LeichtbauWie Autos abspecken
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Aluminium und Holz

Aluminium: Aufwendige Herstellung

Der neue Range Rover gibt die Richtung für schwergewichtige SUVs vor: Auch Audi verspricht, dass sein XXL-Geländewagen Q7, der 2014 herauskommt, mehr als 400 Kilogramm leichter wird. Der Ingolstädter Autohersteller, der sich zu den Pionieren in Sachen Leichtbau zählt, setzt auf Aluminium. Basis für den Q7 soll ein neuer Aluminium-Rahmen sein, der durch Kohlefaserteile und Glasfaserkunststoff verstärkt ist.

Der Haken an dem Leichtmetall: Aluminium ist bis zu fünf Mal so teuer wie Stahl, unter anderem, weil die Produktion rund zehn Mal so viel Energie verschlingt wie die von Stahlblechen. "Ob sich der höhere Energieeinsatz über den geringeren Benzinverbrauch rechnet, hängt von der Recyclingquote ab", sagt Nico Depner, Leichtbauspezialist der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen . Denn beim Recycling wird nur noch ein Zehntel der Energie eingesetzt, die zur Herstellung des Primäraluminiums nötig war.

Um Gewicht zu reduzieren, steigt der Alu-Anteil quer durch die Branche. Pro Auto hat er sich seit 1990 auf 140 Kilogramm fast verdreifacht, ergaben Berechnungen des US-Marktforschungsunternehmens Ducker Worldwide . Bis 2020 sollen es danach gar 180 Kilogramm sein. Dann folgen auch Klein- und Mittelklassewagen dem Alu-Trend der Spitzenmodelle.

Holz: Renaissance eines Werkstoffs

Der tief geduckte, zweisitzige Morgan 4/4 aus England ist ohne Zweifel ein Sportwagen. Doch das Bauprinzip haben seine Konstrukteure von Holzkutschen vergangener Tage abgeschaut. Seit 1936 gibt es das nur 800 Kilo schwere Modell, und seitdem besteht sein Rahmen aus Eschenholz. Das ist hart und gleichzeitig flexibel genug, um Schlaglöcher und schnelle Kurvenfahrten auf Landstraßen unbeschadet zu überstehen.

Jetzt schnitzen Forscher wieder am Auto der Zukunft. Wenn es nach Stefan Böhm von der Universität Kassel geht, soll Holz im Automobilbau eine Renaissance erleben. "Überall dort, wo es nach heutiger Kenntnis möglich wäre, kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe einzubauen, oder sie schon verwendet werden, könnten holzbasierte Multimaterialsysteme zum Einsatz kommen", sagt Böhm, der das Projekt mit dem sperrigen Namen "Holzformteile als Multimaterialsysteme für den Einsatz im Fahrzeugrohbau" (Hammer) koordiniert. Daran ist neben dem Fraunhofer-Institut für Holzforschung in Braunschweig auch Volkswagen beteiligt.

Aus Holz könnte unter anderem bald die B-Säule sein, die Verbindung von Autoboden und Dach zwischen Vorder- und Hintertür. Für Böhm bietet Holz viele Vorteile: Es wächst überall, ist CO2-neutral, braucht bei der Weiterverarbeitung wenig Energie und ist leicht wiederzuverwerten.

Entscheidend für den Erfolg ist die richtige Kombination der Hölzer wie Pappel, Esche oder Buche und die richtige Ausrichtung der Furnierlage. Zwischen den Holzschichten einlaminierte Metall- oder Polymerfolien sollen die Struktur zudem unfallsicher machen. Spätestens in eineinhalb Jahren soll der erste Prototyp mit möglichst vielen Holzteilen fertig sein.

Materialmix: Bunt gemischt

Aber was tun, wenn sich Leichtbau mit vielen extrem teuren Materialien wie Aluminium, Magnesium oder gar Carbonfaserwerkstoffen verbietet, weil das Auto erschwinglich bleiben soll? Dann lohnt sich ein kluger Materialmix, wie etwa Volkswagen ihn im Golf VII einsetzt.

