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AUTOMOBILITTENTWICKLUNG EINES MOBILITTSKONZEPTESDiplomarbeit Manuel Dreesmann Betreuung und Prfung: Prof. Andreas Ostwald, Prof. Roland Lambrette Prof. Bernd Bexte, Prof. Kai Lehmann Hochschule fr Knste Bremen SS 2010

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Ich glaube an das Pferd. Das Automobil ist eine vorbergehende Erscheinung.KAISER WILHELM II.

Wenn ich die Menschen gefragt htte, was sie wollen, htten sie gesagt: schnellere Pferde.HENRY FORD

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Analyse

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Inhaltsverzeichnis1.0 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.0 3.1 3.2 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 5.0 5.1 EINLEITUNG AUTO IM SYSTEM Produktion von Energie Auto und kologie Erdl Produktzyklus Auslastung Recycling GESCHICHTE Vom Schlitten zum Auto Massenmotorisierung BIONIK Rauhes flutscht besser Zugvgel Wer ist der Strkste Bewegung in der Natur Transport im Krper Leichtbau ANTRIEBE Kampf der Antriebe 9 11 12 14 16 18 20 22 25 26 32 35 36 38 40 42 44 46 49 50 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Elektroantrieb Wasserstoff Erdgas Bio-Erdgas Bio-Diesel Schwungradantrieb Stromleitung GESTALTUNG Karosseriebau Sicherheit Stromlinienform Das Gesicht des Autos Geschlecht des Autos SHARING Car-Sharing Choice car2go Mobility Car-Sharing Call a Bike World Public Bike 54 60 62 64 66 68 70 73 74 76 78 82 83 85 86 87 88 89 90 91 8.0.0 8.0.1 8.0.2 8.0.3 8.0.4 8.0.5 8.0.6 8.0.7 8.0.8 8.0.9 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 9.0 AUTOMOBILE GESELLSCHAFT Inbesitznahme Konstante Mobilitt Apple Wertewandel Virtuelle Mobilitt Automobilwerbung Geschwindigkeitsrausch Fahrmotive Individualisierung Mein Auto Initiationsritus Elektronisches Bezahlen DB-E-Commerce FAZIT 93 94 95 96 98 100 102 104 106 108 110 112 113 114 117

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EINLEITUNGMitte des 18. Jahrhunderts breitete sich die Industrialisierung von England ausgehend in Europa und Nordamerika aus. Die industrielle Form der Produktion und Distribution von Waren und Dienstleistungen wurde durch die Handelswege, freien Arbeitskrfte, Kapitalbildung und wachsenden Absatzmrkte begnstigt. Mit der Industrialisierung ging auch die Automatisierung und Standardisierung von Verfahren und Prozessen einher. Dies fhrte zu immer enger abgegrenzten Berufsfeldern und der dadurch bedingten Berufsspezialisierung der Bevlkerung. Gleichzeitig zur Industrialisierung setzten sich die Werte des Brgertums in der Gesellschaft durch. Die so schwcher werdende Bindung zu stndischen, familiren und gesellschaftlichen Institutionen fhrte zur Selbstbestimmung der Individuen. Diese Individualisierung fordert den Menschen eine reflexive Lebensfhrung ab. Sie sind von den vorgegebenen Wertvorstellungen und Lebensweisen emanzipiert und haben im Gegenzug die Aufgabe der Selbstbestimmung. Die Menschen knnen und mssen sich heute selbststndig durch ihr Leben bewegen - sie sind automobil. Die Verknpfung von Moderne und Automobil ist anhand der gesellschaftlichen Entwicklung nachzuvollziehen. Das Automobil ist das physikalische Equivalent der gesellschaftlich verankerten Automobilitt. Das Automobil erlaubt seinem Fahrer die selbst-bestimmte Fortbewegung. Das Automobil ermglicht es dem Fahrer, seine krpereigene Geschwindigkeit auf das 20fache zu steigern. Die Abkoppelung der erreichbaren Geschwindigkeit von der eigenen Muskelkraft durch den Motor suggeriert dem Menschen bermenschliche Eigenschaften. Die Bewltigung von Gefahrensituationen drckt die Souvernitt des Fahrers aus. Die Identifikation mit dem Automobil ermglicht die Reprsentanz des eigenen Status in der Gesellschaft. Das physische und psychische Erleben der Autofahrt ist in den menschlichen Habitus eingetreten. Das Auto hat sich nicht nur im ffentlichen Raum, sondern auch in unserem Leben seinen Platz erobert. Der Fhrerscheinentzug wird als Ausgrenzung aus dem gesellschaftlichen Leben erlebt. Nun wre diese Verknpfung von Automobilitt und Automobil an sich kein Problem, wenn das Automobil nicht Erdl verbrauchen und Kohlenstoffdioxid produzieren wrde. Denn einerseits ist das Ende der Erdlvorrte absehbar und andererseits bedingt das Klimaziel 2 Grad eine erhebliche Reduzierung des CO2 Ausstoes. Der Umstieg auf alternative Antriebsformen ist aus heutiger Sicht unumgnglich. Aus diesem Grund wird mit Nachdruck an den technischen Vorraussetzungen fr Automobile mit alternativen Antrieben geforscht. Der momentane Stand der Entwicklung spricht jedoch nicht dafr, das aktuelle Konzept der Rennreiselimousine kurzfristig mit alternativen Antrieben umsetzen zu knnen. Die wirtschaftlich erreichbare Energiedichte der alternativen Speichertechnologien ist zu gering, zum Teil ist die Technologie noch nicht marktfhig oder es fehlen wie beim Biodiesel die ausreichenden Anbauflchen. Neben der technologischen Entwicklung der Antriebssysteme, mssen also neue Mobilittskonzepte und Fahrzeugtypen realisiert werden. Ziel meiner Diplomarbeit ist es, die momentane Situation ganzheitlich zu analysieren, Konzepte fr die zuknftige Mobilitt zu entwickeln und diese gestalterisch umzusetzen.

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Auto im System

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PRODUKTION VON ENERGIEDie Sonne ist Ursprung fast aller Energiequellen auf der Erde. Auch die fossilen Energietrger beruhen letztendlich auf der Umwandlung von Sonnenenergie zu Biomasse. Die Sonne trifft durchschnittlich mit einer Energie von 1000W/m auf die Erdoberflche. Sie ermglicht die Photosynthese der Pflanzen. Somit wird die Existenz aller Pflanzenfresser direkt und fleischfressenden Organismen indirekt von der Sonne ermglicht. Die Sonneneinstrahlung erzeugt Unter- und berdrcke, so dass Wind entsteht, den wir mit Windkraftanlagen nutzen. Selbst der Wasserkreislauf wird von der Sonne angetrieben. Somit ist die Sonne die Quelle fr fast alle Energiegewinnungsformen der Menschen. Die Sonne scheint mit 1,08 * 1018 KWh pro Jahr auf die Erde. Mit einer Flche von weniger als 0,3 Prozent der Wstenzonen knnte der gesamte Energiebedarf der Menschheit durch thermische Solarkollektoren gedeckt werden. 1 Die ersten Kraftwerke waren bis zum Ende des 19. Jahrhunderts durch Dampf betrieben, und durch Kohle angeheizt. Kernstck dieser Technologie ist die Dynamomaschine, die durch Werner von Siemens erfunden wurde. Diese Maschine wandelt mechanischer Energie in elektrische Energie um. Heutzutage werden die Kraftwerke in Deutschland hauptschlich mit Kohle, Kernenergie, Gas, Wasser und Wind angetrieben. Die in Deutschland installierte Leistung aller Kraftwerke lag 2007 insgesamt bei 137,5 GW. Bei Wasser-, Wind-, Gezeiten-, Erdwrme- und Solarkraftwerken spielt der Wirkungsgrad nur eine Rolle in Verbindung mit den Investitionskosten. Deswegen sind zwar theoretisch viel bessere Wirkungsgrade bei der Photovoltaik mglich (40% mglich, realisiert werden 12%), jedoch verschlechtert sich dabei das Kosten/Nutzen Verhltnis. Das Problem der fossilen Energietrger ist nicht nur deren schlechte Umweltbilanz, sondern vor allen Dingen, dass sie auf der Erde nur in einer begrenzten Menge abbaubar sind. Es gibt verschiedene Schtzungen wie lange die existierenden Rohstoffe noch bei unserem heutigen Verbrauch ausreichen werden. In der Vergangenheit wurde das Ende der Erdlvorkommen schon fr das Jahr 2000 angesetzt, neuere

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Vernderung des weltweiten Energiemixes bis 2100 Statistische Reichweite konventioneller Energietrger (in Jahren)Jhrlicher Primrenergieeinsatz [EJ/a] Andere Erneuerbare

1200

Uran

Greenpeace BP BMWI1600 1400 1200 1000 800

Solarthermie (nur Wrme) Solarstrom (Photovoltaik und solarthermische Kraftwerke ) Wind Biomasse Wasserkraft Kernenergie Gas Kohle L

1000

Braunkohle 1100 g Steinkohle 963 g L 760 g

CO2 Emission pro kWh

800

Erdl

600 Gas 300 g Photo voltaik 62 g

Erdgas

600 400

400

Kohle

200 0 2000

200

2010

2020

2030

2040

2050

2060

2070

2080

2090

2100

Wind 16 g

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20

40

60

80

100

120

140

160

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0

Wasser 7g

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Studien gehen vom Jahr 2050 oder 2100 aus. Nach der abiotischen Entstehungstheorie von Erdl soll dieser sogar in nahezu unendlicher Menge vorhanden sein. Wie lange das Erdl auch noch ausreichen wird, fest steht, dass die Menschheit auf alternative Energietrger umsteigen muss. Die Kernenergie ist auch abgesehen von der Unfallgefahr problematisch, da es bis zum jetzigen Zeitpunkt noch keine endgltige Lsung fr die Lagerung des atomaren Mll gibt. Zustzlich ist fraglich, ob der jetzige Preis fr Atomenergie angemessen ist, da die Kosten fr die ntige Jahrtausende lange Lagerung und die Risiken nicht voll-

stndig in den Energiepreis eingerechnet werden. Auch bei der Atomtechnik sind die Rohstoffe nur endlich. Man geht heute von einer Reichweite des Urans von 60 Jahren aus. Der heutige Energiemix besteht berwiegend aus fossilen Energietrgern. Nach den Plnen der Bundesregierung soll jedoch der Anteil der regenerativen Energie des Primrenergiemixes 2020 auf 50% steigen.

Quellennachweis1 2 3 4 http://www.fantasy-and-art.com (27.5.2010) Eig. Darstellung nach BMWI Energiedaten 2008, BP Statistical Review 2008, Greenpeace Uranreport 2006 http://www.heise.de (27.5.2010) Eig. Darstellung nach Prognose des wiss. Beirates der Bundesregierung globale Umweltvernderung http://www.solarindex-buseck.de (27.5.2010) Eig. Darstellung nach: http://gruppen.greenpeace.de (27.5.2010)

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Emissionen von Kohlendioxid (CO 2) nach Quellkategorie Mio. t.

Auto und kologieWhrend in den 70er Jahren der Umweltschutz von wenigen Aktivisten vertreten wurde, ist das Thema Umweltschutz heute in der Mitte der Gesellschaft angekommen. So ist nicht nur die heutige Wissenschaft einig darber, dass der Klimawandel aufgehalten werden muss, sondern es ist zu einer akzeptierten gesellschaftlichen Aufgabe geworden. Der Zusammenhang von Treibhausgas-Emissionen und Klimawandel ist weitestgehend wissenschaftlicher Konsens. Die Reduktion von Treibhausgasen wurde auf dem Klimagipfel in Kopenhagen mit dem 2Grad Ziel definiert. Whrend in den 70er Jahre noch einzelne Prognosen eine Eiszeit vorhersahen sind heute die Studien, die eine Erderwrmung vorhersagen, deutlich hufiger. Die genauen Folgen des Klimawandels vorherzusagen ist schwer und es bleibt abzuwarten, wie sich die klimatischen Bedingungen wirklich verndern werden. Es ist jedoch Konsens, dass der Klimawandel zu extremeren klimatischen Bedingungen fhren wird. Desertifikation, Wassermangel, Hagelstrme, Drreperioden, Orkane und andere Fol-

1000 800 600 400 200 0 1990 1995 2000

Energiewirtschaft Verarbeitendes Gewerbe Verkehr Haushalte und Kleinverbraucher Industrieprozesse

2005

2008

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gen werden unsere zuknftige Lebensrealitt bestimmen. Das 2Grad Ziel ist dabei nur ein Grenzwert, ab dem der Klimawandel laut Wissenschaftlern ungeahnte katastrophale Auswirkungen auf unsere Umwelt haben wrde. Die Regierung von den Malediven rechnet schon bei einer Erwrmung des Klimas um 2 Grad und einem dazugehrigen Anstieg des Meeresspiegels mit einer berflutung der Malediven bis zur Unbewohnbarkeit in diesem Jahrhhundert. Andere Sdseeinseln teilen dieses Schicksal. Zur Reduktion des CO2 Ausstoes, dem wichtisten Treib-

hausgas, ist vor allen Dingen die Umstellung der Energieproduktion wichtig. Die meisten CO2-Emissionen werden in der Energiewirtschaft verursacht. Direkt danach kommt der Verkehr, wobei die meisten CO2 Emssionen vom Straenverkehr verursacht werden. So knnte eine Verminderung dieser Emissionen durch Substitution einen groen Teil an der Erfllung des 2Grad Zieles bewirken. Andere Schadstoffe, die vom Auto ausgestoen werden, sind deutlich geringer als frher, mssen jedoch noch weiter reduziert werden.

