Leichtbau schützt die Umwelt und erhöht die Sicherheit im Auto
Chemnitzer Wissenschaftler reduzieren Gewicht einer Durchlade in der Rücksitzbank eines SUV um mehr als die Hälfte, Herstellungskosten sinken um ca. 30 Prozent
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Techniker René Morgenstern prüft die Struktur der neuen Durchlade. Hergestellt werden derartige Bauteile in einem Anlagenkomplex im „MERGE Technologiezentrum“ der TU Chemnitz, an dem Hochleistungskunststoffe und thermoplastische Faserverbundhalbzeuge verarbeitet werden können. Foto: TU Chemnitz/Jan Woitas
Bei der Fahrt in den Winterurlaub sind Skier oder Snowboards sicher zu verstauen. Viele PKW verfügen deshalb in der Rücksitzbank über eine Luke zum Durchschieben langer Gegenstände. Diese sogenannte Durchlade haben sich Forscherinnen und Forscher des Bundesexzellenclusters MERGE und des Instituts für Strukturleichtbau der Technischen Universität Chemnitz ganz genau angeschaut, um Gewicht und Kosten einzusparen. Nach vielen Monaten intensiver Arbeit ist es ihnen gelungen. „Wir haben das ursprünglich 3,85 Kilogramm schwere Metall-Bauteil völlig neu konzipiert und konnten sein Gewicht auf rund 1,64 Kilogramm reduzieren, also um mehr als die Hälfte“, sagt Prof. Dr. Lothar Kroll, Direktor des Instituts für Strukturleichtbau und Sprecher des Bundesexzellenzclusters MERGE.
Die Chemnitzer Entwicklung, die auf Basis der Stahlvariante des aktuellen Audi Q5 konzipiert wurde, ist aus endlosfaserverstärkten thermoplastischen Halbzeugen kombiniert mit thermoplastischen Spritzgießkomponenten gefertigt. „Erstmals überhaupt wurde dieses Strukturbauteil als faserkunststoffverstärktes Bauteil konstruiert und technologisch als Prototyp umgesetzt und wird bis zur Serienreife weiterentwickelt“, ergänzt Kroll. Dabei kamen verschiedene Textilverstärkungen zum Einsatz, die dafür sorgen, dass die Durchlade eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Stabilität aufweist. „Für die Herstellung erfolgt zunächst eine thermische Formung der unterschiedlichen textilen Materialien mit darin integrierten Sensoren“, erläutert der Chemnitzer Professor. Anschließend sei das Bauteil im Spritzgussverfahren mit Kunststoff vollautomatisch finalisiert worden.
Die PKW-Durchlade ist generell ein hoch-crashbelastetes Bauteil. Wenn es zum Unfall kommt, muss sie die Kofferraumladung zurückhalten und somit die Insassen vor herumfliegendem Gepäck oder Gegenständen schützen. „Die neuartige, sehr leichte Durchlade bleibt im Crashfall in ihrer Struktur erhalten und nimmt die Energie des Aufpralls auf“, versichert Kroll. Zudem erhalte die an der TU Chemnitz entwickelte Durchlade angesichts der in Deutschland hochgesteckten Klimaziele noch eine weitere Bedeutung. „Mit jedem Kilogramm, das etwa am Auto eingespart werden kann, verringert sich der Kraftstoffbedarf und somit auch der CO2-Ausstoß“, erklärt der Sprecher des Bundesexzellenzclusters.
Deshalb präsentieren die Chemnitzer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gleich mehrere ihrer Leichtbau-Innovationen auf der Hannover Messe 2017. Vom 24. bis 28. April stellen sie auf dem Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“ (Halle 2, Stand A38) neben der Durchlade auch einen Motorträger sowie neuentwickelte hybride Leichtbaukomponenten aus dem Exzellenzcluster vor.
Weitere Informationen erteilen Prof. Dr. Lothar Kroll, E-Mail lothar.kroll@mb.tu-chemnitz.de, sowie Dr. Jürgen Tröltzsch, E-Mail juergen.troeltzsch@mb.tu-chemnitz.de, Telefon 0371 531-35665.
Mario Steinebach
28.03.2017
