Plattförmiges Denken!

[Satiro]

Kostengünstige Autoproduktion fängt angeblich bei der Plattform an, deshalb bauten die Hersteller auf wenigen Bodengruppen möglichst viele verschiedene Modelle auf.

Als die Autos vor 100 Jahren noch fast in den Babyjahren waren, bestanden sie aus zwei Hauptkomponenten: Dem Chassis und der Karosserie. Diese wurde entweder vom Chassishersteller selbst angefertigt und montiert oder von einem Carossier (etwas mehr als nur so ein neumodischer Designer !) nach Kundenwunsch kreiert, handwerklich angefertigt und dann auch wieder montiert . Das hatte den Vorteil, dass man die gleichen Chassis mit je nach Bedarf und Geschmack mit verschiedenen Aufbauten versehen konnte. Es handelte sich also bereits schon damals auch um eine durchaus flexible Produktion. Für größere Stückzahlen war dieses Verfahren allerdings nicht geeignet.

Anfang der dreißiger Jahre des letzten Jahrhunderts wurde dem amerikanischen Ingenieur Josef Ledwinka vom Presswerk Budd ein Patent erteilt, das dieser traditionellen Bauweise bald ein Ende bereiten sollte. Die selbsttragende Karosserie, zusammengeschweißt aus gepressten einzelnen Stahl-Blechschalen, sparte Gewicht, ( die Chassis waren zuvor meist noch schwere Leiterrahmenkonstruktionen ) war relativ verwindungssteif und ließ sich dank automatisierter Fertigungsabläufe bald in sehr großen Stückzahlen und allein deshalb auch zu niedrigen Kosten produzieren.

Die flexible Produktion fiel diesem technischen Fortschritt allerdings zum Opfer.

Erst als der Vorderradantrieb sich im Automobilbau immer mehr durchsetzte, besann man sich auch wieder auf das alte Chassisdenken, denn da nun die gesamte Antriebseineinheit (nicht nur der Motor sondern auch Getriebe samt Differential) quer über, manchmal sogar vor !!! , den angetrieben Vorderrädern wohnten, bekamen die Anhänger raumökonomischen Denkens neue Freiheiten.

Allerdings hieß es nun nicht mehr Chassis sondern Plattform. Hinter dem Pferdestall (ich nenne das hier mal einfach den Fahrschemel ) lässt sich sogar als Spitze der Variabilität, noch ein mehr oder weniger langer Trakt für die Passagiere und ihr Gepäck anhängen.

Auf dieser Plattform sind dann wieder die unterschiedlichsten Aufbauten anschweißbar und voilà man hat die verschiedensten Modelle für die verschiedenen Geschmäcker und Geldbörsen. Dass all diese Autos aber fast alle auch dasselbe hohe Gewicht haben, liegt m.E. jedoch in der Natur der Sache, denn nur

“ Gut gehauene Steine schließen sich ohne Mörtel aneinander .“

Will man also ein gewichtsoptimiertes Auto, möglicherweise ein zusätzlich auch noch offenes Auto bauen, dann kann man das wohl kaum, wenn man sich dabei an eine vorgegebene Plattform aus zusammengeschweißten kleinen Blechschalen halten muss, die in sich noch nicht ausreichend steif ist.

Man muß vielmehr eine völlig neue Plattform, die jeweils auf den vorgesehenen Anforderungsfall durchkonstruiert ist, bauen oder aber man muß sich auf einheitliche Grundideen als sozusagen als geistige Plattform neuer Art beschränken, indem man z. B. vorgibt, dass wannen- oder eiförmige Strukturen aus unterschiedlichen Materialen- und das müssen nicht immer nur Stahlrohre und / oder Alustrangpressprofile sein, anzustreben sind, weil diese so schön formstabil sind.

Nein, dabei muss auch nicht unbedingt ein nur 68 kg schweres Wannenchassis wie bei der vor mehr als 10 Jahren konzipierten Lotus- Elise herauskommen, deren Badewannenrand, eben weil er unbedingt auch aus einem Aluminiumstranggussprofil bestehen sollte, fürs Ein- und Aussteigen so unbequem hoch geraten ist.

Um diesen Rand etwas niedriger zu machen, muss man ihn auch nicht aus kohlefaserverstärktem Kunstharz bauen, was im Ergebnis ein so schön fest leichtes aber auch ziemlich teueres Produkt ergibt (siehe CGT). Aber wie anders ?

Ich glaube, es wäre wirklich sehr angebracht, über die Verwendung neuartiger Werkstoffe gerade an dieser kritischen Stelle mal etwas mehr nachzudenken, denn Fahrer mit wohlgefüllter Brieftasche, die meistens auch schon in etwas gesetzterem Alter sind, mögen es halt nicht so sehr, sich beim Einsteigen in ihr Spaßmobil über einen aus statischen Gründen so hoch ausgefallenen Schweller quälen zu müssen. Nicht nur Lotus sondern auch Aston Martin und Morgan, in Deutschland aber ganz besonders die Firma Wiesmann könnten m.E. sehr viel für ihre potentielle Kundschaft tun, wenn sie sich z.B. speziell hier mit den möglichen Vorteilen von Metallschäumen (z. b. Foamed Aluminum ) vertraut machten.

http://cgi.innocast.de/cgi-bin/metall.php

http://www.iwu.fhg.de/schaumzentrum/beispiele-fahrzeugbau.htm

Diese Werkstoffart ist jedoch m.E. in der Flugzeugindustrie schon fast ein alter Hut und kam der Herr Schremp nicht auch mal aus dieser Branche ?

BTW: Bereits 1922 bis 1929 baute Hans Grade serienmäßig einen kleinen und sehr leichten Zweisitzer, dessen Rumpf aus einer bootsförmigen Blechwanne mit oben aufgesetzten, gewölbten Deckeln bestand. Kein Wunder, denn dieser Hans Grade war auch Flugpionier! ( http://l-fischer.de/hansgrade/?Hans_Grade )

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[Gast amc]

Nicht nur Lotus sondern auch Aston Martin und Morgan, in Deutschland aber ganz besonders die Firma Wiesmann könnten m.E. sehr viel für ihre potentielle Kundschaft tun, wenn sie sich z.B. speziell hier mit den möglichen Vorteilen von Metallschäumen (z. b. Foamed Aluminum ) vertraut machten.

Keine dieser Firmen außer evtl. Aston Martin über Mami hat ein Budget um an Fertigungsverfahren mit neuen Werkstoffen zu forschen und Langzeiterprobung zu betreiben.

Im übrigen stehen speziell bei Morgan und Wiesmann ganz andere Probleme auf der Tagesordnung: z.B. das Finanzieren der Adaption von Elektronik wie ABS oder gar Traktionskontrolle aus der Großserie. US-Zulassung ja/nein. Das sind die Themen, an denen es schon hakt.

[alpinab846]

Die Firma Wiesmann hat volle Auftragsbücher-aber mit 30 Mann neue Technologien zu entwickeln und nebenbei auch noch Autos zu bauen ist nicht drin.

