Das InCar-Projekt von ThyssenKrupp

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1 November extra ATZextra Das InCar-Projekt von ThyssenKrupp November 2009 Das InCar-Projekt von ThyssenKrupp

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3 EDITORIAL I EDITORIAL Discover the Solution Kit Dear Reader, Now in its 111th year, ATZ is for the first time publishing the concluding documentation of a company s research project as a special issue. We decided to do this because ThyssenKrupp s InCar project convinced us. The material and component supplier has not only presented individual innovations but has also developed an entire solution kit. Automotive engineering is rarely a matter of providing one optimum solution: weight and cost targets, the required function and the expected production volumes are the factors that determine which solution is the ideal one for a particularly series. Further features that set InCar apart from other projects are, in my opinion, the level of maturity of many of its technologies, the open approach to costs and the lifecycle assessment. We are convinced that this ATZextra documents the most relevant results of a complex project, giving you an insight into the solution kit. I hope you enjoy discovering the many solutions offered. Johannes Winterhagen Den Baukasten entdecken Liebe Leserin, lieber Leser, im 111. Jahrgang publiziert die ATZ erstmals die Abschlussdokumentation eines firmeninternen Forschungs- und Entwicklungsprojekts als Sonderheft. Wir tun dies, weil uns das InCar-Projekt von ThyssenKrupp überzeugt hat. Denn hier hat ein Werkstoff- und Bauteillieferant nicht nur einzelne Innovationen betrieben, sondern einen ganzen Lösungsbaukasten entwickelt. In der Fahrzeugtechnik gibt es selten die eine optimale Lösung: Gewichts- und Kostenziele, gewünschte Funktion und die erwartete Stückzahl entscheiden darüber, welche Lösung für eine bestimmte Baureihe die richtige ist. Weitere Unterscheidungsmerkmale von InCar zu anderen Projekten sind aus meiner Sicht der Reifegrad vieler Technologien, der offene Umgang mit Kosten und die erstellte Umweltbilanz. Wir sind davon überzeugt, dass dieses Heft die für Sie wichtigsten Ergebnisse eines komplexen Projekts dokumentiert und Ihnen so den Baukasten öffnet. Viel Freude beim Entdecken der Lösungen wünscht Ihnen Johannes Winterhagen Chefredakteur I Editor-in-Chief Johannes Winterhagen Wiesbaden, 23. Oktober 2009 Wissenschaftlicher Beirat I Scientific Advisory Board Wissenschaftlicher Beirat I Scientific Advisory Board Dipl.-Ing. Dietmar Bichler, Bertrandt AG Dr.-Ing./U. Cal. Markus Flik, Behr GmbH & Co. KG Dr.-Ing. Michael Paul, ZF Friedrichshafen AG Prof. Dr.-Ing. Michael Bargende, Universität Stuttgart Prof. Dr.-Ing. Uwe-Dieter Grebe, GM Powertrain Prof. Dr. Hans-Peter Schmalzl, BorgWarner Inc. Dipl.-Ing. Kurt Blumenröder, IAV GmbH Dr.-Ing. Bernd Bohr, Robert Bosch GmbH Dipl.-Ing. Hans Demant, Adam Opel GmbH Dipl.-Ing. Michael Dick, Audi AG Dr.-Ing. Klaus Draeger, BMW AG Prof. Dr.-Ing. Burkhard Göschel, Magna International Europe AG Prof. Dipl.-Ing. Jörg Grabner, Hochschule München Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Schaeffler Gruppe Martin Haub, Valeo Dipl.-Ing. Christoph Huß, VDI-FVT Dr.-Ing. Thomas Schlick, VDA/FAT Prof. Dr.-Ing. Ulrich Spicher, WKM Dr.-Ing. Thomas Weber, Daimler AG Prof. Dr. rer. nat. Martin Winterkorn, Volkswagen AG Prof. Dr. techn. Christian Beidl, TU Darmstadt Dr.-Ing. Ulrich Dohle, Tognum AG Dipl.-Ing. Wolfgang Dürheimer, Dr. Ing. h. c. F. Porsche AG Dr. Klaus Egger Dipl.-Ing. Dietmar Goericke, Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.v. Dipl.-Ing. Thorsten Herdan, VDMA-Fachverband Motoren und Systeme Prof. Dr.-Ing. Heinz K. Junker, Mahle GmbH Prof. Dr. Hans Peter Lenz, ÖVK Prof. Dr. h. c. Helmut List, AVL List GmbH Prof. Dr.-Ing. Stefan Pischinger, FEV Motorentechnik GmbH Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert, TU Braunschweig Prof. Dr.-Ing. Ulrich Spicher, WKM ATZextra I November 2009

4 INHALT I CONTENTS InCar-Projekt GASTKOMMENTAR I GUEST COMMENTARy»InCar: Rundum abgesichert und rasch umsetzbarincar: Fully Validated and Readily Implementable«Dr.-Ing. Ulrich Jaroni, Mitglied des Vorstands der ThyssenKrupp Steel Europe AG Member of the Executive Board of ThyssenKrupp Steel Europe AG Dr.-Ing. Karsten Kroos, Vorsitzender des Bereichsvorstands Components Technology der ThyssenKrupp AG CEO of the Components Technology Business Area of ThyssenKrupp AG EINLEITUNG I INTRODUCTION 8 InCar Lösungsbaukasten für Leichtbau, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität InCar Solution Kit for Weight Reduction, Cost-efficiency and Functionality Jessica Hermenitt-Faath, Arno Jakob, Jan Kurzok, Adrian Paton, Michael Steinhorst, Martin Tamayo Korte November 2009 Das InCar-Projekt von ThyssenKrupp The ThyssenKrupp InCar Project INTERVIEW I INTERVIEW 14»Lösungen jenseits der SystemgrenzenSolutions outside System Limits«Dipl.-Ing. Oliver Hoffmann Dipl.-Ing. Bernhard Osburg BENCHMARKING I BENCHMARK 18 Benchmarking anhand einer herstellerneutralen Referenzlösung Benchmark Manufacturer-neutral Reference Solution Jens Liesner, Arndt Marx, Helmut Mebus, Steffen Schaaf, Ralf Stegmeyer 8 Erst das Zusammenspiel aus Werkstofftechnik, Konstruktion und Fertigungsverfahren ermöglicht es, bei einer technischen Entwicklung ein Optimum zu erzielen. Im InCar-Projekt hat ThyssenKrupp einen Lösungsbaukasten entwickelt, der mehr als 30 Innovationen umfasst. 18 Um die innerhalb des InCar-Projekts erzielten Fortschritte bewerten zu können, hat ThyssenKrupp eigens eine herstellerunabhängige Basis geschaffen. Die InCar-Referenzstruktur erfüllt alle sicherheitstechnischen Anforderungen. Ihre Produzierbarkeit wurde abgesichert.

