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Abgespeckt: Auto-Leichtbau spart Kraftstoff

Preisgekrönte Gemeinschaftserfindung von Forschung und Industrie

Nach der Preisverleihung des Hochschulwettbewerbs ZukunftErfindenNRW 2016 (v. l.): Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer, Prof. Dr. Thomas Tröster, Alfred Schillert, Prof. Dr. Birgit Riegraf, Simon Pöhler und Mattias Körner. Foto © Johannes Pauly / Universität Paderborn

Achsträger in hybrider Bauweise Foto © BENTELER, Universität Paderborn

Jedes Kilo kostet! Je schwerer ein Auto ist, umso mehr Kraftstoff verbraucht es. Und das belastet nicht nur die Kassen der Fahrer, sondern auch die Umwelt. Das Gewicht des Autos nimmt entscheidenden Einfluss auf den CO2-Ausstoß. Die Universität Paderborn, BENTELER und Quadrant Plastic Composites AG entwickeln einen neuen Achsträger in hybrider und leichter Bauweise zur Reduktion von CO2-Ausstoß und Kraftstoff – der sogar schon eine Auszeichnung erhalten hat.

Um leichtere Fahrzeuge zu entwickeln und so die Umweltbelastung zu reduzieren, setzen Automobilhersteller und ihre Partner immer mehr auf Multimaterialsysteme. Im Vergleich zur konventionellen Bauweise bieten diese Lösungen durch die bestmögliche Kombination von Werkstoffen ein extrem hohes Leichtbaupotenzial. Die Wissenschaftler der Universität Paderborn Christopher Budde, Prof. Dr.-Ing. Elmar Moritzer, Simon Pöhler und Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster vom Lehrstuhl für Leichtbau im Automobil (LiA), haben gemeinsam mit BENTELER sowie der Quadrant Plastic Composites AG einen multi-materialen „Achsträger in hybrider Bauweise“ entwickelt. Damit folgt das Team aus Forschung und Industrie konsequent dem automobilen Trend, Leichtbaulösungen für eine stetig wachsende Nachfrage bei den Automobilherstellern zu entwickeln.

Der erfolgreiche Wissens- und Technologietransfer von der Wissenschaft in die Wirtschaft in Form einer Kooperation und enger Zusammenarbeit zwischen Hochschule und Unternehmen hat die Jury des Hochschulwettbewerbs ZukunftErfindenNRW 2016 überzeugt und den Hochschulerfindern 10.000 Euro eingebracht. Die Erfindung ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie die drängenden Fragen unserer Zeit, etwa die Zukunft der Mobilität oder der Umgang mit dem Klimawandel, technologisch beantwortet werden können, so die Begründung der Jury. 

Das hybride Bauteil und seine Herstellungsweise sind eine zukunftsweisende Innovation im Leichtbau: Der Achsträger besteht aus einer Aluminium-Oberschalenstruktur und einer mit Rippen ausgeformten Unterschale aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), welche zur Einstellung der optimalen Steifigkeit dient. Durch den lokalen Einsatz von Faserverbundwerkstoffen in der Unterschale und der Rippenstruktur wird ein weiterer Gewichtsvorteil geschaffen und durch den gezielten Einsatz des Werkstoffs ein kostengünstiger Achsträger erzeugt, der zudem sehr gut recycelt werden kann.

„Im Vergleich zu konventionellen Achsträgern aus Stahl, ist unsere hybride Bauweise aus Aluminium und Kunststoff ca. 4 kg leichter – das sind rund 30 % weniger Gewicht und damit ein richtiger Meilenstein für unser Forschungsziel, Leichtbaulösungen für die Automobilhersteller zu entwickeln“, sagt Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster von der Universität Paderborn und ergänzt: „Wir freuen uns, dass die Erfindung jetzt auch zur Anwendung kommen kann – auf dem Weg dorthin hat uns PROvendis entscheidende Unterstützung gegeben, sei es mit Erstbewertung, der Patentanmeldung oder in Vertragsverhandlungen.“

Die weitere Entwicklung und Vermarktung haben bereits begonnen, im Erfolgsfall sind die Universität Paderborn und ihre Erfinder an den Erlösen beteiligt. Bei BENTELER erkennt man ein hohes Potenzial für eine erfolgreiche Serienfertigung. Matthias Körner, der Leiter des Forschungs- und Entwicklungsteam für Fahrwerkssysteme, stellt fest: „Mit dieser Entwicklung stärken wir die Kompetenzen von BENTELER, da es eine ideale Kombination unserer Geschäftsfelder im Metall- und Kunststoffbereich ist. Auch unsere Kunden haben die Entwicklung bereits positiv aufgenommen und zeigen hohes Interesse an einer Serienumsetzung.“

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