Eine jahrhundertealte Geschichte der Fahrzeugsicherheit

Wenn sich moderne Autohersteller an Fälle von Autos vor hundert Jahren erinnern würden, wären sie sicherlich entsetzt: Schuhbremsen und eine solide Lenksäule, wie eine Spitze, die auf die Brust des Fahrers gerichtet ist. Aber vor den 1950er Jahren wurden solche Autos in Massenproduktion hergestellt. Dann kümmerten sich die Autohersteller wenig um die Sicherheit von Fahrern und Passagieren; Der Schwerpunkt lag in erster Linie auf Geschwindigkeit und in geringerem Maße auf Bequemlichkeit. Und erst kurz vor der Mitte des 20. Jahrhunderts wurde deutlich, dass die Sicherheit von Autos vielleicht die wichtigste Produktionsstufe ist und es sich lohnt, ihr große Aufmerksamkeit zu widmen. Erinnern wir uns an die faszinierende Geschichte der Entwicklung von Sicherheitssystemen für die Automobilindustrie und wie sie die moderne Industrie beeinflusst haben.

Erste Schritte

Bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts glichen die ersten Karosserien mit ICE eher Pferdekutschen. Einige Modelle hatten zunächst nicht einmal einen Boden, sondern nur Sitze für Passagiere, ein Faltdach und eine primitive Schutzschottfront. Der Motor solcher Autos befand sich normalerweise direkt unter den Sitzen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts gab es etwa zwanzig Grundkörpertypen , die nach dem Vorbild von Kutschen französische Namen hatten.



Allmählich wurden immer haltbarere Metalle in Körperstrukturen verwendet. Etwa zur gleichen Zeit fand eine Konfrontation zwischen offenen und geschlossenen Körpern statt. Zum Beispiel hatte der erste 1911 in den USA gebaute Mercer Typ 35 Raceabout-Sportwagen eine offene Karosserie, während der englische Lanchester eine vollständig versiegelte Version hatte. In den folgenden Jahren tendierten die Autohersteller zunehmend zu geschlossenen Karosserien, da diese praktischer und zuverlässiger waren und offene Optionen eher ein Gestaltungselement waren.

1905 installierte der deutsche Maschinenbauingenieur Frederick R. Simms die ersten Stoßstangen in Simms-Welbeck-Fahrzeugen, in die pneumatische Elemente eingebaut wurden, um die Aufprallenergie zu absorbieren. So werden Stoßstangen zu einem integralen Bestandteil des Autos, und amerikanische Unternehmen wie Duesenberg und Lincoln waren die ersten, die ihren Stoßstangen ein einzigartiges Aussehen verliehen.



Überraschenderweise konnten einige Autos zu Beginn des letzten Jahrhunderts Geschwindigkeiten von 100 km / h erreichen, so dass dringend ein wirksames Bremssystem installiert werden musste. So seltsam es auch scheinen mag, die ersten waren die bekannteren Scheibenbremsen für uns, die 1902 vom Engländer Frederick Lanchester patentiert wurden. Sie waren jedoch nicht weit verbreitet, da sie bei der Verwendung viel Lärm und Rasseln verursachten.



Bis in die 1940er und 50er Jahre wurden Riemenbremsen zuerst populär und dann Trommelbremsen, deren Beläge sicher in den Trommeln versteckt waren. Die Bremsen wurden zunächst nur an den Hinterrädern montiert. Das Allradbremssystem erschien erst 1910 beim Modell Arrol-Johnston. Die ersten hydraulischen Bremsen erschienen 1921 am Modell A Duesenberg. Das hydraulische Bremssystem erforderte beim Betätigen des Pedals viel Kraftaufwand. 1923 erfand und patentierte Louis Renault den ersten mechanischen Booster, der in alle Serienautos von Renault eingebaut wurde. Das erste Zweikreisbremssystem (mechanisch und hydraulisch) wurde erst 1966 bei Volvo-Fahrzeugen installiert.

Mit zunehmender Geschwindigkeit und Anzahl der Autos beginnen die Ingenieure, Systeme einzuführen, die den Fahrprozess erleichtern und viele gefährliche Momente auf der Straße beseitigen. So waren die meisten amerikanischen Autos bereits 1916 mit Scheibenwischern ausgestattet, und Anfang der 1920er Jahre wurden die ersten elektrischen Scheinwerfer eingebaut. 1938 hatten alle Cadillac-Serienfahrzeuge Rückspiegel, Scheibenwischer und Nebelscheinwerfer.



