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rad-ab.com fragt nach: Audi und die GFK-Feder – Warum / Wieso / Weshalb?

Das ich mich für den Werkstoff GFK interessiere ist kein Wunder, schließlich habe ich damals mit dem Vertrieb von GFK-Teilen meine Brötchen verdient. Daher fand ich den Vorstoß von Audi, den Werkstoff nun auch in Automobilen einzusetzen – und zwar als Feder – interessant und habe bereits im Jahr 2012 darüber geschrieben. Dieses Jahr soll die Federn noch zum Einsatz kommen. Ich habe Joachim Schmitt und Christoph Bayerlein zu dem Thema ein paar Fragen gestellt:

Warum erst jetzt? Die ersten GFK-Blattfedern kamen schon in den 80er Jahren zum Einsatz. Wurde die GFK-Feder erst „salonfähig“, weil man jetzt auf der Suche ist nach weiteren Einsparmaßnahmen im Bezug auf das Gewicht?

audi-gfk-feder-automobil-audi-a6-ultra-audi-a7-ultraSchmitt: Die Technologie (Berechnung, Fertigung, Material) musste erst entwickelt werden. Entwicklungsziel war immer eine großserientaugliche Technologie, die große Stückzahlen zu wettbewerbsfähigen Preisen ermöglicht. Dazu müssen etwa Anlagentechnik, verfügbare Materialien (Harzsystem, Glasfaser), Berechnungswerkzeuge, Qualitätsmethoden, Prozessfähigkeit und Zulieferketten beachtet werden. Die Entwicklung wurde bei Audi in der späten Forschungsphase aufgenommen und über Vor- und Grundentwicklung in die Serienentwicklung überführt. Erst mit den neuen Materialien und Methoden kommen die Vorteile der Technologie voll zum Tragen. Deshalb ist jetzt der richtige Zeitpunkt für die Markteinführung. Diese fortschrittliche Technologie finden Sie derzeit nur bei Audi.

GFK-Federn / Blattfedern kommen ja auch bei schweren Fahrzeugen zum Einsatz, das Fahrzeuggewicht spielt bei der Technik also eher eine untergeordnete Rolle. Wie sieht es bei der Belastung bei höheren Geschwindigkeiten aus? Wird die Feder da anders belastet und wie wurde die neue Technologie erprobt?

Bayerlein: Die Belastung einer Feder ist unabhängig von der Geschwindigkeit. Entscheidend sind die statische Traglast und die dynamische Belastung beim Ein- und Ausfedern. Für die Auslegung einer Fahrwerksfeder für eine bestimmte Beanspruchung sind die Werkzeuge und Methoden seit mehreren Fahrzeuggenerationen vorhanden. Da wir hier aber ein neues Material verwenden, haben wir eine außergewöhnlich hohe Anzahl an Versuchen auf Prüfständen und in Entwicklungsfahrzeugen durchgeführt. Dabei ging es um Belastung, Haltbarkeit Feinabstimmung, aber auch um das Verhalten bei extremen Umwelteinflüssen. Die GFK-Feder hat uns dabei komplett überzeugt.

Glasfaserverstärkter Kunststoff wird im Modellbau, im Schiffsbau und bei Verkleidungen / Windabweisern, Spoilern, Stoßstangen im Zubehör etc. verwendet. Der Grund: Bei Beschädigungen kann man GFK relativ leicht reparieren. Dass man die GFK-Federn nicht instandsetzen kann im Falle eines Unfalles, ist klar, aber wie sieht es bei zukünftigen De-/Montagen aus? Benötigen die Werkstätten neue Werkzeuge / Federspanner? Mitarbeiterschulungen?

Schmitt: Wir haben die Feder so entwickelt, dass alle Arbeiten in den Werkstätten mit den vorhandenen Werkzeugen und Methoden ausgeführt werden können.

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GFK-Federn sind leichter als Stahlfedern und bei der Herstellung wird weniger Energie aufgewendet, wie sieht es aber mit den Produktionskosten aus?

Bayerlein: Die Produktionskosten sind stückzahlabhängig. Da kann die GFK-Feder noch nicht mit der Stahlfeder mithalten. Das ist ganz normal bei neuen Technologien. Auch deswegen haben wir uns hier so aufgestellt, dass wir die Stückzahl rasch hochfahren können.

Nun konnte man der Pressemitteilung entnehmen, dass die Federn in einem zukünftigen Fahrzeug der gehobenen Mittelklasse zum Einsatz kommt. Ich mutmaße mal, dass diese zunächst in der ultra-Reihe zum Einsatz kommen, ggf. beim Audi A6 ultra. Wie sehen Sie die Chancen, dass wir demnächst alle auf GFK-Federn fahren und vor allem wie sieht es mit der Fertigungsmöglichkeit aus? Ein paar Federn im Labor zu erstellen und zu tempern, ist kein Problem, aber wie sieht es aus bei einer Großserie?

Bayerlein: In den frühen Entwicklungsphasen lag der Fertigung noch ein Laborprozess zu Grunde. Während der Grund- und Serienentwicklung wurde aber neben dem Bauteil auch die Fertigung zum aktuellen Serienprozess weiterentwickelt. Die Anlagen und Technologien für einen Großserienprozess sind vorhanden und können flexibel an die Bedarfe angepasst werden.