5 KAROSSERIE I BODy 34 Karosserieleichtbau mit System Systematic Body Weight Reduction Stefan Schlott 40 Längsträger in Profil und Schalenbauweise Longitudinal Members in Tubular and Stamped/ Welded Designs Uwe Kneiphoff, Michael Brüggenbrock, Brigitte Hammer, Peter Ohse, Joachim Quandt, Hartwig Rösen, Siegfried Stammler 108 BONDAL CB Akustikbaustein für die Karosserieentwicklung BONDAL CB Acoustic Material for Body-in-white Development Uwe Kneiphoff, Thorsten Böger, Robert Laurenz 118 Tailored Products für leichtere und kostengünstigere Sitzquerträger Tailored Products for Lighter and More Cost-efficient Seat Crossmembers Kai Schmitz, Michael Schröder, Stephan Selle 5 Sechs Wege zur optimalen B-Säule Six Ways to an Optimum B-Pillar Andreas Breidenbach, Rolf Dams, Thomas Gerber, Simone Reiter, Sascha Sikora, Oliver Straube 12 Tailored Products im Bereich der Seitenwand Tailored Products for the Body Side Kai Schmitz, Clemens Latuske 2 Türen im Wettbewerb der Werkstoffe Doors in the Competition among Materials Alfred Lösch, Stephan Drewes, Ingo Klüppel, Lukas Korves 84 Dachkonzepte zwischen Produktivität und Leicht bau gü te Roof Concepts between Productivity and Lightweight Design Alfred Lösch, Sven Bolender, Ingo Rogner, Hans-Peter Vogt 100 Motorhaube aus steifigkeitsoptimiertem Sandwichwerkstoff Hood Made of Sandwich Material with Improved Stiffness Alfred Lösch, Hans Erich Giese, Sinasi Göklü, Oliver Kleinschmidt FAHRWERK I CHASSIS 134 Leichtbau mit Integrationsvorteilen Lightweight Design with Advantages for Integration Stefan Schlott 142 Leichtere und kürzere Fahrzeugtragfedern Lighter and Shorter Vehicle Suspension Springs Marcel Groß 150 Gewichtsoptimiertes McPherson-Federbein Weight-optimized McPherson Strut Ole Götz, Andreas Mai 5 B-Säulen sind sicherheitsrelevante Bauteile und tragende Elemente der Fahrgastzelle. ThyssenKrupp entwickelte insgesamt sechs innovative B-Säulen, die einen Gewichtsvorteil von bis zu 22 % und einen Kostenvorteil von bis zu 12 % gegenüber der Referenz ausweisen. 12 Die Entwicklungsarbeiten zur Seitenwand erfolgten ausschließlich virtuell. Dabei entstanden durch den unterschiedlichen Einsatz von Tailored Blanks in Warm- und Kaltumformtechnik vielversprechende Ansätze für leichte und kostengünstige Lösungen. ATZextra I November

6 INHALT I CONTENTS InCar-Projekt DampTronic select kostenoptimiertes Sportfahrwerk auf Knopfdruck DampTronic select Cost-optimized Sport Suspension at the Touch of a Button Klaus Schmidt Höhere Systemperformance durch Vorderachsträger mit integrierter Lenkung Improved System Performance through the Integration of the Steering Gear Box into the Front Axle Carrier Udo Wächter, Christoph Klukowski, Michael Scholten, Ulf Sudowe Leichtbau-Chassis-Konzept II 50 % Kostenersparnis bei gleicher Performance Lightweight-chassis-concept II 50 % Cost Saving with the Same Performance Ulf Sudowe, Adrian Chapple, Kai Haselhorst November 2009 Das InCar-Projekt von ThyssenKrupp The ThyssenKrupp InCar Project 184 Software-Tool und neues Fertigungsverfahren für Verbundlenkerachsen Software Tool and a New Manufacturing Process for Twist Beam Rear Axles Phil Potter, John Holmes, Jérôme Naturel 192 Konzept der Achsmodularität Austausch von Achsmodulen im Hinterwagen Axle Modularity Concept Exchanging Rear Axle Modules Kai Schmitz, Burkhard Schulze-Bergkamen 15 Mit dem DampTronic select-dämpfer schließt ThyssenKrupp die Lücke zwischen den elektronisch verstellbaren Dämpfkraftsystemen und konventionellen Dämpfern. Denn dieser zweistufige Dämpfer ist per Schalter zwischen Normal- und Sportkennung umschaltbar. 184 Um das Leichtbaupotenzial von Verbundlenkerhinterachsen besser nutzbar zu machen, hat ThyssenKrupp eine Entwicklungsmethodik geschaffen, die sich auf ein neues Software-Tool stützt und RTB-Toolbox heißt. Sie wurde unter anspruchsvollen Zielvorgaben verifiziert.

7 ANTRIEB I POWERTRAIN 200 Drei Lösungen für bessere Motoren Three Solutions for Better Engines Moritz-York von Hohenthal 204 Variable Ventiltriebe für Verbrennungsmotoren zur Veränderung von Ventilhub und Öffnungsdauer Variable Valve Trains for Internal Combustion Engines to Control the Valve Height and the Opening Time Gunther Martin 220 Neues Zylinderkopfkonzept Reduzierung von Kosten, Masse und Reibungsverlusten New Cylinder Head Concept for Reducing Costs, Weight and Friction Losses Jonathan Heywood ÖKOBILANZ I LIFE CyCLE ASSESSMENT 228 Die Ökobilanz der InCar-Baukastenlösungen Life Cycle Assessment of InCar Solution Kits Jia-Uei Chan, Bastian Bach, Wolfgang Volkhausen 15 RUBRIKEN I RUBRICS 1 Editorial I Editorial Impressum I Imprint Allgemeiner Hinweis Angaben über die Beschaffenheit oder Verwendbarkeit von Materialien bzw. Erzeugnissen dienen der Beschreibung. Berechnungen und technische Bewertungen beziehen sich ausschließlich auf die Referenzstruktur oder die genannten Referenzprodukte und bedürfen bei einem konkreten Einsatz des jeweiligen Materials oder Produkts einer nochmaligen Überprüfung oder ausdrücklichen Bestätigung. Zusagen in Bezug auf das Vorhandensein bestimmter Eigenschaften oder einen bestimmten Verwendungszweck bedürfen stets besonderer schriftlicher Vereinbarung. General note All statements as to the properties or uses of materials or products are for descriptive purposes only. Calculations and technical assessments relate exclusively to the reference structure or the stated reference products and will require renewed investigation or express confirmation in concrete cases of use of the respective material or product. Guarantees in respect of specific properties or uses are only valid if agreed in writing. WERKSTOFFE I MATERIALS 235 Werkstoffkompendium Compendium of Materials 240 Normenübersicht Overview of Standards 220 Die Nockenwellenlagerung eines Verbrennungsmotors spielt eine erhebliche Rolle für die konstruktive Gestaltung des Zylinderkopfs. Presta Integrated Cam Assembly (PICA) beschreibt eine Vielzahl unterschiedlicher Entwicklungsansätze im Bereich Zylinderkopf. 228 Bei der Auswahl von Werkstoffen sollte eine ganzheitliche Ökobilanz erstellt werden, die den Energieeinsatz bei der Rohstoffgewinnung und der Bauteilherstellung einbezieht. ThyssenKrupp hat daher alle Lösungen einer ökologischen Lebensdaueranalyse unterzogen. ATZextra I November

