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Brose Türsysteme aus CFK

| Autor / Redakteur: Norbert Sommer, Leiter Entwicklung Türsysteme der Brose Gruppe / Michael Ziegler

Ein Kürzel revolutioniert derzeit den Automobilbau: CFK. Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff stammt aus der Luft- und Raumfahrttechnik, wird heute bereits bei Rennfahrzeugen verwendet und soll zukünftig auch in der Serie eingesetzt werden.

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Brose CFK-Türsystem: Die Trennstelle zur Außenhaut wurde an die Türhauptdichtlinie gelegt. So geht ein erheblicher Teil der Strukturfunktionen an den Verbundfaserteil der Tür über, was Gewicht einspart. Positiver Nebeneffekt: Die Trennstelle kann leicht kaschiert werden, und aufgrund der hochwertigen Optik des Materials kann auf die Innenverkleidung des Türsystems teilweise verzichtet werden.
Brose CFK-Türsystem: Die Trennstelle zur Außenhaut wurde an die Türhauptdichtlinie gelegt. So geht ein erheblicher Teil der Strukturfunktionen an den Verbundfaserteil der Tür über, was Gewicht einspart. Positiver Nebeneffekt: Die Trennstelle kann leicht kaschiert werden, und aufgrund der hochwertigen Optik des Materials kann auf die Innenverkleidung des Türsystems teilweise verzichtet werden.
(Brose)

Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) ist besonders leicht, nahezu beliebig formbar und dennoch hochfest. Ein serienmäßiger Einsatz dieses leistungsstarken Materials kann entscheidend dazu beitragen, die Gewichtsspirale in Fahrzeugen umzukehren, ohne dass Autos an Sicherheit und Komfort einbüßen.

Rund 50 Prozent Gewicht spart der Werkstoff im Vergleich zu Stahl, etwa 30 Prozent gegenüber Aluminium. Bei Elektrofahrzeugen bietet CFK erhebliches Potenzial, um die Reichweiten zu erhöhen und gleichzeitig Batteriegrößen möglichst gering zu halten. Doch noch bestehen Zweifel in der Branche: Die aufwendige und langwierige Herstellung von Bauteilen sowie vermeintlich komplizierte Montageprozesse beim OEM lassen bislang einen serienmäßigen Einsatz als unrentabel gelten.

Prototypen für einen CFK-Aggregateträger

Anhand eines Prototypen für einen CFK-Aggregateträger zeigt Brose, Weltmarktführer bei Türsystemen, dass der Schritt zum wirtschaftlichen Einsatz in der Großserie nicht mehr weit ist. Im Vergleich zu Aluminium spart die Karbon-Lösung rund drei Kilogramm pro Tür, verglichen mit Stahl sogar 9,5. Weitere Gewichts-, Kosten- sowie Designvorteile entstehen durch die erhöhte Funktions-, Struktur- und Verkleidungsintegration. Das Türsystem aus CFK übernimmt alle Aufgaben der Türinnenseite und lässt dem OEM alle Freiheiten im Fahrzeugmontageprozess. Langfristig ist für den Einsatz dieses Systems Kostenneutralität angestrebt.

Zwei Strukturteile pro Fahrzeugtür

Nach dem Prinzip der Nass-/Trockenraumtrennung entwickelt, teilt das leichte Türsystem die Fahrzeugtür in nur zwei Strukturteile: den Aggregateträger sowie die Außenverkleidung.

Erhöhte Variantenvielfalt und Skalierbarkeit: Das hochintegrierte Türsystem aus CFK (rechts) übernimmt alle Aufgaben der Türinnenseite. Lediglich die Außenstruktur (links) muss beim OEM montiert werden.
Erhöhte Variantenvielfalt und Skalierbarkeit: Das hochintegrierte Türsystem aus CFK (rechts) übernimmt alle Aufgaben der Türinnenseite. Lediglich die Außenstruktur (links) muss beim OEM montiert werden.
(Brose)

In ersterem sind alle notwendigen Türfunktionen integriert, wie beispielsweise die Fensterheberschienen durch aufgeklebte Pultrusionsprofile, Innengriff, Lautsprecherkorb und Befestigungselemente für Kabel. In der Montage bestückt der Zulieferer das Modul mit allen weiteren erforderlichen Komponenten, bevor er es vorgeprüft, einbaufertig und taktgenau an die Linie des Autoherstellers liefert. Mittels hochwertiger Klebetechnik montiert der OEM dann lediglich die Außenstruktur.

Der Vorteil: Der Kunde kann flexibel entscheiden, ob die innere Struktur aus Stahl, Aluminium oder aus Faserverbundwerkstoff bestehen soll – auch der Lackierprozess wird nicht in Frage gestellt. So kann er auf einer Linie verschiedene Modelle mit dem gleichen Türmontagekonzept fertigen oder Fahrzeuge mit unterschiedlichen Gewichtszielen innerhalb einer Baureihe realisieren.

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