Der Trend zur Gewichtsreduktion im Pkw hat in den vergangenen Jahren dazu geführt, die beiden Ansätze Materialsubstitution und konstruktiven Leichtbau miteinander zu verknüpfen. Ein Vorentwicklungsprojekt der ZF Friedrichshafen AG zeigt den Vorzug einer solchen Kombination in Gestalt eines Achskonzepts, in dessen Mittelpunkt eine radführende Querblattfeder aus Faser-Verbundwerkstoff steht. Das alternative Material macht hochintegrierte Achskonstruktionen möglich. Neben dem Fahrverhalten der CLA (Composite Leaf Spring Axle) ist für eine mögliche Serienanwendung ein besonderes Augenmerk auf das Verhalten im Crashfall zu richten. Wahrend sich die Charakteristik der bleibenden Verformung beim Fahrwerk-Werkstoff Stahl sehr gut in eine Schadenskette (vom Bordstemrempler bis zum schweren Auffahrunfall) integriert, waren beim Werkstoff GFK konstruktive Eingriffe notwendig, um eine "Opferkaskade" zu definieren. Um dies bei der CLA zu gewährleisten, sind die Führungslager mit einer Deformationsstruktur (Crashboxen) ausgestattet, die sich ab einem bestimmten Krafteintrag verformen. Ähnlich wie bei einer Stahlkonstruktion verändert sich dann die Spur der Hinterachse und macht den Fahrer auf den Schaden im Fahrwerk aufmerksam - ohne indessen die Kontrolle des Fahrzeugs zu stark zu beeinträchtigen. Im Vergleich zu einer heute in Kompaktklassefahrzeugen des Volumensegments verbauten Mehrlenker-Hinterachse ohne Bremsanlage bringt die CLA 6 kg und damit 13 % weniger Gewicht auf die Waage. Bei Optimierung von Stahlkonstruktionen ist diese Gewichtseinsparung nicht möglich. Hinzu kommt ein Bauraumgewinn von 70 mm in Fahrtrichtung vor der Achse und 50 mm dahinte. Der dazugewonnene Bauraum steht dann beispielsweise für einen größeren Tank oder für die Akku-Leistungselektronik zur Verfugung.
Composite Leaf Spring Axle für PKW
Lightweight Design ; 1 ; 14-19
2015
6 Seiten, Bilder
Article (Journal)
German
Testing of fiber composite leaf spring for heavy axle loads
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