Tailored Orbitals - neues Verfahren für rotationssymmetrische Bauteile

Mit den sogenannten "Tailored Orbitals" hat ThyssenKrupp Steel das Prinzip der bekannten Tailored Blanks auf rotationssymmetrische Bauteile übertragen. Derzeitiges Einsatzgebiet für die Technik sind Stoßdämpferkomponenten, denkbar sind aber auch Anwendungen bei Motor, Getriebe, Kupplung, Lenkung, Abgassystem und Fahrwerk. Das Prinzip: Vormaterialien aus unterschiedlichen Werkstoffen in verschiedenen Dicken oder Beschichtungen werden per Laserschweißen zu einem Bauteil verbunden, je nach Anwendung mit Vorteilen bei Kosten, Gewicht und Funktion.

Die Entwicklung der neuen Technik geht zurück auf eine Anforderung an den Stoßdämpferhersteller ThyssenKrupp Bilstein, ein optimales Fertigungsverfahren für Stoßdämpfer der aktuellen Mercedes-Benz-A-Klasse zu finden. Diese Dämpfer verfügen über ein System, das je nach Radhub zwischen harter und weicher Dämpfung wechseln kann. Diese amplitudenselektive Dämpfung beruht auf einem im oberen Bereich der Kolbenstange angebrachten Gehäuse, in dem sich ein beweglicher Kolben mit Elastomerbauteilen befindet. Der Kolben löst den Wechsel zwischen weicher und harter Dämpfung aus.

Das Tailored-Orbital-Verfahren bot bei dieser Anwendung deutliche Vorteile gegenüber einer möglichen Schraubverbindung, die zuviel Bauraum benötigt hätte. Stärken des Verfahrens sind außerdem hohe Prozesssicherheit, geringe Herstellkosten, kurze Taktzeiten und ein geringer Wärmeeintrag. Dadurch sind Schweißverbindungen in der Nähe des hitzeempfindlichen Elastomerbauteils möglich, ohne es zu beschädigen.

Die ThyssenKrupp Tailored Blanks GmbH produziert in Mandern inzwischen auch Tailored Orbitals für den Porsche 911 und den Porsche Boxster. Weitere Projekte - nicht nur für Stoßdämpfer - stehen vor der Umsetzung. Die drei Fertigungsanlagen sollen demnächst durch weitere vollautomatisierte Anlagen ergänzt werden, welche die Bauteile mit noch kürzeren Taktzeiten erzeugen können. Auch bei diesem Anlagentyp mit einer patentierten Verfahrenstechnologie steckt das für den Prozess ausschlaggebende Know-how im automatisierten Zusammenbau der Komponenten bei gleichzeitigem Laserschweißen.

Im Tailored-Orbitals-Verfahren werden rotationssymmetrische Bauteile per Laserschweißen zu einem Bauteil verbunden.

Quelle: Sonderausgabe ATZ und MTZ Januar 2007