Streit um das Leichtbauauto

Autor Rüdiger Etzold
Veröffentlichungsdatum 1993
Veröffentlicht in Süddeutsche Zeitung
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Wem gehört die Zukunft: Aluminium oder Magnesium?

Hoher Energieaufwand und neue Verarbeitungstechniken

Mit der Serienfertigung von Automobilkarosserien aus Aluminium katapultiert sich Audi an die Spitze einer technischen Entwicklung, die die Zukunft aller Automobilfirmen bestimmen wird: Leichtbau ist angesagt. Audi liegt also voll im Trend. Dennoch streiten sich schon jetzt die Experten, ob der von Audi eingeschlagene Weg der richtige ist.

Während Audi, verständlicherweise, von einer „revolutionären Technologie im Automobilbau“ spricht, gibt Mercedes-Benz „Vollaluminium keine Chance“, und hält auch „nichts davon, in der Großserienproduktion Stahl vollständig durch Aluminium zu ersetzen. Statt Automobile mit Vollaluminium- oder Kunststoffkarosserien zu konstruieren“, so die Stuttgarter Entwicklungsingenieure, „will man mehr die Vorteile verschiedener Werkstoffe nutzen.“ Sie sehen den Einsatz von Aluminium bei Anbauteilen wie Türen, Hauben oder Klappen, die sich nach einem Unfall leicht auswechseln lassen.

Das sind klare Technikerworte gegen die Aluminiumkarosserie. Diese Aussage erstaunt um so mehr, zumal in jüngster Zeit vor allem Ingenieuren von Mercedes- Benz vorgeworfen wurde, bei ihren Fahrzeugkreationen zu sehr mit den Pfunden gewuchert zu haben. Und schließlich: Während Audi „die im Automobilbau bislang unvermeidlich steigende Gewichtsspirale erstmals mit einem serienfertigen Automobil umgedreht hat“, bietet Mercedes nur eine Vision an: „Der intelligente Leichtbau basiert im wesentlichen auf vier Werkstoffkomponenten: Stahl, Kunststoff, Aluminium und Magnesium.“

Tatsache ist: Unsere Fahrzeuge haben kräftig Fett angesetzt – zwei Beispiele machen es deutlich: Der erste Golf, der 1974 vorgestellt wurde, wog in seiner leichtesten Ausführung 750 Kilogramm. Heute wiegt der leichteste VW-Golf mit 960 Kilogramm Eigengewicht nahezu eine Tonne. Ein anderes Beispiel: Das S-Modell von Mercedes-Benz wog 1973 mit Sechszylindermotor exakt 1610 Kilogramm; heute wiegt der 300 SE nahezu 300 Kilogramm mehr.

Daß unsere Automobile kräftig an Gewicht zugenommen haben, hat verschiedene Gründe: Sie sind von Modellwechsel zu Modellwechsel größer, schneller, komfortabler und auch immer sicherer geworden. All dies hat dazu geführt, daß die Relationen nicht mehr stimmen: Denn es kann nicht richtig sein, daß fast 2 Tonnen Material in Bewegung gesetzt werden, um – im Durchschnitt – nur 160 Kilogramm Mensch zu transportieren.

Schließlich bedeutet ein Mehr an Fahrzeuggewicht auch zwangsläufig eine Zunahme an Energieverbrauch. Pro 100 Kilogramm Fahrzeugmehrgewicht steigt der Spritverbrauch im Mittel um 0,6 Liter auf 100 Kilometer an. Da wir auch zukünftig beim neuen Auto weder auf mehr Komfort, noch auf gute Fahrleistungen und erhöhte Sicherheit verzichten wollen und können, ist es unumgänglich, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren.

Wo das Potential für Gewichtseinsparungen liegt, wird an einem praktischen Beispiel deutlich: Der Audi 100 mit 2,8- Liter-Sechszylindermotor bringt es mit allen Betriebsstoffen auf ein Gesamtgewicht von 1410 Kilogramm. Die Rohkarosserie wiegt 320 kg, mit Glas und anderen Ausstattungen 420 kg. Die Aggregate – also Motor, Getriebe und Kupplungen -, wiegen zusammen 310 kg, das Fahrwerk 360 kg, die Ausstattung 175 kg, die Elektrik 75 kg und die Betriebsstoffe 65 kg. Da an den Aggregaten keine wesentlichen Gewichtseinsparungen möglich sind, bleiben als wichtigste Einsparungspotentiale die Karosserie und das Fahrwerk. Um das Gewicht zu reduzieren, hat Audi sich zuerst die Karosse vorgenommen und durch den Einsatz von Aluminium 120 Kilogramm eingespart.