In Zeiten von Colin Chapman konnte man noch "quer" denken-heutzutage ist das ausgereizt. Tailored blanks, Magnesium-Sitzgestelle und die Bus-Technologie machen es kleinen Firmen fast unmöglich, heutzutage noch Quantensprünge zu machen.

Ein Wiesmann, eine Elise-kosequent gemachte Autos, aber sicher nicht technologisch richtungweisend.

[Satiro]

Keine dieser Firmen außer evtl. Aston Martin über Mami hat ein Budget um an Fertigungsverfahren mit neuen Werkstoffen zu forschen und Langzeiterprobung zu betreiben.

Im übrigen stehen speziell bei Morgan und Wiesmann ganz andere Probleme auf der Tagesordnung: z.B. das Finanzieren der Adaption von Elektronik wie ABS oder gar Traktionskontrolle aus der Großserie. US-Zulassung ja/nein. Das sind die Themen, an denen es schon hakt.

Wozu haben wir Universitäten, an denen eigentlich geforscht werden sollte. Und Diplomanden und Doktoranden arbeiten doch fast umsonst, wenn man mal davon absieht, dass die Herren Doktorväter meist nicht so idealistisch sind.

Ist m.E alles eine Sache der Organisation und Motivation. Grundsätzlich meine ich auch, dass gerade kleine Firmen mit flacher Hierarchie und deshalb schnell entscheidender, kompetenter Führung den riesigen Konzernen weit überlegen sind. Sie müssen es nur kapieren.

Im Übrigen werden gerade diese Metallschäume sehr die passive Sicherheit unserer heutigen Autos verbessern, ohne sie weiter zu beschweren.

Aber nein bei Wiesmann ist man angeblich traurig darüber, dass sich BMW ziert, ihnen den V 10 Motor für den GT zu überlassen. Dabei ist dieses Ding doch völlig überflüssig, wenn sie den Rest des Autos erleichtern und seine Aerodynamik verbessern können.

Zur US-Zulassung:

Es gibt da einige Tricks, mit denen man die umgehen kann, wenn man kein Massenproduzent ist, und es auch gar nicht werden will.

Außerdem sind die auf den Export nach California gar nicht so angewiesen.

[taunus]

Keine dieser Firmen außer evtl. Aston Martin über Mami hat ein Budget um an Fertigungsverfahren mit neuen Werkstoffen zu forschen und Langzeiterprobung zu betreiben.

Vielleicht gibt es die Möglichkeit, hier Knowhow von aussen einfliessen zu lassen, Karmann in Osnabrück arbeitet schon seit Jahren an der Technik:

http://www.tagesanzeiger.ch/ta/genArtikel?ArtId=21641

[Telekoma]

Was bringt eigentlich das Ausschäumen von Strangprofilen konkret ?

[Gast Saphir]

Was ist das für ein Unfug, es würde zu wenig geforscht?

Falls Dir die Frima Schuler was sagt - die arbeiten mit Hydro- und superforming - heißt du presst mit Öl- oder Wasserdruck von innen aufs Material und erreichst dabei optimales Gewicht zur entsprechenden Steifigkeit.

Falls dir Aluminium und Kunststoff was sagt. Die Entwicklung geht klar in die Richtung der Kombination von Alu und Kunststoff mit Stahl. Selbst ein kompletter Rohbau einer Oberklasse Limousine aus purem Stahl wiegt heute nur noch 350-400kg.

Für einen Kleinserienhersteller ist es schlicht unbezahlbar solche Techniken zu realisieren. Weisst Du, was ein Serienwerkzeug für solche Technologien kostet? Da kannst Du aber locker von 7-stelligen Summen ausgehen. Wenn Du das auf die Stückzahlen von Wiesmann oder Morgan umlegst würde diese Autos astronomisch teuer werden. Daher wird konventionell mti viel Handarbeit gefertigt, um es im Rahmen zu halten. Dass ein Türeinstieg nicht so hoch sein muss ist klar - man bekommt die Steifigkeit auch durch Längsträger, A-Säule und Tür hin - nur entwickel das mal so, dass es sich rentiert.

Wenn man nciht in der Branche arbeitet entgehen einem einfach die Hintergründe. Es ist vieles nicht so einfach wie es aussieht und gerade auf der Forschungsebene läuft super viel. Wenn Ihr wüßtet, was da für Summen in die F&E investiert werden...

[Satiro]

Wenn man nicht in der Branche arbeitet, entgehen einem einfach die Hintergründe. Es ist vieles nicht so einfach wie es aussieht und gerade auf der Forschungsebene läuft super viel. Wenn Ihr wüßtet, was da für Summen in die F&E investiert werden...

Egal in welcher Branche man arbeitet, was nützen die schönsten Forschungsergebnisse, wenn sie in irgendwelchen Schubladen verschwinden, weil die oberen Manager so wenig von Technik verstehen, dass sie es nicht wagen, diese für die Produktion freizugeben.

Wenn dann japanische Firmen mit eben diesen Forschungsergebnissen Geld und Ansehen gewinnen, ist das schon fast ganz der Normalfall.

[CP]

Was bringt eigentlich das Ausschäumen von Strangprofilen konkret ?

Du mußt unterscheiden:

1) Ausgeschäumtes Strangpreßprofil:

Man kann damit z.B. die Resonanzfrequenz beeinflussen. Würde man z.B. eine leichte CNC-Fräse aus vorgefertigten Aluprofilen konstruieren, dann böte sich das Ausschäumen der Profile z.B. mit einem 2 Komponenten Schaum auf PU-Basis an, um Schwingungen bzw. Resonanzen vorzubeugen und somit höhere Verfahrgeschwindigkeiten zu erzielen.

2) Aluschaum:

Vorstellbar wie Styropor, bloß auf Aluminiumbasis. Dabei wird dem flüssigen Aluminium ein Schaumtriebmittel zugesetzt. Vergleichbar Backpulver im Teig.

Vorteil: Niedrige Dichte und hohe Steifigkeit bzgl. Masse. Vermutlich auch gut zur Energieabsorption durch Verformung geeignet. Weiß ich aber nicht genau, da Alu im Vergleich zu beispielsweise Stahl eigentlich spröder, weniger duktil ist. Kommt aber immer auch auf die verwendete Legierung an.

[Gast amc]

Wozu haben wir Universitäten, an denen eigentlich geforscht werden sollte. Und Diplomanden und Doktoranden arbeiten doch fast umsonst, wenn man mal davon absieht, dass die Herren Doktorväter meist nicht so idealistisch sind.

Ist m.E alles eine Sache der Organisation und Motivation. Grundsätzlich meine ich auch, dass gerade kleine Firmen mit flacher Hierarchie und deshalb schnell entscheidender, kompetenter Führung den riesigen Konzernen weit überlegen sind. Sie müssen es nur kapieren.

So einfach wie Du es Dir machst ist es bei weitem nicht.

An Universitäten wird geforscht. Es werden keine Produkte entwickelt und und es wird nichts zur Serienreife gebracht. Wenn überhaupt, kannst Du die Fraunhofer-Institute ins Feld führen.

