9 Erkenntnisse vom IABC 2021

1. Weniger Aufwand für Hersteller = schnelle Markteinführung
2. Elektrofahrzeuge sind sicherer als Verbrenner
3. Side Impact 2.0 von IIHS erklärt und kontextualisiert
4. Karosseriebauteile in extremer Größe sind da
5. Digitale Zwillinge beschleunigen den Prüfprozess von Rohkarosserien
6. Schnellere Berechnung für die Querzugfestigkeit dünnwandiger Automobilstrukturen
7. So erzielen Sie beeindruckende Vorteile bei den Kennzahlen bei Rohkarosserien: Honda MDX 2022
8. Anpassung der Ford C2 Plattform für einen Pickup mit Unibody-Konstruktion: Ford Maverick 2022
9. Optimierte Energieabsorption: Nissan Rogue 2021
   
   

Erkenntnis Nr. 1 vom IABC

Ford entwickelt den Maverick 2022 20 Monate schneller mit weniger Verwaltungsaufwand

Der Ford Maverick 2022 wurde 20 Monate schneller entwickelt als jedes andere Auto in der Geschichte von Ford. Jim Baumbick, Vice President Enterprise Product Life Management von Ford, erklärt:

„... die wenig bekannte Geschichte ist, dass wir 95 % der Formulare für die Geschäftsleitung übersprungen haben, die traditionellen Formulare, die wir für Produktzulassungen verwenden. Und wir haben ein Umfeld geschaffen, in dem die Führung im Grunde jede Woche [nur einmal] auftaucht.

Jeden Freitag gab es eine zweistündige Gelegenheit, und wenn eine Führungskraft etwas mitzuteilen hatte oder einen Statusbericht haben wollte, konnte sie zu diesem Termin erscheinen und ein Update erhalten. Noch wichtiger war jedoch, dass das Entwicklungsteam selbst die Agenda dafür aufstellte, was es für die Unterstützung durch das Führungsteam brauchte, um das eigentliche Ziel – ein Auto 25 Monate schneller als je zuvor zu entwickeln – zu erreichen.“

Der Maverick ist ab 19.995,00 USD erhältlich (!).

Erkenntnis Nr. 2 vom IABC

Elektroauto-Modelle sind sicherer als Verbrennermodelle

David Zuby vom Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute (IIHS-HLDI) berichtete, wie Elektrofahrzeuge im Vergleich zu Verbrennern gleicher Bauart abschneiden:

1. Geringere Häufigkeit von Versicherungsfällen.
2. Die Reparaturkosten sind ungefähr gleich.
3. 22 % niedrigere Forderungen aufgrund von Personenschäden.
4. 40 % niedrigere Forderungen für Schutz vor Personenschäden (Vollkaskoversicherung).
5. 41 % niedrigere Zahlungen an Krankenkassen.

Schlussfolgerung des IHS-HLDI: Elektrofahrzeuge sollten eine geringere Versicherungsprämie haben als Verbrenner.

Beim Aufprall verursachen Elektrofahrzeuge jedoch mehr Schäden an anderen Fahrzeugen, wahrscheinlich aufgrund ihres höheren (Batterie-)Gewichts. [SSAB untersucht, wie Autokonstrukteure diese Herausforderung in zukünftigen Elektrofahrzeugdesigns lösen werden.]

Zuby fährt fort: Die Chevrolet Bolt, Nissan Leaf und Tesla Modelle 3 und 4 schneiden im Vergleich zu anderen Verbrennern in ihren Segmenten sehr gut ab. Die Todesfälle beim Leaf, der schon lange genug auf dem Markt ist, um statistisch aussagekräftige Daten zu ergeben, sind im Vergleich zu Verbrennern im gleichen Segment gering.