8 Gastkommentar I Guest Commentary InCar: Rundum abgesichert und rasch umsetzbar Innovationen im Automobilbau entstehen im Spannungsfeld von Leichtbau, Wirtschaftlichkeit und Performance. Die zunehmend intensiver geführte Klimadiskussion bei gleichzeitig steigenden Komfortansprüchen der Endkunden sowie eine immer rigidere nationale und supranationale Gesetzgebung bilden den Hintergrund für den Wettbewerb um die jeweils besten technischen Lösungen. Dieser Wettbewerb wird unter wachsendem Kostendruck geführt. Bei drastisch verkürzten Entwicklungszyklen ist heute nicht nur die funktionale und wirtschaftliche Qualität neuer Konzepte für den Erfolg entscheidend, sondern vor allem auch die Geschwindigkeit, mit der solche Konzepte in die Serienfertigung überführt werden können. Mehr denn je gilt Joseph Schumpeters Diktum: Innovation ist die Durchsetzung einer Neuerung, nicht allein ihre Erfindung. InCar ist das bislang umfassendste Forschungs- und Entwicklungsprojekt des ThyssenKrupp Konzerns für Innovationen im Automobilbau. Mit InCar stellen wir uns der Herausforderung, unseren Kunden ein breites Spektrum innovativer Technologien zur Verfügung zu stellen, und zwar mit einem so hohen Reifegrad, dass eine schnelle Integration in die Serienfertigung möglich ist: Für Karosserie, Fahrwerk und Antrieb und angepasst an unterschiedliche Kundenziele im Hinblick auf Leichtbau, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität. InCar zeichnet sich durch ein Höchstmaß an Kundennähe aus: Die Entwicklungsschwerpunkte haben wir in enger Abstimmung mit unseren Partnern aus der Automobilindustrie festgelegt. Standards setzt InCar außerdem durch den hohen Reifegrad und die nachgewiesene Machbarkeit der neu entwickelten Lösungsansätze. InCar-Innovationen lassen sich schnell und einfach an kundenindividuelle Fahrzeuganforderungen adaptieren. Ein herstellerneutrales Benchmarking macht die Vorteile der jeweiligen InCar-Lösungen gegenüber dem Stand der Technik transparent und vergleichbar. Dabei werden auch die Ergebnisse einer ganzheitlichen CO 2 - Bilanz einbezogen. InCar speist sich aus der gesamten Automobilkompetenz des ThyssenKrupp Konzerns. Intensiv vernetzt haben Konzerngesellschaften mit Kompetenz in Werkstoffentwicklung, Enineering, Bauteilfertigung, Anlagen-, Werkzeug- und Prototypenbau das Projekt vorangetrieben. Diese Unternehmen nehmen in ihren Fachgebieten jeweils führende Positionen ein. Und sie repräsentieren mehr als 100 Jahre Erfahrung von ThyssenKrupp als Partner der Automobilindustrie. Ziel des InCar-Projekts ist der Erfolg unserer Kunden. Machen Sie sich ein Bild. Dr.-Ing. Karsten Kroos und Dr.-Ing. Ulrich Jaroni während der internen Projektpräsentation Dr.-Ing. Karsten Kroos and Dr.-Ing. Ulrich Jaroni during the internal project presentation ThyssenKrupp I InCar-Projekt

9 Gastkommentar I Guest Commentary Dr.-Ing. Karsten Kroos Vorsitzender des Bereichsvorstands Components Technology der ThyssenKrupp AG CEO of the Components Technology Business Area of ThyssenKrupp AG Dr.-Ing. Ulrich Jaroni Mitglied des Vorstands der ThyssenKrupp Steel Europe AG Member of the Executive Board of ThyssenKrupp Steel Europe AG InCar: Fully Validated and Readily Implementable Automotive innovations are created in the field of tension between weight reduction, cost-effectiveness and performance. Competition to find the best technical solutions is taking place with the background of an ever intensifying climate debate, rising demands for comfort from end customers and increasingly strict national and international legislation. This competition is subject to growing price pressure. With development cycles shortening dramatically, today it is not just functional and cost aspects that decide the success of new concepts but above all the speed at which these concepts can be introduced into production. Joseph Schumpeter s dictum is more valid than ever: Innovation is the implementation of an idea, not merely its creation. InCar is the most extensive research and development project ever undertaken in the ThyssenKrupp Group for innovations in automotive construction. InCar is our response to the challenge of providing our customers with a broad spectrum of innovative technologies which have achieved such a degree of maturity that they can be integrated rapidly into production: for the body, chassis and powertrain and adapted to different customer requirements in terms of weight reduction, cost-effectiveness and functionality. InCar has a very strong customer orientation. The development priorities were defined in close cooperation with our partners from the automotive industry. InCar also sets standards with the high level of maturity and proven feasibility of its newly developed solutions. InCar innovations can be adapted quickly and easily to individual customer requirements. A manufacturer-neutral benchmarking process makes the advantages of each InCar solution transparent and comparable with the current state-of- the-art. The results of a comprehensive CO 2 assessment are also included. InCar draws on the entire automotive expertise of the ThyssenKrupp Group. Group companies with expertise in materials development, engineering, part production and equipment, prototype and tooling manufacture worked together closely to drive the project forward. Each of these companies is a leader in its own specialist area. And they represent the ThyssenKrupp Group s experience as a partner to the auto industry dating back more than 100 years. The goal of the InCar project is the success of our customers. Find out more. ATZextra I November 2009

