KEM Konstruktion Automobilkonstruktion 02.2019

KAROSSERIE LEICHTBAU

KAROSSERIE LEICHTBAU Bild: Constellium: Ein Constellium-Mitarbeiter bei der Endkontrolle eines Crash- Management-Systems (CMS) Aluminiumlegierungen für Crash Management Systeme Wirksamer Schutz Crash-Management-Systeme sind ein wichtiger Aspekt der Fahrzeugsicherheit, schützen sie doch Insassen, andere Verkehrsteilnehmer und letztlich das Fahrzeug selbst. Vor allem die E-Mobilität stellt hohe Anforderungen an diese Systeme. Um die geforderte Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht zu gewährleisten, ist Aluminium der geeignete Werkstoff. Neue Entwicklungen unterstreichen die Leistungsfähigkeit des Leichtmetalls und beweisen damit zugleich die Konkurrenzfähigkeit von Aluminium gegenüber Stahl. Patrick Böhler, Teamleiter Konzeptanalyse & Testing, Constellium Automotive Structures Europe, Gottmadingen Crash-Management-Systeme (CMS) absorbieren die im Fall einer Kollision entstandene Energie und erhöhen damit die Sicherheit von Fahrer, Mitfahrern und anderen Verkehrsteilnehmern, während sie die restliche Fahrzeugstruktur schützen. Aufgrund seiner überragenden Energieabsorption ist Aluminium das ideale Material für Crash-Management-Systeme. Es hilft Automobilherstellen zudem dabei, im Vergleich zu herkömmlichen Stahlsystemen, Gewicht einzusparen. Hierfür kommen angepasste Legierungen des Leichtmetalls zum Einsatz. Vor allem die Elektromobilität trägt dazu bei, dass die Nachfrage nach Aluminium-Lösungen für Crash- Management-Systeme gestiegen ist. Dem GDA zufolge ist davon auszugehen, dass der Anteil des Leichtmetalls in diesen Systemen 74 K|E|M Konstruktion Automobilkonstruktion 02 2019

LEICHTBAU KAROSSERIE „CMS dienen dem Insassenschutz und verringern Schäden an der Fahrzeugstruktur.“ Bild: Constellium Constellium ist führend im Bereich Crash-Management-Systeme aus Aluminium. In Zusammenarbeit mit den Kunden entstehen maßgeschneiderte Lösungen für herkömmliche wie für E-Fahrzeuge in den kommenden fünf Jahren bis auf 30% des gesamten EU- Marktes stetig zunehmen wird. Doch nicht nur die Nachfrage nach Crash- Management-Systemen aus Aluminium steigt – die Anforderungen an die Konstruktion dieser Systeme ändern sich sehr viel schneller als noch vor wenigen Jahren. Neue Herausforderungen für CMS Getrieben wird diese Entwicklung vor allem durch die Mobilitätskonzepte der Zukunft. Ein Faktor, der bedingt, dass CMS neu und in vielen Details anders konstruiert werden müssen, ist das Fahrzeuggewicht. Elektrofahrzeuge sind in der Regel schwerer als herkömmlich angetriebene Automobile. Geschieht ein Unfall, müssen demnach höhere Energien abgebaut werden – es gilt, Crash-Elemente entsprechend darauf abzustimmen. Zusätzlich existiert schon jetzt eine große Anzahl unterschiedlicher Fahrzeugmodelle, die potenziell miteinander kollidieren können. Ihre Masse, wie auch die Position der Crash-Absorber, variiert stark – ein Faktor, den die Konstrukteure entsprechender CMS ebenfalls berücksichtigen müssen. Aluminium kann in diesem Fall seine Stärken gegenüber Stahl voll ausspielen, denn das Metall lässt sich nicht nur gut umformen, weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf und ist unendlich recyclebar – es bietet in erstere Linie eine exzellente spezifische Energieaufnahme. Leicht und gleichzeitig sicher Constellium ist führend im Bereich Crash-Management-Systeme aus Aluminium. In Zusammenarbeit mit den Kunden entstehen maßgeschneiderte Lösungen für herkömmliche wie für E-Fahrzeuge. Je nach Vorgabe lässt sich das Faltverhalten des CMS über Anpassungen der Wandstärke und der Form der verbauten Aluminiumprofile gezielt einstellen und damit die vom Gesetz, den Versicherungen und den OEMs vorgegebenen Anforderungen an die Sicherheit erfüllen. Die individuelle Optimierung von Wandstärken ist ein großer Vorteil von Systemen, die aus extrudierten Komponenten gefertigt sind. Die aus einer Vielfalt an Kammern bestehenden Profile falten bei einem Aufprall in kleinen Falten axial auf, nehmen dabei Energie auf und reduzieren die Last auf die hinter ihnen liegenden Bauteile. Damit können, zusätzlich zum Insassenschutz, auch Schäden an der restlichen Fahrzeugstruktur verringert werden. Legierungen für hohe Ansprüche Speziell für Strangpressprofile mit hohen Festigkeitsanforderungen eignen sich Aluminiumlegierungen der HSA6-Familie (High Strength Alloy 6xxx). Diese sind durch eine Streckgrenze von mehr als 400 Megapascal (MPa) charakterisiert und verfügen über eine hohe Festigkeit, die bis zu 20% höher liegt als bei herkömmlichen Aluminiumlegierungen der 6000er Familie. Sie eigenen sich gut für Strukturbauteile mit hohen geforderten mechanischen Eigenschaften wie dem Querträger eines Crash-Management-Systems. Constelliums HSA6 wird unter anderem im Mini Countryman verwendet. Für eine verbesserte Crash-Fähigkeit bei hohen Lastniveaus entwickelt das Unternehmen Legierungen der HCA6-Familie (High Crashable Alloy 6xxx). Diese eignen sich mit einer Dehngrenze im Bereich von 200 MPa bis 280 MPa vor allem für Energieabsorptionselemente. Aluminium bietet hohe Performance Der Einsatz von Aluminium in Crash-Management-Systemen nimmt zu – und damit die Herausforderungen an die Konstruktion dieser Systeme. Aluminium hilft, Gewicht zu sparen und bietet eine hohe Performance hinsichtlich Energieaufnahme und Festigkeit. Damit ist es für herkömmlich angetriebene Fahrzeuge ebenso das Material der Wahl wie für E-Autos. jg www.constellium.com Details zu Automotive-Lösungen von Constellium (engl.): hier.pro/sXCBQ K|E|M Konstruktion Automobilkonstruktion 02 2019 75