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Leichtbaukonzept für den Antriebsstrang

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Bislang wird der Leichtbau vorwiegend im Karosseriebau umgesetzt. Im Bereich des Antriebsstranges kam es zu keiner vergleichbaren Gewichtseinsparung. Forscher haben nun eine Möglichkeit gefunden, das Gewicht des Antriebsstranges um ein Viertel zu reduzieren.

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Weniger Fahrzeuggewicht ist nicht nur im Hinblick auf steigende Kraftstoffverbrauche, sondern auch mit Blick auf die elektrisch betriebenen Fahrzeuge mit ihren schweren Akkus, eine effektive Maßnahme für mehr Effizienz.
Weniger Fahrzeuggewicht ist nicht nur im Hinblick auf steigende Kraftstoffverbrauche, sondern auch mit Blick auf die elektrisch betriebenen Fahrzeuge mit ihren schweren Akkus, eine effektive Maßnahme für mehr Effizienz.
(Bild: Freudenberg)

Autos sollen sicherer, komfortabler und leistungsfähiger werden. Mit diesen Ansprüchen steigen auch die Fahrzeuggewichte und der damit verbundene Kraftstoffverbrauch stetig an. Zudem haben insbesondere Leichtbauideen, die mit einer Veränderung der Werkstoffe einhergehen, Konsequenzen für die Konstruktion und Fertigung. Dieser erhöhte Aufwand in der gesamten Prozesskette hielt die Konstrukteure bislang von der Umsetzung der Leichtbauansätze im Antriebsstrang ab.

Hohes Leichtbaupotenzial

Eine Lösung für das Problem haben jetzt drei Wissenschaftler im Rahmen eines Projekts der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) gefunden: Sie entwickelten einen neuen Werkstoff, der für Bauteile im Antriebsstrang eingesetzt werden kann und dort zu einer Gewichtsreduzierung von bis zu 26 Prozent führt. Die Entwicklung birgt aber noch mehr Potential: Neben der so genannten primären Gewichtsreduktion ist zusätzlich das Potential für eine sekundäre Gewichtsreduktion vorhanden, denn das neue Werkstoffkonzept eignet sich auch für weitere Komponenten im Antriebsstrang.

„Studien zeigen, dass mehr als dreiviertel der Bauteile des Antriebsstrangs ein deutliches Leichtbaupotential besitzen. Mithilfe unseres neuen Werkstoffkonzeptes konnten wir dieses hohe Leichtbaupotential an einem konkreten Beispiel aufzeigen“, erläutert Dr. Holger Surm vom Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT Bremen. „Bei der Werkstoffentwicklung haben wir auf existierende Einsatz- und Vergütungsstähle aufgebaut, denn diese sind bereits in der Industrie bekannt. Das erleichtert den Firmen den Transfer der Ergebnisse in ihre industriellen Produktionsketten“, beschreibt Wirtschaftsingenieur Clemens Neipp von der RWTH Aachen University das Vorgehen.

Die Forscher hätten die Stähle hinsichtlich ihrer Legierungszusammensetzung und ihrer thermochemischen Wärmebehandlung zielgerichtet verändert, erklärt der dritte beteiligte Wissenschaftler und Maschinenbauingenieur Christian Weber von der TU München und betont, dass „der veränderte Einsatzstahl schon während der Projektphase ohne Modifikationen an den bestehenden Anlagen industriell hergestellt werden konnte.“

Rainer Salomon, Geschäftsführer der FOSTA, stellt fest, dass die Ergebnisse des IGF-Projekts weit über die Entwicklung eines optimierten Einsatzstahles hinausgehen. „In Verbindung mit dem Innovationsnetzwerk Massiver Leichtbau konnten wir sehr gute Ansatzpunkte finden, um Innovationshemmnisse zu überwinden. Für mich ist dieses Projekt ein herausragendes Beispiel für anwendungsorientierte Forschung im vorwettbewerblichen Bereich für KMU“, so der Ingenieur.

Das Projekt war im November 2019 unter den letzten drei Finalisten bei der Wahl zum Otto von Guericke-Preis der AiF. Der Preis wird einmal im Jahr für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der IGF vergeben und ist mit 10.000 Euro dotiert.

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