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Jul 07, 2023

BMW Carbonfaser-Schwinge gewinnt JEC Innovation Award

Bereits 2016 kündigten sowohl Ducati als auch BMW neue Sportbikes mit Carbonrahmen an. Die beiden auf der EICMA gezeigten Modelle Ducati 1299 Superleggera und BMW HP4 Race beeindruckten durch die Verwendung des leichten Materials. Beide

Bereits 2016 kündigten sowohl Ducati als auch BMW neue Sportbikes mit Carbonrahmen an. Die beiden auf der EICMA gezeigten Modelle Ducati 1299 Superleggera und BMW HP4 Race beeindruckten durch die Verwendung des leichten Materials. Beide verwendeten Rahmen, Hilfsrahmen und Räder aus Kohlefaser. Allerdings hatte die Superleggera mit einer Carbonfaser-Schwinge im Vergleich zur Alu-Schwinge der HP4 einen leichten Vorteil.

Das macht es ironisch, dass BMW und nicht Ducati einen Innovationspreis für die Entwicklung einer Kohlefaserschwinge gewonnen hat. Der Preis wurde von der JEC Group, einer Organisation für Verbundwerkstoffe, verliehen und würdigt Innovationen bei Verbundwerkstoffen für die Sport- und Freizeitkategorie. BMW setzte sich gegen ein Hydrofoil-Surfbrett aus Carbon und einen Hockeyschläger aus Carbon/Polyethylenimin durch.

Die Schwinge von BMW ist modular aufgebaut und besteht aus einer Kohlefaserschwinge mit verschiedenen zusätzlichen Verstärkungsmaterialien, um die Schwinge an unterschiedliche Anforderungen anzupassen, und das alles unter Verwendung einer einzigen Spritzgussform. Der Prozess von BMW zeichnet sich durch hohe Skalierbarkeit und reduzierte Kosten aus. Für das grundlegende Schwingendesign ohne die zusätzlichen Add-Ons werden Kosten von 25 Euro pro Einheit angegeben.

Im Moment wurde die Kohlefaserschwinge noch in keinem Serienmotorrad eingeführt, aber wir sollten damit rechnen, sie in naher Zukunft bei einer aktualisierten HP4 Race zu sehen.

Beginn der Pressemitteilung:

München. Am 7. März 2018 wurde BMW Motorrad mit dem JEC Innovation Award 2018 in der Kategorie Freizeit & Sport für die Entwicklung und Herstellung einer Hinterradschwinge aus Carbonfaser ausgezeichnet. Die Preisverleihung fand im JEC World in Paris Nord Villepinte statt. Als Gesamtverantwortlicher bei BMW für die Förderung von Projekten im Bereich Leichtbaufaserverbund nahm Dr. Joachim Starke die Auszeichnung stellvertretend für das gesamte Team entgegen.

Die 1996 gegründete JEC Group ist die weltweit führende Spezialorganisation für die Entwicklung, Herstellung und Verarbeitung von Verbundwerkstoffen. Der JEC Innovation Award wird von einer internationalen Expertenjury verliehen und geht an 30 Unternehmen in zehn Kategorien.

Einen weiteren Schritt in Richtung konsequenten Leichtbau und hervorragende technische Eigenschaften geht BMW Motorrad nun bei Motorrädern mit ebenfalls industriell gefertigter Hinterradschwinge. Das Projekt MAI hiras+handle wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Spitzenclusters MAI Carbon gefördert. Ziel der Kooperation von sieben Partnern aus Industrie und Forschung war es, ein Verfahren zu entwickeln, das den wirtschaftlichen und serienmäßigen Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen (CFK) in Strukturbauteilen mit hoher Dauerbeanspruchung ermöglicht. Auch bei diesem Bauteil konnte ein kosteneffizienter Herstellungsprozess etabliert werden, der für die großserientaugliche Produktion von Spritzgussbauteilen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff mit CFK-Bandverstärkungen aus thermoplastischem Kunststoff geeignet ist.

Projektleiter Elmar Jäger erläutert die Entwicklung des Konzepts wie folgt: „Wir haben uns für Fahrwerkskomponenten unter Dauerlast entschieden, da die Anforderungen besonders anspruchsvoll sind. Während Teile des Autochassis verborgen sind, war die sichtbare Motorrad-Hinterradschwinge ideal für unser Projekt, da die wirkenden Kräfte sofort sichtbar sind. Unsere Produktionstechnik verwendet CFK in Form von hochfesten Endlosfasern dort, wo es der Spannungsverlauf erfordert, während bei geringeren Belastungen ein Spritzgussteil mit kurzen CFK-Recyclingfasern zum Einsatz kommt. Auf diese Weise haben wir ein kosteneffizientes Design entwickelt, das je nach Bedarf skaliert werden kann, indem Endlosfasern unterschiedlicher Festigkeit in ein und dasselbe Werkzeug eingelegt werden. Diese Punkte überzeugten die internationale Jury. Die Erkenntnisse, die wir aus dieser Motorradkomponente gewonnen haben, sind auch aus Sicht der Automobilentwicklung wertvoll und können entsprechend angewendet werden.“

Joachim Starke erklärt das neue Produktionsverfahren und seine Vorteile: „Neben Gewichtsvorteilen und deutlichen Kosteneinsparungen ist es uns auch gelungen, eine Technologie zu entwickeln, die durch den Einsatz verschiedener Verbund- und Metalleinlagen eine präzise Konfiguration der Bauteileigenschaften ermöglicht.“ Durch diese Skalierbarkeit können mit einem einzigen Werkzeug unterschiedlichste Bauteile in Taktzeiten von weniger als einer Minute gefertigt werden. Durch zusätzliche thermoplastisch fügbare CFK-Platten kann die maximale Festigkeit eingestellt werden. Im Rahmen des Projekts wurden auch erfolgreiche Tests mit Schweißrobotern durchgeführt. „All dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Kosteneffizienz (Bauteilkosten) sowie die Teileeigenschaften (Festigkeit und Steifigkeit)“, fügt Starke hinzu.

„Mit diesem Beispiel der Hinterradschwinge hat BMW Motorrad durch das Projekt eine Vorreiterrolle in der Automobilindustrie übernommen. Die gewonnenen Erkenntnisse bauen konsequent auf dem BMW i3 als Basis für den Einsatz von CFK in der Serienproduktion auf und beinhalten interessante Aspekte im Hinblick auf die zukünftige Entwicklung neuer BMW Motorräder und Automobile.