Durch die abwechselnde Verzwirbelung der getränkten GFK-Federn werden die Federn standhaft gemacht für die auftretenden Zug- und Druckkräfte, doch wie sieht es aus mit der Zuladung? Sinkt das zulässige Gesamtgewicht, sprich die Zuladung oder haben die GFK-Federn darauf keinen Einfluss?

Schmitt: Die GFK-Feder ersetzt die vorhandenen Stahlfedern eins zu eins. Dadurch ergeben sich keine Einschränkungen der Nutzbarkeit des Fahrzeuges.

Werfen wir einen Blick in die Zukunft, wenn Sie einen Wunsch hätten, welches Bauteil würden Sie noch perfektionieren?
Bayerlein: Mit der GFK-Feder haben wir eine charmante Lösung gefunden. Darüber hinaus gibt es aber in der Fahrwerksentwicklung noch eine Reihe von Möglichkeiten, um Effizienz und Fahrdynamik weiter zu steigern, zum Beispiel in der radselektiven Steuerung. Ich kann Ihnen in jedem Fall versichern, dass wir noch einige hübsche Pfeile im Köcher haben, die wir zum richtigen Zeitpunkt ins Ziel bringen.

…und welche Frage wollten Sie schon immer einmal beantworten?

Schmitt und Bayerlein: Ob wir nicht mal Lust hätten, den frisch durch den TÜV gekommenen Nissan Bluebird aus Ihrem Blog zu fahren. Das wäre sicher – gerade in Sachen Fahrwerk – eine lustige Angelegenheit.

Die Einladung kann ich aussprechen. Wie wäre es mit einem Treffen auf ihrer Teststrecke? Dann setze ich mich mal in das Fahrzeug mit den neuen GFK-Federn und sie drehen ein paar Runden mit meinem Bluebird und anschließend fachsimpeln wir ob “heute wirklich alles besser ist”. Vielen Dank für das Interview!

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Gesprochen habe ich wie erwähnt mit Sebastian Bayerlein und Joachim Schmitt. Bayerlein stieg 2006 bei Audi ein und ist seit 2011 in der Entwicklung von aktiven und passiven Federungssystemen tätig. Der 27 jährige trägt die Verantwortung für die GFK-Feder seit der Entscheidung diese in Serie zu produzieren. Joachim Schmitt ist 32 Jahre jung und studierte zunächst Fahrzeugtechnik in Ulm. Bei Audi ist er seit 2007 in der Entwicklung für aktive und passive Federungssysteme tätig und bereits seit Projektstart im GFK-Feder Projekt tätig.


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Yes! Der Nissan Bluebird hat TÜV bekommen!

Nur ein kurzer Beitrag der Freude! Fast ohne Mängel hat mein – inzwischen wirklich geliebter – Nissan Bluebird (T72) TÜV bekommen. Das heißt, der TÜV wird uns frühestens in zwei Jahren scheiden und das glaube ich auch noch nicht. Zur Feier des Tages bekam Birdy noch eine neue Batterie und eine neue Ventildeckeldichtung. Ich freu mich… richtig!

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Keine Frage, der Nissan Bluebird T72 ist nicht schön. Aber er ist schön selten und das macht ihn zu einem besonderen Fahrzeug. Ich freu mich immer wenn ich mal mit ihm fahren kann und ja – da könnt ihr mich ruhig für bescheuert erklären – er bekommt von mir das gute Super-Benzin. Man gönnt sich ja sonst nichts… hier seht ihr ihn noch mit der alten TÜV-Plakette, das Foto ist vor einigen Tagen entstanden. Nun – da er ja noch mindestens zwei weitere Jahre mein Begleiter sein wird, werde ich auch mal die Antenne in Angriff nehmen. Kann ja nicht sein, dass die nicht mehr vorhanden ist… und etwas Rost muss auch beseitigt werden!

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Technik-News: Audi bringt die GFK Feder 2014 in Serie!

…und ich habe das ganze schon im Jahre 2012 gelobt. Schnell was zum Thema GFK Feder nachlesen und anschließend die Informationen durch diese kommentiere Pressemitteilung ergänzen und schon seid ihr auf dem aktuellen Stand der Dinge: 

“Audi stärkt seine Führungsrolle im automobilen Leichtbau. Noch in diesem Jahr bringt das Unternehmen neue, leichte Fahrwerks-Federn aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) in einem Modell der oberen Mittelklasse in Serie.”

Mmmh, obere Mittelklasse?! Was könnte das nur sein? Welches Fahrzeug bekommt denn noch in diesem Jahr sein optisches Update / Facelift?