Noch konsequenter setzt Mazda auf einen Materialmix: Nach dem Kleinwagen 2 präsentieren die Japaner Mitte 2012 den SUV CX-5 und jetzt die Mittelklasse-Limousine 6 mit einer ausgeklügelten Leichtbaustruktur aus sogenannten hochfesten Stählen. Je nachdem, ob das Fahrzeugteil besonders crashsicher, langlebig oder formschön sein muss, wählen die Konstrukteure das passende Material dazu aus: Türbeplankungen, die einem Seitencrash standhalten müssen bestehen aus Aluminium und Kunststoff, Instrumententräger aus stabilem Magnesium, die Motorhaube aus leichtem Aluminium und Innenverkleidungen aus Thermoplasten. Diese Kombination lässt alle drei Mazda-Modelle bis zu 100 Kilogramm leichter werden als ihre Vorgänger.

Leserkommentare
  1. angedeutet ist die beste Möglichkeit Gewicht zu spaten ein kleineres Auto zu kaufen. Früher musste es doch auch nicht der Landrover sein. Der Käfer oder ein Golf 1 reichten den Meisten. Also sollte uns heute auch ein Kleinwagen reichen, der mehr Komfort und mehr Sicherheit bietet als die zwei genannten Volkswagen.

  2. um mittels High-Tech-NASA-Weltraumerprobten Supermaterialien Gewicht zu sparen.

    Aber keiner kommt auf die Idee, einfach nur auf den elektrischen Hämmorhoidenwärmer zu verzichten...

    Am leichtesten sind immer noch die Dinge, die man gar nicht einbaut!

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    auf deren Bau man ganz verzichtet oder ganz heißer Tipp: FAHRRÄDER!

    • Zack34
    • 23. Dezember 2012 16:50 Uhr

    Zitat: "Aber keiner kommt auf die Idee, einfach nur auf den elektrischen Hämmorhoidenwärmer zu verzichten..."

    Jetzt, wo die Autoindustrie endlich weiß, wo sie ansetzen müsste, sind alle Sorgen um den künftigen Leichtbau weg.

    • wd
    • 23. Dezember 2012 12:53 Uhr

    Mein Wagen hat eine Start-Stopp-Automatik, die ich fast regelmäßig nach dem Starten abschalte.
    Zitat:
    „Schon wenn Ingenieure den Verbrennungsmotor mit einer Start-Stopp-Automatik oder einem Turbolader ausrüsten, klettert das Gewicht des Fahrzeugs um 50 Kilogramm.“
    Fehlt da das Wort jeweils?
    Woher kommt die zusätzliche Masse bei der Start-Stopp-Automatik?
    Kennt jemand die Antwort?

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    • RGFG
    • 23. Dezember 2012 13:11 Uhr

    Wozu schaltet man die Start-Stopp-Automatik aus? ist das Ding wirklich so schlecht?!

    Btw - die Start-Stopp-Automatik verursacht gar nicht so sehr viel zusätzliches Gewicht; stärker dimensionierte Anlasser und Batterie; der Rest ist Steuerungssoftware, die die meist ohnehin schon vorhandenen Sensoren geeignet vernetzt.

    Der Unterschied ist im wesentlichen der Startergenerator, da er das Auto deutlich öfter starten muss, als ein herkömmlicher, muss er deutlich robuster gebaut sein. Dazu kommt, wahrscheinlich noch die höhere Leistung des ISGs, da sie ja nicht 2sek. warten wollen bis das Auto an der Ampel anspringt. Und wie schon genannt die benötigte größere Batterie. Allerdings halte ich 50kg schon für hoch angesetzt

    • Plupps
    • 23. Dezember 2012 18:04 Uhr

    Genrator und Lichtmaschine und Batterie sind jeweils ne Nummer größer ausgelegt - dazu noch ein bisschen Kleinkram
    Für jemand in Lüchow Danneberg bringt das sicher nichts, in der Stadt wohl schon

    • 2b
    • 23. Dezember 2012 13:01 Uhr

    wäre interessant, wie Wiederverwendung/Upcycling, Rohstoffgewinnung und -konkurrenzen, sowie Energieeinsatz und Umweltverträglichkeit in Massenverwendung sich auswirken würden???

    faszinierend sind die neuerlichen Möglichkeiten natürlich und vielleicht auch für Antriebsflügel der Windkraftanlagen vorteilig?

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    für Windkraftanlagen gibt es bereits jetzt schon, eine österreichische Firma bietet dies an: http://alpswind.at/entwic...