10 EINLEITUNG I INTRODUCTION InCar Lösungsbaukasten für Leichtbau, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität Erst das Zusammenspiel aus Werkstofftechnik, Konstruktion und Fertigungsverfahren ermöglicht es, bei einer technischen Entwicklung ein Optimum zu erzielen. Dabei variiert das Optimum je nach Gewichtung einzelner Entwicklungsziele. In einem mehrjährigen internen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben mit dem Projektnamen InCar hat ThyssenKrupp daher einen Lösungsbaukasten entwickelt, der mehr als 30 Innovationen für Karosserie, Fahrwerk und Antrieb umfasst. Alle Neuentwicklungen sind strukturmechanisch und fertigungstechnisch abgesichert nicht nur per Simulation, sondern durch umfangreiche Versuche mit realen Prototypen. Hinzu kommen eine genaue Bewertung der Material-, Werkzeug- und Fertigungskosten sowie eine umfassende Umweltbilanzierung. 1 Die Philosophie Autokäufer stellen immer höhere Ansprüche an den Komfort und die Sicherheit ihrer Fahrzeuge. Hinzu kommt im Zuge der Klimadiskussion eine Gesetzgebung, die mit unterschiedlichen Maßnahmen fast überall auf der Welt die CO 2 -Emission neuer Fahrzeuge reglementiert. Alle Neuentwicklungen sollen aufgrund des intensiven Wettbewerbs möglichst wenig kosten. Hinzu kommt: Angesichts verkürzter Entwicklungszyklen ist heute nicht nur die funktionale und wirtschaftliche Qualität neuer Konzepte erfolgsentscheidend, sondern vor allem die Geschwindigkeit, mit der solche Konzepte in die Serienfertigung eingeführt werden können. Mit dem Forschungs- und Entwicklungsprojekt InCar stellt sich ThyssenKrupp der Herausforderung, seinen Partnern aus der Automobilindustrie ein breites Spektrum innovativer Technologien zur Verfügung zu stellen. Diese sollen größtenteils einen so hohen Reifegrad besitzen, dass eine schnelle Integration in die Serienfertigung möglich ist: Für Karosserie, Fahrwerk und Antrieb entstanden verschiedene Lösungen, die an unterschiedliche Kundenziele im Hinb lick auf Leichtbau, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität angepasst werden können. Die für InCar betrachteten Entwicklungsthemen wurden intensiv mit Fachleuten, auch außerhalb des eigenen Unternehmens, diskutiert. Um die funktionalen, technologischen und wirtschaftlichen Vorteile neuer InCar-Lösungen nachweisen zu können, entwickelte ThyssenKrupp zudem eine anspruchsvolle, qualitativ hochwertige Referenz. Diese ist herstellerneutral und gewährleistet die Umsetzbarkeit der InCar-Konzepte mögen sich auch Marken-, Design- und Produktionsstrategien der Hersteller unterscheiden. 8 ThyssenKrupp I InCar-Projekt

11 Die Autoren I The Authors Jessica Hermenitt-Faath is Project Manager Product Coordination at ThyssenKrupp Steel Europe AG in Duisburg. InCar Solution Kit for Weight Reduction, Cost-efficiency and Functionality Achieving the optimum in engineering development work requires the interaction of materials, design and manufacturing technology. The best solution often varies depending on the given priority attached to individual development goals. In the internal research and development project InCar, ThyssenKrupp has developed a solution kit that includes more than 30 body, chassis and powertrain innovations. All new developments were validated in terms of structural performance and manufacturing feasibility, not only through simulation but also with extensive testing using real prototypes. Additionally, a cost analysis, including material, tooling and manufacturing costs, as well as a full environmental assessment were performened as part of the scope of work. 1 Philosophy Today, car buyers place ever higher demands on the comfort and safety of their vehicles. At the same time, legislators around the world are responding to the climate debate by setting ever stricter stan d ards for the CO 2 emissions of new vehicles. Because of the intense competition between manufacturers, all new developments have to cost as little as possible. In addition, development cycles are being shortened, which means that it is not just functional and cost aspects that decide the success of new concepts but also the speed with which these concepts can be introduced into production. With the research and development project InCar, ThyssenKrupp faces up to the challenge of providing its partners in the automotive industry with a broad spectrum of innovative technologies, most of which display such a high degree of maturity that rapid integration into production is possible. Various body, chassis and powertrain solutions, adaptable to different customer goals in terms of weight reduction, cost and functionality were developed. To meet these requirements, the development areas considered for InCar were discussed intensively with internal and external experts. In order to demonstrate the functional, technological and cost advantages of new InCar solutions, ThyssenKrupp also developed a high quality reference structure. This reference structure is manufacturer neutral and guarantees the implementation of the InCar concepts regardless of manufacturers brand, design and production strategies. All the new developments were validated in terms of structural performance and manufacturing feasibility, not only in simulation but in many cases through the testing of real prototypes. In addition, material, tooling and manufacturing costs were precisely quantified. With this approach, InCar will allow automotive manufacturers to make a major innovation leap and at the same time reduce the time and cost needed to introduce new technologies into production. In total, InCar offers more than 30 innovative body, chassis and powertrain solutions, Figure 1. Whether it is weight reduction, cost efficiency or functionality: Dipl.-Ing. (FH) Arno Jakob is Project Manager Prototype Manufacture at ThyssenKrupp System Engineering Nothelfer Planung GmbH in Wadern-Lockweiler. Dr.-Ing. Jan Kurzok is Head of the Test Center at ThyssenKrupp Automotive Systems GmbH in Essen. Dipl.-Ing. (FH) Adrian Paton is Senior Engineer Body-in-white Planning at ThyssenKrupp Steel Europe AG in Duisburg. Dr.-Ing. Michael Steinhorst is Managing Director at DOC Dortmunder Oberflächencentrum GmbH in Dortmund. Dipl.-Ing. (FH) Martin Tamayo Korte is Project Engineer Auto motive Engineering at Bertrandt Ingenieurbüro GmbH in Köln. ATZextra I November

12 einleitung I introduction Body 1 Longitudinal member front 2 Firewall 3 Hood 4 Side panel 5 Roof 6 B-Pillar 7 Seat crossmember 8 Door Chassis 9 Front axle carrier with steering 10 Lightweight springs 11 McPherson-strut 12 Damper 13 Axle modularity 14 Rear axle subframe 15 Rear twist beam Bild 1: Innovationsfelder des InCar-Projekts Figure 1: Innovation areas of the InCar project Powertrain 16 Valve train 17 Camshafts with integrated bearing blocks Die Messlatte für die Bewertung neuer Bauteile ist eine Fahrzeugstruktur, die dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Sie ist herstellerneutral und orientiert sich in ihrer Auslegung eng an realen Serienfahrzeugen der oberen Mittelklasse. Dieses Marktsegment gilt als Innovationstreiber in der Automobilindustrie. Als Modellvariante für den Karosseriebereich wurde ein Kombi ausgewählt. Diese Karosserieform nutzen Fahrzeughersteller im Entwicklungsprozess häufig als Leitfahrzeug, aus dem sich weitere Modellvarianten ableiten, Bild 2. Die Steifigkeits-Kennwerte der InCar-Referenzstruktur entsprechen dem Stand der Technik des Jahres 2009, teilweise übertreffen sie ihn sogar. Mit einer Leichtbau-Güte von 2,8 gehört die Struktur zu den Klassenbesten. Alle Sicherheitsanforderungen werden voll erfüllt; die Referenzstruktur hat das Potenzial für ein Fünf-Sterne-Rating nach Euro-NCAP. Bei der Crashberechnung wurden nicht nur gegenwärtige, sondern auch in naher Zukunft zu erwartende Testnormen angewandt. Die Referenzstruktur erfüllt sowohl europäische als auch US-amerikanische Standards. Bezugspunkte für die im Rahmen des InCar-Projekts entwickelten Fahrwerksund Antriebslösungen sind Teile, Module und Systeme, die den Stand der Technik darstellen. Auch hier gilt der Anspruch, sich an hochwertigen Lösungen zu messen, diese deutlich zu übertreffen und die Umsetzbarkeit der InCar-Ideen plausibel nachzuweisen. Bild 2: Die InCar-Referenzstruktur ist ein herstellerneutraler Kombi der oberen Mittelklasse Figure 2: The InCar reference structure is a manufacturer-neutral upper mid-size station wagon Alle Neuentwicklungen sind strukturmechanisch und fertigungstechnisch abgesichert nicht nur virtuell, sondern in vielen Fällen durch Untersuchungen an realen Musterbauteilen. Hinzu kommt eine genaue Bewertung der Material-, Werkzeug- und Fertigungskosten. Mit diesem Vorgehen ermöglicht InCar einen deutlichen Innovationssprung in der Automobilfertigung und verringert zugleich den Zeit- und Kostenaufwand für die Übernahme neuer Technologien in die Produktion. Insgesamt bietet InCar mehr als 30 innovative Lösungen für Karosserie, Fahrwerk und Antrieb, Bild 1. Ob Leichtbau, Wirtschaftlichkeit oder Funktionalität: in mindestens einem dieser Punkte ist jede InCar-Innovation dem Stand der Technik deutlich und nachweislich überlegen. 2 Referenzstruktur 3 Technologieauswahl und -absicherung Aus mehr als 400 Ideen für Innovationen im Automobilbau wählten Forscher, Entwickler und Vertriebsverantwortliche bei ThyssenKrupp die aussichtsreichsten Konzepte aus. Anschließend wurden diese Ansätze mit deutschen und internationalen Automobilherstellern diskutiert. Workshops, an denen Entwicklungs- und Baureihenverantwortliche der ThyssenKrupp Kunden teilnahmen, boten die Grundlage für die Festlegung der Forschungs- und Entwicklungsarbeit im InCar-Projekt. Im InCar-Team arbeiten Experten des ThyssenKrupp Konzerns für Werkstoffentwicklung, Engineering, Bauteilfertigung sowie Anlagen-, Prototypen- und Werkzeugbau für die Automobilindustrie interdisziplinär und segmentübergreifend zusammen. So konnten alle Bauteile und der gesamte Zusammenbau einer umfassenden Kostenbewertung auf 10 ThyssenKrupp I InCar-Projekt

