Leichtbau auf sicherem Boden

Neuartige Chassis-Verkleidungen von Röchling Automotive bringen Gewichts- und Umweltvorteile: Beispiel BMW 7er.

Der neue 7er von BMW hat einen akustisch und aerodynamisch hochwirksamen Unterboden. Entwicklungspartner und Lieferant ist – genau wie beim Unterboden vom 1er, 3er, 5er und 6er – das Unternehmen Röchling Automotive. Karosserieleichtbau mit Akustikböden ist bei Premiumfahrzeugen bereits weit verbreitet und steht nun kurz davor, auch die Volumensegmente zu erobern.

Die Pluspunkte von Unterbodenverkleidungen gelten mittlerweile in der Branche allgemein als anerkannt: Hinsichtlich Aerodynamik, Schallabsorption, Karosserieschutz, Thermomanagement und Rezyklierbarkeit sind sie der PVC-Unterbodenversiegelung überlegen. Entsprechend ist der Trend hin zu einer Abdeckung des Unterbodens buchstäblich flächendeckend. Bei den verwendeten Materialien und Verfahren gibt es jedoch noch große Unterschiede. Am deutlichsten werden diese bei einem Gewichtsvergleich.

Der komplette Seeberlite-Unterboden eines aktuellen BMW 7er wiegt fünf Kilogramm, 39 Prozent weniger als der des Vorgängers, zwischen 21 und 37 Prozent weniger im Vergleich zu Wettbewerbern. „Und das bei absolut vergleichbaren oder gar wesentlich besseren Akustikwerten“, betont Dr. Klaus Pfaffelhuber, Leiter Vorentwicklung und Akustik von Röchling Automotive. „Hinsichtlich Vorbeifahr-, Standaußen- und Innengeräusch liegen wir stets in der Spitzengruppe oder führen gar das Feld an.“

Schichtaufbau

Der Akustikkomfort ist ein Hauptmerkmal des Materials. Die akustischen Eigenschaften lassen sich durch die Prozessparameter des „Softlofting“-Verfahrens erstaunlich gut einstellen. Temperaturen und Drücke spielen die Hauptrolle bei diesem Herstellverfahren – vor allem deren unterschiedliche Parameter im zeitlichen Verlauf. Entscheidend sind mitwandernde Schwellwerte und sanfte, materialschonende Übergänge, daher Softlofting.

„Hinzu kommen die Parameter des Ausgangsmaterials: Faserlänge, Mischungsverhältnis, Additive. Die Softing-Presse muss sanfte Bewegungsabläufe beherrschen. Auch wenn es ganz leicht aussieht: Softlofting ist wirklich nicht einfach“, sagt Ludwig Huber, Entwicklungschef von Röchling Automotive. „Da steckt eine Menge Verfeinerung drin. Die eigentliche Wertschöpfung für Akustik und Leichtbau erfolgt von außen völlig unsichtbar auf chemischer Ebene.“

Bei Seeberlite handelt es sich um einen Sandwichaufbau aus unterschiedlich porösen Kern- und Deckschichten – ohne geschlossene Abdeckung. Dadurch sind die Bauteile über ihre gesamte Ausdehnung eine akustisch aktive Absorptionsfläche. Auf Straßenseite ebenso wie auf Karosserieseite. Es gibt also keinen zusätzlichen Absorber wie bisher auf kompaktierten Trägern üblich.

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Im Vergleich zu diesem zweiteiligen Aufbau bringt es das neue Seeberlite-Herstellungsverfahren allein bei einer Motorraumabschirmung auf etwa die doppelte äquivalente Absorptionsfläche. Bei deutlich geringerer Bauhöhe und mit einem sortenreinen Sandwich. „Selbst wenn in der Deckschicht geringste Anteile einer anderen Polymerbasis vorhanden sind, sprechen wir immer noch von einem monovalenten Bauteil“, grenzt Pfaffelhuber ab.

Noch deutlicher wird der akustische Fortschritt beim Vergleich mit bisherigen Bauteilen ohne Absorber, beispielsweise seitlich des Abgasstrangs. Hier ist die objektiv messbare Absorptionsfläche von Seeberlite um das Vier- bis Fünffache höher. „Dank dieser multifunktionalen und effizienten Auslegung im Gesamtfahrzeug erweist sich die Akustik als Baustein der Leichtbaumaßnahmen“, betont Pfaffelhuber. „Insgesamt führt dies zu einer deutlichen Reduzierung des Außen- und Innengeräuschs, insbesondere bei den hochfrequenten Geräuschen der Diesel- und Direkteinspritzer-Benzinmotoren sowie den besonders störenden Reifen- und Fahrbahngeräuschen.“

Wie steht es aber angesichts des geringen Gewichts mit der mechanischen und thermischen Belastbarkeit? Der Steinschlagtest erfolgt gemäß Spezifikation mit einer Beschussmaschine unter einem Winkel von 30 bis 45 Grad. Dabei kommt es selbst mit Stahlgranulat zu keinem Durchschuss. Beim Abrasionstest wird der Unterboden 10.000-mal über einen scharfkantigen Granitstein geschruppt. Auch davon lässt sich das Material nur an der Oberfläche kratzen.

Extreme Tests

Zu den härtesten mechanischen Belastungen zählen auch das Schwallwasser beim Durchfahren von Pfützen und das Spritzwasser auf nassen Fahrbahnen. Die Waschstraßentauglichkeit wurde routinemäßig bewiesen. „Wir bestehen mit Seeberlite sogar die Dampfstrahltests problemlos“, beruhigt Dr. Egon Moos, Produktmanager für Unterbodensysteme bei Röchling Automotive in Worms.

Dabei macht das Material eher einen offenporigen Eindruck, ist also alles andere als ein Regencape. Moos differenziert: „Entscheidend ist vor allem, dass Seeberlite sehr schnell wieder abtrocknet. Das haben ausführliche Tests im alltagsnahen Fahrbetrieb bewiesen.“

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