Leichtbau bei Lkw 26.10.2012, 19:55 Uhr

Jetzt specken auch die schweren Brummis ab

Was im Pkw-Sektor bereits zum Tagesgeschäft zählt, setzt sich im Nutzfahrzeugbau erst in jüngster Zeit verstärkt durch – Leichtbau zur Effizienzsteigerung. Doch inzwischen kalkulieren auch Lkw-Produzenten und deren Zulieferer mit Gewichtseinsparungen. So sind Gewichtsreduktionen bis zu 30 % selbst bei den „Schwergewichten“ keine Seltenheit mehr.

Leichtbau setzt sich auch bei LKW durch.

Leichtbau setzt sich auch bei LKW durch.

Foto: Werkfoto

Nutzlastoptimierte Lkw können mehr Fracht transportieren, sparen Kraftstoff und entlasten das Verkehrsnetz. Da das zulässige Gesamtgewicht auf der Straße begrenzt ist, können Nutzfahrzeuge mit einem niedrigeren Leergewicht mehr Fracht transportieren. So ist beispielsweise ein optimierter Transportbetonmischer in der Lage, fast 1 m³ mehr Beton bei einer Fahrt zu transportieren, wie der Nutzfahrzeughersteller MAN, München, den potenziellen Nutzern vorrechnet.

Dies bedeute mehr Fracht bei jeder einzelnen Fahrt und eine deutliche Einsparung an Kraftstoffkosten für den Unternehmer. Für nutzlastintensive Branchen wie den Tank- und Silobereich gilt laut MAN: Eine Nutzlaststeigerung von 150 kg entspricht einem Mehrerlös von jährlich 1500 €.

MAN setzt bei Lkw-Baureihen TGX und TGS konsequent auf Leichtbau

Bei der Konstruktion der schweren Lkw-Baureihen TGX und TGS für den Fernverkehr hat der Hersteller deshalb konsequent auf Leichtbau gesetzt, um eine höhere Nutzlast zu erzielen. Bei den TGX-Sattelzugmaschinen zum Beispiel kommt eine neue leichte Vorder- und Hinterachsaufhängung zum Einsatz und bringt insgesamt rund 80 kg weniger Gewicht ins Nutzfahrzeug.

Einen Leichtbaurahmen aus Stahl präsentierte kürzlich das österreichisch-kanadische Zulieferunternehmen Magna International Inc., Aurora (Ontario, Kanada) auf der IAA Nutzfahrzeuge in Hannover. Das innovative Bauteil ist für den Einsatz in Nutzfahrzeugen konzipiert, die für europäische Langstreckentransporte eingesetzt werden. Der Leichtbaurahmen, der 30 % weniger wiegen soll als herkömmliche Rahmen, wurde im Engineering Center Steyr (ECS), dem Forschungs- und Entwicklungszentrum für Nutzfahrzeuge von Magna Powertrain, entwickelt und optimiert.

„Die erhebliche Gewichtsreduzierung wurde durch den Austausch des herkömmlichen Leiterrahmens mit einer Stahl-Monocoque-Struktur erzielt, erklärte ECS-General-Manager Franz Dorfer. Mit dem Leichtbauteil ließe sich so die Transporteffizienz steigern.

ZF entwickelt Leichtbaukomponenten für Lkw

Leichtbaukomponenten für den Nutzfahrzeugsektor entwickelt auch der Automobilzulieferer ZF Friedrichshafen. So etwa den Vierpunktlenker, der gleich drei Fahrwerkaufgaben in einem Bauteil vereint: nicht nur Längs- und Querführung der Achse, sondern auch die Wankstabilisierung. Durch dieses Bauteil können die Dreiecklenker, der Stabilisator und andere Komponenten zur Fahrwerkanbindung entfallen, was deutlich Gewicht an der Gesamtachse spart. Der Hersteller baut den Vierpunktlenker in Gussausführung als Teil eines gewichtsoptimierten Lkw-Aufhängungssystems für die hintere Doppelachse. Hier ist der Vierpunktlenker für die Führung der nicht angetriebenen Vorlaufachse in gewichtsoptimierter Hohlgussausführung zuständig.

Bei der angetriebenen Hinterachse kommt ein Stabilenker zum Einsatz. Er übernimmt zusammen mit einem Dreiecklenker aus leichtem Aluminium sowie einem Federbalgträger die Achsführung in Längs- und Querrichtung und die vertikale Abstützung der Achslast. Dank der konstruktiven Verbesserungen an beiden Achsen bringt die neue Hinterachsaufhängung deutlich weniger Gewicht auf die Waage, was zu geringeren ungefederten Massen beim Fahrzeug führt. Derzeit arbeitet ZF daran, den Vierpunktlenker statt in Gussausführung aus Faserverbundwerkstoff herzustellen und somit neben dem Funktionsleichtbau auch den Werkstoffleichtbau zu forcieren. In einer Konzeptstudie war es so beispielsweise möglich, den Vierpunktlenker mit glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) nachzubilden und ihn so im Vergleich zur Gussvariante um rund 25 %, das entspricht etwa 11 kg, leichter zu machen.

Das klingt im Vergleich zum Gesamtgewicht von schweren Lkw nach wenig, müsse laut ZF aber im Zusammenhang mit der Kilometerleistung von Fernverkehrfahrzeugen gesehen werden. Bei jährlich durchschnittlich 150 000 km und sechs Jahren Einsatzdauer kämen 900 000 km Gesamtlaufleistung zusammen. Und da summierten sich einige Kilogramm zusätzlicher Nutzlast schnell auf deutliche Mehrerträge, argumentieren die Friedrichshafener Lkw-Entwickler.

ZF: Leichtbau-Komponente LCM reduziert Gewicht und schont Ressourcen

Neben dem Fahrwerk hat ZF aber auch bei den neu entwickelten Kabinendämpfungsmodulen abgespeckt. Das neue Bauteil in Leichtbauweise, kurz LCM genannt – reduziere das Gewicht, mache Transporte effizienter und schone Ressourcen. Dabei ersetzt laut den Unternehmensinformationen eine Balgfeder aus Faserverbundwerkstoff die konventionelle Stahlfeder. Die Feder aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) bildet gleichzeitig das Gehäuse des hydraulischen Stoßdämpfers und übernimmt die Funktion des Außenrohres, das damit entfallen kann. Damit genügt für die Außenabdichtung eine statische Abdichtung durch zwei O-Ringe. Auf die verschleißbehaftete Kolbenstangendichtung, die bisher notwendig war, kann jetzt verzichtet werden. Das LCM wird mit Kunststoffaugen an das Fahrzeug angebunden. All diese Maßnahmen reduzieren das Gewicht nach den Unternehmensangaben je Modul um etwa 1 kg. Das entspreche 30 %. Ein weiterer Vorteil: Am LCM entsteht keine Korrosion, denn die Oberflächen, die Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, bestehen aus Kunststoff. 

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