Der Aluminium-Space-Frame des Audi A2

Mit dem A8 konnte Audi bereits Erfahrung mit der Konstruktion eines Aluminium-Space-Frames sammeln. Für den A2 wurde die ASF-Technik weiterentwickelt. Die Herausforderung bestand vor allem darin, einen Aluminium-Space-Frame erstmalig großserienfähig zu machen.

1 Karosseriekonzept

1.1 Ziele und Vorgaben

Für den Audi A2 wurden folgende Entwicklungsziele formuliert: – Aluminiumkarosserie in Space-Frame Bauweise mit einer Gewichtseinsparung von mindestens 40 % gegenüber einer vergleichbaren Stahlkarosserie als Voraussetzung für ein mögliches 3-Liter Fahrzeug – Auslegung der Konstruktion derart, dass für die geplante Stückzahl von bis zu 300 Fahrzeugen pro Tag ein hoher Automatisierungsgrad für die Rohkarosseriefertigung realisiert werden kann - Ausschöpfung des Leichtbaupotenzials, das durch den Einsatz der weiterentwickelten Aluminiumhalbzeuge Guss, Strangpressprofil und Blech konstruktiv ermöglicht wird - Erfüllung höchster Anforderungen bezüglich Steifigkeit und Crashverhalten („best in class").

1.2 Aluminium-Space-Frame der zweiten Generation

Aufgrund der oben genannten Vorgaben und Ziele sowie der Forderung nach Optimierung der Kosten musste das Prinzip der Aluminium-Space-Frame-Struktur des Audi A8 weiterentwickelt werden.

Wegen der geplanten Stückzahl, der damit verbundenen notwendigen Erhöhung des Automatisierungsgrades sowie der Vereinfachung des Karosseriekonzeptes konnte die Teileanzahl im Vergleich zum A8 deutlich reduziert werden. So werden bei diesem ASF der zweiten Generation die Gussteile nicht mehr nur als reine Verbindungsknoten, sondern im Wesentlichen als multifunktionale Großbauteile eingesetzt. Der prozentuale Anteil an geraden Strangpressprofilen wurde bedeutend erhöht, um aufwendige 2D/3D-Biegevorgänge weitgehend zu vermeiden. Es gibt in der ASF-Struktur nur noch sechs gebogene Strangpressprofile.

Als Verbindungstechniken kommen weiterhin die bereits im A8 bewährten Verfahren Stanznieten und MIG-Schweißen zum Einsatz, wobei der Anteil der MIG-Schweißungen signifikant reduziert wurde. Auf das Punktschweißen, das Durchsetzfügen und das Strukturkleben wird vollständig verzichtet. Als Weltneuheit im Automobilbau wird das Laserstrahlschweißen von Aluminium-Karosseriebauteilen mit einer Schweißnahtgesamtlänge von etwa 30 Meter eingesetzt. Neu sind auch die MIG-kehlnahtgeschweißten T-Stoßverbindungen von Strangpressprofilen in der Bodengruppe.

Sowohl die neue Technik Laserstrahlschweißen als auch das bewährte MIG-Schweißen, für das in dem weiterentwickelten Karosseriekonzept in den T-Stößen der Schweißgruppe Boden ein neues Einsatzfeld eröffnet wurde, verlangen hochpräzise Bauteile. Um die erforderlichen Bauteilformtoleranzen von ±0,2 mm zu erreichen, müssen die meisten Strangpressprofile in der Bodenstruktur durch Innenhochdruckumformung (IHU) kalibriert werden.

Der Aufbau der Space-Frame-Struktur:

Die Aufbaufolge in der Rohbaufertigung gestaltet sich wie folgt:

Die Bodenstruktur (bestehend aus Hinterwagen und Mittelboden) wird mit dem Vorderwagen zur Unterbaustruktur verschweißt.

An diese Unterbaustruktur werden die Seitenteilbaugruppen gefugt. Als Abschluss wird diese Baugruppe durch die Dachstruktur und das Heckabschlussteil geschlossen.

Vorderwagen:

Der Vorderwagen des Audi A2 besteht wie schon beim Audi A8 aus einer geschraubten Längsträgerstruktur, die eine niedrige Typschadeneinstufung ermöglicht. Hierbei besteht der vordere Längsträger aus einem Strangpressprofil mit Verprägungen im Anschlussbereich zu den Pralltöpfen vom, die ein definiertes Faltenbeulen zur Aufnahme der Crashenergie ermöglichen.

Erstmals wird beim Audi A2 der daran anschließende Längsträger aus zwei Vakuum-Druckgussteilen gebildet, die in ihrer Ausführung zur Aufnahme der Crashenergie herangezogen werden. Beide Halbschalen sind bezüglich ihrer Wandstärkenverteilung und der nach Strukturberechnung festgelegten Rippenstruktur für ein definiertes Deformieren konzipiert. Die Anschraubpunkte der Vorderachse in den Unterschalen wurden so konstruiert, dass die Deformationsenergie in den Längsträger und nicht in den steifen Hilfsrahmen geleitet wird.

Durch Integration der Getriebe- und Motorlageranbindung, der Anbindung Hilfsrahmen, der Aufnahme Einsteckwagenheber sowie der Gehängeaufnahmepunkte bilden diese beiden Gusshalbschalen ein multifunktionales Großbauteil.

Aus dieser Längsträgerstruktur wird dann durch ein zusätzliches Großgussteil „Federbeinaufnahme", der Stirnwand vorn, dem Pedalquerträger und den vorderen Radhäusern der komplette Vorderwagen gebildet.

Mittelboden:

Der H-Rahmen der Unterbodenstruktur besteht aus geraden Strangpressprofilen, die mittels MIG-Kehlnahtschweißen verbunden werden. Dabei entfallen die noch beim Audi A8 notwendigen Guss-Verbindungsknoten

Die konzeptionell bedingt hohe Anordnung der Längs- und Querträger ermöglicht eine ebene Bodenstruktur mit erhöhter Sitzposition für die Insassen. Es entsteht eine leichte, hochfeste Trägerstruktur, die hinsichtlich Steifigkeit und Crashsicherheit höchsten Ansprüchen genügt.

Die Anordnung der Querträger zu den Schwellern sieht geometrisch einfach aus, das Verschweißen dieser Teile bedeutet jedoch höchste Anforderungen an die Bauteilgenauigkeit und die Schweißtechnik.

Besonders wichtig für einen stabilen Schweißprozess ist ein gratfreier, ebener Endbeschnitt der Querträger. Dies wird durch ein spezielles Sägeverfahren ermöglicht. Die Profil-T-Stoßverbindungen wurden bereits in der Konzeptphase als Schweißgruppe hinsichtlich Schweißfolge und -richtung sowie Spann- und Vorrichtungstechnik untersucht, um den Wärmeverzug beim Schweißen der kompletten Struktur zu minimieren. Dies trägt maßgeblich dazu bei, dass die gesamte Karosserie des Audi A2 in einem engen Toleranzbereich gefertigt werden kann.

