ZF Race Engineering ist der Rennsportableger von ZF. Ich konnte einen Blick hinter die Kulissen werfen und habe dabei einiges gelernt.

Es gibt eine Menge stille Stars im Motorsport, von denen man nie oder nur selten etwas hört. Das sind nicht nur die Mechaniker, sondern auch die vielen Techniker, die vielleicht nie an der Rennstrecke auftauchen. Aber ohne ihre Arbeit ginge bei allen Teams nichts. Ein Rennwagen ist die Summe seiner Teile, der Fahrer und das Team setzen das Puzzle am Ende so zusammen, dass man hoffentlich erfolgreich ist. Die Firma ZF Race Engineering sitzt im nicht gerade mondänen Schweinfurt, sorgt aber dafür, dass weltweit Rennwagen ins Ziel kommen. Sie schaffen einen Teil der Puzzlesteine für den Motorsport. Hauptsächlich sind die Angestellten für Kupplungen und Stoßdämpfer zuständig. Man mag es kaum glauben, aber die Renndämpfer, die Fernando Alonso in seinem F2012 benutzt, kommen aus der kleinen, hochspezialiserten Werkstatt in Schweinfurt. Und auch Audi hätte nicht in Le Mans siegen können, wenn ZF nicht die Kupplung geliefert hätte.


Das Gebäude von ZF in Schweinfurt ist das alte „Sachs“ Gebäude, dass in den 50er Jahren erbaut wurde. Gegenüber liegt SKF, mittlerweile in der Hand von ausländischen Investoren. Das ganze wirkte bei meinem Besuch im störmenden Regen etwas trist, aber man sollte nicht täuschen lassen. Nur wenige Schritte hinter dem Haupteingang liegt ein kleines, ebenso unscheinbares Gebäude. Abgesichert ist es aber mit Kameras und einer Sicherheitstür, man muss einige Hürden überwinden, bis man in der kleinen Empfangshalle steht. Dort begrüßte mich ein Renn-Touareg und ein Formel BMW – da weiß man gleich, um was geht und was ZF so alles macht.

84 Mitarbeiter hat ZF Race Engineering, die weltweit verteilt sind. Ein Großteil arbeitet in Schweinfurt, aber es gibt auch einen Ableger in den USA. Man hat selbstverständlich jede Menge Prüfmaschinen, aber angetan war ich dann doch von etwas, was sich ganz harmlos “Vier-Stempel-Anlage” nennt. Dahinter verbirgt sich ein Fahrsimulator, bei dem ein Rennwagen auf vier hydraulischen Stempeln steht, die sich auf und ab, aber auch seitlich bewegen können. So kann die Fahrwerksbelastungen ganzer Rennstrecken beliebig simlieren. So lassen sich vorab Abstimmungen finden, oder auch neue Fahrwerksgeometrien ausprobieren. Man muss eine Idee für einen Prototypen also nicht unbedingt auf die Strecke schicken, wo es viele neugierige Fotografen gibt.

Doch zurück zur Technik. Ich gebe zu, dass mein Wissen in Sachen Stoßdämpfer sich auf das übliche erschöpft hat. Öl- oder Gasdruck gibt es, manche kann man irgendwie verstellen. Im Grunde stimmte das soweit auch, was mir aber nicht bewusst war: Die Dinger gibt es auch in einer fast mikroskopischen Größe:

Oben: Dämpfer aus dem einem Formel Wagen. Unten F1 Dämpfer

Oben: Dämpfer aus dem einem Formel Wagen. Unten F1 Dämpfer

Das da oben ist ein Stoßdämpfer aus der Formel Eins. Der Dämpfer selber ist vielleicht 12 cm groß und wiegt 180 Gramm. Was genau im Inneren vor sich geht, wird natürlich nicht verraten, aber der maximale Hub des Kolbens beträgt gerade mal 25mm. Das ist nicht sonderlich viel, den Rest muss die Aufhängung und teilweise der Reifen abfedern. Der Kolben, der im Inneren arbeitet ist hohl und meist aus teuren Bestandteilen wie Titan gefertigt. Kostenpunkt für einen Dämpfer: 5.000 bis 8.000 Euro. Bei einer derartigen Größen und den sonstigen Preisen in der Formel Eins geradezu ein Schnäppchen.

