Mithilfe von Simulationen haben Forscher ein neues Herstellungsverfahren für Kolbenbolzen entwickelt. Die leichteren Bolzen können sowohl in Verbrennungsmotoren als auch in E-Auto-Antrieben genutzt werden.
Vorform eines Kolbenbolzens mit strukturoptimierter Innenseite
Ifu Stuttgart
Die Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik hat ein neues Verfahren zur Herstellung von gewichtsreduzierten hohlen Bauteilen entwickelt. Die Forscher untersuchten anhand von Simulationen dabei die lokal unterschiedlichen Anforderungen an die Festigkeit eines Kolbenbolzens. Zunächst wurde dabei die Umformung des Kolbenbolzens nachgestellt, danach die Belastung des Bauteils analysiert.
Die Innenkontur des Bauteils ist nun spiralförmig statt wie bisher zylindrisch ausgeführt. Sie wird durch Abstreckgleitziehen hergestellt und erhöht die Festigkeit des weichgeglühten Rohmaterials für den Kolbenbolzen um 38 Prozent. Die berechnete maximale Gewichtsreduzierung des Kolbenbolzens liegt bei vier Prozent. "Wenn man bedenkt, dass Kolbenbolzen seit hundert Jahren immer wieder optimiert wurden, ist das, relativ betrachtet, ein erstaunliches Ergebnis", sagt Professor Mathias Liewald, Leiter des IFU Stuttgart und einer der Projektleiter.
Leichtere und günstigere Kolbenbolzen
Die optimierten Kolbenbolzen sind für den Einsatz in Verbrennungsmotoren geeignet, können aber auch in kurzen Wellen von E-Motoren oder Achselementen in Fahrwerken eingesetzt werden. Die Produktionszeit für den Kolbenbolzen konnte um mehr als 30 Prozent reduziert, indem auf einzelne, überflüssige Fertigungsschritte der bisherigen Prozesskette verzichtet wurde. Das neue Verfahren wurde im Rahmen der Initiative "Massiver Leichtbau" entwickelt.