Der Kraftfluss im Vorderwagen wird durch zusätzliche diagonale Längsträger sowie eine mittige Längsträgerstruktur in den Mittelboden weitergeleitet.

Durch eine einteilige Bodenwanne und ein höher liegendes Bodenblech vorne im Bereich des Fahrer- und Beifahrersitzes konnte ein zusätzlicher Stauraum für diverse Nebenaggregate und Steuerungen geschaffen werden. Die Beinfreiheit der Fondpassagiere sowie die ergonomische Sitzposition wurden durch diese tiefliegende Bodenwanne wesentlich verbessert. Die Größe und Komplexität der Bodenwanne sowie eine aus Festigkeitsgründen relativ geringe Wanddicke konnten nur durch eine konstruktionsbegleitende Tiefziehsimulation realisiert werden.

Hinterwagen:

Der ebenfalls relativ einfach strukturierte Hinterwagen mit seiner Längs- und Querträgerstruktur wird durch ein weiteres multifunktionales Großgussteil am Mittelboden angebunden, Bild 5. Dieses „Verbindungsteil Längsträger-Schweller" beinhaltet die Hinterachsanbindung, die Auflage Federteller, die Aufnahme Einsteckwagenheber und die Gehängeaufnahmepunkte.

Die Bodenbleche hinten ermöglichen nicht nur einen ebenen Ladeboden, sondern sind in ihrer Ausführung ideal für eine Laserstrahl-Schweißverbindung mittels Andruckrolle geeignet.

Die hinteren Pralltöpfe ermöglichen eine geschraubte Ausführung der Abschleppöse.

Seitenwandrahmen:

Diese Baugruppe besteht im Wesentlichen aus Seitenteil, Dachrahmen seitlich sowie den Gussteilen Säule A + B und Scharnieraufnahme für Heckklappe. Das einteilig tiefgezogene Seitenteil bildet die äußere Schale der Seitenstruktur. Dieses Tiefziehteil in Aluminium darzustellen, stellte eine große Herausforderung an die Fachleute der Planung und des Werkzeugbaus dar. Konstruktion und Tiefziehsimulation wurden iterativ vorgenommen. Der Vorteil dieses einteiligen Bauteils liegt in der Maßhaltigkeit und dem Entfall der Fügestellen, die bei thermischer Fügetechnik lokal unterschiedliche Festigkeitseigenschaften aufweisen würden, und aufwendig nachgearbeitet werden müssten, da sie sich im Sichtbereich befinden. Sowohl die A- wie auch die B-Säule sind Vakuum-Druckgussteile, in die die Befestigungspunkte für Scharniere und Türfeststeller, Sicherheitsgurt sowie sonstige Verschraubungen integriert sind.

Im Fall der B-Säule substituiert ein Gussteil beim A2 eine Schweißkonstruktion aus acht Einzelteilen beim A8. Die Verrippung des Bauteils wurde in enger Zusammenarbeit mit der Steifigkeits- und Crashberechnung festgelegt und im Wesentlichen in Richtung Außenseite plaziert, um bei einem Seitencrash die Rippen auf Druck zu belasten und das Widerstandsmoment gegen Biegung zu erhöhen.

Im oberen Bereich wird die B-Säule durch Laserschweißen am Dachrahmen seitlich befestigt, was aufgrund der steifen Bauteile und des erforderlichen minimalen Schweißspaltes sehr enge Toleranzen erfordert.

Das Strangpressprofil „Dachrahmen seitlich" erstreckt sich von der A- Säule bis zum hinteren Dachquerträger. Dieses Teil hat über die Länge unterschiedliche Profilquerschnitte. Dies wird durch Innenhochdruckumformung des vorgebogenen Strangpressprofiles erreicht.

Am hinteren Ende des seitlichen Dachrahmens befindet sich das Druckgussteil Scharnieraufnahme. Es beinhaltet die Befestigungen für das Heckklappenscharnier und den Gasgenerator für den Kopfairbag. Die Scharnieraufnahme bildet gleichzeitig den steifen Verbindungsknoten zwischen hinterem Türauschnitt, Dreiecksfenster sowie Heckklappenausschnitt.

Dachstruktur:

Für den Bereich der Dachstruktur gibt es zwei Karosserievarianten:

  • mit Volldach
  • mit Doppelspoilerglasdach.

Die Dachstruktur für die Variante Volldach besteht aus Dachquerträger vorn und hinten in Blechschalenbauweise sowie dem Blechteil Dach. Bei der Variante für das Doppelspoilerglasdach entfällt das Dachblech komplett.

Der Steifigkeitsverlust durch die fehlende Schubfläche des Daches wird durch verstärkte Dachquerträger ausgeglichen. Das Doppelspoilerdach wird nach der Lackierung der Karosserie als komplettes Modul mit der Struktur verschraubt.

Karosserieberechnung:

Ein wesentliches Hilfsmittel bei der Entwicklung ist die Computersimulation, mit deren Hilfe Fahrzeugfunktionen wie Crashsicherheit, Steifigkeit und Festigkeit lange vor der Existenz realer Prototypen im Computer optimiert werden. Dabei wird der Werkstoff gezielt dort eingesetzt, wo er für die optimale Erfüllung der Fahrzeugfunktionen benötigt wird.

Steifigkeit:

Die statische Torsionssteifigkeit des Audi A2 wurde mit Hilfe der Berechnung ausgelegt und optimiert. Ziel war es, eine Leichtbaugüte der Karosserie darzustellen, die deutlich besser ist als der in dieser Fahrzeugklasse übliche Wert.

Über Wettbewerbsanalysen wurde der Zielwert der Verdrehsteifigkeit für den A2 formuliert, mit Hilfe von Wandstärken- und Topologieoptimierungen wurde der Materialeinsatz funktionsoptimiert. Bei Auslegung der Karosseriesteifigkeit wurde weiterhin auf eine gleichmäßige Beanspruchungsverteilung in der Struktur großen Wert gelegt, da nur so homogene Steifigkeiten und kraftflussgerechte Strukturen gewährleistet werden. Optimierungsmethoden kamen ebenfalls bei der Auslegung der Anbauteile wie Türen und Klappen zum Einsatz.

