Bis zu 100 kg Gewicht einzusparen, ist insbesondere in der Kompaktklasse eine komplexe Angelegenheit. Fakt ist: Nicht jeder Hersteller geht den Weg des Leichtbaus – auf der Suche nach dem letzten Gramm – ähnlich konsequent zu Ende, wie Volkswagen es macht. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit kostet Geld. Wenn der Grundpreis der siebten Golf-Generation trotz Ausstattungsplus keinen Cent steigt, ist das ein Spiegelbild der Innovationskraft dieser Marke.
Gesamtfahrzeug – so addieren sich 100 kg
Gliedert man den Golf in die übergeordneten Bereiche Elektrik, Aggregate, Fahrwerk und Aufbau, ergibt sich je nach Variante, Motorisierung und Ausstattung folgende Verteilung für die Gewichtsreduzierung:
bis zu -6,0 kg Elektrik,
bis zu -40,0 kg Aggregate,
bis zu -26,0 kg Fahrwerk,
bis zu -37,0 kg Aufbau.
Das Gesamtpotenzial der Maßnahmen liegt somit rein rechnerisch sogar bei 109 Kilogramm; im Einzelfahrzeug werden jedoch aufgrund der praktisch umsetzbaren Konfigurationsmöglichkeiten maximal 100 kg erreicht. Am größten ist die erreichte Gewichtsreduzierung im Bereich der Aggregate und des Aufbaus. Besonders spannend ist ein Blick in die Details des Aufbaus (Karosserie und Interieur) und der hier eingesparten 37 Kilogramm, da er zeigt, wie ein mit der Großserie kompatibler Leichtbau im Jahre 2012 funktioniert.
Aufbau – so addieren sich 37 kg
-0,4 kg Instrumententafel,
-1,4 kg Modulquerträger (unterhalb Instrumententafel),
-2,7 kg Klimaanlage,
-7,0 kg Vorder- und Hintersitze (je nach Ausführung),
-23,0 kg Karosserie,
-2,5 kg Sonstiges.
Instrumententafel. 0,4 kg klingen wenig. Doch genau hier setzt die Perfektion im Detail an. Wer 0,4 kg vernachlässigt, schafft am Ende keine 100 kg. Volkswagen ist es gelungen, die Instrumententafel dank eines neuen Thermoplast-Schaumspritzguss – aus diesem Material besteht die tragende, sandwichartige Struktur hinter der edlen Oberfläche – nicht nur 20 Prozent leichter, sondern parallel auch 20 Prozent steifer zu machen.
Modulquerträger. 1,4 kg sind ein weiterer Beitrag beim Durchbrechen der Gewichtsspirale. Am Modulquerträger ist neben der Lenkung auch die Instrumententafel montiert; insgesamt wiegt der Träger 5,8 kg. Die Gewichtsreduzierung konnte mit einem Leichtbaukonzept unter Verwendung von Stahlkomponenten erreicht werden. Die Struktur des Modulquerträgers ist dank Berechnungen via Finite-Elemente-Methode (FEM) so leicht wie möglich und stabil wie nötig ausgeführt. Optimale Wandstärken des Stahls und Strukturmaßnahmen wie gezielt eingearbeitete Sicken verbesserten einerseits die Steifigkeit des Trägers und reduzierten andererseits das Gewicht um besagte 1,4 kg. Mit Verfahren wie der Finite-Elemente-Methode sind die Ingenieure bei Volkswagen im Grunde dem Vorbild der Natur auf der Spur; die schafft es – etwa mit einem Gras- oder Getreidehalm – ein erstaunliches Verhältnis zwischen dem Querschnitt eines Bauteils und der Steifigkeit herzustellen. Das ist der Weg.
Klimaanlage. Die gesamte Klimaanlage des Golf wurde neu entwickelt und skizzierte 2,7 kg leichter. Unabhängig vom Gewicht gilt dabei, dass die Golf-Klimaanlagen mit ihrem hocheffizienten Kältekreislauf in Sachen Komfort und Effizienz Maßstäbe setzen, da sie sehr leise (bis zu -5 dB(A)) arbeiten, wesentlich schneller die gewünschte Temperatur erreichen sowie aufgrund einer neu konzipierten Gebläsesteuerung und einer intelligenten Klimaregelung besonders sparsam (bis zu -4 Ampere) sind. Die 2,7 kg Gewichtsreduzierung ergeben sich unter anderem über optimierte Wandstärken verschiedener Anlagenteile, reduzierte Durchmesser der Druckleitungen, ein neues Befestigungskonzept und einen ebenfalls gewichtsoptimierten Hochleistungswärmeüberträger.
