Das BMW GINA Light Visionsmodell

10. Juni 2008 - BMW

In der Bereitschaft, Bestehendes zu hinterfragen, und der Fähigkeit, neue Möglichkeiten aufzuzeigen, liegt der Schlüssel zur Gestaltung der Mobilität von morgen. Um diese Voraussetzungen erfüllen zu können, nutzt das BMW Group Design das Prinzip GINA (Geometrie und Funktionen in N-facher Ausprägung), aus dem innovative Denkansätze hervorgehen, da es der Kreativität maximale Freiheiten gewährt. Dies führt zu vollkommen neuen Lösungen für die Formgebung und die Funktionalität des Automobils von morgen. Einen Eindruck von Art und Umfang dieses Wandels vermittelt jetzt das GINA Light Visionsmodell, in dem ausgewählte zukunftsweisende Denkansätze konkretisiert werden.

Das BMW Group Design sucht nicht nur nach Antworten auf die Frage, wie
das Automobil der Zukunft aussieht, sondern erkundet vor allem die Freiräume, die es bietet. Für beide Faktoren ist entscheidend, welche Anforderungen
an das Fahrzeug von morgen gestellt werden. Die Wünsche und Bedürfnisse der Kunden bezüglich der Ästhetik und der Funktionalität des Automobils sowie ihr Bestreben, Individualität und Lebensstil zum Ausdruck zu bringen, sind daher der Ansatzpunkt aller Überlegungen, die im GINA Light Visionsmodell dargestellt werden.

Das GINA Light Visionsmodell verfügt über eine nahezu fugenlose Außenhaut, welche sich als flexibles textiles Material über eine bewegliche Unterkonstruktion spannt. Einzelne Funktionen werden erst dann freigegeben, wenn man sie benötigt.

Mit diesem Fahrzeug liefert das BMW Group Design Impulse für eine grundlegende Diskussion über jene Merkmale, welche die Entwicklung des Automobils von morgen beeinflussen. Darin grenzt es sich deutlich von einem Konzeptfahrzeug ab, in dem sich bereits die Erwartung an die konkrete Umsetzung möglichst vieler Elemente in einem künftigen Serienfahrzeug widerspiegelt. Das GINA Light Visionsmodell ist dagegen eine Vision der Zukunft des Automobils und ein Forschungsobjekt.

Die fugenlose Karosserie des GINA Light Visionsmodells
Das BMW Group Design hat seine Visionen für das Automobil der Zukunft in der Form eines zweisitzigen Roadsters konkretisiert. Unverkennbar werden markentypisch dynamische Proportionen abgebildet. Die bereits bei einer Reihe von Serienfahrzeugen verwirklichte skulpturale Formgebung wird beim GINA Light Visionsmodell in einer zuvor unerreichten Konsequenz weiterentwickelt. Front- und Seitenpartie einschließlich der Türen bilden eine - nicht nur optisch, sondern auch strukturell - fließend und frei von Fugen ineinander übergehende Einheit.

Um eine derartige Anmutung darstellen zu können, war es nötig, alle bisherigen Vorstellungen von der Anordnung und Ausgestaltung einer Fahrzeugkarosserie sowie der dabei verwendeten Materialien infrage zu stellen. Das GINA Light Visionsmodell verfügt daher nicht über die bei Serienfahrzeugen üblichen Karosserieelemente wie Frontschürze, Motorhaube, Seitenwände, Türen, Radhäuser, Dach, Kofferraumdeckel und Heckabschluss. An ihre Stelle tritt eine neue, aus wenigen Elementen bestehende Struktur. Über einer Metallstruktur spannt sich ein hochstrapazierfähiges und extrem dehnungsresistentes Spezialgewebe. Dieser neuartige Werkstoff gewährt den Designern deutlich höhere Freiheitsgrade hinsichtlich Formgebung und Funktionalität.

So besteht die Karosserie lediglich aus vier Elementen. Das größte Bauteil reicht von der Fahrzeugfront bis zum Ansatz der Windschutzscheibe sowie seitlich bis zum hinteren Abschluss der Türen. Großflächig ziehen sich die Seitenpartien jeweils vom vorderen Schwelleransatz über das hintere Radhaus bis ins Heck. Das vierte Bauteil ist das zentrale Heckelement.

