SONDERAUSGABE "Fit for E-Volution" - konstruktion.de

TECHNOLOGIEReibungsreduziertrollenAuch die Reifenhersteller wissen um ihre„Hausaufgaben“: Mit einer optimiertenGestaltung von Karkasse,Gummimisondereinnere Geometrie. Ein für hoheDrehzahlen ausgelegter Polymerkäfigund eine reibungsarme Dichtung sindweitere wichtige Merkmale. Unverzichtbarist außerdem ein Langzeitfett, dasden hohen Drehzahlen und Temperaturenstandhält.“Wahler wird konkret: „Kombiniertman diese Merkmale auf optimale Weise,erhält man ein energieeffizientes Rotorlager,dessen Reibungsmoment um bis zu30 Prozent niedriger ausfällt als bei einemherkömmlichen Lager. Und verwendetman in den Kugellagern von ElektromotorenKeramikkugeln, lässt sich die Fähigkeitzum Betrieb bei hohen Drehzahlenum bis zu 40 Prozent verbessern.“Mit anderenWorten: Man kann die Drehzahlgrenzeweiter nach oben treiben.Windschnittigeund leichte FelgenGewissermassen in die Gegenrichtungunterwegs ist die Otto Fuchs Gruppe.Die Werkstoffspezialisten und Umformtechnikerwollen das Gewicht von Fahrzeugrädernund den aerodynamischenWiderstand von Felgen nachhaltig nachunten bewegen. Ein Speichen-Designerlaubt in der Regel ein günstiges Gewichtbei allerdings schlechten aerodynamischenKennwerten durch die starkeVerwirbelung der Luft, während einemöglichst geschlossene Außenfläche desRades eine gute Aerodynamik ergibt.Sehr breite Speichen lassen sich allerdingsim Kokillengussverfahren, demStandardherstellungsverfahren für Aluminiumräder,ausgießtechnischen Gründennur bedingt in sehr dünner Wandstärkeherstellen, so dass diese so genanntenAerodesigns praktisch zwangsläufigzu hohen Radgewichten führen.Einen Ausweg biete hier die Schmiedetechnik:Sie erlaubt eine Gestaltungaerodynamisch günstiger, weil sehr geschlossenerDesigns durch eine gleichsam„arbeitsteilige“ Gestaltung desSchüsselbereiches der Felge: Die tragendeFunktion übernehmen mit einem großenHöhe-zu-Breite-Verhältnis ausgestalteteRippen, die sichtseitig mit einersehr dünnen “Schwimmhaut“ verbundenwerden. Die dabei möglichen Wandstärkenvon etwa vier Millimetern ergebenein sehr geringes Flächengewicht derRadschüssel bei gleichzeitig hoher,durchdie rückseitigen Rippen bedingten, Stabilität.Ermöglicht wird die Umsetzungdieses konstruktiv bekannten Konzeptesdurch die Schmiedetechnik, die die darausresultierenden Querschnittsübergängevon dünner Schwimmhaut auf hoheMichael Wahler,Global Application SpecialistE-Powertrain,SKF: „Durch Keramikkugeln inKugellagern vonElektromotoren lässt sichdie Fähigkeit zum Betrieb bei hohen Drehzahlenum bis zu 40Prozent verbessern.“Versteifungsrippen fertigungstechnischumsetzen kann. Im Ergebnis entstehenso Räder mit einer gelungenen Eigenschaftskombinationaus hervorragenderAerodynamik und außerordentlich geringemGewicht. „So konnte für einneuartiges Elektrofahrzeug ein Rad inder Dimension 5x19 mit einem Gewichtvon sieben Kilogramm serienreif entwickeltwerden“, heisst es in einem technischenStatement des Unternehmens ausMeinerzhagen.Holt auch mehr Laufleistung aus der Batterie:Geschmiedetes Leichtbaurad mit niedrigemC W-Wert.Bild: OttoFuchsschung und Profilierung könnten OEMsFahrzeuge mit weniger Energieverbrauch,geringeren Emissionen und kürzeremBremsweg in die Märkte schicken.Laut Lanxess-Manager Axel Vaßen entfallen20 bis 30 Prozent des Energiebedarfseines Pkw auf den Rollwiderstandder Reifen. Der Spezialchemie-HerstellerLanxess arbeite intensiv an Verbesserungenim „Zieldreieck“ Rollwiderstand–Haftung –Langlebigkeit. Es sei bereitsgelungen, den Rollwiderstand konstruktivum zehn Prozent herabzusetzen.Nicht zu unterschätzender Nebeneffekt:„Grüne Reifen“ könnten einen Pkw ausTempo 80 km/h heraus um bis zu vierFahrzeuglängen früher sicher zum Stehenbringen.Conti.eContact nennt Continentalseinen speziell für Elektrofahrzeuge entwickeltenReifen. Denn Pneus für „dieElektrischen“ müssen mit deutlich niedrigeremRollwiderstand und geringemGeräuschniveau punkten, während dieHochgeschwindigkeitsanforderungengeringer sind. Um die Fahrstabilität unddas Handling auf hohem Niveau zu halten,sind teilweise unterschiedliche Profilvarianten,auch für die Vorder- undHinterachse,inProduktion. Dabei unterscheidensich auch die Reifengrößen jenach Fahrzeugart: So werden für leichteStadtfahrzeuge eher kleinere, schmalereDimensionen benötigt, während für e-Cars mit mehr Volumen die Reifen fürdie 20-Zollfelgen kommen werden.Der Conti.eContact wird im WerkKorbach gefertigt und bildet beispielsweisefür den Renault Twizy die Schnittstellezur Fahrbahn. „Mit einem um etwa30 Prozent reduzierten Rollwiderstandermöglicht der Conti.eContact einenReichweitengewinn von bis zu zehn Prozent“,heißtes bei Continental.Möglich macht das vor allem der ungewöhnlichgroße Reifendurchmesser(195/55 R20). Durch ihn verringert sichdie Verformung des Reifens beim Einlaufin die Bodenaufstandsfläche, wodurchder Rollwiderstand erheblich reduziertwird. Gleichzeitig kann so dieselbeTragfähigkeit wie bei bisher üblichenReifen erreicht werden. Zusätzlich hatContinental die Seitenwand des Reifensso gestaltet, dass weniger Energie beimEin- und Ausfedern des Reifens verlorengeht. Genau wie die sehr glatten undweitgehend geschlossenen Felgen verzichteter zudem auf die üblichen Kantenund Designelemente,umden Luftwiderstandso gering wie möglich zu halten.Christian Klein ■AUTOMOBILPRODUKTION · Oktober 201343