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CO2 -Gesamtemissionen des Verkehrs in KT 250.000 Luft Wasser Schiene Strae

200.000

150.000

100.000

50.000

0 1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

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Laut der Weltgesundheitsorganisation WHO sterben z.B. in sterreich 2.400 Menschen pro Jahr vorzeitig wegen den Schadstoffen des Verkehrs, dass heisst viermal so viel, wie durch Verkehrunflle sterben. Das UPI-Institut hat 1995 im Auftrag von Greenpeace die Mortalitt aufgrund von Auto-Emissionen in Deutschland untersucht und hat einen Wert von 25.000 Tote pro Jahr errechnet. Das waren damals mehr als dreimal so viel Tote, wie durch Autounflle. Das vorrangige Ziel bei der Vermeidung von Verkehrstoten muss also die Reduzierung von Schadstoffen sein.

Quellennachweis1 Eigene Darstellung nach Nationale Trendtabelle fr die deutsche Berichterstattung atmosphrischer Emission seit 1990 , Emissionsentwicklung 1990-2007 Umweltbundesamt Eigene Darstellung nach Tremod Endbericht 2010 des IFEU

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Kleinstlebewesendes Meeres sanken vor 10-15 Millionen Jahren auf den Meeresboden und wurden im Schlamm eingebettet

Petroleum deposit

Natural gas deposit

Meeresboden

0 km 293 K 1 bar

Sedimentary layer

Im Laufe der Zeit lagerten sich mehrere Erdschichten darber. Bakterien, welche ohne Sauerstoff leben knnen (anaerobe Bakterien), verwandelten die Reste der Kleinstlebewesen in Erdl und Erdgas um

12 km 500 K 3 kbar

Granite layer

35 km 750 K 9 kbar

Basaltic layer

Bakterien

50 km 900 K 15 kbar

Mantle

Erdgas Erdl

So bildete sich eine Erdgas- und Erdllagersttte, die mit Frdertrmen ausgebeutet werden kann

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200 km 1700K 70 kbar

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ERDLDie Entstehung von Erdl ist bis heute noch nicht wissenschaftlich gnzlich geklrt. Es gibt ein biotisches und abiotisches Modell, welches zur Erklrung der Entstehung dient. Das biotische Modell geht davon aus, dass Erdl durch einen biochemischen Prozess gebildet wird. Das abiotische Modell geht davon aus, das l durch einen abiotischen Prozess, also durch Gesteinsprozesse entsteht. Beide Theorien erheben nicht den Anspruch der alleinigen Gltigkeit und fr beide gibt es wissenschaftliche Erklrungen. Die Wissenschaft geht jedoch von der biotischen Entstehung des Erdls aus. Dabei ist die Frage der Entstehung fr drei Fragen relevant: 1. Wie schnell bildet sich Erdl? 2. Wo ist es entstanden? 3. Wie kann man es gewinnen? Wichtig bei dieser Fragestellung ist es, dass bis 2008 der geschtzte Erdl Vorrat jedes Jahr stieg, und seit diesem Jahr anscheinend der geschtzte Vorrat sinkt. Damit ist einerseits heute der Punkt erreicht, an dem die Schtzungen der Reichweite der vorhandenen Erdlreserven immer genauer werden, und zum anderen mit einer stndigen Verteuerung von Erdl zu rechnen ist.

17US-$ / Barrel 100 90 80 70 60

Entwicklung der Erdlpreise 1960-2009

1000 Barrel pro Tag 100

Entwicklung der Erdlfrderung weltweit in 1000 Barrel pro Tag

8050 40 30 20 10 0 1960 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

60

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40

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1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2009

Gb/yr 100 90 80 70

Entwicklung der Funde von l - NGL - Polares l - Tiefseell Produktion der USA l Produktion in der Vereinigten Staaten 10000 9000 8000 7000 1000 Fsser pro Tag 6000 5000 4000 3000 2000 1000 verbraucht projiziert 0 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 konventionell Alaska Tiefwasser

60 50 40 30 20 10 1920 1940 1960 1980 2000

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5 Quellennachweis1 2 3 4 5 6 Eigene Darstellung nach A.Kolesnikov und V. Kutherov http://www.seilnacht.com (17.5.2010) Eig. Darstellung nach Daten der IEA (International Energy Agency) und der OPEC http://www.tecson.de (12.5.2010) Eig. Darstellung nach Zahlen von U.S. EIA (Energy Information Industry) http://www.eia.doe.gov/ipm/supply.html (13.5.2010) Eig. Darstellung nach der Schweizerischen Energiestiftung http://www.energiestiftung.ch (13.5.2010) Eig. Darstellung nach http://www.peakoil.ch (13.5.2010)

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PRODUKT ZYKLUSWenn man die Entwicklung der Automobilbranche abzukoppeln versucht von dem der Menschheit immanenten Drang zur Automobilitt, kann man die Entwicklung der Automobilbranche mit einem allgemeinen Produktzyklus vergleichen. Der Automobilmarkt ist zwar auch durch einzelne Produktzyklen, die jeweils einzelnen Modelltypen, zu definieren, ist aber auch als gesamter Markt in einen Zyklus analysierbar. Wenn man den Automobilmarkt als einen Gesamtzyklus betrachtet, dann lassen sich auch die Absatzrckgnge der Automobilwirtschaft in diesem Kontext erklren. Die Produkteinfhrung auf dem Markt fhrt zu einem Boom der Automobilwirtschaft. Danach kommt es zu einer zunehmenden Sttigung des Marktes. Durch die Sttigung schrumpft der Absatz und damit auch die Gewinne. In der Nachpflege wird der Absatz zu einem groen Teil durch Ersatz der schon vorhanden Automobile generiert. Da es sich dabei vornehmlich um einen Verdrngungswettbewerb handelt, versuchen die Unternehmen mit hohen Marketing- und Markeninvestitionen den Wert Automobilitt in der Gesellschaft zu verankern. Wenn dieMarkteinfhrung Wachstum Sttigung Degeneration

abs. Absatz

Innovationen

Gewinn rel. Absatz

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se Investitionen nicht mehr ausreichen, kann es dazu kommen, dass man das Produkt Automobil selber in Frage stellt und andere Formen des Vertriebs evaluiert. hnliche Mrkte, wie zum Beispiel der Mobilphonemarkt, in dem aus der Vermarktung des Produktes Mobilphone eine Vermarktung der Dienstleistung mobiles telefonieren wurde, knnten Beispiele fr die Zukunft des Automobilmarktes sein. Den Daten zu Folge befinden wir uns momentan in der Nachpflege-Phase des Produktes Automobil, in der mit

minimalen Innovationen und hohen Marketingkosten versucht wird das Produkt mglichst rentabel auf dem Markt zu halten. Auf der anderen Seite entwickelt sich der Besitz zu einer Nutz-Struktur. Dies knnte ein Grund dafr sein, dass immer mehr Fahrzeuge geliehen werden. hnlich dem Mobilphone wird es also vielleicht eine Entwicklung zur Vermarktung der Dienstleistung Mobilitt kommen. Es werden nicht mehr Automobile angeboten, sondern es wird die Dienstleistung der Bereitstellung von Automobil und

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4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1960

PkW Neuzulassungen in D in Tsd. Einheiten prognostiziert fr 2010

Ausgleichsgerade

1970

1980

1990

2000

2009

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Quellennachweis Kilometerleistung geben. Anders als bei der Automobilwirtschaft gibt es immer noch groe Gewinnspannen beim Verkauf von Kilometerleistungen in Form von Benzin, welches an Tankstellen verkauft wird. Die intelligente Verknpfung von Dienstleistung und Produkt knnte nach diesem Szenario fr das berleben der Automobilwirtschaft wichtig sein.1 2 Eigene Darstellung Eigene Darstellung nach http://www.automobilmarketing.com (17.5.2010)

20Pkw-Besetzungsgrad nach Wegezwecken gesamt 1,5

AUS LAST UNGDa die berwiegende Zahl der Haushalte sich nur einen PKW pro Haushalt leisten kann, wird in der Regel das Modell gekauft, welches allen Ansprchen des Haushaltes gengt. Somit sind die meisten Wagen um eine hohe Flexibilitt zu gewhrleisten in fast allen Merkmalen berdimensioniert. In den Automobilen, in denen fast immer 5 Personen Platz finden, sitzen durchschnittlich nur 1,5 Personen, im Berufsverkehr sogar nur 1,1 Personen. Die Durchschnittliche Entfernung pro Fahrt und PKW betrgt 9,8 Kilometer bei einer

Arbeit dienstlich Ausbildung Einkauf Erledigung Freizeit Begleitung

1,2 1,1 1,7 1,5 1,5 1,9 1,9

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Reichweite des Tanks von mehreren 100 Kilometern. Die Autos, welche den Eigentmern 24 Stunden zur Verfgung stehen werden pro Tag durchschnittlich nur 54 Minuten genutzt. Die Leistungsmerkmale der Autos liegen damit in der Regeln weit ber den alltglichen Anforderungen. Erst fr den Wochenendausflug oder den Urlaub mit der ganzen Familie werden die groen und leistungsstarken Reise-Limousinen ausgelastet. Aus diesem Grund schaffen sich viele Haushalte einen kleineren Zweitwagen an, der fr

die alltglichen Anforderungen immer noch gengt und auf der anderen Seite wirtschaftlich und kologisch besser abschneidet als der Erst-Wagen. Jedoch sind die Anforderungen an ein Automobil bei jeder Fahrt so verschieden, dass eigentlich mehrere Fahrzeuge bentigt wrde, um fr jede Fahrt das optimale Fahrzeug auswhlen zu knnen. Gegen eine solche Erhhung der Anzahl der Fahrzeuge pro Haushalte spricht die darauf folgende geringe Auslastung der Fahrzeuge. Die zwei Dilemata der optimale Auslas-

21Motorisierungsgruppen der Haushalte

2 PKW

mehr als 2 PKW

1 PKW und >=1 mot. Zweirad

0 PKW und 0 mot. Zweirad

0 PKW und >=1 mot. Zweirad 1 PKW und 0 mot. Zweirad

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tung liegen also erstens in der richtigen Dimensionierung der Fahrzeuge, um einerseits fr mglichst viele Fahrten genutzt werden zu knnen, und auf der anderen Seite nicht stndig ungenutzte Kapazitten haben, und zweitens in der Problematik, dass es am besten wre, mglichst viele verschiedene Fahrzeugtypen zu haben, die fr unterschiedliche Bereiche optimiert sind, aber dadurch keine berkapazitt an Fahrzeugen zu schaffen.

Quellennachweis1 2 Infas, DLR MID 2008 Sonderauswertung zur Verkehrserhebung Mobilitt in StdtenSRV 2008 der technischen Universitt Dresden

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RECY CLING1 Allein in Deutschland werden pro Jahr ber 3 Millionen Autos stillgelegt. Das entspricht bei einem durchschnittlichen Gewicht pro Fahrzeug von 1800 kg insgesamt 5,4 Millionen Tonnen Schrott pro Jahr. Der gesamte Abfall pro Jahr in Deutschland betrgt 50 Millionen Tonnen. Die Masse der stillgelegten Autos entspricht also 10% des gesamten Mlls in Deutschland. Deshalb spielt die Wiederverwertbarkeit und die Recycelbarkeit eine bedeutende Rolle bei der Gestaltung und Konstruktion von Automobilen. Die Europische Union hat eine Verordnung erlassen, die besagt, dass bis 2015 85% der Masse aller Neuwagen wiederverwertbar sein mssen und 95% wiederverwendbar. Diese Verordnung wird durch die Typzulassung kontrolliert, bei der die Automobilhersteller eine Strategie fr die Wiederverwertung und fr das Recycling vorweisen mssen. Diese Quote wird von vielen Automobilhersteller (Nissan, VW, etc.) heute schon erfllt. Nissan hat seine Recyclingquote 2010 sogar auf 95,7 % steigern knnen und strebt die 100% Marke an. Die Wiederverwertung wird durch Umweltvertrglichkeit, steigende Preise fr Rohstoffe und steigenden Gebhren der Abfallentsorgung immer lukrativer. Entsorgte Autos werden in ihre Einzelteile zerlegt, sortiert und danach entweder wieder in den Materialkreislauf zurckgefhrt, zur Energiegewinnung verfeuert oder als Sondermll gelagert.