13 der Basis aktueller Material- und Halbzeug- sowie Anlagen-, Werkzeug- und Fertigungskosten unterzogen werden. Hohen Standards haben sich die Entwickler auch bei der fertigungstechnischen Absicherung der InCar-Lösungen gestellt. Mehr als 80 % der Bauteile wurden umfassend simuliert und fertigungstechnisch optimiert. Wie die virtuellen Entwicklungen sich in Hardware umsetzen lassen, demonstrieren bei der Karosserie mehrere hundert Prototypen, die auf mehr als 60 Grauguss- und Kunststoffwerkzeugen gefertigt wurden. Struktur- und Crashperformance sowie die Betriebsfestigkeit der neu entwickelten Teile wurden sowohl virtuell als auch mit Prototypen in praktischen Versuchen, zum Beispiel im Fallturm, überprüft, Bild 3. Antriebs- und Fahrwerksteile haben ihre Belastbarkeit in Tests auf Motoren- und Nachfahrprüfständen bewiesen. Operations- und Fügefolgen sowie Montageprozesse sind für alle Teile ebenso konkret beschrieben wie Spann- und Fixierkonzepte oder die Ergebnisse von Toleranzuntersuchungen. Korrosionsschutz- und Lackierbarkeitsaspekte der Karosserie wurden ebenfalls an Prototypen geklärt. 4 Ökobilanz Automobile Innovation ist mehr als Technik und Ökonomie. InCar macht deshalb auch die ökologischen Aspekte der neu entwickelten Komponenten und Systeme transparent. Sowohl die InCar-Lösungen als auch die Referenzstruktur sind im Hinblick auf CO 2 -Emissionen von einem unabhängigen Institut systematisch untersucht und bewertet worden. Die Analyse, die vom TÜV Nord verifiziert wurde, umfasst jeweils den gesamten Produktlebenszyklus und entspricht der Norm ISO 14040/44 für Ökobilanzen. Auf dieser Basis lassen sich die ökologischen Auswirkungen neuer Technologien frühzeitig und zuverlässig abschätzen. Kombiniert man die aus ökologischer Sicht besten Neuheiten aus dem InCar-Projekt, können die CO 2 -Emissionen pro gefahrenen Kilometer um bis zu 17,63 g verringert werden, Bild 4. Bezogen auf die CO 2 -Verordnung der Europäischen Union entspricht dies einer möglichen Vermeidung von Strafzahlungen in Höhe von 1435 bis 1675 pro Fahrzeug bei Überat least one of these points, each InCar innovation aspects goes above and beyond the current state-of-the-art. 2 Reference Structure The benchmark for assessing new parts is a vehicle structure that corresponds to the current state-of-the-art. It is manufacturerneutral and its design is based closely on real production vehicles from the upper mid-size segment. This market segment is regarded as an innovation driver in the automotive industry. The body style is a station wagon, the style frequently used by OEMs in the development process as a lead vehicle from which further sizes and styles are derived, Figure 2. The static performance of the InCar reference structure are equal and in some cases superior to the state-of-the-art in With a lightweight index of 2.8, the structure is among the best-in-class. All safety requirements are met in full; the reference structure has the potential for a five-star Euro-NCAP rating. Crash performance simulations included not only current test standards but also those expected in the near future. The reference structure meets both European and US standards. The reference for the chassis and powertrain solutions developed in the InCar project are parts, modules and systems that represent the current state-of-the-art. Here too, the aim was to meet and exceed high quality standards and demonstrate the implementability of the InCar ideas in a plausible way. 3 Technology Selection and Validation Researchers, developers and sales managers at ThyssenKrupp selected the most promising concepts from more than 400 ideas for innovations in automotive manufacturing. These were subsequently discussed with German and international automotive manufacturers. Workshops attended by ThyssenKrupp experts and customer representatives provided the basis for the future development work. Interdisciplinary and cross-company experts from the ThyssenKrupp Group specializing in materials development, engineering, part production, as well as equipment, prototype and tooling manufacture for the automotive industry worked together in the InCar team. In this way, all parts and the full assembly could be subjected to a comprehensive cost analysis based on current material, equipment, tooling and manufacturing costs. High standards were set for all validation and production feasibility. More than 80 % of the parts were simulated and optimized for production. The way in which the virtual development work was translated into hardware is demonstrated by several hundred prototype body parts manufactured in more than 60 gray iron and plastic dies. Structural, crash performance and the durability of the newly developed parts were tested both virtually and with prototypes in practical tests, Figure 3, for example in a drop tower. Powertrain and chassis parts proved their capabilities in tests on engine rigs and simulators. Operation and joining sequences as well as assembly processes are described in detail for all parts, as are fixture concepts and tolerance investigation results. Corrosion protection and paintability aspects for body parts were also confirmed with prototypes. 4 Life Cycle Assesment Automotive innovation is about more than technology and costs. For this reason, InCar also highlights the environmental aspects of the newly developed components and systems. The InCar solutions, as well as the reference structure, were systematically analyzed and assessed for CO 2 emissions by an independent institute. The analysis, which was verified by TÜV Nord, covered the entire product life cycle in each case and complied with the life cycle assessment standard ISO 14040/44, allowing the environmental impact of the new technologies to be reliably predicted. Combining the greenest engineering solutions from the InCar project could reduce CO 2 emissions per kilometer by up to g, Figure 4. Based on the European Union CO 2 legislation, this corresponds to a potential avoidance of penalty payments for excess emissions to the tune of 1435 to 1675 per vehicle. Taking into account the inevitably higher production costs of the InCar solutions, the manufacture still saves 36 per vehicle. Over the entire life cycle, this could ease the impact of global warming by around 5.5 t of CO 2 equivalent per vehicle. For each individual new development under the InCar project, the greenhouse gases arising during part production, the CO 2 emissions arising during use and total life ATZextra I November