Sitzanlage. Neben zahlreichen kleineren Maßnahmen im Bereich der Sitze wurde insbesondere das Gewicht der Sitzlehne im Fond reduziert, um in der Summe bis zu 7 kg einzusparen. Erneut via Finite-Elemente-Methode (FEM) und hochfesten Stählen in Verbindung mit dem Laserschweißen konnten dabei sowohl die Wandstärken als auch die Profilgeometrie optimiert werden. Allein dadurch und den Einsatz leichterer Lehnenschlösser realisierten die Ingenieure eine Gewichtsersparnis von mehr als 15 Prozent.
Karosserie. Die Karosserie muss stabil sein, um optimale Sicherheit und höchsten Komfort gewährleisten zu können. Gleichwohl sollte sie in der Struktur athletisch schlank bleiben, damit das Gesamtfahrzeug leicht und effizient wird. Stabil und leicht – diese zwei Parameter in Einklang zu bringen, gehört nach wie vor zu den größten Herausforderungen der automobilen Welt. Insbesondere dann, wenn das Auto – wie der Golf – ein für Millionen Menschen erschwinglicher Wagen ist. Extrem teure Materialien wie Aluminium, Magnesium oder gar Karbonfaser-Werkstoffe schließen sich vor diesem Hintergrund in diesem Segment – zumindest im großen Stil eingesetzt – aus. Volkswagen setzt deshalb auf die Synergien des Modularen Querbaukastens (MQB), einen innovativen Umgang mit hochfesten Stählen und fortschrittlichen Produktionsverfahren. 23 – ohne Mehrkosten – reduzierte Kilogramm Gewicht im Bereich der Karosseriestruktur, realisiert bei weiter gestiegenen Crash- und Steifigkeitsanforderungen sowie bei größeren Fahrzeugabmessungen, zeigen, dass dies funktioniert.
Karosseriestruktur – so addieren sich 23 kg
-12 kg – hoch und höchstfeste Stahlgüten verwenden und die Blechdicke reduzieren,
-4 kg – Material nur dort einsetzen, wo es benötigt wird,
-7 kg – Geometrie der Profile und Flächen optimieren.
Hoch- und höchstfeste Stahlgüten. Der Anteil der hochfesten Stähle ist im Vergleich zum Golf VI von 66 Prozent auf 80 Prozent gestiegen. Der entscheidende Vorteil liegt in der Tatsache begründet, dass Volkswagen bei der Entwicklung und Fertigung ultrahochfester warm umgeformter Bauteile seit dem Golf VI erheblich Know-how aufgebaut und in Fertigungsanlagen investiert hat – soviel wie kein anderer Automobilhersteller auf der Welt! Der Anteil dieser bis zu sechs Mal festeren Bauteile ist von 6 Prozent beim Golf VI auf 28 Prozent beim neuen Golf gestiegen. Darüber hinaus sind heute neue höchstfeste Stähle am Markt verfügbar, die es bei der Entwicklung des Vorgängers noch nicht gab. Hiervon stecken weitere 9 Prozent im neuen Golf. Der Vorteil dieser extrem festen Stähle: Die daraus gefertigten Bauteile können für die Belastung beim Crash deutlich dünner ausgeführt werden als bisher. Fast die gesamte Sicherheitsar-chitektur des neuen Golf besteht aus diesen Stählen und bildet dabei wirkungsvoll das Rückgrat. Gleichwohl werden unter anderem durch die Warmumformung in Summe 12 kg Gewicht eingespart.
Material nur einsetzen, wo es benötigt wird. Die zweite Leichtbaustrategie, Material nur dort einzusetzen, wo es benötigt wird, liegt auf der Hand. Sie wurde aber beim neuen Golf perfektioniert: Dabei wird zum Teil sogar die innerhalb des Bauteils variable Blechdicke bereits im Walzwerk des Stahllieferanten exakt eingestellt und als Tailor Rolled Blank (dickenvariabel gewalzte Platine) an die Warmumformanlage geliefert. Der Vorteil gegenüber konventionellen Tailored Blanks ist, dass zum Beispiel innerhalb eines Querträgers elf Zonen mit jeweils optimaler Blechdicke gefertigt werden können. Dabei sind die Übergänge zwischen den verschiedenen Blechdicken homogen und ohne abrupte Festigkeitssprünge. Einsparung allein bei diesen Teilen: 4 kg.
