Autos leichter machen: leichte Felgen

Endlich geht es los mit dem Thema, welches ich selbst schon sehnsüchtig erwartet habe: dem Thema Leichtbau. Da ich selbst so gut es die geringen finanziellen Mittel zulassen Motorsport betreibe, setze ich mich auch mit diesem Thema aktiv auseinander und teile mit euch meine Erfahrungen und mein Wissen! Los geht es mit dem Thema Felgen, welches zugleich auch eines der wichtigsten Themen ist, da wir alle wissen: ungefederte Massen oder gar rotierende Massen sind böse! Warum? Fangen wir doch gleich mit der Erklärung an.

Bleiben wir erstmal beim Begriff der ungefederten Massen. Hier fängt der ganze Spaß nämlich schon an. Stellen wir uns vor wir fahren flott über die Landstraße und wie die Straßen in Deutschland häufig nun mal so sind, kann man hier und da eine Beschädigung erwarten. Da vorne kommt auch schon die erste, eine Erhebung im Asphalt, die wir selbstverständlich auch voll mitnehmen. Was jetzt passiert ist der pure Stress für den Dämpfer, da er sozusagen zwischen Reifen und Karosserie eingeklemmt ist. Unser Rad schießt nach oben und drückt den Dämpfer zusammen, auf dem von oben immer noch die Last der Karosserie wirkt. Der muss das ganze jetzt abfangen, bevor er auf den Anschlaggummi trifft, der im wahrsten Sinne des Wortes als Notpuffer agiert. Da die Kraft natürlich nicht einfach verschwinden kann, geschehen zwei Dinge. Ein Teil der Kraft wird in Hitze innerhalb des Dämpfers umgewandelt. Ein weiterer Teil in mechanische Energie innerhalb des Dämpfers. Der Rest wird als Impuls an das Domlager und damit an die Karosserie weitergegeben. Da diese diesen selbstverständlich nicht durch Kaltverformung aufnimmt, wippt diese mit, was je nach Fahrwerkssetup auch sehr ungemütlich werden kann. Je weniger Masse also bei sowas nach oben schießt, desto besser. Übrigens zählt nicht nur das Rad, sondern auch Bremse, Radträger, Stoßdämpfergehäuse und noch ein paar weitere Teile zu den 100% ungefederten Massen. Zu 50% gehen noch Querlenker, Federn und Antriebswellen ein.

So jetzt bleiben noch die rotierenden Massen, die noch nen Tacken schlimmer sind, als die rein ungefederten. Denn hier muss nicht nur mit dem Eigengewicht gearbeitet werden, sondern auch mit der Drehbewegung. Und hier muss nicht nur die Trägheit überwunden werden, um zu beschleunigen sondern auch, um abzubremsen. Daraus folgt, dass ein leichteres Rad mehr Grip aufbaut, da es sich schneller bewegen kann. Das sogenannte Widerstandsmoment, der Widerstand, der durch die Drehbewegung entsteht, hängt einerseits vom Durchmesser des Rades und zum anderen von dessen Gewicht. Die Kombination dieser beiden Faktoren lässt darauf schließen, dass umso mehr Gewicht gespart werden sollte, je weiter es außen sitzt, richtig? Richtig! Und da es bei Reifen nicht direkt Leichtbau gibt und Rennreifen sowieso nochmal ein Stück schwerer sind, als normale Straßenreifen, sollten wir uns beim Gewicht einsparen auf die Felgen konzentrieren. Was bleibt uns auch anderes übrig.. Und hier fangen wir mal beim schwersten Modell an und arbeiten uns zum Fliegengewicht vor.