14 EINLEITUNG I INTRODUCTION schreitung des CO 2 -Grenzwerts. Rechnet man die unvermeidlich höheren Kosten in der Produktion der InCar-Lösungen gegen, spart der Herstel- ler noch immer 36 pro Fahrzeug. Bei der Lebenszyklus-Betrachtung ergibt sich eine Verringerung des Treibhauspotenzials von zirka 5,5 t CO 2 -Äquivalent pro Fahrzeug. Für jede einzelne Neuentwicklung im Rahmen des InCar-Projekts sind die bei der Produktion eines Bauteils entstehenden Treibhausgase, die während der Nutzungsphase entstehenden CO 2 -Emissionen und das Treibhauspotenzial über den gesamten Lebenszyklus dokumentiert. Hinzu kommt eine monetäre Bewertung der Fahremissionen. Bezugsgröße sind hier die in der CO 2 - Verordnung der EU festgesetzten Strafzahlungen bei Überschreitung der dort definierten Grenzwerte. Die Lebenszyklus-Bewertung umfasst die relevantesten Treibhausgase während der Produktion und der Nutzungsphase. Hinzu kommen verbundene Prozesse, wie zum Beispiel die Herstellung von Roh- und Betriebsstoffen. Diese Betrachtung liefert wertvolle Entscheidungshilfen für einen ganzheitlichen Klimaschutz im Automobilbau, der über die im Betrieb entstehenden Emissionen hinausgeht. 5 Fazit Bild 3: Eine umfangreiche technische Absicherung mit Prototypen erfolgte in fast allen InCar-Projekten. Im Bild ist ein statischer Türeindrückversuch an einer Türvariante zu sehen Figure 3: Almost all InCar projects included extensive validation using prototypes. The picture shows a quasi static door intrusion test being carried out on a door variant Emission reduction per vehicle g CO 2 /km Body g CO 2 /km Chassis g CO 2 /km Powertrain g CO 2 /km Total Bild 4: Emissionsminderung durch InCar-Innovationen in g CO 2 /km pro Fahrzeug Figure 4: Emissions reduction through InCar innovations in g CO 2 /km per vehicle Standards setzt InCar mit dem hohen Reifegrad und der nachgewiesenen Machbarkeit der neu entwickelten Lösungsansätze. InCar-Innovationen lassen sich größtenteils schnell und einfach an kundenindividuelle Fahrzeuganforderungen adaptieren. Eine herstellerneutrale Referenzstruktur macht die Vorteile der jeweiligen InCar- Lösungen gegenüber dem Stand der Technik von 2009 transparent und vergleichbar. Dabei werden auch die Ergebnisse einer ganzheitlich angelegten CO 2 -Bilanz einbezogen. InCar speist sich aus der gesamten Automobilkompetenz des ThyssenKrupp Konzerns. Intensiver vernetzt als je zuvor, haben eine Vielzahl von Konzerngesellschaften mit Kompetenz in Werkstoffentwicklung, Bauteil- und Systementwicklung, Anlagen-, Werkzeug- und Prototypenbau das Projekt vorange trieben. cycle emissions are documented. A monetary assessment of emissions is also made, based on the excess penalty established by the CO 2 legislation. The life cycle assessment covers the major greenhouse gas emissions during production and use. It also includes associated processes such as the production of raw and ancillary materials. This assessment provide s valuable support in decision making for comprehensive climate protection in automotive manufacturing that goes beyond the tailpipe CO 2 emission of cars. 5 Conclusion InCar sets new standards with the high degree of maturity and validated manufacturing feasibility of the developed solutions. In the majority of cases, InCar innovations can be adapted quickly and easily to individual vehicle requirements. A manufacturer neu tral reference structure makes the advantages of the InCar solutions over the state of the art in 2009 transparent and comparable. The results of a comprehensive CO 2 assessment are also included. InCar draws from the entire automotive expertise of the ThyssenKrupp Group. Working together more closely than ever before, numerous Group companies with knowhow in materials development, part and system engineering, equipment, tooling and prototype manufacture drove the project forward. 12 ThyssenKrupp I InCar-Projekt

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16 Interview I Interview Solutions outside System Limits ThyssenKrupp entered into uncharted territory with the InCar project. In an interview with ATZ the project managers Bernhard Osburg and Oliver Hoffmann explain why Powerpoint animations are not enough for them and which solutions they themselves found surprising. ATZ The size of the InCar project is as unusual as the depth of the cross-customer development work, which goes far beyond Powerpoint animations or even simulations. How did the idea come about? Osburg Our aim was to get the most out of a given budget for ourselves and our customers. From major studies we have supported in the past we know that customers always question production feasibility. Because it s only when you go to hardware that the real problems arise. With our approach we ve anticipated these problems and how to solve them within the InCar project. There s a difference between projecting a Powerpoint slide onto a screen and putting a tested component on the table. Hoffmann Also, some of our solutions are so innovative because we ve used for example completely new materials that we had to test them on hardware to validate the simulation. ATZ As a general rule it is said that credibility increases with the depth of development work. But what s the advantage of combining so many innovations in one project? Hoffmann One advantage is that in a project like this we can work on solutions on an interdisciplinary basis. InCar shows that if the experts from various Business Areas sit down together they can develop solutions out Lösungen jenseits der Systemgrenzen Mit dem InCar-Projekt hat ThyssenKrupp Neuland betreten. Im Gespräch mit ATZ erläutern die Projektverantwortlichen Bernhard Osburg und Oliver Hoffmann, warum ihnen Powerpoint-Animationen nicht reichen und von welchen Lösungen sie selbst überrascht waren. ATZ Die Größe des InCar-Projekts ist ebenso ungewöhnlich wie die Tiefe der kundenübergreifenden Entwicklung, die weit über Powerpoint und sogar Simulation hinausgeht. Wie ist die Idee entstanden? Osburg Es ging uns darum, mit einem gegebenem Budget das Maximum für unsere Kunden und uns herauszuholen. Aus großen Studien, die wir in der Vergangenheit begleitet haben, wissen wir, dass Kunden die Umsetzbarkeit in großen Serien stets hinterfragen. Denn erst wenn Sie in Hardware gehen, werden Sie mit den wirklichen Problemen konfrontiert. Mit unserem Ansatz haben wir solche Probleme und die Lösungsansätze innerhalb des InCar-Projekts vorweggenommen. Es ist eben etwas anderes, ob Sie eine Powerpoint-Folie an die Wand projizieren oder ein geprüftes Bauteil auf den Tisch legen. Hoffmann Dazu kommt, dass einige unserer Lösungen so innovativ sind, beispielsweise weil ganz neue Werkstoffe zum Einsatz kommen, dass wir den Weg über die Hardware gehen mussten, um die Simulation zu validieren. ATZ Nun gilt es ja grundsätzlich, dass die Glaubwürdigkeit mit der Entwicklungstiefe steigt. Worin besteht aber der Vorteil, so viele Innovationen in einem Projekt zusammenzufassen? Hoffmann Dafür spricht zunächst einmal, dass wir in so einem Projekt geschäftsgebietsübergreifend an Lösungen arbeiten können. InCar zeigt, dass man, wenn die Experten verschiedener Segmente an einem Tisch sitzen, Lösungen jenseits der Systemgrenzen erarbeiten kann so ist beispielsweise die Idee entstanden, die Lenkgetriebe in den vorderen Fahrwerks-Hilfsrahmen zu integrieren. Solche Lösungen sind oft eindeutig Dipl.-Ing. Oliver Hoffmann 14 ThyssenKrupp I InCar-Projekt

