Leichtbau Kunststoff ersetzt Aluminium: 20 % Gewicht eingespart

Autor: Juliana Pfeiffer

Ein Nockenwellenmodul aus einem Hochleistungsfaserverbund reduziert das Gewicht eines Verbrennungsmotors um 20 % – in einem Demonstrator des neuen Mercedes Benz Motors wirkt sich der Multimaterial-Leichtbau gleich doppelt positiv aus.

Eine monolithische Bauweise mit integrierten Lagern erleichtert die spätere Montage des Nockenwellenmoduls aus Kunststoff.
Eine monolithische Bauweise mit integrierten Lagern erleichtert die spätere Montage des Nockenwellenmoduls aus Kunststoff.
(Bild: Fraunhofer ICT)

Ingenieure des Mahle Konzerns haben gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT und weiteren Partnern ein Nockenwellenmodul entwickelt, das rund 600 g Gewicht im Vergleich zur konventionellen Bauweise mit Aluminium einspart. Das entspricht rund 20 %. Einer von zwei dieser entwickelten Nockenwellenmodulen wurden in einem Demonstrator des neuen Mercedes Benz Motors verbaut, die sich im oberen Bereich des Motorbauraums befinden. Hier wirkt sich der Material-Leichtbau gleich doppelt positiv aus: Zum einen wird durch den Leichtbau der Energieverbrauch und damit der CO2-Ausstoß reduziert und zum anderen lässt sich so auch der Schwerpunkt des Fahrzeugs senken und an Fahrdynamik gewinnen.

Gesamten Prozess preiswerter gestaltet

Gemeinsam mit dem Projektpartner Mahle hatte das Fraunhofer ICT schon länger die Idee gehabt, Hochleistungskunststoffe dort einzusetzen, wo sie auch Vorteile bringen, wie das der Gewichtsreduzierung. Gerade dieses Thema ist in der Automobilindustrie stark kostengetrieben. „Mit diesen Materialien, auch wenn sie pro Kilogramm nicht günstiger sind als Aluminium, kann der gesamte Prozess preiswerter gestaltet werden“, sagt Dr. Lars-Fredrik Berg vom Fraun­hofer ICT. Um ein solches Gehäuse in Aluminium herzustellen, benötige man sehr kostenintensive Werkzeuge, so der Experte. Zudem haben sie eine begrenzte Lebensdauer. „Die Werkzeuge für die Kunststoff-Variante sind zwar auch kostenintensiv, aber sie haben eine fünf bis zehnfach höhere Lebensdauer als für das Pendant für Aluminiumbauteile“, betont Berg einen Vorteil.

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 Juliana Pfeiffer

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Fachredakteurin Forschung & Entwicklung, Vogel Communications Group GmbH & Co. KG