Bahnbrechende Innovation: Automobil mit flexibler Außenhaut
Die Verwendung einer flexiblen Außenhaut stellt eine bahnbrechende Innovation auf dem Gebiet des Automobilbaus dar. Diese Lösung eröffnet revolutionär neue Möglichkeiten sowohl für die Gestaltung als auch für die Bereiche Produktion und Funktionalität. Ebenso umfassend wird auch die Interaktion des Fahrers mit seinem Automobil um vollkommen neue Facetten bereichert. Einzelne Elemente der Unterstruktur sind beweglich angeordnet. Sie verändern, elektrisch und elektrohydraulisch gesteuert, ihre Position, um situationsgemäß und dem Wunsch des Fahrers entsprechend der Außenhaut zu einer neuen Form zu verhelfen und dabei Art und Umfang der Funktionalität des Fahrzeugs zu erweitern. Prägnantestes Beispiel dafür ist die Ausgestaltung der Scheinwerfer. Sie sind in Normalstellung - das heißt, solange keine Notwendigkeit zur Ausleuchtung der Fahrbahn besteht - unsichtbar unter der Spezialgewebehülle verborgen. Schaltet der Fahrer die Beleuchtung ein, verändert sich die Kontur der Frontpartie: Rechts und links neben der BMW Niere öffnet sich die zuvor geschlossene Hülle, ausgelöst durch eine Bewegung der darunter liegenden Metallstruktur, und die BMW Doppelscheinwerfer werden sichtbar.

Weitere Möglichkeiten, Form und Funktion parallel zueinander der jeweiligen Fahrsituation anzupassen, finden sich am Heck sowie an den Seitenschwellern des GINA Light Visionsmodells. In beiden Fällen folgt die Formgebung der Außenhaut dem Wunsch des Fahrers nach einer besonders dynamischen Fortbewegung. In diesem Konzept ist auch eine mögliche Wechselwirkung mit aerodynamischen Notwendigkeiten berücksichtigt. Die Gestaltung des Heckelements schließt die Möglichkeit ein, den Heckspoiler des Fahrzeugs beim Erreichen eines definierten Tempos automatisch anzuheben. Auf diese Weise würde bei höheren Geschwindigkeiten zusätzlicher Abtrieb an der Hinterachse erzeugt. Da die gesamte Heckpartie einschließlich des Spoilers mit einer einzigen, bis in den hinteren Bereich des Innenraums hineinreichenden Gewebefläche bespannt ist, bliebe die homogene Form des Hecks bei jeder Stellung des Spoilers erhalten. Die der Bewegung zugrunde liegende Mechanik bleibt unsichtbar.

Die Funktion der Seitenblinker und der Rückleuchten ist dagegen auch ohne Formveränderung der Karosseriehülle gewährleistet. Ihre Position wird erst bei Aktivierung erkennbar. Das von ihnen erzeugte Licht dringt dann durch die transluzente, also lichtdurchlässige aber dennoch nicht transparente Folie nach außen.

Ähnlich eindrucksvoll zeigt das GINA Light Visionsmodell seine formale Variabilität im Bereich der Seitenschweller. Auch dort lässt sich die Luftführung bei Bedarf optimieren. Eine entsprechende Bewegung der Metallstruktur führt dabei zu einer Anpassung der Kontur der Seitenschweller, mit der die Luftströmung begünstigt wird. Dabei tritt gleichzeitig eine zusätzliche, nach außen gerichtete Schwellerlinie zum Vorschein. Die aerodynamische Anpassung und die Länge dieser Linie können stufenlos an die jeweilige Fahrsituation angepasst werden.

Spezialgewebe gewährleistet exakt reproduzierbare Faltenwürfe
Die Ausführung der Karosserieoberfläche in Form einer flexiblen, auf einer Metallstruktur ruhenden Gewebehülle stellt hohe Anforderungen an die Qualität der dafür verwendeten Materialien. Als Außenhaut eignet sich industriell gefertigtes Hybridgewebe aus einem stabilisierenden Traggeflecht und einer Oberflächenhaut, das ebenso wasserabweisend wie kälte- und hitzeresistent ist. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die maximale Formstabi-lität des Materials. Unabhängig von Temperatur und Luftfeuchtigkeit bleibt es auch nach intensiver und vielfach wiederholter Dehnung absolut formstabil. Dies gewährleistet, dass die Oberflächenspannung der Karosseriehülle auf Dauer erhalten bleibt. Darüber hinaus werden durch die Bewegung einzelner Karosserieelemente exakt reproduzierbare Faltenwürfe erzeugt.