Die Dynamik der Karosserie wurde sowohl an der Rohkarosserie untersucht als auch an der ausgestatteten Karosserie (Trimmed Body) optimiert. Bei der letztgenannten Methode werden alle massebehafteten Bauteile, die starr mit der Karosserie verbunden sind, im FE-Modell dargestellt. Über synthetische Anregungen an typischen Krafteinleitungsstellen werden Responsen an kundenrelevanten Koppelstellen wie Fußaufstandspunkt, Lenkrad oder Sitzschienenanbindung ausgewiesen, die eine Optimierung aller beteiligten Komponenten zur Erhöhung des Fahrkomforts ermöglichen.

Festigkeit:

Beim A2 wurden auch Missbrauchslastfälle wie Schwellenüberfahrt mit Hilfe der Simulation beurteilt und die Struktur daraufhin optimiert. Für diesen Lastfall wurden die Kräfte, die in die Struktur eingeleitet werden, mit Hilfe einer MKS (Mehrkörpersimulation) ermittelt. Diese Kräfte wurden dann im Rahmen einer FE-Berechnung auf die Karosserie aufgebracht, daraufhin wurde die Spannungs- bzw. Dehnungsverteilung in der Struktur analysiert und optimiert.


Crash:

Der Audi A2 bietet durch sein Fahrzeugkonzept gute Voraussetzungen für einen optimalen Kraftfluss bei den in Crashlastfällen auftretenden Beanspruchungen. So ermöglicht der relativ geringe Höhenversatz zwischen vorderem bzw. hinterem Längsträger und der tragenden Struktur im Fahrgastzellenbereich eine gewichtsoptimale Struktur bei gezielter Steuerung der auftretenden Deformationen im Front- und Heckcrash. Der im Vergleich zu bekannten Fahrzeugen hoch liegende Schweller trägt ebenfalls zum Kraftfluss sowie zur Energieaufnahme im Seitencrash bei.

Der Frontcrash mit 64 km/h gegen die deformierbare Barriere mit einem Offset von 40 % stellt eine hohe Belastung für die Struktur dar. Ziel der Auslegung war es, die Deformation beim Aufprall kontrolliert im Vorderwagen stattfinden zu lassen, während der Zellenbereich stabil bleibt. Dazu nehmen die vorderen Längsträger der Spaceframestruktur den größten Teil der Verformungsenergie auf, die dahinterliegenden Trägerstrukturen bilden die Fahrgastzelle und werden kaum deformiert. Die Türen lassen sich auch nach dem Crash leicht öffnen.

In der Spaceframestruktur des Audi A2 werden erstmals Gussteile zur Energieaufnahme herangezogen. Das Bauteil im vorderen Längsträgerbereich wurde mit Hilfe der Simulation so ausgelegt, dass der vordere Teil der beiden Halbschalen kontrolliert deformiert, während der hintere Teil, der den Fußaufstandsbereich bildet, nur geringe Verformungen aufweist.

Beim Seitencrash nach Euro-NCAP mit 50 km/h wird das Fahrzeug im rechten Winkel von einem Barrierenwagen getroffen, der an seiner Vorderseite einen deformierbaren Stoßkörper aufweist. Auch hier bildet die steif ausgelegte Zelle den Überlebensraum für die Insassen. Die Überdeckung der Türen mit den Pfosten und dem Schweller verhindert in diesem Versuch ein Überschieben in den Innenraum. Weiterhin befinden sich in den Türen großflächige Aufprallträger, die die auftretenden Kräfte in die Zellenstruktur weiterleiten.

Die B-Säule des A2 ist erstmals als Druckgussteil ausgeführt. Mit Hilfe der Berechnung wurde dieses Teil so ausgelegt, dass eine optimale Anpassung an die auftretenden Belastungen und eine gezielte Steuerung der Verformungen ermöglicht wird, was wesentlich zum Erreichen des hohen Sicherheitsniveaus im Euro-NCAP Seitencrash beiträgt.

Beim Heckcrash fährt eine starre Barriere mit einer Überdeckung von 100 % auf ein stehendes, ungebremstes Fahrzeug auf. Hier wurde in der Simulation die Struktur so ausgelegt, dass nur der hintere Bereich des Fahrzeugs deformiert. Fahrgastzelle sowie Türen bleiben weitgehend undeformiert. Zu diesem Zweck befindet sich im Bodenbereich ein stabiler Längs- und Ouerträgerverbund, die Kräfte im Dachbereich werden über das Gussteil der Heckklappenscharnieraufnahme und den seitlichen Dachrahmen abgestützt. Der hintere Längsträgerbereich wurde so ausgelegt, dass im Strangpressprofil des hinteren Längsträgers ein gezielter Faltenbeulprozess stattfindet, während das davorliegende Gussteil so dimensioniert wurde, dass hier nur geringe Deformationen auftreten. Dadurch kann die Fahrgastzelle dem Insassen auch in diesem Lastfall eine große Schutzwirkung bieten.

2 Werkstoffe und Fertigungstechniken

2.1 Werkstoff- und Halbzeugauswahl

Aluminium bietet gegenüber dem Stahlfahrzeugbau, wo eine Karosserie nahezu ausschließlich aus Blechteilen hergestellt wird, weitere Halbzeugarten an, die naturgemäß auch zusätzliche Eigenschaften bieten. Gebräuchlich im Aluminium-Karosseriebau sind hierbei sowohl naturharte als auch aushärtbare Legierungen. Die Auswahl für den Serieneinsatz erfolgt unter dem Gesichtspunkt des günstigsten Kosten/Nutzen-Verhältnisses und soll im Folgenden erläutert werden.

Blechteile und Legierungen:

Der prozentuale Anteil der Blechteile in der Space-Frame-Struktur des A2 hat sich gegenüber dem A8 geringfügig erhöht. Es werden sowohl naturharte (Typ AlMgMn) als auch warmaushärtbare (Typ AlMgSi) Legierungen verwendet. Warmaushärtbare Werkstoffe kommen vorwiegend zum Einsatz, da sie den besten Kompromiss aus guter Umformbarkeit, guten mechanischen Eigenschaften und guter Korrosionsbeständigkeit darstellen. Es werden nicht nur alle Außenhautteile aus der Legierung 6016 dieses Legierungstyps hergestellt, sondern auch in größerem Umfang die Innenteile, wobei die bisher eingesetzte Legierung 6009 aus Kostengründen größtenteils durch eine ähnliche Legierungskonfiguration mit höherem Anteil von Sekundäraluminium ersetzt wurde. Alle warmaushärtbaren Blechlegierungen werden im Zustand T4 als Platine oder Coil angeliefert, das heißt sie besitzen für die Umformung einen weitgehend stabilen, kaltausgelagerten Zustand. Der T4-Zustand wird nach der Umformung durch eine Wärmebehandlung in der Karosseriebau-Linie dahingehend verändert, dass die mechanischen Eigenschaften wie Streckgrenze und Zugfestigkeit erhöht und Werte vergleichbar mit konventionellen Tiefziehstählen erreicht werden. Die Erhöhung der Streckgrenze auf über 200 MPa bei dieser Warmauslagerung erlaubt es, gegenüber einer nichtausgelagerten Außenhaut zusätzliche Gewichtspotenziale zu erschließen. Dimensionierungskriterium für die Außenhautbleche ist die Vermeidung bleibender Beulen durch Hagelschlag oder lokale Drücke beim Polieren oder Schließen von Klappen. Schon bei Blechdicken zwischen 1,05 und 1,15 mm werden diese Anforderungen an die Beulfestigkeit erfüllt. Durch die Wärmebehandlung reduzieren sich die Bruchdehnungen geringfügig, die ausreichende Deformationsfähigkeit für einen Crash ist jedoch gewährleistet.

Naturharte Legierungen des Typs AlMgMn werden im weichen, das heißt optimal umformbaren Zustand, ausschließlich für sehr komplex umzuformende Bauteile eingesetzt. Aufgrund der bei diesem Legierungstyp nicht völlig auszuschließenden Fließfiguren erfolgt der Materialeinsatz nur für Innenteile, dabei vorwiegend in nicht sichtbaren Bereichen. Es kommt beim A2 nur die Legierung 5182 zum Einsatz – mit einem Anteil von 15 % an den Blechteilen. Diese Legierung verfestigt beim Tief-/Streckziehen sehr stark und erreicht dabei sehr gute Festigkeitswerte. Einen Überblick der im A2 eingesetzten Werkstoffe zeigt die Tabelle. Die Dicken aller Blechteile im A2-Spaceframe variieren im Bereich 0,8-2,7 mm. Das Gesamtgewicht der Blechteile im A2-Spaceframe (inklusive der Anbauteile) beträgt 85,4 kg.

Strangpressprofilteile und Legierungen:

Aufgrund der Vielzahl konstruktiver Möglichkeiten mit Strangpressprofilen, wie zum Beispiel möglicher Wanddickenvariation im Querschnitt, der Flanschgestaltung oder dem Einsatz von Hohlquerschnitten mit einer oder mehreren Kammern, erschließen sich dem Konstrukteur einer Karosserie neue, über die konventionelle Blechbauweise hinausgehende Möglichkeiten beim Karosseriekonzept. Andererseits bedeutet dies auch, dass mitunter ein anderes Aufbau- und Fügekonzept angewandt werden muss, da zum Beispiel die hohlen Strangpressprofile andere Voraussetzungen bieten als die Blechhalbschalen eines konventionellen Konzeptes.

Schließlich ergibt sich aus den hohlen Strangpressprofilen durch die Erhöhung der Funktionsintegration wegen der variablen Querschnitte eine deutliche Reduzierung der Anzahl der Einzelteile einer Karosserie. Dies wirkt sich auch positiv bei der Reduzierung der Fügelängen aus. Beachtet werden muss aber, dass das Fügen von Hohlprofilen typischerweise Fügeverfahren mit einseitiger Zugänglichkeit erfordert – es sei denn, die Verbindung wird über einen angepressten Flansch vorgenommen.

Die erhöhten Anforderungen einer vollmechanisierten Fügetechnik im Karosseriebau bedingen Toleranzen, wie sie von Strangpressprofilen im Großserienmaßstab nicht erreicht werden. Darauf wird in einem folgenden Abschnitt (2.2) Bezug genommen.

Als Werkstoff für die Bauteile kommt ausschließlich AlMgSi0.5 im warmausgehärteten Zustand T6 zum Einsatz. Vor der Warmauslagerung zur Festigkeitserhöhung erfolgt die Kalibrierung mit Innenhochdruck und die mechanische Bearbeitung mittels Hochgeschwindigkeitszerspanung. Die Anforderungen an die Profile sind, je nach Lage im Fahrzeug, sehr hoch. Besonders in den „crashrelevanten" Zonen dürfen, auch bei intensiver Stauchung, keine Risse auftreten. Deshalb ist, neben einer legierungstechnischen Einschränkung gegenüber einer „normalen" AlMgSi0.5, auch eine auf die Festigkeits- und Crashanforderungen optimierte Warmauslagerung erforderlich. Die Wanddicken variieren zwischen 1,2 und 7 mm und die Durchmesser der umschreibenden Kreise zwischen 56 und 280 mm. Das Gesamtgewicht der Strangpressteile im A2-Spaceframe beträgt 27,2 kg.

Gussteile und Legierungen:

Der prozentuale Gewichtsanteil der Gussteile im A2 blieb mit etwa 22 % gleich wie beim A8, jedoch sind die Teile im A2 konzeptbedingt erheblich größer geworden, die Teilezahl jedoch ist deutlich gesunken. Gerade deshalb stellen sie eine neue Generation von Karosseriebauteilen dar. Die Übernahme vieler Funktionen in ein einteiliges Bauteil wie bei der B-Säule des A2 ist ein Novum im modernen Karosseriebau. Mit einer Länge von 1220 mm und der Integration der Funktionsaufnahmen für Türscharniere und Gurthöhenversteller, und gleichzeitig der Erfüllung der Anforderungen für den Seitencrash, kann man dies wahrhaft Multifunktionalität nennen. Spricht man im Blechbereich heute von „tailored blanks", so kann hier die neue Dimension der „tailored parts" eingeführt werden.

Für die Gusswerkstoffe wird neben guten Festigkeitseigenschaften zusätzlich eine hohe Duktilität gefordert, da sie in der Struktur – wie zum Beispiel bei den Säulen A und B oder den gegossenen Längsträgern –vorwiegend in crashrelevanten Bereichen eingesetzt werden. Der Druckguss-Werkstoff ist die Legierung GD-AISHOMg. Die Bauteile erfahren wie die Profilbauteile eine Wärmebehandlung zur Optimierung der Festigkeitseigenschaften. Je nach Anforderung lassen sich Querschnitte und Wanddicken den Bauräumen und Lastfällen anpassen, wodurch sonst erforderliche Verstärkungsmaßnahmen entfallen. Die Wanddicken der Gussteile des A2 variieren im Bereich von 2 bis 6 mm. Das Gesamtgewicht der Gussteile im A2-Spaceframe beträgt 38,1 kg. 2.2

Formgebung und mechanische Bearbeitung


Bei klassischen Blechkarosserien erfolgt die Formgebung der Einzelteile vor dem Zusammenbau zur Karosserie typischerweise durch Streck- und Tiefziehen sowie - vor allem bei Kleinteilen - durch Stanztechnik. Anders hingegen bei Aluminium-Space-Frame-Karosserien: Hier bedingen die zusätzlichen Halbzeugarten wie Strangpressprofile und dünnwandige Druckgussteile andere Verfahren zur Herstellung von Einzelteilen, auf die neben den Blechtechnologien im Folgenden näher eingegangen wird.

