Audi TechDay: Künftiger Autobau hängt an einer Faser
Testbericht
Autokäufer erwarten zuerst einen schicken Auftritt ihres Wagens. Ein zweiter Blick gehört gewöhnlich der Motorisierung und der Ausstattung. Da wachsen die Ansprüche offensichtlich mit zunehmender Geschwindigkeit. Die Motorleistung soll selbstverständlich mit möglichst geringem Kraftstoffeinsatz gewonnen werden, doch kaum weniger Augenmerk wird dem gebotenen automobilen Komfort geschenkt. Entsprechende Wunschlisten werden immer länger. Sie orientieren sich gern an Ausstattungen, die bislang höheren Wagenklassen vorbehalten waren.
Die steigenden Erwartungen von Autokäufern lassen Automobilhersteller in die Zwickmühle geraten. Einerseits sind sie gehalten, den Kraftstoffverbrauch ihrer Fahrzeuge zu senken, anderseits aber machen wachsende Komfortansprüche der Kundschaft die Autos schwerer. Gewicht kostet Kraftstoff. 100 Kilogramm Gewichtsersparnis senken den Verbrauch um 0,3 bis 0,5 Liter pro 100 Kilometer. Also muss sich die Automobilbranche etwas einfallen lassen, um die nach oben zeigende Gewichtsspirale umzukehren.
Gezielte Vorhaben dazu stehen bei Audi und Tochtermarke Lamborghini auf der Tagesordnung. Ein „TechDay“ in Audis Leichtbau-Zentrum Neckarsulm und am Stammsitz von Lamborghini, der Supersportlerschmiede in Sant’Agata Bolognese, machte jetzt anschaulich, wie entschlossen sich beide Marken dem Leichtbau widmen.
Nachdem Audi mit seinem Space-Frame-Konzept seit Jahren Aluminium im Karosseriebau zu Ehren kommen lässt, wird nun ein nächster, ganz entscheidender Schritt gegangen, um das Leergewicht künftiger Modelle wesentlich zu verringern. Zu den Komponenten aus Aluminium und Stahl gesellen sich faserverstärkte Kunststoffe. Und Bauteile aus unterschiedlichen Materialien verlangen natürlich auch neue Verbindungstechniken. Sich ergebende Aufgaben sind vielseitig. Als Motto aller Bemühungen gab Audi aus: Das richtige Material am richtigen Ort für die optimale Funktion.
Audi-Chef Rupert Stadler verwies kürzlich darauf, dass der Premiumhersteller die Vorteile faserverstärkter Kunststoffe auch für die Großserie nutzen wolle. „Wir sind beim Leichtbau seit Langem der Branchenpionier und zwar nicht nur bei der Aluminiumtechnologie. Mit CFK-Materialien sind wir beim R8 und R8 Spyder bereits heute in Serie“, sagt er der „Automobilwoche“.
Es geht durchaus auch um neue hochfeste Aluminiumlegierungen. Karriere aber werden zuerst faserverstärkte Kunststoffe (FVK) machen, allen voran mit Kohlefasern verstärkte Kunststoffe (CFK). Davon sind die Mitarbeiter in Audis speziellem Leichtbauzentrum in Neckarsulm und die mit ihnen kooperierenden Experten bei Lamborghini in Italien überzeugt. Vom intensiven Technologietransfer, seit Jahren gepflegt, profitiert die deutsche Premiummarke ebenso wie die italienische Luxusmarke. Erklärtes Ziel ist, die Autos deutlich leichter zu machen, nebenher aber über den Einsatz von Kunststoffen gleich noch andere Vorteile zu gewinnen.
Die Initialzündung für den Leichtbau im Gesamtfahrzeug gehe von der Karosserie aus, „weil wir von zahlreiche Sekundäreffekte ausgehen“, heißt es bei Audi. Bei einer leichteren Heckklappe aus Alu genügen eben beispielsweise auch leichte Gasdruckfedern. Das in 17 Jahren bei Audi gewonnene Know-how beim erfolgreichen Einsatz von Aluminium – in Gestalt von Blechen, Strangpressprofilen und Druckgusskomponenten – gab den Anstoß, zusammen mit Lamborghini einen entscheidenden weiteren Schritt zur Reduzierung des Leergewichts künftiger Modelle zu gehen: Mit großem Ehrgeiz wird der Einsatz faserverstärkter Kunststoffe vorangetrieben. Alles dreht sich seit Mitte vergangenen Jahres beim FVK-Technikum des Audi-Leichtbauzentrums in Neckarsulm um dieses leichte, aber widerstandsfähige „Baumaterial“, das zudem nicht rostet und zugleich neue Designmöglichkeiten eröffnet.
Binnen sieben Monaten entstand im vergangenen Jahr bei Lamborghini in Sant’Agata Bolognese eine neue Produktionshalle für den kompletten Rohbau des Murciélago-Nachfolgers, der ein ultraleichtes Monocoque, also einen Karosseriekörper komplett aus Kohlefaser-Kunststoff bekommt. Darauf wurde konsequent Kurs genommen, nachdem sich zeigte, dass Autokarosserien aus diesem Material die erwarteten positiven Eigenschaften noch übertreffen, vor allem aber zur Umkehr der Gewichtsspirale entscheidend beitragen können. Schon vor mehr als 30 Jahren hatte Lamborghini in Sant’Agata Bolognese damit begonnen, sich mit der Kohlefaser zu beschäftigen.