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Quellennachweis1 2 3 http://www.flickr.com (27.5.2010) http://planetefacility.com (27.5.2010) http://www.laboutiquedudos.com (27.5.2010)

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Geschichte

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VOM SCHLITTEN ZUM AUTO10.000 v. Chr. war der Schlitten das einzige Fahrzeug des Menschen. Die Menschen hatten erkannt, dass der Reibungsverlust eines Schlittens geringer war, als der vom einfachen Schleifen von Lasten ber den Boden. Die Schlitten wurden auch zum Beispiel fr den Transport und das Be- und Entladen der Schiffe von Baustoffen fr den Pyramidenbau der gypter genutzt. Der Ursprung des Rades liegt wahrscheinlich in quer unter den Schlitten liegenden Baumstmme. Das lteste Rad, welches gefun-

4000 v. Chr. Schlitten mit Rdern

3000 v. Chr. Wagen mit Ochsen

2000 v. Chr. Segelwagen amenemhet

1750 v. Chr. Wagen mit Pferd

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den wurde, wird auf das Jahr 2700 v. Chr. zurckdatiert. Aus dem monolithischen Rad entwickelte sich das Rad aus Holzscheiben. Schon im Jahre 2000 v Chr. wurde die Windkraft als Antrieb bei dem Segelwagen des gyptischen Knigs Amenemhet III genutzt. Der Wagen spielte in allen frhen Kulturen eine wichtige Rolle. Wurde er zunchst von Ochsen gezogen, entdeckte man 1750 v. Chr. das Pferd als Zugtier. Die Wagen wurden vorrangig als Transportmittel eingesetzt, als Statussymbol

der Herrschenden, aber auch als militrisches Gert, wodurch dem Wagen eine wichtige Rolle in der Kriegsfhrung zukam. Die Etrusker, Griechen, Kelten, Perser und Assyrer nutzten den Wagen fr ihre Kriegszge und auch die Rmer, deren hervorragendste Leistung jedoch im Bau des europischen Wegenetzes lag. Durch sie wurde der Handel in Europa und die groen militrische Bewegung erst ermglicht. Die ersten selbst bewegliche Wagen wurden von den Griechen konstruiert. Die Heliopolen wa-

275 7 9

308 v. Chr. Muskelkraftwagen des Demitrios

336 v. Chr. Heliopolen

1335 n. Chr. Guido da Vigevano

1420 n. Chr. Giovanni da Fontano

1472 n. Chr. Flgelwagen von roberto valturio

1478 n. Chr. Leonardo da Vinci panzer wagen

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ren Belagerungswaffen, die durch Menschen im Inneren angetrieben wurden und ein frher Muskelkraftwagen von Demitrios lie sich durch 2 Mnner per Pedal antreiben. Nach dem Zerfall des rmischen Reiches und seiner Infrastruktur gab es keine nennenswerte Entwicklung der selbstbeweglichen Wagen mehr. Erst im 13. Jahrhundert wurden, ausgelst durch militrische Interessen wieder an dem Thema gearbeitet. Guido de Vigevano entwarf im 14. Jahrhundert einen mit vier Pedalen angetrieben Wa-

gen und damit den wohl ersten Vierradantrieb, der jedoch nie umgesetzt wurde. Im Jahre 1420 entwarf Giovanni da Fontano das dem Automobil am hnlichste Fahrzeug dieser Zeit. Dieses Fahrzeug war an die Mae des Insassen angepasst, bot einen gute Ausblick und eine bequeme Sitzposition, aus der der Wagen, mittels einer Schnur, angetrieben werden konnte. In dem 1472 verffentlichten Lehrbuch De Re Militari von Roberto Valturio wird ein durch Windrder angetriebenes Gefhrt gezeigt, doch auch dieses wur-

de nicht realisiert. Der von Leonardo Da Vinci entworfene Panzerwagen von 1478 sollte nicht nur durch Kurbeln, deren Bewegung ber Zahnrder auf 4 Rder umgesetzt wird, angetrieben werden, sondern konnte seine Angriffsflche auch noch ber einen Verstellmechanismus verkleinern. Ein anderer Entwurf Da Vincis zeigt einen Wagen, der mit einer Feder aufgezogen wird, die dann ihre Kraft nach und nach abgibt. Die Windkraft wurde von Simon Stefin genutzt, um bis zu 28 Passagieren in einem Segelwagen

2811 13 15

1650 n. Chr. Segelwagen von Simon Stevin

1670 n. Chr. Stephan Farffler

1714 n. Chr. Segelmasten fahrzeug von Du Quet

1649 n. Chr. Johann Hautsch Prunkwagen

1680 n. Chr. Isaac Newton auto

1690 n. Chr. Ferdinand Verbiest

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mit 12 km/h bei gutem Wind zu transportieren. Durch seine Behinderung motiviert baute der Uhrmacher Stephan Farffler einen Dreiradwagen, den er mit einer Kurbel antrieb und wurde so wieder mobil. Du Quet konstruierte ein Segelmasten-Fahrzeug, welches die Bewegung zweier Windrder in die Bewegung von vier Beinen umsetzte. Ein anderer Wagen bewegte die Rder ber Zahnrder, die durch Wind angetrieben wurden. Der Prunkwagen von Johann Hautsch war 1649 die Krnung der muskelbetriebenen Fahrzeuge

und konnte sich mit bis zu 1,4 km/h bewegen. Die Erfindung der Dampfkraft geht auf den griechischen Mathematiker Heron zurck, der im 2. Jahrhundert mit seiner Erfindung olipile den Dampfdruck nutzte. Auf diese Erfindung geht der Wagen von Isaac Newton zurck, der den ausstoenden Dampfdruck direkt als Antriebskraft nutzte. Die erste Verwendung von Dampf als Fahrzeugantrieb im Sinne eines Motors, lsst sich bei dem Fahrzeug von dem Jesuitenmissionar Denis Papin im Jahre 1681 festmachen.

Ein 60 Zentimeter langer Wagen mit einer durch Dampfkraft angetriebenen Welle, deren Bewegung auf die Rder bertragen wurde. Aus Experimenten mit der Dampfkraft entwickelte Denis Papin die erste Druck-Zylindermaschine mit Zahnradbersetzung die auch einen Wagen angetrieben haben soll. Der Dampfantrieb sollte aber erst mit dem Dampfbetriebenen Gefhrt von Joseph Nicholas Cugnot in einem Fahrzeug kommerziell realisiert werden. Der Militringenieur stellte mit der Untersttzung des Militrs, welche

2917 19 21

1769 Chr. dampfbetriebenes Gefhrt Joseph Nicholas Cugnot

1779 n. Chr. Pedalfahrzeuge von Blanchard

1802 n. Chr. Richard Trvithick Dampfkutsche

1831 n. Chr. Walter Hancock Dampfomnibus

1862 n. Chr. Jean-Joseph Etienne Lenoir Gaswagen

1870 n. Chr. Dampfwagen Amde Bolle

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den Wagen als Zugwagen fr die Artillerie nutzen wollten, 1769 das erste Modell her. Der Antrieb funktionierte, jedoch wurde das Projekt nach einem Wechsel der Fhrung des Militrs wieder eingestellt. Ende des 18. Jahrhunderts wurden die Karosserien der Fahrzeuge so leicht, dass der Pedalantrieb deutlich effizienter wurde als bisher. Blanchards Dreirad wurde durch eine Person, die hinter dem Insassen stand durch einen Pedalantrieb angetrieben und erreichte eine Geschwindigkeit von ca. 12 km/h. Der Gedanke des

Dampfantriebes wurde von Richard Trvithick aufgegriffen und in einer riesigen Dampfkutsche umgesetzt. Aufgrund der schlechten Strassenverhltnisse arbeitete er danach jedoch an einer Dampflokomotive weiter. Zwischen 1830 und 1840 gab es eine erhebliche Zunahme von Dampfomnibussen im Strassenraum, die unter Anderem auch im Linienverkehr zwischen Stdten eingesetzt wurden. Zu den Leistungsstrksten gehrten die Dampfomnibusse von Hancock, von Gurney, und von Charles Dietz. Der Glocken-

gieer Amde Bolle baute um 1870 einen Dampfwagen, der bis zu 60 km/h schnell fahren konnte. Whrend einer Fahrt von Le Mans nach Paris erhielt er deswegen 75 Strafmandate. Der Wagen von Jean-Joseph Etienne Lenoir im Jahre 1862 war das erste Fahrzeug mit Gasantrieb. Von dem Motor wurden insgesamt ca. 400 Stck produziert. Nikolaus Otto entwickelte im Jahre 1876 den ersten atmosphrischen Gasmotor. Dieser wurde zum Viertaktgasmotor weiterentwickelt und bildete die Grundlage fr

3023 25 27

1876 Nikolaus Otto Verbrennungsmotor

1883 n. Chr. Edouard D. Deboutteville erstes Auto Patent

1885 n. Chr. Gottlieb Daimler erstes Motorrad

1886 n. Chr. Karl Benz Motordreirad

1889 n. Chr. Gottlieb Daimler weltausstellung

1891 n. Chr. Panhard& Levassor erste automobilhersteller von 30 automobilen

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die folgenden Automobile mit Verbrennungsmotor. Er wird deswegen heute immer noch Otto-Motor genannt. In dem Unternehmen, welches diesen Motor fertigte, arbeitete damals der Ingenieur Gottlieb Daimler. Dieser trennte sich von Otto und entwickelte einen Einzylindermotor, welchen er in ein zweirdriges Fahrzeug, das ersten Motorrad der Geschichte, integrierte. Kurz davor hatte Edouard DelamarreDeboutteville das erste Patent fr ein Automobil in Frankreich angemeldet. Karl Benz baute 1886 ein dreirdriges

Kraftfahrzeug, auf dem ein querliegender Motor montiert wurde. Gottlieb Daimler baute seinen weiterentwickelten Motor auf eine bestehende Pferdekutsche und schuf somit das erste vierrdrige Automobil mit Benzinmotor. Auf der Weltausstellung 1889 in Paris stellte Daimler einen weiterentwickelten Wagen vor. Von diesem waren Ren Panhard, Louise Sarazin und Emile Levassor so fasziniert, dass sie die Lizenz fr die Herstellung in Frankreich erwarben und somit andere Automobilhersteller, zum Beispiel Peugeot, beliefern

konnten, die bis dahin Fahrzeuge mit Dampfantrieb gebaut hatten. Die erste Serie von dreiig Automobilen wurde von Panhard&Levassor hergestellt, wodurch sie als erster kommerzieller Automobilhersteller angesehen werden knnen. Verglichen mit Frankreich hinkte die Entwicklung der Automobile in Deutschland noch ein wenig hinterher.

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Quellennachweis1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 http://www.cheops-pyramide.ch (16.5.2010) http://www.planet-wissen.de (16.5.2010) Automobility Vitra Design Museum http://www.wikipedia.de (13.5.2010) Automobility Vitra Design Museum http://www.xlegio.ru (16.5.2010) http://www.uh.edu (15.5.2010) Automobility Vitra Design Museum Automobility Vitra Design Museum Nachbau Institute and Museum of History of Science Automobility Vitra Design Museum Automobility Vitra Design Museum Automobility Vitra Design Museum Automobility Vitra Design Museum Automobility Vitra Design Museum Automobility Vitra Design Museum http://www.forum-auto.com (15.5.2010) Automobility Vitra Design Museum http://www.forum-auto.com (15.5.2010) http://www.firedragon.com (15.5.2010) http://www.forum-auto.com (15.5.2010) http://www.laberezina.com (15.5.2010) DPMA Patent : DE 10 116 A http://www.autocadre.com (15.5.2010) DPMA Patent : DE 36 423 A DPMA Patent DE 37 435 A, Figur 5 http://blog.daimler.de (15.5.2010) Automobility Vitra Design Museum

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MASSEN MOTOR ISIERUNGZunchst dienten in Rom Wagen als Kult- und Triumpfwagen und waren den Kaisern vorbehalten. Ab 400 n. Chr. war es auch Privatpersonen erlaubt in Wagen zu reisen, auch wenn sich dies nur die Wohlhabenden leisten konnten. Nach dem Niedergang des Rmischen Reichs kam der Straenbau zum Erliegen und das Straennetz brach zusammen. Es wurde erst wieder im 15. Jahrhundert aufgebaut. Das Brgertum der industriellen Revolution von 1760 in Grobritannien benutzte den Wagen, um seinem neuen Bedrfnis nach Mobilitt nachzukommen. Aber erst das Fahrrad ermglichte auch der breiten Bevlkerung eine individuelle Bewegungsfreiheit. Die motorisierte Automobilitt wurde durch den dreirdrigen Motorwagen von Carl Benz ausgelst. Die ersten Schritte zu einer Serienproduktion des Automobils wurden zunchst in Frankreich unternommen. Bis zum ersten Weltkrieg blieben Automobile aber ein Produkt fr Reiche. Erst die Produktionsoptimierungen und Lohnpolitik von Henry Ford fhrte zu einer Massenmotorisierung. Diese trat in Deutschland erst mit dem Ende des zweiten Weltkrieges ein. Der VW Kfer berrundete 1972 das Ford T Modell mit 15 Millionen verkauften Einheiten. Steigende Lhne der Mitarbeiter und sinkende Automobilpreise fhrten zu einer wachsenden PKW-Dichte.