Tiefziehen:

Aluminiumbleche für Karosserieanwendungen sind gegenüber den im Stahlbereich gebräuchlichen Tiefziehblechen in ihrer Umformbarkeit leicht eingeschränkt. Die permanente Optimierung der Bauteilgeometrie vom ersten Konzept des A2 bis hin zur Serie erlaubte es aber schließlich, auch sehr komplexe Bauteilgeometrien wie die der einteiligen Seitenwand erstmals in einem Aluminium-Fahrzeug zu realisieren. Dies war möglich durch

  • die langjährigen Erfahrungen mit der Simulation von Aluminium-Blechbauteilen
  • ein intensives Simultaneous engineering zwischen Halbzeuglieferanten, Konstruktion, Fertigungstechnik und Werkzeugbau
  • ein neues, patentiertes Werkzeugkonzept, mit dem erst die Umsetzung in die Serie möglich war.

Hydromechanisches Umformen:

In einigen Fällen entstehen aufgrund von Packagebedingungen sehr komplexe Bauteilgeometrien, die mit konventionellen Umformtechnologien nicht oder, wie bei der oben erwähnten einteiligen Seitenwand, nur mit hohem Aufwand hergestellt werden können. Mitunter werden für einige Serienderivate jedoch nur geringe Stückzahlen benötigt, die aus Kostengründen einen möglichst geringen Werkzeugaufwand haben sollten. Hier bieten sich wirkmedienunterstützte Sonderverfahren der Blechumformung an. Diese Verfahrensgruppe ist charakterisiert durch das Hineinziehen eines Zuschnittes in eine starre Matrize aufgrund der kraftgebenden Wirkung eines flüssigen Mediums. Die längeren Zykluszeiten werden durch den geringeren Werkzeugaufwand mehr als kompensiert. Für die „Konsole Bremskraftverstärker" der Rechtslenkerversion des A2 waren sowohl das Kriterium der komplexen Geometrie, wie auch das der relativ geringen Stückzahl zutreffend. Zusätzlich gewährleistet der reduzierte Werkzeugaufwand sehr kurze Entwicklungszeiten.

Streckbiegen und Hydrokalibrieren:

Die Strangpressprofile im Space-Frame des Audi A2 sind vornehmlich Hohlprofile. Die hohe Gestaltungsfreiheit bezüglich der Profilquerschnittsgeometrie gibt dem Konstrukteur die Möglichkeit, ein Bauteil hinsichtlich Form, Funktion und Gewicht zu optimieren. Die Toleranzanforderungen von +0,2 mm an den Profilquerschnitt, aber auch an die Formlinie - im wesentlichen durch die gewählten Fügetechnologien bedingt - erfordern einen an das Strangpressen anschließenden Kalibrierprozess. Als Kalibrierverfahren kommt das Innenhochdruckumformen zum Einsatz. Auch dieses zählt zu den wirkmedienunterstützen Umformverfahren. Die Aluminium-Strangpressprofile werden durch Aufbringen eines hydrostatischen Innendruckes an die Gravur des IHU-Werkzeuges angelegt und dabei plastisch verformt. Ein großer Vorteil dieses Verfahrens ist die hohe Reproduzierbarkeit - jedes Folgeteil wird im gleichen Werkzeug unter gleichen Bedingungen kalibriert. Aber auch die Möglichkeit der Funktionsintegration, wie das Einbringen von Löchern oder das Ausklinken von Flanschen, kann in den Prozess integriert werden. Das Ausklinken der Flansche erfolgt dabei während der Werkzeugschließung. Nach Schließen der Werkzeuge wird zunächst der Kalibrierdruck aufgebracht, der nach wenigen Sekunden Haltezeit die geometrische Exaktheit des Werkstücks garantiert. Anschließend wird der Lochdruck aufgebaut, bei dessen Erreichen die Profile durch das Zurückfahren der Lochstempel durch das Wirkmedium über eine Schneidmatrize gelocht werden. Hierdurch kann die übliche mechanische Bearbeitung erheblich reduziert werden - mehr als 60 % der Löcher an den Strangpressprofilen des A2 werden so hergestellt.

Der Dachrahmen ist eines der Profile, das durch den IHU-Prozess nicht nur die geforderte Toleranzgenauigkeit, - das heißt die Kalibrierung - sondern auch die erforderliche Anpassung des Profilquerschnittes in Profillängsachse erfahren. Auf Grund der starken Krümmung wird dieses Profil durch Streckbiegen vorgebogen.

Alle zu kalibrierenden A2-Bauteile - insgesamt zwölf pro Fahrzeug - werden auf nur einer IHU-Anlage mit 35 000 kN Schließkraft gefertigt. Um eine möglichst günstige Pressenauslastung zu erreichen, werden dafür in Abhängigkeit von der Bauteilgröße Ein- oder Mehrfachwerkzeuge eingesetzt. Löcher, Flansch- und Endbeschnitte, die nicht in den IHU-Prozess integriert sind, sowie alle nicht IHU-geformten Bauteile werden bei Bedarf durch High Speed Cutting (HSC) bearbeitet. Hierbei wird größter Wert auf nahezu gratfreie Schnitte gelegt, um bei den nachfolgenden Fertigungsprozessen keine Parameterschwankungen wegen unterschiedlicher Gratgeometrien zu haben.

Vakuum-Druckgießen:

Dünnwandige Formgussteile für den Automobilbau, hergestellt in einem VakuumDruckgussverfahren, wurden erstmals im Karosseriebau des A8 eingesetzt. Die positiven Erfahrungen mit den so hergestellten Bauteilen haben Weiterentwicklungen angeregt, die wesentlich größere Bauteilgeometrien vorsahen. Exemplarisch sei hier die B-Säule genannt, die als ein einziges Gussteil ausgeführt ist, wofür im A8 noch ein Zusammenbau von acht Einzelteilen eingesetzt wird, die noch dazu vor dem Fügen mechanisch bearbeitet und teilweise verformt werden mussten.

Es ist klar, dass derartige „tailored parts" weitere Gewichtseinsparung ermöglichen – dies nicht nur durch das beanspruchungsgerechte dreidimensional mögliche Anpassen der Wanddicken an die Betriebslastanforderungen, sondern auch durch die Möglichkeit der lokalen Versteifung durch angegossene Rippen. Schließlich bedeutet auch der Entfall an thermischer Fügetechnik innerhalb des Pfostens mit ihrem einhergehenden Festigkeitsabfall und den erforderlichen Überlappungen eine Gewichtsreduktion.