Abgesehen davon sind die Stückzahlen viel zu klein. Selbst für 1000 Fahrzeuge lohnt sich sowas nicht, und davon ist Wiesmann ja noch gut entfernt. Da nutzt Motivation und Organisation auch nicht viel - die Kosten können sich für einen Kleinserienhersteller niemals lohnen, diese Zeiten sind vorbei. Und wenn, dann würde er mehr damit verdienen, eine ausentwickelte Fertigungstechnik an die großen Hersteller zu lizensieren.

Außerdem sind die auf den Export nach California gar nicht so angewiesen.

Wiesmann nicht, Morgan schon. Leider ist Morgan ja zu dämlich, Deine Tricks zur Umgehung anzuwenden. Kannst Dich ja mal bei Ihnen als Berater versuchen.

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[Gast amc]

Vielleicht gibt es die Möglichkeit, hier Knowhow von aussen einfliessen zu lassen, Karmann in Osnabrück arbeitet schon seit Jahren an der Technik:

Prinzipiell ja, Kleinserienhersteller brauchen aber Fertigungstechniken, die sich für die manuelle Produktion, bzw. die Produktion mit billigen Werkzeugen eignen. Verfahren, wie sie von Zulieferern wie Karmann entwickelt werden, zielen darauf ab, bei großen Stückzahlen auf niedrige Stückkosten zu kommen. Das geht meist Hand in Hand mit sehr hohen Anfangsinvestitionen, z.B. in Werkzeuge. Daher fürchte ich - auch wenn der Kooperationsgedanke natürlich richtig ist - daß so etwas meist nicht klappen wird.

Kleinserienhersteller sollten sich darauf konzentrieren, Dinge anzubieten, die die Großen nicht können: z.B. Dinge die NUR in Handarbeit machbar sind, oder Produkte die so extrem sind, daß sie für das breite Publikum nicht taugen. Das halte ich für erheblich vielversprechender.

[Lamberko]

Kostengünstige Autoproduktion fängt angeblich bei der Plattform an, deshalb bauten die Hersteller auf wenigen Bodengruppen möglichst viele verschiedene Modelle auf.

Angeblich? - Nee, tatsächlich.......und sie bauen auch heute noch!

Als die Autos vor 100 Jahren.....Dem Chassis und der Karosserie. Diese wurde entweder vom Chassishersteller selbst angefertigt und montiert oder von einem Carossier.....nach Kundenwunsch kreiert, handwerklich angefertigt und dann auch wieder montiert.....Es handelte sich also bereits schon damals auch um eine durchaus flexible Produktion. Für größere Stückzahlen war dieses Verfahren allerdings nicht geeignet....

Komisch, immerhin hat Ford mit dem Leiterrahmen-T-Modell die 10-Millionen-Marke geknackt. Für mich ist das sehr wohl eine größere Stückzahl. Deine Aussage ist falsch, denn durch das Fließband war es dann aus mit der "flexiblen Produktion".

Die selbsttragende Karosserie, zusammengeschweißt aus gepressten einzelnen Stahl-Blechschalen, sparte Gewicht, .....war relativ verwindungssteif und ließ sich dank automatisierter Fertigungsabläufe bald in sehr großen Stückzahlen und allein deshalb auch zu niedrigen Kosten produzieren.

Automatisierte Fertigungsabläufe gab es schon beim "schweren" Leiterrahmen; ebenso die "großen Stückzahlen" zu "niedrigen Kosten"!

Die flexible Produktion fiel diesem technischen Fortschritt allerdings zum Opfer.

Völliger Blödsinn, denn erst durch die selbsttragende Karosserie (bzw.Bodengruppe) war man unabhängig vom 08/15-Leiterrahmen. Radstand, Spurweite, Schwerpunkt, blablabla..., das alles konnte nun unabhängig entworfen und produziert werden.

Erst als der Vorderradantrieb sich im Automobilbau immer mehr durchsetzte, besann man sich auch wieder auf das alte Chassisdenken....

Totaler Quatsch! - Die Plattform (Bodengruppe, Fahrgestell,...) wurde bereits beim VW-Käfer wiederentdeckt.....und der hatte sicherlich Heckantrieb und Heckmotor. Im Laufe der Jahre entstanden mehrere Bodengruppen (Typ 1, Typ 3,...), auf die man nun die unterschiedlichsten Fahrzeuge bauen konnte (Käfer, Iltis, Bulli-Bus, 1600TL-Kombi,...). Aus Gewichtsgründen waren diese Bodengruppen nicht selbsttragend ausgelegt, sonder erhielten ihre Stabilität erst in Verbindung mir dem jeweiligen Karosserieaufbau. Das VW-Fahrgestell und das des viel späteren 2CV (Ente) waren die mit Abstand flexibelsten Bodengruppen der Automobilgeschichte!

.....in Deutschland aber ganz besonders die Firma Wiesmann könnten m.E. sehr viel für ihre potentielle Kundschaft tun, wenn sie sich z.B. speziell hier mit den möglichen Vorteilen von Metallschäumen (z. b. Foamed Aluminum ) vertraut machten.

Die "Wiesmänner" kennen sehr wohl die Vorzüge moderner Baustoffe, aber sie können auch rechnen!

Diese Werkstoffart ist jedoch m.E. in der Flugzeugindustrie schon fast ein alter Hut...

Klar, darum sollten wir die Werkstoffe der Flugzeuindustrie auch unbedingt bedenkenlos in den Automobilbau übernehmen. - Gut, dann kosten so ein kleiner "Volkswagen" mal eben 1,5 Millionen Euro.......wen juckt das schon.

Aber nein bei Wiesmann ist man angeblich traurig darüber, dass sich BMW ziert, ihnen den V 10 Motor für den GT zu überlassen. Dabei ist dieses Ding doch völlig überflüssig, wenn sie den Rest des Autos erleichtern und seine Aerodynamik verbessern können.

Das ist aber absolut nicht die Produktlinie der "Wiesmänner". Aluminiumautos im Bonbon-Design wollen die ja gar nicht bauen.

@ Satiro:

Ich komme zu dem Schluß, dass Du in Sachen "Aerodynamik" sicherlich etwas weisst und schreiben kannst,....

....nur in Sachen "Automobilbau" bist Du bezüglich Produktionskosten, Effizienz und allen anderen wesentlich wichtigeren Faktoren eine absolute Niete!

Lamberko

.

[Telekoma]

Du mußt unterscheiden:

1) Ausgeschäumtes Strangpreßprofil:

Man kann damit z.B. die Resonanzfrequenz beeinflussen. Würde man z.B. eine leichte CNC-Fräse aus vorgefertigten Aluprofilen konstruieren, dann böte sich das Ausschäumen der Profile z.B. mit einem 2 Komponenten Schaum auf PU-Basis an, um Schwingungen bzw. Resonanzen vorzubeugen und somit höhere Verfahrgeschwindigkeiten zu erzielen.

2) Aluschaum:

Vorstellbar wie Styropor, bloß auf Aluminiumbasis. Dabei wird dem flüssigen Aluminium ein Schaumtriebmittel zugesetzt. Vergleichbar Backpulver im Teig.

Vorteil: Niedrige Dichte und hohe Steifigkeit bzgl. Masse. Vermutlich auch gut zur Energieabsorption durch Verformung geeignet. Weiß ich aber nicht genau, da Alu im Vergleich zu beispielsweise Stahl eigentlich spröder, weniger duktil ist. Kommt aber immer auch auf die verwendete Legierung an.

Schon sehr aufschlussreich. Besonders Punkt 1.

Zu 2 noch eine Frage.

Hohe Steifigkeit bzgl. Masse: Heisst das, so ein ausgeschäumtes Profil bringt, sofern es in einem Chassis verbaut wird auch einen Zuwachs in der Verwindungssteifigkeit des gesamten Chassis ?

[Satiro]

Habe gerade mal mit Joseph Ledwinka und Budd gegoogelt und fand sofort diese WS:

http://website.webcenter.lycos.de/www.fomcc.de/fordsetzung/04_1/ambibudd.htm

Sehr informativ, wenn man sich auch etwas für Technikgeschichte interessiert.

Aber auch diese WS ist m.E. für Leute, die etwas Englisch lesen können, noch sehr interessant, obwohl sie hier in diesem Zusammenhang etwas in OT führt. Also besser nicht darüber diskutieren.

http://www.citroen.mb.ca/Legacy/death&TA.html ( Traction Avant )

Ich interessiere mich in und mit allem, was ich hier in diesem Forum bisher schrieb, jedenfalls nur für das Thema: Woher und wann bekomme ich mein leichtes aerodynamisch richtiges und mit möglichst wenig Schnick –Schnack ausgestattetes Spaßauto, das ich im Sommer auch schnell und einfach offen d.h. ganz ohne Verdeck fahren kann?

Wenn Geld keine Rolle spielte, würde ich mich derzeit mit dem Porsche Carrera GT anfreunden, obwohl er nicht ganz meinen Vorstellungen, entspricht, denn er ist mir zu schwer. (Zur Erinnerung: 1000kg sind mein Limit) Außerdem sieht er mit geschlossenen Verdeck m.E. nicht sehr gut aus.

Am Besten, ich würde jemanden finden, der mir ein Auto nach meinen Vorstellungen baut, aber ich bin halt nicht der Scheich von Brunei, möchte es auch gar nicht, sein, denn wenn ich so sehe, was der alles für Autos in seinen Garagen stehen hat, kann ich nur gerührt lächeln.

Irgendwie habe ich den Eindruck, dass auch er noch das Auto sucht, welches es noch nicht gibt.

Vielleicht sollte ich mich ihm zusammentun und ihn mal nach Dülmen einladen. Aber dann wird er vielleicht doch den V 10 im GT haben wollen, obwohl es doch bald den aufgeladenen R6 von BMW geben wird, der um Einiges leichter als dieses V 10- Ungetüm sein wird.

[Satiro]

@ Telekoma

“Widerstandsmoment“ ist das Stichwort, mit dem Du mal googlen solltest.

(Das ist eine aus den geometrischen Abmessungen von Bauteilen ermittelbare Rechengröße, die deren Widerstandsfähigkeit gegenüber elastischer Verformung angibt.)

Wenn Du ein dünnwandiges Rohr mit Hartschaum füllst, kann es in bestimmten Lastfällen (Biegung ist einer, Stauchung ein anderer) nicht so schell einbeulen wie ein leeres Rohr. Es ist also “stabiler“ als ein leereres Rohr.

Bei Torsion bringt der Hartschaum dagegen kaum einen Festigkeitsgewinn.

PS

PU-Schaum ist nicht besonders hart. Aluschaum ist wohl auch “besser“ als Epoxydharz –Schaum, der heute bereits bei der vollautomatisierten “Serienfertigung“ von Renn- Segelyachten verwendet wird.

Besser bzw. schlechter definiert sich auch hier gewichtsbezogen.( Ist ganz ähnlich wie bei der Motorpower )

PPS

Habe gerade selber etwas gegoogled und habe das hier gefunden:

http://www.imwf.uni-stuttgart.de/lehre/vd/efl/Vorlesung_04.pdf

Alles klar ? Falls nicht, wird Dir sicher Laberco weiterhelfen können.( Ist er nicht auch irgendwie vom Bau?)

[Erator CO]

Wenn Du ein dünnwandiges Rohr mit Hartschaum füllst, kann es in bestimmten Lastfällen (Biegung) nicht so schell einbeulen wie ein leeres Rohr. Es ist also “stabiler“ als ein leereres Rohr.

Das ist annährend bestimmt richtig. Hier kommt es bei beiden Materialien auf die Eigenfestigkeit an. Wenn der Schaum weit aus mehr aushält als das Rohr wird es meiner Meinung nach brechen. Das ist sicherlich hochsensibel hier die passende Dichte zu ermitteln. Das kann sicherlich ein Rechenprogramm wiederlegen. Daher bin ich der Meinung, Satiro sollte dies anhand einer Grafik darstellen. Damit die Zusammenhänge klar deutlich werden!

[Telekoma]

Wenn Du ein dünnwandiges Rohr mit Hartschaum füllst, kann es in bestimmten Lastfällen (Biegung ist einer, Stauchung ein anderer) nicht so schell einbeulen wie ein leeres Rohr. Es ist also “stabiler“ als ein leereres Rohr.

Bei Torsion bringt der Hartschaum dagegen kaum einen Festigkeitsgewinn

Diesen Effekt kenne ich - vergleichbar mit der Befüllung eines Rohres mit Sand, um es biegen zu können und dadurch zu verhindern, dass es einknickt.

Nur finden ja in einem Chassis keine so starken Verformungen statt. (von einem Crash einmal abgesehen)

Also ist die Schlussfolgerung, dass der Aluminiumschaum im normalen Fahrbetrieb keinen Steifigkeitsgewinn bringt ??

Wie sieht das eigentlich mit Faserverstärktem Aluminium aus ?

Der Motorblock des Honda S2000 soll nach meinen Informationen aus einem solchen Material hergestellt sein.

Mich würde einmal interessieren, welche Art von Fasern hier verwendet wurden.

Wenn man bedenkt, welche Möglichkeiten Faserverbundwerkstoffe uns in den letzten Jahren eröffnet haben, wäre diese Verarbeitung hier evtl. auch interessant ??

[Satiro]

Diesen Effekt kenne ich - vergleichbar mit der Befüllung eines Rohres mit Sand, um es biegen zu können und dadurch zu verhindern, dass es einknickt.

Sehr gutes Beispiel. Du bist dabei zu verstehen.

Interessierst Du Dich für Boote?

Auch dort wird mit solchen Verbund- Werkstoffen gearbeitet.

Hier ein besonders interessantes Projekt, bei dem es um Leichtbau und Fluiddynamics geht.

www.segeln-magazin.de

www.sailovation.de

Ach ja noch etwas :

Im Normalbetrieb darf sich am Auto nichts bleibend verformen. Es sollte sich nicht mal elastisch verformen, denn sonst wäre das Auto eher ein unberechenbar reagierender Hundeschwanz, an dem man besser kein Fahrwerk anhängen sollte.

Beim Crash jedoch muß es sich, bis auf den harten Kern in dem die Passagiere sitzen, verformen. (Die Hummer-ähnlichen Ami-Autos verformen sich aber KAUM!)

