MiniVent – Bauraumoptimierte Lüftungsklappen mit Formgedächtnislegierungs-aktorik – Ein KMU-innovativ Verbundvorhaben
Effizienz, Leistung und Komfort technischer Produkte ist in vielen Anwendungen eine direkte Funktion ihrer situationsabhängigen Anpassbarkeit. Im Automobil beispielsweise beginnt die Anpassbarkeit bereits bei der Sitzeinstellung für die Passagiere und schließt neben vielen anderen Verstellfunktionen, die Strömungsführung für das Thermomanagement und die Fahr-Widerstandsminimierung bzw. Abtriebserzeugung mittels adaptiver Heckspoiler, ein. Für die konventionelle Implementierung einer Verstellfunktion bedingen die erforderlichen Komponenten, wie Mechanik, Motor und Getriebe, zusätzlichen Bauraum und Mehrgewicht, was sich negativ auf die Gesamtleistung des Produktes auswirkt. Das steigende Gewicht und Volumen geht direkt mit zusätzlichen Kosten einher und führt beim Automobil zu erhöhtem Energiebedarf bzw. Treibstoffverbrauch. Weltweite Trends wie Elektromobilität, Leichtbau, Ressourcenschonung und Emissionsreduktion erfordern neue technische Lösungen. Entscheidende Beiträge zum Leichtbau sind nach einer Studie des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) gerade von Innovationen im Bereich der Funktionsintegration zu erwarten.
Gesamtziel des Vorhabens ist es nach dem Prinzip der Funktionsintegration eine bauraumminimierte Lüftungsklappe auf Basis der flächenintegrierten Aktorik durch metallische Formgedächtnislegierungen zu entwickeln. Dabei kommt erstmalig ein materialintegriertes Aktorsystem aus zwei gegeneinander arbeitenden FGL-Aktoren – Aktor Typ BiCurve® – zum Einsatz. Im Vorhaben soll der Aktortyp BiCurve® für ein energieloses Halten mit adäquater Ansteuerung für die Automotive-Branche ganzheitlich konzipiert werden. Dazu werden alle Kompetenzen vom Material über den Maschinenbau bis hin zur Elektronik im MiniVent Vorhaben zusammengeführt.
Die technischen Vorhabenziele sind folgende:
- bauraum- und gewichtsminimierte Aktoriklösung für Lüftungsstellelemente in der Automobilbranche
- Realisierung über flächenintegrierte Aktorik durch metallische Formgedächtnislegierungen
- Reduzierung des Bauraums außerhalb des Lüftungskanals um 80-90 % (um ca. 70 cm³ pro Klappe)
- Gewichtsreduktion von mindestens 40 % (60g oder mehr pro Klappe)
- Verzicht auf den Einsatz von Seltenen Erden, da ohne konventionellen Elektromotor auch keine
Permanentmagnete benötigt werden
Das Projekt „MiniVent“ wird im Rahmen der Fördermaßnahme KMU-innovativ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Schwerpunkt „Ressourceneffizienz“ gefördert. Das Projekt ist im Februar 2021 gestartet und hat eine Laufzeit von drei Jahren. An dem Projekt sind drei KMU’s – CompActive GmbH, CDEuM und KOPF GmbH – , das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe sowie die G.RAU GmbH & Co. KG beteiligt. CompActive ist hierbei verantwortlich für die Entwicklung und Auslegung der Aktorik, CDEuM für die Konstruktion und Entwicklung der Lüftungsweiche, des Dichtkonzeptes und der Schnittstellen und KOPF für die Entwicklung der Ansteuerungsstrategie und -elektronik. Die Materialcharakterisierungen und -untersuchungen des verwendeten FGL-Materials und die abschließenden experimentellen Untersuchungen der funktionalen Baugruppe werden vom Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe in Kaiserslautern gemeinsam mit der CompActive GmbH durchgeführt. G.RAU unterstützt als assoziierter Partner das Projekt mit Knowhow und stellt Formgedächtnislegierungsdrähte zur Verfügung.
Ansprechpartner/Projektkoordinator:
CompActive GmbH
Nils Neblung
Tel: 06321-9639595
Mail: nils.neblung@compactive.de
