Die Werkstoffwahl im Fahrzeugbau muß den Leichtbau zur Reduzierung des Treibstoffverbrauches, die Lebenszykluskosten, die Recyclingfähigkeit, die Ökobilanz und die Lärmreduzierung berücksichtigen. Anhand von Werkstoffsubstitutionen und deren Begründungen im Triebstrang und der Karosserie wird demonstriert, wie diese Anforderungen die Werkstoffwahl beeinflußen. Bei den neuen 37 kW- und 74 kW-Motoren des Polos und Passats konnten durch Substitution des Graugußes durch Aluminium etwa 50 % des Gewichtes der Zylinderkurbelgehäuse eingespart werden. Dagegen ist bei den Getriebegehäuse Aluminium dem Magnesium unterlegen. Beide Werkstoffen sind nicht neu im Fahrzeugbau. Aluminium wurde bereits in den Dreißiger Jahren im Fahrzeugbau. Aus Magnesium bestand der Motorblock des legendären Käfers. Da aus Gründen der Dichtheit alle Teile des Triebstranges gegeneinander isoliert sind und überwiegend verschraubt werden, ist im Triebstrang eine für das Auto selten vielfältige Werkstoffmischung möglich, die keramische Werkstoffe, zB für Katalysatoren und Ventile, sowie Titan und faserverstärkte Kunststoffe einschließt. Im Karosseriebau dominierte dagegen lange Jahre das Stahlblech. Alternativen für Nischenmärkte wie Renn- und Sportwagen drängen zunehmend in den Großserienmarkt. Neben der Substitution bei Einzelteilen wie Hauben, Klappen und Kotflügeln finden sich auch schon ganzheitliche Substitutionen wie die Kunststoff-Außenhaut des Renault Espace und die Aluframe-Struktur des Audi A8. Die Erfahrungen zeigen jedoch, daß ein einziger Werkstoff nicht alle Anforderungen wie Energieaufnahme, Beulfestigkeit und Biegesteifigkeit bei Außenflächen sowie Steifigkeit bei Hohlprofile gleich gut erfüllen kann. Die ganzheitliche Substitution erfordert zudem eine Anpassung der gesamten Fertigunglinie an den neuen Werkstoff und wie beim Spaceframe-Konzept einen neuen konstruktiven Lösungsansatz. Auch die partielle Substitution, die Wahl des jeweils optimalen Werkstoffes, muß durch die notwendige Verträglichkeit mit anderen Werkstoffen in der Fertigung, speziell der Fügetechnik, und im Gebrauchsverhalten hohe Hürden überwinden. Der Trend geht jedoch in Richtung 'multi material design', wobei der Stahl durch Leichtbau-Konstruktionen wettbewerbsfähig bleiben wird.


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    Titel :

    Stahl oder Aluminium - wie sieht das Auto der Zukunft aus


    Weitere Titelangaben:

    Steel or Aluminium - The development of material usage in car manufacturing


    Beteiligte:
    Friedrich, H. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    1997


    Format / Umfang :

    23 Seiten, 12 Bilder


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch