Suchen

Pick-Up Trucks Fügetechniken im automobilen Leichtbau machen Spritschlucker leichter

Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Gewichtsreduktion im Fahrzeugbau ist eine Pflichtaufgabe der Hersteller – Um diese erfüllen zu können, müssen unterschiedliche Werkstoffe sicher gefügt werden.

Firmen zum Thema

Der F-150 von Ford ist eines der meistverkauften Autos der Welt und seit der 2015er Version – dank Leichtbau – 300 kg leichter.
Der F-150 von Ford ist eines der meistverkauften Autos der Welt und seit der 2015er Version – dank Leichtbau – 300 kg leichter.
(Bild: Ford USA)

Mit der Markteinführung des neuen Ford F-150 im Jahr 2015 hat Ford die Messlatte für andere Automobilhersteller hoch gesetzt. Aufgrund der Verwendung von hochfesten Stählen und hochwertiger Aluminium-Legierungen ist dieses amerikanische Erfolgsmodell sowohl belastbarer als auch deutlich leichter als sein Vorgänger geworden. Das neue Modell bietet nicht nur verbesserte Eigenschaften in den Bereichen Nutzlast und Beulsteifigkeit, es ist zudem beim Kraftstoffverbrauch deutlich zurückhaltender. Gegenüber dem Vorgängermodell wurden 300 kg Gewicht eingespart. Eine der größten Herausforderungen in diesem Projekt war die Umsetzung einer zuverlässigen und prozesssicheren Verbindungstechnik im Karosseriebereich, die aus den genannten Leichtbaugründen ausschließlich aus Aluminium besteht. Möglich gemacht hat dies die Kombination mehrerer voneinander unabhängiger Verbindungstechniken. In diesem Zusammenhang muss auf die zwei größten Problemfelder im Bereich Leichtbau hingewiesen werden: Die eigentliche Verbindungstechnik sowie die Korrosionsgefahr.

Neue Technologien

Die meisten Verbindungsmethoden harmonieren entweder gar nicht oder nur ansatzweise mit den neuen Leichtbaumaterialien. Eine besonders anspruchsvolle Aufgabe besteht darin, Aluminiumbleche und Klemmen mit extrudierten oder hydrogeformten Rohrsätzen in Bereichen mit nur beschränkter Zugänglichkeit zu verbinden. Dafür wurde bei Ford eine leistungsstarke mechanische Fügetechnik vonnöten, deren Montageprozess mit einseitiger Zugänglichkeit erfolgen kann. Zudem muss die zu wählende Technologie auch in Verbindung mit Klebstoffen funktionieren und im Rahmen eines breiten Spektrums von Schichten und Materialpaarungen flexibel einsetzbar sein. Weiterhin sollte diese Fügetechnik über einen kosteneffizienten Montageprozess verfügen, welcher sich in ein automobiles Produktionsumfeld mit hohen Stückzahlen integrieren lässt. Ejot, konnte Ford mit seiner FDS-Technologie eine Lösung für diese Anforderungen anbieten. Im Wesentlichen setzt Ford die FDS-Technologie in der Dachprofilschiene, der Pick-up Box, an der Karosserie-Frontstruktur und als eine der wenigen Nicht-Aluminium-Aluminium Anwendungen, an der Kühlerfuß-Unterstützung ein. Diese Verbindungen decken eine breite Vielfalt an Materialdicken und -paarungen ab.

Bildergalerie

Mehrere Bleche fügen

Das Fügen zweier beziehungsweise mehrerer dünner Bleche ist eine der anspruchsvollsten Aufgaben in der Verbindungstechnik. Für diese besonderen Anforderungen hat Ejot die fließlochformende FDS-Schraube entwickelt. Sie hat eine spezielle Furchspitze, die einen Durchzug im unteren Verbindungspartner formt, welcher zwei bis drei weiterer Blechdicken entspricht. Die FDS-Schraube kann ausserdem für Verbindungen in extrudierten und hydrogeformten Rohren genutzt werden, also in Bereichen mit schwerer oder nicht vorhandener Zugänglichkeit, bei denen eine rückseitige Unterstützung notwendig ist. Dies geschieht mittels eines speziellen Niederhalters, der es ermöglicht, die notwendigen, hohen Drücke aufzubringen. Dadurch wird eine Spaltbildung zwischen den beiden Blechen während der Verschraubung minimiert. Mit der FDS-Technologie hat Ford beim F-150 vollkommen neues Terrain betreten. Dem Einsatz gingen umfassende Entwicklungen voraus, bei denen jede einzelne Verbindung spezifisch und intensiv getestet wurde. (br)

(ID:44085515)