Audi: Leichtbauweise durch ASF-Technologie

Bei den meisten Herstellern werden die Autos seit vielen Jahren immer schwerer – bei Audi nicht. Im Gegenteil: Der Audi A8 und der A2 haben die Gewichtsspirale schon vor mehr als 10 Jahren gestoppt – mit ihren AluMINIum-Karosserien. Seitdem hat Audi diese bahnbrechende Leichtbau-Technologie immer weiter entwickelt. Heute kommt sie unter dem Kürzel ASF bei 4 Modellen zum Einsatz – dem TT, dem TT Roadster, dem R8 und dem A8.

Die 3 Buchstaben ASF stehen für den Begriff Audi Space Frame – eine Technologie, mit der Audi den Karosseriebau noch einmal ganz neu erfunden hat. Der ASF bedeutet den Ausbruch aus der Gewichtsspirale, die sich mit den steigenden AnForderungen immer weiter nach oben schraubt, damit trägt er entscheidend zur dynamischen Performance und zur hohen Effizienz der Audi-Modelle bei. Der TT 2.0 TDI quattro etwa mit seinem 125 kW (170 PS) starken Dieselmotor spurtet in 7,5 Sekunden auf 100 km/h und erreicht 226 km/h Spitze. Im Mittel jedoch verbraucht er nur 5,3 l Diesel/100 km – ein sensationeller Wert.

ASF-Technologie

In der ASF-Technologie blickt Audi auf einen Entwicklungsprozess zurück, der zu einer 3-stelligen Zahl an Patenten und zur Auszeichnung "European Inventor of the Year 2008" des Europäischen Patentamts geführt hat. Die Marke hat sich ein breit gelagertes Know-how aufgebaut, es reicht von der Zusammensetzung der Legierungen über das Gießen und Umformen bis zum Verbinden der Teile.

Das Gerüst der ASF-Karosserie besteht aus Strangpressprofilen und Druckgussteilen aus AluMINIum. In dieses Gerippe sind die AluMINIum-Bleche – etwa die Dachhaut – mittragend und kraftschlüssig eingebunden. Je nach ihrer Aufgabe weisen die Komponenten des Spaceframes ganz unterschiedliche Formen und Querschnitte auf. Wie die Knochen im Skelett des Menschen vereinen sie die optimale Funktion mit geringem Gewicht.

Strangpressprofile haben ihre große Stärke in der gestalterischen Flexibilität. Beispielsweise bauen die Seitenschweller beim Coupé und beim Roadster äußerlich identisch. Im Inneren aber sind sie nach bionischen Prinzipien topologieoptimiert und ganz unterschiedlich verrippt, was über ihre Steifigkeit entscheidet – beim Roadster ist sie noch höher als beim Coupé. Die Strangpressprofile des TT bestehen generell aus innovativen Legierungen – das erhöht ihre Festigkeit weiter und senkt das Gewicht noch stärker.

Die extrem belastbaren Gusskomponenten kommen vor Allem dort zum Einsatz, wo lokal hohe Kräfte eingeleitet werden und Multifunktionalität gefragt ist. Ein Paradebeispiel ist der A-Säulen-Knoten – als multifunktionales Bauteil verbindet er den Längsträger, den Schweller, die A-Säule und den Scheibenquerträger miteinander. Wie alle Alu-Gussteile zeichnet er sich durch präzise Geometrie und Raumausnutzung aus.

TT Coupé und Roadster

Das TT Coupé und der Roadster präsentieren eine neue Variante der ASF-Technologie – AluMINIum wird durch Stahl ergänzt. Die innovative Hybrid-Bauweise spart gegenüber den Vorgängermodellen, die noch voll auf Stahl setzten, bis zu 100 kg Gesamtgewicht. Vor Allem im Heckbereich der Bodengruppe, bei den Türen und der Heckklappe nutzen die kompakten Audi-Sportler vollverzinkte Stahlkomponenten. Mit ihrem Mehrgewicht gegenüber AluMINIum sorgen die Stahlbauteile für eine ausgewogene Gewichtsverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse.

