15.09.2014
Lorenz Kunststofftechnik

Ein Fünftel leichter, dafür länger haltbar

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Lesedauer: 5 Minuten.

Leichtbau ist eines der ungebrochenen Topthemen der Automobilkonstrukteure, die Möglichkeiten zur Materialreduktion sind inzwischen allerdings weitgehend ausgeschöpft. Eine Alternative bieten Komponenten aus neuartigen Werkstoffen. So hat der Duroplast-Spezialist Lorenz Kunststofftechnik […]

Die Duroplast-Federung von Lorenz Kunststofftechnik ist rund ein Fünftel leichter als Standard-Federn, aber deutlich widerstandsfähiger gegen Wetter und Temperaturschwankungen. (Abb.: Lorenz Kunststofftechnik)

Die Duroplast-Federung von Lorenz Kunststofftechnik ist rund ein Fünftel leichter als Standard-Federn, aber deutlich widerstandsfähiger gegen Wetter und Temperaturschwankungen. (Abb.: Lorenz Kunststofftechnik)

Leichtbau ist eines der ungebrochenen Topthemen der Automobilkonstrukteure, die Möglichkeiten zur Materialreduktion sind inzwischen allerdings weitgehend ausgeschöpft. Eine Alternative bieten Komponenten aus neuartigen Werkstoffen. So hat der Duroplast-Spezialist Lorenz Kunststofftechnik GmbH, Wallenhorst-Hollage , jetzt eine Fahrzeug-Federung auf Komposit-Basis entwickelt, die 20 bis 25 % leichter ist als herkömmliche Systeme. Das Unternehmen hat mit über 1,5 Millionen produzierten Federleisten für Lattenroste langjährige Erfahrung mit dauerelastischen Kunststoffen, für den Automobilbereich wurde das dabei verwendete Material nun weiter verstärkt und an die harten Einsatzbedingungen angepasst. Dadurch ist die neue Federung temperatur-, korrosions- sowie ölresistent und hat – je nach Typ – periodische Tests von mehr als 10 Millionen Zyklen ohne Ermüdung überstanden. Erstmals vorgestellt wird das System auf der Fakuma in Friedrichshafen.

„Wir produzieren schon seit Jahren verschiedenste Komponenten für die Automobilindustrie“, erklärt Thomas Lorenz, Geschäftsführer der Lorenz Kunststofftechnik. (Foto: Lorenz Kunststofftechnik)

„Wir produzieren schon seit Jahren verschiedenste Komponenten für die Automobilindustrie“, erklärt Thomas Lorenz, Geschäftsführer der Lorenz Kunststofftechnik GmbH. (Foto: Lorenz Kunststofftechnik)

Kompositmaterialien – darunter auch jene von Lorenz Kunststofftechnik – sind im Fahrzeugbau längst etabliert, werden bislang jedoch vornehmlich für Verkleidungen, Kapselungen oder zur Dämmung eingesetzt. Dabei eignen sich die robusten Duroplaste aufgrund ihrer flexiblen Anpassungsmöglichkeit auch für Funktionsteile, da sie über ihre Rezeptur spezifisch auf die Umgebungsbedingungen und Anforderungen jeder Anwendung ausgelegt werden können. So wurde für die neue Federung ein dauerelastisches Sheet Molding Compound (SMC), das sich seit Jahren in Kunststofflattenrosten bewährt, von Lorenz Kunststofftechnik in Zusammenarbeit mit Kunden aus der Automobilbranche verstärkt und mit einer besonders hohen Widerstandsfähigkeit ausgestattet. „Neben einer hohen Rückstellfähigkeit haben wir besonderen Wert auf Temperatur-, Feuchtigkeits- und Chemikalienbeständigkeit gelegt“, erklärt Geschäftsführer Thomas Lorenz.

Speziell definierte Eigenschaften und vereinfachte Fertigung

Duroplaste weisen dank ihres geringen Ölanteils generell eine deutlich höhere Hitzeresistenz auf als die bekannteren Thermoplaste sowie einen sehr niedrigen Temperaturausdehnungskoeffizienten. In der Verarbeitung ermöglicht dies die Fertigung mit sehr engen Toleranzen, da sich die Form und das Volumen des Werkstoffs auch unter wechselnden Bedingungen kaum verändert.

Basis der Federung ist SMC. Die Eigenschaften dieses Komposit-Werkstoffs lassen sich über ihre konkrete Rezeptur an jede Anwendungsanforderung anpassen. (Foto: Lorenz Kunststofftechnik)

Basis der Federung ist SMC. Die Eigenschaften dieses Komposit-Werkstoffs lassen sich über ihre konkrete Rezeptur an jede Anwendungsanforderung anpassen. (Foto: Lorenz Kunststofftechnik)

Gleichzeitig korrodiert der Kunststoff im Gegensatz zu Metallen selbst unter Einwirkung von Witterung oder Streusalz nicht, was zu einer hohen Lebensdauer des Bauteils führt. Die eingearbeiteten Glasfasern gewährleisten zudem eine hohe Stabilität: In Dauertests mit unterschiedlichen periodischen wiederkehrenden Gewichten an verschiedenen Baugrößen haben diese Bauteile 10 Millionen Zyklen ohne Ermüdung überstanden.

Im Design und im benötigten Bauraum ähneln die Komposit-Federn weitgehend den gewohnten Stahl-Federungen. Die Fertigung gestaltet sich dagegen deutlich einfacher als bei Metall, da sich der Kunststoff leichter umformen lässt und kaum nachbearbeitet werden muss. Zusätzliche Schritte wie Lackieren oder Abschleifen entfallen. Selbst H7-Passungen können beispielsweise direkt beim Pressen gebrauchsfertig erzeugt werden.

Ein weiterer Vorteil des Duroplasts ist, dass es sich einfach verarbeiten lässt und kaum nachbearbeitet werden muss. Das Lackieren entfällt beispielsweise komplett. (Foto: Lorenz Kunststofftechnik)

Ein weiterer Vorteil des Duroplasts ist, dass es sich einfach verarbeiten lässt und kaum nachbearbeitet werden muss. Das Lackieren entfällt beispielsweise komplett. (Foto: Lorenz Kunststofftechnik)

„Diese vereinfachte Produktion und die Tatsache, dass die Federsysteme bei uns ganz neu entwickelt werden, erlauben es auch, die Form individuell an die jeweilige Fahrzeugkonstruktion anzupassen und so eine möglichst hohe Montagefreundlichkeit zu erreichen“, so Lorenz. Die Kunststoffexperten gehen dabei auf die kleinen Systembesonderheiten der verschiedenen Autobauer oder Zulieferer ein und berücksichtigen diese bei der Einbaustrategie.

Weniger Verbrauch dank weniger Gewicht

Die Federung gibt es in unterschiedlichen Größen und Typen für Pkw, Vans und Transporter bis hin zu Lkw. Je nach Modell liegt die dadurch erreichbare Gewichtseinsparung gegenüber bisherigen Federn bei rund 20 bis 25 %. Umgerechnet auf das ganze Fahrzeug lässt sich so eine merkliche Verringerung des Gewichts erzielen, die sich wiederum auf den Kraftstoffverbrauch und den Abgasausstoß auswirkt. Der neue Konstruktionsansatz verbessert daher die Effizienz nicht nur im Fahrzeugbau sondern auch beim Fahren. Gespräche für Tests mit Automobilfirmen laufen bereits.

Erstmals öffentlich vorgestellt werden die Federn auf der Fakuma in Friedrichshafen.

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