Diese scheinbaren Widersprüche miteinander in Einklang zu bringen ist "Ingenieurskunst".

[CP]

Wenn Du ein dünnwandiges Rohr mit Hartschaum füllst, kann es in bestimmten Lastfällen (Biegung ist einer, Stauchung ein anderer) nicht so schell einbeulen wie ein leeres Rohr. Es ist also “stabiler“ als ein leereres Rohr.

Bei Torsion bringt der Hartschaum dagegen kaum einen Festigkeitsgewinn.

PS

PU-Schaum ist nicht besonders hart.

Mein Beispiel Nr.1 mit PU-Schaum diente nur der Verbesserung der Schwingungseigenschaften. Das sollte man klar abgrenzen von der Diskussion über die Verwendung von Aluschaum als Chassiswerkstoff.

Nicht, dass da Verwechselungen aufkommen!

Torsion:

--------

Bzgl. Torsion hatte ich mir vorgestellt nicht ein normales Alurohr vollständig mit Aluschaum auszuschäumen, sondern dieses durch ein Rohr aus Aluschaum zu ersetzen.

Folge ist mehr Wandstärke und damit anderes Torsionsträgheitsmoment It und anderes Torsionswiderstandsmoment Wt.

Verdrillung: dTheta/dx=Mt/(G*It)

Schubmodul G=E/(2*(1+ny)) mit ny als Querkontraktionszahl (bei Metallen meist ca. 0,3)

dickwandiges Rohr: It=0,5*Pi*R_außen^4*(1-(R_innen/R_außen)^4)

R_außen konstant

R_innen sinkt bei Rohr aus Aluschaum im Vergleich zu Rohr aus Massivalu bei Masse konstant

=> It steigt

=> Verdrillung (Torsion) sinkt bei Schubmodul G=konst.

Wenn jetzt noch jemand angeben könnte, wie sich E-Modul-Aluschaum zu E-Modul-Aluminium-massiv verhält, dann folgt daraus der Einfluß auf die Verdrillung bei Ersatz Aluprofil massiv gegen Aluprofil aus Aluschaum.

Besser wäre es u.U. aber Hybrid vorgehen:

----------------------------------------

Außen Alurohr dünnwandig massiv

Mitte Alurohr aus Aluschaum

Innen Alurohr dünnwandig massiv

Sozusagen als Sandwich.

Man kann bei der Verwendung neuer Werkstoffe diese nicht unbedingt einfach als Ersatz für andere Werkstoffe bei gleichbleibender Konstruktionsphilosphie verwenden.

Um deren Eigenschaften bestmöglich auszunutzen muß man bei der Konstruktion u.U. neue Wege gehen und/oder auch verschiedene Werkstoffe miteinander kombinieren, um jeweils deren positive Eigenschaften kombiniert auszunutzen.

Da kann man sicher schöne Dipl.- und Studienarbeiten drüber schreiben. Insofern ist es sicher nicht unklug auch für ein kleines Unternehmen wie Wiesmann o.ä. sich der Unis in dieser Hinsicht zu bedienen, wie Satiro es oben schon schrieb.

@ Telekoma:

Also ist die Schlussfolgerung, dass der Aluminiumschaum im normalen Fahrbetrieb keinen Steifigkeitsgewinn bringt ??

Du siehst, dass man nicht unbedingt so ganz pauschale Urteile fällen kann, ob ein Aluschaum basiertes Chassis nun besser oder schlechter ist.

Sicher ist, dass dies ein interessanter Werkstoff ist, den man nun möglichst geschickt einsetzen muß. Dies kann selektiv für bestimmte Elemente geschehen oder in Kombination mit anderen Werkstoffen.

[Telekoma]

@CP

Doch, Verformungen finden natürlich auch am nicht gecrashten Chassis statt.

Das es sich im Fahrbetrieb oder auch bei diagonaler Belastung (Beispiel Bordstein) nicht SO stark verformt habe ich auch nur auf den Begriff "einbeulen" bezogen. Also wie von Dir formuliert die rein elastische Verformung.

Mir fehlen eben bei derartiger Tiefe manchmal die Ausdrücke.

Wenn Du ein dünnwandiges Rohr mit Hartschaum füllst, kann es in bestimmten Lastfällen (Biegung ist einer, Stauchung ein anderer) nicht so schell einbeulen wie ein leeres Rohr. Es ist also “stabiler“ als ein leereres Rohr.

Ich stelle mir gerade vor, wie dann das Auto beim Verwinden anfängt ähnliche Geräusche von sich zu geben, wie eine Cola-Dose, die man eingedrückt hat und die danach wieder in die ursprüngliche Form zurückspringt.

Man kann bei der Verwendung neuer Werkstoffe diese nicht unbedingt einfach als Ersatz für andere Werkstoffe bei gleichbleibender Konstruktionsphilosphie verwenden.

Um deren Eigenschaften bestmöglich auszunutzen muß man bei der Konstruktion u.U. neue Wege gehen und/oder auch verschiedene Werkstoffe miteinander kombinieren, um jeweils deren positive Eigenschaften kombiniert auszunutzen.

Dass die jeweiligen Materialeigenschaften auch nur begrenzte Auswirkungen auf die gesamte Konstruktion als solche haben, ist völlig klar.

Wenn Kohlefaser zu einem festen und stabilen Körper verarbeitet (Monocoque z.B.) wird, geht ja die gesamte Stabilität auch nur von der Zugfestigkeit der Faser aus, weshalb die Struktur immer an die Belastungspunkte angepasst sein muss.

Wie sieht´s eigentlich mit Titan aus ? Das ist Höchstwahrscheinlich zu flexibel, richtig ?

[Satiro]

Wie sieht´s eigentlich mit Titan aus ? Das ist Höchstwahrscheinlich zu flexibel, richtig ?

Zu Titan siehe hier:

http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=1219

Ich hatte mit dem Stoff mal mehrere Jahre aufgrund seiner hervorragenden chemischen Eigenschaften zu tun, allerdings hat er seine Tücken betreffend Verarbeitbarkeit (vor allem Schweißen)

Am Auto würde ich ihn verwenden, um die ungefederte Masse zu reduzieren.

Bei einem Auto, das insgesamt nur so um die 700kg wiegt, kommt es dabei auf jedes Gramm an.

Und wenn man schon Magnesiumfelgen hat und es noch immer keine passenden Bremsscheiben aus Silizium- Karbid gibt, dann kommt man halt fast automatisch darauf, dass es ja dort noch die Doppelquerlenker aus Stahlrohr gibt, welche im Laufe der Zeit eh zu rosten beginnen.

Ein anderes Thema wäre es, ob man nicht gleich das gesamte Fahrwerk umkonstruieren sollte. Push and /or pull rods- ähnlich dem System, was der CGT unter seiner Außenhaut verbirgt.( Weiß hier jemand, ob es noch außer diesem Porsche noch einen anderen straßengängigen Serien-Sportwagen gibt, der derartiges zu bieten hat? )

Allerdings ist das Kapitel Fahrwerkskonstruktion m.E. das Gebiet, auf dem selbst manche Autobauer ihre Schwierigkeiten hatten bzw. immer noch haben, denn warum wohl benötigen sie all diese elektronischen Helferlein, die uns m.E. vorschnell einbremsen, bevor es kritisch wird.

