Aluminiumlegierung für Automobile

Einführung einer Aluminiumlegierung für Automobile

1.Anhängeteile

Der Kofferraumdeckel (Vereinigtes Königreich) oder Kofferraumdeckel (UNS) ist die Platte, die den Kofferraum abdeckt (oder Kofferraum) eines Automobils. Es ermöglicht den Zugang zum Hauptgepäckraum. Ein Scharnier ermöglicht das Anheben des Kofferraumdeckels, während Vorrichtungen wie Federn oder Gaszylinder es in der geöffneten Position halten.

Grundsätzlich, Kofferraumdeckel müssen ähnliche Anforderungen erfüllen und unterliegen den gleichen Gestaltungsrichtlinien wie Motorhauben. Jedoch, Aluminiumbleche werden für Kofferraumdeckel deutlich seltener verwendet als für Motorhauben. Der Hauptgrund dafür ist, dass der „Wert“ der Gewichtsersparnis im Heck des Autos aufgrund des angestrebten Ziels deutlich geringer ist als im Vorderteil 50:50 Achslastverteilung. In vielen Fällen, Automobilingenieure verlagern sogar Masse (z.B. Batterien) nach hinten, um eine ausgewogenere Achslastverteilung zu erreichen.

Hintertür aus Aluminiumlegierung des Autos

Folglich, Aluminium-Kofferraumdeckel werden hauptsächlich für Automodelle mit einer Karosseriestruktur aus Vollaluminium verwendet. Aber es gibt trotzdem einige (Design mit gemischten Materialien) Oberwagenmodelle, die zur Gewichtsreduzierung einen Aluminium-Kofferraumdeckel verwenden. Beim Ersetzen von Aluminium durch Stahl im Kofferraumdeckel, Gewichtsersparnis von ca 50% erreicht werden kann. Als Beispiel, der unten abgebildete Kofferraumdeckel (Gewicht 8.6 kg) – das für das Fahrzeug Ford P2000 entwickelt wurde – bedeutet eine Gewichtsreduzierung von 5.4 kg (53%) im Vergleich zu einer gleichwertigen Stahlkonstruktion. Die Legierung AA 6022-T4, während des Lackiervorgangs auf T6 gealtert, angewendet wurde. Die Dicke des Außen- und Innenblechs der Motorhaube und des Kofferraumdeckels war ähnlich (0.85 mm)

Ein interessantes Beispiel ist der unten abgebildete Kofferraumdeckel, der aus der Legierung TopForm®SPF gefertigt ist. Hierbei handelt es sich um eine für den superplastischen Umformprozess optimierte AlMgMn-Legierung mit einer Zusammensetzung entsprechend der Legierung EN-AW 5083. Durch besondere Verarbeitungsbedingungen beim Gießen weist die Legierung eine ultrafeine Kornstruktur auf, Walzen und Wärmebehandlung.

Wichtiger ist der Einsatz von Aluminiumblechen für Heckklappen (oder Heckklappen) und Heckklappen, d.h. die Türen oder „Tore“ an der Rückseite von SUVs, Schrägheckmodelle, Kombis und ähnliche Fahrzeugtypen. Heckklappen und Heckklappen sind oben angelenkt und öffnen sich nach oben, Heckklappen sind seitlich öffnende Türen, die links oder rechts angeschlagen sind. Sie profitieren erheblich von einem geringeren Gewicht aufgrund einer einfacheren Handhabung. Zusätzlich, Ein reduziertes Gewicht kann zu deutlich geringeren Hinterachslasten führen (da diese Platten über die Hinterachse hinausragen) und damit zusätzliche Sitzplatzkapazität.

Ein frühes Beispiel einer Aluminium-Heckklappe ist der GMT 830 Heckklappe. Es handelte sich um eine Vollaluminiumkonstruktion mit EN-AW 6111-T4PD für die Außenverkleidung, EN-AW 6111-T4P für die Verstärkungen und EN-AW 5182-O für das Innenblech. Die Aluminium-Heckklappe wurde mit herkömmlichen Presswerkzeugen gestanzt. Die Stärke des Außenblechs wurde so ausgewählt, dass es den Anforderungen an Dellen und Ölabrieb entspricht. Die Aluminium-Heckklappe wurde durch Widerstandspunktschweißen und Falzen zusammengebaut. Zur Scharnier- und Riegelbefestigung wurden beschichtete Stahlmuttern verwendet.

Für die Außenverkleidung des Saab 9-3 Heckklappe, Es wurde die Legierung EN AW-6016 verwendet (t = 1.0 mm). Das Innenblech besteht aus der Legierung Hydro 5182-M SSF (t = 1.2 mm), eine besondere Qualität des geglühten O-Tempers EN AW-5182 („stretcher-dehnungsarm und/oder stretcher-dehnungsfrei“). Im Zustand „tragende belastungsfrei“., Die Entstehung von Dehnungsstreifen vom Typ A wird durch eine geringe Vorverformung des geglühten Bleches unterdrückt (auf Kosten der verbleibenden Formbarkeit). Jedoch, sobald das Belastungsniveau darüber steigt 5 Zu 7 %, die feinen Streifen der Lüders-Linien vom Typ B mit einer Oberflächenrauheitstiefe < 1 0 μm lassen sich nicht vermeiden. Deshalb, „Dehnspannungsfreie“ AlMg-Legierungsqualitäten haben keine nennenswerte praktische Anwendung gefunden.