Etwas grösser: Die Dämpfer für die Dakar-Rallye

Etwas grösser: Die Dämpfer für die Dakar-Rallye

Teuer aber dann noch aus anderen Gründen. Der Dämpfer ist nicht verstellbar, er kommt quasi mit einer festen Voreinstellung. ZF baut die Dämpfer nach den Vorgaben der Teams, die wiederum im Winter mit den erwähnten verstellbaren Dämpfern gearbeitet haben, um die Presets auzutüfelten. Zusätzlich kommen natürlich die Werte aus den vergangenen Jahren hinzu. Es werden also für verschiedene Strecke und Anforderungen, verschiedene Dämpfer bestellt, die ZF dann in Handarbeit (!) einzeln herstellt und an die Teams verschickt. Es kann vorkommen, dass man für ein Rennwochenende mehrere Sets zur Verfügung stellt, aber tatsächlich ist es auch so, dass die Teams nicht für jede Strecke einen neuen Dämpfersatz benötigen. Im Gegensatz zu anderen Dingen ist so ein Stoßdämpfer relativ langlebig und muss erst nach 5.000 km überprüft werden. Und so lange werden sie dann doch nicht benötigt.
Ebenso imposant, wenn nicht noch komplizierter, sind die Dämpfer, die in den Rallye-Weltmeisterschaft eingesetzt werden. Die Federwege müssen bei einem WRC Auto etwas größer sein, als bei einem Formel Eins. Dementsprechend sehen die Dinger dann auch auch. Manche sind lang wie ein gesamter Arm und ebenso dick. Dazu dann noch einen Feder, die so dick wie ein Bein ist und der Spaß kann los gehen.

Vierfach verstellbarer Dämpfer

Vierfach verstellbarer Dämpfer

Die Dämpfer sind meist vierfach verstellbar. Das bedeutet, dass man die Härte des Dämpfers individuell einstellen kann. Bei kurzen Schlägen reagiert er dann anders, als bei langen, weichen Bodenwellen. Wie kompliziert das Tüfteln mit den Einstellungsringen am Dämpfer ist, kann man sich vorstellen. Manchen Serien war das etwas zu viel: Beim Porsche Cup gibt es keine verstellbaren Dämpfer. Nicht weil, die Teams das nicht hinbekommen würden, aber der feste Dämpfer sorgt auch wieder für mehr Ausgeglichenheit im Feld. Dennoch ist ZF immer an der Strecke ist und kann auch mal aushelfen, falls man sich mit den Einstellungen vertan hat.

Man hat allerdings noch etwas völlig anderes im Angebot: Rotationsdämpfer. Das sind Stoßdämpfer, die eigentlich gar nicht mehr wie ein Stoßdämpfer aussehen. Kleine, flache Kästen sind das, die alles mögliche sein könnten. Tatsächlich funktioniert ein Rotationsdämpfer recht einfach. Eine Schubstange drückt auf ein Gehäuse, das wiederum einen Torosionsstab verdreht. Der Stab ist mit einem Flügel verbunden, der im Gehäuse sitzt und in Öl gelagert ist.

Rotationsdämpfer

Rotationsdämpfer

Dreht der Stab zurück, treibt er den Flügel an, der wiederum das Öl verdrängt. Das wird durch einstellbare Ventile gedrückt, die eine bestimmten Durchfluss haben. So wird dann der Federweg bestimmt. Der Vorteil: ein Rotationsdämpfer ist viel kompakter als ein normaler Stossdämpfer, hat aber gleichzeitig mehr Leistung. Problematisch an der Sache ist der Preis, denn so ein Dämpfer kostet dann doch 25.000 Euro – pro Stück. Ferrari hatte den Dämpfer 2003 in der Formel Eins im Einsatz, mittlerweile wird er aber nicht mehr genutzt. Fast hätte man den Dämpfer in diesem Jahr aber wieder auf der Rennstrecke gesehen: Peugeot wollte ihn dieses Jahr in Le Mans einsetzen. Das Projekt platzte ja dann leider in letzter Minute. Es wäre sehr interessant gewesen, den Dämpfer in Aktion zu sehen.

Wie erwähnt: alles wird in Handarbeit hergestellt. Die Werkstatt ist übersichtlich und, wie es sich gehört, penible aufegräumt. Der Raum, in dem Dämpfer und Kupplungen hergestellt werden, steht sogar unter einem etwas höheren Druck, als die Außen. So sperrt man Staub usw. besser aus. An einzelnen Werkbänken sitzen Spezialisten und bearbeiten die einzelnen Teile. Kein Teil verlässt Schweinfurt, wenn es vorher nicht komplett auf Herz und Nieren geprüft wurde. Denn versagt mal eine Kupplung, ist es ja klar, wer da Schuld hatte. Wenn Audi eine knappe dreistellige Millionensumme in die Le Mans Serie investiert, will man sicher nicht wegen einer schadhaften Kupplung viel Zeit an der Box verlieren.

