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Cadillac - 100 Jahre Innovation und Fortschritt

verfasst am


Henry M. Leland

Innovation und Fortschritt 1

Neben dem außergewöhnlichem Design ihrer Autos verdankt die amerikanische Premium-Marke Cadillac ihre weltweite Spitzenposition vor allem der technischen Fortschrittlichkeit ihrer Produkte. Seit nunmehr 100 Jahren steht Cadillac für epochale Entwicklungen und ausgereifte Detaillösungen auf allen Gebieten des Fahrzeugbaus – ganz im Sinne des begnadeten Ingenieurs und Firmengründers Henry M. Leland (1843 – 1932).

Renommierte Automobilhistoriker waren 1958 von der amerikanischen Zeitschrift

„Popular Mechanics“ dazu aufgerufen, Meilensteine der Kraftfahrzeug-Entwicklung zu benennen. Als einziger Hersteller kam Cadillac auf gleich vier Errungenschaften: austauschbare Ersatzteile (1908), elektrischer Anlasser (1912), erster Großserien-V8 (1914) und Synchron-Getriebe (1929). Frühe Pionierleistungen, die auch heute noch den automobilen Alltag entscheidend prägen. Inzwischen wären in einer solchen Aufstellung jüngere Cadillac-Erfindungen zu finden – zum Beispiel das erste Airbag-Rückhaltesystem (1974) oder das innovative Nachtsichtgerät „NightVision“ (2000).

Neben der permanenten Suche nach technischen Verbesserungen zum Wohle der Kunden bewiesen die Verantwortlichen strategischen Weitblick, indem sie schon früh die konstitutionellen Voraussetzungen für das kreative Potenzial der Mitarbeiter schufen. So gründeten Henry M. Leland und sein Sohn Wilfred bereits 1907 mit der „Cadillac School of Applied Mechanics“ das allererste Weiterbildungsinstitut eines Automobilherstellers. Fortschrittlich auch: Schon im Februar 1911 rief General Motors-President James J. Storrow mit dem „General Motors Research Department“ eine zentrale Forschungs-, Entwicklungs- und Erprobungsabteilung ins Leben. Das Testgelände in Milford/Michigan öffnete 1924 seine Pforten.

Motoren: Start mit einem populären und starken Einzylinder

Zu gut kann ein Motor eigentlich nicht sein – in der Gründungsphase von Cadillac stand Henry M. Leland aber gerade vor diesem paradoxen Problem: Der geniale Konstrukteur hatte 1901 in seiner Firma „Leland and Faulconer“ nach den Plänen des Oldsmobile-Namensgebers Ransom E. Olds einen Einzylinder gebaut und ihn so gekonnt überarbeitet, dass er statt 3,7 erstaunliche 10,3 PS leistete. Doch Olds hatte keine Verwendung für dieses Meisterstück des Motorenbaus, denn seine Autos verkrafteten die dreimal so hohe PS-Zahl schlichtweg nicht. Also gründete Henry M. Leland am 22. August 1902 zusammen mit Partnern die Automobilfirma Cadillac, die Chassis und Karosserien für seine starken und zuverlässigen Motoren produzieren sollte.

Der nochmals überarbeitete und äußerst präzise gefertigte Einzylinder trieb den allerersten Cadillac, das Model A von 1902, an. Aus 1.609 cm3 Hubraum schöpfte das quadratisch ausgelegte Triebwerk genau zehn PS. Der Ventiltrieb war seiner Zeit weit voraus: Während andere Hersteller noch auf Schnüffelventile setzten, betätigte hier eine untenliegende Nockenwelle über lange Stößel die beiden im Zylinderkopf hängenden Ventile. 1905 war der Cadillac-Einzylinder der meistgebaute Motor der Welt, 1906 konnte er mit 14.000 verkauften Einheiten sogar noch zulegen. Bis 1908 blieb dieses hinter dem Rücksitz eingebaute Aggregat im Programm. Dabei hatte es schon 1904 im Model D markeninterne Konkurrenz bekommen: den kultivierteren und stärkeren Vierzylinder mit 4.928 cm3 Hubraum und satten 30 PS.