Geometrie optimieren. Die Optimierung der Geometrie der Tragstruktur und der flächigen Bauteile wird seit jeher betrieben. Durch immer weiter verbesserte virtuelle Methoden im Entwicklungsprozess können vorhandene Bauräume allerdings noch besser ausgenutzt werden. Beispiel Längsträger: Durch die optimale Ausnutzung des Bauraums zwischen Motor und dem vorderen Fahrwerk wird der Profilquerschnitt um 25 Prozent vergrößert und damit die Blechdicke verringert. Dennoch kann die gesamte Vorderwagenstruktur des neuen Golf beim Frontcrash mehr Energie aufnehmen – dank FEM-berechnungsoptimierter Geometrie. Bei flächigen Bauteilen, wie etwa der Stirnwand und dem Boden, wurden berechnungsoptimierte, akustisch wirksame Sickenbilder eingebracht, die ebenfalls das Blech steifer gestalten und wiederum zur Verringerung von Dämmmaßnahmen führen. Allein diese genannten Beispiele führen zusammen zu einer Gewichtsreduktion von 7 kg.
Neue Produktionsverfahren. Zur hohen Qualität im Karosseriebau tragen zudem maßgeblich die Schweißverfahren und innovativen Werkzeuge bei, mit denen wiederum alle Bauteile und damit auch die warmumgeformten Stähle und Tailor Rolled Blanks zusammengefügt werden. Einige davon werden mit dem Debüt des neuen Golf zum ersten Mal eingesetzt. Hierzu gehört die Laserspannzange. Mit diesem Werkzeug sind sogenannte Wobbel-Nähte möglich, die auf einem kurzen Flansch die Bauteilverbindung sicherstellen. Der Begriff Wobbel steht im Englischen für Pendeln und beschreibt den sinusförmigen Verlauf der Laserschweißnaht.
Warmumformung. Warm umgeformte Bauteile haben eine extrem hohe Streckgrenze von 1.000 MPa (Megapascal), die mehr als sechs Mal so hoch liegt wie bei gewöhnlichen Tiefziehstählen und bis zu vier Mal so hoch wie bei konventionellen hochfesten Stählen. Beim Warmumformprozess wird eine rot glühende, ca. 950 Grad Celsius heiße Platine in das Umformwerkzeug gelegt und in einem Arbeitsgang umgeformt und im Werkzeug schnell abgekühlt. Dabei werden die überragenden Materialeigenschaften realisiert.
Leiser und komfortabler
Akustik perfektioniert. Schon die sechste Generation des Golf gilt in Fachkreisen als das leiseste Fahrzeug der Kompaktklasse. Diese Position sollte mit dem neuen Golf gefestigt werden. Bereits bei der Entwicklung der siebten Golf-Generation wurden deshalb innovative Simulationstools eingesetzt, durch die die Konzept- und Bauteilauslegungen sowohl im Hinblick auf den Komfort als auch die Akustik im Vorfeld sehr genau bewertet werden konnten. Diese Art der Bewertung der direkt vom Fahrer und den Gästen an Bord wahrgenommenen Größen wie Vibrationen und Schalldruck hat es ermöglicht, mit dem neuen Golf trotz erheblicher Gewichtseinsparungen das hohe Niveau des Vorgängers in die Zukunft zu transferieren.
Beispiel Fahrwerk: Das Verschraubungskonzept der Vorderachse konnte vereinfacht werden, während die bei allen Golf ab 90 kW eingesetzte, modulare Performanceachse in den Anbindungspunkten optimiert wurde. Auf diese Weise ist gegenüber den üblichen versteifenden Maßnahmen der höchste Effekt für ein komfortables Abrollgeräusch erreicht worden. Die Struktur im Bereich der Längsträgeranbindung an die Fahrgastzelle sowie der gesamte Bereich um die Federbeindome ist so gestaltet, dass die akustische Übertragung in das Interieur minimiert wird. Konkret konnten die Ingenieure hier ein im Vergleich zum Vorgänger um 5 dB reduziertes Rollgeräusch realisieren.