Da die Marke, verglichen mit Volumenherstellern, seine beiden Supersportwagen-Modelle nur in relativ geringen jährlichen Stückzahlen baut, fiel die Entscheidung leicht, zunächst das komplette Monocoque des jetzt in Genf vorgestellten Murciélago-Nachfolgers aus jenem unverwüstlichen und dennoch verblüffend leichten Kohlefaser-Kunststoff zu fertigen. Der anfallende Manufakturanteil bei der Herstellung und Verarbeitung von CFK lässt sich natürlich leichter bewältigen, wenn arbeitstäglich rein rechnerisch lediglich dreieinhalb Monocoques aus Carbon entstehen müssen wie im Falle von Lamborghinis neuem Supersportwagen. Andere Produktionstechnologien müssen sich freilich auch immer erst einspielen.
Die italienische Audi-Tochter nimmt für sich in Anspruch, der einzige Automobilhersteller zu sein, der sowohl die umfangreichen Prozesse zur Herstellung von Carbon als auch die Technologien zu dessen Verarbeitung vollständig und im eigenen Haus beherrscht. Das Unternehmen achtet darauf, dass der Vorsprung gegenüber Wettbewerbern gewahrt bleibt. Schließlich werden wesentliche Teile des Monocoques beispielsweise nach der patentierten „RTM-Lambo“-Technologie produziert.
Die hervorragenden Eigenschaften des komplett aus kohlefaserverstärktem Kunststoff gefertigten Monocoques, das nur 147 Kilogramm wiegt (und 229,5 kg der gesamte Rohbau des künftigen V12-Modells!), aber auch dessen enorme statische Verwindungssteifigkeit (35.000 Nm pro Grad) sind gewissermaßen Lohn für die Entscheidungsfreude und das gezielte Engagement, mit denen auf Carbon gesetzt wird.
Mit dem neuen 700 PS leistenden Supersportwagen bringt Lamborghini seine innovativen, selbst entwickelten und patentierten Technologien erstmals in die Serienproduktion ein. Zwölfzylindermotor und Getriebe sind über Hilfsrahmen aus Aluminium mit dem Monocoque verbunden; eine Leichtbaukonstruktion, die extreme Steifigkeit bei niedrigstem Gewicht auszeichnet. „Mit diesem Modell schlagen wir in der Geschichte der Marke Lamborghini ein neues Kapitel auf“; sagt Stephan Winkelmann, Präsident und CEO von Automobili Lamborghini.
Auch bei den in größerer Stückzahl gebauten Gallardo-Modellen, die in Aluminium-Space-Frame-Bauweise gefertigt werden, kommen gezielt Kohlefaser-Komponenten zum Einsatz. Mit einem Trockengewicht von nur 1.340 Kilogramm ist der Gallardo LP 570-4 Superleggera der leichteste Supersportwagen seiner Klasse.
Lamborghini treibt die Technologieentwicklung in zwei eigenen Forschungszentren voran, im Advanced Composite Research Center (ACRC) in Sant’Agata und beim Advanced Composite Structures Laboratory in Seattle, USA. Zu den Partnern in der intensiven Forschungs- und Entwicklungskooperation zählen etwa das Luftfahrtunternehmen Boeing, die University of Washington und auch der Golfausrüstungshersteller Callaway – alles Kohlefaserspezialisten.
Vor allem aber profitiert der Supersportwagenbauer von Audis Vorreiterrolle bei der heutzutage gefragten automobilen „Leichtigkeit des Seins“, mit der sich Leistung, Komfort und Kraftstoffverbrauch unter einen Hut bringen lassen. „Leichtbau ist bei Audi keine isolierte Disziplin, sondern eine Geisteshaltung – ein integrierter Ansatz, der sämtliche Fahrzeugbereiche einbezieht“, sagt die führende Premiummarke von sich selbst.
Erfolge stellen sich ein: Der neue Audi A6 wiegt 60 Kilogramm weniger als sein Vorgänger. Und wie lediglich Anbauteile aus mit Kohlefasern verstärktem Kunststoff das Fahrzeugleergewicht senken können (was letztlich auch den Fahreigenschaften zugutekommt), ließen die beim TechDay präsentierten Testwagen schon auf einem knappen Rundkurs erkennen: ein gewichtsoptimierter Audi TTS und ein A5 als „Technikträger“, abgeleitet vom Showcar quattro concept. Letzterer, ein imposanter 408-PS-Bolide, dessen Aluminiumkarosserie mit Anbauteilen aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterial ergänzt wurde, wiegt lediglich 1.400 Kilogramm. Daraus ergibt sich ein Leistungsgewicht von lediglich 3,4 Kilogramm pro PS, das einen 450 PS starken Audi RS5 glatt in die zweite Reihe schickt. Demnächst wird mit dem Audi Q7 der Beweis angetreten werden, wie sich durch den Einsatz neuer Materialen auch das Leergewicht eines Pkws von so kräftiger Statur erheblich reduzieren lässt.
Die Autobranche scheint sich einig zu sein: Carbon-Composite-Materialien erweisen sich als Schlüsseltechnologie. Sagen könnte man es vielleicht auch so: Künftiger Autobau, der zeitgemäßen Erwartungen gerecht werden will, hängt nicht am seidenen Faden, wohl aber an einer Faser, der Kohlefaser. (Auto-Reporter.NET/Wolfram Riedel)