Das Verfahren zur Bauteilherstellung ist Vakuum-Druckguss, mit dem gasarme (und damit gut schweißbare, wärmebehandelbare) Teile mit guten mechanischen Eigenschaften und hoher Maßhaltigkeit möglich sind. Das Verfahren koppelt zudem eine hohe Produktivität mit der Fähigkeit zur Herstellung von „near-net-shape" Teilen.

Thixocasting:

Bei Wanddicken von mehr als 6 bis 7 mm können auch bei Vakuumdruckgießverfahren Fehlstellen durch Volumenkontraktion während der Schmelzerstarrung entstehen. Hier bietet sich das Thixocasting als Formgebungsverfahren an. Prinzipiell ähnelt der Prozess dem des Druckgießens, lediglich die „Schmelze" wird in einem teilerstarrten (in Form von Bolzen) anstelle des flüssigen Zustands in die Füllkammer gegeben. Da hierbei das Erstarrungsintervall wegen der geringeren „Gießtemperatur" kleiner ist, können auch weniger Volumendefekte durch das Schrumpfen beim Erkalten entstehen. Als Legierung findet AlSi7Mg Verwendung, die bei entsprechender Wärmebehandlung Festigkeitswerte von Schmiedeteilen erreichen lässt. Sowohl die Bügel für das Heckklappenscharnier (mit Wanddicken bis zu 8 mm) als auch die Verschlusshaken des Frontmoduls (bis zu 10,5 mm) werden in diesem Verfahren hergestellt.

2.3 Fügeverfahren

Das Fügen der Einzelteile zur Karosseriestruktur gehört zum Kerngeschäft eines Automobilherstellers. Da das Audi-Space-Frame-Konzept sich grundsätzlich von einem reinen (Stahl-) Blechkonzept unterscheidet, ist naturgemäß sowohl die Aufbaufolge als auch die Fügetechnik unterschiedlich. Die beim ASF angewandten Verfahren sollen hier mit ihren spezifischen Eigenschaften näher erläutert werden.

MIG-Schweißen

Das Metall-Inert-Gas-Schweißen mit Impulslichtbogen ist für die A2-Fertigung in hohem Maße optimiert worden. Aufgrund der bedeutenden Erhöhung des Automatisierungsgrades im Karosseriebau kommen neue transistorisierte Stromquellengenerationen mit verbessertem und schnellerem Zünd- und Regelverhalten zum Einsatz. Die Stromquellen sind vollständig digitalisiert, das heißt, Schweißparameter können schneller und detaillierter verändert werden. Mit dem verbesserten Regelverhalten lässt sich zum Beispiel die Tropfenablösung definiert einstellen, womit vor allem bei Zwangslagenschweißungen die Speisung des Schmelzbades erheblich verbessert wurde. Neue Zündkonzepte lassen eine definierte und reproduzierbare Lichtbogenzündung zu.

Mit dem Impulslichtbogenverfahren konnten Energieeinbringung und Porenanteil verringert werden. Zudem können dadurch auch bei Dünnblechen (t = 0,9-1,5 mm) verhältnismäßig dicke Drahtelektroden (0 1,2 mm) verwendet werden, was die Drahtförderung zum Brenner verbessert. Des Weiteren wurde die Peripherie modifiziert, zum Beispiel durch Einsatz neuer, an die Fügegeometrien angepasster Schweißbrennerkonzepte oder die Zufuhr des Zusatzwerkstoffs von der Großrolle. Letzteres verringert einerseits die Rüstzeiten durch weniger Wechselintervalle, und bedeutet andererseits die Verarbeitung einer größeren Menge Zusatzdraht mit konstanten Eigenschaften, was die Stabilität des Schweißprozesses positiv beeinflusst. Zur Prozessstabilität trägt auch eine konstante Temperierung des Zusatzwerkstoffes auf der Großrolle während des Schweißvorganges bei. Ein weiterer Beitrag zur Erhöhung der Prozesssicherheit ist die Anwendung einer automatischen Brennervermessung. Dabei werden Deformationen der Schweißbrenner, die eventuell durch die automatische Reinigung, durch Zündprobleme oder Kollisionen entstehen, erfasst und die Ergebnisse im Schweißroboterprogramm berücksichtigt.

Das MIG-Schweißen kommt vorwiegend zum Fügen der Strangpressprofile in der SGR Boden zum Einsatz, und außerdem im Aufbau bzw. dem Vorder- und Hinterwagen, wo Strangpressprofile, Druckgussteile und deren Kombinationen gefügt werden. Die Fügelänge wurde im Vergleich zum A8 auf 20 m verringert, gleichzeitig die Fügegeschwindigkeit bei den relevanten Wanddicken auf etwa 1,0 m/min erhöht. Beides wirkt sich positiv auf die Präzision der Zusammenbaugruppen aus.

Stanznieten

Der Anteil an Stanznietverbindungen hat im Vergleich zum A8 durch den Verzicht auf die Fügetechniken „Durchsetzfügen" und „Widerstandspunktschweißen" um etwa 40 % auf rund 1 800 Verbindungspunkte erhöht. Dies begründet sich durch die positiven Erfahrungen beim Einsatz des Stanznietens im A8-Space-Frame. Größter Vorteil hierbei ist die Herstellung von Verbindungen ohne Wärmeeinbringung in die Bauteile, thermische Verzöge treten daher nicht auf. Hinzu kommt, dass die Stanznietverbindung form- bzw. kraftschlüssig sowie gas- und wasserdicht ist. Außerdem werden erheblich bessere Verbindungsfestigkeiten bei statischer oder dynamischer Beanspruchung verglichen mit Durchsetzfügen oder Widerstandspunktschweißen erreicht. Im A2-Space-Frame werden ausschließlich Halbhohlniete mit unterschiedlichen Abmessungen, je nach Bauteilkombination, eingesetzt. Der Fügeprozess wurde bereits in der A8-Fertigung kontinuierlich optimiert und in die A2-Fertigung übernommen. Durch die große Anzahl der Verbindungspunkte werden aber hohe Anforderungen gerade an die Anlagenverfügbarkeit gestellt. Nahezu alle Verbindungen werden automatisiert von Industrierobotern realisiert, wobei in Abhängigkeit von der Bauteilgröße und den Zugänglichkeitsbedingungen entweder am Roboter befestigte bewegliche Nietzangen an eingespannten Bauteilen oder Bauteile durch eine stationäre Nietzange geführt werden. Die Anlagenverfügbarkeit wurde auf > 99,9 % erhöht, die Prozesssicherheit erreicht 99,95 %. Das Stanznieten kommt vorwiegend beim Fügen von Blechen, Strangpressprofilen und deren Kombinationen im gesamten A2-Space-Frame zum Einsatz. Allerdings muss verfahrensbedingt immer eine beidseitige Zugänglichkeit an der Fügestelle gewährleistet sein, was konstruktiv bzw. konzeptionell nicht immer möglich war. Aus diesem Grund rückte das Laserstrahlschweißen in den Mittelpunkt des Interesses.