Erfolgstyp: Achtzylinder in V-Form beflügelt die Cadillac-Karriere

V wie Victory – der Siegeszug der Marke Cadillac begann jedoch mit einem Achtzylinder, dessen beide Zylinderbänke sich V-förmig gegenüber lagen. Dieser erste in Großserie produzierte V8 der Welt debütierte im September 1914 im Type 51. Das damals entworfene Motoren-Layout ist heute noch Standardantrieb amerikanischer Automobile, von 1927 bis 1929 baute allein Cadillac rund 48.000 V8-Modelle im Jahr. Ein außergewöhnlicher Erfolg, der sich in den 70er Jahren dank der beliebten DeVille-Reihe sogar noch steigern ließ. So brachte es der Series 6D beispielsweise 1973 auf eine Produktionszahl von mehr als 216.000 Stück.

Der „Urvater“ aller Cadillac-V8, der Langhuber des Type 51, mobilisierte aus 5.146 cm3 Hubraum bereits 70 PS. Sein Zylinderwinkel von 90 Grad sorgte über den guten Massenausgleich für eine hohe Laufruhe. Ab 1923 besaß er eine mit Gegengewichten ausbalancierte Kurbelwelle und lief dank dieser Innovation noch vibrationsärmer. Thermische Probleme waren dem V8 unbekannt, denn seine neuartige thermostatische Kühlung (unterstrichene Begriffe: siehe Glossar) mit zwei Wasserpumpen arbeitete äußerst effektiv.

Vorreiter: Innovative Lösungen für die Motoren-Konstruktion

Getreu dem amerikanischen Motto „There’s no replacement for displacement“ (Hubraum ist durch nichts zu ersetzen) stieg der Zylinderinhalt mit nahezu jedem Modelljahr. Mit 8,2 Litern, dem größten Hubraum eines Serien-Pkw, war der Zenit 1970 erreicht, 1977 wurden die V8-Motoren erstmals wieder kleiner. Ihrer Führungsrolle im Motorenbau blieben die Cadillac-Ingenieure treu, denn Neuerungen wie thermostatische Gemischbildung (1922), Abgaskontrolle (1967), geschlossener Kühlerkreislauf (1969), elektronische Benzineinspritzung (1975) und Zylinderabschaltung (1980) sorgten für eine kontinuierliche Verbesserung der Laufruhe sowie des Verbrauch- und Abgasverhaltens. 1978 war der Seville erstmals mit einem 5,7 Liter großen Diesel-V8-Motor lieferbar, 1985 feierte im DeVille die platzsparende Kombination „Frontantrieb und quer eingebauter V8“ Premiere.

Auch im aktuellen Programm von Cadillac dominieren V8-Motoren: mit 4,6 Litern Hubraum und 400 PS ist der Seville einer der stärksten Serien-Pkws mit Frontantrieb. Die in Amerika angebotenen Modelle DeVille und Eldorado besitzen denselben Hubraum, der V8 des Escalade 2WD bringt es auf 5,3 Liter und exakt 6,0 Liter sind es in Escalade 4WD sowie EXT. Das so genannte Northstar-Aggregat des Seville erfüllt selbstverständlich den hohen technischen Anspruch der Marke Cadillac. Aufgrund der Zuverlässigkeit ist die erste größere Inspektion mit dem Wechsel der Zündkerzen erst nach 160.000 Kilometern fällig. Ein umfassendes Kontrollsystem mit insgesamt 29 Sensoren im Antriebsstrang sorgt für ein schnelles Erkennen und die sofortige Korrektur aller Abweichungen vom Sollzustand. Selbst im Fall eines Kühlmittelverlustes – etwa nach einem kleineren Unfall – lässt sich der Wagen noch im Notlaufmodus mit bis zu 80 km/h zur nächsten Werkstatt bewegen. Hierbei werden vier Zylinder abwechselnd mit Kraftstoff versorgt, und die übrigen vier pumpen lediglich kühlende Ansaugluft durch den Motor.

