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Ausgewählte Ausgabe: 06-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Systematischer Leichtbau per Drag-and-Drop

Leichtbau zählt zu den wichtigsten Anforderungen in der Automobilentwicklung. Doch wie viel Gewicht tatsächlich eingespart wird, hängt stark von Erfahrung und Intuition der Entwickler und Konstrukteure ab. Geht der Mitarbeiter, geht ein Teil des Know-hows. Um das zu verhindern, entwickelt die Firma csi entwicklungstechnik GmbH Methoden, mit denen die Gewichtsreduzierung systematisch angegangen werden kann. Unter anderem betrachtet csi-Ingenieur Tobias Lüdeke das Thema ausführlich in seiner Doktorarbeit.


Leichtere Fahrzeuge zu bauen, ist eine der wichtigsten Möglichkeiten, um Energie zu sparen und die Umwelt zu schonen. Doch Leichtbau kann auch eine vertrackte Sache sein: Möglicherweise spart ein Türentwickler bei seinem Arbeitspaket ein Kilogramm Gewicht ein – aber das Gesamtfahrzeug wird dadurch nicht leichter, sondern schwerer, weil die veränderte Tür die Stabilität beeinträchtigt und an anderer Stelle der Karosserie Verstärkungen nötig sind, die viel mehr wiegen, als an der Tür eingespart wurde.

Bild 1 Beim Leichtbau sollte das Gesamtsystem im Vordergrund stehen. Damit zählt das Gesamtergebnis: Anstrengungen zur Gewichtseinsparung an einer Tür können kontraproduktiv sein, falls andere Teile der Karosserie dafür umso schwerer werden. Sie können aber genauso gut zusätzliche Gewichtseinsparungen an anderer Stelle nach sich ziehen. In seiner Doktorarbeit hat Tobias Lüdeke eine Systematik entwickelt, um solche Konsequenzen frühzeitig berechnen zu können. (Bild: Adobe Stock)

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Beim Leichtbau sollte das Gesamtsystem im Vordergrund stehen. Damit zählt das Gesamtergebnis: Anstrengungen zur Gewichtseinsparung an einer Tür können kontraproduktiv sein, falls andere Teile der Karosserie dafür umso schwerer werden. Sie können aber genauso gut zusätzliche Gewichtseinsparungen an anderer Stelle nach sich ziehen. In seiner Doktorarbeit hat Tobias Lüdeke eine Systematik entwickelt, um solche Konsequenzen frühzeitig berechnen zu können. (Bild: Adobe Stock)


In der Realität wird ein solches Ergebnis kaum in Serie gehen, weil man solche Irrwege rechtzeitig bemerkt. Aber wenn sich die Erkenntnisse der Dissertation von Tobias Lüdeke in die Realität umsetzen lassen, dürfte die Entwicklung erst gar nicht mehr in solche Sackgassen führen. Man könnte sogar gezielt nach Leichtbauansätzen suchen, die sich gegenseitig verstärken und auch noch die Kosten berücksichtigen.
Im Jahr 2010 begann der Mechatronik-Ingenieur an der Universität des Saarlands mit seiner Doktorarbeit. Neben seiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Konstruktionstechnik von Prof. Dr.-Ing. Michael Vielhaber erforschte er aktuelle Entwicklungsprozesse, um sie am Schluss durch seine neue Systematik zu verbessern.
Eine der ersten Erkenntnisse: Mit dem Leichtbau befassen sich Entwickler in der Regel erst dann, wenn ein physischer oder virtueller Prototyp vorhanden ist. Eindeutig zu spät, betont Lüdeke, „denn die größten Möglichkeiten, auf das Gewicht, aber auch auf Kosten und andere Aspekte Einfluss zu nehmen, haben die Entwickler ganz zu Beginn der Entwicklung, wenn auf Basis der Anforderungen das Produkt konzipiert wird, also lange bevor Prototypen existieren.“
Das Problem: Es gibt kaum Erkenntnisse dazu, welchen Einfluss Änderungen am Produkt in dieser frühen Phase am Schluss auf das Gewicht und beispielsweise die Kosten haben werden. Daher konzipierte Tobias Lüdeke in mühevoller Detailarbeit dafür eine Systematik mit vielen Formeln.

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Autoren

 Peter Klingauf

Geschäftsführer k+k-PR GmbH

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