lamborghini monocoque backwerk. foto: autodino/lamborghini
Zelle in einschaliger Kohlefaser-Bauweise
Lamborghini wird beim Genfer Automobil Salon sein neues V12-Topmodell als Nachfolger des Murciélago präsentieren. Ein wesentliches Merkmal sind die beim gesamten Fahrzeug intensiv genutzten Kohlefaser-Technologien, insbesondere das vollständige Monocoque aus kohlenfaserverstärkten Kunststoffen…
Die Zelle des künftigen Lamborghini Flaggschiffs ist komplett aus Kohlefaser gefertigt und wurde als Monocoque-Struktur konstruiert. Das bedeutet, dass die lasttragende Struktur des Fahrzeugs als eine Schale ausgeführt ist, die physikalisch als einziges Bauteil wirkt und damit die Vorteile der extremen Steifigkeit der kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK) optimal nutzt. Die Rennwagen der Formel 1 werden seit vielen Jahren in dieser Bauweise gefertigt – und stellen ihre extreme Crashsicherheit immer wieder unter Beweis. Dasselbe gilt für einen Straßensportwagen, der die Monocoque-Technologie nutzt: Die Passagierzelle aus Kohlefaser wirkt wie ein extrem sicherer Schutzkäfig.
Konstruktion bietet deutliche Vorteile
Wobei das Wort „einschalig“ natürlich nur im physikalischen Sinn gilt: Das neue Lamborghini-Monocoque ist aus einer ganzen Reihe von Einzelteilen mit spezifischen Funktionen aufgebaut. Zu ihnen gehören auch aussteifende Elemente, die in Braiding-Technologie gefertigt werden. Dies ist eine der besten Technologien, um im Falle eines Crashs Energie zu absorbieren. Nach dem Aushärtungsprozess allerdings wirkt die gesamte Struktur wie ein einziges Bauteil – und zwar inklusive des Unterteils, der so genannten Wanne (tub), und des kompletten Dachs.
Die Voll-Monocoque-Bauweise bietet Vorteile, die andere Lösungen, wie eine einfach auf die Wanne aufgeschraubte Dachkonstruktion – womöglich aus Metall – nicht ermöglichen. Lamborghini hat sich deshalb ganz klar dafür als kompromißlose Bauweise entschieden, mit der das gesamte Monocoque gerade mal 147,5 Kilogramm wiegt.
Konstruktion mit extremer Steifigkeit
Die überlegene passive Sicherheit ist nur eine Stärke der extremen Festigkeit eines Kohlefaser-Voll-Monocoques. Ebenso vorteilhaft ist die sehr hohe Torsionssteifigkeit. Dabei ist das Monocoque vorne und hinten mit ebenfalls hochsteifen Hilfsrahmen aus Aluminium verbunden, an denen wiederum die Radführungen sowie Motor und Getriebe montiert sind.
Der gesamte Rohbau des künftigen V12-Modells wiegt lediglich 229,5 Kilogramm und besitzt dabei die enorme Torsionssteifigkeit von 35.000 Newtonmeter pro Grad Verdrehwinkel. Dies garantiert ein kompaktes Fahrverhalten, vor allem aber eine überaus exakte Radführung und damit eine exzellente Lenkpräzision und sensible Rückmeldung aus der Lenkung – für einen engagierten Fahrer ist beides essenziell für faszinierendes Fahrerlebnis. Das neue Topmodell von Lamborghini folgt den feinsten Lenkbewegungen mit faszinierender Präzision und bringt die Exaktheit eines perfekt abgestimmten Rennwagens auf die Straße.
Je nach Form, Funktion und Beanspruchung der einzelnen Elemente hat das Lamborghini-Entwicklungsteam für den Aufbau des Monocoques vor allem drei CFK-Herstellungsmethoden aus seinem Technologie-Baukasten gewählt. Sie unterscheiden sich im Produktionsablauf, aber auch in der Art der Kohlefasern und ihrer Webtechnik sowie vor allem in der chemischen Zusammensetzung des verwendeten Kunstharzes.
Resin Transfer Moulding (RTM): Die Kohlefasermatten werden hier mit einer präzisen Harzmenge getränkt. Danach werden sie unter Hitze in einem Werkzeug ausgehärtet. Lamborghini hat dieses Verfahren entscheidend weiterentwickelt: Beim patentierten „RTM-Lambo“ wird als finale Form nicht mehr eine schwere und aufwändig hergestellte Metallform benutzt, sondern eine Form aus ebenfalls leichten Kohlefaserteilen. Damit wird der Herstellungsprozess schneller, flexibler und effizienter.
Ein weiterer Vorteil von RTM-Lambo liegt darin, dass wegen des geringen Injektionsdrucks keine aufwändigen Ausrüstungen und Hilfsmittel gebraucht werden.
Prepreg: Die Kohlefasermatten wurden hier schon beim Lieferanten mit einem thermisch härtenden Flüssigharz durchtränkt und müssen meist gekühlt gelagert werden. Die Matten werden in Formen gepresst und in einem Autoklav-Ofen unter Druck und Hitze ausgehärtet. Prepreg-Bauteile sind aufwändig herzustellen, haben dafür aber eine sehr gute Oberflächenqualität (Class A Surface Quality) und werden daher bevorzugt im Sichtbereich eingesetzt – beispielsweise für die Außenhaut.
Braiding: Diese Teile werden ebenfalls in RTM-Technologie gefertigt. Mit dieser aus der Textilindustrie stammenden Webtechnik für Kohlefaser-Geflecht werden Tubus-förmige Bauteile für spezielle Anwendungen hergestellt, etwa für die Dachholme oder die Längsholme der Wanne. Beim Weben wird das Garn in verschiedenen Schichten diagonal überkreuzt.
Das Monocoque des neuen Lamborghini V12-Supersportwagens wird in einer Reihe von Arbeitsschritten in diesen Technologien aufgebaut. Ein wesentlicher Fortschritt der spezifischen Produktionstechnik besteht darin, dass bereits fertige Elemente teilweise als Form für den nächsten Arbeitsschritt dienen. Damit hat Lamborghini die Fertigungsabläufe gegenüber den konventionellen Methoden deutlich vereinfacht.
Weitere Teile der Struktur sind Elemente aus Epoxy-Schaum, mit denen als Distanzstücke an strategischen Stellen die Räume zwischen den Kohlefasermatten ausgefüllt werden. Dies dient der weiteren Aussteifung, ebenso aber der Geräusch- und Vibrationsdämpfung. Zusätzlich werden Inserts aus Aluminium an der Vorder- und Rückseite einlaminiert. Hier wird das Monocoque später mit den Aluminium-Rahmenelementen für Vorder- und Hinterwagen verbunden.
Aufgrund der Komplexität der genannten Materialien und Produktionsprozesse traf Lamborghini die strategisch bedeutende Entscheidung, das Monocoque vollständig im eigenen Haus herzustellen.