Und es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen Elektrofahrzeugen und vergleichbaren Verbennern bei nicht durch Aufprall verursachten Bränden. Gegenwärtig gibt es noch nicht genügend Daten, um Schlussfolgerungen in Bezug auf Brände und Todesfälle nach einem Unfall für Elektrofahrzeuge zu ziehen: Die Anzahl der Todesfälle nach einem Unfall (wo das Feuer das schädlichste Ereignis war) liegt bei Elektrofahrzeugen im einstelligen Bereich.

Erkenntnis Nr. 3 vom IABC

Side Impact 2.0 Test: Hersteller versuchen, gut abzuschneiden

Becky Mueller skizzierte die wichtigsten Veränderungen zwischen den Tests Side Impact 1.0 und 2.0, bei denen IIHS-HLDI versucht, die Größe und Form eines mittelgroßen SUV nachzuahmen – etwa den Ford Explorer. Beim 2.0 Test:

1. wurde der senkrechte Aufprall der beweglichen verformbaren Barriere („Crash-Fahrzeug“) von 50 km/h auf 60 km/h erhöht.
2. wurde das Gewicht des Crash-Fahrzeugs auf 1.900 kg erhöht, um der höheren Anzahl von SUVs und Pickups Rechnung zu tragen, die heute unterwegs sind. Durch die Veränderungen bei Geschwindigkeit und Gewicht liefert der neue Side Impact 2.0-Test von IIHS 82 % mehr Energie als der 1.0-Test.
3. Hinzugefügt wurde eine Aufhängung zur MDB, um ein gleichmäßigeres Abrollen zu gewährleisten (d. h. das Springen zu reduzieren).
4. Änderungen an der 20 Jahre alten Barriere am Crash-Fahrzeug, um die heutigen SUV- und Pickup-Aufbauten mit geringerer Gesamthöhe, dickerer Barriere und Änderungen der Barrieresteifigkeit widerzuspiegeln.

Das IIHS-HLDI hat festgestellt, dass die maximale Intrusion der B-Säule ein hochwirksamer Schätzwert für Todesfälle ist – und dass eine Reduzierung der Intrusion um 20 cm die Zahl der Todesfälle um 25 % senkt.

Die ersten Side Impact 2.0-Tests von IIHS-HLDI mit 15 kleinen SUVs lieferten eine Reihe von Ergebnissen: von nur drei Zentimetern (B-Säule bis zur Mittellinie des Dummys, d. h. nicht gut) bis zu 23 cm, die als „außergewöhnlich“ erachtet wurden („gut“, da sie über das hinausgehen, was für den Überlebensraum eines kleinen weiblichen Dummys erforderlich ist).

Je weniger sich der Seitenaufprall auf die B-Säule auswirkt, desto höher sind die Überlebenschancen – wobei der Abstand zum Becken des Insassen eine wichtige Kennzahl ist. Bilder mit freundlicher Genehmigung des Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute, Arlington, Virginia (USA) www.iihs.org.

Während die aktuellen kleinen SUV-Designs den Kopf und den oberen Oberkörper gut schützen, bleiben der untere Oberkörper und das Becken in einigen Modellen gefährdet, wie im Side Impact 2.0-Test festgestellt wurde. Das macht Gegenmaßnahmen bei Rohkarosserie-Sicherheitsdesigns erforderlich.

Ein höherer Prozentsatz des guten Zustands (rechte Seite der Diagramme) bedeutet ein geringeres Verletzungsrisiko. „HIC“ steht für Heat Injury Criterion (Hitzeverletzung). Diagramme mit freundlicher Genehmigung des Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute, Arlington, Virginia (USA) www.iihs.org.

Wie bereits vom IIHS-HLDI berichtet, scheinen die Türen beim 2.0-Test eine höhere Verformung zu zeigen. Das IIHS-HLDI wird den neuen Side Impact 2.0-Test für seinen Top Safety Pick 2023 verwenden.

