Im Rahmen des Forschungsthemas 'Neuartige Fahrzeugstrukturen' des DLR wird in Stuttgart an der Entwicklung zukünftiger Fahrzeugkonzepte und -strukturen geforscht. Das in diesem Beitrag beschriebene Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung einer innovativen Spant- und Space-Frame-Bauweise. Ausgehend von den Anforderungen eines Fahrzeugs der oberen Mittelklasse ist das Konzept so gestaltet worden, dass alternative Antriebskonzepte problemlos und sicher integriert werden können. Dabei ist schon in der Konzeptphase die Unterbringung der Antriebseinheiten im Bodenbereich vorgesehen worden. Es wurde ein Aufbau der Karosseriebodenstruktur gewählt, bei dem ein äußerer Bereich als 'Crashkompartment' ausgebildet ist. Dieser Bereich erstreckt sich von der Seitenwand bis zu den für den Leichtbau günstigen, durchgehenden Längsträgern und absorbiert mit Hilfe eines mechanischen Wirkprinzips und optimal angeordneten Crash-Konen aus CFK im IIHS-Seitencrashtest die notwendige Energie bei gleichzeitig definierter Intrusion. Das 'Grundgerüst' des Space-Frames sind die drei Ringstrukturen (Spanten) an der A-, B- und C-Säule, die auch als Knotenelemente fungieren, um die variablen Profile für Schweller, Längsträger, Dachholm aufzunehmen und die auftretenden Lasten in die unterschiedlichen Lastebenen zu verteilen. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass durch eine Skalierung der Profillängen eine Ableitung verschiedener Varianten von einer Grundstruktur möglich wird. Die Spant- und Space-Frame-Bauweise führt damit zu einer Komplexitätsreduktion und stellt einen wesentlichen Kostenvorteil dar. Auf dem Weg zur Gesamtentwicklung der Spant- und Space-Frame-Bauweise steht zunächst das Bauteil Ringspant im Mittelpunkt. Der Spant als 'Herzstück' dieser neuartigen Bauweise weist erhöhte Komplexität hinsichtlich seiner Auslegung und Dimensionierung auf. Die angewendete Entwicklungsmethodik reicht von der Konzeption, über die Topologieoptimierung, Konstruktion und statische sowie dynamische Berechnung bis hin zum Bau eines Prototypen, der im Versuch getestet wird und zur Validierung der Berechnungsergebnisse dient. Auf die Topologieoptimierung des Spant-Querschnittes wird im Beitrag kurz eingegangen. Es werden ausgewählte Ergebnisse aus der dynamischen Berechnung und Validierung vorgestellt.


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    Titel :

    Innovative Fahrzeugstruktur in Spant- und Space-Frame-Bauweise


    Beteiligte:
    Schöll, Roland (Autor:in) / Friedrich, Horst E. (Autor:in) / Kopp, Gundolf (Autor:in) / Kopp, Gerhard (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2009


    Format / Umfang :

    7 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle, 11 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





    Innovative Fahrzeugstruktur in Spant und Space Frame Bauweise

    Schoell,R. / Friedrich,H.E. / Kopp,G. et al. | Kraftfahrwesen | 2009


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