumaßnahmen in ein und demselben Bauteil zusammenwirken, zeigt der ZF-Leichtbau-Dämpfer: Sein Behälterrohr besteht aus Aluminium. Konstruktionsbedingt hat dessen Wand unterschiedliche Stärken: Das Material ist dort verstärkt, wo dies funktional erforderlich ist, die anderen Bereiche des Behälterrohrs sind möglichst dünn ausgelegt. Die Umsetzung dieses Konstruktionsprinzips in der Serienfertigung setzt die Beherrschung komplexer Produktionsverfahren voraus, die unterschiedlichen Wandstärken sind das Ergebnis von bis zu 17 aufeinander abgestimmten Prozessschritten.

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