LGS – Leichtbau-Gerätecontainer-System – Berlin

Das Pilotvorhaben

In dem Pilotvorhaben Leichtbau-Gerätecontainer-System (LGS) soll ein innovativer gewichtsreduzierter Schaltschrank für die Elektronikkomponenten aus der Schienen- und Nutzfahrzeugbranche entwickelt werden.

Die Ziele

Zu den Hauptzielen zählen der Wissenstransfer aus anderen Branchen wie der Luftfahrt, die Anwendung neuer innovativer Fertigungsverfahren und Werkstoffe sowie die intelligente und effiziente Nutzung der eingesetzten Materialien.

Neben der allgemeinen Sicherheit haben bei Schaltschränken in Fahrzeugen insbesondere auch Brems- und Beschleunigungslasten der verbauten Komponenten einen wesentlichen Einfluss auf die Funktionssicherheit. Dies ist bei der Konstruktion und Herstellung besonders zu berücksichtigen. Um die Schaltschränke nicht unnötig schwer und robust zu gestalten, soll durch adäquate konstruktive Gestaltung und angepassten Materialeinsatz ein entsprechendes Leichtbaukonzept realisiert werden. Dazu werden  zielführend spezielle FE-basierte Optimierungsalgorithmen angewendet, um lastpfad- und steifigkeitsoptimierte Verbindungsknoten zu entwickeln. Da bionische Entwicklungsansätze die Basis bilden, ist eine solche Entwicklungsstrategie nur in Verbindung mit generativer Herstellung der Verbindungsknoten erfolgreich umzusetzen.

Durch die angestrebten Ziele soll ein im Vergleich zu konventionellen Schaltschränken deutlich leichterer Gerätecontainer entwickelt werden. Hierbei gilt es, die einzelnen Themen-Schwerpunkte bestmöglich miteinander zu vereinen, so dass eine geeignete Lösung für den Markt generiert werden kann.

Die thematischen Schwerpunkte

Die additive Fertigung erlaubt es, geometrisch anspruchsvolle Strukturen schnell und wirtschaftlich herzustellen. Weiterhin werden spezielle beuloptimierte Schubfeldplatten z.B. aus strukturierten Werkstoffen oder Hybridlaminaten (FKV/Metall-Schubfeldschalen) entwickelt, welche das Schubfeldkonzept optimal umsetzen können. Dazu müssen auch die Crash- und Temperaturstabilität sowie die Fügbarkeit der Komponenten mit in die Untersuchungen einbezogen werden. Speziell das Fügen der zu entwickelnden Hybridlaminate, mit Verbundaufbauten aus ultradünnen Metallblechen und faserverstärkten Kunststoffen, erfordert eine Weiterentwicklung der Fügetechnik. Hierzu soll im speziellen das Laserstrahlschweißen eingesetzt werden, um einen wärmearmen Fügeprozess zu gewährleisten.

Die Partner

TGM Lightweight Solutions GmbH
www.tgm.solutions

Photon Laser Engineering GmbH
www.le-photonag.com

Kraftwerks-Service Cottbus Anlagenbau GmbH
www.ksc-anlagenbau.de

BTU Cottbus-Senftenberg / Fachgebiet Leichtbau mit strukturierten Werkstoffen
www.b-tu.de/fg-leichtbau/

BTU Cottbus-Senftenberg / Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik
www.b-tu.de/fg-fuegetechnik/

Kontakt

Martin Lippmann
Head of Engineering
TGM Lightweight Solutions GmbH
Projektkoordinator LGS
Berliner Straße 2
13507 Berlin-Tegel
Tel.: 030 / 610 8223 - 41
E-Mail: lippmann[at]tgm.solutions
www.tgm.solutions