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Model Y - Karosserie

Gemäß: teslarati.com hat Tesla für Teile der Fertigung der Karosserie ein neues Patent eingereicht.

Scheinbar soll für das Model Y ein Gießverfahren angewendet werden.

Hier der Direktlink zu Patentscope mit allen Details

Streng genommen ist der Patentantrag für das Werkzeug (Presse) eingereicht worden.

Die Idee ist sicher nicht neu. Im Fahrzeugbau aber eher revolutionär. Mal sehen ob Tesla es wirklich schon zum Model Y hin bekommt. Ich halte das für eine extrem komplexe Angelegenheit.

und was wäre der Vorteil zu einem normalen Presswerk? Moderne Presswerke siehe ID3 laufen fast komplett automatisiert.

Ich muss sagen, ich habe da gar keine Ahnung von diesen Dingen, klingt aber spannend.

Da wird vom Gießen gesprochen / casting.
Kein Pressen von Blech.
Wie soll das gehen ? Was soll da gehen ? Aluguß in dünn ?
Eine ganze Karosserie Baugruppe die man bisher aus Blech geformt hat nun als Gußteil ? Mein Tabellenbuch Metall hat dieses Kapitel nicht. :open_mouth:

Deshalb gibt’s ja auch ein neues Patent :mrgreen:

Wohl eher ein Verfahren für die Fahrzeuggröße 1:100 :wink:

Das Thema Alu war aber noch nie Thema beim Model Y oder?

Alu im Druckgussverfahren
Unterboden besteht aus 3 Teilen, darauf werden ein innerer und ein äusserer Rahmen gesetzt.

mobile.twitter.com/gigafactory_ … 9585583104

70 Teile auf 4 reduziert

teslarati.com/elon-musk-tal … ng-design/

Ich bin sehr auf die Konstruktion gespannt. Tendenziell sind Blechkonstruktionen leichter als Gussbauteile, aber auch komplexer in der Fertigung.

Aus der groben Beschreibung hört es sich etwas nach einem Space-Frame-Prinzip an, in der die Träger die tragende Struktur bilden und die Flächen dazwischen dann weitaus leichter ausgelegt werden können. Vielleicht (das ist aber nur eine spontane Idee) könnte das Batteriegehäuse ein Teil des Unterbodens sein, womit das Pack dann leichter ausgelegt werden könne.

Wir werdens dann sehen.

Hi,

hoffentlich sieht man das sogar bald, denn ein Leiterrahmen lässt ganz ander Anhängerlasten zu. Das wiederum macht das Auto interessant für Handwerker, Gartenhaus, Wohnwagen fahrer und Pferdebesitzern.

Ein Leiterrahmen halte ich für ausgeschlossen beim Model Y. Selbst der CT bekommt eine selbst tragende Karosserie.

Mir als absoluter Laie stellt sich da die Frage, inwiefern Druckguss Vor- bzw. Nachteile bei Gewicht, Stabilität und Sicherheit gegenüber einem Presswerk hat.

Wenn ich das richtig verstehe, wird ein Teil des Fahrzeugrahmens (also z.B. das Seitenteil) oder ein ganzer Rahmen in mehreren Schüssen gegossen, ohne dass das Werkstück bewegt werden muss. Vielmehr bewegen sich Teile der Gussform nacheinander, die entstehenden Kavitäten werden sukzessive gefüllt, bis das Gebilde vollständig ist. Damit könnte man nach meinem Verständnis sehr präzise dreidimensionale Rahmengebilde gießen.
Mit dem Blech der Außenhaut hat das erst mal nichts zu tun. Ich denke, die Darstellung mit dem kompletten Auto in der Form ist irreführend.

Bei der Bodengruppe (Längs-/Querträger) kann ich mir noch vorstellen, dass hier teilweise Gussteile verwendet werden, bei der Seitenwand verwette ich nen Kasten Hochdorfer, dass das „normales“, tiefgezogenes Blech ist, wie man es aus dem Automobilbereich kennt. Selbst der Schweller wird eine Blechkonstruktion mit Inlays sein, um durch Deformation Energie im Seitencrash aufnehmen zu können.

Automobile sind nicht umsonst aus Blechen geformt, sondern dies ist nach dem Stand der Technik die beste Möglichkeit eine möglichst leichte, kostengünstige und feste Karosserie zu bauen.

Das ist die Kunst der Konstruktion, für jede Last, die aufgenommen werden muss, entsprechend feste Bauteile zu entwerfen.

Druckguss/Guss hat natürlich den großen Vorteil, dass man eine (möglichst) gleichmäßige Werkstoffanordnung im Bauteil hat, was bei einer Krafteinleitung aus mehreren Richtungen, besser ist. Aber auch die Form des Guss-Bauteils hat mehr Gestaltungsfreiheit als ein Biegeteil. Dadurch, dass ich eine Form abgieße, erhalte ich gleichzeitig einen Körper, welcher sich über ein Volumen aufbaut, welches wiederum Material benötigt und damit tendenziell über eine höhere Masse verfügt. Gussbauteile sind vorallem bei Drucklasten sehr gut, auf Zug oder Biegung dagegen brechen Gussteile schnell. Gegossen werden kann nur bei hoher Temperatur (Alu bei ca. 650…700°C) und muss sich abkühlen. Durch den Formenbau sind daher die Oberflächen meist etwas rauer und müssen z.T. nachbearbeitet werden.

