Leichtbau | HÖRMANN Vehicle Engineering

hybridBogie

Drehgestell mit einem Rahmen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff

Projektzeitraum: Jan 2019 - Mai 2022 | Projektpartner: KVB-Institut, Fraunhofer IWU, Prüfzentrum IMA

Mit dem Verbundprojekt hybridBOGIE beabsichtigt HÖRMANN Vehicle Engineering ein Drehgestell (DG) der neusten Generation zu erforschen. So soll ein Drehgestell mit besseren Parametern in der Funktionalität, im Gewicht, in der Laufleistung und der Geräuschemission entstehen. Dies soll durch die Erforschung einer Hybrid-Mischbauweise mit schwingungsdämpfenden Materialien und der aktiven Integration von Federungselementen in die Funktionsstruktur des Drehgestellrahmens (DGR) erreicht werden.

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Herstellungsprozesses zur Fertigung eines Hybridfaser-Drehgestellrahmens einschließlich des Demonstratoren- und Musterbaus. Außerdem ist die Auslegung und Einbindung eines Sensornetzes in den Drehgestellrahmen für eine permanente Bauteilüberwachung Bestandteil des Teilprojekts. Ebenfalls wird ein Konzept zum Schutz der schlagempfindlichen Rahmenstruktur vor Steinschlag erforscht.

Gefördert durch:

thermoPre plus

Herstellungstechnologie zur prozesssicheren Verarbeitung von belastungsgerechten effiLOAD-Preformen für flammbeständige Interieur-Anwendungen

Projektzeitraum: Okt 2018 - Mär 2022 | Projektpartner: Fraunhofer IWU, Hegewald & Peschke, Renolit SE, Norafin, Cetex2

Im Verbundprojekt mit regionalen Industriepartnern und Forschungseinrichtungen sollen leichte Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) mit ihren besonderen mechanischen Eigenschaften (Hochleistungspolymere) zu Halbzeugen, sogenannten Prepregs, verarbeitet werden und an Hochleistungsstrukturbauteile im Automobil und Schienenfahrzeugbau zum Einsatz kommen. Auf Basis neuartiger belastungsdedizierter Faserverbundstrukturen (effiload Halbzeuge) konzipiert HÖRMANN Vehicle Engineering als Verbundkoordinator einen einteiligen innovativen Straßenbahnsitz. Dieser soll 25 Prozent leichter als vergleichbare Sitzkomponenten sein und den Montageaufwand erheblich minieren. Solche thermoplastischen Faserverbundbauteile verfügen aufgrund ihrer kurzen Zykluszeiten bei der Bauteilherstellung über ein großes Potential für Serienanwendungen.

Gefördert durch:

INTEGRAL

Entwicklung und serientaugliche Fertigung wettbewerbsfähiger Schienenfahrzeugdächer in FKV Leichtbauweise

Projektzeitraum: Sep 2020 - Aug 2023 | Projektpartner: RCS GmbH Rail Components and Systems, Arno Hentschel GmbH, Fraunhofer Kunststoffzentrum Oberlausitz FKO

Das Verbundvorhaben zielt auf die Entwicklung hochintegrativer Großkomponenten in Leichtbauweise aus belastungsoptimierten Faser-Kunststoff-Verbund-(FKV-)Materialien für moderne Schienenfahrzeuge. Im Projektfokus steht sowohl die Konzeptentwicklung wettbewerbsfähiger Schienenfahrzeugdächer mit Gewichtsreduzierung und deutlich geringerem Montageaufwand gegenüber konventionellen, vielteiligen Dachstrukturen als auch die Erarbeitung von serientauglichen und wettbewerbsfähigen Fertigungsprozessen. Die Erzielung eines hohen Leichtbaugrades der Dachstruktur wird dabei durch konsequente Ausnutzung des Stoff- und Strukturleichtbaus mit belastungs-gerechten FKV-Bauweisen sowie des Funktionsleichtbaus durch die Integration von Anbauteilen (z.B. Klimakanäle, Kabelschächte, Behälter) und Lasteinleitungen erreicht. Zur Demonstration der konstruktiven und technologischen Projektergebnisse wird eine prototypische FKV-Leichtbaudachstruktur für moderne Straßenbahnen mittels seriennaher Technologien hergestellt, unter wirklichkeitsnahen Bedingungen getestet sowie im Fahrzeug durch angepasste Fügeverfahren integriert.