Premiere: Erster Personenwagen mit prestigeträchtigem V16

„Eine Leistungsentfaltung, die die Welt noch nicht erlebt hat“ kündigte die Cadillac-Werbung 1930 an – und die Texter versprachen keineswegs zu viel. Denn der erste in einem Personenwagen eingebaute V16-Motor der Welt revolutionierte mit seinem seidenweichen, dank hydraulisch gedämpfter Ventile äußerst leisen Lauf und der mächtigen Durchzugskraft bei niedrigen Touren das Fahrerlebnis. Das prestigeträchtige Triebwerk besaß einen Zylinderwinkel von nur 45 Grad, der Hubraum betrug 7.404 cm3. Noch beeindruckender als die Höchstleistung von 165 PS fiel das maximale Drehmoment aus: Satte 325 Nm lagen bereits bei 1.200 bis 1.500 min-1 an. Trotz Weltwirtschaftskrise entschieden sich bis 1937 rund 3.900 wohlhabende Käufer für eine solche ultimative Luxuslimousine Series 452 mit 16-Zylindermotor. Wer’s eine Nummer kleiner wünschte, fand in dem ab Juli 1930 angebotenen V12 eine Alternative. Mit verringerter Bohrung kam er auf 6.063 cm3 Hubraum.

Abermals Technikgeschichte schrieben die Cadillac-Ingenieure 1938, als sie einen neuen V16 vorstellten: Dieses Aggregat mit 135 Grad Zylinderwinkel baute 15 Zentimeter kürzer als sein Vorgänger, wog rund 100 Kilogramm weniger und kam mit 1.600 statt 3.300 Bauteilen aus. Der Series 40-90 von 1940 besaß dieses Triebwerk als letztes von knapp 500 gebauten Modellen – und war damit zugleich für fast 40 Jahre der letzte Cadillac mit einer anderen Zylinderzahl als acht.

Wohin die Motorentwicklung bei Cadillac geht, demonstriert eindrucksvoll der neu entwickelte Northstar-XV12-Motor der Studie Cien mit technischen Besonderheiten wie Benzin-Direkteinspritzung, variablem Ansaugsystem, Zylinderabschaltung im Teillastbetrieb und variabler Ventilsteuerung. Die Eckdaten des kompakten Alu-Triebwerks mit Vierventiltechnik und vier obenliegenden Nockenwellen: Hubraum von 7,5 Litern, Höchstleistung von 560 kW/750 PS sowie maximales Drehmoment von 610 Nm.

Komfortable Getriebe: Von der Synchronisierung bis zur adaptiven Automatik

Wer schon mal einen Oldtimer bewegt hat, weiß, wie fürchterlich es beim Schalten kracht, wenn die Zahnräder des Getriebes nicht durch Zwischengas und -kuppeln auf dieselbe Drehzahl gebracht werden. Dass wir heute kinderleicht und geräuschlos den passenden Gang einlegen können, ist einer weiteren bahnbrechenden Cadillac-Erfindung zu verdanken – dem Synchrongetriebe von 1929. Bevor die ersten Kunden in den Genuss dieser komfortablen Schaltung kamen, legten Versuchsfahrer rund zwei Millionen Kilometer damit zurück und bewiesen so deren hohe Zuverlässigkeit.

Trotz aller Bedienfreundlichkeit dieser Schaltbox überließen ab den 40er Jahren die meisten Cadillac-Kunden die Gangwahl ganz der Fahrzeugtechnik. Das gemeinsam mit Oldmobile entwickelte Automatikgetriebe war ab 1941 lieferbar und erfreute sich großer Beliebtheit. Die butterweich schaltenden Stufenautomaten waren 1952 in den ersten Modellen serienmäßig eingebaut und setzten sich auf so breiter Front durch, dass der neue CTS der erste Cadillac seit über 20 Jahren mit einem auf Wunsch erhältlichen Handschaltgetriebe ist.

