Das Projekt "Teilvorhaben 2: Modellbau und Werkzeugentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MECO Eckel GmbH & Co. KG durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung von hohlgegossenen Kurbelwellen für den Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen, wodurch es zu einer Materialeinsparung von 20Prozent kommen soll, was gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduzierung ist, und auch zu einer weiteren Kostenreduzierung bei der Fertigung führt und somit zu Senkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt, welche gleichbedeutend mit der Senkung des Ausstoßes von Emissionen (CO2) wäre. Problematik ist dabei die Definition der Lage der Hohlräume ohne Veränderung der äußeren Geometrie und der Beeinträchtigung der Schwingfestigkeit der Bauteile. Die Neuheit des Lösungsansatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Hohlräume sich durch neue Kernformverfahren realisieren lassen, d.h. die Darstellung von Hohlräumen ist auch bei Wellen, bei denen die Pleuel nicht in einer 180 Ebene liegen, möglich. Zunächst wird der Ist-Stand einer Welle analysiert und dann konstruktiv um die Hohlräume ergänzt. Dieses neue CAD-Modell wird dann auf Gießbarkeit überprüft und falls nötig überarbeitet. Anhand dieses Modells werden die Kernwerkzeuge erstellt und erste Prototypen gegossen. Nach der mechanischen Bearbeitung werden diese dann auf Schwingfestigkeit getestet. Anhand der Ergebnisse erfolgt falls nötig eine Überarbeitung des Designs und die Festlegung auf das endgültige Material und es werden erneut Prototypen gegossen, welche ebenfalls bearbeitet und auf Schwingfestigkeit getestet werden. Diese Ergebnisse werden dann denen einer Vollwelle gegenübergestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Nachweis der Schwingfestigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Standort Kranichstein durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung von hohlgegossenen Kurbelwellen für den Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen, wodurch es zu einer Materialeinsparung von 20Prozent kommen soll, was gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduzierung ist, und auch zu einer weiteren Kostenreduzierung bei der Fertigung führt und somit zur Senkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt, welche gleichbedeutend mit der Senkung des Ausstoßes von Emissionen (CO2) wäre. Problematik ist dabei die Definition der Lage der Hohlräume ohne Veränderung der äußeren Geometrie und der Beeinträchtigung der Schwingfestigkeit der Bauteile. Die Neuheit des Lösungsansatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Hohlräume sich durch neue Kernformverfahren realisieren lassen, d.h. die Darstellung von Hohlräumen ist auch bei Wellen, bei denen die Pleuel nicht in einer 180 Ebene liegen, möglich. Das Fraunhofer-Institut LBF führt innerhalb des Gesamtvorhabens experimentelle Schwingfestigkeitsuntersuchungen an den Kurbelwellen durch. Als Referenz im Hinblick auf die Schwingfestigkeit der in diesem Vorhaben zu untersuchenden hohlgegossenen Kurbelwellen werden zunächst Schwingfestigkeitsversuche an einer Voll-Serienkurbelwelle durchgeführt. Die Schwingfestigkeitsversuche mit hohlgegossenen Kurbelwellen unterteilen sich in Prototypenversuche und nach Optimierung der Fertigungsschritte in umfangreiche Schwingfestigkeitsversuche an hohlgegossenen Kurbelwellen unter zyklischer Biege- und Torsionsbelastung.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Verbundkoordination und Konzeptentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RIV GmbH Regler Industrievertretungen durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung von hohlgegossenen Kurbelwellen für den Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen, wodurch es zu einer Materialeinsparung von 20Prozent kommen soll, was gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduzierung ist, und auch zu einer weiteren Kostenreduzierung bei der Fertigung führt und somit zu Senkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt, welche gleichbedeutend mit der Senkung des Ausstoßes von Emissionen (CO2) wäre. Problematik ist dabei die Definition der Lage der Hohlräume ohne Veränderung der äußeren Geometrie und der Beeinträchtigung der Schwingfestigkeit der Bauteile. Die Neuheit des Lösungsansatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Hohlräume sich durch neue Kernformverfahren realisieren lassen, d.h. die Darstellung von Hohlräumen ist auch bei Wellen, bei denen die Pleuel nicht in einer 180 Ebene liegen, möglich. Zunächst wird der Ist-Stand einer Welle analysiert und dann konstruktiv um die Hohlräume ergänzt. Dieses neue CAD-Modell wird dann auf Gießbarkeit überprüft und falls nötig überarbeitet. Anhand dieses Modells werden die Kernwerkzeuge erstellt und erste Prototypen gegossen. Nach der mechanische Bearbeitung werden diese dann auf Schwingfestigkeit getestet. Anhand der Ergebnisse erfolgt falls nötig eine Überarbeitung des Designs und die Festlegung auf das endgültige Material und es werden erneut Prototypen gegossen, welche ebenfalls bearbeitet und auf Schwingfestigkeit getestet werden. Diese Ergebnisse werden dann denen einer Vollwelle gegenübergestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Gießversuche Prototypen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Keßler & Co. GmbH durchgeführt. Vorhabensziel ist die Entwicklung von hohlgegossenen Kurbelwellen für den Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen, wodurch es zu einer Materialeinsparung von 20Prozent kommen soll, was gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduzierung ist, zu Materialeinsparungen und weiteren Kostenreduzierungen bei der Fertigung führt und somit zur Senkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt, welche gleichbedeutend mit der Senkung des Ausstoßes von Emissionen (CO2) wäre. Problematik ist dabei die Definition der Lage der Hohlräume ohne Veränderung der äußeren Geometrie und der Beeinträchtigung der Schwingfestigkeit der Bauteile. Die Neuheit des Lösungsansatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Hohlräume sich durch neue Kernformverfahren realisieren lassen, d.h. die Darstellung von Hohlräumen ist auch bei Wellen, bei denen die Pleuel nicht in einer 180 Ebenen liegen, möglich. Bisherige Möglichkeiten haben sich reduziert auf das Aufbohren der Bauteile und Gießen mittels Feingussverfahren wie z.Bs. das kostenintensive Wachsausschmelzverfahren, welches zudem sich für große Stückzahlen wenig eignet. Eine Kurzfassung der Arbeitsplan ist dem Antrag beigefügt. Konstruktionsentwurf für hohlgegossene Variante; Formfüllungs- und Erstarrungssimulation; Konzept für Formteilung, Speiser- und Anschnitttechnik und Kernfertigung; FEM Berechnungen für Abschätzung der Beanspruchbarkeit der Bauteile; Probeabgüsse und Prototypen in unterschiedlichen Werkstoffen; mechanische Bearbeitung und Beprobung usw.