Hybrider Leichtbau: Das Auto auf Diät: Leichtbau verringert Schadstoffausstoss

aluminiumkarosserie

Wie kann Autofahren umweltverträglicher werden? Diese Frage beschäftigt Automobilentwickler, Umweltschützer und Verbraucher gleichermaßen: denn ein umweltfreundliches Auto schützt die Umwelt durch einen geringeren Schadstoffausstoß und verbraucht weniger Kraftstoff, dadurch wird dann auch das Tanken günstiger. Die intelligente Technologie des hybriden Leichtbaus bringt viel Neues in die Automobilbranche – und das ist gut für Mensch und Umwelt.

leichtbauUm den Ausstoß des schädlichen Kohlenstoffdioxids (CO₂) durch Autos zu verringern, haben Daimler-Mitarbeiterinnen und -mitarbeiter eine neue Leichtbau-Technologie entwickelt. Das bedeutet, dass das Auto aus besonders leichten Teilen besteht, denn je leichter das Auto ist, desto weniger Kraftstoff verbraucht es. Gleichzeitig macht sich die hybride Leichtbau-Technologie die unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Materialien zunutze: je nachdem, um welches Teil es sich handelt und wo es sich im Auto befindet, werden verschiedene Materialien oder Werkstoffe verwendet. Man spricht dann von einem hybriden Leichtbau. Hybrid meint dabei also, dass sich das Produkt aus verschiedenen Materialien zusammensetzt.

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Die Abbildung veranschaulicht, welche Materialien in diesem Auto verwendet wurden und an welchen Stellen die jeweiligen Werkstoffe eingesetzt werden.

Bei dem abgebildeten Auto wird beispielsweise für die Karosserie leichtes Alu-Blech verwendet (in der Abbildung grün), die Windschutzscheibe ist dagegen in Stahl eingefasst (in der Abbildung gelb dargestellt). Das harte Material Stahl stützt nämlich die relativ zerbrechliche Windschutzscheibe optimal. Es gilt hier das Motto: „Der richtige Werkstoff am richtigen Ort“.

Welches Material bei welchem Modell?

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Diese Autokarosserie ist aus Aluminium und war sehr schwer zu produzieren, denn das Material muss von den Maßen her genau passen. Die Abweichungen dürfen nur weniger als 1 mm betragen.

Die wichtigsten Materialien für den Leichtbau sind hochfeste Stahlarten (z.B. für die Ummantelung der Windschutzscheibe), Aluminium (Karosserie), Magnesium (komplexe Innenteile für Türen) und faserverstärkte Kunststoffe (Stoßdämpfer, Heckdeckel). Aber nicht nur die jeweilige Stelle im Auto entscheidet über die Auswahl des passenden Materials, sondern auch das Automodell. Je nachdem, um was für ein Modell es sich handelt, werden nämlich unterschiedliche Werkstoffe verwendet oder in verschiedene Verhältnisse zueinander gesetzt.

Ein Blick in die Entwicklung

Zunächst werden bei Daimler die Trends in der Materialentwicklung untersucht. Dann können neue Konzepte für den Rohbau mit bewährten und neuartigen Materialien entwickelt werden. Wichtig dabei ist, dass auf Sicherheit und ein insgesamt geringes Fahrzeuggewicht geachtet wird, denn: 100 Kilogramm weniger Fahrzeuggewicht senken den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid um etwa 7,5 Gramm pro Kilometer.

Hinzu kommen die Faktoren Aerodynamik und Steifigkeit. Auf das Auto bezogen beschreibt die Aerodynamik das Verhalten des Autos bei Luftwiderstand: Wenn das Auto zum Beispiel schneller fährt, ist der Luftwiderstand größer und es wird mehr Kraftstoff verbraucht.

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Die Aerodynamik eines Autos wird im sogenannten Windkanal getestet: dort treffen mehrere gebündelte Luftströme mit hoher Geschwindigkeit auf das Auto. Sie sind als weiße Streifen im Foto erkennbar.

Wie Aerodynamik und Design aufeinander abgestimmt sein müssen, erfahrt ihr im Video. Der zweite Faktor, die Steifigkeit, meint die Belastbarkeit des Materials unter Einwirkung verschiedener Kräfte. Das ist wie bei deinen Fußball- oder Joggingschuhen: beim Laufen biegt sich die Schuhsohle und muss trotzdem dem festen Untergrund auch genügend Widerstand entgegensetzen, damit sie nicht verformt wird.

Ebenso müssen die Autoreifen eine bestimmte Steifigkeit aufweisen, um den Belastungen durch Wetter oder Untergrund standzuhalten. Die Steifigkeit variiert außerdem je nach Funktion. So brauchen die Reifen eines Mountainbikes, die auch unwegsames oder steiniges Gelände meistern müssen, eine größere Steifigkeit als beispielsweise ein Rennrad. Nach demselben Prinzip benötigt ein kleines Stadtauto insgesamt eine geringere Steifigkeit als ein solider Geländewagen.

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