17 besser als die Summe zweier guter Lösungen. ATZ Hat sich die Firmenkultur dadurch nachhaltig verändert? Osburg In einem Konzern wie ThyssenKrupp haben die Bereiche natürlich unterschiedliche Schwerpunkte, je nachdem ob der Werkstoff, der Anlagenbau oder die Anwendung im Vordergrund stehen. Allerdings haben wir die im Konzern vorhandenen Synergien auch bisher bereits genutzt, beispielsweise in der Verbindung von Anlagenbau und der Weiterentwicklung von Tailored Blanks oder auch in früheren Entwicklungsprojekten. InCar hat diese Kompetenzen noch enger zusammengeführt. Davon profitieren unsere Kunden, weil jetzt beispielsweise die bewährten Lösungsansätze für konsequenten Leichtbau mit höherfesten Stählen in der Karosserie auch auf die anderen Baugruppen übertragen werden konnten. Insbesondere bei den InCar-Fahrwerklösungen sind so bemerkenswerte Ergebnisse erzielt worden. Dipl.-Ing. Bernhard Osburg ATZ Sie haben sich dafür entschieden, nicht die eine optimale Lösung zu präsentieren, beispielsweise anhand eines Fahrzeugprototyps, sondern einen ganzen Baukasten. Weil Sie sich nicht entscheiden können? Hoffmann Wir unterscheiden uns vom OEM, dessen Aufgabe es ist, ein möglichst perfektes Auto in Serie zu bringen. Unsere Aufgabe ist es, verschiedene OEMs dabei zu unterstützen, je nachdem welche Prioritäten sie setzen. Daher war es eine bewusste Entscheidung, vielfältige Lösungen zu präsentieren, aber so abgesichert, dass wir wissen, dass sie im Auto funktionieren. InCar lebt von seiner Vielfalt, wobei jede Lösung in mindestens einem Punkt besser sein muss als die anspruchsvolle Referenz. Osburg Der Wert dieses Projekts für den Kunden liegt gerade darin, dass er eine fortschrittliche Lösung erhält, sich aber frei entscheiden kann, ob der Fortschritt eher sichtbar wird beim Gewicht, bei den Kosten, bei CO 2 -Emissionen oder streckenweise auch höherer Funktionalität. Ein Benchmark mit der Tiefe zum Thema B-Säule, wie ihn InCar bietet, ist beispielsweise von einem im Wettbewerb stehenden OEM im Rahmen eines Projekts nicht immer zu leisten. ATZ Wobei es relativ mutig ist, auch Lösungen anzubieten, für die Sie selbst erheblich in Assets investieren müssten und die über die bekannten Stahlbauweisen hinausgehen. Hoffmann Als Konzern sind wir breit aufgestellt, bis hin zur Magnesiumblechfertigung. Und das Thema Mischbauweise nehmen wir ernst. Gerade im Verbund Stahl/Kunststoff kann man noch eine Menge Potenzial heben. Wir prüfen derzeit Investitionen in diesem Bereich. ATZ Wie groß ist denn das Potenzial, das Sie im Stahl selbst noch sehen? Hoffmann Das Potenzial ist weiterhin groß und unsere InCar-Lösungen bestärken uns in dieser Haltung. Die leichtesten Stahllösungen waren über 25 % leichter als die Referenz. Und dabei ist zu bedenken, dass die Messlatte der Referenz hoch lag, mit einem Anteil höherfester Stähle von mehr als 80 %. Mit Themen wie Warmumformung und Festigkeiten von annähernd 2 Giga-Pascal konnten wir die Gewichtsspirale deutlich nach unten drehen. Osburg Oder nehmen wir das Thema steifigkeitsoptimierte Strukturbleche. Um für typische Außenhautanwendungen Kapazitäten aufzubauen, müssen Sie in Entwicklung und Anlagen noch erheblich investieren. Natürlich können Sie Potenziale abschätzen und Ihre Entscheidung auf Powerpoint-Basis treffen. Oder Sie machen das Produkt seriennah und side system limits that s how, for example, the idea of integrating the steering gear in the front subframe came about. Solutions like this are often significantly better than the sum of two good solutions. ATZ Has this made a sustainable difference to the corporate culture? Osburg In a Group like Thyssen Krupp the Business Areas obviously have different competences and strategies, depending on whether they focus on materials, engineering or applications. But we ve always used the synergies available in the Group, for example, in linking equipment manufacture and the further development of tailored blanks, and also in earlier development projects. InCar brought these competences even closer together. This benefits our customers because now, for example, the solutions for systematic weight reduction with high-strength steels which have proved their worth in vehicle bodies can be transferred to other assemblies. The InCar chassis solutions in particular have produced some remarkable results in this way. ATZ Instead of presenting one optimum solution, e.g. on the basis of a vehicle prototype, you decided to bring out an entire solution kit. Was that because you couldn t decide? Hoffmann We re different from an OEM, whose job is to produce cars that are as close to perfection as possible. Our job is to support various OEMs depending on which priorities they are pursuing. So it was a deliberate decision to present a wide range of solutions, all of which were validated so that we know they function in a car. What makes InCar special is its diversity, with each solution offering an improvement in at least one respect, over the already highquality reference structure. ATZextra I November