1928 wurden stoßfeste Windschutzscheiben erstmals in Ford A-Fahrzeugen eingebaut. Dank der Arbeit des Schotten John Boydl Dunlop, der 1887 einen aufblasbaren Fahrradreifen erfand und patentierte, wanderte seine Erfindung schnell zu Automobilen. Dank dessen ist es viel sicherer und komfortabler geworden, sich im Auto fortzubewegen. 1904 entwickelte Continental die ersten geprägten Reifen, die die Steuerbarkeit des Fahrzeugs erheblich verbesserten. Die ersten Reifen mit radialer Anordnung der Kordelgewinde wurden 1946 von Michelin entwickelt. Solche Reifen sind übrigens bis heute weit verbreitet. 1912 erfand der Amerikaner Evard Budd in seiner Werkstatt den ersten Ganzmetallkörper, der erst 1928 weit verbreitet war.



Mit der wachsenden Popularität des Rennsports begannen die Autohersteller, der Steuerbarkeit des Autos mehr Aufmerksamkeit zu schenken, und in den 1930er Jahren wurden Autos mit tragenden Karosserien hergestellt. Dies wurde erreicht, indem ein Ganzmetallkörper mit einem starren Rahmen kombiniert wurde. Infolgedessen nahmen die Wartbarkeit und Langlebigkeit der tragenden Elemente mit einer merklichen Abnahme der Gesamtmasse des Fahrzeugs zu. Das erste Serienauto mit einer Stützkarosserie war der Citroen Traction Avant mit Frontantrieb von 1934. Später begannen die Autos anstelle eines tragenden Körpers mit der Installation eines tragenden Rahmens, der eine niedrigere Landung, zusätzlichen Körperschutz und Geräuschreduzierung ermöglichte. Die ersten derartigen Maschinen waren die Serienausgabe "Volkswagen KdF" von 1939.



Passive Sicherheit

In den 1950er Jahren wurden Autos allmählich nicht nur zu Luxusgütern, sondern zu einem gängigen Transportmittel, das durch die Einführung verschiedener Systeme und Geräte, die in Zukunft als passiv bekannt wurden, eine erhöhte Sicherheit für Fahrer und Passagiere erforderte.
In den späten 1940er Jahren entwickelte Volvo das Konzept eines hochfesten Rahmens („Gehäusekapsel“), der die Aufprallkraft reduziert. In Zukunft wird das schwedische Unternehmen einen erheblichen Beitrag zur Entwicklung der Fahrzeugsicherheit leisten, aber das Wichtigste zuerst. Mitte des letzten Jahrhunderts begannen viele Autohersteller, ihre eigenen Crashtests von Autos durchzuführen.

In den frühen 1950er Jahren schlug der Daimler-Benz-Mitarbeiter Bela Bareni, der später als „Vater der passiven Fahrzeugsicherheit“ anerkannt wurde, die revolutionäre Idee vor, damals eine sichere Kabine zu schaffen.



Das Konzept war eine Kombination aus einer stoßfesten „Gehäusekapsel“, die genügend Freiraum für die Fahrgäste bot und auf den energieabsorbierenden Aufprallzonen vorne und hinten im Auto zerknittert war. Die Essenz der Technologie war die Umwandlung von kinetischer Energie aufgrund der Verformung der Körperelemente. Somit erhöhte sich die Kontaktzeit mit dem Hindernis ungefähr um das Zehnfache, wodurch die Last umgekehrt verringert wurde.



Die Entwicklung erhielt öffentliche Anerkennung und bestand viele Crashtests, einschließlich einer Frontalkollision. Die ersten Fahrzeuge, die energieabsorbierende Karosserieelemente verwendeten, waren amerikanische Premium Packard-Personenkraftwagen, die seit 1952 hergestellt wurden. Das erste Fahrzeug, das die von Bareni angebotenen Prinzipien der passiven Sicherheit vollständig übernahm, war der Mercedes-Benz W111, der 1959 auf den Markt kam g.



1954 schlug derselbe Bareni einen Prototyp einer Lenksäule mit einem Klappelement vor, der im Falle einer Kollision keine schweren Verletzungen des Fahrers verursachte. Die Entwicklung blieb lange Zeit im Schatten, zeigte aber nach einigen Jahren ihren vollen Vorteil gegenüber teleskopisch starren Strukturen.

