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Leichtbau Thinking-Award zeichnet Leichtbauideen aus

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Ein kompakter E-Motor mit 80 % geringerem Gewicht als vergleichbaren Motoren; Leichtbau-Chassis eines Kleintransporter mit 30 % mehr Nutzlast und ein modular aufgebauter Leichtbau-LKW-Rahmen – das sind die Gewinner des Thinking-Awards 2020.

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Die Erstplatzierten Dipl.-Ingenieure Rainer & Oliver Puls hat einen Elektromotor für Nutzfahrzeuge entwickelt, der durch leichtbau 80 % leichter ist als herkömmliche Antriebe mit gleicher Leistung.
Die Erstplatzierten Dipl.-Ingenieure Rainer & Oliver Puls hat einen Elektromotor für Nutzfahrzeuge entwickelt, der durch leichtbau 80 % leichter ist als herkömmliche Antriebe mit gleicher Leistung.
(Bild: Dipl.-Ingenieure Rainer & Oliver Puls GmbH)

Ressourcenschutz, Erderwärmung, CO2-Reduktion – die Herausforderungen sind da, aber die Lösungen auch. Das zeigen die Gewinner des Thinking-Awards, den die Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg verliehen hat.

„Gewicht einzusparen lohnt sich immer. Denn neben unnötigen Kilos spart man wertvolle Rohstoffe bei der Herstellung von Produkten. Und ein leichteres Flugzeug oder Auto verbraucht weniger Treibstoff und verursacht weniger Emissionen“, erklärte Dr. Wolfgang Seeliger, Geschäftsführer der Landesagentur, zu Beginn der Verleihung. So könne der Leichtbau einen ganz erheblichen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Das ist der Thinking-Award

Einmal im Monat stellt die Leichtbau BW mit dem Label „Thinking“ eine Leichtbaulösung von Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus Baden-Württemberg vor. Eine Fachjury hat für den Award alle Beiträge aus dem Jahr 2019 noch einmal unter die Lupe genommen und die besten drei Leichtbauinnovationen ermittelt. Außerdem gab es ein Online-Voting für den Community Award, bei dem man für eine Leichtbaulösung abstimmen konnte.

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Elektromotor wird 80 % leichter

Den ersten Platz beim Thinking-Award 2020 ging an die Dipl.-Ingenieure Rainer & Oliver Puls GmbH aus Karlsruhe. Das Unternehmen hat einen Elektromotor für Nutzfahrzeuge entwickelt, der dank Leichtbau 80 % leichter ist als herkömmliche Antriebe mit gleicher Leistung. Möglich machte das vor allem das Leichtbauprinzip der sogenannten Funktionsintegration: Motor und Planeten-Getriebe sitzen in einem Gehäuse, wodurch zwei Funktionen nun in einem Bauteil zusammengefasst werden.

Leichtbauprinzip der Funktionsintegration

Bei dem von Dipl.-Ingenieure Rainer & Oliver Puls entwickeltem elektrischen Antrieb sitzen Motor und Planeten-Getriebe in einem Gehäuse. Dieses ist als stabiles Bauteil ausgeführt und kann daher auch Kräfte aufnehmen, die von der Straße auf die Räder und die Achsen wirken. Die Motor- und Getriebeeinheit kann beispielsweise direkt in eine Starrachse als Kräfte-, Biege- und Drehmoment übertragenes Bauteil integriert werden und brauche keine zusätzlichen Teile zu Befestigung am Chassis.


