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Leichtbau-Gipfel 2014 Brose hat beim Leichtbau das System im Blick

| Redakteur: Christian Otto

Der Zulieferer bringt eine Vielzahl von Elektromotoren in die aktuellen Fahrzeuge. Sie sind unabdingbar, um Einsparpotenziale zu heben. Allerdings folgt aus ihrem nominellen Zuwachs auch einer beim Gewicht. Der Zulieferer nutzt deshalb Leichtbau.

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Manfred Adams, Leiter Entwicklung Motoren bei Brose in Würzburg, zeigte bei der Fertigung von elektrischen Nebenaggregaten klare Einsparpotenziale auf.
Manfred Adams, Leiter Entwicklung Motoren bei Brose in Würzburg, zeigte bei der Fertigung von elektrischen Nebenaggregaten klare Einsparpotenziale auf.
(Foto: Automobil Industrie/ Stefan Bausewein)

Manfred Adams, Leiter Entwicklung Motoren bei Brose in Würzburg, stellte seinen Ausführungen voran, dass CO2-Einsparungen nach wie vor ein wesentlicher Technologietreiber im Automobilbau darstellen. Dass dabei Leichtbau und Materialsubstitution elementar sind, stehe fest. Sie reichen laut Adams aber allein nicht aus.

Vielmehr sieht er aus eigner Erfahrung in der Steuerung der Nebenaggregate im Fahrzeug einen weiteren Punkt für Einsparpotenziale. Schlüssel dafür sei die Elektrifizierung, denn die elektrische Steuerung von Nebenaggregaten ermöglicht einen bedarfsgerechten Einsatz zur Ressourcenschonung statt Dauerbetrieb und Ressourcenverschwendung.

Dadurch steige aber in der Konsequenz auch die Anzahl von Elektromotoren im Fahrzeug und damit die Anforderungen an die Motorenentwicklung: Einerseits gehe es darum, weitere fortschrittliche Lösungen zur bedarfsgerechten Steuerung von Nebenaggregaten anzubieten. Andererseits müssten diese Motoren stets in Bezug auf Gewicht, Bauraum und Wirkungsgrad optimiert werden.

Zunahme der Elektromotoren bringt Gewichtszunahme

Manfred Adams bezifferte beispielsweise für Fahrzeuge der Mittelklasse die heute eingesetzten Motoren auf rund 120. „Wenn ich das wiege, komme ich auf Gewichte, um die ich mich kümmern muss“, so der Brose-Mann. Das Gesamtgewicht in diesem exemplarischen Fall liege für alle elektrischen Kleinmotoren bei insgesamt 36,1 Kilogramm. Und Adams prognostizierte, dass der Umfang noch wachsen werde.

Der Zulieferer habe deshalb hier deutlich Potenziale für den Leichtbau identifiziert. Das gelte gerade bei den Motoren, vornehmlich Bürstenmotoren, und den für deren Antrieb notwendigen Magneten. Die für die Magnete eingesetzten Materialien können einen entscheidenden Einfluss auf das Gesamtgewicht haben. Zudem bestehe ein Trend zu bürstenlosen Motoren, die im Vergleich mehr Vorteile bieten.

Gewichtsvorteile nicht um jeden Preis

Am Beispiel eines von Brose konzipierten Gebläsemotors verdeutlichte Adams aber auch Vor- und Nachteile einer veränderten Materialauswahl. Konkret konnten die Entwickler vom ehemals 1.770 Gramm schweren Bürstenmotor zu einem Produkt mit Magneten aus Seltenen Erden das Gewicht auf rund 1.000 Gramm senken. Doch das Konzept erfuhr keine Serienumsetzung. Als Grund führte Manfred Adams die „sehr hohen Systemkosten“ an.

Die hohen Preise für die in dieser Variante eingesetzten Seltenen Erden sprachen gegen eine solche Umsetzung. „Kein Kunde wollte für den Gewichtsvorteil diese Preise bezahlen“, erklärte Adams. Die Kosten hätten sich nämlich dadurch fast verdoppelt. Folglich mussten die Brose-Techniker wieder ran.

Längerfristige Kostensicherheit

Die Lösung bot eine neue Magnetanordnung: Die Topologie wurde geändert und statt der Nutzung von Außenläufern mit Ferritmagneten griff Brose zu Innenläufern mit Magneten aus dem gleichen Material. Zwar kam hier im Vergleich zur Lösung mit Seltenen Erden wieder Gewicht hinzu, aber das war vor dem Hintergrund der Kosten verkraftbar: „Auch in fünf bis sechs Jahren muss man das Material zum ähnlichen Preis bekommen“, stellte Adams als wichtige Voraussetzung fest. Außerdem war das Produkt im Vergleich zum Ausgangsgebläse auf Basis eines Bürstenmotors weiterhin wesentlich leichter.

Auch in seinem Resümee betonte der Brose-Mann „das die technische Ausrichtung von Rohstoffmärkten beeinflusst werden.“ Bei sehr stark schwankenden Märkten bedeute das eine sehr große Herausforderung.

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