Im Jahr 1956 begann Ford, seine Autos mit Fünf-Punkt-Sicherheitsgurten in Serie zu produzieren, aber die Technologie war nicht weit verbreitet. Das erste Patent für einen Autosicherheitsgurt wurde übrigens bereits 1885 an den Amerikaner Edward Kleghorn erteilt. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts verwendeten Fahrer und Piloten von Flugzeugen am häufigsten Sicherheitsgurte. Die Situation änderte sich radikal, als Volvo 1959 begann, seine Serienfahrzeuge mit einem zuverlässigen Dreipunktgurt auszustatten. Die Entwicklung war, wie allgemein angenommen wird, nicht innovativ: Die ersten Dreipunktgurte erschienen bereits 1902. Der Ingenieur des schwedischen Unternehmens Nils Bolin konnte die Technologie jedoch erheblich verfeinern und so zuverlässig und benutzerfreundlich wie möglich gestalten. Bolin entwickelt den Gürtel seit über einem Jahr und hat in dieser Zeit etwa 20.000 Unfallberichte untersucht.



Nach Volvo wurden 1964 brandneue amerikanische Autos mit Dreipunktgurten ausgestattet, und zwei Jahre später wurde das Gerät in den USA zum Standard. 1960 begann Volvo mit dem Einbau einer weichen Frontplatte in seine Serienfahrzeuge, wodurch die Anzahl der Verletzungen an Gesicht und Brust verringert wurde. Das Unternehmen war auch eines der ersten, das 1964 mit dem Testen von Kindersitzen begann und diese in seine Autos einbaute.



Es ist erwähnenswert, dass Kindersitze bis in die frühen 1960er Jahre überhaupt nicht als Sicherheitsmerkmal angesehen wurden, sondern dazu verwendet wurden, das Kind auf Augenhöhe anderer Passagiere zu heben. 1978 verabschiedeten die Vereinigten Staaten als erstes Land ein Gesetz über die obligatorische Beförderung von Kindern in besonderen Kinderrückhaltesystemen. Eine weitere bedeutende Erfindung von Volvo im Jahr 1967 waren die Kopfstützen für Sitze, die den Nacken und den Kopf von Passagieren mit Heckaufprall schützen, was zwei Jahre später in den USA zum Standard wurde. In dieser Form hielten die Kopfstützen fast 30 Jahre auf dem Markt und erst 1995 erschienen die aktiven Modelle erstmals auf dem Saab 9-5, der aufgrund der Trägheit einen speziellen Mechanismus aktivierte, der sich der Kopfstütze annäherte, bevor er den Kopf kippte, wodurch die Aufprallkraft verringert wurde. Saab war auch das erste Unternehmen, das 1971 energieabsorbierende Windschutzscheiben an Serienautos und 1977 seitliche Schutzbalken in den Türen installierte.

Allmählich wurde das Karosseriematerial haltbarer und leichter, und die Innenelemente bestanden aus zerknitterten oder weichen Materialien. Aber das vielleicht wichtigste Element der passiven Sicherheit bleiben Airbags. Die ersten Experimente mit Airbags zum Schutz von Fahrer und Beifahrer auf dem Vordersitz wurden 1968 von amerikanischen Ingenieuren durchgeführt und nur fünf Jahre später etwa zur gleichen Zeit in den Serienautos General Motors und Chevrolet durchgeführt.



Zum ersten Mal wurde 1980 ein elektronisch gesteuerter Airbag für Fahrzeuge der Mercedes S-Klasse eingeführt. Seitdem hat die Airbag-Technologie viele Änderungen erfahren (Analyse der Position der Passagiere vor dem Aufprall, Anpassung des Betriebsalgorithmus je nach Situation), aber das allgemeine Funktionsprinzip ist unverändert geblieben dieser Tag.
Der große Erfolg der Frontairbags hat Volvo 1994 zur Einführung des Modells 850 veranlasst, bei dem Seitenairbags in Verbindung mit Versteifungen in den Vordertüren eingesetzt wurden. Das Unternehmen entschied sich noch weiter zu gehen und installierte aufblasbare Vorhänge an der S80-Limousine, um die Passagiere bei einem Seitenaufprall zu schützen. 1996 stattet Kia seinen Sportage SUV mit Airbags aus, um seine Knie zu schützen.

Mitte der 2000er Jahre wurden auf Initiative internationaler Organisationen zum Schutz von Fußgängern fahrzeugmontierte Motorhauben an Autos angebracht, die mit Hilfe von Pyro-Patronen automatisch zum Schutz von Fußgängern bei Kollisionen angehoben werden können. Eines der ersten Autos mit dieser Technologie war der Jaguar XK und der Citroen C6. Im Jahr 2012 begann derselbe Volvo mit der Installation von Airbags für Fußgänger, die in die Motorhaube des V40 eingebaut sind.