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Quellennachweis1 Text Eigene Darstelung Auomobility Vitra Design Museum

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Bionik

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RAUHES FLUTSCHT BESSER1 Haie bewegen sich mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von ca. 50 km/h im Wasser fort. Damit sind sie 15 mal so schnell, wie die heutigen U-Boote und da das Wasser einen hheren Widerstand bietet, wren sie in dem Medium Luft um 10 mal schneller, als heutige Dsenjets. Mglich wird das auch dadurch, dass die Haut der Haie eine raspelfrmige Oberflche hat. Durch diese Oberflchenstruktur wird die Reibungskraft minimiert, und so ein besonders geringer CW Wert erreicht. Dieses Prinzip mchte man sich auch in der Fahrzeugtechnik zu Nutze machen. Man stt dabei aber auf Grenzen, da Abnutzungserscheinungen, Verschmutzungen bei den von Menschen produzierten Objekten auftreten. In der Natur werden verschiedene Wirkelemente zusammengefgt und ergeben so ein intelligentes System, von dem wir bis heute noch weit entfernt sind. Auerdem hat die Haifischhaut eine Oberflche, auf der sich wenige Tiere festsetzten knnen, weil die Oberflche weich und gezackt ist. Dies Prinzip wird versucht auf Schiffe zu bertragen, da es durch den Befall von Algen, Muscheln und anderen natrlichen Organismen zu einem bis zu 15% erhhten cw Wert kommt.

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Quellennachweis21 2 http://pages.unibas.ch (10.5.2010) Eigene Darstellung

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ZUG VGEL1

Zugvgel sind Vgel, die sich zu unterschiedlichen Zeiten an unterschiedlichen Orten aufhalten. Zum Beispiel sich im Sommer in Europa befinden und im Winter nach Sdafrika fliegen. Der Weltrekord der Zugvgel liegt bei 113.000 Kilometern und wurden von einer Phulschnepfe aufgestellt. Die Weite des Fluges wurde durch einen angebrachten Peilsender gemessen. Zugvgel orientieren sich vorrangig am Erdmagnetismus. Ob sie sich auch durch die Sternenkonstellationen orientieren ist nicht geklrt. Auerdem kn-

nen Sie sich wahrscheinlich noch an dem Stand der Sonne orientieren und die magnetische Deklination nutzen, heit, dass Sie die Verschiebung von geographischem und magnetischen Pol berechnen und danach ihre Flugrichtung anpassen knnen. Damit leisten Zugvgel nicht nur eine unglaublich Leistung in der Bewltigung von tausenden Kilometern, sondern haben auch ein eingebautes Navigationsgert, welches ihnen hilft sich in der Umgebung zu orientieren.

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Quellennachweis1 2-4 http://panoramio.com/photo/1474323 (30.5.2010) Eigene Darstellung

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m bzw. Nm=v

WER IST DER STRKSTEDie Ameise wird oft als herrausragendes Beispiel fr die Effizienz der Natur vorgestellt. Dabei wird meistens das erstaunliche Verhltnis von Krpermasse und Kraft der Ameise hervorgehoben. So fllt der erste Blick, wenn man Vorbilder aus der Natur fr eine effiziente Fortbewegung sucht auch auf die kleinsten Lebewesen in der Natur, unter anderem auch auf den Nashornkfer und die Hornmilbe. Sie haben bessere Masse/Kraft Verhltnisse als jedes technische

N/m

N=v

0 Verhltnis der Muskelkraft und Masse eines Lebewesensin Abhngikeit zu seinem Volumen bei gleichbleibenden Proportionen

v

1

Artefakt der Menschen. Dies knnte man als Versagen der Konstrukteure effiziente Motoren zu entwickeln deuten. Die genauerer Analyse der natrlichen Leistungen entlastet die Ingenieure jedoch von diesem Urteil. Die Muskelkraft eines Individuums ist abhngig von der Anzahl der gleichartigen Muskelstrnge. Deswegen ist die Kraft abhngig vom Querschnitt, wchst also exponentiell mit dem Exponenten 2. Die Masse wird durch das Volumen bestimmt und wchst

somit exponentiell mit der Exponenten 3. So wird das Verhltnis Kraft/Masse geringer, wenn das Volumen des Lebewesens proportional erhht wird. Deswegen knnen kleine Lebewesen relativ dnne Gliedmaen ausbilden. Also liegt der Grund fr die effizientere Kraftleistung der Natur in der geringen Gre der Lebewesen. Elefanten haben ein deutlich schlechteres Verhltnis.

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AmeiseGre: Gewicht:

10 mm 5 mg

rel. Kraft: 100 F/m abs. Kraft: 500 Kjn

HornmilbeGre: Gewicht: 0,8 mm 0,1 mg

rel. Kraft: 1180 F/m abs. Kraft: 1170 KN/qm

NashornkferGre: Gewicht: 15 cm 3g

rel. Kraft: 850 F/m abs. Kraft: 2550 g

Weisser HaiGre: Gewicht: 8m 2t

rel. Kraft: 0,75 F/m abs. Kraft: 1,5 t

Oregon-KrabbeGre: Gewicht: 5 cm 14 g

rel. Kraft: 200 F/m abs. Kraft: 1006 KN/m

Mercedes S 500Gre: Gewicht: 5,1 m 2t

rel. Kraft: 1 F/m abs. Kraft: 300 kW

MenschGre: Gewicht:

Elefantrel. Kraft: 1 F/m abs. Kraft: 80 Kg Gre: Gewicht:

1,85 m 80 Kg

4m 5t

rel. Kraft: 0,14 F/m abs. Kraft: 700 Kg

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Quellennachweis1 2 Text Eigene Darstellung Eigene Datstellung http://www.tagesspiegel.de (13.5.2010)

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BEWEG UNG IN DER NATURAlle Lebewesen knnen sich nur durch ihre Muskeln aktiv fortbewegen. Diese sind aus vielen einzelnen Muskelfasern zusammengesetzt. Durch Kontraktion und Erschlaffen dieser Muskeln wird Bewegung ermglicht. Die Muskulatur macht beim Mann 40% und bei der Frau 23% der Gesamtenkrpermasse aus und besteht aus ca. 600 einzelnen Muskeln. Die Muskeln bentigen Energie zur Bewegung. Diese wird durch den Stoffwechsel bereit gestellt. Mit Stoffwechsel werden Auf-, Ab- und Umbauvorgnge von lebendigem Gewebe bezeichnet. Die Energie wird aus Kohlenhydraten, Fetten und Eiweien gewonnen. Diese werden mit der Nahrung aufgenommen und mit den Blutgefen zu den Mitochondrien transportiert, die diese Nhrstoffe verbrennen und in dem Molekl ATP speichern. Dieses ATP kann dann von den Myofibrillen in mechanische Energie umgesetzt werden. Als Nebenprodukt entsteht unter anderem Wrme. Da das ATP nur ber einen relativ kurzen Zeitraum gespeichert werden kann, wird die Energie in Form von Nhrstoffen gelagert und nur in den bentigten Mengen in ATP umgewandelt. Um den Energieeinsatz zu minimieren greift die Natur auf ausgeklgelte Bewegungsmechanismen zurck. oder nutzt die natrlichen Strmungen und Auf-/Abtriebe der Luft und des Wassers. Techniker versuchen schon seit langer Zeit natrliche Muskeln durch technische Muskeln zu imitieren. Dazu wird mit sich ausdehnenden Materialien, die wie Muskelfasern funktionieren experimentiert. Festo entwickelte so auf Basis von mit Druckluft gefllten Schluchen einen Roboterarm, der dem des Menschen hnelt. Die Schluche mit der Bezeichnung Fluidic Muscle bestehen aus einem Elastomer und sind mit Aramidfasern verstrkt. Werden die Muskeln mit Druckluft gefllt vergrert sich deren Durchmesser und die Lnge wird gekrzt, so dass es zu einer Kontraktion kommt. Die Kraft und Dynamik dieses knstlichen Muskels gleicht dem des menschlichem Arms. Durch die sensorgenaue Ansteuerung des Systems kann eine Genauigkeit hnlich der des menschlichen Armes er-

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reicht werden. Anders als der menschliche Arm muss dem Roboterarm keine Energie zugefhrt werden, um ihn in einer Lage zu halten. Der Wirkungsgrad von den fluidic muscles liegt bei 22-50%. Das Projekt soll Ansto fr Industrieproduktion und Antriebstechnologien der Zukunft bieten. Eine andere Mglichkeit natrliche Muskeln technisch umzusetzen sind dielektrische Materialien, wie zum Beispiel Nitinol, welche sich durch Stromzufhrung verbiegen. Durch die Steuerung der elektrischen Spannung knnen so gezielt Bewegungen realisiert werden. Durch den technisch geringen Aufwand dieses Mechanismus ist es so mglich auch sehr kleine Motoriken zu fertigen. Die Effizienz von solchen

dielektrischen Bewegungsmotoriken ist jedoch mit 5% sehr schlecht. Das Entwicklungspotential beim Wirkungsgrad von dielektrischen Materialien ist fraglich. Der Elektromotor bleibt in seiner Effizienz ungeschlagen. Vielleicht werden in Zukunft jedoch muskelhnliche Antriebe dann eingesetzt, wenn eine Bewegung, jenseits der fr das Rad optimierten Wege, geschehen soll.

Quellennachweis1 2 3 4 http://www.core.form-ula.com (26.5.2010) http://www.leifiphysik.de (26.5.2010) http://www.festo.com (26.5.2010) http://de.academic.ru (26.5.2010)

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TRANS PORT IM KRPERBei der Betrachtung von Analogien zu unserem Verkehrssystem fllt nicht nur die Bewegung von Lebewesen auf, sondern auch der Blutkreislauf innerhalb der Krper der Lebewesen. Der Blutkreislauf hat hauptschlich die Aufgabe Sauerstoff und Nhrstoffe zu tranportieren und Kohlenstoffdioxid und Harnstoffe abzutransportieren. Das Blut nimmt diese Stoffe auf und gibt sie am Zielort wieder ab. Die Blutkapillaren im menschlichen Krper htten hintereinandergereiht eine Lnge von 160.000 Kilometern. Nur durch die verstelte Struktur des Gesamtsystems, kann das Blut in einer Minute den kompletten Krper durchqueren. Dieses leistungsfhige Transportsystem war fr den Netzwerktheoretiker Prof. Frederic Vester die Grundlage eines Konzeptes fr ein neuartiges Verkehrssystem. Frederic Vester untersuchte in den 90er Jahren das damalige Verkehrssystem und beschrieb im letzten Absatz ein, seiner Ansicht nach, optimales Verkehrssystem. Frederic Vester 1 nahm den Mechanismus des Blutkreislauf als Grundlage in seinem Buch Ausfahrt Zukunft von 1990 fr eine Vorstellung eines modernen Transportsystems. In diesem sollten die einzelnen Elemente des Verkehrssystems besser verknpft werden. Autos sollten analog zu der Nhrstoffaufnahme im Blutkreislauf des Krpers bei lngeren Strecken auf Zge quer verladen werden, und sich am Zielort wieder ausklinken. Dafr solten die Bahnhfe ausgebaut werden, so dass man mit dem Auto direkt in den Zug fahren knnte. Der von Kritikern erhobene Einspruch an dieser Lsung war der eigentlich unntige Transport der zustzlicher Masse der Autos. In der neuen Auflage des Buches mit dem Titel Crashtest Mobilitt von 1999 erkannte Frederic Vester dieses Problem und entwickelte ein neues Konzept fr ein Verkehrssystem. Bei dem die einzelnen Verkehrssysteme (Bus, Bahn, Straenbahn) besser vernetzt werden sollten, der private Wagen abgeschafft und durch Leih- und Mietwagen ersetzt werden sollte. Der Vorteil dieser Lsung liegt in der geringeren Anzahl an Fahrzeugen, die gebraucht wrden. Bei einer kompletten Substitution der privaten Wagen durch Mietwagen wrde man nur 5 Millionen Autos brauchen, um eine gleichwertige Mobilitt zu ermglichen (ein Leihwagen ersetzt 4-8 private Wagen). Es gibt einige studentische Arbeiten, die sich mit der gestalterischen Umsetzung des Konzeptes von Frederic Vester aus dem Buch Ausfahrt Zukunft beschftigen.

