Leichtbau bei Porsche - Intelligent abgespeckt

Das Skelett seines Fahrzeugs wird der Besitzer eines neuen Porsche 911 Carrera wohl nie zu Gesicht bekommen. Eigentlich schade, denn die verschiedenen Elemente, die hier zu einer Karosserie geformt und miteinander verbunden werden, sind ein Beispiel für die hohe Kunst des Rohbaus. Ohne konsequenten Leichtbau können weder Ingenieure noch Designer das zusätzliche Gewicht, das durch moderne Ausstattungen, Assistenzsysteme oder beispielsweise durch verbrauchsmindernde Maßnahmen wie Start-Stopp-Systeme und den Technologien, die spritsparendes Segeln erlauben, ausgleichen.

Wog der Ur-Elfer noch knapp über 1.000 Kilo, so hatte der Vorgänger des aktuellen 911 über 400 Kilogramm zugelegt. Der neue Carrera wiegt gut 45 Kilo weniger, weil sein Körper aus verschiedenen Stahlblech- und Aluminiumqualitäten zusammen mit leichtem Magnesium geformt wurde. Noch mehr Leichtigkeit versprechen die kohlefaserverstärkten Kunststoffe (CFK), die nicht nur im RS Spyder-Rennwagen von Porsche eingesetzt werden, sondern auch ganz wesentlich zur tragenden Struktur des Hybrid-Supersportlers 918 Spyder beitragen werden. Der 918 wird schon in wenigen Monaten erhältlich sein, aber für die Karosserieentwickler im Werk in Zuffenhausen und in Weissach wird CFK im Serieneinsatz auch bei den kommenden Carrera-Generationen eine immer größere Rolle spielen.

Damit folgen die Ingenieure einem Trend, der sich durch die ganze Branche als Reaktion auf immer schärfere CO2-Standards zieht. Wo immer es technisch geht und wirtschaftlich sinnvolle erscheint, wird leichtes Material eingesetzt. Neben Aluminium und Magnesium kommen vermehrt kohlefaserverstärkte Kunststoffe zum Einsatz. BMW beispielsweise setzt auf Kohlefaser-Verbindungen, um die Karossen der E-Mobile der neuen Submarke BMWi so leicht zu machen, dass das Mehrgewicht der Batterien ausgeglichen werden kann. Dabei werden Materialien gemixt, die man früher kaum zusammenmontieren konnte.

Der neue 911 ist deswegen ein relatives Leichtgewicht, weil er in einer völlig neuen Aluminium-Stahlblech-Mischbauweise entstand. Die Materialrezeptur, die den Carrera leicht aber dennoch um 20 Prozent steifer als den Vorgänger macht, besteht fast zur Hälfte aus Alu, kombiniert mit weichen Tiefziehstählen, höherfesten-, ultrahochfesten- und Dualphasenstählen. Was der Porsche-Fahrer nicht unbedingt wissen muss, um trotzdem die gesteigerte Fahrdynamik zu genießen, weiß der Werkstoffexperte: Blech ist eben nicht gleich Blech. Dieser Materialcocktail macht nicht nur schlank, er ist unter anderem auch resistenter gegen Korrosion, bietet hohe passive Sicherheit und besitzt erhöhte Steifigkeit auch im dynamischen Zustand. Für Porsches Karrosseure ist in Zukunft auch Magnesium ein weiterer Leichtbau-Technologieträger, der wie CFK den Weg vom Motorsport zur Serie nehmen wird.

Aluminium in Verbindung mit Stahlblechen macht zwar die tragende Struktur eines Carrera Coupés oder Cabriolets wesentlich leichter als bisher, allerdings ließen sich beide Werkstoffe nur schlecht miteinander in klassischer Weise verschweißen. Maßgeschneidert für den Metallmix-Aufbau der leichten Carrera-Karosse musste man bei Porsche dafür jetzt neue Techniken einsetzen, die das Ganze zusammenfügen. Neben bekannten Verfahren wie Kleben und Stanznieten werden Karosserieteile jetzt auch mit Stempel und Matrizenformen zusammengefügt oder wie beim fließlochformenden Direktverschrauben (FDS) mittels unter Hochdruck sich selbst einschraubender Schrauben. Material und Fügetechnik können somit genau da eingesetzt werden, wo sie optimale Dynamik und Sicherheit des fertigen Fahrzeugs garantierten.

Immer leistungsfähiger, immer schwerer. Diese Spirale hat Porsche mit dem neuen Carrera durchbrochen. Wog der Vorgänger noch 1455 Kilo, konnten beim jüngsten Modell bis zu 45 Kilogramm eingespart werden - nicht zuletzt dank einem zukunftweisenden Materialmix und innovativer Verbundverfahren.