Kupplungen sind, das kennt man ja aus dem eigenen Fahrzeug, mittlerweile recht anspruchslos geworden. Früher waren Kupplungen nach 100.000 bis 150.000 Kilometer hinüber. Heute halten sie meist ein gesamtes Autoleben durch, wenn sie nicht allzusehr malträtiert werden. Rennkupplungen müssen so lange nicht durchhalten, aber sie sind massiven Belastungen ausgesetzt. Seitdem sequentielle und Halbautomatische Getriebe im Rennsport Einzug gehalten haben, werden sie von den Fahrern nicht mehr ganz so sehr zur Brust genommen, aber einen Moment gibt es dennoch, an dem sie richtig leiden: Am Start.

Damit der Rennwagen auch möglichst flott von der Startlinie kommt, setzt man den Antriebsstrang unter Vorspannung. Die wird dann gelöst und die Kupplung betätigt und hier unterscheiden sich die Rennfahrer in ihrem Umgang mit dem Bauteil doch sehr. ZF kennzeichnet logischerweise jede Kupplung und weiß genau, in welchen Fahrzeug sie eingesetzt wird und wer hinter dem Steuer sitzt. Tatsächlich können die Ingenieure schon am Abnutzungsprofil erkennen, wer denn da die Kupplung an ihre Belastungsgrenze gebracht hat.

Erstaunlich ist auch hier wieder, wie klein die Dinger geworden sind. In einem Porsche Cup Wagen kann man die Kupplung samt Schwungrad noch erkennen. Die aus einem Formel Eins könnte man glatt für etwas völlig anderes halten.

Links: Kupplung aus dem Porsche Cup. Rechts: F1 Kupplung

Links: Kupplung aus dem Porsche Cup. Rechts: F1 Kupplung

Jede Kupplung landet wieder bei ZF, wo sie auseinander genommen und analysiert wird. Gerade für die Protoypen aus der LMP1 sind die daraus gewonnen Werte extrem wichtig, wie man sich vorstellen kann. In Le Mans muss so eine Kupplung ein paar tausend Kilometer durchhalten, die Belastungen durch die hohen Drehmomentwerte der Dieselmotoren sind dabei enorm. Die Anforderungen kommen dabei einerseits von den Herstellern, andererseits forscht ZF permanent nach Möglichkeiten, wie man das Bauteil haltbarer und leichter machen kann.

Porsche Carrera Cup

Porsche Carrera Cup

Dabei geht es vor allem um die verwendeten Materialen. Die Spannbreite reicht dabei von Metallen (Sinter-Metall) über Karbon bis zu Keramikkupplungen. Solche werden zum Beispiel in Le Mans eingesetzt, der Durchmesser der Kupplung beträgt dabei gerade mal 140mm. Vorteil von Keramik ist deren höherer Temperaturbelastbarkeit, denn sie halten bis zu 1000 Grad Celsius aus. Nachteil ist, dass sie einerseits schwer zu fahren sind, andererseits aber vor allem ihre Wartung. Keramik ist teuer, der Staub relativ schwer in den Griff zu bekommen. Derartige Kupplungen kosten für einen Formel Eins so um die 15.000 Euro, in Le Mans liegt der Preis etwas darunter.

Im Porsche Cup setzt ZF Sinter-Metall Kupplungen ein. Der Prozess des Sinterns ist hochkomplex und Wikipedia gibt da einen gewissen Einblick. Die aus dem Prozess entstandenen Metalle eignen sich aber bestens für den Einsatz in Kupplungen. LKW-Kupplungen haben meist schon solche Metalle, im Rennsport findet man sie auch im Porsche Cup. Und von dort gibt es dann auch den Technologie-Transfer auf die Strasse. Vor kurzem waren Sinter-Metall Kupplungen schwer zu dosieren, mittlerweile ist die Forschung aber so weit, dass sie durchaus auch im Strassenfahrzeug eingesetzt werden können. Wer will, kann sich bei ZF jedenfalls die Kupplung herstellen lassen, die er für seinen Wagen gerne hätte.

Der Besuch bei ZF Racing Engineering war vor allem eins: Sehr lehrreich. Wie oft unterschätzt man den Aufwand, der um die Herstellung von Zulieferteilen gemacht werden muss. Und wie oft unterschätzt man auch die Leidenschaft, die jeder Mitarbeiter da reinsteckt. In jeder Ecke von ZF hängt ein Plakat zum Thema Motorsport, Mitarbeiter haben die selbst an ihren Werkbänken.

Ein großes „Danke schön“ an ZF Race Engineering, dass sie mir da exklusiv Einblick in ihrer Werkstatt gegeben haben.

Disclaimer: Ich war auf Einladung von ZF in Schweinfurt, die Anreise habe ich selber getragen. Die Einladung erfolgte im Zusammenhang mit dem ZF Race Reporter, mit dem wir in diesem Jahr eine Kooperation im Rahmen der Berichterstattung über die DTM haben.

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