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Quellennachweis1 2 http://cache.boston.com (26.5.2010) http://www.janbouten.de (26.5.2010)

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LEICHT BAUDurch die Evolution wurden die Strukturen in der Natur seit Tausenden von Jahren optimiert und sind deswegen den technischen Konstruktionen der Menschen immer noch weit berlegen. Natrliche Strukturen sind leichter, stabiler und funktionaler als alle vom Menschen geschaffenen Artefakte. Die Produktion von Artfakten ist dabei von zwei wesentlichen Punkten eingeschrnkt. Einerseits fehlt das Wissen, um die Herstellung, andererseits sind die technischen Mittel zur Umsetzung in der Produktion eingeschrnkt. Freiformen, Hinterschnitte und Strukturen innerhalb von Materialien sind sehr schwierig umzusetzen und fhren meistens zu erhhten Produktionskosten. Das Wachstum von natrlichen Strukturen wird in der Biologie als Morphogenese bezeichnet. Sie wird durch genetische Erbanlagen und uere Reize gesteuert. Durch moderne CAD Anwendungen z.B. Solidthinking kann dieser Vorgang am Computer simuliert werden. Der Benutzer kann dort Grundgeometrie, 1 einwirkende Krfte und andere Parameter in das Programm einfgen. Die Funktion morphogenesis entfernt dann aus der vollen Geometrie des Objektes soviel Masse wie mglich ist, um trotzdem den einwirkenden Krften standhalten zu knnen. Dazu wird eine 3D-Geometrie generiert und gleichzeitig mittels FEM (finite elemente methode) die Stabilitt der Geometrie berechnet. So entstehen Modelle, die der Natur auffallend hneln. Eine effektivere Methode zur bersetzung der natrlichen Strukturen liegt in der Analyse von Strukturen in der Natur. Durch die Analyse der Strukturen knnen Gesetzmigkeiten gefunden werden, welche dann wieder bei der Konstruktion von Objekten eingesetzt werden knnen. Durch das Verstndnis der natrlichen Prinzipien knnen Kon-strukteure heute sogar bessere Lsungen finden als die Natur. Die Erkenntnisse aus der Bionik knnen, zu einem groen Teil, erst durch die modernen Fertigungstechniken, wie zum Beispiel dem Lasersinterverfahren, in der Produktion umgesetzt werden. Das Lasersinterverfahren ermglicht es nmlich, fast ohne jede Einschrnkung, Formen zu schaffen. Leichtbau Materialien wie z.B. Metallschaum, die industriell gut hergestellt werden knnen, nutzen die Prinzipien der Natur und werden in Zukunft verstrkt auch im Fahrzeugbau eingesetzt werden. Als Sandwichmaterial ermglichen sie eine groe Stabilitt bei gleichzeitiger Leichtigkeit.

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Quellennachweis1 2 3 http://p3.focus.de (25.5.2010) http://www.wunderkammerwissenschaft.de (26.5.2010) http://de.academic.ru (1.7.2010)

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ANTRIEBE

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KAMPF DER ANTRIEBEHeute wird das Straenbild vorrangig durch Automobile mit Ottomotoren geprgt. Elektrische und gasbetriebene Fahrzeuge etablieren sich erst seit neuester Zeit wieder auf dem Markt. Dampfbetriebene Autos findet man gar nicht mehr. Fr uns heute kaum vorstellbar ist, dass mit Beginn der Erfindung des Automobils drei unterschiedliche Antriebsformen gleichrangig existierten. Der Antrieb mittels Verbrennung von Benzin, der Dampfantrieb und der Elektroantrieb. Alle drei Antriebsformen hatten vorerst mit technische Schwierigkeiten zu kmpfen und es sah zuerst so aus, als ob sich das Elektromobil in dem Wettkampf durchsetzen wrde. Die Dampfkraft war zu der Zeit die ausgereifteste Technologie von den Dreien, da sie schon beim Bau von Lokomotiven eingesetzt und optimiert war. Eine frhe Anwendung des Dampfantriebes fand sich in dem Dampfbus von Amade Bolle aus dem sich das sechssitzrige Dampf-Cabriolet La Mancelle im Jahre 1878 entwickelte. Diese Dampffahrzeuge waren in der Gestalt dem Benzin1 dreirad von Carl Benz sehr hnlich, und sind wahrscheinlich auch Inspiration fr diesen gewesen. Die Nachteile dieser Technik waren die lange Startzeit, um das Wasser zu erhitzen, das hohe Gewicht der einzelnen Maschinenteile, des Brennstoffes und des Wassers. An diesen Problemen wurde kontinuierlich gearbeitet, um sie zu lsen. Der Verbrennungsmotor dagegen war schwierig in der Regelung, verursachte Lrm, Vibrationen und Abgase. Mit Benzin angetrieben Automobile wurden wegen dem schwierigen Handling vorerst ausschlielich von Chauffeuren (weitergebildete Schlosser) gefahren und nur Abenteuerlustige fuhren ihren Wagen selbst. Das wahrscheinlich erste Automobil wurde 1888 vom Coburger Fabrikanten Andreas Flocken gebaut und war mit einem Elektroantrieb ausgestattet. Problematisch war jedoch, die niedrige Energiedichte der Akkus, die damit verbundene kurze Reichweite, die langwierige und komplizierte Aufladung und das Fehlen der dafr notwendigen Lade-Infrastruktur. Der Benzinwagen

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Quellennachweis1 2 3 http://blenheimgang.com (23.5.2010) http://www.forumromanum.de (23.5.2010) http://www.elliottmuseumfl.org (23.5.2010)

und der dampfbetriebene Wagen wurden immer einfacher in der Bedienung, wobei beim Dampfauto sich dieser Fortschritt auch in einem hheren Kaufpreis wiederspiegelte. Auerdem war die bei beiden Antriebsarten geringe ntige Infrastruktur, ein groer Vorteil gegenber dem Elektromobil, welches besonders in dicht besiedelten Stdten mit einer hohen Infrastruktur seine Vorzge ausspielen konnte. Whrend vor 1900 die ersten Geschwindigkeitsrekorde mit den Elektromobilen erreicht wurden, wurden neue Rekor-

de danach nur noch von Benzin und Dampfwagen aufgestellt. Der Nachteil des langsamen Startes der Benzinwagen wurde 1911 durch die Erfindung des Anlassers von Charles F. Kettering behoben. Damit holte das BenzinAuto diesen Nachteil gegenber dem Elektromobil auf. Dagegen wurde erst 1918 eine Schnellstart Variante fr das Dampfauto eingefhrt. Letztendlich hat sich das Benzin-Auto wahrscheinlich aus mehreren Grnden durchgesetzt. Das Elektroauto war pri-

mr als Stadtauto zu benutzen. Innerhalb von Stdten spielte die Abhngigkeit von der Infrastruktur und die geringe Reichweite keine so groe Rolle. Das Elektroauto galt wegen seiner Sauberkeit, dem Bedienkomfort und dem Fahrgefhl des Dahingleitens als zivilisiertes Fahrzeug. Dieses Fahrgefhl galt auch fr die dampfbetriebenen Fahrzeuge dieser Zeit. Jedoch waren andere Dinge fr die Fahrer bei der Anschaffung eines Wagens ausschlaggebend. Ab 1900 wurde die sportlichen berlandfahrt, die Domne

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250

Rekorde zu Lande

200

Benzinautomobil Mors Z

150

100

50

1898

Elektrofahrzeug Jeantaud 1899

Elektrofahrzeug Jamais contente

Benzinautomobil Ford Arrow

Dampfwagen Stanley Steamer Beetle

Benzinautomobil Blitzen-Benz

Dampfwagen Gardener-Serpollet

0 1900 1901 1902 1903 1904 1905 1906 1907 1908 1909

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der Benzin und Dampfwagen, fr die Fahrer interessanter. Einerseits um die auf dem Land gelegenen Wohnsitze zu erreichen und andererseits einem neuen Gefhl der Befreiung aus den stdtischen Zwngen und damit verbundenen neuen Mobilittsbedrfnis nachzukommen. Nur mit dem Benzinwagen konnte der Fahrer seinem Bedrfnis nach Abenteuerlust nachkommen. Das Motorgerusch und die Gewalt der Explosionen im Motor konnten den Insassen am besten die Geschwindigkeit vermitteln. Das sanfte

Dahingleiten der Dampfautos versprach kein Abenteuer. Die technischen Probleme der Benzin-Wagen wurden als positive Herausforderung angenommen und fhrten so zu einem Statussymbol durch die technische Problembewltigungskompetenz. Spter wurde der Benzinwagen auch fr die Stadtfahrten genutzt und eroberte somit auch diese Domne der Elektrofahrzeuge. Um in diesem Wettbewerb Schritt halten zu knnen unternahmen die Herrsteller von elektrobetriebenen Fahrzeugen den Versuch das Elektro-

auto auch fr lngere Strecken tauglich zu machen, in dem sie Hybridtechnologien einsetzten. Ein Verbrennungsmotor wurde eingebaut, um ber einen Generator Strom zu erzeugen, so dass im Stadtbetrieb mit Elektrik gefahren werde konnte und zur Verlngerung der Reichweiten im berlandverkehr der Verbrennungsmotor genutzt werden konnte. Diese Systeme konnten sich aber nicht durchsetzen, da sie einen hheren technischen Aufwand erforderten und ein hheres Gewicht, einen hheren Preis und einen geringe-

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Quellennachweis 21 2 Eigene Darstellung nach Geschichte des Autos von Kurt Mser http://www.adventuremedia4u.de (23.5.2010)

ren Wirkungsgrad hatten. Konzepte fr Oberleitungen zur Versorgung von E-Autos ber Land wurden zwar angedacht, aber nicht realisiert. Zustzlich wurde diesem Wettstreit ein, durch die Armeeverwaltung geschaffenes Subventionssystem hinzugefgt, welches ausschlielich das Benzinauto frderte. An dieser Entwicklung kann nachvollzogen werden, wie einzelne Technologien versuchen, den Vorsprung der anderen Technik aufzuholen, in dem sie supplementr Teile der anderen Technologie nutzen, um den Vorteil ge-

ringer werden zu lassen. Und dass auer technologischen Vorsprngen auch die gesellschaftliche Akzeptanz bestehen muss, um eine Technologie gegen andere zu verteidigen.

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ELEKTRO ANTRIEBNach dem Erfolg des Verbrennungsmotors wurden zunchst einmal kaum nennenswerte Versuche gemacht, dass elektrisch betriebene Fahrzeuge weiter zu entwickeln. Erst mit der lkrise 1973 gab es eine Wiederbelebung der Idee elektrisch betriebener Fahrzeuge. Die Erdlkrise wurde durch die bewusste Drosselung der Erdlfrderung durch die OPEC-Staaten ausgelst und machte die Abhngigkeit der Industrienationen vom Erdl deutlich. Daraufhin wurden in den Industrienationen vermehrt Bestrebungen unternommen, eine grere Unabhngigkeit vom Erdl zu erreichen. Diese Bemhungen endeten im Automobilsektor aber nur in neuen Konzept-Fahrzeugen mit Elektroantrieb, die von den Automobilherrsteller nicht bis zu einer Serienreife entwickelt wurden. Weitere Entwicklungen blieben vorerst aus. Erst 1990 nach dem Erlass des Gesetzes zur Emissionssenkung in Kalifornien, welches festlegte, dass bis zum Jahre 1998 2% aller neu gekauften Wagen emissionsfrei sein sollten, wurden die Automobilhersteller soweit gebracht elektrobetriebene Fahrzeuge auch bis zur Serienreife zu entwickeln. Mit diesem Hintergrund entstand 1990

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bei GM ein Prototyp fr ein Auto mit elektrischem Antrieb, der bis 1996 zur Serienreife weiterentwickelt wurde und als EV 1 auf den Markt kam. Der EV1 bot Platz fr 2 Personen und wurden 1117 mal produziert. Aufgeladen wurde er an der Steckdose zu Hause. GM schloss mit den Nutzern einen Leasingvertrag ab, der es GM ermglichte die Wagen nach 3 Jahren wieder zurckzunehmen. Der Wagen stie auf eine gute Akzeptanz bei den Kufern, die die Vorteile des Wagens schtzten und sich nicht durch die fehlende

Infrastruktur gestrt fhlten. GM lie jedoch gegen den Willen der Besitzer von 2002-2003 alle Wagen verschrotten und verkaufte seine Anteile an Ovonics, die mittels Patent die Produktion von NIMH Akkus kontrollieren. Zur gleichen Zeit wurde der Gelndewagen Hummer auf den Markt gebracht. Danach herrschte bei GM erstmal Funkstille fr die Elektromobilitt bis 2007 das Konzept Auto Chevrolet Volt angekndigt wurde, welches bis 2011 zur Serienproduktion entwickelt werden soll. Jedoch ist der Chevrolet

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Quellennachweis1 2 3 4 Text http://www.getmsm.com (23.5.2010) http://www.treehugger.com (23.5.2010) http://www.rp-online.de (23.5.2010) http://www.autokiste.de (23.5.2010) Film who killed the electric car http://www.wikipedia.de (23.5.2010)

Volt kein reines Elektroauto, sondern ein Hybridfahrzeug mit Verbrennungsmotor zur Reichweitenverlngerung. PSA Peugeot Citron produzierte von 1995 bis 2005 10.000 elektrische angetriebene Automobile, stellte die Produktion nach dem Verbot der Nickel-Cadmium-Akkus in der EU jedoch ein. Unter den Elektromodellen ist auch der Peugeot 106 electric der 3500 mal zwischen 1995 und 2003 verkauft wurde. Fr Ende 2010 kndigt Peugeot an das komplett elektrisch betriebene Fahrzeugmodell i-on auf den

Markt zu bringen. Es handelt sich hierbei um den umgelabelten Mitsubishi IMIEV (Badge Engineering), der danach auch noch von Citren in Produktion genommen werden soll. Die groen Automobilherrsteller haben bis 2008 keine groen Bemhungen unternommen, elektrisch betriebenen Fahrzeugen weiter zu entwickeln.