Das BMW Group Design hat sich bei der Auswahl des Materials unter anderem von der Gebäude- und Innenarchitektur inspirieren lassen. Um maximale Präzision beim Zuschnitt der Gewebeflächen, bei der Anordnung der Befestigungspunkte und der Bespannung zu erreichen, konnte unter anderem das Knowhow der Sitzmusterbauer im BMW Group Interieur Design genutzt werden. Das Ergebnis sind auffallend harmonisch geformte Flächen und extrem präzise Linien, die durch die konstante Spannung zwischen zwei fest definierten Punkten entstehen.

Halt findet das Spezialgewebe auf einer aus Metalldrähten gebildeten Struktur. Ergänzt wird das hochfeste Metall an ausgewählten Stellen durch Carbonstreben mit höherer Flexibilität. Sie kommen vor allem dort zum Einsatz, wo runde Konturen in Bewegung oder mit besonders engem Radius erforderlich sind. Die Verwendung großer Gewebeflächen und die Möglichkeit, durch die Bewegung einzelner Elemente des darunter liegenden Metallgeflechts die Oberflächenkontur zu verändern, führt zu einer neuen Verbindung zwischen Form und Funktion. Bei zusätzlichem Kühlluftbedarf kann die BMW Niere an der Fahrzeugfront geöffnet werden. Weil die Gesamtoberfläche des Spezialgewebes unverändert bleibt, muss die aus funktionalen Gründen erforderliche Kontraktion an der Fahrzeugfront durch zusätzliche Spannung in anderen Bereichen kompensiert werden. Daraus ergibt sich ein optisch höchst reizvolles Wechselspiel zwischen verschiedenen Karosserieelementen, mit dem eine neue Dimension der skulpturalen Formgebung erreicht wird. Ausgelöst wird die Erweiterung der Nierenöffnung durch eine Bewegung des Metallgeflechts im Bereich der vorderen Seitenwände. Dort entsteht zusätzliche Spannung - sichtbar gemacht durch das Heraustreten einer zusätzlichen Charakterlinie. Durch das Herausbilden dieser Kontur wird gleichzeitig die Spannung im Bereich der Fahrzeugfront erhöht: Die Niere öffnet sich.

Innovative Karosseriestruktur erschließt der Funktionalität neue Wege
Die äußerst präzise Anbindung des Gewebes auf dem Metallgittergeflecht ermöglicht darüber hinaus auch eine Oberflächenveränderung ohne Spannungsverlust. In diesem Fall führt die durch eine Bewegung der entsprechenden Stahlgitterstreben bewirkte Öffnung der Oberfläche zu einem exakt definierten Faltenwurf. Beim GINA Light Visionsmodell wird diese Option genutzt, um eine Funktionalität darzustellen, die bei herkömmlichen Fahrzeugen durch das Öffnen der Motorhaube ermöglicht wird. Damit der Fahrer oder ein Werkstatt-Mitarbeiter Zugang zu den Servicestellen im Bereich des Motors erhält, kann das Gewebe in der Mitte der Motorraumabdeckung auf einer Länge von rund 0,5 Metern nach rechts und links außen geöffnet werden. Anschließend liegen die Einfüllstutzen für Motoröl, Kühlwasser und Wischwasser frei. Der Öffnungs- und Schließvorgang ähnelt dem Umgang mit einem traditionellen Arztkoffer, dessen aufklappbare Flügel in der Mitte von einer Schiene zusammengehalten werden.

Noch eindrucksvoller vollzieht sich der präzise Faltenwurf des Oberflächengewebes beim Öffnen der Türen. Sie schwingen sowohl nach außen als auch nach oben. Dabei kommt es aufgrund der hohen Zahl der Punkte, an denen das Gewebe sowohl an der Fahrzeugfront als auch an den hinteren Türkanten fixiert ist, zu einer fest definierten und perfekt reproduzierbaren Ballung des Materials. Der Faltenwurf konzentriert sich dabei auf den Bereich zwischen dem vorderen Türansatz und der Seitenwand und verschwinden beim Schließen der Türen komplett - perfekt gespannte Flächen kommen zum Vorschein.