Neben der Minimierung der durch Fahrbahnunebenheiten und deren Ausgleich verursachten Geräusches stand für die Entwicklung ebenfalls im Fokus, Motorgeräusche so weit nur möglich zu eliminieren. Insbesondere durch die Konzeption des vorderen Hilfsrahmens, sowie der Zonen um die Federbeindome, die Frontscheibe und die Stirnwand, konnte die Geräuschübertragung durch den Motor auf ein Topniveau minimiert werden.
Aggregatelagerung. Einen wesentlichen Anteil am optimalen Fahr – und Schwingungskomfort hat die Aggregatlagerung. Unter Beibehaltung des Pendellagerkonzepts sind die Lagerelemente komplett überarbeitet worden. Trotz Reduzierung der Bauteilgewichte hat sich die Performance der Lagerung dabei verbessert. Neben einer Verringerung des Körperschallanteils (durch den Motor) ist hier besonders die verbesserte Schwingungsdämpfung hervorzuheben, die durch Geometrieoptimierungen von Motor- und Getriebelager erreicht werden konnte. Die neue Aggregatlagerung des Golf sorgt für geringere Bewegungen der Antriebseinheit; und genau das optimiert den Fahrkomfort.
Leisere Motoren. Mit dem neuen Golf startet wie skizziert auch eine neue Generation von Otto- und Dieselmotoren durch. Bei diesen Motoren sind die Akustik-Belange bereits in der Frühphase der Entwicklung mit einbezogen worden. Beispiel TDI: Durch die schon zum Anfang der Entwicklung berücksichtigten Anforderungen wurden gezielt motornahe Akustikmaßnahmen im Package realisiert, um den emittierten Luftschall direkt an der Quelle zu reduzieren. Dazu gehören auch Maßnahmen zur optimalen akustischen Integration des Oxidationskatalysators, des Ladeluftrohres, der Ölwanne und der Dämpfer am stirnwandseitigen Kurbelgehäuse. Darüber hinaus sorgt eine Motorraumkapselung aus schallabsorbierenden Material dafür, dass es im Wagen und rund um den Golf leise bleibt.
Wind-, Umgebungs- und Nebengeräusche. Die Windgeräusche werden dank der guten Aerodynamik des neuen Golf wirkungsvoll reduziert; die Umgebungsgeräusche indes absorbiert zum großen Teil die aufwendig abgedichtete Karosserie. Durch die umfassende Schallisolation von Motor- und Fahrwerk bestand allerdings die Gefahr, dass Nebengeräusche – etwa vom Lüfter, den Stellmotoren, dem Zahnriemen oder dem Turbolader – wahrgenommen werden, die beim Vorgänger noch vom Motorengeräusch überdeckt wurden. Auch dieses Problem wurde gelöst: Durch intensive Detailarbeit wurden dominante Nebengeräusche bereits an der Quelle reduziert respektive eliminiert. Somit konnte auf zusätzliche sekundäre Akustikmaßnahmen in diesen Bereichen weitgehend verzichtet werden.
Akustikscheibe. Wie schon für die sechste Golf-Generation kommt auch im neuen Volkswagen eine Windschutzscheibe mit einer akustisch wirksamen Dämpfungsfolie zum Einsatz. Durch diese Folie werden besonders die Geräusche / Schallwellen im Frequenzbereich von 2,5 bis 3,5 kHz reduziert. Darüber hinaus führt der Einsatz von Absorbern in den vorderen Türen sowie die innovative Auslegung der Türdichtungen zu einer weiteren Reduzierung der in der Innenraum dringenden Umgebungsgeräusche. Im Verbund aller Maßnahmen entstand so mit dem neuen Golf eines der leisesten Autos seiner Klasse.
Hinweise:
TDI, TSI, DSG und Twincharger sind eingetragene Markenzeichen der Volkswagen AG oder anderer Unternehmen der Volkswagen Gruppe in Deutschland und weiteren Ländern.
Ausstattungsangaben und technische Daten gelten für das in Deutschland angebotene Modellprogramm. Für andere Länder können sich Abweichungen ergeben. Alle in dieser Presseinformation genannten Verbrauchs- und CO₂-Emissionsangaben beziehen sich auf die offiziellen Zulassungswerte (kombiniert), die unter Normbedingungen im NEFZ ermittelt werden. Die Verbrauchs- und CO₂-Emissionsangaben für den Golf 1.4 TSI mit ACT (103 kW / 140 PS) und den Golf BlueMotion 1.6 TDI (81 kW / 110 PS) sind Prognosewerte, Stand September 2012.