Mercedes-Benz Atego-Komponentenentwicklung

Stärkere Motorisierungen bei gleichzeitig wachsenden Anforderungen an die Geräuschemissionen stellen bei Lastkraftwagen neben Gewicht und Kosten das Spannungsfeld bei der Entwicklung von Geräusch-kapselungen dar. Eine durch DaimlerChrysler initiierte, neue Generation von Geräuschkapseln wurde über den Zulieferer Carcoustics beauftragt. Für die Entwicklungsumfänge wählte Carcoustics Engineering-Dienstleister Bertrandt zum Partner. Gemeinsam beschritten sie neue Wege, um eine Geräuschkapsel für die leichte Atego-Klasse von DaimlerChrysler zu entwickeln.

Neue Blasformtechnik eingesetzt


Grundlage für die Beurteilung der akustischen Emissionswerte ist die beschleunigte Vorbeifahrt bei Nutzfahrzeugen. Das Ziel seitens des Kunden DaimlerChrysler war es, das bestehende Kapselsystem durch ein akustisch mindestens gleichwertiges zu substituieren, jedoch bei deutlich geringerem Gewicht. Eine weitere Anforderung bestand darin, ein schadenfreies Aufsetzen des Fahrzeugs im Bereich der Vorderachse zu gewährleisten. Zu Beginn wurden rund 400 Datensätze des Umfelds strukturiert untersucht und aussortiert, um letztendlich die geometrische Grundlage für die Entwicklung des Bauteils festzulegen. Bei der weiterführenden Entwicklung sollte eine bei Carcoustics bereits mehrfach eingesetzte Technik des Blasformens für flache Großteile zum Einsatz kommen. Die Blasformtechnik bietet die Möglichkeit, eine akustisch wirksame Resonanzabsorbtion über Kassetten motorseitig und eine glatte Wandung straßenseitig aus einem Werkstoff – sogar in einem Werkstück – darstellen zu können. Das eingesetzte Verfahren, ein Novum in der LKW-Kapselung, überzeugte auch die Verantwortlichen bei DaimlerChrysler und sollte bei der leichten Atego-Klasse genutzt werden.

Konzept für neue Kapsel erstellt


Im Anschluss galt es, das Konzept der Blastechnik für eine Kapsel dieser Größe, speziell der Bauteilhöhe, zu erarbeiten (1000 mm x 800 mm x 300 mm). Dazu entstanden Überlegungen, die Seitenwände mittels Filmscharnieren in eine hinterschnittfreie Werkzeuglage klappen zu können. Diese Schwächung des Produkts trug den Anforderungen des Kunden Rechnung, dass ein Aufsetzen des Fahrzeugs im Motorölwannenbereich keine Beschädigung der Kapsel verursachen würde. Kalkulierbare Folgen sind ein elastisches Ausbiegen der Seitenwände und ein Durchbiegen der Grundebene bis zur Anlage an der Ölwanne. Dabei bildet die am Fahrzeugrahmen befestigte Kapsel ein »Parallelogramm«, welches bei Querbeschleunigungen dazu neigt, Pendelbewegungen auszuüben. Um diesen Umstand in Griff zu bekommen, wurde die Kapsel zweigeteilt. Der hintere Teil der Kapsel dient als Abstützung der Seitenwände: Die zwei abgeklappten Seitenwände werden über Rastnasen in die Einbaulage vorfixiert und mittels Blechklipsmuttern am hinteren Kapselteil befestigt. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die Möglichkeit, Wartungszugänglichkeiten wie z. B. zur Ölablassschraube zu erzielen, ohne ein Zusatzteil erstellen zu müssen: Ein Filmscharnier an der Wartungsklappe bildet auch hier die Anbindung an das Kapselteil.

Kapsel über FEM-Berechnung abgesichert
Die mehrfach eingebauten »Schwachstellen« gaben Bertrandt Anlass, die Kapsel von Beginn an über die FEM-Berechnung absichern zu lassen. Hierbei wurden die mechanischen Eigenschaften und hohen Temperaturen berücksichtigt. Die Ergebnisse der FEM-Berechnung ergaben trotz der komplexen Einspannung nur wenige kritische Bereiche, sodass mit geringen Modifikationen die Daten termingerecht zur Prototyp-Werkzeugfreigabe gegeben werden konnten. Werkzeugfallende Teile wurden bei DaimlerChrysler auf Schlechtweg und Rüttelprüfstand mit zusätzlich eingebrachten Gewichten (Eis/Schneelast/Sand) auf Herz und Nieren getestet. Selbst dabei konnte die Kapsel ohne Beanstandungen bestehen. Somit stand der kürzlich erfolgten Serienfertigung nichts mehr im Weg.