Werkstoffe für Autofelgen

Die links abgebildete Autofelge ist nicht aus Aluminium gefertigt. Es ist eine sogenannte Hybrid-Felge, aus einer Magnesiumlegierung und aus dem Faserverbundwerkstoff CFK, der auch Carbon genannt wird. Wie die bei Autofans seit langem geliebte Alu-Felge gehört sie zu den Leichtbaufelgen. Die Alu-Felgen beherrschen heute den Markt trotzdem, dass sie technisch gesehen nicht die besten sind. Aber sie sind schön und deutlich billiger als die Hybrid-Felgen. 

Als Autofelge bezeichnet man umgangssprachlich das Rad eines Autos ohne den Autoreifen. Räder für Pkw sind nicht zerstörungsfrei zerlegbar, Felge und Radscheibe sind miteinander verschweißt, vernietet oder in einem Stück gegossen.
Fahrzeugräder sind höchstbeanspruchte Sicherheitskomponenten. Sie werden beansprucht von hohen Spitzenlasten, Sonderereignissen wie Bordsteinüberfahrt, von wechselnden Amplituden und Temperaturen sowie anderen Faktoren.

                                   Abb. 1 Autofelgen a) aus Baustahl, b) aus Aluminium, c) aus Dualphasenstahl

Nach der Meinung von Fachleuten hat ein Mittelklassewagen voll beladen eine statische Radlast von 600 Kilo, bei einer Vollbremsung steigt die dynamische Belastung schon auf 900 Kilo. Und wenn der Fahrer den Bordstein mitnimmt, sind es bis zu 2.400 Kilo. Für Stahlräder(Abb. 1a) ist es kein Problem. Trotzdem sind Alu-Räder (Abb. 1b) bei den Autofahrern bislang beliebter, obwohl sie deutlich teurer und empfindlicher sind und auch mehr Ressourcen verbrauchen. Ihr wichtigster Vorteil: Sie werden gegossen, was viele Design-Möglichkeiten zulässt. Das Auge fährt bekanntlich mit. Sie werden meist aus Aluminium-, seltener aus Magnesium-Legierungen (Formel 1, Rallye und teure Sportwagen) hergestellt und mit einer Speziallackierung versehen. Man unterscheidet zwischen gegossenen und geschmiedeten Rädern. Ein geschmiedetes Alu-Rad kann aufgrund der höheren Festigkeit des Werkstoffes leichter als ein gegossenes Rad sein. Das Gefüge wird im Fertigungsprozess nicht unterbrochen und das Material ist durch das Verformen kaltverfestigt. Für gewöhnlich werden Leichtmetallräder im Produktionsprozess mit einer matt-silbrigen Lackschicht und einer Klarlackschicht bzw. seltener mit einer dunkleren Lackierung überzogen. Problematisch ist insbesondere bei preisgünstigen Leichtmetallrädern die Korrosionsbeständigkeit. Vor allem winterliche Witterungsbedingungen und der damit verbundene Einsatz der Streustoffe Auftausalz, Sand oder Splitt können zu Schäden an der Lackschicht und somit zu Korrosion führen. Seit den 2000er Jahren werden allerdings vermehrt spezielle „Winter-Aluräder“ angeboten. Sie zeichnen sich durch eine im Vergleich zu Standard-Leichtmetallrädern erhöhte Stoß-, Schlag- und Kratzfestigkeit des Lacks und folglich auch durch eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit aus.
Leichtmetallräder können leichter ausgeführt werden als Stahlräder, dadurch verringert sich die ungefederte Masse, das Ansprechverhalten der Federung ist besser. Bei modernen Rädern aus hochfesten Stählen mit entsprechend geringeren Wandstärken verschiebt sich der Gewichtsvorteil zugunsten des Stahlrads. In einem Stahl-Rad (Abb. 1c), das sei 2005 auf dem Markt angeboten wird, wurde auch die beliebte Speichenoptik umgesetzt. Dass Stahlräder nun so elegant aussehen, liegt an den verbesserten Stahlsorten, die jetzt auch feingliederige Gestaltung erlauben. Dabei war ein Problem zu lösen. Auf Speichen wirken größere Belastungen als auf eine geschlossene Radscheibe (vgl. Abb. 1a). Also müssen die Speichen alle Kräfte aufnehmen und den größeren Belastungen standhalten. Das schaffen sie dank des Dualphasenstahls. Das Besondere an diesem Stahl ist: Wenn er geliefert wird, hat er eine Festigkeit von etwa 300 MPa – und lässt sich gut bearbeiten. Aber durch die Umformung verdoppelt sich seine Festigkeit auf 600 MPa. Das reicht, um jedes Schlagloch oder Bordstein zu meistern. Mehr über diese modernen Stähle können sie unter unserem Link: Dualphasenstähle lesen.
Die anfangs erwähnten Hybrid-Räder werden eher selten bei Sportwagen und Motorrädern eingesetzt. Übrigens das Foto wurde vor ein paar Jahren bei der Hannover Messe aufgenommen. Aber es ist durchaus möglich, dass solche Autofelgen in der Zukunft öfter auf unseren Straßen zu sehen sein werden.<<