Eine interessante Leichtbauvariante zeigt die Heckklappe des VW Lupo 3L (produziert 1999 – 2005), eine Sonderedition, die nur zum Konsum bestimmt ist 3 l Kraftstoff pro 100 km. Die gewählte Lösung für die Heckklappe umfasste ein integrales Magnesium-Innenteil und ein Aluminium-Außenblech (sowie Schlossverstärkungen aus Aluminium) mit einem Gewicht von 5.4 kg (im Vergleich zu 10.5 kg für die Stahllösung). Das Aluminium-Außenblech ist über das Magnesium-Innenteil geflanscht. Zusätzlich, Die Klebeflanschverklebung dient der Festigkeit und Isolierung. Um mögliche Kontaktkorrosion zu vermeiden, Der Magnesiumdruckguss wird vor der Montage beschichtet.

Eine kostengünstige Möglichkeit zur Gewichtsreduzierung ist auch der Einsatz von Aluminiumgussteilen für die Rahmen von Heckscheiben (siehe unten).

2 Flügel

Flügel (Vereinigtes Königreich) oder Kotflügel (UNS) bezeichnen den Karosserieteil, der einen Radkasten umrahmt (die Kotflügelunterseite). Sein Hauptzweck besteht darin, Sand zu verhindern, Dreck, Felsen, Flüssigkeiten, und andere Spritzwasser, die durch den rotierenden Reifen in die Luft geschleudert werden.

Der Begriff „Kotflügel“ bezieht sich bei modernen Autos meist nur auf die Verkleidungen über den vorderen Radkästen, Die hinteren „Flügel“ sind vielmehr ein integraler Bestandteil der Seitenwand des Autos. Die Branche hat sich von an die Seitenverkleidung geschraubten Heckflügeln verlagert (ein Karosserieblech, das sich zwischen der Hintertür und dem Kofferraum erstreckt) zu einer vergrößerten Seitenwand, die beide Funktionen erfüllte, und letztendlich zu einer einteiligen Seitenwand. Der heutige Stand der Technik ist eine einteilige Seitenwand; Die Viertelwand wird dort eingesetzt, wo die Herstellung einer einteiligen Seitenwand aus technischen Gründen nicht möglich ist.

Einführung einer Aluminiumlegierung für Automobile

Allgemein, Flügel sind relativ einfache Bauteile und ein Umbau von Stahl auf Aluminium bereitet keine Schwierigkeiten.

Die Grundanforderungen an Kotflügel aus Aluminium sind weitgehend identisch mit denen für die Außenverkleidungen von Motorhauben oder Kofferraumdeckeln, d.h.:

• – Steifigkeit – bestimmt durch Design und Blechdicke (allgemein 1.4 x Stahlblechdicke),
• – Knickfestigkeit – bestimmt durch die Blechdicke, Streckgrenze und Design,
• – dynamisches Einbeulen (Steinschlag) – bestimmt durch Blechdicke und Streckgrenze,
• – Oberflächenqualität – bestimmt durch die Art der Legierung (vorzugsweise aus der AlMgSi-Reihe), Oberflächenrauheit und Mikrostruktur,
• – kleiner Saumradius

Heutige Standard-Aluminiumlegierungen für Außenkarosserieanwendungen des EN-AW 6xxx-Systems erfüllen alle Anforderungen an Standard-Flügeldesigns. Die daraus resultierende Gewichtsreduzierung im Vergleich zu Stahl beträgt normalerweise etwas mehr als 50 %, d.h. Der Ersatz von Stahl durch Aluminium für die Kotflügel bietet attraktive Möglichkeiten zur Gewichtsreduzierung im Vorderwagenbereich. Jedoch, Die Marktdurchdringung von Aluminium ist bei Kotflügeln deutlich geringer als bei Motorhauben. Der Hauptgrund liegt in vielen Fällen darin, Es werden Flügelplatten aus Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff verwendet. Der Vorteil von Kunststoffmaterialien ist die geringere Empfindlichkeit von Kunststoffen gegenüber kleineren Parkschäden (z.B. Kratzer und kleine Dellen).

Es gibt aber auch Automodelle, bei denen hochkomplex geformte Kotflügel erforderlich sind. Eine interessante Lösung für diese Sonderfälle bietet die superplastische Umformtechnik.

