Leichtbau : Wie Autos abspecken
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Magnesium und Stahl

Magnesium: Fest und leicht

Der legendäre VW Käfer hatte die Zukunft bereits an Bord. Sein Boxermotor im Heck des Wagens besteht teilweise aus Magnesium. Der Stoff ist vier Mal leichter als Stahl und rund eineinhalb Mal leichter als das Leichtmetall Aluminium. Doch irgendwann wuchs bei den Kunden die Lust auf mehr Leistung. Dafür brauchten die Motor-Konstrukteure Materialien, die mehr Hitze aushalten konnten als Magnesium.

Erst als neue Legierungen, also Mischungen mit anderen Metallen, das Material fester machten, interessierten sich die Ingenieure wieder für Magnesium. Denn der Werkstoff hat einige gewichtige Vorteile: Er ist weltweit in großen Mengen verfügbar und ähnlich leicht und preisgünstig zu bearbeiten wie Stahl.

Magnesium-Lenkräder sind daher bereits Standard. Auch Felgen werden aus dem Werkstoff gefertigt. VW , Audi und Mercedes setzen zudem Getriebegehäuse aus Magnesium ein. Nun arbeiten Wissenschaftler daran, das Leichtmetall an weiteren Stellen einzusetzen, für leichtere Sitze etwa. Das Problem: Dafür brauchen sie Magnesiumbleche, die aber zwei- bis dreimal teurer sind als die Alu-Pendants.

Deshalb arbeitet Karl Ulrich Kainer vom Institut für Werkstoffforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht bei Hamburg an einem Verfahren, bei dem die Hersteller das Magnesium nicht mehr bis zu 40 Mal, sondern nur noch dreimal walzen müssen, bevor das Blech fertig ist. Das würde die Fertigung deutlich billiger machen.

Stahl: Bewährt und günstig

Die neue Konkurrenz durch Aluminium und Carbon aber hat auch die Stahlkocher aufgeschreckt. Auch sie bewegen sich daher, um ihr Material leichter zu machen. So setzt Volkswagen im Golf VII auf sogenannte hochfeste und ultrahochfeste Stähle, mit denen die Wagen bis zu einem Drittel leichter werden als ihre Vorgänger. Ähnliche Stahlinnovationen setzen auch Mercedes in der A-Klasse und Mazda in seinem Mazda 6 ein.

In dem Feld tut sich gerade einiges: Der Stahlkonzern Salzgitter baut gerade eine Produktion für sein neues Produkt HSD-Stahl auf. Es ist eine manganhaltige Legierung, der die Stahlkocher Aluminium und Silizium beigemischt hatten. Damit ist der neue Stahl um bis zu einem Drittel leichter als herkömmlicher.

Konkurrent ThyssenKrupp dagegen setzt auf eine Sandwich-Konstruktion von zwei dünnen Stahldeckblechen, die einen Kunststoffkern umschließen. Damit wollen die Entwickler die Festigkeit von Stahl mit dem geringen Gewicht von Kunststoff verknüpfen. Um zu zeigen, wie leicht der Werkstoff ist, hat ThyssenKrupp daraus ein Ultraleichtbaufahrzeug entwickelt. Das Elektroauto namens Ineco wiegt mit Batterien weniger als 900 Kilogramm.

Kommentare

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Wie unter dem Artikel zum Golf 7

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.

Bin irritiert

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?

Das Ding funktioniert prima

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.

der Unterschied

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

WD...funktioniert prima....

Na, da sind Sie ein Glücklicher.
Bei meinem Neufahrzeug funktioniert die SSA nämlich nur wenn diese auch will.
Ein viermaliger Werkstattbesuch mit Analyse konnte auch darn
nichts ändern.
Die Start-Stop Automatik ist eine reine Alibifunktion des Herstellermarketings und damit technisch eine Totgeburt.
Die SSA zeigt die Grenzen technischer Integration auf, es kann funktionieren, muss aber nicht.

Lesen Sie in den Foren der einzelnen Hersteller, Ford, BMW, Mitsubishi...überall das Gleiche, Probleme und technische Inkompetenz des Wartungspersonals der Hersteller.

Übrigens brauche ich sowas auch nicht, Anlasser und Turbolader werden auch nicht gerade erfreut sein.

bei Verbundmaterialien, ...

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?

fossile Rohstoffe, ...

bei FaserVerbundKunststoffen der Rotorflügel wird eine thermische Umwandlung des zerkleinerten Werkstoffes und folgende Beimischung des dabei anfallenden Klinkermehls zu neuerlichen Betonfundamenten bei (Repowering)Anlagen vorgedacht. (siehe Fraunhofer Institut)

Ob wir damit schon zufrieden sein sollten (Erdöl- oder Erdgasverbrauch zur langfristigen Bereitstellung der Windkraftflügel?), wäre nach Abschätzung der weltweit erforderlichen Mengen vielleicht leichter erkennbar?
Die Renaissance bekannter Materialien in neuer Kombination (Holz->Aufbereitung->Unfallrisiken minimieren, als Nachtrag zu #4) ist aus meiner Sicht sinnige Forschung für einen HighTech_Industriestandort4.0? ...

(Danke auch an CHT Sigur, #7)