Laserstrahl-Schweißen

Zum Zeitpunkt der Fertigungsplanung für den A8 wurde das Laserstrahlschweißen von Aluminiumlegierungen als noch nicht realisierbar betrachtet, was unter anderem zur Wahl des MIG-Schweißens führte. Schon in der Konzeptphase des A2-SpaceFrames jedoch wurde über alternative Schweißverfahren nachgedacht. Seit wenigen Jahren sind nun Hochleistungs-Laserstrahlquellen verfügbar, die die für Aluminium erforderlichen Ausgangsleistungen > 2 kW besitzen.

Folgende Gründe sprechen für den Nd:YAG-Festkörper-Laser als Strahlschweißquelle: Zum einen wird die Strahlung von Neodym (Nd) mit einer Wellenlänge ג = 1064 nm von der Aluminiumoberfläche erheblich besser absorbiert als die des CO2, was eine verbesserte Einkopplung bedeutet. Zum anderen ermöglicht diese spezifische Wellenlänge eine Strahlführung mittels flexibler Glasfaserkabel vom Strahlerzeuger zum Bauteil. Damit ist dieses Lasersystem sehr gut mit Industrierobotern kombinierbar. Die hauptsächlichen Vorteile des Laserstrahlschweißens gegenüber mechanischen Fügeverfahren sind:

  • linienförmige anstelle punktförmiger Verbindungen
  • es sind geringere Flanschbreiten bei Überlappverbindungen erforderlich
  • die einseitige Zugänglichkeit beim Fügen ist aufgrund des Tiefschweißeffektes ausreichend.

Verglichen mit anderen Schweißverfahren ist der Laser-Prozess aufgrund der bei den gegebenen Blechdicken höheren, erreichbaren Schweißgeschwindigkeiten (3-7 m/min), der geringeren Wärmeeinbringung (und damit geringerem Bauteilverzug) und den geringeren Anforderungen an einen definierten Oberflächenwiderstand vorteilhaft. Bedingt durch den Einsatz von warmaushärtbaren Aluminiumlegierungen der Gruppe 6000 und der speziell bei diesen Werkstoffen auftretenden Heißrisse werden im A2-Spaceframe – wie auch schon beim A8 bewährt – alle Schweißungen mit Zusatzwerkstoff durchgeführt. Damit ergibt sich zwar ein zusätzlicher Aufwand und eine Erhöhung der Anforderungen an die Anlagentechnik, es kann aber auch das zulässige Toleranzfeld hinsichtlich der Spaltgröße erweitert werden.

Das Laserstrahlschweißen wird im A2 vorwiegend zum Verbinden großflächiger Blechteile mit der Karosseriestruktur aus Guss- und Profilteilen eingesetzt. Durch die hinreichende, einseitige Zugänglichkeit können die Blechteile direkt auch mit hohlen Strangpressprofilen oder Gussteilen verbunden werden. Für die geforderten hochwertigen und reproduzierbaren Verbindungen sind optimale Spannbedingungen notwendig. Dies wurde sowohl im Vorrichtungskonzept als auch im Lasersystem selbst berücksichtigt. Dabei sind an den Laser-Bearbeitungsköpfen Vorrichtungen befestigt, die während des Schweißvorgangs mitlaufen und bei den Überlappverbindungen das Blech an den Fügepartner andrücken. Für die Anbindung mittels Tiefschweißung werden im Gegensatz zu anderen Fügeverfahren minimal breite oder keine Flansche benötigt, was einerseits Packagevorteile bietet und andererseits zusätzlich Gewicht einspart. Zudem erzielen die entstandenen linienförmigen Verbindungen höhere Festigkeits- bzw. Steifigkeitswerte als punktförmige Verbindungen. Insgesamt werden etwa 30 m Laser-Verbindungslänge im A2-Spaceframe realisiert. Beispiele hierfür sind die Anbindung der Bodenbleche an die MIG-geschweißte Strangpressprofil-Rahmenstruktur, die Anbindung des Daches an den Karosserie-Aufbau oder die Verbindung der einteiligen Seitenwand an Dachrahmen sowie B-Säule.

Rollfalzen + Kleben

Die Verbindung von Innen- und Außenblech bei Türen und Klappen wird analog zum A8 mittels Bördelfalzkleben realisiert. Allerdings wurde der Falzvorgang durch den Einsatz des Rollfalzens wesentlich vereinfacht. Rollfalzen ist definiert als das sequenzielle Bearbeiten von Bördelflanschen mittels eines robotergeführten Werkzeuges.

Es bietet dahingehend Vorteile, dass zum Beispiel die Komplexität der Vorrichtungs- und Spanntechnik deutlich reduziert wurde, da bei diesem Verfahren an einem Roboter befestigte Massiv-Rollen in mehreren Flanschumläufen den Bördelfalz umlegen. Begonnen wird am 90° abgestellten Flansch des Außenteils. Dieser Flansch wird in mehreren Winkelschritten in die Ebene flachgedrückt, das heißt bei jedem Umlauf wird eine andere Rolle mit veränderter Winkelneigung eingesetzt. Durch Auswahl geeigneter Rollengeometrien werden sowohl flache als auch tropfenförmige Falzgeometrien realisiert. Die durchschnittliche Falzgeschwindigkeit beträgt etwa 1,0 m/min. Weitere Vorteile des Verfahrens sind die kurze Einarbeitungszeit, die hohe Flexibilität und eine bessere Qualität und Anmutung des Falzes, wobei sich die Falzradien verglichen mit A8-Bauteilen nicht verändert haben. Klebstoff wird zusätzlich zur Festigkeitssteigerung und Abdichtung eingesetzt.

3 Reparaturkonzept

Wie schon beim A8 wurden bei der Entwicklung des A2 die Belange des Kundendienstes von Anfang an berücksichtigt. Damit war es auch hier möglich, konsequent ein auf schnellen und kostengünstigen Service ausgerichtetes Gesamtkonzept zu realisieren. Aufbauend auf den Erfahrungen mit dem Reparaturkonzept des A8 wurde für den A2 ein Instandsetzungskonzept erarbeitet, das die Besonderheiten der Audi A2 Space-Frame-Technik berücksichtigt.