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Neben den traditionellen groen Automobilproduzenten konnten sich ab 2004 auch vermehrt kleinere Anbieter von Elektroautos, die die Nischen im Markt fllten, auf dem Markt etablieren. Tesla Motors fhrte 2008 den von Lotus Cars entworfenen und produzierten Roadster auf dem Markt ein. Der Stckpreis liegt bei 100.000 USD und bedient den Markt der Sportwagenfahrer, die trotz hoher Leistung ein umweltschonendes Fahrzeug nutzen wollen. Im Tesla Roadster sind 6831 handelsbliche Laptop-Akkus verbaut und mit denen eine Reichweite von ca. 400 Kilometern erreicht wird. Die vollstndige Aufladung dauert je nach Anschluss 4-6 Stunden. Die Lebensdauer der Akkus wird

mit 7 Jahren oder 160000 Kilometern angegeben. Bisher konnten etwa 100 Stck von dem Modell verkauft werden. Die Nachfrage bersteigt das Angebot, da Tesla Motors als Neueinsteiger in die Automobilbranche mit Produktionsschwierigkeiten zu kmpfen hat. Ein anderes Marktsegment wird von der FINE Mobile GmbH, mit dem Modell Twike active, dass Elektroantrieb und Pedalantrieb in einem Fahrzeug kombiniert, bedient. Das Fahrzeug ist fr Nutzer konzipiert, die sich so umweltschonend wie mglich bewegen wollen, dabei aber eine hhere Geschwindigkeit, als die des Fahrrades erreichen wollen. Das Modell Twike easy, hat keinen Pedalantrieb integriert. Durch die leichte Bauweise,

die ein Gewicht von ca. 200 Kg ermglicht, dem niedrigen cw-Wert und der modernen Akkutechnik kann eine Reichweite von 200 km bei einer Hchstgeschwindigkeit von 85 Km/H erreicht werden. Momentan sind weltweit ber 900 Twikes im Einsatz. Mittlerweile gibt es keinen Automobilhersteller mehr, der im Bereich elektrischer Antriebe keine Entwicklungsarbeit leistet. Neben dem klassischen Benzin/ Diesel Antrieb wird hier am meisten in die Entwicklung investiert. Neben den speziellen technischen Aspekten wird auch schon in der Realitt der Einsatz der Elektromobilitt mit Testflotten erprobt. Diese Testflotten bestehen meistens aus klassischen Benzinmotor Automobilen, die mit Ak-

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Quellennachweis1 2 3 4 Text http://i.bnet.com (23.5.2010) http://www.zeitpunkt.ch (23.5.2010) http://www.rsportscars.com (23.5.2010) http://www.cireview.de (23.5.2010) http://www.teslamotors.com (23.5.2010) http://www.twike.com (23.5.2010)

kus und Elektromotor umgerstet sind. Dabei muss dann manchmal auch die hintere Sitzbank, wie beim BMW Mini, oder der Kofferraum zu Gunsten des Akkus dran glauben. Es gibt fr die Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb meist keine wirklich neuen Fahrzeugkonzepte, sondern es wird versucht, die bestehenden Fahrzeuge einfach technisch umzursten. Da aber der Elektroantrieb noch keinen gleichwertigen Ersatz fr bestehende Benzinantriebe fr das gleiche Fahrzeugkonzept bietet, gibt es kaum angekndigte Serienmodelle. Neben den Automobilherstellern sind auch die groen Energiekonzerne am Thema interessiert, da sie neue Vermarktungsmglichkeiten fr ihren Strom sehen

und auerdem daran interessiert sind die Elektroautos als Kurzzeit Puffer fr das Stromnetz zu nutzen. Forschungsinstitute, Energiebetreiber und Automobilhersteller arbeiten in vielen Gemeinschaftsprojekten zusammen, um die Technologie marktfhig zu machen. Die Experten sind sich aber auch einig, dass sich die Energiedichte und der hohen Akkupreis nicht so entwickeln werden, dass die heutige RennReise-Limousine in Zukunft elektrisch betrieben werden wird. Sie gehen davon aus, dass neue Konzepte gefunden werden mssen.

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Neben den klassischen Automobilherrstellern kommen mit der Elektrifizierung der Automobile auch Drittanbieter auf den Markt, die sich mehr um das Serviceangebot, als um das Automobil kmmern. Ein Beispiel ist das von Shai Agassi gegrndete Unternehmen better place. Die Vision des Unternehmens ist es vollstndig unabhngig vom Erdl zu werden, und ein Teil davon ist der Verbrauch von Erdl im Verkehr. Deswegen konzentriert man sich auf die elektrischen Fahrzeuge, deren Probleme bis jetzt die lange Aufladezeit und die geringe Reichweite sind. Um diese Probleme zu umgehen entwickelte das Unternehmen ein Batterietauschsystem, welches die Akkus der Wagen in 60

Sekunden austauscht. Der erste Versuchaufbau wurde in Tokyo mit dem electric taxi Projekt gestartet. Auer den Batteriewechselstationen sollen Stromtankstellen eingerichtet werden, an denen Fahrer ihre Fahrzeuge beim Parken aufladen knnen. Mobile Routenfhrer ermglichen es den Nutzern die nchste Aufladestation zu finden. Better place agiert als strategischer Dienstleister, welcher die verschiedenen Unternehmen zusammenfhrt und Regierungen die einzelnen Gewerke als Komplettpaket anbietet. Derzeit arbeitet better place mit Renult zusammen. Eine Umsetzung des Projektes ist 2011 in Dnemark und Israel geplant. In Israel sollen 2011 45000 elektrische Au-

tos ins Netz gebracht werden. Der finanzielle Nachteil der Akkus, die zustzlich im System vorherrschen mssen, um eine lckenlose Versorgung zu garantieren, knnte durch die kurze Umtauschgeschwindigkeit wieder ausgeglichen werden. Ein anderes Phnomen der elektrisch betriebenen Fahrzeuge sind die E-Bikes in China. Waren in Europa Fahrrder mit Hilfsmotor bisher vor allen Dingen fr Rentner oder nicht-aktive, entwickelt sich das E-Bike fr China zum Volksvehikel. Dort gibt es mehr als 3000 verschiedene Herrsteller von E-Bikes und ca. 120 Millionen E-Bikes werden in China genutzt. Es gibt also viermal so viele E-Bikes, wie es Automobile in China gibt: nmlich 25 Millionen. In

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Quellennachweis1 2 3 4 http://www.betterplace.com (23.5.2010) http://www.blogcdn.com (23.5.2010) http://www.canada.com (23.5.2010) http://www.bikeblognyc.com (23.5.2010)

China ist der Umschwung auf den elektrischen Antrieb vor allen Dingen mit den gestiegen Preisen fr l verbunden und nicht mit der Umweltvertrglichkeit. Das spiegelt sich in China deutlich bei der Entsorgung der alten Akkus wieder. In China kosten E-Bikes weniger als 50 USD pro Jahr fr die elektrische Ladung, sie werden fr 200 Euro pro Stck verkauft und haben eine Reichweite von 50 Kilometern bei einer Hchstgeschwindigkeit von 30 Km/H. Die E-Bikes schlieen dort die Lcke zwischen gefhrlichen Motorrdern, teuren Autos und berfllten Bussen. Gefrdert wird diese Entwicklung durch das Verbot von gasbetriebenen Motorrdern in verschiedenen chinesischen Stdten, z.B.

Shanghai in 2007. 90 Prozent aller E-Bikes in der Welt werden in China genutzt und die anderen 10% in anderen asiatischen Lndern. Analysten der Automobilbranche bezeichnen den Wandel der Verkehrsstruktur in China als Wegweiser fr die Zukunft auf der restlichen Erde.

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WASSER STOFFWasserstoff ist das hufigste im Universum vorkommende chemische Element. Im Sonnensystem sind 93% aller Atome Wasserstoffatome. Wasserstoff macht von der Erdkruste nur einen Masseanteil von 2,9% aus und liegt meistens in gebundener Form vor. Auf der Erde liegt der grte Anteil des Wasserstoffes in Form von Wasser vor. Da Wasserstoff ein Bestandteil des Wassers ist, kann er in allen organischen Verbindungen und damit auch Organismen nachgewiesen werden. Wasserstoff kann unter anderem durch die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff (Elektrolyse), biologisch durch den Einsatz von Grnalgen, die mit Hilfe des Sonnenlichtes Wasserstoff produzieren, oder durch das Kvrner-Verfahren (Zerlegung von Kohlenwasserstoffe in Wasserstoff und Kohlenstoff) gewonnen werden. Neben diesen Verfahren werden viele andere Herstellungsverfahren experimentell und theoretisch erforscht. Ziel dieser Forschungen ist es, die Effizienz der Wasserstoffgewinnung zu optimieren. Denn, Wasserstoffgas enthlt zwar eine hhere Energiedichte als jeder andere chemische Brennstoff, die Gewinnung ist jedoch bisher noch mit einem groen Energieeinsatz verbunden. Bei der Elektrolyse zum Beispiel wird Wasserstoff mit ei1 ner Effizienz von 70% gewonnen. Fr die Elektrolyse wird Strom bentigt, der zuerst durch zum Beispiel Windkraftanlagen produziert werden muss. Dieser Wirkungsgrad ist bei der Gewinnung des Wasserstoffes noch zustzlich zu bercksichtigen. Und dann muss der Wasserstoff zum Einsatzort in aufwendigen Transportsystemen befrdert werden. Denn der Wasserstoff muss unter groem Druck oder tiefen Temperaturen gelagert werden. Um Wasserstoff zu speichern, mssen spezielle Wasserstofftanks entwickelt werden, die deutlich grer und schwerer als Benzintanks sind und auerdem den Sicherheitsanforderungen bezglich der Explosionsgefahr des Wasserstoffes standhalten. So ergibt das Gesamtsystem der Wasserstoffgewinnung bis zum Verbrauch eine bisher noch nicht marktfhige Effizienz. Entscheidend fr die zuknftige Nutzung von Wasserstoff als Energietrger ist also die Verbesserung der Energieeffizienz der Gewinnung und des Transports. Die Nutzung von Wasserstoff als Antrieb fr Automobile lsst sich in zwei Anwendungen unterteilen, die Verbrennung von Wasserstoff im Motor und die Nutzung von Wasserstoff in Brennstoffzellen. Der Wirkungsgrad von Wasserstoff Verbrennungsmotoren liegt bei 45% und ist damit hher als der des Benzinmotors (25%). Die Emissionen durch Wasserstoff als Kraftstoff beschrnken sich auf Wasserdampf, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid (bei beiden 50% weniger als beim Benzinmotor). Der Aufwand zur La-

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2 gerung und Transport des Wasserstoffes ist betrchtlich. Die Brennstoffzelle mit angeschlossenem Elektromotor hat einen deutlich hheren Wirkungsgrad von 50-60%. Bei der Brennstoffzelle gibt es aber noch erhebliche Probleme durch die Gre der Brennstoffzellen, die Herstellungskosten und die geringe Lebenserwartung. Da Wasserstoff als Energietrger nahezu unbegrenzt auf der Erde vorkommt und die Emissionen deutlich geringer sind als bei klassischen Antrieben, gibt es seit den 90er Jahren Bestrebung der Autoindustrie die Wasserstofftechnologie zur Marktreife zuentwickeln. So wurden einige Prototypen gebaut und mit Testflotten der Wasserstoffantrieb realitisch getestet. Daneben gibt es viele Institute, die an der Wasserstofftechnik als Energiespeicher forschen. Nach der anfnglichen Euphorie haben sich aber einige Hersteller z.B. Ford vom Wasserstoffantrieb verabschiedet und auf die Entwicklung des Elektromotor konzentriert. BMW gab im Jahr 2009 an, dass sie die Entwicklung von Wasserstoffautos einstellen wrden, nachdem fr BMW keine marktfhige Entwicklung in Sicht war.

