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Ausgewählte Ausgabe: 10-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Composite-Getriebegehäuse mit lagenoptimiertem Organoblech

In einem selbst finanzierten Entwicklungsprojekt ist das weltweit erste, voll funktionsfähige thermoplastische Composite-Getriebegehäuse für E-Fahrzeuge entstanden. Die erste Hälfte wurde bereits prototypisch umgesetzt. Eine Herausforderung ist die Einhaltung der geforderten Steifigkeiten bei Betriebstemperaturen von über 100 °C.


Für eine hohe Reichweite ist bei Elektro-Fahrzeugen ein möglichst geringes Gewicht von herausragender Bedeutung. Neben der Karosserie werden auch Komponenten aus dem Antrieb – wie das Gehäuse von typischerweise verwendeten zweistufigen Getrieben – für eine weiterreichende Werkstoffsubstitution interessant. Kohlenstofffaserverstärkte Thermoplaste sind aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften in Kombination mit den etablierten Möglichkeiten der Fertigung eine gute Wahl.

Bild 1.  Über das Re-Engineering eines bestehenden Aluminium-Gehäuses wurde ein Pflichtenheft für das zu entwickelnde Composite-Gehäuse erstellt.

Bild 1.
Über das Re-Engineering eines bestehenden Aluminium-Gehäuses wurde ein Pflichtenheft für das zu entwickelnde Composite-Gehäuse erstellt.


Ein Composite-Getriebegehäuse mit thermoplastischer Matrix ist rund 30 % leichter und deutlich leiser als ein konventionelles Aluminium-Modell, Bild 1 – das ergaben Studien, die im Vorfeld der Entwicklung angestellt wurden. Bisher sind jedoch nur verschiedene Technologiedemonstratoren entstanden. Der vom interdisziplinären Team um Arrk Engineering gefertigte Prototyp ist somit das erste reale Bauteil dieser Art, das in einem Fahrzeug verbaut werden könnte.
„Uns hat die Verbindung von Komplexität und Machbarkeit des Vorhabens gereizt“, erläutert Monika Kreutzmann, Leiterin des Center of Competence (CoC) Composites bei Arrk. Der Anspruch der Beteiligten war, dass bei entsprechenden Stückzahlen auch die Wirtschaftlichkeit in das Umfeld der üblicherweise verwendeten Materialien rückt. „Die niedrigen Investitionskosten und die Verwendung bekannter Technologien macht langfaserverstärkte Bauteile mit thermoplastischer Matrix wirtschaftlich sehr interessant“, bestätigt Dr. Thomas Schneider, Leiter Technology & Innovation.

Re-Engineering ergibt Zielwerte

Die Projektzeit wurde in drei Phasen eingeteilt. In der ersten wurde das grobe Konzept erstellt, in der zweiten der konkrete Entwurf erarbeitet und in der dritten die Details ausgeführt. Um das Pflichtenheft erstellen zu können, wurden zunächst über das Re-Engineering eines bestehenden Aluminium-Modells die Zielwerte ermittelt.

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