Der Einsatz von Faserverbundwerkstoffen bei hochbeanspruchten bewegten Strukturen und Systemen führt zu erheblichen Gewichtseinsparungen. Die Produktionszahlen im Sportbereich erfordern aber intelligente Prozesse mit kurzen Taktzeiten und hohem Ausstoß. Der Sportfahrradmarkt ist prädestiniert für den Einsatz von Faserverbundwerkstoffen, da einerseits hohe Leistungsfähigkeit bei geringem Gewicht gefordert ist. Andererseits bedingt der Markt der vollgefederten Mountainbikes einen Werkstoff bzw. eine Werkstoff-Palette, die komplexe Strukturen und wirtschaftliche Fertigungsprozesse erlaubt. Im Rahmen eines Eureka-Projekts sollte nachgewiesen werden, daß eine hochintegrierte Struktur mit komplexen Beanspruchungen in Faserverbundbauweise in einem serientauglichen Prozeß herzustellen ist. Neben den quantitativen Anforderungen an ein Fahrrad dieser Kategorie waren zusätzlich qualitative Forderungen für das Entwicklungsprojekt aufgestellt: vollgefedertes Mountainbike in Faserverbundbauweise, minimale Anzahl von beweglichen Teilen, Lagerstellen u.a. zur Reduktion des Verschleißes, maximale Gebrauchstüchtigkeit, ein Fertigungsprozeß, der Serientauglichkeit (bis zu 10000 Fahrräder/Jahr) besitzt sowie ein Zielpreis für das gesamte Fahrrad von ca. 2000 CHF. Die Problemlösung wurde durch eine Betrachtung des Entwicklungsprozesses erarbeitet, die sowohl die Konstruktion, Auslegung und Berechnung, die Werkstoffauswahl, als auch die Werkzeug- und Prozeßentwicklung beinhaltete. Die Entwicklung eines geeigneten Feder/Dämpfersystems erwies sich als eines der schwierigsten Probleme. Die wichtigsten qualitativen Forderungen an ein solches System lauten: angenehmes Fahrverhalten, Einfachheit, Kopplung von Steifigkeit und Federungseffekt in einem Bauelement, keine Drehgelenke, Integration in den Rahmen. Im Beitrag werden die Schritte Prozeßauswahl, Materialauswahl und Übergang vom Prototyp zur Serienfertigung beschrieben. Das vorgestellte Konzept hat bewiesen, daß für eine mittlere Seriengröße bereits heute ein beträchtliches Marktsegment durch den Einsatz von Faserverbundstrukturen abgedeckt werden kann. Für die erwarteten Marktzahlen erschien eine weitgehende Automatisierung des Prozeßablaufs nicht angebracht. Der Prozeß ist jedoch so konzipiert, daß bei entsprechenden Stückzahlen der Automatisierungsgrad angepaßt werden kann.
Faserverbund-Mountainbike. Beispiel für eine Strategie hochintegrierter Strukturen
1999
5 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabelle, 14 Quellen
(nicht paginiert)
Conference paper
German
Qualitaetskontrolle zur Fertigung von Faserverbund-Strukturen
British Library Conference Proceedings | 1991
|