“Die GFK-Feder, die Audi gemeinsam mit einem italienischem Lieferanten entwickelt hat, unterscheidet sich schon optisch von einer Stahlfeder. Sie ist hellgrün gefärbt, ihr Faserstrang ist dicker, als der Draht einer Stahlfeder, ihr Gesamtdurchmesser bei geringerer Windungsanzahl etwas größer. Vor allem aber ist sie um gut 40 Prozent leichter: Während eine Stahlfeder für ein Modell der oberen Mittelklasse knapp 2,7 Kilogramm wiegt, beschränkt sich die GFK-Feder bei gleichen Eigenschaften auf zirka 1,6 Kilogramm. Gemeinsam senken die vier GFK-Federn das Gewicht folglich um etwa 4,4 Kilogramm – eine Verbesserung, die zur Hälfte den ungefederten Massen zugute kommt. „Mit den GFK-Federn sparen wir Gewicht an entscheidender Stelle im Fahrwerkssystem. Dadurch erhöhen wir zusätzlich die Fahrpräzision und verbessern den Schwingungskomfort.”, sagt Prof. Dr. Ulrich Hackenberg, Vorstand Technische Entwicklung, der AUDI AG.”

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Fast 40 % weniger Gewicht, gerade da wo es drauf ankommt! Eigentlich zu schön um wahr zu sein, oder? Doch wie werden diese GFK-Federn denn nun hergestellt?

“Als Kern der Feder dienen lange, miteinander verdrillte Glasfasern, die mit Epoxidharz durchtränkt werden. Um diese, nur wenige Millimeter dicke „Seele“, wickelt eine Maschine weitere Fasern, abwechselnd in +45-Grad- und -45-Grad-Winkel zur Längsrichtung. Diese Zug- und Drucklagen stützen sich gegenseitig; so können sie die Spannungen, die auf das Bauteil einwirken, optimal aufnehmen. Im letzten Produk­tionsschritt härtet der Rohling in einem Ofen bei Temperaturen von über 100 Grad Celsius aus.”

Und wo liegen die grundsätzlichen Vorteile bei GFK Federn im Vergleich zu herkömmlichen Stahlfedern?

“Die GFK-Federn lassen sich exakt auf ihre jeweiligen Aufgaben abstimmen, ihr Material bietet hervorragende Eigenschaften. Es ist frei von Korrosion, auch bei Steinschlag, und unempfindlich gegenüber Chemikalien wie Felgenreiniger. Und nicht zuletzt erfordert die Produktion sehr viel weniger Energie als die Fertigung von Stahlfedern.”

Quelle: Audi 2014


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rad-ab.com am Pulsar der Zeit: Erste Fotos vom Nissan Pulsar 2014

Wahrlich neue Informationen zum neuen Nissan Pulsar kann ich euch noch nicht mitteilen, so wie es aussieht ist er wohl ganz ähnlich ausgestattet wie der neue Nissan Qashqai und soll wohl auch durch viel Platz im Innenraum überzeugen. Die hinteren Passagiere dürften sich über eine Beinfreiheit von 690 mm erfreuen und auch im Kofferraum ist viel Platz. Ein ideales Fahrzeug also für Familien mit Kind und Kegel?

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Sparsam sei er dazu, mit einem erfahrenen Verbrauch von 5.7 Liter im “echten Straßenverkehr” kann er jetzt schon glänzen. Unter Laborbedingungen dürfte es dann sogar noch etwas weiter nach unten gehen. Man munkelt, dass der neue Nissan Pulsar zu Preisen ab 17.990 Euro an den Markt gehen könnte. Auch von einer Nissan Pulsar Nismo Edition ist die Rede. Ich wiederhole mich ungern, aber ich sehe dieses Fahrzeug am Puls der Zeit und es könnte ein weiterer Meilenstein werden für Nissan.

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Der Kompaktwagen wird in Barcelona gefertigt und ist für den europäischen Markt konzepiert. Ab Herbst 2014 kommt er in den Handel, wir dürfen ihn etwas früher fahren. Unter der Haube findet man zunächst den 1.2 Liter Turbo Benziner mit 115 PS und den 1,5 Liter Diesel mit 110 PS. Dieser verfügt über ein maximales Drehmoment von 220 Nm. Im Jahre 2015 folgt dann der 190 PS starke 1.6 Liter Turbo-Benziner.

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Der Radstand vom neuen Nissan Pulsar beträgt übrigens 2,70. Das lässt nun viel Raum für Interpretationen, was das Platz- und Raumgefühl betrifft. In der Kompaktwagen-Klasse ist mir derzeitig kein Fahrzeug mit einem längeren Radstand bekannt, der VW Golf z.B. hat z.B. einen Radstand von ca. 2,64 Meter und der Opel Astra gibt sich mit knapp 2,69 ebenfalls geschlagen.

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Einziehen wird die bekannte Technologie von Nissan, inkl. der neuen Moving-Object-Detection – sprich der Überwachung nach sich bewegenden Gegenständen oder Personen. Dazu wird ein Spurhalte- und Totwinkelassistent einziehen. Ob diese Technologien auch über die Rückfahrkamera gesteuert werden? Ob der Nissan Pulsar über einen Einklemmschutz bei den hinteren Fenstern verfügt? Wie sich der Nissan Pulsar fahren lässt und wie sich die LED-Scheinwerfer bei Dunkelheit schlagen? Das alles bald hier bei rad-ab.com und im Video auf Ausfahrt.TV – denn wir werden den Nissan Pulsar “erfahren”.