Erkenntnis Nr. 4 vom IABC

Neue Rohkarosseriebauteile in „extremer Größe“ vereinfachen die Eerkzeugerstellung und Montage der Fahrzeuge

Apropos Türen: Gestamp hat einige kühne neue Ansätze entwickelt, um das zu schaffen, was sie „warmumgeformte Türringe mit überlappenden Flicken“ nennen, berichtet Paul Belanger. Dies ist eine Fortführung der Rohkarosserieprodukte in Extremgröße, zu denen jetzt einzelne Türringe, einteilige Böden und Ringrahmen gehören.

Die „extremen“ Ziele für die Türringe sind die Reduzierung der Anzahl der Rohkarosseriebauteile, die Vereinfachung der Produktion und Montage, die Senkung der Kosten, die Erhöhung der Sicherheit und die Reduzierung der CO₂ -Emissionen. Für die optimierten Türringe, die entwickelt wurden, um die steigenden Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, hat Gestamp acht Bauteile zu einem Bauteil aus presshärtendem Stahl (PHS) mit extrem großen Werkzeugen integriert.

Mit dieser neuen Technologielösung bietet Gestamp eine völlig neue Alternative zum Markt durch einfache Rohlinge mit Widerstandspunktschweißen – durch Überlappung der RP-Rohlinge. Die neuen Serienproduktionslinien von Gestamp erfordern keine Abschmelzen, sondern verwenden stattdessen Punktschweißungen, die eine einfache Anpassung sowohl an den Rohling als auch an die Schweißnaht ermöglichen, je nach Bedarf. Das maximal integrierte Türringdesign ist kostengünstig und verbessert gleichzeitig die Steifigkeit in wichtigen Bereichen.

Die Lösung von Gestamp mit überlappenden Flicken macht ein Abschmelzen überflüssig und vereinfacht den Schweißprozess. Die Flicken können so konstruiert werden, dass sie die Steifigkeit an kritischen Stellen erhöhen. Bilder mit freundlicher Genehmigung von Gestamp.

Erkenntnis Nr. 5 vom IABC

„Virtuelle Montagereferenzen“ beschleunigen den Prüfprozess bei Rohkarosserien.

Stellen Sie sich eine digitale Rohkarosserie-Montagemethode vor, die Ihre Prozesse prüft und gleichzeitig Probleme, die in der Regel erst nach der Ankunft der Bauteile entdeckt werden, vorhersagt und verhindert. So beschreibt Todd McClanahan die Verwendung einer virtuellen Montagereferenz durch AutoForm Assembly, die von anderen als digitaler Zwilling bezeichnet wird.

Die virtuelle Montagereferenz (Virtual Assembly Reference, VAR) führt die Montage zur beabsichtigten Nenngenauigkeit. Durch die Suche nach diesen neuen Zielgeometrien – früh in der Konstruktionsphase eines Projekts – können Hersteller mehrfache Wiederholungen von Werkzeugmodifikationen vermeiden, was Zeit und Kosten spart. Durch VAR verbessert sich das Verständnis der Ingenieure für die Beziehung zwischen einzelnen Bauteilen und der gesamten Baugruppe. Dadurch werden neue Zielgeometrien für Bauteile im Rahmen einer effektiven Designkompensationsstrategie generiert. Das Ziel besteht darin, in späteren Entwicklungsstufen weniger Änderungen an Bauteilen vorzunehmen, die Werkzeug- und Ausrüstungskosten zu senken und gleichzeitig früher eine „hohe Reife“ und Robustheit zu erreichen – was letztendlich die Vorlaufzeiten reduziert.

Erkenntnis Nr. 6 vom IABC

Gleichung zur schnellen Bewertung von dünnwandigen Automobilstrukturen

Ford und Altair Engineering stellten gemeinsam eine neue Gleichung zur schnellen Abschätzung der Querzugfestigkeit von Dünnwandkonstruktionen mit mehreren Zellen unter 3-Punkt-Biegebelastung vor. Ihr Ziel war es, ein nützliches Tool für die schnelle Bewertung verschiedener Designkonfigurationen zu schaffen.