Leer bringt der TT 2.0 TFSI nicht mehr als 1.260 kg auf die Waage – ein toller Sportwagen-Wert. Seine Karosserie wiegt nur 206 kg, die sich auf 140 kg AluMINIum (68%) und 66 kg Stahl verteilen; in herkömmlicher Stahlbauweise würde sie nahezu 100 kg schwerer ausfallen. Der AluMINIum-Anteil setzt sich aus 63 kg Blechen, 45 kg Gussbauteilen und 32 kg Strangpressprofilen zusammen. Die Karosserie des Roadsters bringt 251 kg auf die Waage.

Auch bei der Verbindung zwischen den AluMINIum- und den Stahlkomponenten profitiert Audi von seinem großen Erfahrungsvorsprung. Sie kommt auf unterschiedliche Weise zustande – durch Stanznieten, Clinchen und Kleben. Das Problem der Kontaktkorrosion zwischen beiden Metallen ist durch den Klebstoff gelöst, der eine trennende Schicht bildet; Kamerasysteme überwachen seinen korrekten Auftrag.

Neu ist eine 4. Fügetechnologie – die so genannten selbstfurchenden Schrauben, von Robotern eingebracht, schmelzen durch ihre Reibung die Oberfläche des Bauteils auf und dringen vollständig und kraftschlüssig in den Werkstoff ein. Eine weitere innovative Lösung am TT ist die AluMINIum-Nullfuge, die durch Laserschweißen zwischen dem Dach und dem Seitenteil entsteht.

Audi TT mit Hybrid-ASF

Der Audi TT mit dem Hybrid-ASF, der in Ingolstadt gefertigt und im Werk Györ/Ungarn endmontiert wird, weist Eigenschaften auf, die hervorragend zu einem Sportwagen passen. Gegenüber dem Vorgängermodell wuchs die statische Torsionssteifigkeit beim Coupé um etwa 50%, beim Roadster sogar um mehr als das Doppelte. Zudem bietet der ASF hohen Schwingungskomfort und beste Crashsicherheit.

Das geringe Gewicht sorgt für mitreißende Fahrdynamik und hohe Effizienz. 100 kg Ersparnis bedeuten etwa 0,3 Liter Minderverbrauch pro 100 km bzw. 7,5 bis 12,5 g weniger CO₂-Ausstoß pro Kilometer. Die Kunden honorieren diesen Fortschritt ebenso wie die Experten: Die neue Hybrid-Bauweise von Audi erhielt Ende 2006 den Euro Car Body Award, den wichtigsten europäischen Innovationspreis im Karosseriebau. Schon 2003 war diese Auszeichnung an Audi gegangen – für den AFS des Audi A8.

Audi Technology ABC

• AluMINIum: AluMINIum ist ein Element, das in der Erdkruste häufig in chemischen Verbindungen vorkommt. AluMINIum wird aus dem Erz Bauxit gewonnen und eignet sich für zahlreiche Einsatzgebiete. Im Karosseriebau weist es hervorragende Eigenschaften auf. Wegen seiner geringen Dichte ist es 2 Drittel leichter als konventioneller Stahl; als relativ weiches Metall lässt es sich einfach bearbeiten. Legierungen mit Magnesium und Silizium ermöglichen hohe Festigkeit. Bei sortenreiner Erfassung ist AluMINIum sehr gut zu recyceln, was seine Energiebilanz weiter verbessert.
• AluMINIum- und Leichtbau-Zentrum in Neckarsulm: Das 1994 gegründete AluMINIum- und Leichtbau-Zentrum in Neckarsulm beschäftigt über 120 Spezialisten, die an neuen Fügetechniken, Karosseriestrukturen, Werkstoffen und Fertigungstechnologien arbeiten. Zu ihren Themengebieten gehören auch hoch- und höchstfeste Stähle und das Technikfeld der Faserkunststoffverbände. Audi tritt auch hier als Innovations-Motor auf.