Weniger Material und Energie: Wissenschaftler arbeiten an ressourcenschonenderer Kurbelwelle

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  • U L T R A L E I C H T

    Ultraleicht

    Entwickler der Osnabrcker Firma Onyx Composites arbeiten derzeit an einem 100 kg schweren Hybridmobil fr den stdti-schen Pendelverkehr. Konzipiert wurde das Fahrzeug fr kurze bis mittlere Strecken mit einem Antriebs-Mix aus Elektromotor und Pedalkraft. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) frdert das Vorhaben von Onyx mit einer Summe von 54.500 Euro.Bei einer Maximalgeschwindigkeit von 45 km/h sollen zwei Personen und geringe Lasten bis 50 Kilogramm von dem Hybrid-mobil transportiert werden knnen. Daher sei das E-Mobil auch fr Pflege- und Paket-dienste interessant. Die Ladung der Batterie

    soll fr eine Strecke von 50 Kilometer ausrei-chen. Das Mobil knne nach Belieben ent-weder mit Pedalkraft oder Elektromotor an-getrieben werden.Das Hybridmobil kommt als eine Mischung aus Elektroauto und Elektrofahrrad daher. So hnelt der Zweisitzer uerlich einem Liegerad mit Karosserie, mit einem tiefen Einstieg, zwei kleineren Vorderrdern, zwei groen Hinterrdern und einer abnehmba-ren Scheibe. Lenken und Bremsen erfolgen ber einen Steuerhebel zwischen den Sit-zen. Im Fahrzeug sollen Faserverbundwerk-stoffe und in der Karosserie unter anderem auch nachwachsende Rohstoffe, wie bei-

    spielsweise Hanf, verbaut werden. Das E-Mo-bil soll auerdem mit Standardkomponen-ten aus der Elektrofahrrad-Industrie ausge-stattet werden. Die tragende Struktur aus Natur-, Glas- oder Kohlenstofffaserkunst-stoff soll einen Schutz vor Regen und Klte ermglichen.

    MEHRDIREK TIONALES SCHMIEDEN

    WENIGER MATERIAL UND ENERGIE: WISSENSCHAFTLER ARBEITEN AN RESSOURCENSCHONENDERER KURBELWELLE

    Forscher des IPH - Institut fr Integrierte Produktion Hannover haben ein ambitioniertes Forschungs-ziel: Statt 11,5 kg sollen in Zukunft nur noch 8,75 kg Ausgangsmaterial erforderlich sein, um eine 7 kg schwere Zweizylinderkurbelwelle herzustellen. Ge-meinsam mit dem Institut fr Elektroprozesstech-nik der Leibniz Universitt Hannover und Unterneh-men aus Deutschland, Spanien, Rumnien und der Trkei untersuchen die Wissenschaftler, wie Zwei-zylinderkurbelwellen mit weniger Material- und Energieeinsatz geschmiedet werden knnen. Von den Ergebnissen des zweijhrigen Forschungspro-jekts sollen nicht nur Unternehmen profitieren, son-dern auch die Umwelt.Die Ingenieure mchten den Anteil des ber-schssigen Materials, das beim Schmieden als Abfallprodukt (Grat) entsteht, von 54 Pro-zent auf 15 Prozent senken. Um ihr Ziel zu er-reichen, mchten die Forscher das Material vor dem letzten Schritt im Schmiedeprozess bereits sehr nah an die Endgeometrie heran-bringen. Mglich werde dies durch das soge-nannte mehrdirektionale Schmieden. Dieses Verfahren wurde in den vergangenen Jahren am IPH entwickelt.

    Damit sich das Material bestmglich im Gesenk ver-teilt, erfolgt die Umformung dabei gleichzeitig aus mehreren Richtungen, heit es. Allerdings sei das Verfahren bislang nur unter Laborbedingungen ge-testet worden. In der Industrie werde es noch nicht verwendet. Die Anpassung des Werkzeugs an die Bauteile, die damit hergestellt werden sollen, sei-en noch zu komplex. Die Werkzeuge seien bislang zu unflexibel, um damit unterschiedliche Bautei-le zu fertigen. Aus diesen Grnden sei die Anwen-dung des neuen Verfahrens fr Unternehmen der-zeit noch zu aufwndig und teuer.Gemeinsam mit Industrieunternehmen aus vier Lndern und einem Forschungsinstitut aus Hannover mchte das IPH das mehrdirektiona-le Schmieden nun weiterentwickeln. Geplant ist unter anderem eine Modularisierung des mehrdi-rektionalen Werkzeugs. Dadurch sollen sich unter-schiedliche Arten von Zweizylinderkurbelwellen herstellen lassen. Die Forscher betrachten in ih-rem Projekt die gesamte Prozesskette zur Herstel-lung des Bauteils. Das IPH konstruiert und simu-liert dazu unterschiedliche Umformstufen. Unter-sucht werden soll auerdem die lokale induktive Erwrmung des Bauteils whrend der Herstellung.

    Eine solche punktuelle Erwrmung sei energie-sparender und werde in der Industrie bereits ge-nutzt, heit es weiter. Die Forscher wollen ermit-teln, ob zudem auch eine Nacherwrmung des Bauteils whrend des Schmiedeprozesses Sinn macht - und womglich sogar energieeffizien-ter ist. Im Projekt entwickeln das Institut fr Elekt-roprozesstechnik und EMA-TEC, Hersteller von In-duktionserwrmungsanlagen, den Erwrmungs-prozess und die Anlagen zur lokalen Erwrmung einer solchen Geometrie. Die Kurbelwellengeo-metrie wird von dem Schmiedeunternehmen Omtas Otomotiv Tranmisyon Aksami beigesteu-ert, das die Prototypen im Projekt auch schmieden wird; der Formenbauer Aurrenak stellt das mehr-direktionale Werkzeug her. Um zu prfen, ob die hergestellten Kurbelwellen die gleichen Eigen-schaften aufweisen wie konventionell hergestell-te, bernimmt der Projektpartner Metav-Cerceta-re Dezvoltare die Materialanalysen.Die Europische Union investiert rund 1,1 Milli-onen Euro in das Forschungsprojekt Resource efficient forging process chain for complicated high duty part (REForCh). Es luft bis zum 30. September 2014.

    www.lightweight-design.de

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