Die Gleichung basiert auf dem strukturellen Grundprinzip von Dünnblechbeulen, ergänzt um empirische Faktoren, um die geometrischen Einschränkungen dünnwandiger Konstruktionen mit mehreren Zellen darzustellen. Die halbempirische Gleichung zur Vorhersage der maximalen Querzugfestigkeit von dünnwandigen Sektionen wurde anhand von Daten verifiziert, die aus physikalischen Tests und Finite-Elemente-Simulationsmodellen gewonnen wurden.

Erkenntnis Nr. 7 vom IABC

Honda MDX 2022: Beeindruckende Steigerungen bei Rohkarosserie-Kennzahlen

In einem Thema, das von allen Automobilherstellern auf dem IABC 2021 wiederholt wurde, zielt Honda durch eine Kombination aus innovativem Rohkarosseriedesign und hochfesten Materialien auf höhere Crash-Bewertungen ab. Das neue MDX-Design 2022 aus 60,9 % hochfestem Stahl und 8,8 % Aluminium, womit MDX Folgendes erreicht:

• 68 % Anstieg der Axialquetschung im oberen Lastpfad
• 29 % Anstieg der lastpfadgesteuerten Biegung im Hilfsrahmen
• 34 % Steigerung der Tragfähigkeit der Seitenschweller
• Und 10 % höhere Belastungsfähigkeit der A-Säule

Ein neuer 1,0 mm extra- und ultrahochfester Stahl mit 780T MPa für das untere Armaturenbrett spart 3,3 kg (als Ersatz für die bisherige 1,2 mm 590Y-Platte) und reduziert gleichzeitig die Intrusion in die Fahrgastkabine.

Neue Türeinstiegsleisten, die zur Verteilung der Lasten auf Säulen und Seitenschweller ausgerichtet sind, erhöhen die Energieaufnahme durch Seitenaufprall. Die Träger überlappen sich mit der Karosseriestruktur und übertragen die Last niedrig an der Struktur direkt auf die Karosserie. Dadurch wird die Intrusion der B-Säule in die Kabine um 34 % reduziert.

Der MDX 2022 verfügt über einen vierteiligen Türring mit maßgeschneiderter Laserverschweißung aus presshärtendem 1.500-MPa-Stahl (PHS). Für eine verbesserte Karosseriesteifigkeit werden 23 Meter Hochleistungs-Strukturklebstoff verwendet. (Ein weiterer IABC-Referent von Henkel berichtete über umfangreiche Testdaten zu geschweißten und geschweißten/geklebten Fahrzeugen, die eine verbesserte Karosseriesteifigkeit und Energieabsorption in Metallkonstruktionen bei gleichzeitiger Erhöhung der Ermüdungsbeständigkeit zeigten.) All diese Bemühungen zur Karosseriesteifigkeit führten dazu, dass beim MDX eine Verbesserung der globalen Torsionssteifigkeit um 32 % erzielt wurde, was zu einem verbesserten Fahrverhalten und Fahrkomfort mit weniger Räuschen und Vibrationen führte.

Erkenntnis Nr. 8 vom IABC

Ford Maverick 2022: Anpassung der Ford C2 Plattform für einen Pickup mit Unibody-Konstruktion:

Neben seiner rasend schnellen Entwicklung weist der Ford Maverick 2022 Pickup viele Innovationen im Karosseriedesign auf.

Zunächst nutzte Ford seine bestehende C2-Plattform so weit wie möglich aus. Doch der völlig neue Unibody-Kastenboden des Maverick machte neue Konstruktionen für seine hintere Schienenarchitektur, die Überbrückung von Pickup- und Seitenschwellerverlängerungen, den flachen Kastenladeboden, die Verstärkung der hinteren Schwelle und die D-Säulenverstärkung für die Heckklappenöffnung erforderlich.

