Am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit wurde ein Faserverbund-Leichtbaurad mit integriertem Elektromotor für Elektrofahrzeuge entwickelt. Damit kann die Reichweite von Elektrofahrzeuge durch die Gewichtseinsparungen vergrößert werden. Das CFK-Leichtbaurad hat ein Gewicht von rund 3,5 kg, ohne CFK-Glocke und ohne Metallteile wie Hülsen für Lager und ohne Motorkomponenten. Das bedeutet eine Gewichtseinsparung von bis zu 60 % gegenüber Stahlrädern. Die Motorglocke ist nicht direkt mit dem Felgenbett verbunden, das Bauteil wurde mit werkstoffgerechten Radien und fließenden Übergängen realisiert. Ein kleiner, kommerziell verfügbarer Radnabenmotor dient als Elektromotor und hat eine Motorleistung von 4 kW. Mithilfe eines CAD-Systems wurde ein Flächenmodell erstellt, das als Basis für die virtuellen Entwicklungsschritte Laminatdefinition und -optimierung sowie Werkzeugkonstruktion diente. Hergestellt wird das Rad über ein Kohlenstofffaser-Prepregsystem. Webart der Fasermatte für Felgenkranz und Speichen war eine 2x2-Köperbindung mit ausreichender Drapierbarkeit. Für die Felgentrommel wurden UD-Fasern gewählt. Für die Prototypenfertigung wurde eine zweiteilige Form aus geschlossenzelligem Hartschaum auf Polyurethanbasis verwendet. Bei Bauteilen aus FKV sind Belastbarkeit und eine Beanspruchungsverteilung vom Aufbau, Fertigungsqualität und der Bauweise abhängig. Es ergeben sich gegenüber Metallen andere Schädigungsmechanismen mit anderem Versagensverhalten. Prüfrichtlinien für die Zulassung von Faserverbundrädern auf deutschen Straßen gibt es bisher nicht.
Entwicklung eines CFK-Leichtbaurads mit integriertem Elektromotor
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 114 , 5 ; 424-429
2012
6 Seiten, 4 Bilder, 5 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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