ebm-papst und Mercedes AMG Petronas setzen auf Leichtigkeit

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Leichtbau seit jeher Bestandteil des Erfolges

Neben der Aerodynamik ist auch der Leichtbau ein wichtiger Bestandteil des Erfolges eines Formel 1-Rennwagens.

Das ist aber nicht erst seit neuerem Datum so. Bereits 1934 spielte das Gewicht im Rennsport eine wichtige Rolle. Das zeigt eine Anekdote über die Geburtsstunde der Silberpfeile. Alles begann 1934 am Vorabend des Eifelrennens auf der Waage am Nürburgring. Die Regeln besagten, dass die Autos maximal 750 Kilogramm wiegen dürfen. Der brandneue W 25 brachte jedoch ein Kilo zu viel auf die Waage. Deshalb liess Alfred Neubauer, der damalige Chef des Mercedes Benz Rennstalls, die weisse Farbe des Boliden abschleifen, sodass ein silbern glänzender Rennwagen aus Aluminium blieb: die Silberpfeile waren geboren.

Heute ist der Leichtbau und die Wahl des richtigen Materials zu einer echten Wissenschaft geworden. Intelligente Werkstoffmischungen, insbesondere Kohlefaserverbundwerkstoffe, machen Formel-1-Boliden heute nicht nur besonders leicht, sondern auch besonders stabil – mehr als 85 Prozent des Chassis eines Rennwagen bestehen deshalb aus Karbon.

Halb so schwer wie ein Pkw

Um zu bestimmen, wie dick die Werkstoffe an welchen Stellen sein müssen und wo welche Materialien zu Einsatz kommen, führen die Ingenieure zahlreiche sogenannte Finite-Elemente-Simulationen durch – dabei werden die Krafteinwirkungen auf einzelnen Teile des Autos simuliert, um so die optimale Form und Dicke der Komponenten bestimmen zu können. Dank der Optimierungen an Kohlefaserverbundwerkstoffen und den Einsatz weiterer Leichtbaukomponenten wiegen Formel-1-Bolide heute nur noch rund 722 Kilogramm – damit sind die Autos nur rund halb so schwer wie ein durchschnittlicher Pkw. Das Limit ist dabei nicht technisch bedingt, sondern resultiert aus dem Reglement der FIA.

Auch für ebm-papst ist die Forschung an modernen Werkstoffen immens wichtig für die stetige Weiterentwicklung der Produkte. Ein wichtiges Ziel dabei ist, ebenfalls Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig die Funktionalität zu verbessern. Wie das funktioniert zeigt das Beispiel der neuesten Version des Radialventilators RadiPac. Seine Schaufeln sind als Airfoil Aluminium-Hohlprofil ausgeführt.

Dadurch sinkt das Gewicht des Laufrads während sich gleichzeitig seine Stabilität erhöht. Gemeinsam mit anderen aerodynamischen Überarbeitungen aller RadiPac Versionen wurde die Effizienz so um über 13 Prozent gegenüber den Vorgängermodellen gesteigert.

Mehr Freiheit mit Aluminium und Kunststoff

Ein weiteres Beispiel für den cleveren Umgang mit Materialien ist der Axialventilator HyBlade® mit seinem einzigartigen Werkstoffverbund, der speziell für grosse Axialventilatoren entwickelt wurde. Seine Trägerstruktur ist in Aluminium ausgeführt und bietet die nötige Stabilität.

Darauf ist eine Hülle aus glasfaserverstärktem Kunststoff gesetzt, die es erlaubt, die Ventilatorflügel komplett frei zu formen. So lassen sie sich bis ins letzte Detail optimieren, beispielsweise durch Winglets an den Flügelspitzen wie sie auch an den Frontflügeln der Formel-1-Boliden von Mercedes-AMG Petronas zu finden sind. Das Ergebnis: höhere strömungstechnische Wirkungsgrade bei weniger Gewicht und einer starken Geräuschreduzierung. <<

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