Das Interieur: Fahrer und Fahrzeug im Dialog
Auch im Innenraum sind Variabilität in Form und Funktion untrennbar miteinander verknüpft. Der Fahrer beeinflusst daher jederzeit mit dem Abrufen ausgewählter Funktionen auch das Erscheinungsbild einzelner Elemente seines Fahrzeugs. Deren Wandlungsfähigkeit ist wiederum direkt auf die Bedürfnisse des Fahrers abgestimmt. So entsteht in unterschiedlichen Situationen ein intensiver Dialog zwischen dem Fahrer und seinem Fahrzeug.

Bei geparktem Fahrzeug befinden sich sowohl das Lenkrad als auch die vertikal auf der Mittelkonsole angeordneten Rundinstrumente für Drehzahlmesser, Geschwindigkeits- und Tankanzeige in einer Ruheposition. Dies verhilft dem Fahrer zu maximalem Komfort beim Einsteigen. Auch der Sitz nimmt erst dann seine funktionsoptimierte Position und Kontur ein, wenn der Fahrer Platz genommen hat. Vollautomatisch fährt dann die zuvor bündig in die Rückenlehne integrierte Kopfstütze nach oben aus. Zum gleichen Zeitpunkt bewegt sich das Lenkrad auf den Fahrer zu, und auch die Instrumenteneinheit neigt sich dem Benutzer entgegen. Die fahrerspezifisch optimale Position der Lenksäule sowie die Sitzeinstellungen sind im Signalgeber gespeichert. Zur Aktivierung des Motors genügt anschließend der Druck auf den Start-/Stop-Knopf.

Eine neue Ausprägung findet beim GINA Light Visionsmodell auch der für BMW Cabrios typische fließende Übergang von Exterieur und Interieur. Die Gewebefläche des Heckelements reicht bis in den Innenraum hinein und überspannt auch die Sitze von Fahrer und Beifahrer. Darüber hinaus wird das Textilmaterial auch für die Oberflächengestaltung der Türverkleidungen und der Armauflage genutzt. Der Schalthebel auf der Mittelkonsole ragt aus einem straff gespannten Textilgewebebalg heraus. Fahrer und Beifahrer blicken nach vorn durch eine steil stehende Windschutz-scheibe, in deren Rahmen mittig ein Innenspiegel integriert ist. Die Außen-spiegel sind mit dem Scheibenrahmen verbunden. Ein schmaler vertikaler Steg in der Mitte der Windschutzscheibe deutet optisch auf eine Zweiteilung der Glasfläche im Stil traditioneller Roadster hin.

Innovatives Denken nimmt Gestalt an: Das GINA Light Visionsmodell
Mit dem GINA Light Visionsmodell thematisiert das BMW Group Design eine Vielzahl von Fragestellungen, die die Gestaltung der Mobilität von morgen bestimmen. Dargestellt werden die Ergebnisse intensiver Forschung in den Bereichen Formgebung, Funktionalität, Material und Fertigung.

Ausgangspunkt aller Ideen, die im GINA Light Visionsmodell konkretisiert werden, war das Infragestellen der bisher verfolgten Lösungen. Auf der Suche nach Alternativen wurden vielfältige Anforderungen an die potenziellen Lösungen gestellt. Im Mittelpunkt dabei: generelle Flexibilität und Orientierung an den Bedürfnissen der Kunden. Gemäß dem GINA Prinzip soll jede Erweiterung der Funktionalität dazu beitragen, die emotionale Bindung des Fahrers zu seinem Automobil zu fördern. Alle neuen Lösungen beinhalten auch die Option einer schnellen, flexiblen und kostengünstigen Fertigung.

Außerdem liefert jede der im GINA Light Visionsmodell dargestellten Innovationen einen Beitrag zu einem deutlich optimierten Ressourcenmanagement. Da das Bemühen um Nachhaltigkeit zu den zentralen Motiven der GINA Philosophie gehört, müssen neue Materialien und Fertigungsprozesse stets zu einem geringeren Rohstoff- und Energieverbrauch führen als herkömmliche Lösungen. Im Sinne der Nachhaltigkeit verändern sich auch Produktionsstrukturen bei einem nach dem GINA Prinzip entwickelten Fahrzeug: Für die Fertigung würden weniger modellspezifisch angefertigte Werkzeuge, dafür aber mehr hochqualifizierte Fachkräfte benötigt.

