Leicht, ästhetisch, und nachhaltig: Design-Stahlräder von thyssenkrupp

Wer wissen will, welche automobilen Accessoires besonders begehrt sind, muss einmal eine Auto-Tuning-Messe besuchen. Das mit Abstand beliebteste Zubehör dort: Felgen und Radschüsseln. thyssenkrupp zeigt nun mit neu entwickelten Stahl-Designrädern innovative Ansätze für die Fertigung von optisch attraktiven Rädern. Im direkten Vergleich mit Aluminium-Gussrädern beeindrucken die Konzepte auch bei Kosten, Gewicht und CO2-Ökobilanz.

Entwicklung neuer Räder im Rahmen des „InCar plus“-Projekts von thyssenkrupp

Optik ist wichtig, vor allem aber müssen Räder in erster Linie höchsten Sicherheitsansprüchen genügen. Daneben sind Gewichtseinsparung, also Umweltfreundlichkeit und Kosten zentrale Aspekte. thyssenkrupp hat vor diesem Hintergrund im Rahmen des „InCar plus“-Projekts einen Schwerpunkt auf die Entwicklung neuer Stahlräder gelegt. „InCar plus“ ist das derzeit größte herstellerunabhängige Entwicklungsprojekt eines Automobilzulieferers und leistet einen starken Beitrag zur automobilen Effizienz. Es umfasst das Automobil-Know-how des thyssenkrupp Konzerns mit über 40 abgesicherten Einzellösungen aus 30 Projekten.

Das Ziel: Entwicklung attraktiver und kostengünstiger Leichtbauräder aus Stahl

Am Beginn des Entwicklungsprozesses wurden Markt und Stand der Technik eingehend analysiert, um ein Referenzrad zu definieren, das als Benchmark für Neuentwicklungen gelten sollte. In diesem Falle ein 16-Zoll-Stahlrad mit einem geringen Gewicht von 8,36 Kilogramm. Ein zunächst verblüffendes Ergebnis: bereits die Referenz ist deutlich leichter als vergleichbare Aluminiumräder, die ca. zehn Kilogramm auf die Waage bringen und zudem deutlich teurer sind. Die besseren konstruktiven Eigenschaften von Stahl zeigen hier Wirkung. Die Ziele für die Neuentwicklungen waren nun, neben der unverzichtbaren Gewichtsreduzierung auch neue attraktive Designmöglichkeiten zu realisieren.

Leichtbauerfolge und exzellente Ökobilanzen durch Hochleistungswerkstoffe und neue Fertigungstechnologien

Der Einsatz neuer Werkstoffe und Fertigungstechnologien belegt, dass eine Gewichtsreduktion des Rades um bis 20 Prozent realisierbar ist. Prozesstechnisch kann sowohl der Weg über die Kaltumformung als auch neuerdings der Weg über die Warmumformung gewählt werden. Auf dem Wege der Kaltumformung kommt beispielweise die Drückwalztechnik zur Herstellung der Felge zum Einsatz, über die die Blechdickenverteilung gezielt eingestellt werden kann. In der Warmumformung können die Bauteileigenschaften durch vollständiges oder teilweises Presshärten angesteuert werden. Dabei werden sowohl in der Kalt- als auch in der Warmumformung neue Werkstoffe wie hochduktile, mikrolegierter Feinkornbaustähle, hochfeste MBW-Sorten oder auch der neue dreischichtige Stahl-Werkstoffverbund TRIBOND erprobt. Diese Stähle bieten höhere Streckgrenzen und Schwingfestigkeiten, um die Dauerfestigkeit der Räder auch bei verringerter Blechdicke zu gewährleisten. Im Ergebnis zeigt sich, dass vor allem die Warmumformung hohes Leichtbaupotenzial von bis zu 20 Prozent bietet. Und das im Verhältnis zur Referenz mit vergleichbaren Kosten.

Zusätzliche Vorteile bietet die Konzeption modularer Stahlräder in Blechbauweise, die einen einheitlichen Grundträger mit Felge und eine zusätzliche Designschale kombinieren, die tragend mit dem Rad verbunden ist. Hier ist innovatives Design beispielweise durch versetzte Radschalen in zwei Ebenen möglich. Im Vergleich zu einer Referenz aus Aluminium lässt sich hier eine Gewichtseinsparung von 20 Prozent und eine Kostenersparnis von fast 40 Prozent realisieren. Auch in der Ökobilanz schneidet das modulare Stahl-Design-Rad im Vergleich mit Aluminium und dem Stahl-Referenzrad am besten ab. Bei einer zugrunde gelegten Laufleistung von 200.000 Kilometern ist der Primärenergiebedarf über den gesamten Lebenszyklus hinweg am geringsten.