Die Karosserie des neuen Audi A8 wiegt lediglich 231 Kilogramm - dank der ASF-Architektur und einem intelligenten Materialmix aus Aluminium und hochfestem Stahl.
Audi
Seit 20 Jahren kennt die automobile Welt den Audi Space Frame (ASF). Auf der IAA 1993 präsentierte der Automobilhersteller mit den 4 Ringen ein silbern glänzendes Showcar, das, wie Audi schreibt, mit seinem neuartigen Karosseriekonzept aus Aluminium den automobilen Leichtbau revolutionierte. In der kommenden Woche steht bei der diesjährigen IAA 2013 erneut ein Auto bei Audi im Mittelpunkt, das auf der ASF-Bauweise basiert: der neue A8.
Es war die Natur, die den Ingenieuren vor mehr als 20 Jahren die entscheidende Inspiration gab, berichtet das Ingolstädter Unternehmen. So komme zum Beispiel in einem Bienenstock an den Waben nur so viel Material zum Einsatz, wie es für das beste Ergebnis erforderlich ist. Mit diesem Wissen konstruierten die Leichtbau-Experten bei Audi das Gerüst des ASF, bestehend aus Strangpressprofilen und Druckgussteilen. In dieses Fachwerk sind Bleche - etwa die Dachhaut, der Boden und die Seitenteile - mittragend und kraftschlüssig eingebunden. Je nach Aufgabe wiesen die einzelnen Komponenten unterschiedliche Formen und Querschnitte auf.
Selbsttragende Aluminiumkarosserie
Bereits ein Jahr nach der IAA 1993 brachte das Unternehmen den Audi A8 mit selbsttragender Aluminiumkarosserie auf den Markt. Unter ihren 336 Einzel-Komponenten dominierten die Blechteile vor den Profil- und Gussknoten. Der Zusammenbau erfolgte zu etwa 75 Prozent in Handarbeit.
Das ASF-Prinzip hat sich in den vergangenen beiden Jahrzehnten bei Audi durchgesetzt: Mit dem A2 (2000), dem TT (2006), dem R8 (2008) sowie zwei weiteren Generationen des A8 (2002 und 2010) folgten weitere Audi-Modelle. Insgesamt hat das Unternehmen nach eigenen Angaben seit 1994 mehr als 750.000 Automobile in ASF-Bauweise - aus Vollaluminium oder in Aluminium-Hybrid-Bauweise - hergestellt.
Leichtbaupotenzial von Aluminium
Die Untersuchung des Leichtbaupotenzials von Aluminium für ein Kompaktfahrzeug in Schalenbauweise behandelte beispielsweise im Jahr 2003 ein Fachbeitrag in ATZ. So schrieben die Autoren von fka und der European Aluminium Association (EAA) damals, dass der Einsatz von "Aluminium in Pkw in den letzen Jahren zugenommen" hat. "Im Jahr 1998 betrug der durchschnittliche Aluminiumanteil 85 kg pro Fahrzeug. Es wird erwartet, dass dieser Anteil bis zum Jahr 2008 auf 140 kg pro Fahrzeug steigt." Viele Aluminiumanwendungen seien in den Baugruppen Motor, Getriebe und Karosserie zu finden, schreiben die Autoren. Hauptsächlich werde Aluminium in den oberen Fahrzeugklassen eingesetzt. "Im Mercedes-Benz CL zum Beispiel wurden viele Aluminiumbauteile in der Außenhaut der Karosserie verwendet. In der 3er-Reihe von BMW wird Aluminium unter anderem im Frontend als Gussbauteil eingesetzt. Fahrwerksteile des Audi A4 und des Porsche Boxster bestehen aus geschmiedetem oder gegossenem Aluminium. Zudem sind in der Mercedes-Benz A-Klasse die Querträger der Stoßfänger und der Armaturentafelträger aus Aluminium. Natürlich sind auch Fahrzeuge mit einer tragenden Struktur aus Aluminium zu finden, wie beispielsweise der Audi A2, Audi A8, BMW Z8, Ferrari 360 Modena oder Honda NSX." In ihrer theoretischen Studie wollten die Autoren das Leichtbaupotenzial von Aluminium im Fahrzeugbau untersuchen.
Multimaterial-Bauweise
In einem Beitrag in Automotive Agenda aus dem Jahr 2012 erklärt Audi-Leichtbauexperte Dr.-Ing. Lutz-Eike Elend: "Wir sind dabei, das ASF-Prinzip einen entscheidenden Schritt weiterzuentwickeln, zur Multimaterial-Bauweise. Dazu werden die unterschiedlichen Werkstoffwelten immer stärker miteinander kombiniert. Unser Ziel lautet, den Multimaterial-Leichtbau in die Großserie zu bringen, und wir sind uns sicher, dass dieser Weg richtig ist. Die Karosserien des Jahres 2020 werden einen intelligenten Mix aus verschiedenen Materialien präsentieren und dabei genauso leicht oder leichter sein als eine monolithische Karosserie aus Kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff (CFK). Der Mix wird je nach Fahrzeugmodell eine unterschiedliche Ausprägung besitzen."
Am kommenden Dienstag wird jedoch erst einmal der neue A8 auf der IAA in Frankfurt seine Messepremiere feiern, eine Karosserie des Jahres 2013. Aufgrund der ASF-Architektur und einem Materialmix aus Aluminium und hochfestem Stahl wiegt die Karosserie 231 Kilogramm. Komplett aus Stahl würde derselbe Aufbau rund 40 Prozent mehr auf die Waage bringen. Somit liegt das Leergewicht des Audi A8 3.0 TFSI quattro mit normalem Radstand bei 1830 Kilogramm.