Schließlich haben moderne Automatikgetriebe immens an Intelligenz gewonnen: 1985 besaß der DeVille als erster Cadillac beispielsweise eine kraftstoffsparende Wandlerüberbrückung. Sie arbeitete noch mit Öldruck. Der Fünfstufen-Automat des CTS hingegen schaltet elektronisch gesteuert auf schlupffreien Durchtrieb. Das adaptive Schaltprogramm PAS (Performance Algorithm Shifting), das speziell bei dynamischer Fahrweise die Spontaneität eines Handschaltgetriebes vermittelt, führte Cadillac 1998 beim Seville ein. Dank seiner schlauen Steuerung schaltet der Automat beispielsweise nicht hoch, wenn der Fahrer vor Kurven den Fuß vom Gas nimmt. Das Motormanagement erkennt mit Hilfe verschiedener Parameter wie Geschwindigkeit, Lenkwinkel und Drosselklappenstellung eine derartige Situation. Wie bei einem Handschaltgetriebe lässt sich beim CTS zudem die Bremswirkung des Motors in allen Gängen ausnutzen – eine Neuheit auf dem Automatik-Sektor, die bei Passfahrten die Bremsen schont.

Aufwändige Elektrik/Elektronik: Von der Zündung bis zur Fahrwerksregelung

Unglückliche Umstände führten zu einer epochalen Erfindung: Einer der besten Freunde des Firmengründers Henry M. Leland starb, als er einer Cadillac-Fahrerin beim Starten ihres Autos half. Leider hatte die Dame die Zündung nicht zurückgestellt. Es kam zu einer Fehlzündung, die schwere Kurbel schlug zurück und verletzte den Helfer tödlich. Tief betroffen entwickelten die Ingenieure den elektrischen Anlasser. Er feierte 1912 im Model Thirty seine Weltpremiere, bereits zwei Jahre zuvor hatte die elektrische Zündung als weitere Cadillac-Erfindung den Umgang mit dem Auto erleichtert.

In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts spielte die Elektrik bei Cadillac weiterhin eine wichtige Rolle, weil die Autos dieser Marke ihre Passagiere mit außergewöhnlichem Komfort und höchstem Luxus verwöhnten. Entsprechend viele Elektromotoren spielten Heinzelmännchen. Elektrische Fensterheber, elektrische Sitzverstellung vorn mit Memory-Funktion, Automatik-Antenne und bei eingelegter Automatikstufe selbsttätig schließende Türen besaß der Eldorado Brougham von 1957 zum Beispiel bereits ab Werk. Spötter behaupteten, die Ausstattungsliste sei noch länger als das Flaggschiff selbst gewesen – dabei maß der Eldorado bereits stolze 5,49 Meter.

 

Modernes Motormanagement, neuartige Komfort- und Infotainmentfunktionen sowie aufwändige Fahrstabilitätssysteme gehören heute bei allen Cadillac-Modellen zum Standard. Im aktuellen Seville erfassen mehrere Dutzend Sensoren binnen Sekundenbruchteilen eine Vielzahl an Informationen wie Geschwindigkeit, Lenkbewegung oder Fahrzeugposition und übertragen sie über Datenleitungen. Wie diese Informationen in Echtzeit verarbeitet werden, veranschaulicht die magnetische Fahrwerksregelung Magnetic Ride Control des Seville. Die Flüssigkeit in den Stoßdämpfern enthält winzige Metall-Partikel. Erkennt der Bordcomputer, dass die Dämpfkräfte verändert werden sollen, schickt er elektrische Impulse an Magnetspulen. Diese sitzen in jedem Stoßdämpfer und bauen sofort ein Magnetfeld auf. Dadurch richten sich die Metall-Partikel in bestimmten Strukturen aus und verändern so die Scherstruktur der Flüssigkeit. Somit können die Stoßdämpfer bis zu 1.000 mal schneller an die Fahrbahnbeschaffenheiten angepaßt werden als bei konventionellen Dämpfersystemen.

 

Die Superlative der Modellgeschichte

Der Hubraumstärkste: Fleetwood Eldorado 1970 – 1974 mit 8,2 Liter großem V8 und 400 PS

Der Längste: Series 75 von 1968, Außenlänge 623 Zentimeter, Radstand 380 Zentimeter

Der Kräftigste: Langstrecken-Rennwagen Northstar LMP 02 von 2002, über 600 PS starker 4,0-Liter-V8 mit Biturboaufladung