Ein Blechteil dagegen, wird aus flachen Metallbändern hergestellt, die in sich flexibel und nur auf Zug beanspruchbar sind. Wie bekomme ich nun aus einem „wabbeligen“ Blech etwas festes? In dem ich durch Biegungen und Ausstellungen (Formpressen) versteifende Elemente hinzufüge. Das Beispiel mit dem Blatt Papier, in welches man Knicke so anordnet, dass es eine Milchpackung tragen kann trifft den Kern ganz gut.
Allerdings benötigen feste Blechbauteile entweder eine aufwendige Pressform oder den Verbund aus mehreren Einzelblechen, um eine feste Baugruppe zu bilden. Zudem ist diese in ihrer Fläche immer sehr empfindlich, man kennt dies von der Motorhaube, Seitentür oder vom Kotflügel, wenn man sich daran rechtwinklig zur Oberfläche anleht oder abstützt. Hier würde ein Knicken eintreten, jedoch kein Bruch.
Bleche werden im Fahrzeugbau kalt umgeformt, wodurch sich durch das Ziehen und Drücken die Werkstofffasern richten und zusätzlich für Festigkeit sorgen. Die Oberflächenqualitäten sind hierbei sehr hoch.

Man muss eine selbsttragende Fahrzeugkarosserie auch als Ganzes betrachten, quasi wie eine Eierschale über jede ihrer Wände fest ist, kann auch ein modernes Auto auf keine Wand verzichten. Selbst die Windschutzscheibe trägt mittlerweile zu 20% der Torsionssteifigkeit bei und ist ein elementares Bauteil der Karosserie.

Die Seitenwände oder andere vertikal angeordneten Strukturteile der Karosserie als Druckguss herzustellen, bringt zum einen zusätzliche Masse ins Fahrzeug und zum andern wäre der Verzug bei Abkühlung relativ groß, wodurch es zu großen Toleranzketten kommen würde, welche aufwendigst ausgelichen werden müssten.

Die Fertigungszeit wäre dazu auch illusorisch hoch, denn eine Form muss gefüllt werden und dann wieder herabgekühlt, im Gegensatz zu Blechen die in einer Fertigungsstraße mit hohen Taktzeiten gefertigt würden.

Im Grundsatz bleibt also, dass es auf das Bauteil ankommt, ob es sich über eine Fläche (Seitenwand, Motorhaube, usw.) definiert oder über ein auszufüllenden Bauraum (bspw. Achsschenkel, Motor mit Inverter-/Getriebegehäuse), wieviele Funktionen erfüllt werden müssen, wie die Lastaufnahme aussieht, wieviel Masse es haben darf, welche Werkstoffe verwendet werden, welche Kosten nicht überschritten werden dürfen, wie schnell es gefertigt werden muss, wie und ob man es nacharbeiten muss/darf usw.

Hab noch nach einem der Karosserie-Rendering des Model Y gesucht und hier eines gefunden:


Quelle: notebookcheck.com/Tesla-Mod … 532.0.html

Man kann in der Bodenbaugruppe, zwischen den Hintertüren und vor der Hinterachse erkennen (Durchbruch des BMS), wie der Längsträger aus einem Gussbauteil besteht, jedoch sind alle alle anderen, flächigen Elemente aus Blechen geformt.

Wäre evtl. denkbar, dass der (Blech)-)Rohbau zunächst geheftet wird und dann bestimmte Verbindungsknoten IN dem Gebilde gegossen werden, sozusagen in Einbaulage – mit dem Blech als Teil der Form?

Vorstellbar, wenn es sich um Kunststoff-Metall-Verbindungen handeln sollte (quasi wie Inserts oder Inlays).

Metall-Metall-Verbindungen, zwischen dünnen Blechen und Gussteilen dagegen (zwingender Weise aus dem identischen Werkstoff) wird so nicht kommen. Das oberste Ziel bei Gussbauteilen ist immer eine möglichst gleichbleibende Wandstärke umzusetzen, damit der Verzug im Bauteil aus der Abkühlung ausbleibt oder zumindest so klein wie möglich ist.

Auch unterscheiden sich Gusswerkstoffe von Blechwerkstoffen, da sich aus der Herstellung heraus andere Parameter ergeben, die erfüllt werden müssen. Die Bruchdehnung wäre einer dieser Werkstoffeigenschaften, wo ein Blech eine möglichst hohe Bruchdehnung haben sollte (ca. 15%, durch Legierungsbestandteile), hätte eine Gusslegierung eine möglichst kleine Bruchdehnung (ca. 3%).

Hinzukommt, dass eine Stahl-Alu-Verbindung im Guss praktisch unmöglich ist, da müssen andere Methoden angewendet werden.

Guss und Blech zu fügen ist nicht ganz trivial und ist daher eher verschraubt oder mglw. verklebt als anderweitig gefügt (Schweißen, Clinchen, …).

Aus dem Q4/2019 update - Seiten 12-14:



Danke, sieht man auf dem letzten Bild das Guß-Heckteil?

Das ist nach meinem Eindruck NICHT die neue Technologie.

An der Giga Shangahi werden riesige massive Strukturen aus Doppel-T-Trägern liegend im Boden eingebaut, die vermutlich die Fundamentierung der neuen Anlage darstellen. Wenn das Model Y tatsächlich ab März ausgeliefert wird, dann dürfte Tesla hier zweigleisig fahren: Die ersten Modelle aus Fremont haben einen relativ konventionellen Rohbau, erst mit Produktionsbeginn in China wird die im Patent beschriebene mehrstufige Gusstechnik verwendet.

Das ist aber nur ein »educated guess«, jeder Hinweis, der das bestätigt oder widerlegt ist willkommen.