Leichtbau – schwere Kost?


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Es klingt so einfach und ist doch so schwer: Runter mit den Pfunden! Denn unsere Autos müssen erheblich leichter werden. Leichtbau-Technologien rücken deshalb zunehmend in den Fokus bei Automobilherstellern und Zulieferern.

Vincken Leichtbau

Was Porsche als Philosophie im Sportwagenbau verinnerlicht hat, drängt zunehmend in das Bewusstsein der großen Entscheider in der Autoindustrie: Weniger ist mehr. Ein Carrera-Motor etwa hat weniger Hubraum und weniger PS als die gleich potente Konkurrenz, doch ist der 911er deswegen kein bisschen langsamer als Lamborghini oder Ferrari. Wohl aber leichter.

Unsere Autos werden zwar immer schneller, größer, stärker, sicherer, aber eins eben nicht: leichter. Weniger Kilogramm, weniger Leistungsbedarf, weniger Verbrauch, weniger Emissionen.

Sicherheit und Komfort zählen unstreitig zu den maßgeblichen Gewichtstreibern im Automobilbau. Zielkonflikte sind damit aber vorprogrammiert. Denn die Kunden sind, was Komfort und Sicherheit angeht, zu keinerlei Kompromissen bereit.

Die abgespeckten Zukunftsstudien befürwortet zwar jeder – wünscht sich diese aber eher in Nachbars Garage als in der eigenen. Gleichzeitig tauchen bei Elektrofahrzeugen bereits neue Gewichtstreiber auf. Werden unsere Autos wider besseres Wissen zu Pummelchen der Mobilität?

Seit vielen Jahren fordern Automobilexperten eine Trendwende hin zu leichteren Fahrzeugen. Besonders plastisch bringt es etwa Horst Friedrich auf den Punkt: 5:500 lautet die Formel des Direktors des Instituts für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart. Im Klartext: Friedrich fordert ein Auto, das fünf Personen Platz bietet und nur 500 Kilogramm schwer ist. Das klingt utopisch, denn allein ein aktueller VW Golf VI wiegt leer rund 1,3 Tonnen. Und Geländewagen oder Oberklasse-Fahrzeuge wuchten schnell mal zwei Tonnen auf die Waage. Die «Übeltäter» sind schnell ausgemacht: Klimaanlage, Airbags, elektrische Stellmotoren, Sicherheitsstrukturen, Glasflächen, große Räder und Bremsen und vieles mehr – alles zusätzliches Gewicht, das an der Ampel jedes Mal mit beschleunigt werden muss. Und das kostet eben Sprit. «Wenn wir den Verbrauch und damit den Kohlendioxidausstoß von Autos mit Verbrennungsmotoren senken wollen, kommen wir auch an einer deutlichen Gewichtsreduzierung nicht vorbei», sagt Friedrich. «Bei Elektroautos», ergänzt Stefan Kienzle, Leiter Material- und Produktionsentwicklung bei Daimler, «spielt das Gewicht sogar eine zentrale Rolle.» Denn Elektroautos benötigen bekanntermaßen schwere Batterien, um nicht noch öfter als derzeit üblich zum Nachladen an die Steckdose zu müssen. Ein Elektrofahrzeug im Stil eines Mittelklasse-Pkw etwa müsse, um 500 Kilometer weit zu kommen, eine rund 500 Kilogramm schwere Batterie mit sich führen. Keine angenehme Vorstellung.

Damit Autos leichter werden, ohne dass die Sicherheit leidet, müssen ganz andere Werkstoffe als bisher zum Einsatz kommen. Zwar haben hochfeste Leichtstähle und speziell legiertes Aluminium, in Einzelfällen auch Magnesium, schon lange im Automobilbau Einzug gehalten. Doch das reicht nicht. Die beste Kombination von Gewichtseinsparung und Stabilität bieten derzeit kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK). CFK ist zwar nicht nur rund dreißig Prozent leichter als Aluminium und nur halbso schwer wie Stahl, aber auch deutlich teurer. Derzeit kostet ein Kilo der Fasern nach seinen Worten je nach Anwendungsgebiet zwischen 25 und 900 Euro. «Wenn Autos halbwegs bezahlbar bleiben sollen, kommen Sie an einer Mischung verschiedener Werkstoffe nicht vorbei», sagt Friedrich. Stichwort: Multi-Material-Design. Stahl ist im Auto nach Ansicht des DLR-Experten übrigens auf dem absteigenden Ast. Der in Serie gebaute 3-Liter-Lupo von VW bestand noch zur Hälfte aus Stahl- und Eisenwerkstoffen, bei der Einliter-Studie waren es nur noch vier Prozent. Zum Vergleich: Aktuelle Kompaktfahrzeuge bestehen zu rund zwei Drittel aus Stahl. Auf dem Würzburger Automobil-Gipfel 2010 stieß Rennfahrerin Ellen Lohr ins gleiche Horn: «Es gibt keinen Fahrer oder Mechaniker, der nicht darauf getrimmt ist, alles so leicht und leichtläufig wie möglich zu bauen – das ist das ganze Geheimnis. Wann endlich der oft zitierte Leichtbau denn nun komme, fragte die Gastrednerin ebenso logisch wie provozierend und forderte eine Radikalinnovation in Sachen Fahrspaß, Nutzwert und Verbrauch. Der Mut zum Leichtbau muss in die Konzeptphase eines neuen Automobils hinein. Leichtbau ist planbar. Er muss in den Köpfen der Ingenieure verinnerlicht werden.»

«Wenn die Kosten keine Rolle spielen würden», so Friedrich, «wären im Karosserie-bereich fünfzig oder sechzig Prozent Gewichtsersparnis möglich.» Die Rohkarosserie eines Golf würde dann statt knapp 300 nur noch 150 Kilogramm wiegen. Das Gesamtgewicht des dann zudem sehr teuren Golfs läge dann statt bei 1,3 aber immer noch bei gut 1,1 Tonnen. «Um mehr Gewicht zu sparen, brauchen wir ganz andere Fahrzeugkonzepte», sagt Friedrich. Alternative Autos mit E-Motoren direkt an den Radnaben etwa bräuchten keinen Motorraum mehr, so Friedrich, um nur ein Beispiel zu nennen.

Inzwischen fördert sogar die EU die Entwicklung eines Projekts «Super Light Car», das bis zu dreißig Prozent leichter als bisher üblich sein soll.

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