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FunPul

Inline-Funktionalisierung von Pultrusionsprofilen

Projektzeitraum: Jan 2021 - Jun 2023 | Projektpartner: FiberCheck GmbH, Limbacher Oberflächenveredelung GmbH, Maus GmbH Modell- und Formenbau, Modespitze Plauen GmbH, Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Huntsman Advanced Materials

Im Projekt entwickeln die Partner unter der Federführung der Hörmann Vehicle Engineering GmbH (HVE) ein mechanisch funktionalisiertes Leichtbauprofil für den Schienenfahrzeugbau. Die hybriden Pultrusionsprofile sollen bei gleichbleibender Wirtschaftlichkeit stranggepresste Aluminiumprofile im Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs ersetzen und dabei den Leichtbaugrad erheblich steigern.

Parallel dazu wird in Kooperation mit der FiberCheck GmbH (FC) ein sensorisch funktionalisiertes Leichtbauelement für Rotorblätter in Windenergieanlagen (WEA) entwickelt. Hierbei werden gestickte Dehnungssensoren, die der Überwachung dienen, in die pultrudierten Funktionsbauteile integriert. Die hybriden Profile für den Schienenfahrzeugbau werden ebenfalls durch eine sensorische Funktion erweitert.

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RESOLVE

Ressourceneffiziente Leichtbaulösungen auf Basis neuartiger Faserverbundhalbzeuge mit bionisch optimiertem Faserverlauf

Projektzeitraum: Nov 2020 - Okt 2023 | Projektpartner: form+technik Engineering GmbH, FKT Formenbau und Kunststofftechnik GmbH, TU Chemnitz, Fraunhofer IWU, HeiterBlick GmbH (assoziiert)

Im Rahmen des Regionalen Wachstumskerns „thermoPre plus“ wurden grundlegend neue Ansätze zur ressourcen- und kosteneffizienteren Herstellung von funktionsintegrierten thermoplastischen Hochleistungsbauteilen mit Endlosfaserverstärkung erforscht und bis zu einem Technologiereifegrad (TRL) der Stufe 4 geführt. Die entstandene Technologiebasis erlaubt die Herstellung von endkonturierten Textilhalbzeugen mit belastungsgerechter Faserausrichtung in einem vollautomatisierten, kontinuierlichen „Rolle-zu-Rolle“-Prozess (effiLOAD-Technologie).

Im Forschungsvorhabens RESOLVE sollen nun die Qualifikation der Technologieansätze im Bereich der experimentellen Entwicklung vorangetrieben – und passgenaue, bionisch gestützte Konstruktionsmethoden bzw. Bauweisen erarbeitet werden. Durch die damit verbundene, deutliche Steigerung der Wirtschaftlichkeit, Ressourceneffizienz und Produktivität, kann eine signifikante Erweiterung und Diversifizierung der Einsatzfelder von endlosfaserverstärkten thermoplastischen Faserverbundmaterialien erzielt werden, wodurch intelligente und klimafreundliche Leichtbaulösungen in die breite industrielle Anwendung getragen werden. Aufgrund der großen Interdisziplinarität der Entwicklungsinhalte, wird – den förderpolitischen Zielen entsprechend – dabei ein branchenübergreifender Wissens- und Technologietransfer gefördert, wodurch ein wertvoller Betrag zur Sicherung des Industriestandortes Deutschland geleistet wird. Darüber hinaus kann das Vorhaben, wie in Kapitel V überschlägig dargestellt, einen maßgeblichen Betrag zur Erreichung der Klimaziele leisten.

Gefördert durch:

Innovatives Leichtbauchassis (abgeschlossenes Forschungsprojekt)

HÖRMANN Vehicle Engineering unterstützte die HÖRMANN Automotive GmbH bei der Entwicklung eines neuen Integral-Chassis-Konzept für leichte Nutzfahrzeuge. Das Konzept baut fertigungstechnologisch auf den Ergebnissen des erfolgreich abgeschlossenen Sonderforschungsbereichs 666 „Integrale Blechbauweisen höherer Verzweigungsordnung – Entwicklung, Fertigung, Bewertung“ der TU Darmstadt auf. Es bringt die dort erarbeiteten Technologien in eine Anwendung des Fahrzeugbaus für zukünftigen urbanen Lieferverkehr. Dabei nutzt es die verzweigten Blechstrukturen zur Realisierung neuer Schutzmechanismen für Energiespeicher von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben. Weitere Infos