    Vor wenigen Tagen ist hierzu auch eine Prototypanlage in Deutschland in Betrieb genommen worden.

    • Zack34
    • 23. Dezember 2012 17:24 Uhr

    "Die neuerlichen Möglichkeiten" in FVK sind längst Standard beim Bau von Rotorblätter der Windkraftanlagen.

    • RGFG
    • 23. Dezember 2012 13:11 Uhr

    Wozu schaltet man die Start-Stopp-Automatik aus? ist das Ding wirklich so schlecht?!

    Btw - die Start-Stopp-Automatik verursacht gar nicht so sehr viel zusätzliches Gewicht; stärker dimensionierte Anlasser und Batterie; der Rest ist Steuerungssoftware, die die meist ohnehin schon vorhandenen Sensoren geeignet vernetzt.

    Antwort auf "Bin irritiert"
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    • wd
    • 23. Dezember 2012 13:40 Uhr

    und bei niedrigen Temperaturen (fahre häufig Kurzstrecke, bei Langstrecken spielt eine mögliche Benzinersparnis eh keine Rolle) schaltet sie sich automatisch ab.
    Mein Akku ist nicht größer als der Akku im Vorgängerwagen.
    Ich las nur einen Artikel des ADAC, der vermehrte Pannen eines bestimmten Typs auf die Start-Stopp-Automatiken zurückführt (z.B. defekter Anlasser).
    Bei Kurzstreckenverkehr (5km) habe ich 3 Ampeln auf der Strecke. Die Wartezeit an den Ampeln beträgt maximal 2 Minuten. Statistisch gesehen warte ich also durchschnittlich maximal 1 Minute vor jeder Ampel. Wahrscheinlich aber weniger, weil ich bemerke, dass die Ampel 2mal zügig umgeschaltet wird, wenn ich aus einer bestimmten Fahrtrichtung komme. Man möchte also den Rückstau bei diesen Richtungen vermeiden. Lange Schlangen vor Ampeln gibt es bei uns nicht.
    Bei der Anzeige des Verbrauchs pro 100km ergibt sich kein Unterschied egal ob die Automatik ein oder ausgeschaltet ist. Der Verbrauch steigt nur wenn der Beifahrer beim Einsteigen trödelt, weil er noch die Blumen im Vorgarten betrachten möchte.

  3. Leichtere Autos bedeuten auch, dass weniger Material verbaut wird, was auch meistens bedeutet, dass das Fahrzeug in verschiedenen Dingen unzuverlässiger wird. Z.B. die alten Grauguß Motoren. Sind zwar sehr schwer, aber dafür halten sie auch ewig. Die neueren Alumotoren, sind im Vergleich anfälliger und das bedeutet auch, dass sie die Umwelt mehr belasten, da sie öfter ausgetauscht werden müssen. Die Herstellung ist nämlich immer noch die größte Umweltbelastung.
    Aber wenn man wieder was unsinnig regelt, wird eben nicht wirklich darauf geachtet, dass es Umweltbewusst ist, sondern nur der Verbrauch, also die Regeln, eingehalten werden.
    Planwirtschaft eben.

  4. für Windkraftanlagen gibt es bereits jetzt schon, eine österreichische Firma bietet dies an: http://alpswind.at/entwic...

    Vor wenigen Tagen ist hierzu auch eine Prototypanlage in Deutschland in Betrieb genommen worden.

  5. indem man auf das Automobil gänzlich verzichtet.
    Das war schon vor 50 Jahren so und das wird auch in 50 Jahren so sein. Alles andere dient der reinen Unterstützung der Automobil-Industrie, was ja auch nicht schlecht sein muss zu Zeiten grosser wirtschaftlicher Unsicherheit und Angst um Symbole des eigenen Status ;-)

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    Das geht so nicht, wer so was schreibt ist weltfremd. Die Stadt kann weder alle Menschen aufnehmen, noch alle Arbeitsstaedten. Es wird immer Pendler geben. Es wird immer Aussendienst geben. Eine Krankenschwester kann auch nicht mit dem Fahrad kommen.

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  • Quelle WirtschaftsWoche
  • Schlagworte Volkswagen | Audi | BMW | Bugatti | Mazda | ThyssenKrupp
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