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Quellennachweis1 2 3 http://www.kfztech.de (24.5.2010) http://www.energyethos.files.wordpress.com (24.5.2010) http://www.fz-juellich.de (24.5.2010)

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ERDGASErdgas ist ein natrliches Gas, welches aus unter-irdischen Lagern gefrdert werden kann. Es wird zur Wrme- und Elektrizittsgewinnung genutzt und zu einem kleinen Anteil auch zum Antrieb von Fahrzeugen. Die derzeitige Schtzung der Vorkommen von Erdgas ergeben bei momentanem Verbrauch eine Reichweite von weiteren 60-480 Jahren, je nach schtzendem Institut. Derzeit macht Erdgas 25% des fossilen Energierohstoffverbrauchs aus. Nach Angaben der IAEA (Internationalen Atomenergiebehrde) soll dieser Anteil bis zum Jahr 2080 auf 50% steigen. Da das Erdgas oft zusammen mit Erdl vorkommt, und der Transport zunchst zu aufwendig war, wurde das Erdgas frher direkt vor Ort abgefackelt anstatt es zu nutzen. Auch heutzutage wird immer noch in manchen Regionen das Erdgas verbrannt. Fr die Verwendung von Erdgas als Kraftstoff muss es zunchst verdichtet oder gekhlt werden um eine annehmbare Energiedichte zu erreichen. Dieses verdichtete Gas enthlt dann eine ausreichende Energiedichte, um mit einer Tankfllung Erdgas eine gleichwertige Reichweite wie der des Benzinautos zu haben. Um herkmmliche Benzin1 Fahrzeuge mit Erdgas zu betanken, mssen ein spezieller Gastank eingebaut werden und kleine nderungen am Motor vorgenommen werden. Diese Umbaumanahmen kosten zwischen 3200 und 4500 Euro und amortisieren sich durch den niedrigeren Preis von Erdgas nach ca. 40.000 Kilometern. Derzeit sind weltweit ca. 6 Millionen Erdgasfahrzeuge im Einsatz. Der Schadstoffaussto von Erdagsautos ist deutlich geringer als bei dem Benzinmotor. Am deutlichsten ist der Unterschied in der Emission von Ru, Feinstaub, Kohlenmonoxid, reaktiven Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden. Die geringe Anzahl an Erdgas Tankstellen ist bis jetzt noch ein Problem fr den Erdgasantrieb. Dagegen helfen intelligente Navigationsgerte, die die ErdgasTankstellen implementiert haben. Momentan werden in den meisten Serienfahrzeugen mit Gastank noch zustzlich ein Benzintank installiert, so dass man auch an der Benzintankstelle tanken kann. Die Nutzung von Benzin in einem auf Erdgasantrieb optimierten Fahrzeug bedeutet jedoch eine

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Quellennachweis1 2 3 Text http://www.medienzentrum-stade.de (24.5.2010) http://media.news.de (24.5.2010) http://www.erdgas.at (24.5.2010) http://www.esb.de (24.5.2010)

geringere Effizienz als beim herkmmlichen Benzin-Fahrzeug. Die erhhten Anschaffungskosten eines Erdgasautos werden zum Teil durch Subventionen der Erdgas-Vertreiber gedeckt, die durch den Einsatz von Erdgaswagen eine gleichmige Nutzung des Erdgases erreichen wollen. Die Problematiken des Erdgases sind hnlich den Problemen des Wasserstoffes. Deswegen wird die Weiterentwicklung des Erdgasantriebes gleichzeitig auch zu technologischen Fortschritten fr den Wasserstoffantrieb fhren. Also selbst

wenn Erdgas nicht die beste Lsung sein sollte, so kann es doch Wegbereiter fr die Wasserstofftechnologie sein. Da es sich bei Erdgas, so wie bei Erdl, um einen endlichen Rohstoff handelt, wird mit Biogas Beimischungen das reine Erdgas substituiert.

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BIO ERDGASBio-Erdgas entsteht durch die Vergrung von Biomasse in speziellen Biogasanlagen. Als Biomasse werden hauptschlich bisher nicht genutzte Pflanzenreste/Teile, energiereiche Pflanzen (Weizen, Gras, Mais), Glle und Speiseabflle genutzt. Das entstehende Biogas wird entweder fr die Produktion von Strom/Wrme oder als Kraftstoff fr Fahrzeuge genutzt. Biogas kann entweder herkmmlichem Erdgas beigemischt werden oder als reiner Kraftstoff genutzt werden. Die deutsche Gaswirtschaft hat sich bereit erklrt bis zu 10% Bio-Erdgas in den Erdgas-Kraftstoff beizumischen, bis 2020 sollen es 20% sein. In Deutschland gibt es ca. 850 Erdgas Tankstellen, von denen 12% reines Bio-Erdgas als Kraftstoff anbieten. Durch die Beimischung von Erdgas bzw. die Nutzung von reinem Biogas knnte der CO2 Aussto in Zukunft um bis zu 80% verringert werden. Bio-Erdgas ist fast klimaneutral. Wie bei dem fossilen Erdgas stoen mit Bio-Erdgas betriebene Fahrzeuge keine Schwefel und Ru Partikel aus. In Deutschland wird Bio-Erdgas durch das EEG (Erneuerbare Energien Gesetz) gefrdert, so dass die Produktion profitabel und ein Wachstum anzunehmen ist. Fr viele Bauern ist der Ertrag durch die Verwertung der Glle ihrer Khe in Biogas-Anlagen 1 hher als der Ertrag durch die Produktion von Milch. Bei Bio-Erdgas besteht das Problem der verfgbaren Anbauflchen. Die Ausbeute pro Flche ist aber deutlich grer ist als zum Beispiel bei Bio-Diesel. Trotzdem ist auch bei diesem Kraftstoff nur eine maximale Deckung der Energienachfrage im einstelligen Prozentbereich mglich, da sie durch die verfgbaren Agrarflchen begrenzt ist. Pro Hektar angebauter Energiepflanzen fr die Biogasproduktion ergibt sich eine Fahrleistung von 45.000 Kilometern. Biogasanlagen erzielen die beste CO2 Bilanz, wenn organische Abflle und nicht extra angebauten Energiepflanzen genutzt werden, da durch die Mineraldngung CO2 und Lachgas freigesetzt werden. Auerdem entstehen beim Anbau von Energiepflanzen Monokulturen, die die Biodiversitt einschrnken. Ab 45% Flchenanteil von Energiepflanzen auf der gesamten Agrarflchen soll es nach der Studie Biogas maximal zu massiven Einschrnkungen der Biodiversitt kommen. Die Bioreste von Haushalten des Landes Hessen knnten in Zukunft auch zur Versorgung von Biogasanlagen genutzt werden. Durch Biogas-Krafstoffe erzielbare Leistungen knnen sich gut mit den Leistungen von Benzin getriebenen Automobilen messen. Ein auf BioErdgas umgersteter AUDI A4 konnte auf einer Teststrecke die Geschwindigkeit von 327 Km/h erzielen.

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Quellennachweis1 2 3 http://www.pressebox.de (24.5.2010) http://www.ecoball.at (24.5.2010) http://www.diewerke.ch (24.5.2010)

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BIO DIESELSchon um 1900 prsentierte Rudolf Diesel auf der Weltausstellung den Einsatz von Kraftstoffen auf Basis von reinem Pflanzenl fr Diesel Motoren. Der Motor lief problemlos auf Arachidl (aus Erdnssen gewonnenes l). Im Jahr 1938 wurde der Einsatz von Kraftstoffen auf Basis von Palml auf der Buslinie zwischen Brssel und Leuven erfolgreich getestet. Seit den 90er Jahren wird Biodiesel vermehrt als Kraftstoff fr die Automobilindustrie genutzt. Durch Beimischungspflichten von Biodiesel zu herkmmlichen Diesel in verschiedenen Staaten und der EU(2005 Minnesota 2% Biodiesel, 2007 Deutschland 4,4 %) wurde der Einsatz von Biodiesel forciert. Biodiesel wird hauptschlich aus Raps, Sonnenblumen, Soja, Palm, und Kokosl hergestellt. Aus den Pflanzen wird ein l gepresst und durch einen Umesterungsprozess in verwendbaren Biodiesel umgewandelt. Der Biodiesel kann bis zu einer Beimischung von 5% zu Diesel, ohne spezielle Motortechnik, als Kraftstoff verwendet werden. Bei hheren Beimischungen, oder reinem Biodiesel muss eine Freigabe vom Fahrzeughersteller vorliegen. Durch den Einsatz von Biodiesel wird die Abhngigkeit von der Frderung von Rohl in politisch unruhigen Gegenden vermindert und es wird auf eine erneuerbare Ressource zurckgegriffen. Nach einem Bericht von 2006 lehnt das 1 Umweltbundesamt den Einsatz von Biodiesel ab. Mit dem jetzigen Kraftstoffverbrauch von Biodiesel bei PKWs wrde maximal 5 % der Menge des aktuell fr den im Verkehrssektor bentigten Dieselkraftstoff ersetzt werden knnen, vorrausgesetzt, dass die Hlfte der verfgbaren Anbauflchen in Deutschland fr die Produktion eingesetzt werden wrden. Aus einem massiven Einsatz von Pflanzen fr Kraftstoffe knnten Nahrungsmittel Engpsse entstehen, da die Preise fr diese Pflanzen durch die Nutzung fr Kraftstoffe steigen und damit Nahrungsmittel verteuert wrden. Dies macht vor allen Dingen in Lndern mit einem geringen BSP Probleme. Gerade in diesen Lndern wird fr den erweiterten Bedarf von Anbauflchen auch mit einer illegalen Abholzung von Wldern zur Nutzung dieser Flchen als Anbauflche gerechnet. Umweltverbnde warnen vor der Palml-Produktion in Sdostasien, die im gesamten Prozess zehnmal mehr Kohlendioxid produzieren soll als die Verbrennung von Minerall. Die Emissionen von umweltbelastenden Stoffen durch Biodiesel ist vergleichbar oder sogar teilweise hher als bei Minerall.

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Quellennachweis1 2 3 Text http://www.lsg.lu (24.5.2010) http://www.liqui-moly.de (24.5.2010) http://www.stefanieklekamp.de (24.5.2010) http://www.buch-der-synergie.de (24.5.2010)

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SCHWUNG RAD ANTRIEBDie Speicherung von Energie durch rotierende Masse wurde schon 6000 v. Chr. genutzt. In China wurden Spindeln zur Herstellung von Fden genutzt. Eine weitere Nutzung dieser Technik bestand in den Tpferscheiben um 4.000 v. Chr. in Mesopotamien. 1883 wurde von John A. Howell wahrscheinlich erstmal ein Stahl-Schwungrad zur reinen Speicherung von Energie genutzt. Schwungrder werden auch hufig als Antrieb fr Spielzeuge genutzt, so wie Modellautos. Neben den stationr gebunden MassenschwungSpeichern gab es den wohl ersten Versuch der Speicherung von Energie mittels mobiler Schwungmassen vom Russen I. P. Kulibin 1791 in einem Dreiradpersonenwagen mit Pedalantrieb. In der Schweiz wurden 1950 Gyrobusse von der Maschinenfabrik Oerlikon hergestellt. Diese hatten eine Reichweite von 6 Kilometern und konnten an der jeweils nchsten Haltestelle ber das Busdach wieder aufgeladen werden. Mit den gefallenen Dieselpreisen wurden diese Busse 1969 jedoch aus dem Verkehr gezogen. Im Jahr 1971 entwickelte Ford das Modell Gyron, einen Zweisitzer, welches ber eine Gyroskop stabilisiert wurde. Die Speicherung von Energie durch Schwungmassen zeichnet sich einerseits durch eine schnelle Abgabe und Aufnahme von Energie, der langen Speicherung und der hohen 1

Lebenserwartung aus. Auf der anderen Seite sind die Investitionskosten noch sehr hoch und es fehlen weitergehende Entwicklungen. Mit dem Dynastore werden schon seit 2009 Schwungradantriebe in der Formel 1 ergnzend eingesetzt. Sie speichern die Bremsenergie und geben sie danach wieder ab. Porsche setzte in seinem Porsche GT 3R im 24-Stunden Rennen auf dem Nrnburgring-Rennen einen Schwungradspeicher ein und fhrte weite Strecken des Rennens, bis es zum Ausfall des Benzin-Motors kam. Der Wagen konnte durch den Einsatz des Schwungrad Speichers bis zu 20% Sprit sparen und musste so weniger oft zum Boxenstopp. Die Schwungrder wurden ber die Zeit weiterentwickelt und werden heute mit Komposit Ma-

terialen produziert, um das Zerbersten des Rades durch die Rotationsenergie zu verhindern. Die Scheiben wurden auch immer leichter und schneller ausgelegt, da sich damit mehr Energie speichern lsst. Um Reibungsverlusten und Luftverwirbelungen entgegenzuwirken werden die Scheiben im Vakuum, oder anderen knstlichen Atmosphren betrieben. Bisher gibt es noch keine Anstze Schwungmassenrder als Energiespeicher in der Serienfertigung einzusetzen. Das Problem der Schwungrder ist die geringe Energiedichte, die nur einen sehr kurze Reichweite ermglicht.