1. Stahlfelge
   Im kompetitiven Umfeld so gar nicht zu empfehlen. Stahl ist schwer, sehr schwer sogar und dazu auch nicht besonders schön anzusehen. Natürlich sind Stahlfelgen allein schon aufgrund ihres Materials ziemlich stabil, aber heutzutage sind das Alufelgen natürlich auch. Früher gab es sogar einige Stahl-Rennsportfelgen. Das ist heutzutage allerdings obsolet und geht besser.
2. Aluminiumfelge
   Eindeutig das beste Preis-Leistungsverhältnis, wenn man eine leichte Felge sucht. Denn auf der einen Seite ist Aluminium als Grundmaterial billig und auf der anderen Seite dennoch leicht und stabil, stoß-, schlag- und kratzfest. Dabei gibt es zwei Arten diese herzustellen:
   1. Guss
      Das günstigste Herstellungsverfahren und im Normalfall auch das Verfahren, welches die im Vergleich instabilsten Felgen hervorbringt. Heißes, flüssiges Material wird in eine Form gegossen, welches dann erstarrt. Simpel ausgedrückt ist das auch schon der ganze Zauber. Jetzt gibt es allerdings in diesem Zusammenhang noch eine Fertigungsmethode, welche bei Gussrädern angewendet werden kann und das Rad nicht nur leichter macht, sondern auch stabiler. Diese heißt „Flowforming“, kann aber erst ab einer bestimmten Maulweite der Felge angewandt werden. Hierbei wird die Felge zuerst mit einem schmalen, aber dicken Felgenbett gegossen, um dann ausgewalzt zu werden. Wie das ganze genau funktioniert wird unter anderem im Folgenden Video von Christoph Penisch von Protrack Wheels an einer seiner Felgen erklärt.
      
   2. Geschmiedet
      Die Herstellung geschmiedeter Alufelgen ist um einiges komplizierter als die von Gussalufelgen. Am Anfang steht ein zylindrischer Rohling welcher bei einer Temperatur von etwa 400° Stück für Stück in seine endgültige Form gewalzt wird. Das sorgt für eine Gefügeveränderung und damit zu einer enormen Zunahme an Stabilität. Hierdurch sind diese Felgen extrem stabil, aber eben auch teurer als Gussfelgen
   3. Gefräst
      Gefräste Alufelgen stellen die Königsdisziplin im Aluuniversum dar. Hierbei steht ein großer Aluminiumblock am Anfang, welcher in einer CNC-Fräse Stück für Stück verkleinert wird bis nur noch eine zarte Felge übrig bleibt. In einigen Fällen werden diese Blöcke vorher behandelt, sodass sie ähnlich den Schmiedefelgen an Stabilität und Festigkeit gewinnen. Mit dem subtraktiven Herstellungsverfahren können gefräste Felgen allerdings deutlich komplexere Formen annehmen sind damit oft spektakulär anzusehen. Für den Einsatz auf dem Track sind in der Regel aber geschmiedete Felgen durch die unschlagbar hohe Festigkeit aber am besten geeignet.
3. Magnesiumfelge
   Magnesiumfelgen sind noch leichter als Aluminium und werden daher gerade im Profirennsport gerne verwendet. Für normal genutzte Autos sind sie allerdings nur bedingt geeignet da sie, im Vergleich zu Aluminium, doch einige Nachteile haben. Magnesium altert mit der Zeit und wird spröde, für den Winter sind sie überhaupt nicht geeignet, da Streusalz das pure Gift ist.
4. Carbonfelge
   Nun sind wir in der absoluten Königsdisziplin angekommen. Nicht nur was das Gewicht angeht, sondern auch den Preis. Hier gibt es zwei unterschiedliche Möglichkeiten. Hybride und Vollcarbonfelgen. Bei Hybriden sind die Felgenbetten aus Carbon und die Sterne aus geschmiedetem Aluminium. Hierdurch lässt sich auch einer der Nachteile von Carbon abschwächen: die schlechte Wärmeleitung. Vollcarbonfelgen haben unter anderem den Nachteil, dass sie die Temperatur nicht aus der Bremse ableiten können. Ein weiterer Nachteil ist, dass Carbonfelgen brechen oder nicht brechen. Klingt komisch, ist aber so. Carbon verformt sich im Gegensatz zu Aluminium nicht. Bei einem Unfall also kann eine Carbonfelge eine deutlich größere Gefahr darstellen, als eine Aluminiumfelge, weil eine Weiterfahrt auf keinen Fall möglich ist.

Also was lässt sich zusammenfassend über das Thema Leichtbaufelgen sagen? Wie in jedem Bereich rund ums Auto, kann man auch hier jede Menge Geld versenken. Meiner Erfahrung nach gibt es aber nur ein Material, was wirklich Sinn macht und zwar für jeden Anwendungsbereich: die Alufelge. Sie ist leicht, einigermaßen günstig, stabil, verzeiht viel und kann dazu noch verdammt gut aussehen. Falls ihr noch Fragen habt, dann schreibt mir doch einfach! Egal ob in den Kommentaren oder per PN auf Instagram, YouTube oder Facebook. Ich bin immer gerne für euch da.

Anmerkung: Die hier gezeigten Bilder sind nicht von mir. Die Quellen sind wie immer in der Bildbeschreibung hinterlegt