Auf einen Blick:

  • circa 80 % leichter als Motoren mit vergleichbarer Leistung: mehr Zuladung möglich, geringerer Verbrauch
  • der Elektromotor ist kleiner – mehr Platz für Batteriepackages – höherer Reichweite
  • zwei einzeln regelbare Motoren und Planeten-Getriebe sitzen in einem Gehäuse als tragendes Bauteil – weniger verbaute Teile
  • mehr Freiheit für Konstruktion, z.B. optimierte Positionierung der Batteriepackages im Fahrzeugboden
  • Leichtbau-LKW-Rahmen auf Platz 2

    Auf dem zweiten Platz landete die Edag Engineering GmbH aus Sindelfingen, die mit der Konzeptstudie „Batterange“ zeigt, wie das Chassis von Morgen aussehen kann: Der Leichtbau-LKW-Rahmen ist als eine Art Baukastensystem aufgebaut und lässt sich auf verschiedene Antriebskonzepte variabel anpassen. „Batterange ist ein Konzept, an das wir glauben. Wir sind besonders stolz, dass wir für diese Eigenentwicklung, die wir ohne Kundenauftrag angegangen sind, ausgezeichnet werden“, sagt Jochen Seifert, der bei Edag mit seinem Team für die Nutzfahrzeug-Chassisentwicklung zuständig ist.

    Das Nutzfahrzeug von Morgen

    Der Leichtbau-LKW-Rahmen des Batterange der Edag ist modular aufgebaut und lässt sich auf verschiedene Antriebskonzepte variabel skalieren. Dabei hatten die Entwickler vor allem die mögliche Nutzlast im Blick und so soll eine Gewichtszunahme durch zusätzliche Energiespeicher weitesgehend kompensiert werden. Außerdem lassen sich durch die Vormontage einzelner Elemente Kosten sparen.


    Auf einen Blick:

  • Modulares und skalierbares „Baukastensystem“ für Chassis von schweren Nutzfahrzeugen
  • es können verschiedene Antriebsstränge verbaut werden
  • Kosten senken durch vormontierte Module
  • mehr Nutzlast bzw. höhere Reichweite durch leichte Tragstruktur
  • Kleintransporter: Weniger Gewicht, mehr Nutzlast

    Platz drei belegte die Teamobility GmbH aus Böblingen mit dem Uccon. Dieser kommt im Vergleich zu einem gewöhnlichen Kleintransporter bei gleicher Länge auf fast ein Drittel mehr an Laderaumvolumen und Nutzlast. „Im Umkehrschluss bedeutet das, dass wir auf rund ein Drittel der Kleintransporter wie etwa Paketzustellfahrzeuge in unseren Städten verzichten könnten, wenn diese wie im Fall des Uccon dank Leichtbau einfach mehr zuladen können. Die Stadt würde autofreier und lebenswerter werden, weil wir Flächen wie Parkplätze und Straßen wieder den Menschen zurückgeben können“, sagt Seeliger.

    Das macht der Uccon anders

    Der Antrieb sitzt kompakt im Unterboden des Fahrzeugs zwischen den Achsen. Gegenüber gängigen Transportern wird der Vorbau um rund ein Drittel kürzer. Der Fahrerplatz ist viel weiter vorne positioniert. Der Uccon kommt so auf etwa 30 bis 50 % mehr Nutzraum. Dabei erinnert das Chassis von der Grundform her an einen Bootsrumpf und bietet mit geringstmöglichem Materialeinsatz beste Biege- und Torsions-Steifigkeit sowie ein gutes Crash-Verhalten.

    Als vierte Auszeichnung wurde der Community Award verliehen, bei dem der Gewinner durch ein Online-Voting ermittelt worden war. Die Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart konnten sich über die Auszeichnung für ihre Weiterentwicklung des sogenannten Rührreibschweißens freuen. Damit lassen sich Aluminium- und Stahlbleche hochfest miteinander verschweißen. Die daraus entstehenden Bauteile können etwa im Karosseriebau zum Einsatz kommen und dort für ein rund 10 % niedrigeres Gewicht sorgen. „Auch wenn heute Abend nur wenige Leute auf der Bühne den Award entgegen genommen haben, so ist er die Auszeichnung für eine tolle Teamleistungen der Abteilung Fügetechnik und Additive Fertigung, die an neuen und zukunftsfähigen Leichtbaulösungen forscht“, sagte Martin Werz von der MPA.

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