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And the winner is …

15. August 2023 - von Folke Heyer

Nicht nur für ein schnelles Internet werden Glasfasern eingesetzt. Auch im Fahrwerksbau gewinnt dieser Werkstoff zunehmend an Bedeutung. In seiner Division Materials and Trade hat der Rheinmetall Konzern beispielsweise eine innovative Technologie für Pkw-Fahrwerksfedern entwickelt. Die Nutzer freuen sich indes über nachhaltige Verbesserungen bei Gewicht und Handling. Und mehr.

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Oscar der Kunststoffindustrie

2022 erhielten die Glasfaserfedern made by Rheinmetall den begehrten „SPE Automotive Award“ der Society of Plastics Engineers Inc. In der Kategorie „Grand Innovation Award“ setzten sie sich vor einer 27-köpfigen Expertenjury gegen eine starke Wettbewerberfront durch.

Der allgemeine Trend zur Elektromobilität führt dazu, dass dem Thema Leichtbau mittlerweile auch bei Fahrwerken große Aufmerksamkeit geschenkt wird. Schon heute werden deshalb spezielle Blattfedern aus Leichtbaumaterial für bestimmte Fahrzeuge eingesetzt. Da viele moderne Pkw-Fahrwerke aber bauraumbedingt auf Stahlfedern zurückgreifen, hat Rheinmetall eine innovative Lösung entwickelt, die auf faserverstärkten Kunststoff in einem weltweit einzigartigen und zudem platzsparenden Design setzt.

Kein Wunder, dass die neuen Glasfaserfedern im Verlauf ihrer Entwicklung schnell auf das Interesse namhafter Automobilhersteller gestoßen sind. Was zunächst in einem Leichtbau-Kompetenzträger eines deutschen Premiumherstellers verbaut wurde, könnte anhand der erzielten positiven Ergebnisse künftig auch in elektrischen Serienfahrzeugen der Marke Einzug halten. Zusätzlich sind bei weiteren namhaften Automobilherstellern im In- und Ausland erweiterte Feldversuche mit den neuen Federn in der Vorbereitung.

Herausforderung an Entwickler

Bevor es zum ersten Einsatz der Federn kommen konnte, hatten die Konstrukteure in Neckarsulm allerdings große entwicklerische Herausforderungen zu überwinden. Als diese Hürden schließlich genommen waren, wurde die neue faserverstärkte Kunststofffeder aber sogleich mit dem „Oscar der Kunststoffindustrie“ prämiert. Nicht ohne Grund, denn durch ein mittlerweile patentiertes Design werden die im Betrieb auftretenden kritischen Spannungen in der Feder reduziert und sie lässt sich selbst bei Fahrzeugen mit nur kleinsten Bauräumen einsetzen. Ein Ansatz, der die Fachjury überzeugte.

Marcus Gerlach, Divisionsleiter Materials and Trade und Geschäftsführer der Rheinmetall Invent GmbH, bei der die Federn entwickelt werden, erläutert: “Unsere neuartige Glasfaserfeder bietet eine Vielzahl von Vorteilen, und dies nicht nur für Automobilhersteller. Damit hat sie das Potenzial, herkömmliche Stahlfedern im Fahrwerksbereich ganz unterschiedlicher Fahrzeuge zu ersetzen, und leistet zudem einen Beitrag zur CO2-Reduktion.“

Erhebliche Gewichtseinsparungen

Neben einer Gewichtsreduzierung von bis zu 75 Prozent gegenüber herkömmlichen Stahlfedern weisen die Glasfaserfedern in der Tat noch eine Reihe weiterer Vorteile auf. Zum einen ermöglichen sie eine grundsätzlich freie Formgebung. Zum anderen verfügen sie über ein deutlich verbessertes Nachschwingverhalten aufgrund der selbstdämpfenden Eigenschaften des Materials. Hinzu kommen ihre Korrosionsbeständigkeit und ihre graduelle Bruchcharakteristik. Dadurch sind verbesserte Notlaufeigenschaften und eine Weiterfahrt selbst mit beschädigter Feder möglich. Außerdem produzieren sie dank ihres guten NVH-Verhaltens (Noise/Vibration/Harshness) geringere Geräusche und übertragen Vibrationen weniger stark ins Fahrzeuginnere.

Die Herstellung der Federn ist dabei nicht unkompliziert und erfordert ein umfassendes Prozess-Know-how. „Wir haben dazu eigens ein Technikum am Standort Neckarsulm aufgebaut“, so der zuständige Bereichsleiter Ingo Goutier, „in dem wir alle Prozesse genau wie in der späteren Serienfertigung entwickeln, aufeinander abstimmen und auch den Automatisierungsgrad schrittweise anheben können.“

Auch Youtuber und Car Maniac-Herausgeber Chris Karatsonyi war von der neuartigen Feder begeistert. (Foto: Car Maniac)

Breite Einsatzmöglichkeiten

Neben der Ausstattung von Prototypen und Testflotten können die Neckarsulmer mit ihrem jederzeit erweiterbaren Technikum sogar erste Serien bedienen. Zudem könnten sie damit auch Konzept- und Designanforderungen für Einsatzzwecke außerhalb des Automobilbereichs erfüllen.

Damit kommen sie dem generellen Interesse auch anderer Wirtschaftszweige entgegen, alternative Leichtbaukonzepte schnell zu verifizieren, die entsprechend notwendigen Prozesse anzupassen und die neue Technik so zur Serienreife zu bringen. Dann könnte es auch zukünftig wieder heißen: „And the winner is – Rheinmetall Glass Fiber Spring“ – und mit ihr wären dann auch noch ganz andere Industriezweige auf der Gewinnerseite!

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