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Quellennachweis1 2 3 Text http://www.superlupo-magazin.de (24.5.2010) http://www.speedheads.de (24.5.2010) http://www.hybrid-autos.info (24.5.2010) http://www.buch-der-synergie.de (24.5.2010)

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STROM LEITUNGIm Wettstreit zwischen den Antriebsformen entwickelte sich auch das Konzept der Stromzufhrung von Fahrzeugen durch Oberleitungen whrend der Fahrt. Neben den schienengebunden Bahnen wurden auch O-Busse entwickelt, welche ohne Schienen fahren, jedoch spurgebunden sind, da sie den Strom durch eine Oberleitung erhalten. Die O-Busse entnehmen den Oberleitungen den Strom und knnen sich eingeschrnkt frei bewegen, da die Fangdrhte einen flexiblen Radius ermglichen. Durch die hohe Leistungsaufnahme von bis zu 700 Kilowatt haben O-Busse eine gute Beschleunigung knnen aber nur mit einer maximal Geschwindigkeit von 70 Km/h fahren. O-Busse haben deutlich hhere Investitionskosten, als Dieselbusse, dafr aber auch eine hhere Lebensdauer. Die Investitionskosten fr eine O-Bus Linie belaufen sich nur auf 10-15% der Kosten, die eine normale Stadt/Strassen Bahnlinie verursacht. Die geschtzte Investitionssumme pro Kilometer O-Bus Strecke liegt bei 1 Millionen Euro. O-Busse haben aufgrund des besseren Wirkungsgrades des Elektromotors eine bessere Energieeffizienz als Dieselbusse, aber aufgrund des erhhten Rollwiderstandes den dreifachen Verbrauch einer schienengebundenen Bahn. Eine andere Form der permanenten Stromfhrung ist die induktive Aufladung von Automobilen. Dabei werden Leitungsschleifen unter die Fahr-

1 bahn gelegt, die die Automobile induktiv aufladen. Dabei spielt der Abstand von Induktionsleitung zu Abnehmer am Automobil eine wichtige Rolle, da die bertragungseffizienz mit der Entfernung sinkt. In Korea wurde das OLEV (On Line Electric Vehicle) von KAIST (Korea Advanced Institute of Technology) entwickelt, welches es den Fahrzeugen erlaubt spurgebunden ihre Energie per Induktion zu beziehen. Nach Angaben von KAIST wird eine bertragungseffizienz von 80% bei einem Zentimeter Luftentfernung erreicht und 74% bei einem Abstand von 12 Zentimetern. Fr die Fahrzeuginsassen soll es keine Gefhrdung durch die elektromagnetische Strahlung geben. Die Kosten fr die Installation von einem Kilometer Induktionsstrasse werden mit ca. 300.000 USD angegeben. Die Stadtregierung von Seoul hat eine Absichtserklrung abgegeben die OLEV Technik im Stadtgebiet einsetzen zu wollen. Eine hnliche Teststrecke wurde an der University of California errichtet. Durch die berhrungslose bertragung ist die Wartung der Installation sehr gering. Nach Angaben des deutschen Unternehmens IAV knnten mit ihrer Technik sogar 80-90% bertragungseffizienz mglich sein, sie denken jedoch nur an einen Einsatz auf Parkpltzen.

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Quellennachweis1 2 3 Text http://www.bildarchivaustria.at (25.6.2010) http://green.autoblog.com (24.5.2010) http://www.designboom.com (24.5.2010) Automobility Vitra Design Museum S. 104-113

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Gestaltung

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KAROS SERIE BAUDer Karosseriebau, der sich aus der Technik der Fahrrder und Kutschen herraus gebildet hatte, bestand in den Anfngen aus einer Rahmenkonstruktionen mit einer aufgesetzten Holzkarosserie. Diese diente nur dem Schutz der Insassen. Erst spter wurde diese durch eine Blechhlle ersetzt. Erst mit den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden selbsttragende Karosserien im Fahrzeugbau durchgesetzt und sind mittlerweile zum Standard geworden. Sie bestehen aus Beplankungen, Verstrkungen, Aufnahmeblechen und Profilen, die mit verschiedenen Techniken verbunden werden. Die gesamten Teile wirken als Schale und nehmen somit alle eingeleitenden Krfte auf. Durch diese Art der Konstruktion kann deutlich leichter und billiger als bei der Rahmenkonstruktion produziert werden. Sicken in den Blechen sorgen fr eine hohe Steifigkeit und eine Vermeidung von Eigenschwingungsfrequenzen (Drhnen im Auto). Die hohe Steifigkeit ist fr das Fahrgefhl von groer Bedeutung. Die Skelletkarosserie-Bauweise, die zum Beispiel beim Audi A8 eingesetzt wird, hat sich noch nicht in der Automobilkonstruktion durchgesetzt. Bei dieser Bauart 1 wird ein Skelett aus Hohlprofilen zusammengeschweit. Die flchigen Bauteile, wie zum Beispiel das Dach werden darauf geschweit und nehmen die Schubkrfte auf. Ebenso wie sich die Konstruktionsprinzipien mit der Zeit gewandelt haben, wurden auch im Laufe der Zeit verschiedene Materialien eingesetzt. Zuerst wurde hnlich dem Bau von Kutschen Holz eingesetzt. Danach setzte sich der Bau von Karosserien mit Stahlblechen durch. Es wurden verschiedene Stahlsorten entwickelt und eingesetzt, um den Anforderung an Umformung, Stabilitt und Korrossionsbestndigkeit zu entsprechen. Aufgrund der geringeren Dichte wird auch Aluminium im Karosseriebau eingesetzt. Durch den hheren Materialpreis und damit erhhte Recyclingrate, ist Aluminium besser fr die Umwelt als Stahl. Eine weitere Entwicklung im Bereich des Karosseriebaus ist der Einsatz von Kunststoffen. Die Chevrolet Corvette war das erste Fahrzeug, welches eine Kunststoff-Karosserie besa. In den Groserien wird bislang noch keine komplette Kunststoffkarosserie eingesetzt. Diese findet man im Bereich der Solarautos und Energiesparautos, welche in einer kleinen Stckzahl produziert werden, da der Produktionsprozess keine so aufwendigen Maschinenpark bentigt. Kunststoffe knnen auerdem aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden, und besitzen somit das Potential fr den Bau eines vollkommen kologisch nachhaltigen Fahrzeuges.

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Quellennachweis1 2 http://www.automobilesreview.com (18.5.2010) http://www.jaguar-enthusiasts.org.uk (18.5.2010)

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SICHER HEITDurch die hohen Geschwindigkeiten knnen durch das Auto massive Krfte auf andere Objekte ausgebt werden. Die dadurch auftretende Krfte knnen fr Personen tdlich sein. Die Zahl der Verkehrstoten ist in Deutschland zwar sinkend, jedoch finden in Deutschland immer noch 18 Menschen pro Tag den Tod im Verkehr. Es gibt keine andere Technologie, die soviel Menschenleben kostet und trotzdem gesellschaftlich nicht gechtet wird. Um die Zahl der Verkehrsverletzungen zu senken werden groe Anstrengungen gemacht die Autos im Falle eines Crashs durch Airbags, Sollbruchstellen, Knautschzonen, Sicherheitsgurten etc. fr die Passagiere und andere Verkehrsteilnehmer sicherer zu machen. Aber auch die Zahl der Verkehrsunflle berhaupt wird versucht durch technische Optimierungen bei den Fahrassistenzsystemen, Bremsen, Reifen, Ein-parkassistenten, zu mindern. Durch mehrere Studien konnte man feststellen, dass zum Beispiel das ESP System sich positiv auf bis zu 25% der Verkehrsunflle auswirkt. Die Sicherheit von Fahrzeugen wirkt sich entscheidend auf das 1 Kaufverhalten der Kunden aus. Viele Listen ranken die einzelnen Modelle der Automobilhersteller nach ihrer Sicherheit und Pannenstatistik. Wenn ein bestimmter Standard nicht eingehalten wird, ist ein Fahrzeug nicht marktfhig. Auf der anderen Seite erleben die Fahrer durch die Sicherheitssysteme und eventuelle Fahrtrainings ein greres Sicherheitsgefhl und fahren ihren Wagen deswegen umso mehr aus. Durch die Beherrschung des Automobils und die Abkoppelung von der Fahrzeugmechanik entwickelt sich ein virtuelles Cockpit, welches zu einem agressiveren Fahrstil verleiten kann. Auerdem knnen Fahrer durch die immer vermehrt auftretenden multimedialen Schaltzentralen abgelenkt werden, so dass sich das Unfallrisiko erhht. Auch der Trend der immer kleiner werdenden Fenster vermindert den Rundumblick. Durch diesen Effekt knnen andere Verkehrsteilnehmer weniger gut gesehen werden und es kommt zu einer erhhten Unfallgefahr. Der Trend der zu breiten Fensterrahmen, die eine passive Sicherheit bieten, erhht deswegen die Unfallgefahr. Ein gutes Beispiel von der Werbeagentur Mooz fr die Erhhung der Sicherheit im Verkehr ist die low-cost Kampagne gegen Raser in Lettland. Dort werden mit dem Strafzettel den Strafsndern auch gleich Organspendeausweise geschickt. Nach der Kampagne ging die Zahl der Verkehrstoten in Lettland zwischen 2001 und 2008 um 43 % zurck.

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Quellennachweis1 2 Text http://www.7-forum.com (25.5.2010) http://www.destatis.de (25.5.2010) Geschichte des Autos von Kurt Mser

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STROM LINIEN FORMUm bei mglichst hohen Geschwindigkeiten mglichst wenig Energie zu verbrauchen wird die Form der Automobile auf seine Luftwiderstandwert hin optimiert. Erste Annahmen waren, dass der Wassertropfen im freien Fall den geringsten Luftwiderstand haben msste, da er durch die entlangstrmende Luft in die gnstigste Form modelliert werden wrde. Jedoch wurden die Beobachtung ausgehend von dem sich gerade ablsenden Tropfen gemacht, der eine andere Form hat als der fallende. Der fallende Tropfen bildet bis 1 mm Radius aufgrund der Oberflchenspannung eine Kugelform, und beginnt sich mit steigender Gre immer mehr einzudellen. So hat ein echter fallenden Tropfen ein cw-Wert von 0,35 bis 1,3 je nach Geschwindigkeit, eine Tropfenform, oder auch Stromlinienform erreicht einen cw-Wert von 0,05. Dieser Wert wird nur noch durch den der Pinguine bertroffen. Der cw-Wert gibt den 1 Widerstandsbeiwert an und gibt erst mit der Angabe der Frontflche und der Dichte der umgebenden Atmosphre zum Beispiel der Luft den Strmungswiderstand wieder. Auf diese Weise kann der von Luigi Colani gestaltete LKW auch einen besseren cw-Wert als ein PKW aufweisen, ohne einen besseren Strmungswiderstand zu haben. So orientierten sich die ersten Versuche einer mglich windschlpfigen Form an der Tropfenform. Die Autos orientierten sich in ihrer Formgebung an einem halbierten Tropfen, der auf die Strasse gesetzt wurde. Der Wiener Zeppeliningenieur entwickelte so 1922 sein Modell eines windschlpfrigen Wagens aus einer halben Tropfenform. Buckminster Fuller entwickelte sein dymaxion car von 1934 dagegen als gesamtheitliche Strmungsform. Nach Forschungsergebnissen von Prof. W.E. Lay aus dem Jahr 1932 entstand die Erkenntnis, dass die ideale Stromlinienform des Tropfens am Heck scharf abgeschnitten werden kann, ohne den Strmungswiderstand wesentlich zu erhhen. Dadurch knnen statt der langen auslaufenden Stromlinienform auch relativ kurze Automobile gebaut werden ohne Einbuen beim Luftwiderstand. Diese Erkenntnis setzte sich zunchst nicht im Automobilbau durch, da die langgezogenen Autoformen

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den Kunden eine bessere Windschnittigkeit der Fahrzeuge vermitteln. Es wird also der Anschein gewahrt, dass es sich beim Karosserieentwurf um die Optimierung des Strmungswiderstandes handelt, jedoch ist die Form nur dazu da, Schnelligkeit des Fahrzeuges zu vermitteln. Die Form war mehr Stil als Funktion. Dies zeigt sich auch beim Erfolg der langgezogenen Form, die jedoch keine Vorteile gegenber der kurzen Bauweise hat. Es geht also oftmals darum aus Marketinggrnden ein Auto zu bauen, welches sich aufgrund seiner optische Linienfhrung als windschlpfrig darstellt.

Der Stil der Aerodynamik hat sich nicht nur bei Automobilen und Objekten, die auf einen geringen Luftwiderstand angewiesen sind durchgesetzt. Mit Beginn des Automobilzeitalters in den 30er Jahren, diente es auch als Gestaltungsgrundlage fr ganz andere Produkte. Aus der Faszination fr Fortschritt und Geschwindigkeit wurde die Stromlinienform auf andere Produkte bertragen. Mitbegrnder dieses Stromliniendesigns war Raymond Loewy. Den Produkten wurden Formen gegeben, die dem Betrachter vorgaben, dass diese Objekte sich fortbewegen wrden. Dabei spielte diese Funktion bei den Produkten zumeist keine Rolle,

sondern diente als Marketing, um den Produkten eine neue Bedeutungsebene zu geben. So standen diese Produkte nun auch noch zustzlich fr d