Der Schwerste: Series 60 452D Sedan von 1935, 2,8 Tonnen Leergewicht

Der Höchste: Osceola von 1905, 221 Zentimeter hoch

Die Auffälligsten: Die 59er Modelle mit 97 Zentimeter hohen Heckflossen

Der Kompakteste: Model K von 1906 mit einer Außenlänge von 279 Zentimetern

 

Technik-Glossar

Technische Innovationen und Serienpremieren gestern und heute

Adaptiver Sitz

Den ersten Autositz mit individueller Passform stellte Cadillac 1998 im Seville STS vor. Insgesamt zehn Luftkammern sind in Sitzfläche, Lehne und Wangen untergebracht. In jeder einzelnen Zelle lässt sich der Druck so verändern, wie es der Fahrer wünscht. Auf Wunsch steigerte im Jahr darauf eine Massagefunktion im Lendenwirbel-Bereich den Sitzkomfort noch weiter.

Aktives Fahrwerk

Elektronisch gesteuerte Fahrwerke können die Dämpfungshärte je nach Fahrbahnzustand oder Geschwindigkeit verändern. 1993 debütierte bei Cadillac zunächst die Road Sensing Suspension (RSS), 1996 folgte die Continously Variable Road Sensing Suspension (CVRSS) mit stufenloser Anpassung. Seit Frühjahr 2002 unterstreicht die neue magnetische Fahrwerksregelung Magnetic Ride Control die Vorreiterrolle von GM auf diesem Sektor.

Airbag

Bereits 1974 stellte Cadillac gemeinsam mit Buick und Oldsmobile dieses passive Rückhaltesystem vor. Bei einer Frontalkollision bläst ein Gasgenerator binnen Sekundenbruchteilen ein Luftkissen auf. Das Gas dämpft den Aufprall des Passagiers und verringert so die Schwere möglicher Kopf- und Brustverletzungen. Inzwischen hat der Airbag an Intelligenz gewonnen: Innovative Sensoren und modernste Software-Programme erkennen im aktuellen Seville, ob der Beifahrer-Sitz belegt ist, und passen im Crash-Fall die Aufblasgeschwindigkeit des Airbags automatisch an die Körpergröße und das Gewicht des Insassen an.

Automatikgetriebe

Earl A. Thompson entwickelte die so genannte „HydraMatic“, ein Jahr nach ihrer Premiere bei Oldsmobile war sie ab 1941 in Cadillac-Fahrzeugen erhältlich. Wichtige Komponenten sind die Flüssigkeitskupplung zum Anfahren mit Schlupf, Planetenradsätze sowie Bremsbänder für die einzelnen Gangstufen und das Schaltschiebergehäuse, das als Steuerungszentrale die richtige Übersetzung passend zu Geschwindigkeit und Motordrehmoment wählt.

Automatisch abblendendes Licht

„Autronic Eye“ nannte Cadillac diese ab 1951 angebotene Wunschausstattung, die eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer ausschloss. Eine Prismenlinse fing das Licht entgegenkommender Fahrzeuge auf und schaltete dann selbsttätig die eigenen Scheinwerfer herunter, bis der Wagen vorbei gefahren war. Der von Hand abblendbare Innenspiegel folgte zwei Jahre später. Der Dämmerungswächter, der das Abblendlicht automatisch ein und ausschaltet, debütierte 1964.

Elektrischer Anlasser

Ein Motor, der auf Knopfdruck ansprang und nicht umständliches Hantieren mit der Kurbel verlangte, war anno 1912 im Cadillac Thirty eine Sensation. Bei der Erfindung von Charles Franklin Kettering (1876 – 1956) treibt ein Hilfsmotor einen Anker an, über eine Freilaufkupplung wird der Fahrzeugmotor dann durchgedreht.

Elektrische Zündung

Charles F. Kettering hat ebenso das so genannte Delco-Zündungssystem (Dayton Engineering Laboratories Company) entwickelt. Es arbeitete zwar noch mit einem Unterbrecherkontakt, aber ein Transistor regelte bereits den Strom in der Zündspule. Vorteile gegenüber der Magnet-Zündung sind die höhere Zuverlässigkeit, die längere Lebensdauer der Kontakte und der Entfall der Zündeinstellung vor jedem Start. Die elektrische Zündung war ab 1910 Standard in allen Thirty-Modellen.