In allen genannten Bereichen liefert das GINA Light Visionsmodell Impulse für eine vertiefende Forschung auf der Basis von Ergebnissen, die durch höchstmögliche kreative Freiheit ermöglicht wurden. Emotionalität des Roadsters mit visionärem Ausblick auf das Automobil der Zukunft. Die in diesem Rahmen entwickelten Lösungen wurden nicht isoliert voneinander betrachtet, sondern zu einer integrierten Vision gebündelt - einer Vision, die sich im Kontext eines außergewöhnlich faszinierenden Automobils konkretisiert. Dieser Kontext manifestiert sich in der elementaren Anmutung eines Roadsters, unter dessen gestreckter Frontpartie ein Achtzylinder-Verbrennungsmotor platziert ist und der die Antriebskraft über die Hinterräder auf die Straße bringt. Die Verknüpfung elementarer Visionen mit dem konkreten, puren Fahrspaß symbolisierenden Erscheinungsbild verhilft dem GINA Light Visionsmodell zu besonders intensiver emotionaler Wirkung. Erst in der Gestalt eines faszinierenden Fahrzeugs, das durch sein authentisches Design eine natürliche Ästhetik ausstrahlt, wird der Gehalt der gezeigten Innovationen wirklich begreifbar.

Die Brücke zwischen Vision und Realität schlägt das GINA Light Visionsmodell mit einer Reihe von Merkmalen, die einen direkten Bezug zu Serienfahrzeugen aufweisen. Der Roadster steht auf 20 Zoll großen Leichtmetallrädern im Sternspeichen-Design mit mattsilberfarbener Oberfläche. Als Chassis dient ihm ein besonders leichter Aluminium-Spaceframe. Zwei Doppelendrohre für die Abgasanlage am Heck, eine dritte Bremsleuchte, die in den in der Höhe variablen Heckspoiler integriert ist, Airsplitter an der Front und ein Heckdiffusor im Carbon-Design entsprechen Anforderungen, die auch an Serienfahrzeuge gestellt werden.

Gleichwohl wahrt das GINA Light Visionsmodell seinen Charakter als Forschungsobjekt. Es veranschaulicht die Innovationskraft des BMW Group Designs und seine Fähigkeit, Bestehendes zu hinterfragen, neue Lösungs-ansätze zu finden und diese auf hohem ästhetischen Niveau in den Kontext des Automobils von morgen zu stellen. Mit diesem Fahrzeug wird die Anwendung des GINA Prinzips, das bereits zu einer Vielzahl von innovativen Konzepten geführt und auch die Ausgestaltung von Serienfahrzeugen in einer jeweils völlig neuen, zuvor von keinem anderen Hersteller realisierten Form beeinflusst hat, konsequent fortgesetzt.

Als weiteren Schritt auf dem Weg zur Konkretisierung der jeweiligen Vision nutzt das BMW Group Design Konzeptfahrzeuge, zu denen beispielsweise die BMW Concept Studie CS1 aus dem Jahre 2002 gehört. Dort wurde unter anderem erstmals das elementare Prinzip des innovativen Bediensystems BMW iDrive dargestellt, das schließlich unabhängig von allen weiteren innovativen Merkmalen dieser Studie den Weg in die Serienfertigung nahm. Ebenfalls auf Basis der GINA Philosophie wurde eine innovative Fertigungsmethode entwickelt, die es ermöglicht, konventionell vorgeformte Außenhautbauteile mit individuell konfigurierten Präzisionslinien zu versehen und anschließend wieder in den Fertigungsprozess zu integrieren. Das dabei eingesetzte Produktionsprinzip des Rapid Manufacturing wurde erstmals bei der Fertigung von Motorhauben für den BMW Z4 M Roadster und das BMW Z4 M Coupé genutzt. Bei diesen Modellen erhält die bereits fertig gepresste Motorhaube vor der Lackierung zwei markante Konturlinien. Sie werden nicht von einem Presswerkzeug erzeugt, sondern mithilfe eines von einem Roboter geführten Stahlstiftes millimetergenau in das Blech geprägt.

Beide Beispiele verdeutlichen den anspruchsvollen und keineswegs immer direkten Weg von einer Vision über ein Konzept zur Serienanwendung. Mit dem GINA Light Visionsmodell ermöglicht das BMW Group Design nun erstmals einen Blick auf den Ursprung dieses Lösungsweges. Nicht alle Innovationen, die im GINA Light Visionsmodell dargestellt sind, werden auch die weiteren Schritte der Konkretisierung nehmen. In vollem Umfang zeigt der Blick auf diese Visionen jedoch, welche kreativen Möglichkeiten die BMW Group einsetzt, um sich den Herausforderungen bei der Gestaltung der Mobilität von morgen zu stellen.