Untersuchungen zum Leichtbaupotenzial moderner Stähle im Fahrwerk

Eine besondere Anforderung an moderne Fahrzeuge bildet die Reduzierung von CO2-Emission. Für die Gewichtseinsparung, und somit die Reduktion von CO2-Emission, bieten neue Eisen-Mangan-Stähle (FeMn-Stähle) vielversprechende Möglichkeiten. Vor ihrer Serienanwendung sind diese Stähle zunächst in Forschungsarbeiten zu prüfen. Im Rahmen der vorliegenden Promotionsarbeit wurde daher das Leichtbaupotenzial der FeMn-Stähle im Bereich des Fahrwerkes analysiert. Um das Gewichtseinsparungspotenzial der FeMn-Stähle zu erforschen, wurde der Volkswagen Golf V als Referenz-Fahrzeug gewählt. Für jedes Fahrwerk-Blechbauteil wurden eine Materialsubstitution und eine Blechdickenoptimierung durch numerische Belastungssimulationen durchgeführt. Bei sechs Teilen wurden sinnvoll nutzbare Gewichtseinsparungen identifiziert. Die Optimierung eines Federlenkers hat gezeigt, dass bis zu 20% Gewichtsreduzierung möglich ist. Prototypen wurden gebaut und erprobt und haben wertvolle Werkstoff- und Produktionserkenntnisse gezeigt. Weitere Analysen, sowie die werkstoffgerechte Neukonstruktion zweier Vorderachshilfsrahmen, haben gezeigt, dass trotz höherer technischer Anforderungen eine Gewichtsreduzierung von 27% sowie eine Kostenersparnis erzielt werden können. Des Weiteren wurden in den Bereichen Umformung, Fügetechnik, Korrosion, Kosten und Simulation Materialversuche bzw. Analysen durchgeführt. Diese Untersuchungen haben es ermöglicht, die verschiedenen FeMn-Stähle zu charakterisieren und so Konstruktions- und Produktionshinweise zu sammeln. Daraus wurde eine Erweiterung und Detaillierung des Einsatzspektrums abgeleitet.