Zum Titanschweißen nachfolgend noch etwas aus meinem Archiv.

HINWEISE ZUM SCHWEIßEN VON TITAN UND TITANLEGIERUNGEN

Aufgrund der hohen Affinität von Titan zu den atmosphärischen Gasen

Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff scheiden sämtliche Schweißverfahren

aus, bei denen das schmelzflüssige Metall mit einem dieser Elemente in

Kontakt kommen kann und somit eine Versprödung des Werkstoffes zur Folge

hätte.

Ein autogenes Schweißen ist deshalb nicht möglich.

Als Schmelzschweißverfahren werden in erster Linie Schweißverfahren unter

Edelgasatmosphäre (WIG- und MIG-Verfahren) angewendet. Weitere mögliche

Verfahren unter Berücksichtigung der werkstoffspezifischen Belange sind das

Plasma-, das Widerstands-, das Elektronenstrahl-,

das Ultraschall-, das Diffusions-, das Laser-, das Reib- und das

Sprengschweißen.

Während das WIG-Verfahren das weitest verbreitete Schweißverfahren für

Titanwerkstoffe im Behälter- und Apparatebau ist, wird das Plasmaschweißen

hauptsächlich für das Fügen dicker Platten eingesetzt. In der Luft- und

Raumfahrt kommen dagegen überwiegend das Elektronenstrahl- und das

Diffusionsschweißen zur Anwendung.

Die mechanischen Eigenschaften des Grundmaterials werden auch größtenteils

in der Schweißnaht erreicht. Ein geringer Duktilitätsverlust, der in erster

Linie auf die in der Schmelzzone sich bildenden gröberen Gefügestruktur

zurückzuführen ist, kann jedoch auftreten.

Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß bei unsachgemäßer Schweißung

sowohl die Zähigkeit als auch die Korrosionsbeständigkeit der Schweißnaht

erheblich beeinträchtigt werden können.

Titanschweißnähte erweisen sich unter passivierenden Bedingungen in ihrer

Korrosionsbeständigkeit dem Grundmaterial gleichwertig. Lediglich in Medien,

in denen bereits das Grundmaterial angegriffen wird, wie dies z. B. in

reduzierend wirkenden Agenzien geschieht, kann die Schweißnaht verstärkt

korrodieren.

Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist bei den Reintitanwerkstoffen im

Regelfall nicht erforderlich. Lediglich bei sehr komplexen Bauteilen oder

Mehrlagenschweißungen sowie bei Titanlegierungen ist ein Spannungsarm- oder

Rekristalisationsglühen zum Abbau der Schweißeigenspannungen zu empfehlen.

1. Metall Schutzgas (MSG) Schweißen (WIG-/MIG-Verfahren)

Wie beim Schmelzen von Titan muß auch beim Schweißen der Zutritt der

Atmosphäre zur Schweiße selbst, zur Wärmeeinflußzone und den angrenzenden

Bereichen des Grundwerkstoffes verhindert werden. Darüber hinaus muß die

Wurzelseite vor dem Zutritt von Luft geschützt werden. Der Schutz ist auch

während der Abkühlung bis ca. unter 300°C aufrechtzuerhalten.

Erreicht wird dies je nach Geometrie und Abmessung der zu verschweißenden

Teile durch Schutzgasbrausen, Schleppdüsen, poröse Unterlegschienen oder

durch ein Schweißen in evakuierbaren und mit Schutzgas gefüllten Kammern.

Als Schweißzusatz ist eignungsgeprüfter Blankdraht der gleichen Titangruppe

zu verwenden. Für die Eignungsprüfung ist das VdTÜV-Merkblatt 1153

maßgebend. Da in der betrieblichen Praxis oft eine geringe Aufhärtung der

Schweißnaht durch die Aufnahme kleiner Mengen atmosphärischer

Gasbestandteile nicht immer verhindert werden kann, ist ggf. Blankdraht

einer niedrigeren Titangruppe als der des Grundwerkstoffes zu wählen.

Müssen Schweißverbindungen zwischen Titanwerkstoffen unterschiedlicher

Festigkeit hergestellt werden, richtet sich die Wahl des

Schweißzusatzwerkstoffes üblicherweise nach der im Vordergrund stehenden

Anforderung an die Schweißnaht. Bei Priorität der Festigkeit wird

Blankdraht der härteren Titangruppe verwendet, während Draht der weicheren

Gruppe gewählt wird, wenn Duktilitätsanforderungen von Bedeutung sind.

Außerdem ist bei der Auswahl des Schweißzusatzes die Einsatztemperatur zu

berücksichtigen.

Zur Erzielung qualitativ guter Schweißverbindungen ist eine sorgfältige

Schweißnahtvorbereitung unerläßlich. Zweckmäßigerweise wird unmittelbar vor

dem Schweißen durch Schmirgeln, Bürsten oder durch Entfetten und

anschließendes Beizen in wäßrigen Flußsäure-Salpetersäure-Lösungen der

Schweißbereich von sämtlichen Oberflächenverunreinigungen befreit, um

Schweißnahtfehler, wie z. B. Poren, Einschlüsse oder örtliche Aufhärtungen

zu vermieden. Da selbst Handschweiß im Bereich der Schweißnaht Aufhärtungen

zur Folge hat, sollte unmittelbar vor dem Beginn des Schweißens der

Schweißbereich mit einem fettlösenden Mittel, das keine Rückstände

hinterläßt, nochmals gesäubert werden.

Bleche mit 2 - 2,5 mm Dicke können in einer Lage geschweißt werden. Bei

größeren Dicken ist eine Zwei- oder Mehrlagenschweißung angebracht. Nach

jeder Lage ist jedoch der Schweißbereich erneut gründlich von den

Anlauffarben, die sich evtl. gebildet haben, zu reinigen. Dies gilt

entsprechend auch für Heftstellen, deren Anzahl durch entsprechende Sorgfalt

bei der Konstruktion der Schweißvorrichtung auf ein Mindestmaß beschränkt

werden sollte. Zur Vermeidung örtlicher Sauerstoffanreicherungen sind auch

vor jedem neuen Ansetzen die Oxidationsprodukte zu entfernen. Dies gilt

ebenso für die Spitze des Schweißzusatzdrahtes, sofern sie oxidiert ist.

Die Schweiße, die erhitzten Randzonen und auch die Wurzelseite müssen mit

Argon geschützt werden. Unter sehr günstigen Bedingungen kann der Schutz der

Wurzelseite auch durch sattes Aufspannen des Werkstückes auf eine

wärmeableitende, plane Unterlage erfolgen.

Die Schweißgeschwindigkeit und damit die Schweißstromstärke hängen von der

Qualität des Schutzgasschleiers ab. Geschweißt wird mit Gleichstrom und

negativ gepolter Elektrode. Als Schutzgas kommt meist Argon zur Anwendung.

Gute Ergebnisse werden mit einer Argonmenge von etwa 6 bis 8 l/min erzielt.

