Leichtbau mit PEM® Befestigungselementen: Effizienzsteigerung von Elektrofahrzeugen durch stärkere und leichtere Verbindungen

Lightweighting PEM Fasteners

Im Rahmen der Entwicklung von Elektrofahrzeugen konzentrieren sich die Automobilhersteller zunehmend auf das Thema Leichtbau - die Reduzierung des Gewichts eines Fahrzeugs ohne Einbußen an Stabilität. Leichtere Fahrzeuge erhöhen nicht nur die Effizienz und die Reichweite der Batterie, sondern unterstützen auch den allgemeinen Trend zur Nachhaltigkeit. Der Übergang von traditionellen, schwereren Werkstoffen zu leichteren, hochfesten Alternativen, wie z. B. dünne, hochfeste Stahl- und Aluminiumlegierungen, ist ein Bereich von besonderem Interesse. Starke, zuverlässige Gewindeverbindungen sind mit diesen Werkstoffen jedoch schwierig herzustellen. Hier kommen PEM® Befestigungselemente zur Anwendung. Sie bieten effiziente Lösungen zur Gewichtsreduzierung bei gleichzeitiger Einhaltung der strukturellen Integrität, die für leistungsstarke Elektrofahrzeuganwendungen erforderlich ist.

Herkömmliche Herausforderungen bei mechanischen Verbindungen und die Notwendigkeit des Leichtbaus

Traditionell werden Komponenten wie Sitzhalterungen für Autos aus gestanztem Stahl hergestellt. Dieser ist zwar langlebig, aber auch sehr schwer. Das Gewicht dieser Werkstoffe summiert sich und wirkt sich sowohl auf die Leistung als auch auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen aus. Die Entwicklung der Industrie hin zu dünneren, hochfesten Stahl- oder Aluminiumlegierungen entspricht diesen Anforderungen, bringt aber auch eine neue Herausforderung mit sich: die Herstellung sicherer mechanischer Verbindungen in dünneren Werkstoffen bei gleichzeitiger Beibehaltung stabiler Schraubverbindungen.

Wird z.B. eine bisher aus Standardstahl gefertigte Halterung durch einen dünnen, hochfesten Stahl oder eine Aluminiumlegierung ersetzt, kann dies zwar zu einer Gewichtsreduzierung führen, erfordert aber eine andere Vorgehensweise beim Gewindeschneiden. Diese Werkstoffe lassen sich nicht auf herkömmliche Weise verarbeiten, ohne dass die Festigkeit oder der Verschleiß beeinträchtigt werden könnten.

PEM® Befestigungselemente: Ermöglichung von Leichtbau mit starken mechanischen Verbindungen

PEM® Befestigungselemente, insbesondere S™-Muttern und andere Einpressoptionen, ermöglichen die Herstellung robuster Gewindeverbindungen in dünnen, leichten Werkstoffen. Diese Befestigungselemente lassen sich direkt in dünne Bleche, wie hochfeste Stahl- und Aluminiumlegierungen, integrieren und bieten ein starkes, zuverlässiges Gewinde, ohne dass eine hohe Werkstoffestärke erforderlich ist. Die Vorteile von PEM®-Befestigungselementen in der Herstellung von Elektrofahrzeugen:

Kompatibilität mit dünnem, hochfestem Stahl: Hochfeste Stähle, wie z. B. solche mit einer Nennfestigkeit von 700 MPa, werden aufgrund ihres Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses in der Herstellung von Elektrofahrzeugen immer beliebter. Direktes Gewindeschneiden in diesen dünnen Stählen kann schwierig und weniger zuverlässig sein. Mit PEM® S-Muttern können Hersteller die erforderliche Gewindefestigkeit erreichen, ohne das Volumen zu erhöhen oder die Werkstoffintegrität zu beeinträchtigen.

Erhöhte Festigkeit bei Aluminiumlegierungen: : Aluminiumlegierungen sind ein weiterer bevorzugter Werkstoff für Leichtbau, da sie im Vergleich zu Stahl erhebliche Gewichtseinsparungen bieten. Allerdings eignen sie sich traditionell nicht so gut für Gewinde wie Stahl. PEM® Befestigungselemente schaffen eine robuste Gewindeverbindung direkt im Aluminium. Dadurch können Ingenieure Aluminium auch dort einsetzen, wo starke Gewindeverbindungen unerlässlich sind, wie z. B. bei Halterungen für Sitze, ohne ein Risiko für strukturelle Defekte einzugehen.

