Leichtbaumassnahmen an Gelenkwellen, Hinterachsgetriebe und Abtriebswellen der BMW 5er Baureihe werden dargestellt. Nach früheren Versuchen mit Gelenkwellen aus Aluminium und Faserverbundmaterial wurde 1996 eine neu entwickelte Al-Gelenkwelle eingesetzt, die um 20 % leichter war als das Vorgängermodell. Der Dreilochflansch zur Aufnahme der Gelenkscheibe und das Gabelstück wurden konstruktiv an die Eigenschaften von Al angepasst. Um bei grossen Beugewinkeln hohe Drehmomente übertragen zu können, wurde ein Stahlzapfen durch Reibschweissen im Wellenrohr befestigt. Aus Crashgründen wurde für die Gelenkwelle eine Al-spezifische Stülpfalte entwickelt, die einen zusätzlichen Aussenwulst hat (Stahl Innenverstärkung). Verbesserte Zentrierung und Wuchtung in drei Ebenen ergibt hohe Laufruhe. Komplettlackierung sichert den Korrosionsschutz. Auswirkungen höherer Temperaturen (130 Grad C, kurz 145 Grad C) auf die Festigkeit wurden in die Fahrzeuglebensdauer mit einbezogen. Die Akustik der Al-Welle bei hochfrequenten Getriebegeräuschen ist besser als bei Stahl. Das Bauteil kann sortenrein wiederverwendet werden. Das Hinterachs-Getriebe ist für Robotermontage geeignet. Durch einen Überlastschutz wurde das max. Stossmoment im Antriebsstrang reduziert. Reduzierung der Bauteile, Verringerung von Lagerabständen, der Einsatz reibungsarmer Lager und Optimierung der Verzahnung, der Getriebeaufhängung und der Krafteinleitung in die Karosserie ergab eine Gewichtsreduzierung um 15 % und bessere Akustik. Das Temperaturniveau des Getriebes konnte durch den Einsatz synthetischen Öls und Strömungsoptimierung des Getriebegehäuses auf dem Niveau des Vorgängermodells gehalten werden. Die Abtriebswellen wurden um 20 % leichter durch Verwendung einer Hohlwelle (hergestellt durch mehrstufiges Umformen). Die Schraubverbindung Gelenk-Hinterachswelle wurde durch eine Reibschweissung ersetzt. Getriebeseitig wurde zur leichten Demontage die Schraubverbindung beibehalten. Die Steifigkeit kann durch Wandstärkenänderung bei der Herstellung verschiedenen Anforderungen angepasst werden. Die kurze Entwicklungszeit wurde durch integrierte Arbeits-Berechnungs- und Qualitätsmethoden erreicht.
Leichtbau im Antriebsstrang der neuen BMW 5er Baureihe
Lightweight design in the new BMW 5 series' drive train
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 99 , 5 ; 256-263
1997
8 Seiten, 10 Bilder, 3 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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