Der Übergang zwischen Kasten und Fahrerhaus ist beim Maverick extremer als der Schienenübergang, der bei einem typischen Unibody zu finden ist. Die neue „Rail-in-Rail“-Konstruktion teilt die Schiene in zwei Stanzungen auf, um: 1) die erforderliche Tiefe der Schiene zu ermöglichen, 2) die Stabilität der Sektion zu verbessern und 3) die Verbindung zwischen der hinteren Schiene und der hinteren Schwelle des Fahrerhauses zu optimieren. Die obere Hälfte der Box beim Maverick und die Fahrerhausintegration führten zu einer Verlängerung der Innen- und Außenseite der Boxenoberschiene in die C-Säulenstruktur.

Der Ford Maverick 2022 ist ein globales Fahrzeug, das Sicherheitsnormen auf der ganzen Welt erfüllt.

Ultrahochfester Stahl wurde strategisch in Kombination mit einer Vielzahl anderer Materialien verwendet, um den Fahrgastraum durch Materialfestigkeit und das Aufprallenergiemanagement zu schützen. Ford stellt fest, dass sich die Anforderungen an Frontalcrashs im Laufe der Jahre zu schweren und komplexen Modi entwickelt haben, was die Entwicklung von Fronten erforderlich macht, die Crashlasten effizient in mehreren Richtungen bewältigen können.

Als Reaktion darauf hat Ford seine dreidimensionale Lastpfad-Strategie (3DLP) entwickelt, um die Frontsysteme (Shotguns, Schienen, Hilfsrahmen) dazu zu nutzen, die Aufprallenergie in verschiedenen Überlappungen zu steuern – vertikal und quer zur Front. 3DPL nutzt die Crash-Impuls-Optimierung durch den rechtzeitigen Einsatz struktureller Hilfssysteme, die alle Frontsysteme koppeln, um ein besseres Energiemanagement in alle Richtungen zu ermöglichen.

Erkenntnis Nr. 9 vom IABC

Nissan Rogue 2021: optimierte Energieabsorption

Der Nissan Rogue 2021 erreicht eine Gesamtreduzierung des Luftwiderstandbeiwerts (Cd) um 5 %, was zum Teil seinen Air Curtains (ein Segment, -1 % Cd), 3D-Radlaufblenden (-5 % Cd), dem aktiven Kühlergrill, Unterbodenabdeckungen, dem optimierten Heck (Heckspoiler-Lampen-Kombination) und der optimierten A-Säulen-Form zuzuschreiben ist.

Das passive Sicherheitsdesign des Rogue 2021 nutzt extra- und ultrahochfeste Stähle mit einem erweiterten Einsatz von warmumgeformtem Borstahl, um die Masse sowie die Emissionen und Sicherheitsanforderungen auszugleichen. Mehrere Lastpfade in seinen Bodenträgern helfen, die Aufprallkräfte von den Insassen weg zu leiten. Der Rogue verfügt außerdem über eine nahtlos verbundene neue Plattform für eine bessere axiale Lastverteilung, die eine optimierte Energieabsorption bietet. Die energieabsorbierende Kotflügel- und Haubenstruktur des Rogue mindert den Aufprall auf den Kopf von Fußgängern, während eine energieabsorbierende Polsterung die Stöße auf die Unterschenkel reduziert.

Wichtige Erkenntnisse vom International Automotive Body Congress 2021 (IABC)

1. Die Verwendung von extra- und ultrahochfesten Stählen in neuen Rohkarosserien nimmt weiter zu.
2. Warmumgeformte Stähle (PHS) scheinen zunehmend bei Rohkarosserien zum Einsatz zu kommen.
3. Der Side Impact 2.0-Test des IIHS macht in einigen Fahrzeugen einige konstruktive Gegenmaßnahmen erforderlich, um die Intrusion der B-Säule und eine starke Verformung der Tür zu reduzieren.
4. Elektroautos auf den Straßen sind sicherer als Verbrenner gleicher Bauart und sollten auch günstiger zu versichern sein.