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Produkte und Lösungen, 09.09.2003, 02:00

Vom Werkstofflieferanten zum Systempartner: ThyssenKrupp Stahl präsentiert den NewSteelBody

Die ThyssenKrupp Stahl AG präsentiert zur IAA 2003 erstmals die Ergebnisse des Projekts NewSteelBody (NSB®): Das Unternehmen hat in Eigenregie eine komplette, konsequent gewichtsoptimierte Rohkarosserie aus Stahl konstruiert, die wichtigsten Strukturdaten mit aner­kannten Verfahren ausgewertet und dokumentiert, eine tragfähige Produktionsplanung für die Rohkarosserie erstellt sowie die Material- und Fertigungskosten kalkuliert. Die Ergebnisse des Projekts bietet die ThyssenKrupp Stahl AG als Open-Source interessierten Automobilherstellern für die gemeinsame Weiterentwicklung an. Damit qualifiziert sich das in Duisburg ansässige Unternehmen nicht nur als Ideengeber für alternative Stahlleichtbau-Konzepte, sondern auch als Systempartner mit eigener Kompetenz in allen wesentlichen Umsetzungsfragen.

Referenzfahrzeug für die NSB®-Rohkarosserie ist der Opel Zafira, ein Compact-Van aus lau­fender Fertigung, der in einer Stückzahl von rund 200.000 jährlich produziert wird. Das Fahr­zeug hat insbesondere hinsichtlich seines Crashverhaltens Bestnoten erhalten. Größtmögli­che Gewichtseinsparung bei detaillierter Vergleichbarkeit mit dem Referenzmodell und Nach­weis der Großserientauglichkeit waren die zentralen Ziele des NSB®-Projekts. Die im Rahmen des Projekts konstruierte Rohkarosserie ist 24 Prozent leichter als die des Referenzfahrzeugs. Für diese Rohkarosserie hat man außerdem eine Rohbauplanung sowie Spann- und Fixier­konzepte für das Schweißen der Baugruppen entwickelt. Die verwendeten Bauteile sind auf ihre Fertigungseigenschaften hin geprüft und in Großserie produzierbar. Eine Tole­ranzkettenuntersuchung gehörte ebenfalls zum fertigungstechnischen Teil des Projektum­fangs. Die Karosserie ist so konstruiert, dass sich Antriebsstrang und Chassis des Referenz­modells ohne weiteres integrieren lassen. Die wichtigsten Strukturdaten wie Crash- und Be­triebsfestigkeit sind unter realistischen Bedingungen ermittelt und nachweislich gleich gut oder besser als die Daten des Referenzmodells.

Die 24 Prozent Gewichtseinsparung werden bei der NewSteelBody Karosserie hauptsächlich durch eine intelligente Mischung von klassischer Schalen- und innovativer Profilbauweise er­zielt. Etwa die Hälfte der Rohkarosserie besteht aus Pressteilen, die andere Hälfte ist auf der Basis geschlossener, dünnwandiger Hohlprofile hergestellt. Vordere und hintere Längsträger der NSB®-Karosserie bestehen ebenso wie der Dachrahmen aus so genannten IHU-Tubes, das sind dünnwandige Rohre, die durch Innenhochdruckumformung ihre endgültige Gestalt erhalten. Die Bauteile für die hinteren Längsträger sind darüber hinaus Tailored Tubes, die belastungsgerecht aus Stählen unterschiedlicher Festigkeit gefügt sind. Ein technisches Highlight sind die vorderen Längsträger der NSB®-Karosserie aus Tailored Tubes mit koni­scher Geometrie. Durch ihre konische Form besitzen diese Bauteile eine im Vergleich zu zy­lindrischen Stahlprofilen deutlich verbesserte Energieaufnahme im Crashfall. Für die B-, C-, und D-Säulen der NSB®-Karosserie verwenden die Konstrukteure von ThyssenKrupp Stahl la­sergeschweißte und anschließend innenhochdruckumgeformte Doppelplatinen.

