Audi hat sich entschieden, einen weiteren Schritt in Richtung automobiler Innovation zu gehen, mit einem Konzept, das in der Automobilindustrie nicht neu ist, aber große Vorteile bringt. Entdecken Sie die neuen GFK-Federn von Audi.
Parallel zu den Investitionen in die Entwicklung immer effizienterer Motoren und Verbundwerkstoffe, die eine Gewichtsreduzierung ermöglichen und gleichzeitig die strukturelle Steifigkeit von Fahrwerk und Karosserie erhöhen, setzt Audi für den Einsatz in anderen Bauteilen wieder auf Verbundwerkstoffe.
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Audi hat es sich zur Aufgabe gemacht, diese Technologie zu entwickeln und zu massivieren, alles mit einem einzigen Ziel: Gewicht zu sparen und damit die Agilität und das Handling seiner zukünftigen Modelle zu verbessern.
Das ist die neue Modeerscheinung der Audi-Forschungs- und Entwicklungsabteilung: die schraubenförmige glasfaser- und polymerverstärkte Druckfedern . Eine Idee, die Chevrolet bereits 1984 in der Corvette C4 umgesetzt hatte.
Die wachsende Besorgnis über das Federungsgewicht und der Einfluss übermäßiger Federelemente auf Leistung und Verbrauch veranlasste Audi, sich auf die Entwicklung leichterer Federungssysteme zu konzentrieren. Diese sollen deutliche Gewichtszuwächse, verbesserten Verbrauch und bessere Dynamik gegenüber seinen Modellen bringen.
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Diese Ingenieursleistung von Audi mit Joachim Schmitt an der Spitze des Projekts fand im italienischen Unternehmen SOGEFI, das mit der Marke Ingolstadt das Gemeinschaftspatent für die Technologie hält, die ideale Partnerschaft.
Was ist der Unterschied zu herkömmlichen Stahlfedern?
Joachim Schmitt relativiert den Unterschied: Bei einem Audi A4, bei dem die Fahrwerksfedern an der Vorderachse bis zu je 2,66 kg wiegen, wiegen die neuen glasfaserverstärkten Polymerfedern (GFK) bei gleichem Satz nur noch je 1,53 kg. Ein Gewichtsunterschied von über 40 %, bei gleicher Leistung und zusätzlichen Vorteilen, die wir Ihnen gleich erläutern.
Wie werden diese neuen GFK-Federn hergestellt?
Etwas zurück zu Schraubendruckfedern: Sie sind so konstruiert, dass sie beim Zusammendrücken Kräfte sammeln und in Dehnungsrichtung ausüben. Sie werden normalerweise aus Stahldraht mit zylindrischer Form hergestellt. Wenn auf kleinerem Raum höhere Torsionskräfte aufgebracht werden müssen, werden die Drähte mit anderen Formen, einschließlich der parallelen Helix, geformt, wodurch an jedem Ende eine Spirale gebildet wird.
Der Aufbau von Federn
Die Struktur dieser neuen Federn hat einen Kern, der sich durch eine lange Glasfaserrolle entwickelt, die verwoben und mit Epoxidharz imprägniert ist, wo später eine Maschine dafür verantwortlich ist, die Spiralen mit zusätzlichen Verbundfasern in abwechselnden Winkeln von ±45° relativ zu umwickeln die Längsachse.
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Diese Behandlung ist von besonderer Bedeutung, da sie der Feder durch das Zusammenwirken dieser sich gegenseitig tragenden Schichten zusätzliche Kompressions- und Torsionseigenschaften verleiht. Auf diese Weise werden die Torsionsbelastungen durch die Feder von den Fasern in Elastizitäts- und Druckkräfte umgewandelt.
Die letzte Produktionsphase
In der letzten Produktionsphase ist die Feder noch nass und weich. An dieser Stelle wird eine metallische Legierung mit niedriger Schmelztemperatur eingebracht, und dann wird die Feder aus GFK in einem Ofen bei über 100° gebrannt, damit die metallische Legierung harmonisch mit dem Härten der Glasfaser verschmelzen kann .
Was sind die Vorteile dieser GFK-Federn gegenüber herkömmlichen Stahlfedern?
Neben dem offensichtlichen Gewichtsvorteil von rund 40 % pro Feder sind GFK-Federn nicht von Korrosion betroffen, auch nicht nach vielen Kilometern mit Kratzern und Rissen in ihrer Struktur. Darüber hinaus sind sie absolut wasserdicht, d. h. beständig gegen die Wechselwirkung mit anderen abrasiven chemischen Stoffen, wie beispielsweise Reinigungsmitteln für Räder.
Ein weiterer Vorteil dieser GFK-Federn liegt in ihrer Zuverlässigkeit und Langlebigkeit, wo sie in Tests gezeigt haben, dass sie 300.000 km laufen können, ohne ihre elastischen Eigenschaften zu verlieren, und die Lebensdauer ihrer Federsatzpartner, der Stoßdämpfer, weit übertreffen .
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Dies ist der erste Prozess, mit dem Audi seine Testprototypen fertigt, bevor er mit der jährlichen Produktion von Tausenden dieser Komponenten beginnt.
Laut der Marke der Ringe erfordert die Herstellung dieser Federn aus Verbundmaterial weniger Energie als herkömmliche Stahlfedern, ihre Endkosten sind jedoch etwas höher, was ihre Verfestigung für einige weitere Jahre behindern kann. Bis Ende des Jahres soll Audi diese Federn für ein höherwertiges Modell ankündigen.