Auto Technik Lexikon - Technik und Treibstoffe

Karosserie

Das Wort Karosserie kommt aus dem Franzoesischen. Das Wort Karosse wurde bereits bei Kutschen verwendet. Der Begriff findet auch heute noch im Bereich der Automobilindustrie Verwendung. Als Karosserie bezeichnet man den kompletten Aufbau eines Kraftfahrzeuges, wobei Tueren und Kofferraumdeckel und Motorraumdeckel nicht zur Karosserie gehoeren. Die Karosserie wird in der Fachsprache auch Fahrzeugaufbau genannt.

Man unterscheidet drei Karosseriebauformen:

Nicht selbsttragende Karosserie (mit Leiterrahmen)

Die nicht selbsttragende Karosserie war die urspruengliche Art, PKW zu bauen. Diese Bauart ist heute nur noch für LKW und Gelaendewagen üblich.

Die nicht selbsttragende Karosserie wird auf einen Rahmen (meist ein Leiterrahmen) oder auch Chassis aufgesetzt. Die gesamte Belastung, die beim Fahren auftritt, uebernimmt das Fahrgestell. Die Karosserie, die auf den Rahmen aufgesetzt wird, war ursprünglich auch aus Holz hergestellt und bildet nur eine Aussenhaut zum Schutz der Insassen oder der Gueter, die transportiert werden. Erst später wurde Metallblech verwendet.

Karosserien werden aber nicht nur aus Stahlblech, sondern auch aus Aluminium oder Kunststoff hergestellt. Bereits Henry Ford experimentierte mit Kunststoffen aus Hanf. Für seine Kunststoffkarosserie war u. a. der Trabant beruehmt. Auch sportlichere Fahrzeuge benutzen einen Gitterrohrrahmen, nehmen dabei Einschraenkungen in der Auslegung zugunsten geringsten Gewichtes in Kauf und haben eine Aussenhaut aus Kunststoff oder Leichtmetall. Diese Bauweise ist auch im Tourenwagensport üblich.

Durch die Weiterentwicklung in der Blechverarbeitung und durch notwendige Gewichtsreduktion im Fahrzeugbau entwickelte sich die

Selbsttragende Karosserie

Bei dieser Konstruktionsart gibt es kein Chassis mehr. Die tragende Funktion ist in die Karosserie integriert. Das bedeutet, die dem Auto formgebenden Teile tragen zur Stabilitaet bei. Diese "selbsttragende Karosserie" wurde zum Inbegriff für eine leichte Bauweise. Nachteilig ist, dass die Wiederverwendbarkeit von Komponenten, insbesondere des kompletten Fahrwerks, nicht oder nur in geringem Masse gegeben ist. Alle Teile, die ursprünglich am Rahmen befestigt waren, sind in diesem Fall direkt zu einer Karosserie in Schalenbauweise zusammengefuegt. Die Steifigkeit wird durch die kompakte Blechhaut und hohle Blechquerschnitte mit möglichst grossem Querschnitt (z.B. Schweller) und somit Widerstandsmoment erreicht. Zahlreiche Sicken erhoehen die Steifigkeit und die Vermeidung von Eigenschwingungsfrequenzen (Droehnen) zusaetzlich. Die Karosserie ist meist ein verschweisstes Teil mit integrierten Befestigungspunkten für die Einzelteile, wie Tueren, Kotfluegel, Seitenwaende etc.

Schwierig ist die Konstruktion eines Cabriolets, da in diesem Fall die Karosserie nicht rundherum geschlossen ist und daher ganz andere Versteifungen eingebaut werden müssen.

Wenn man heute davon spricht, dass nach einem Verkehrsunfall das Fahrgestell verzogen ist, so ist das eigentlich falsch, denn es sind dann vielmehr Teile der Karosserie verzogen. In erster Linie wird die Knautschzone verzogen, um die Fahrgastkabine zu schuetzen.

1922 wurde der Lancia Lambda, das erste Auto mit selbst tragender Karosserie, gebaut. Der Opel Olympia von 1935 war der erste deutsche Serienwagen mit selbst tragender Ganzstahlkarosserie.

Skelettkarosserie

Die neueste Karosseriebauart basiert auf einem Skelett aus geschlossenen Hohlprofilen, die direkt oder über Knoten miteinander verbunden sind. Sogar die Windschutzscheibe wird als stabilitaetsgebender Knoten verwendet. Grossflaechige Bleche werden nur noch für die Fahrgastzelle und Anbauteile wie Tueren und Klappen verwendet. Dadurch können neue Materialien, Teile und Technologien im Karosseriebau verwendet werden. Man verspricht sich dadurch Gewichtseinsparungen, hohe Verwindungssteifigkeit und neue Designmoeglichkeiten.