Bislang beherrscht der Stahl die automobile Fertigungsszene. Er ist in reichlichen Mengen vorhanden, er ist preiswert und läßt sich – millimeterdünn und ohne große Probleme – im Automobilbau einsetzen. Will man jedoch das Gewicht bei gleichbleibender Fahrzeuggröße deutlich reduzieren, muß man andere Werkstoffe einsetzen. Früher sah man in der Herstellung von Kunststoffkarosserien ein großes Einsparungspotential, doch lassen sich diese kaum in Großserie produzieren.

Es bleiben also nur die bekannten Leichtmetalle, wobei Audi voll auf Aluminium setzt, während Mercedes-Benz zukünftig verstärkt Magnesium verwenden will. Magnesium ist mit einer Dichte von 1,74 Gramm pro Kubikzentimeter der leichteste metallische Konstruktionswerkstoff überhaupt, der Stahl um 75 Prozent und Aluminium um 33 Prozent unterbietet.

Den Leichtmetallen gemeinsam ist ihre große Verfügbarkeit. Audi spricht davon, „daß Aluminium das in der Erdkruste am meisten vorhandene Metall ist“ und Mercedes-Benz hat festgestellt, daß „Magnesium fast unbegrenzt zur Verfügung steht“. Problematisch ist bei beiden Leichtmetallen der hohe Energieaufwand, der für die Urgewinnung erforderlich ist. Interessant ist bei beiden Metallen hingegen der hohe Recyclinggrad und der dadurch wirtschaftlich vertretbare Energieaufwand für neue Teile. Schon heute wird das im Verkehrswesen eingesetzte Aluminium zu 90 Prozent recycelt. Das bedeutet: Aus einer Alu-Karosserie wird immer wieder eine Autokarosserie.

Während also Aluminium – wie das Audi-Beispiel zeigt – schon heute in der Großserie und auch bei großen Teilen umsetzbar ist, gilt es bei dem von Mercedes favorisierten Magnesium noch etliche Probleme zu lösen. Bekanntestes Mercedes-Magnesiumteil ist die aus Magnesium-Druckguß realisierte Sitzkonstruktion für den SL. Mit einem Gewicht von 8,5 Kilogramm ist diese Version exakt 50 Prozent leichter als eine gleichwertige Stahlkonstruktion. Derzeit arbeitet man in Stuttgart intensiv daran, die Magnesium-Dünnwand-Druckgußtechnik in den Griff zu bekommen. Denn erst wenn es gelingt, großformatige Magnesiumteile mit einer Dicke von nur zwei Millimetern herzustellen, stellt sich der erwünschte Gewichtsvorteil ein. Immerhin ist es im Versuch schon gelungen, einen Armaturentafelträger und eine Tankklappe zu gießen, auf die die Stuttgarter wegen der Oberflächenqualität besonders stolz sind: „Pionierstück ist eine von MB-Technikern dargestellte Tankklappe, die gegenüber der Stahlausführung um mehr als 60 Prozent leichter ist.“

Daß es nicht bei der Tankklappe bleibt, versprechen die Stuttgarter schon jetzt: „Magnesium ist ein Werkstoff mit großen Zukunftsperspektiven.“ Und: „Das Leichtbaukonzept von Mercedes-Benz ist eine ,Vielstoffdiät‘, die verschiedenen Werkstoffen eine Chance gibt. Ihr Ziel ist eine Gewichtseinsparung von mindestens 15 bis 20 Prozent.“

Audi verspricht nichts, sondern bietet an: Im März ’94 steht auf dem Genfer Autosalon der neue Audi-V8. Das fünf Meter lange Fahrzeug der automobilen Luxusklasse mit einer Vollaluminiumkarosserie wiegt dann kaum mehr als ein Mittelklassewagen aus Stahl.

HANS-RÜDIGER ETZOLD