18 Dipl.-Ing. Bernhard Osburg, Jahrgang 1968, begann nach einem Maschinenbaustudium seinen Berufsweg beim Interiorzulieferer Johnson Controls. Anschließend sammelte er in einer Unternehmensberatung Erfahrung bei Turnaround-Projekten. Seit 2000 arbeitet er für ThyssenKrupp. Nach verschiedenen Positionen im Projektmanagement und Vertrieb übernahm er 2008 die Leitung des InCar- Projekts. Seit Oktober 2009 ist er weltweit für Entwicklung und Vertrieb der ThyssenKrupp Metal Forming-Gruppe verantwortlich. Dipl.-Ing. Bernhard Osburg, born in 1968, studied mechanical engineering before beginning his career with Johnson Controls. He then joined a consulting company where he gained experience in turnaround projects. He has worked for ThyssenKrupp since After holding various positions in project management and sales, he became manager of the InCar project in Since October 2009 he has been responsible for global sales and development in the ThyssenKrupp Metal Forming group. Osburg For customers the value of this project is that it provides them with an advanced solution but they can decide whether the advantage lies in weight, cost, CO 2 emissions or in some cases functionality. For instance, benchmarking of B-Pillars with the depth provided by InCar would not always be affordable in a project for an OEM acting in a competitive marketplace. ATZ But it takes courage to offer solutions involving significant investment on your own part which go beyond standard steel designs. Hoffmann As a Group we have a broad range of capabilities right through to the manufacture of magnesium sheets. And we take the matter of hybrid construction seriously. Composite materials made from steel/plastic still have a lot of potential. We are currently examining investment in this area. ATZ How much more potential do you think steel has? Hoffmann It still has a lot of potential, and our InCar solutions confirm this belief. The lightest steel solutions were over 25% lighter than the reference structure. And you have to remember that the reference structure set a high standard, with a share of high-strength steels of over 80%. We achieved significant weight reductions with hot-stamping and the use of steels with strengths of almost 2 Gigapascals. Osburg Or take stiffness-optimized structural sheet materials. To build up capacities for typical outer panel applications, you have to invest heavily in development and 16 ThyssenKrupp I InCar-Projekt

19 equipment. Of course you can use Powerpoint to assess the potential and make a decision. Or you can make the product in near-production conditions and present the validated component potential identified in the project that way you know the potential and risks. Supplier and customer can then form an opinion based on fact. ATZ The reference structure for InCar is a self-supporting steel body representing the 2009 state-of-the-art in the upper mid-size range. Innovations for city cars, in which consideration is increasingly being given to tubular spaceframe designs, have been left out. Osburg We discussed this at length. For the foreseeable future we expect that innovation will continue to be driven by the less price-sensitive full-size category, with new developments filtering through to the volume segments later. Hoffmann We have demonstrated the potential of tubular design in other projects it is considerable. InCar also incorporates a tubular longitudinal member and with its weight saving of over 25% it highlights the potential of these solutions. But the important thing in InCar was to develop solutions with a high degree of maturity which can be introduced into production in the near future. ATZ Which solutions from your team surprised you the most? Hoffmann To pick out just three: The integrated steering system is technically very smart and convincing. The tubular front longitudinal member offers more potential than we thought. Also amazing was the weight savings achieved with the magnesium roof. Osburg What I also liked was the fact that most solutions are either cost-neutral or offer attractive lightweighting costs. ATZ The project team has been disbanded what s the future of InCar? Hoffmann We want to go out now and discuss our solutions with our customers so that the solutions can be integrated into production vehicles. ATZ Gentlemen, thank you for talking to us. stellen die abgesicherten Bauteilpotenziale im Rahmen des Projekts vor dann kennen Sie Potenzial und Risiko. Lieferant und Kunde können sich so fundierter eine Meinung bilden. ATZ Basis von InCar ist eine Referenzstruktur mit selbsttragender Stahlkarosserie, die den Stand der Technik 2009 in der oberen Mittelklasse abbildet. Innovationen bei Stadtfahrzeugen, bei denen zunehmend über eine Profil-Rahmenbauweise nachgedacht wird, bleiben da außen vor. Osburg Das haben wir intensiv diskutiert. Wir erwarten, dass auch auf absehbare Zeit die weniger preissensible Oberklasse Innovationstreiber bleibt und Neuentwicklungen dann in die Volumensegmente durchsickern. Hoffmann Die Potenziale der Rahmenbauweise haben wir in anderen Projekten nachgewiesen, sie sind erheblich. Eine Längsträgervariante ist in einer Profilbauweise auch in InCar abgebildet und unterstreicht mit mehr als 25 % Gewichtseinsparung das Potenzial solcher Lösungen. Bei InCar ging es aber vor allem darum, Lösungen mit einem hohen Reifegrad zu erarbeiten, die in naher Zukunft in die Serienentwicklung gehen können. ATZ Mit welchen Lösungen haben Ihre Leute Sie denn am meisten überrascht? Hoffmann Um mal nur drei herauszupicken: Technisch pfiffig ist die Lenkungsintegration, das überzeugt schon sehr. Ein deutlich höheres Potenzial als gedacht steckt in den vorderen Längsträgern in Profilbauweise. Und ein absoluter Hammer ist das Magnesiumdach hinsichtlich der erzielten Gewichtseinsparung. Osburg Was mich zusätzlich freut: Die meisten Lösungen sind entweder kostenneutral oder mit attraktiven Leichtbaukosten verbunden. ATZ Das Projekthaus ist aufgelöst wie geht es jetzt weiter mit InCar? Hoffmann Wir wollen jetzt raus und unsere Lösungen mit unseren Kunden diskutieren, um sie dann in Serie zu bringen. Dipl.-Ing. Oliver Hoffmann, Jahrgang 1965, Fahrzeugtechniker mit Schwerpunkt Simulation, startete seine Karriere bei Johnson Controls und wechselte dann in den Interior-Bereich von Delphi begann er bei ThyssenKrupp, trieb dort den Aufbau des Bereichs Fahrzeugtechnik voran und leitet seit 2004 die Anwendungstechnik. Von Osburg übernahm er im September 2009 die Leitung des InCar- Projekts. Dipl.-Ing. Oliver Hoffmann, born in 1965, automotive engineer specializing in simulation, started his career at Johnson Controls and then moved to the interiors division of Delphi. He joined ThyssenKrupp in 1999 where he helped build up the automotive technology business and has been head of applications engineering since He took over from Osburg as head of the InCar project in September The interview was conducted by Johannes Winterhagen. ATZ Meine Herren, vielen Dank für das Gespräch. Das Interview führte Johannes Winterhagen. ATZextra I November

20 benchmarking I benchmark Benchmarking anhand einer herstellerneutralen Referenzlösung Um die innerhalb des InCar-Projekts erzielten Fortschritte bewerten zu können, hat ThyssenKrupp eigens eine herstellerunabhängige Basis geschaffen. Für den virtuellen Kombi der oberen Mittelklasse wurden nur Lösungen gewählt, die dem Stand der Technik bei Antrieb, Fahrwerk und Karosserie entsprechen. Die InCar-Referenzstruktur erfüllt alle sicherheitstechnischen Anforderungen. Ihre Produzierbarkeit wurde nachweislich abgesichert. 18 ThyssenKrupp I InCar-Projekt