Leichter Halter für festen Halt

Aus Verbundwerkstoffen der Marke Tepex von LANXESS lassen sich auch sehr gut Strukturbauteile für Fahrassistenzsysteme herstellen. Das zeigt ein neuer Batteriehalter in der Mercedes-Benz S-Klasse. Die Batterie versorgt das hochautomatisierte Fahrassistenzsystem „Intelligent Drive“ bei einem plötzlichen Stromausfall mit Strom. Der bügelförmige Halter wird von der Pöppelmann Kunststoff-Technik GmbH & Co. KG, Lohne, gefertigt. Ausgangsmaterial ist das Polypropylen-basierte Tepex dynalite 104-RGUD600(4)/47%. Das Herstellverfahren kombiniert in einem zweistufigen Prozess das Umformen des Composites mit dem Spritzgießen. „Mit der Verbundbauweise lässt sich das Gewicht gegenüber einer Ausführung in Metall um bis zu 40 Prozent reduzieren“, erklärt Joachim Schrapp, Leichtbauexperte bei Pöppelmann. „Durch den Spritzgussschritt sind zudem Funktionen integrierbar, die im Weiteren die Montage des Halters enorm erleichtern und den logistischen Aufwand verringern. Dies wirkt sich günstig auf die Herstellkosten aus.“

Optimaler Kraftfluss

Der Halter hat die Aufgabe, die rund zehn Kilogramm schwere Batterie im Heck des Fahrzeugs allein durch Klemmen fest in Position zu halten – selbst bei den beträchtlichen Beschleunigungskräften im Fall eines Crashs. Der Halter ist so ausgelegt, dass der Kraftfluss von den Krafteinleitungspunkten größtenteils über die Endlosglasfasern des Verbundmaterials geführt wird. Dadurch werden die hohe Steifigkeit und Festigkeit des Einlegers aus Tepex optimal genutzt. „Der Vorteil unseres Verbundwerkstoffs ist, dass er im Gegensatz zu faserverstärkten Spritzgusscompounds auch unter hoher Dauerspannung nicht fließt und daher nicht nachgibt. Das stellt eine dauerhafte Klemmung der Batterie sicher“, erläutert Philipp Maas, Vertriebs- und Projektmanager für Tepex bei LANXESS. Der Einleger zeichnet sich darüber hinaus durch eine hohe dynamische Dauerfestigkeit aus. Sie sorgt dafür, dass das Material trotz regelmäßiger oder starker Vibrationsbelastungen, wie sie etwa beim Fahren durch Schlaglöcher entstehen, nicht mit der Zeit versprödet und bricht.

Eingeclipste Steuergeräte

Zu den Funktionen, die beim Spritzgussschritt in den Halter integriert werden, zählen unter anderem Führungen für Kabel sowie Aufnahmen und Befestigungselemente für zwei Steuergeräte. Schrapp: „Die beiden Geräte werden bei der Montage nur eingeclipst, müssen also nicht aufwändig verschraubt werden.“

Fester Stoffschluss

Die Polypropylen-Matrix des Tepex-Werkstoffs ist mit vier Lagen Endlosglasfasern verstärkt, die vorwiegend in einer Richtung orientiert sind. Das mit Kurzglasfasern verstärkte Spritzgusscompound basiert ebenfalls auf Polypropylen. „Weil sich Verbundmatrix- und Anspritzmaterial entsprechen, entsteht zwischen beiden ein sehr fester Stoffschluss. Dadurch wird der Materialverbund noch fester und steifer“, so Maas.

Korrosionsbeständig und elektrisch isolierend

Ausschlaggebend für den Einsatz des Composite-Halbzeugs war auch, dass es korrosionsbeständig ist. Dadurch vereinfachen sich im Vergleich zu Metall-Coils Transport und Lagerung. Eine wichtige Rolle spielt zudem das elektrische Verhalten des Konstruktionswerkstoffs. „Er wirkt gegenüber der Karosserie und den metallischen Komponenten der Batterie elektrisch isolierend, was die Gefahr von Kurzschlüssen stark verringert“, erklärt Schrapp. „Bei einer Bauteilausführung in Metall hätte man zusätzliche Maßnahmen gegen Kurzschlüsse ergreifen müssen.“

Ausführliche Informationen zu Produkten und Technologien von LANXESS für den Bereich New Mobility finden sich unter https://lanxess.com/de-DE/Produkte-und-Lösungen/Fokus-Themen/Elektromobilität.