Elektronische Benzineinspritzung

Der Seville von 1975 war das erste amerikanische Auto, das grundsätzlich mit dieser besonders exakten und verbrauchsgünstigen Kraftstoffzumessung ausgerüstet war.

Klimatisierungsautomatik

„Comfort Control“ hieß ab 1964 die erste thermostatisch geregelte Autoklimaanlage der Welt. Die Kunden brauchten lediglich die gewünschte Innenraumtemperatur vorzuwählen, und schon kühlte das Gerät entsprechend die Luft ab.

LED-Technik

Diese Light-Emitting-Dioden leuchten binnen zehn Nanosekunden auf und sind damit deutlich schneller als herkömmliche Glühlampen – ein wichtiger Sicherheitsvorteil. Zugleich halten die Halbleiterelemente wesentlich länger. Cadillac hat die neuartige Lichttechnik 1992 in der dritten Bremsleuchte des Seville eingesetzt. Im 2000er DeVille finden die Dioden sowohl am hochgesetzen Bremslicht als auch an den Heckleuchten Verwendung, das war ein Novum in der Autoindustrie.

Luftfederung

Der Eldorado Brougham von 1957 war der erste Cadillac mit dieser komfortablen Federung. Ein Elektromotor treibt einen Kompressor an, der Druckluft erzeugt. Diese wird über Ventile an die einzelnen Räder verteilt und übernimmt dort in Bälgen die Arbeit.

Nachtsichtsystem

Eine Wärmebildkamera auf Infrarot-Basis lässt den Fahrer auch jenseits der Reichweite der Autoscheinwerfer dunkel gekleidete Fußgänger oder Wildwechsel erkennen. Dieses innovative „NightVision“-System feierte seine Weltpremiere 2000 im DeVille.

Servolenkung

Als erster Autohersteller spendierte Cadillac diese Lenkhilfe 1954 sämtlichen Modellen serienmäßig. Eine vom Motor angetriebene Pumpe liefert den nötigen Hydraulikdruck, der die Lenkkräfte des Fahrers reduziert. Weitere Cadillac-Innovationen sind das erste in Höhe und Weite verstellbare Lenkrad (1965) und die erste US-Servolenkung mit variabler Übersetzung. Die aktuelle, 1996 vorgestellte Magnasteer-Lenkung arbeitet abhängigig von Geschwindigkeit und Querbeschleunigung. Sie variiert die Lenkkraftunterstützung per Magnetfeld (siehe MagneRide-Funktion bei „Aktives Fahrwerk“).

Sicherheitsglas

Eine spezielle Beschichtung sämtlicher Scheiben sorgte ab 1929 für eine höhere Bruchfestigkeit und reduzierte damit die Verletzungsgefahr für die Insassen.

Synchronisierung

Earl A. Thompson ist der Vater des 1929 eingeführten „SyncroMesh“-Getriebes. Ein spezieller Bronzering auf der Schaltmuffe drückte dabei auf die Flanke des Zahnrads, passte über Reibung dessen Drehzahl an, so dass die Klauen verschleißfrei ineinander gleiten können. Dies ermöglichte geräuschlose Gangwechsel.

Thermostatische Kühlung

Eine Wasserpumpe befördert das Kühlmittel zunächst in einem kleinen Kreislauf unter Umgehung des Kühlers durch den Motor. Sobald das Kühlwasser eine bestimmte Temperatur erreicht, öffnet ein Thermostatventil den größeren Kreislauf. Diese thermostatische Kühlung war eine herausragende Eigenschaft des V8-Motors von 1914 und löste die Thermosyphonkühlung ab. Den heute üblichen geschlossenen Kühlmittelkreislauf mit einem Druckventil und einem Ausgleichsbehälter führte Cadillac als erster amerikanischer Autohersteller 1969 ein.

Zylinderabschaltung

Einen V8, der kraftstoffsparend auch zum Sechs- oder gar Vierzylinder mutieren konnte, stellte Cadillac schon 1981 vor. Die Motorelektronik legte automatisch zwei oder vier Zylinder still und reduzierte dadurch den Hubraum von sechs auf 4,5 oder drei Liter.

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