Automobiler Leichtbau im Dienste der Wirtschaftlichkeit

Die Reduktion von Kraftstoffverbräuchen erfolgt in der Regel durch die Effizienzsteigerung von Motoren und die Optimierung der Aerodynamik. Mittlerweile setzen jedoch immer mehr Hersteller auf Leichtbau. Denn konsequente Gewichteinsparungen tragen zu einer Verbrauchsreduzierung bei: Je 100 Kilogramm Gewichtsreduzierung sinkt der Kraftstoffverbrauch um bis zu 0,5 Liter.

Um Autos leichter zu machen, kommen immer mehr neue Werkstoffe ins Spiel. Neben neuartigen Metalllegierungen, Kunststoffen und Schäumen werden in zunehmendem Maße auch Verbundwerkstoffe genutzt, wenn sie die Funktionalität beziehungsweise die Festigkeit des zu ersetzenden Materials [foto id=“352733″ size=“small“ position=“left“]aufweisen. Denn Gewichtsoptimierung darf nicht auf Kosten der Sicherheit gehen oder Einschränkungen für den Kunden mit sich bringen.

BMW beispielsweise erprobt momentan eine Motorhaube eines M-Modells, die durch ein neu entwickeltes Verfahrens aus Verschnittresten von Kohlefaserkunststoff (CFK) hergestellt wurde. Zwei Deckschichten umschließen dabei eine Wabenstruktur, die für hohe Stabilität sorgen soll. Das Ergebnis ist ein Gewicht von unter fünf Kilogramm inklusive Lackierung. Das konventionelle Bauteil aus Stahl bringt rund 18 Kilogramm auf die Waage. Die Steifigkeit der CFK-Haube ist dabei nach Angaben des Herstellers dem der konventionellen ebenbürtig. Das neue Material könnte auch schon bald an anderen Stellen, wie beispielsweise Heckklappen oder Sitzschalen zum Einsatz kommen. Und bei den Elektromobilen der Münchener, dem i3 und dem i8, sollen sogar die Fahrgastzellen aus dem „recycelten“ Material bestehen.

Leichtmetall und Magnesium kommen bei Antriebseinheiten schon geraume Weile zum Einsatz. Doch auch bei Karosserie- und Fahrwerksteilen finden Aluminium und Co. immer mehr Verwendung. Beim aktuellen 7er beispielsweise reduziert das Aludach das Fahrzeuggewicht um gut fünf Kilogramm und den 5er erleichtern seine Aluminiumtüren um stattliche 23 Kilogramm. GFK und weitere Kunststoffverbundstoffe können bei Pedalerie, Getriebebrücken und vielen weiteren Bauteilen Gewicht sparen. Hochfeste Stähle machen es darüber hinaus möglich, mit geringerem Materialeinsatz und daher auch mit reduziertem Gewicht höhere Festigkeitsgrade zu realisieren.

Nicht nur zu niedrigem Gewicht, sondern auch zu gutem Ansprechverhalten der Dämpfer tragen minimierte ungefederte Massen bei. „Bremsenkomponenten aus Leichtmetall und hohlgegossene Alufelgen [foto id=“352734″ size=“small“ position=“left“]beispielsweise sorgen so für höheren Fahrkomfort“, weiß Stefan Kalke, bei den Bayern zuständig für die Werkstoffentwicklung.

Gewichtseinsparungen bei jeder Komponente

Die Gewichtseinsparungen bei jeder Komponente mögen für sich betrachtet keine großen Sprünge darstellen, in der Summe aller Bauteile können sich mit innovativen Werkstoffen jedoch beträchtliche „Erleichterungen“ realisieren. Sinnvolle Maßnahmen, um an der Wirtschaftlichkeit von Fahrzeugen zu feilen – nicht zuletzt angesichts der Tatsache, dass Automobile in den vergangenen Jahrzehnten aufgrund immer neuer Ausstattungsfeatures drastisch an Gewicht zugelegt haben.