ThinKing Dezember 2014 - Sandwichbauweise macht Karosserie leicht und crashsicher

12.11.2014

 

Die Leichtbau BW präsentiert als innovative Leichtbaulösung ein Fahrzeugkonzept in Metall-Monocoque-Bauweise vom Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Leichtbau ist ein Schlüsselfaktor zum effizienten Auto. Mit der Entwicklung einer Karosserie in Metall-Monocoque-Bauweise hat das Forschungsfeld Leichtbau und Hybridbauweisen am Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart die Basis für eine hochinnovative Konzeptfahrzeugstruktur gelegt. Hauptmerkmal ist eine sehr geringe Masse bei hoher Steifigkeit. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines fahrfähigen Technologiedemonstrators.

Knitternde Karosserie absorbiert Aufprallenergie

Die Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg präsentiert das Safe Light Regional Vehicle (SLRV) beim ThinKing im Dezember. Mit ihrem "dünnen König" stellt die Landesagentur monatlich innovative Produkte oder Dienstleistungen im Leichtbau aus dem Südwesten vor.

Die Leermasse des Leichtbau-Gesamtfahrzeugs soll maximal 400 Kilogramm betragen (ohne Batterien) und ist auf die L7e-Fahrzeugklasse ausgelegt, in der beispielsweise auch Quads geführt werden. Bei dem Projekt unter Leitung von Dipl.-Ing. Simon Brückmann und Dipl.-Ing. Michael Kriescher wurde mit L7e bewusst eine Fahrzeugklasse herausgesucht, die nicht den Pkw-Restriktionen unterliegt, damit bei der Entwicklung Freiheiten für Innovationen gegeben ist.

Bei dem Prototyp der Karosserie in Sandwichbauweise bestehen die Decklagen aus Aluminium, im Kern findet sich zellulares Polyurethan. Beim Fügeverfahren wurden Crash-stabiler Strukturklebstoff sowie partielles Verschrauben und Schweißen verwendet. Neben den leichten Materialien wurde auch durch Funktionsintegration mit lediglich 50 Elementen eine Massereduktion erreicht. So können beispielsweise Funktionen wie Wärmedämmung oder Anschraubpunkte integriert werden.

Sandwichbauweise aus Aluminium und Polyurethan

Die Sandwich-Materialien kommen in Crashstrukturen sowie tragenden Fahrzeugstrukturen zum Einsatz. Die Sandwichbauweise wurde dafür ausgelegt, dass sie bei einem Frontalaufprall knittert und somit so viel Energie umwandelt, dass der Insassenschutz gewährleistet werden kann. Der Vorteil ist, je mehr kleine Knitterfalten erzeugt werden, desto höher ist der plastische Verformungsanteil im Material und desto mehr kinetische Energie kann umwandelt werden. Die Integrität bleibt dabei erhalten. Die Hochsteifigkeit einer speziell entwickelten Fahrzeugvorderwagenstruktur wurde bereits in Crashtest am Institut nachgewiesen.

Die Wissenschaftler am DLR haben als Werkstoffe für die Sandwichbauweise Aluminium und Polyurethan ausgewählt. Beide Materialien sind vergleichsweise günstig und leicht verfügbar. Zudem können sie gut verarbeitet werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, weitere Materialkombinationen zur Anwendung zu bringen.

Das SLRV wird zukünftig Teil des Forschungsprogramms Next Generation Car (NGC) sein und stellt einen "Leuchtturm" dar. NGC bündelt die Kompetenzen verschiedener Forschungsinstitute des DLR miteinander, so dass Forschungs- und Entwicklungsergebnisse mit hohem Innovationsgrad zu erwarten sind.

Mehr Informationen zur Leichtbaulösung des Monats finden sich unter www.leichtbau-bw.de/leichtbau/thinking