Steifigkeitsstaffelungen in den unfallgefährdetsten Karosseriebereichen sollen die Schadenseindringtiefe möglichst gering halten. Analog zum A8 liegt die Deformationskraft des geschraubten vorderen Längsträgers unter der Deformationskraft des anschließenden hinteren Längsträgers und diese wiederum unter der Deformationskraft der Fahrgastzelle. Im Bereich der Fahrzeugseite wurde die Karosseriestruktur unter anderem durch das Großgussteil B-Säule so steif ausgelegt, dass die Verformungstiefe bei einem Seitenaufprall gering bleibt.

Für den Kundendienst stand die Forderung nach praxisgerechter Instandsetzung unter Berücksichtigung der geläufigen Instandsetzungsverfahren im Mittelpunkt des Interesses. Die Auslegung der Karosseriestruktur mit vorprogrammierten, definierten Verformungszonen minimiert nach einem Unfall Richtvorgänge am Fahrzeug und gibt die Reparaturabschnitte konstruktiv vor. Hierdurch werden die Reparaturzeiten verringert; die Instandsetzungskosten liegen trotz neuer Karosserietechnik günstiger oder im gleichen Rahmen wie bei einer üblichen Stahlkarosserie.

Eine wichtige Voraussetzung für die erfolgreiche Instandsetzung einer Aluminiumkarosserie sind aluminiumgerechte Reparaturwerkzeuge sowie ein Arbeitsplatz, der vom Stahlinstandsetzungsbereich getrennt ist. So können Korrosionsprobleme aufgrund von Kontaktkorrosion zwischen Stahlpartikeln und Aluminium mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Bei Schleifarbeiten wird eine Absaugung der Partikel vorgenommen.

Für die Instandsetzung der Space-Frame-Karosserie des A2 kommen in Abhängigkeit der unterschiedlichen Halbzeugarten Blech-, Guss- und Strangpressteile unterschiedliche Konzepte zum Einsatz:

Blechteile mit geringen Verformungen können rückverformt werden. Die Rückverformung geschieht unter gezielter Wärmezufuhr. Beulen lassen sich mit einem neu entwickelten Werkzeug durch ein dem Bolzenschweißen ähnliches Verfahren problemlos beseitigen. Hierzu wird ein Bolzen im Beulbereich aufgeschweißt und die Beule mit dem Bolzen herausgezogen. Anschließend wird der Bolzen durch Abschleifen entfernt.

Stärker verformte Bleche lassen sich entweder komplett oder abschnittsweise austauschen. Als Verbindungstechniken werden Nieten in Verbindung mit Kleben (kaltaushärtende Zweikomponentenkleber) eingesetzt. Für eine Instandsetzung zum Beispiel des Seitenteils werden die ursprünglichen Stanznieten mit Hilfe eines Sonderwerkzeuges ausgedrückt und die Lochung für den Kundendienst-Niet vorgenommen. Anschließend wird ein Voll- bzw. Blindniet eingesetzt. Zusätzlich werden alle Kundendienst-Niete mit Zweikomponentenklebern verklebt.

Das Spachteln und Lackieren entspricht wie beim A8 der Vorgehensweise bei Stahlblechfahrzeugen. Blechreparaturen können von jedem dafür ausgerüsteten und ausgebildeten Audi-Händlerbetrieb durchgeführt werden. Beschädigte Gussteile müssen generell erneuert werden.

Aus Festigkeitsgründen ist eine Rückverformung nicht zugelassen, da aufgrund der hohen Steifigkeit die Gefahr einer Rissbildung besteht. Als Fügeverfahren kommen Schutzgasschweißen (MIG), Nieten und Kleben zum Einsatz.

Strangpressprofile müssen bei Beschädigung ausgetauscht werden, da eine Rückverformung hier unkontrolliert abläuft. Der Austausch findet je nach Art der Beschädigung wie beim A8 abschnittsweise unter Verwendung von Muffen im Trennungsbereich, oder komplett statt. Die ausgetauschten Profilabschnitte bzw. komplette Profile werden wiederum durch Schutzgasschweißen (MIG) gefügt.

Bei der Überprüfung beschädigter Bauteile muss sowohl den Schweißnähten als auch den Gussteilen im Hinblick auf Risse besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Zur Kontrolle der Oberflächenrissbildung wird das Farbeindringverfahren angewendet. Da Risse generell nicht zulässig sind, werden festgestellte Risse durch entsprechende Maßnahmen beseitigt.

Laserstrahl-Schweißnähte werden im Reparaturfall durch MIG-Schweißen oder durch Blindnieten mit zusätzlichem Kleben ersetzt. Zum Entfernen der Lasernaht wird diese ausgeschliffen und die so voneinander getrennten Teile gelöst.

Die für die Reparatur der Gussteile und Strangpressprofile erforderlichen Schweißarbeiten werden bei den flächendeckend vorhandenen Stützpunktbetrieben durchgeführt, wobei anzumerken ist, dass Beschädigungen dieser Art nur bei etwa 5 % aller Unfälle auftreten. Hierzu wird das verunfallte Fahrzeug zu den Stützpunktbetrieben gebracht, dort instand gesetzt und nachfolgend zurückgeführt. Dies wird vom Händlerbetrieb veranlasst, sodass dem Kunden durch dieses System die Suche nach einem geeigneten Instandsetzungsbetrieb erspart bleibt. Er gibt sein Fahrzeug bei seinem betreuenden Audi Händler ab und holt es dort nach der Reparatur wieder ab. Diese Vorgehensweise hat sich beim A8 hervorragend bewährt.

In diesen Stützpunktbetrieben sind die für das Aluminiumschweißen erforderliche Ausrüstung der Arbeitsplätze, Teileverfügbarkeit und die Ausbildung der Fachkräfte (mit Schweißer-Zertifikat) optimal erfüllt und es ist somit gewährleistet, dass die Schweißnähte die gleiche Qualität aufweisen wie die Originalschweißnähte.

Die bei den Audi-Stützpunkthändlern durchgeführten Reparaturen werden in Nachweisfeldern des Service Heftes kenntlich gemacht und bestätigt. Dieser Nachweis belegt die fachgerechte Durchführung der Reparaturarbeiten, dient der Werterhaltung des Fahrzeugs und vermeidet Missverständnisse beim Wiederverkauf.

Entwicklung:

  • Dipl-Ing. Wulf Leitermann war bis Dezember 1999 Leiter des Aluminium-Zentrums der Audi AG in Neckarsulm.
  • Peter Wätzold ist innerhalb des Aluminium-Zentrums der Audi AG in Neckarsulm Leiter der Abteilung „Produktbezogene Anwendungen Aluminium".
  • Dipl.-Ing. Karl-Heinz von Zengen ist innerhalb des Aluminium-Zentrums der Audi AG in Neckarsulm Leiter der Abteilung „Fertigungstechnik Aluminium ".