Die profilintensive Bauweise der NSB®-Karosserie schöpft das Potenzial hochfester Stähle op­timal aus und nutzt den vorhandenen Bauraum in einigen Bereichen weit besser als die Schalenbauweise, weil dort keine Schweißflansche notwendig sind. Außerdem erzielt man auf diesem Weg eine höhere Steifigkeit und Crashsicherheit des Gesamtfahrzeugs. Neben IHU-Tubes werden in der NSB®-Karosserie auch zahlreiche Bauteile verwendet, die sehr wirt­schaftlich durch Walzprofilieren produzierbar sind. Interessantestes Beispiel hierfür ist der Stirnwand-Querträger, ein geschlossenes Walzprofil, dessen Stabilität unter anderem auf ei­nem innen liegenden Mittelsteg beruht, der beim Walzprofilieren mit erzeugt wird. Aus gera­den Walzprofilen bestehen außerdem Schweller und A-Säule sowie Querträger der Boden­gruppe der NSB®-Karosserie. Gebogene Walzprofile sind die Dachquerträger und zwei Träger, die A-Säule und Längsträger verbinden.

Die Konstruktion der NSB®-Karosserie bietet nicht nur Gewichtsvorteile, sondern auch zahlrei­che Erleichterungen in der Produktion. Die Rahmenstruktur der Rohkarosserie ist beispiels­weise so stabil, dass sie sich ohne Dach-, Boden- oder Stirnwandmodule im Fertigungspro­zess bewegen lässt und diese Teile zum produktionstechnisch optimalen Zeitpunkt eingesetzt werden können. Außerdem wird die Fertigung von Modellvarianten deutlich erleichtert: Eine Verkürzung des Radstandes kann vergleichsweise unkompliziert durch entsprechend be­schnittene Schweller sowie veränderte Bodenmodule und Seitenwände umgesetzt werden.

Bei den Crashsimulationen für Front, Heck- und Seitenaufprall wurden die Euro-NCAP Nor­men zugrunde gelegt. Vom Hersteller des Referenzfahrzeugs erhielt ThyssenKrupp Stahl au­thentische Daten, so dass der Vergleich absolut realistisch ausfällt. Im Rahmen des NSB®-Projekts hat man auch Türen und Motorhaube so weit entwickelt, dass wirklichkeitsnahe Crashsimulationen gewährleistet waren. Beim Nachweis der fertigungstechnischen Machbarkeit des NSB® wurde auch die gebündelte Technologiekompetenz des ThyssenKrupp Konzerns genutzt: Insbesondere die Technologieführerschaft von ThyssenKrupp Drauz, Segment Automotive, bei der Fertigung anspruchsvoller innenhochdruckumgeformter Bauteile sowie die Erfahrung der Nothelfer Gruppe, Segment Technologies bei der Herstellung von Prototypenbauteilen und dem Aufbau ganzer Prototypenkarosserien haben wesentlich zum Erfolg des NSB® beigetragen.

Die NSB®-Rohkarosserie ist modular aufgebaut, so dass sie auch schrittweise unter weitgehender Verwendung bestehender Fertigungseinrich­tungen eingeführt werden kann. ThyssenKrupp Stahl zeigt zur IAA einen Teil der Vorderwagenkonstruktion, in dem Beispiele für die wesentlichen Innovationen der Rohkarosserie vereinigt sind.

Kontakt:
ThyssenKrupp Steel AG
Dietmar Stamm
Tel.: +49 203 / 52 - 2 62 67
Fax: +49 203 / 52 - 2 57 07
e-mail: dietmar.stamm@tks.thyssenkrupp.com

Bernd Overmaat
Tel.: +49 203 / 52 - 4 51 85
Fax: +49 203 / 52 - 2 57 07
e-mail: bernd.overmaat@tks.thyssenkrupp.com

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