3 Türen

Die Tür ermöglicht das Ein- und Aussteigen aus dem Fahrzeug. Die Türen können manuell geöffnet werden, oder elektrisch angetrieben. Eine herkömmliche Autotür ist an der Vorderkante mit einem Scharnier versehen, Dadurch kann die Tür von der Karosserie nach außen geschwenkt werden. Diese Art von Tür hat den Vorteil, dass sie während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs geöffnet wird, Der Windwiderstand wirkt der sich öffnenden Tür entgegen, und wird seine Schließung wirksam erzwingen.

Aber abhängig vom Autotyp, Es sind auch andere Türkonzepte im Einsatz:

Hinten angeschlagene Türen erleichtern das Ein- und Aussteigen erheblich. Allerdings verhindern Sicherheitsbedenken heute den Einsatz von „Selbstmordtüren“.. Auf modernen Fahrzeugen, Ausnahmen bilden hinten angeschlagene Hintertüren in Kombination mit vorn angeschlagenen Vordertüren, hauptsächlich bei Autos mit Chauffeur, Taxis und MPVs.

Scherentüren sind Autotüren, die sich vertikal an einem festen Scharnier an der Vorderseite der Tür drehen, und nicht äußerlich wie bei einer herkömmlichen Tür. Diese Art von Türen wird bei einigen exklusiven Sportwagen verwendet (z.B. einige Lamborghini-Modelle)

Schmetterlingstüren sind eine Art von Türen, die auch bei Hochleistungsautos zu finden sind (z.B. der Supersportwagen McLaren F1). Sie ähneln Scherentüren, aber während sich Scherentüren nach oben bewegen, Schmetterlingstüren bewegen sich auch nach außen, Dies erleichtert den Ein- und Ausstieg auf Kosten der Platzersparnis. Als Flügeltür werden Autotüren bezeichnet, die am Dach und nicht an der Seite angelenkt sind. Sie sind nur bei ausgewählten Sportwagenmodellen zu finden.

Autotür aus Aluminiumlegierung

Schiebetüren öffnen sich durch Schieben (normalerweise horizontal), wobei die Türen entweder auf einer Schiene montiert oder an einer Schiene aufgehängt sind. Schiebetüren werden am häufigsten für Kleinbusse verwendet (MPVs) um den Fahrgästen einen großen Ein- oder Ausgang zu bieten oder den Gehweg nicht zu behindern. Sie werden auch häufig an der Seite von Nutzfahrzeugen eingesetzt, da sie eine große Öffnung zum Be- und Entladen von Ladung ermöglichen, ohne den Zugang zu behindern.

Jedoch, Die Autotür ist kein einfaches Einhängepaneel, sondern ein Strukturmodul, das vielfältige Funktionen erfüllt. Grundsätzlich, Die Tür besteht aus einem Außenpaneel, das von einem inneren Strukturelement getragen wird, an dem verschiedene zusätzliche Komponenten befestigt sind. Außerdem, Moderne Autotüren verfügen in der Regel über ein Verstärkungselement („Seitenaufprallträger“) das den Fahrer und die Passagiere bei einem Seitenaufprall schützt, z.B. wenn kleinere Autos von einem größeren SUV überholt werden.
Die Türschale, das sichtbarste Bauteil einer Autotür, hält alle Türteile zusammen. Die wichtigsten in die Tür integrierten Zusatzteile sind:

• – Scharniere: Die Scharniere verbinden die Tür mit der Karosseriestruktur, Ermöglichen Sie das Öffnen und Schließen der Tür und halten Sie die Tür in der für ein ordnungsgemäßes Schließen erforderlichen Position.
• – Türgriff und Schloss: Diese Teile ermöglichen ein sicheres Schließen der Tür und verhindern ein Öffnen. Es gibt verschiedene Schließsysteme für Autotüren. Neuere Autos verfügen über eine elektrische Verriegelungsfunktion, die es dem Fahrer ermöglicht, alle Türen aus der Ferne zu verriegeln. Die Türgriffe befinden sich an der Innen- und Außenseite der Autotür.
• – Fenster und Fensterheber: Fahrzeugtüren verfügen im Allgemeinen über Fenster, von denen sich die meisten in unterschiedlichem Ausmaß öffnen lassen. Allgemein, Autotürfenster versenken sich nach unten in den Türkörper. Der Fensterheber ist der Mechanismus in der Autotür, der die Fensterscheibe anhebt und absenkt. Die Fenster werden entweder mit einer Handkurbel geöffnet, oder schaltbarer Elektromotor.

Zusätzlich, Im Allgemeinen gibt es eine Innentürverkleidung, die ein wichtiges Designelement für den Innenraum darstellt, sondern trägt auch zur Funktionalität und Ergonomie des Autos bei. Es hält verschiedene Innenteile wie die Innentürgriffe, Armlehnen und/oder Ablagefächer, Schalter, und Lichter. Im Türkorpus können auch schalldämmende Matten untergebracht werden, elektronische Systeme wie die Fenstersteuerung und den Verriegelungsmechanismus, Lautsprecher oder Airbags als zusätzlicher Schutz bei einem Seitenaufprall, usw.