Aktive Sicherheit

Bis zum Beginn des 21. Jahrhunderts wurde die Entwicklung hauptsächlich durchgeführt, um die passive Sicherheit durch Verbesserung des Körpers und verschiedener Systeme zu erhöhen. und nicht ohne Erfolg - seit einem halben Jahrhundert ist die konstruktive Sicherheit von Autos um ein Vielfaches gestiegen und hat Tausende von Menschenleben gerettet. Dies hält die Evolution jedoch nicht auf: Bereits geschaffene Technologien werden ständig verbessert, neue Materialien entstehen und so weiter. In jüngster Zeit wurde der Schwerpunkt auf die Einführung aktiver Sicherheitssysteme gelegt - Technologien, die den Anteil des menschlichen Faktors während eines Unfalls verringern. Und obwohl sich diese Phase noch in der Phase ihrer aktiven Entwicklung befindet, wurde bereits viel getan.

Und alles begann in den 1970er Jahren, als Mercedes-Benz und mehrere andere Unternehmen mit der Entwicklung eines elektronischen Antiblockiersystems (ABS) begannen, das das Blockieren der Räder während der Notbremsung verhindert und dem Fahrer hilft, die Kontrolle nicht zu verlieren. Zum ersten Mal tauchte diese Technologie 1978 beim Mercedes-Benz 450 SEL auf und wurde danach in vielen in- und ausländischen Autos eingesetzt.



1995 stellte Mercedes mit Parktronic die erste praktische Lösung für eine Technologie vor, die den Parkvorgang vereinfacht. Das System bestand aus mehreren Ultraschallsensoren und einer Piepseranzeige (Summer). Das Prinzip der Technologie war recht einfach: Die Sensoren maßen den Abstand zum Hindernis, und der Piepser warnte den Fahrer durch Ändern des Tonsignals, wann er anhalten sollte.

Von 1987 bis 1992 entwickelte Mercedes-Benz zusammen mit Bosch ein elektronisches Stabilitätskontrollsystem für Automobile bei scharfen Manövern, das Electronic Stability Program (ESP). 1995 wurde die Technologie fertiggestellt und als "Electronic Stability Control" (ESC) bezeichnet. Die ersten Fahrzeuge, die diese Systeme lieferten, waren seit 1997 die Mercedes A-Klasse.

Die Mitte der neunziger Jahre war geprägt von der Blütezeit der GPS-Technologie mit einer künstlich geringen Genauigkeit von 100 Metern. Die Genehmigung zur Nutzung des Systems für zivile Zwecke ermöglichte die Einführung neuer automatisierter Systeme in Autos. 1997 begannen Mercedes-Fahrzeuge und zwei Jahre später der BMW e38 und der Toyota Celsior mit der Verwendung der adaptiven Geschwindigkeitsregelungstechnologie, die automatisch eine bestimmte Geschwindigkeit beibehält.



Die Geschwindigkeitsregelung hängt von den ABS- und ESC-Systemen ab. Wenn sie ausfallen, ist die Funktion deaktiviert.
1997 begann das Europäische Komitee für die Durchführung unabhängiger Crashtests von Kraftfahrzeugen mit der Bewertung der passiven und aktiven Sicherheit Euro NCAP. Der Volvo S40 ist das erste 4-Sterne-Auto, das erwachsene Passagiere schützt, und Renault Laguna wird 2001 als erstes 5-Sterne-Auto anerkannt.

2007 führte Volvo die Technologie zur Überwachung des toten Winkels bei S80-Limousinen ein und rüstete den XC60 ein Jahr später mit einer weiteren innovativen Entwicklung aus - dem autonomen Bremsen. Weitere Innovationen in der Welt der Automobilelektronik und Sicherheitssysteme finden Sie in unserem Blog .



Zusammenfassung

Natürlich ist es im Rahmen eines Artikels unmöglich, die Entwicklung der Sicherheitssysteme für Kraftfahrzeuge vollständig zu beschreiben. Das einzige, was mit Sicherheit gesagt werden kann, ist, dass sich das Auto seit über hundert Jahren bis zur Unkenntlichkeit verändert hat. Dies ist nicht nur ein Transportmittel, sondern auch eine Plattform für die Einführung innovativer Technologien. In den letzten Jahren haben die meisten Unternehmen auf die Entwicklung unbemannter Fahrzeuge umgestellt, für die neue Sicherheitssysteme geschaffen werden müssen.