Fostabericht P 547 - Herstellung eines flanschlosen Kraftstofftanks komplexer GeometrieFostabericht P 547 - Herstellung eines flanschlosen Kraftstofftanks komplexer Geometrie

P 547 – Herstellung eines flanschlosen Kraftstofftanks komplexer Geometrie

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P547

ISBN: 3-937567-37-2 Artikelnummer: P547 Kategorien: ,

Beschreibung

P 547 – Herstellung eines flanschlosen Kraftstofftanks komplexer Geometrie

Ziel des Forschungsvorhabens war die Herstellung eines packageoptimierten Kraftstofftanks aus Stahl. Dabei wurde konsequent auf den Ergebnissen des Forschungsvorhabens P 410 „Herstellung eines Kraftstofftanks komplexer Geometrie aus Stahl mit Hilfe der Hydroumformung“ aufgebaut. Die in diesem Forschungsvorhabens angestrebte Package-Optimierung wurde erreicht, indem durch umformtechnische und fügetechnische Maßnahmen der Tank als flanschloser (laser-)geschweißter Tank ausgeführt wurde.
Ein wesentliches Problem bei der Herstellung eines flanschlosen Tanks aus Edelstahl ist die ungleichmäßige, umformbedingte Auffederung bzw. Rückfederung insbesondere der Zargenbereiche. Diese erschwert die für das Fügen notwendige Positionierung und Orientierung der Tankhälften nachhaltig. Daher wurde in diesem Projekt zunächst der Eigenspannungszustand in den umgeformten Blechhalbschalen mit der Bohrloch-Methode und dem Zerlegeverfahren analysiert. Daraus wurden konstruktive bzw. werkzeugtechnische Maßnahmen (Erhöhung der Steifigkeit durch entsprechende Verprägungen) abgeleitet, um die umformbedingte Rückfederung zu minimieren. Im Bereich Fügetechnik wurde ein spezielles Schweißverfahren (basierend auf dem Einsatz eines speziellen Roboterkopfes) und eine entsprechende Spannvorrichtung entwickelt und realisiert, die einen exakten Beschnitt und das Fügen realisieren konnte. Es zeigte sich aber, dass die rückfederungsbedingten Formabweichungen durch die Erhöhung der Steifigkeit und durch die eingesetzte Spanntechnik nicht vollständig kompensiert werden konnten. Deshalb wurden die Tankhalbschalen letztlich durch stückweises Laserschweißen und manuelles WIG-Schweißen erfolgreich gefügt. Abschließend wurden die hergestellten Tanks Bauteiltests nach VW-Werksnorm unterzogen.
Die gewonnenen Erkenntnisse können zunächst die Herstellung von modernen Tanksystemen mit komplexer Geometrie aus Stahlwerkstoffen erheblich erleichtern. Darüber hinaus lassen sich die Erkenntnisse auch auf weitere potentielle Einsatzbereiche, beispielsweise im Bereich des Schienen- und Luftfahrzeugbaus, des Apparatebaues, der Sanitärtechnik oder der Haushaltsgeräteindustrie, übertragen.

Autoren:
M. Kleiner, W. Homberg, A. Wellendorf, M. Gösling, F. Trösken, F. Behr, T. Langhammer

Veröffentlichung:
2006