Strukturelle Vorteile durch gewellte und gefaltete dünne Werkstoffe: Für Komponenten, die eine zusätzliche strukturelle Integrität erfordern, können dünne, hochfeste Stähle zu Wellenformen gebogen werden, wodurch die Tragfähigkeit erheblich erhöht wird. Die Verwendung von PEM® Befestigungselementen in diesen gewellten Werkstoffen gewährleistet, dass die Gewinde auch in hochbeanspruchten Anwendungen dauerhaft und sicher bleiben.



Anwendungsbeispiele in Elektrofahrzeugen: Von Sitzbefestigungen bis zu Batteriegehäusen

Bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen werden PEM®-Befestigungselemente nicht nur für Halterungen und Verbindungen verwendet. Einige wichtige Anwendungen, bei denen PEM® Befestigungselemente zur Gewichtsreduzierung beitragen, sind:

Sitzhalterungen: Durch die Integration von PEM® Befestigungselementen in dünnere, hochfeste Stahl- oder Aluminiumhalterungen können Hersteller das Gewicht von Sitzstrukturen reduzieren, ohne die Sicherheit oder den Komfort der Passagiere zu beeinträchtigen. Die Fähigkeit, sichere Gewinde in diesen leichteren Werkstoffen herzustellen, ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität von Sitzen, die hohen Belastungen ausgesetzt sind.

Batteriegehäuse und -abdeckungen: Für Batteriegehäuse werden Werkstoffe benötigt, die den Belastungen standhalten und die Batterie im Falle eines Unfalls schützen. PEM® Befestigungselemente ermöglichen starke mechanische Verbindungen in leichten Werkstoffen, wodurch das Gewicht des Batteriegehäuses reduziert und die Gesamteffizienz von Elektrofahrzeugen verbessert wird

Chassis- und Strukturkomponenten: In Bereichen, in denen eine hohe Zugfestigkeit erforderlich ist, bietet dünner Stahl mit PEM® Befestigungselementen eine starke und leichte Alternative zu dickeren Werkstoffen. Diese Kombination gewährleistet ein robustes Gerüst ohne unnötiges Volumen.



Vorteile von PEM® Befestigungselementen bei der Gewichtsreduzierung

Gewichtsreduzierung: PEM®-Befestigungselemente ermöglichen eine Reduzierung des Gesamtgewichts des Fahrzeugs, was sich direkt in einer höheren Batterieeffizienz und einer größeren Reichweite auszahlt. Durch die Verwendung von PEM® Befestigungselementen können Ingenieure bei dickeren Werkstoffen anstelle von herkömmlichen Gewinden mit Gewindebohrungen auf dünne, leichte Werkstoffe umsteigen, ohne die Festigkeit der Gewinde zu beeinträchtigen.

Erhöhte Flexibilität bei Werkstoffen: PEM® Befestigungselemente bieten Herstellern mehr Flexibilität bei der Werkstoffwahl auf der Grundlage von Gewicht und Festigkeit, ohne auf die Kompatibilität mit herkömmlichen Gewinden angewiesen zu sein. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für innovative Designs im Leichtbau ohne die Einschränkungen durch Gewindeschneiden und -formen.

Erhöhte Zuverlässigkeit und Langlebigkeit: PEM® Befestigungselemente sind so konzipiert, dass sie einen sicheren und dauerhaften Halt bieten. Dies ist besonders bei Elektrofahrzeugen von Bedeutung, bei denen die Komponenten starken Vibrationen und Belastungen standhalten müssen. Diese Langlebigkeit trägt zur allgemeinen Zuverlässigkeit des Fahrzeugs bei und reduziert den Wartungsbedarf nachhaltig.

Fazit: PEM® Verbindungselemente ermöglichen Leichtbauweise

Da die Hersteller von Elektrofahrzeugen weiterhin auf Leichtbau setzen, um Reichweite und Effizienz zu verbessern, sind PEM® Befestigungselemente maßgeblich an dieser Entwicklung beteiligt. Diese Befestigungselemente eröffnen neue Konstruktionspotenziale für fortschrittliche, gewichtsoptimierte Designs von Elektrofahrzeugen, indem sie starke mechanische Verbindungen in dünnen, hochfesten Stahl- und leichten Aluminiumlegierungen ermöglichen. PEM® Befestigungselemente befähigen Automobilingenieure die perfekte Balance zwischen Langlebigkeit, Gewichtseinsparung und Leistung zu realisieren. Das Ergebnis sind intelligentere, leichtere und effizientere Elektrofahrzeuge, die den Anforderungen der nächsten Generation nachhaltiger Mobilität gerecht werden.

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