Composites

Erstes Leichtbau-Bremspedal für Elektroboliden entwickelt

Seite: 2/2

Firmen zum Thema

Lasttechnisch maßgeschneiderte Laminate durch Laserschweißen

Tapes, erklärt Lanxess, sind dünne Kunststoffbänder, in die unidirektional ausgerichtete, hochfeste Endlosfasersysteme eingebettet sind. Beim Bremspedal werden mehrere davon mit Glasfaser-Rovings eingesetzt, um die Bauteilunterseite zu verstärken, heißt es genauer. Weil die Tapes und der Tepex-Einleger aus zueinander kompatiblen Kunststoffmatrices bestünden, könnten die Tapes per Lasereinsatz einfach auf den Tepex-Einleger aufgeschweißt werden. So entstehen maßgeschneiderte Laminate, deren Faserlagen genau den Lastpfaden folgen und exakt an die lastspezifischen Bauteilanforderungen angepasst sind, erklärt Lanxess. So sorgten die Deckschichten des Einlegers mit ihren 45°-Faserlagen zusammen mit den aufgelegten Tapes auch für eine hohe Torsionsbelastbarkeit des Pedals.

Insgesamt vier Varianten können in Serie gehen

„Durch diesen maßgeschneiderten Faserlagenaufbau und die Kopplung von Organoblechen und Tapes ist es gelungen, das Gewicht von Bremspedalen weiter zu senken und gleichzeitig das sehr hohe mechanische Eigenschaftsniveau zu erreichen, das ein solches sicherheitsrelevantes Bauteil mitbringen muss“, erklärt Dr. Daniel Häffelin vom Innovation Center bei Boge Elastmetall. Aktuell befinden sich vier unterschiedliche Bremspedalausführungen in der Serienfertigung, sagt er, bei denen auf eine Vollkunststoff-Version gesetzt wird. Für alle Bauteilvarianten habe man die Lastpfade auch entsprechend den unterschiedlichen Torsionsrichtungen optimiert.

Automatisierte Verarbeitung von Tapes und Tepex

Die Bremspedale werden mithilfe des sogenannten Hybrid Molding in relativ kurzen, und deshalb für die Großserie geeigneten, Zykluszeiten in einem automatisierten Prozess gefertigt. Das Verfahren integriert das Umformen des Einlegers aus Tepex sowie der Tapes in den folgenden Spritzgussprozess, erkärt Lanxess. In einem ersten Fertigungsschritt werden die Tape-Zuschnitte durch optische Messsysteme exakt ausgerichtet und auf dem Tepex-Einleger positioniert, um dann mit diesem verschweißt zu werden. Anschließend wird der Aufbau umgeformt und im Spritzgussprozess mit dem mechanisch hochbelastbaren Polyamid 66 hinterspritzt, ergänzt das Unternehmen.

Schillerndes Anwendungsspektrum für dieses Compositekonzept

Für thermoplastbasierte Compositeaufbauten mit lastgerechter Faserorientierung eröffnen sich in der Elektromobilität weitere Einsatzmöglichkeiten, meinen die Protagonisten. Dazu Vonberg: „Anwendungen für Tepex-Einleger sind zum Beispiel Frontendsysteme und Stoßfängerträger, Halter von Elektro-/Elektronikmodulen, Laderaummulden, Batteriegehäuse und -abdeckungen, strukturelle Komponenten im Greenhouse sowie strukturelle Verkleidungen im Unterbodenbereich zum Schutz der Batterie.“

Auch der niedrige CO2-Fußabdruck im Vergleich zu Konstruktionen auf Metallbasis spreche für die Verbundbauweise mit Tepex und Tapes. Dabei sind thermoplastische Composites nicht nur deutlich leichter, sondern durch das Hybrid-Molding-Verfahren auch kostensenkend. Nicht zuletzt profitiere man von der gewichts- und energiesparenden Integration von Führungselementen, Aufnahmen und Befestigungssystemen. Aufwendige Weiterverarbeitungsschritte – wie etwa das Entgraten oder das nachträgliche Gewindebohren, wie es bei Metallteilen üblich ist – entfallen bei solchen Bauteilen, merkt Lanxes abschließend an.

(ID:46546958)