Ein Beispiel dafuer stellt der sogenannte Aluminium Space Frame oder Audi Space Frame des Audi A8 und Audi A2 dar. Audi setzt seit 1993 auf Aluminium als Werkstoff und verwendet Knoten aus Aluminium-Gusslegierungen, Tiefziehteile und Strangpressprofile.

Die Salzgitter AG auf der Seite der Stahlindustrie hat in Zusammenarbeit mit dem Automobilzulieferer Karmann GmbH als Reaktion auf die steigende Verwendung von Aluminium im Karosseriebau eine auf Serienfahrzeuge abgestimmte Karosseriestruktur entwickelt sowie an Prototypen umfangreich getestet, die durch die Verwendung neuartiger Staehle das Karosseriegewicht bei gestiegener Steifigkeit und gleichem Crash-Verhalten um 40 Prozent reduzieren soll – angeblich kostenneutral. Ein anderes Beispiel für ein neuartiges Konzept aus Stahl: NSB von ThyssenKrupp.

Karosseriematerialien

Holz

Die Karosserien der ersten Autos waren aus Holz. Ein bekanntes Beispiel dafuer ist der DKW F8.

Stahlblech
Stahlblech ist heute das meist verbreitete Material für den Automobilbau. Um Korrosion zu verhindern, ist es heute meist verzinkt. Um die gegenwaertigen Anforderungen an die Stabilitaet (Crashverhalten), Gewicht und Aussehen der Karosserie zu erfüllen, wurden viele neue Stahlsorten entwickelt, die entweder sehr weich und gut verformbar sind, z.B. IF-Stahl, oder sehr viel fester sind, mit trotzdem akzeptablen Umformeigenschaften, z.B. DP-Stahl. Trotz der höheren Dichte gegenüber den unten genannten Materialien, kann durch eine geeignete Kombination von Stahlteilen eine Karosserie hergestellt werden, die nicht schwerer, aber dafuer billiger herzustellen ist als mit den Leichtmetallen, die eine geringere Festigkeit als Stahl aufweisen.

Aluminiumblech

Da die Dichte von Aluminium geringer als Stahl ist, gibt es Bestrebungen dies als Karosseriematerial zu etablieren. Bisher sind aber nur wenige Autos der Oberklasse völlig aus Aluminium (z.B. Audi A8). Wegen der höheren Kosten kann Aluminium nur in speziellen Anwendungen mit Stahl konkurrieren.

Magnesiumblech

Das Verwenden von Magnesium ist die konsequente Weiterentwicklung der Aluminiumkarosserie. Bisher werden allerdings nur Einzelteile aus Magnesium hergestellt, keine kompletten Karosserien.

Die Verwendung von Mg-Blechen wird derzeit von verschiedenen Problemen begleitet. Durch die hohe Korrosionsneigung macht das Blech als Kotfluegel oder Seitwand wenig Sinn (Steinschlag). Um den Schwerpunkt der Fahrzeuge weiter nach unten zu bewegen, kommen zudem eher Anwendungen im Hauben-, am besten aber im Dachbereich in Frage.

Porsche hat Mg-Blech im Interrieur erfolgreich in die Serie gebracht - die im Vergleich geringen Stueckzahlen duerften diese Entscheidung mit Sicherheit positiv beeinflusst haben.

Kunststoff

Das erste Auto mit Kunststoffkarosserie, das in Serie produziert wurde, war die Chevrolet Corvette. Heute wird Kunststoff für Karosserieteile verwendet. Es gibt noch keine Grossserienautos, die vollstaendig aus Kunststoff gefertigt sind. Selbst der Trabant aus der DDR besitzt eine mit Phenolharz-Baumwoll-Kunststoff (Duroplast) beplankte Skelettkarosserie.

Heutzutage werden oft Solarautos und Energiesparautos mit einer Kunststoffkarosserie gebaut, um das Gewicht zu verringern. Kunststoff hat den Vorteil, nicht zu korrodieren und kann auch aus nachwachsenden Rohstoffen wie Pflanzenöl hergestellt werden. Das Herstellen einer solchen Karosserie ist besonders für kleine und mittlere Serien geeignet, da man sie auch handwerklich herstellen kann.