Fraunhofer LBF: hybride Leichtbauhinterachse

Weniger Gewicht für Elektrofahrzeuge

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Elektromobilität ist ohne Leichtbau nicht denkbar. Einen großen Schritt in Richtung Gewichtsoptimierung hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF getan. Im Rahmen des EU-Forschungsprojektes Epsilon, das dem Leistungsfeld Leichtbau zugeordnet ist, entwickelte das LBF eine Hinterachse mit deutlich reduziertem Gewicht. Im Laufe des Projekts berechneten die Forscher die Hinterachse mit der Finite Elemente-Methode in mehreren Schritten. Ergebnis war ein Entwurf, der aus zwei metallischen Seitenteilen und einem Mittelteil aus Faser-Kunststoff Verbund besteht. Diese Hybridbauweise vereinfacht die Gestaltung der Anbindungsstellen an die Fahrzeugstruktur. Zudem können Temperatureinflüsse und lokale Beanspruchungen besser berücksichtigt werden. Das Gesamtgewicht der Hinterachse reduzierte sich durch das FKV-Mittelteil um rund 37 %.

Mehrere innovative Lösungen kennzeichnen die neu entwickelte hybride Leichtbauhinterachse. So nutzten die Wissenschaftler als Verbindungselement zwischen Metall- und Faserverbundbauteil die sogenannte T-Igel-Verbindung. Dank der formschlüssigen Verbindung hat T-Igel den Vorteil, durch die Pins sehr hohe Kräfte und Momente von der Metallbuchse zum CFK-Seitenteil zu übertragen. Dabei gingen die Wissenschaftler einen neuen Weg, das Prinzip der T-Igel-Verbindung beziehungsweise die Pins anzuwenden. Mit der formschlüssigen Verbindung von Pins und Laminat konnten sie die Kerbspannung am Bohrungsrand reduzieren. Dadurch ergab sich die Möglichkeit, das Laminat anschließend spanend zu bearbeiten und mit einer Schraubenverbindung zu versehen.
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