Eine höhere Durchflußgeschwindigkeit bewirkt keine Verbesserung des Schutzes

sondern vielfach eine Wirbelbildung, die durch zu hohe

Ausströmgeschwindigkeiten des Argons hervorgerufen wird. Es sollte Argon >

4.6 (Reinheitsgrad ≥ 99,99 %) verwendet werden.

Neben der Reinheit ist der Feuchtigkeitsgehalt, der häufig in der Analyse

nicht mit angegeben wird, von Interesse. Es kommt nur Argon mit besonders

niedrigem Feuchtigkeitsgehalt in Betracht. Der Taupunkt sollte möglichst

unter -50 °C liegen.

Beim MSG-Schweißen sind alle Bedingungen so zu wählen, daß die fertige Naht

metallisch blank ist. Anhand von eventuell aufgetretenen Anlauffarben lassen

sich in gewissem Maße Rückschlüsse auf die Qualität der Schweißung ziehen.

So deuten gelbliche bis bläuliche Anlauffarben auf eine geringfügige

Aufhärtung der Schweißnaht hin, die allerdings noch tragbar ist. Das

Auftreten dunkelblauer Anlauffarben oder gar einer grauen Oxidschicht weist

hingegen auf einen zu geringen Schutz der Schweißnaht und damit auf

Versprödungen durch eine Sauerstoff- und/oder Stickstoffaufnahme hin. Die

Härte darf bei einer guten Schweißnaht bis max. 50 Härteeinheiten höher

liegen als die des voll rekristallisierten Grundmaterials. Liefert eine

Härteprüfung nach einem leichten Überschleifen der Nahtoberfläche höhere

Werte, ist die Naht als versprödet anzusehen. Eine solche Schweißnaht muß

restlos entfernt werden.

2. Plasmaschweißen

Neben dem Mikroplasmaschweißen ist das Plasmaschweißen besonders zum Fügen

von Titanplatten mit Dicken zwischen 3 und 20 mm geeignet. Die Vorteile sind

dabei im Gegensatz zum WIG-Schweißen in der größeren Einbrandtiefe, der

höheren Schweißgeschwindigkeit und der geringeren Größe der Schweißnaht mit

gleichmäßigeren Oberflächen (Decklage und Wurzelseite) zu sehen. Übertroffen

wird das Plasmaschweißen in dieser Hinsicht nur noch von dem

Elektronenstrahlschweißen.

3. Widerstandsschweißen

Titan läßt sich ohne Vorkehrungen und unter ähnlichen Bedingungen, wie sie

für korrosionsbeständige Stähle gelten, punktschweißen. Auf die Verwendung

von Schutzgas kann aufgrund der Kürze des Stromstoßes und der

verhältnismäßig geringen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit des

Titans verzichtet werden.

Bei Verwendung von handelsüblichen Kupferbasiselektroden (z. B.

Cu-Cr-Legierungen) mit flachem Kopf (Ballungsradius ca. 75 mm) sind hohe

Scherfestigkeitswerte bei kleinen Elektrodeneindrücken, geringem Verzug,

vermindertem Spritzen und weitgehender Porenfreiheit zu erzielen.

Ein Aufhärten der Schmelzzone bis ca. 50 Vickersheinheiten gegenüber dem

Grundwerkstoff ist auch hier als normal anzusehen und beeinträchtigt die

Festigkeitseigenschaften der Verbindung nicht nennenswert.

Beim Rollennahtschweißen und beim Abbrennstumpfschweißen sind Maschinen

möglichst hoher elektrischer Leistung für kurze Erwärmzeiten zu wählen. Das

Rollennaht- und Abbrennstumpfschweißen läßt sich nur unter Argonschutz

durchführen.

4. Elektronenstrahlschweißen

Ein wesentlicher Vorteil des Elektronenstrahl-(ES/EB)-Schweißens ist die

geringere Wärmeeindringtiefe, wodurch die Schweißspannungen und der Verzug

gering bleiben. Dieses Schweißverfahren ist für Titan besonders geeignet

und kann bis zu Dicken von ca. 100 mm als I-Naht, d.h. ohne

Schweißzusatzwerkstoff eingesetzt werden.

Darüber hinaus bietet das ES-Schweißen im Vakuum eine Reihe von Vorteilen,

da die große Leistungsdichte im Elektronenstrahl überdurchschnittlich

schmale Nähte und engbegrenzte, anlauffarbenfreie Wärmeeinflußzonen, gute

Schweißmöglichkeiten für große Dicken und hohe Schweißgeschwindigkeiten

ermöglicht und eine exakte Reproduzierbarkeit auch komplizierter

Schweißungen und damit die Garantie einer gleichbleibenden Qualität zuläßt.

Die zu verschweißenden Flächen sollten bei Dicken über 10 mm eine

Oberflächenrauhigkeit von Ra < 3,2 μm aufweisen und abstandsfrei

aneinander anliegen. Die Schweißnähte sind im allgemeinen zu bearbeiten, um

eine exakte Prüfbarkeit und eine kerbfreie Oberfläche zu erhalten.

Als Richtwerte für das ES-Schweißen von Bauteilen mit Dicken zwischen 4 und

22 mm der Titanlegierung TiAl6V4 können bei Schweißgeschwindigkeiten von 9 -

70 mm/s Beschleunigungsspannungen von 110 - 150 kV und Stromstärken von 20 -

55 mA angegeben werden.

5. Diffusionsschweißen

Beim Diffusionsschweißen werden zwei metallische Oberflächen im Vakuum oder

unter Schutzgas unter Druck und bei hoher Temperatur ohne lokale

Aufschmelzung miteinander verbunden.

Dieser Vorgang bewirkt, daß die Fügezone ein dem Grundwerkstoff

entsprechendes Gefüge aufweist. Im Idealfall ist sie beim Verschweißen

gleicher Werkstoffe nicht mehr zu erkennen und besitzt die

Festigkeitseigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit des

Grundwerkstoffes.

Das Diffusionsschweißen ist für Titan deshalb so interessant, weil bei

Titan leichter als bei anderen Metallen eine homogene Bindung im festen

Zustand erreicht wird. Außerdem ermöglicht das Diffusionsschweißen, welches

nicht nur linienförmige sondern auch großflächige Verschweißungen erlaubt,

Materialeinsparungen immer dort, wo Teile aus dem Vollen gefräst oder

kompliziert geschmiedet werden müssen.

Meistens wird das Diffusionsschweißen mit einer superplastischen Umformung

kombiniert (SPF/DB).

6. Laserschweißen

Ähnlich wie beim ES-Schweißen liegt ein großer Vorteil des Laserschweißens

in den geringen Schweißspannungen und der daraus resultierenden geringen

Verzugsgefahr von Schweißkonstruktionen. Erreicht wird dies durch den

aufgrund der hohen Energiedichte des Laserstrahls entstehenden kleinen

Schmelzbadquerschnitt und durch die hohe Schweißgeschwindigkeit.

Vorteilhaft bei Titanwerkstoffen ist das Schweißen ohne Zusatzwerkstoff und

zur Vermeidung von Aufhärtungen eine Spülung mit Schutzgas.

