Leichtbau : Wie Autos abspecken
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Karbon und Titan

Karbon: Schwarz und stark

Das Sandwich ist außen pechschwarz, zwischen den zwei dünnen Lagen quillt ein fingerdicker weißer Schaumkern heraus. Das Sandwich ist nicht essbar, es erleichtert vielmehr Autos um etliche Kilo. Es kombiniert kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff mit einem preisgünstigeren Hartschaumstoffkern. Das Konstruktionsprinzip des Essener Konzerns Evonik hat sich bereits in der Luft- und Raumfahrt sowie im Yachtbau als steif und fest erwiesen.

Die Gewichtsunterschiede sind enorm: Die herkömmliche Heckklappe eines VW Golf V wiegt 23 Kilogramm, eine mit dem Evonik-Material hergestellte gerade noch 3,84 Kilogramm – mehr als 80 Prozent weniger. Das Sandwich-Material setzen im Moment vor allem die Hersteller von Supersportwagen wie McLaren ein.

Die Autowelt beobachtet derweil genau, ob es BMW wirklich gelingt, 2013 das neue Elektroauto i3 in Serie zu bauen. Der Wagen soll einen Rahmen aus Leichtmetall und einen Aufbau aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff erhalten. Das macht die Karosserie um 300 Kilogramm leichter als ein normaler Kompaktwagen. Und zum ersten Mal im Automobilbau wollen die Bayern den anspruchsvollen Werkstoff in einer Serienfertigung verwenden. Gelingt ihnen das, könnten sie das Material in vielen weiteren Fahrzeugen einsetzen.

Titan: Ultraleicht, superteuer

Der Traum aller Ingenieure ist gleichzeitig der Albtraum aller Kosten-Kontrolleure: Titan. Der Werkstoff ist zwar korrosionsfrei, extrem fest und langlebig. Doch ein Titanblech ist mindestens zehn Mal so teuer wie ein Stahlblech.

Deshalb bleibt sein Einsatz bis jetzt auf Superrennwagen wie den 1001 PS starken Bugatti Veyron oder den Elektro-Flügeltürer für Superreiche, Mercedes SLS E-Cell, beschränkt. Im Bugatti findet sich mehr als 50 Kilogramm des wertvollen Materials, beispielsweise an Bremsen, Hitzeschilden, Schrauben und Bolzen. Auch der SLS E-Cell, ein Elektroauto mit Formel-1-Technik und 533 PS Leistung, nutzt Titan für die korrosionsempfindlichen Verbindungsstellen zwischen Carbon und Alu. Der SLS soll 2013 für rund eine Viertelmillion Euro zu kaufen sein – da spielt der hohe Titanpreis nur eine untergeordnete Rolle.

Noch experimentieren die Konstrukteure, welches Material am besten Leichtigkeit und Wirtschaftlichkeit vereint. Derzeit kommen in Karosserien, dem schwersten Einzelteil der Autos, laut der Unternehmensberatung PricewaterhouseCoopers zu 70 Prozent Stahl, 20 Prozent Aluminium und acht Prozent Magnesium zum Einsatz.

Nach einer McKinsey-Studie werden sich bei Klein- und Mittelklassefahrzeugen mittelfristig hochfeste Stähle durchsetzen, in der Oberklasse soll ein Mix aus Kunststoff, Aluminium und Magnesium überwiegen, in der Luxusklasse kommen die teuren Karbonfasern zum Einsatz.

Wie Abspecken auf die ganz einfache Art geht, zeigt Peugeot gerade mit dem neuen Kleinwagen 208. Der wiegt 173 Kilo weniger als sein Vorgänger. Der wichtigste Grund für den Gewichtsverlust: Statt wie sonst bei jedem Generationswechsel in die Länge zu gehen, haben die Franzosen den 208 um sieben Zentimeter gekürzt.

Erschienen in der WirtschaftsWoche

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)