Leichtbau ist im modernen Fahrzeugbau zu einer dominierenden Aufgabenstellung geworden. Im vorliegenden Beitrag wird die Gewichtsoptimierung von Fahrgastsitzen für Vans oder kleine Nutzfahrzeuge diskutiert. Wie bei anderen Systemen im Automobil besteht auch bei Sitzen das Problem, daß mehr Komfort und größere Nutzungsvariabilität im Allgemeinen nur durch Zusatzanbauten zu erreichen sind. In der Summe wiederspricht dies der Zielsetzung der Wirtschaftlichkeit, weshalb auf alle Komponenten heruntergebrochen ein Eigengewichtsminimum anzustreben ist. Man geht davon aus, daß einer Gewichtsreduzierung von 100 kg eine Kraftstoffersparnis von etwa 1 l je 100 km entspricht. Durch eine Werkstoffsubstitution kann ein Mehrpreis von 6 bis 10 DM/kg toleriert werden. Derzeit sind verbreitete Werkstoffe für Sitzstrukturen von Pkw und Van Stahlbleche aus St 12, St 13 oder St 14 beziehungsweise St 52 für Verbindungs- und Verstellelemente. Der Werkstoff Aluminium bietet erhebliche Vorteile hinsichtlich des spezifischen Einsatzgewichtes und durch die Gießtechnik die Möglichkeit einer hochgradigen Integration von Adaptionsteilen bei hohem Endformgrad. Die ungünstige Rohwerkstoffrelation von etwa Al:St = 5:1 in DM/kg muß insofern differenzierter gesehen und durch eine gesamtwirtschaftliche Rechnung belegt werden. Das favorisierte Strukturkonzept wird als CAD-Modell vorgestellt. Für die Lehnenholme wurde eine Schubträgerkonstruktion und für den Sitzfuß eine Gitterfeldlösung gewählt. Auf einen Van bezogen können etwa 13 kg Sitzeigengewicht über zwei Reihen eingespart werden. Ein Serieneinsatz ist daher sehr realistisch, da die Gußlösung mit einfacheren Werkzeugen hergestellt werden kann, weniger Nacharbeit erforderlich ist und der Komplettierungsaufwand für Anbauteile viel geringer ist, als die derzeitige Serienlösung in Stahlblech-Bauweise. Der mittels FEM-Analysen erarbeitete technische Stand wurde mit dem CAD-System Catia dokumentiert, so daß 3D-Modelle für eine Herstellung verfügbar waren. Die Hauptvorteile der umgesetzten Lösung liegen in der Geometrievariabilität, die eine kraftflußspezifische Dicken- und Formanpassung ermöglicht, mit dem Effekt der Homogenisierung des Kraftlinienverlaufs.
Entwicklung einer leichten Sitzstruktur in Aluminiumbauweise
Development of leightweight seat structure in aluminium construction
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 101 , 2 ; 74-78
1999
5 Seiten, 5 Bilder, 2 Tabellen, 7 Quellen
Article (Journal)
German
Nutzfahrzeug , Kleinbus , Aluminium , Werkstofftechnik , Werkstoffwahl , Gewichtsverminderung , Leichtbauweise , Fahrzeugsitz , Wirtschaftlichkeit , Fahrzeugsicherheit , Sicherheitsgurt , Aufprall , Festigkeit , Personenkraftwagen , Stahlblech , Finite-Elemente-Methode , Auslegung (Dimension) , technische Entwicklung
Entwicklung einer leichten Sitzstruktur in Aluminiumbauweise
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