Die Tiefe der Schweißnaht und die davon abhängige verschweißbare Dicke wird

in erster Linie über die Laserleistung geregelt. Mit dem Laserschweißen

lassen sich Schweißnähte mit einem Breite/Tiefe-Verhältnis von bis zu 1:5

erzielen, so daß sich auch Bauteile durchschweißen lassen. Zudem können mit

Hilfe des Laserschweißens auch an schlecht zugänglichen Bereichen

kompliziert verlaufende Nähte geschweißt werden, da der Laserstrahl mit

Linsen, Spiegeln oder Lichtleitfasern zur Bearbeitungsstelle geführt und

fokussiert werden kann.

Mehrere Schweißversuche mit Titan und Titanlegierungen bis zu Dicken von 12

mm erfolgten sowohl mittels Co2-Lasern als auch mittels Nd:YAG-Lasern. Die

jeweilig verschweißten Dicken und die angewendeten Schweißgeschwindigkeiten

sind dabei von der Laserleistung abhängig. Nähere Einzelheiten zu den

Schweißparametern können den entsprechenden Veröffentlichungen entnommen

werden.

7. Reibschweißen

Das Auftreten einer schmelzflüssigen Phase während des Schweißvorganges wird

beim Reibschweißen vermieden. Die Verbindung der Oberflächen erfolgt im

teigigen Zustand im Temperaturbereich der Warmumformung. Typische Fehler,

die auf Aufschmelz- und Erstarrungsvorgänge zurückzuführen sind, wie Poren,

Lunker, Schrumpfrisse, Seigerungen, Grobkorn und Gußgefüge treten daher

nicht auf und die Gefahr der Gasaufnahme ist aufgrund der kurzen

Schweißzeiten gering.

Das Reibschweißen wird mittlerweile u.a. auch in der Luftfahrtindustrie

eingesetzt, um die einzelnen Schaufeln auf die Verdichterscheiben zu

bringen. Ergebnisse liegen hierzu für die Titanlegierungen TiAl6V4,

TiAl6Sn2Zr4Mo2 und TiAl5.8Sn4Zr3.5Nb0.7Mo0.5Si0.35C0.06 vor.

8. Schweißverbindungen von Titan mit anderen metallischen Werkstoffen

Das Verschweißen von Titan mit anderen metallischen Werkstoffen bereitet

wegen auftretenden starken Versprödungen durch die Bildung von

intermetallische Phasen große Schwierigkeiten. Zahlreiche Versuche, Titan

mit Hilfe des WIG-Verfahrens ohne Zusatzwerkstoffe mit Molybdän, Tantal,

Silber und Vanadium zu verbinden, führten mit Ausnahme von Vanadium und

Silber sowie auch mit Niob und Hafnium zu wenig verformungsfähigen

Schweißnähten.

Eine Schweißverbindung von Stahl und Titan ist wegen der geringen

Löslichkeit des Eisens im α-Titan bei Raumtemperatur sehr schwierig. So

bilden sich beim Schweißen von Titan mit Stahl die intermetallischen Phasen

TiFe und TiFe2, die sehr hart und spröde sind und keine technisch

brauchbaren Schweißverbindungen zulassen.

Eine Möglichkeit zur Erzielung verformungsfähiger Schweißverbindungen von

Stahl und Titan führt über Zwischenlagen aus Werkstoffen, mit denen sich

sowohl Titan als auch Stahl verschweißen lassen, ohne daß spröde Phasen

auftreten. Ein solcher Werkstoff ist Vanadium.

Titan/Vanadium/Stahl-Verbindungen wurden bereits erfolgreich mit dem

Widerstandspunkt-, dem Elektronenstrahl- und dem Diffusionsschweißen

hergestellt.

Ebenso wurden erste erfolgreiche Plasma-Auftragsschweißungen von Titan grade

2 und grade 12 auf Kesselblech HII durchgeführt, wobei Zwischenschichten aus

Kupfer verwendet wurden.

Ein geeigneter Werkstoff für Zwischenlagen zur Erzeugung brauchbarer

Kupfer/Titan-Schweißverbindungen ist Niob, während sich Silber zur

Herstellung von Aluminium/Titan-Verbindungen bewährt hat.

Eine weitere Möglichkeit Schweißverbindungen zwischen Titan und anderen

metallischen Werkstoffen, wie z. B. korrosionsbeständiger Stahl oder

Aluminium, herzustellen, bietet das Reibschweißen. In den meisten Fällen ist

dabei allerdings mit einem Festigkeitsverlust der Schweißnaht zu rechnen.

Anhand der dargestellten Möglichkeiten, Titan mit Stählen und anderen

metallischen Werkstoffen zu verschweißen wird deutlich, daß es sich dabei um

Sonderverfahren handelt. Die Anwendung dieser Verfahren ist aufgrund des

großen Aufwands (Zwischenschichten) oder aus Geometriegründen

(Reibschweißen) nur auf spezielle Einzelfälle beschränkt und als Einsatz in

Serienproduktionen noch nicht verbreitet.

Zur Erzeugung großflächiger ebener Verbindungen zwischen Titan und anderen

metallischen Werkstoffen hat sich das Sprengplattieren bewährt, das bereits

routinemäßig Anwendung findet.

9. Literaturhinweise

Merkblatt DVS 2713 "Schweißen von Titanwerkstoffen" (zu beziehen durch:

Deutscher Verlag für Schweißtechnik (DVS) GmbH, Postfach 2725, 4000

Düsseldorf 1)

VdTÜV-Werkstoffblatt 230 (Druck und Vertrieb: Deutscher Verlag für

Schweißtechnik (DVS) GmbH, Postfach 101750, 5000 Köln 1)

Fachbuch "Schweißen von Sondermetallen", (1971) (Herausgeber H. Schultz,

Deutscher Verlag für Schweißtechnik (DVS) GmbH, Postfach 2725, 4000

Düsseldorf 1)

Deutsche Titan, Nov. 2000

Hat hier jemand ein Rennrad das wenigstens zum Teil aus Titan besteht?

[MikeMuc]

Weiß hier jemand, ob es noch außer diesem Porsche noch einen anderen straßengängigen Serien-Sportwagen gibt, der derartiges zu bieten hat?

Renault Sport Spider hatte auch push rods....

BTT

[CP]

Ich glaube der Pagani Zonda und der McLaren F1 haben auch push rods.

Enzo und F50?

Außerdem auf jeden Fall noch der De Tomaso Guara und der Maserati Barchetta. Beide nah verwandt und rennwagenmäßig aufgebaut. Motor und Getriebe als tragende Elemente. Dadurch und durch ein geradverzahntes Zwischengetriebe allerdings recht laut.

Der De Tomaso Guara wäre ein tolles Auto geworden, wenn man ihm eine schönere Karosserie spendiert hätte.

Durch die geringen ungefederten Massen soll er quasi auf der Straße kleben.

Vom Aufbau des Guara habe ich noch eine ganze Bildersammlung, aber die wäre wohl besser in einem neuen Thread aufgehoben.

Um wieder die Kurve zum Titan und zum Aluschaum zu bekommen fällt mir jetzt gerade nichts ein...