Die Arbeit behandelt die Entwicklung von Krafteinleitungen in Rahmentragwerken aus endlosfaserverstärkten Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen mit dicken Laminaten. Die in Grundlagenuntersuchungen gewonnenen Erkenntnisse wurden am Beispiel der Krafteinleitungen einer Nutzfahrzeugachse umgesetzt. Die Substitution von Fahrwerkbauteilen aus Stahl durch moderne Werkstoffe wie FVK erfolgt auf Grund verschiedener Vorteile. Im Beitrag werden dazu einleitend der Einfluß der Gewichtsreduzierung, die Reduzierung der ungefederten Massen und die Wirtschaftlichkeit näher betrachtet. Unter dem industriellen Anforderungsprofil der Automobilindustrie werden automatisierbare Fertigungsverfahren wie Bandwickeln und Flechten dargestellt. Sie erlauben es, endlosfaserverstärkte hochbelastbare Strukturbauteile mit einer duromeren Matrix herzustellen. Auf die existierenden Restriktionen, Möglichkeiten und Grenzen dieser Verfahren wird detailliert eingegangen. Definiert wurden Auslegungskriterien für Krafteinleitungen in den Enden von Rahmentragwerken. Durch formschlüssige Integration, d.h. durch Form- und Kraftschluß können die Belastungsarten Zug/Druck, Biegung und Torsion übertragen werden. Bei den Krafteinleitungen, die im Bandwickelverfahren hergestellt werden, kann dies durch eine wellenförmige Oberflächenkontur mit einem rechteckigen Querschnitt umgesetzt werden. Bei den Krafteinleitungen, die im Flechtverfahren hergestellt werden, können auf einem rohrförmigen Zylinder radiale Pins so angeordnet werden, daß die Kräfte über Lochleibung übertragen werden. Durch die integriert gefertigten Pin-Krafteinleitungen im Flechtverfahren kann das thermische Eigenspannungsverhalten der verschiedenen Werkstoffe mit deren unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten genutzt werden. Dadurch können gezielte Druckspannungen an den Metallpins hervorgerufen werden, so daß hohe Kräfte, insbesondere auch bei dynamischen, zyklischen Belastungen, dauerhaft übertragen werden können. Die Umsetzung der Erkenntnisse auf eine Nfz-Achse wird beschrieben. Neben der nachgewiesenen Betriebsfestigkeit konnten die prognostizierten Vorteile wie Komfortverbesserungen und Gewichtseinsparungen durch Versuche belegt werden.


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    Nutzfahrzeugachse aus Faserverbundkunststoffen

    Steinacker,T. / Inst.f.Kraftfahrwesen,Aachen,DE | Kraftfahrwesen | 2000


    Nutzfahrzeugachse aus Faserverbundkunststoffen

    Steinacker, Tobias | TIBKAT | 1997


    Nutzfahrzeugachse aus Faserverbundkunststoffen

    Steinacker, Tobias | SLUB | 1997


    Tragende Strukturteile aus Faserverbundkunststoffen

    Bartha,E. / Bickel,R. / Gottlob Auwaerter,Stuttgart,DE | Kraftfahrwesen | 1996