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Moderne Autos sollen einerseits immer haltbarer, komfortabler und sicherer werden, andererseits werden sie zwangsläufig dadurch immer schwerer. Mehr Gewicht bedeutet jedoch mehr Verbrauch und damit mehr Emissionen. Diesen Teufelskreis gilt es zu durchbrechen. Die Lösung heißt: Die Autos müssen leichter werden. Neue Materialien sind gefragt. Die Ingenieure der noblen VW-Tochter Audi und der exklusiven Schwester Lamborghini sind Pioniere des Leichtbaus. Jetzt gestatteten sie einen Blick hinter die Kulissen.

Bei Audi in Ingolstadt und Neckarsulm hat die Zukunft längst begonnen dank des Einsatzes von Aluminium und CFK, den glasfaserverstärkten Kunststoffen. Der neue Audi Q7 wird 400 Kilogramm leichter sein als das aktuelle Modell und trotzdem gewinnt er an Stabilität, Sicherheit und Komfort. 100 Kilogramm weniger Gewicht bedeuten generell bis zu einem halben Liter Kraftstoffeinsparung je 100 Kilometer.

Audi TTS Prototyp

Vergleichsfahrten auf dem Neckarsulmer Testgelände mit dem neuen Audi A6 und dem bisherigen Modell offenbarten die überlegene Kurvendynamik der Businesslimousine der Generation 2011, die 80 Kilo weniger auf die Waage bringt. Noch sportlicher, spontaner und agiler zeigte sich ein Prototyp des neuen Sportlers Audi TTS, dessen Technik bereits auf die zukünftige Baureihe abzielt. Dank CFK wird das künftige Serienauto mindestens 90 Kilo leichter. 31,5 Kilo leichter wird das Sitzchassis des exklusiven Topmodells R8 GT durch den Einsatz von CFK.

„Das kriegen die nie hin“, orakelte seinerzeit die Fachwelt, als die Ingolstädter die Audi Space Frame-Bauweise, ASF, ankündigten. Bei ASF überspannen Alu-Profile die Fahrgastzelle wie ein räumliches Fachwerk. Aluminiumbleche als Außenhaut versteifen das Fahrzeug zusätzlich. Inzwischen sind insgesamt 600.000 ASF-Fahrzeuge produziert worden. Weltweit einzigartig. Aktuell vertreten die Luxuslimousine A8 und der Hochleistungssportwagen R8 dieses Prinzip in Reinkultur.

Zahlreiche Modelle aus Ingolstadt kombinieren Alu und Stahl. Hohe Intelligenz ist erforderlich, um unterschiedliche Materialien wie Stahl, das leichtere Aluminium und das noch leichtere Magnesium miteinander zu verbinden. Zahlreiche Patente sichern Audi auf diesem Gebiet, Materialien zusammenzubringen, die gar nicht zusammen wollen, den Vorsprung.

Höchste Intelligenz erfordern die schier unvorstellbar komplexen Computer-Simulationsprogramme. Sie erlauben es, am Rechner Bauteile zu konstruieren, zu berechnen, zu dimensionieren und immer weiter zu optimieren. Beispiel: Früher bestand die so genannte Federbeinaufnahme, eine Komponente des Fahrwerks, aus zehn Stahlteilen, die zusammengeschraubt werden mussten. Heute besteht das Teil sozusagen aus einem Guss, denn aus zehn Stahlteilen wurde ein einziges Aluminiumgussteil, das zudem 70 Prozent stabiler und deutlich leichter ist.

Die Computerprogramme errechnen, an welcher Stelle bei welcher Belastung ein Teil bricht. Sie machen Vorschläge, wie und wo eine Verstärkung erfolgen muss, wie die Festigkeit bei anderen Legierungen variiert, kalkulieren extreme Temperaturen ein und skizzieren optisch ästhetische Gestaltungen. Manche dieser genialen Programme entwickeln Absolventen von Hochschulen sowie diplomierte Ingenieure und Informatiker. Sie erwerben damit ihren Doktortitel.

In Neckarsulm treiben heute 180 Spezialisten als Speerspitze des VW-Konzerns im Audi Leichtbauzentrum den Fortschritt konzentriert voran. Dabei geht es nicht nur um Aluminium, Magnesium und moderne Stähle. 50 Experten beschäftigen sich in der Ideenschmiede mit den Werkstoffen der Zukunft, den faserverstärkten Kunststoffen CFK. Bereits in drei bis vier Jahren werden diese auf Karbonfasern basierenden Kunststoffe in der Großserie ihr Debüt geben.

Lamborghini V12 CFK

Lamborghini, Tochtermarke von Audi, besitzt reiche Erfahrung im Einsatz von CFK in der Kleinserie. Die gesamte ultraleichte und überaus stabile Fahrgastzelle des neuen Lamborghini V12 besteht nur noch aus einem einzigen Bauteil aus CFK, gefertigt in komplexen Verfahren, teils in Handarbeit. Natürlich gibt es einen intensiven Technologietransfer zwischen Neckarsulm und Sant`Agata bei Bologna.

Aluminium-Leichtbau besitzt bei Audi und seinen Vorgänger-Unternehmen eine lange Tradition. 1913 baute NSU den Typ 8/24, dessen Karosserie komplett aus Aluminium gefertigt war. Der Typ C von Auto Union des Jahrgangs 1936 wog gerade einmal 825 Kilogramm, seine Karosserie und die Verkleidung bestanden ebenfalls aus Aluminium und sein 16-Zylinder-Kompressormotor leistete 520 PS.

„Leichtbau ist eine Geisteshaltung unserer Ingenieure. Deshalb tragen unsere Innovationen dazu bei, weiterhin die Gewichtsspirale umzudrehen. Jedes neue Audi-Modell wird leichter sein als der Vorgänger“, lautet die Doktrin von Konzernchef Professor Dr.-Ing. Martin Winterkorn.

Manfred Bergmann

(05. März 2011)