Wegbereiter
in der Sicherheitstechnik:
Das Anti-Blockier-System |
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'96. Am 9. Dezember 1970 - also vor mehr als 25 Jahren - stellte Mercedes-Benz
das weltweit erste elektronisch geregelte Anti-Blockier-System der Öffentlichkeit
vor. |
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 Nicht
nur Fachleute sahen darin sofort eine revolutionäre Entwicklung für
die Fahr- und Verkehrssicherheit, denn fast jeder Autofahrer kennt das
ohnmächtige Gefühl, wenn ein Auto beim heftigen Bremsen mit blockierenden
Rädern stur geradeaus rutscht und nicht mehr lenkbar ist.
Bis Mercedes-Benz
als weltweit erster Hersteller ein Anti-Blockier-System in einem Serienautomobil
anbieten konnte, vergingen allerdings noch acht weitere Jahre der Entwicklung.
Es erwies sich als schwierig, den funktionierenden Prototyp zu dem Grad
an technischer Reife und Zuverlässigkeit zu bringen, der für
eine Serienfertigung als unabdingbar anzusehen war. Erst die Erfindung
integrierter Schaltkreise erlaubte es, robuste, aber kleine Computer zu
bauen, die in kürzester Zeit die Daten von den Radsensoren erfassen
und die Ventile zur Regulierung des Bremsdrucks ansteuern konnten. ABS
gehört heute bei jedem Mercedes-Personenwagen zur Serienausstattung.
Die Radsensoren und Magnetventile bilden auch die technische Basis für
weitere elektronische Sicherheitssysteme. |
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ABS - Stationen
der Entwicklung
"Der Elch stand
plötzlich mitten auf der Straße", beschreibt ein Versuchsfahrer
von Mercedes-Benz die Schrecksekunde. "Daß wir bei gut 150 km/h auf
diesem schneeglatten Weg im hohen Norden nicht mit ihm kollidierten, ist
kaum zu begreifen."
Sein Leben verdankte
der massige Geweihträger in jener Polarnacht des Jahres 1959 letztlich
der Routine des Versuchsfahrers. Tausendfache Erfahrung auf Wüstenpisten,
Schlammstrecken, Glatteiswegen und regenüberfluteten Straßen
hatten ihm und seinen Kollegen eine Bremstechnik ins Blut übergehen
lassen, die jedem natürlichen Impuls widerspricht: Bei plötzlich
auftauchenden Hindernissen nicht panisch aufs Bremspedal steigen. Mit blockierenden
und damit unlenkbaren Rädern wäre das Versuchsfahrzeug sonst
unbeirrbar geradeaus auf den Elch zugerutscht, der keine Anstalten machte,
die Fahrbahn zu verlassen. Heute ist die Überlebenschance für
auf der Straße dösende Elche weitaus größer, denn
die meisten Pkw sind mit einem Anti-Blockier-System ausgerüstet, das
jedem Autofahrer gezielte Ausweichmanöver auch bei Vollbremsung und
Schneeglätte gestattet. "Trotz der Routine habe ich mir damals ein
Bremssystem gewünscht, das Panikreaktionen korrigiert", erinnert sich
der Testfahrer an seine Gefühle, als er damals das Auto um den sturen
Koloß herumzirkelte. Das muß wie Zukunftsmusik geklungen haben,
denn im Jahr 1959 prägten die Kleinwagen der Nachkriegszeit das Straßenbild,
und viele Autos fuhren noch mit Seilzugbremsen, die vor allem auf Voraussicht
und grenzenlose Zuversicht als Bremshilfen bauten. Mercedes-Benz hatte
das Bremssystem allerdings schon Jahrzehnte zuvor auf zuverlässige
Hydraulik umgestellt und überraschte in diesem Jahr die Welt mit der
berühmten Heckflosse. Die Vorbereitungen für die Revolution in
der Fahr- und Verkehrssicherheit fanden gleichzeitig in aller Stille statt:
Das Anti-Blockier-System nahm als Skizze schemenhafte Gestalt an - die
Anregung der Versuchsfahrer trug erste Früchte. |
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Idee - dann
Planung und Tests
Ein Anti-Blockier-System
gehörte schon lange zu den Wunschvorstellungen der Automobilkonstrukteure:
Die Fachliteratur raunt vor über 70 Jahren davon, und 1928 erhält
der Deutsche Karl Wessel sogar ein Patent auf einen Bremskraftregler für
Automobile - vom Papier in Stahl umgesetzt wurde er allerdings nie. Jahre
später können dann doch Versuchsfahrer ausprobieren, was beim
beherzten Tritt aufs Bremspedal passiert, wenn ein Blockierregler eingebaut
ist. Viel Aufregendes haben sie allerdings nicht zu berichten. Das "Automobiltechnische
Handbuch" von 1941 notiert, daß "nur bescheidene Erfolge erzielt
worden sind." Aber die ersten Versuche klärten, woraus ABS bestehen
mußte. Notwendig waren Sensoren zur Messung der Raddrehung an jedem
Vorderrad, ein Steuergerät zum Registrieren und Vergleichen der Sensormessungen,
das unerlaubte Abweichungen bemerkt und korrigiert, indem es den Bremsdruck
an jedem Rad über ein Ventil individuell regelt. Die Umsetzung für
die Straße ließ sich aber wesentlich komplizierter an als zunächst
erwartet. Immer wieder brachen bei Versuchsfahrten Autos bei Vollbremsung
aus. Denn die zunächst rein mechanischen Meßwertaufnehmer waren
überfordert. Sie arbeiteten zwar 1952 zufriedenstellend im Anti-Skid-System
für Flugzeuge der britischen "Dunlop Rubber Co. Ltd." und 1954 im
"Knorr-Gleitschutz" für Züge. Im Auto wurde den mechanischen
Reibradsensoren aber viel mehr abverlangt: Drehverzögerungen und -beschleunigungen
zu registrieren, bei Kurvenfahrten und Bodenunebenheiten zuverlässig
zu arbeiten und auch bei starker Verschmutzung und hoher Temperaturbelastung
klaglos zu funktionieren. |
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Fortschritt
- durch Elektronik
Nicht nur bei
Mercedes-Benz arbeiteten Ingenieure an der Entwicklung eines Anti-Blockier-Systems.
Auch bei der TELDIX GmbH in Heidelberg brütete seit 1964 Heinz Leiber,
heute bei Mercedes-Benz Leiter des Centers Elektrik/Elektronik in der Pkw-Entwicklung,
über den Grundlagen des ABS. Die Ausfälle bei den mechanischen
Sensoren konnte er nicht abstellen, es mußte eine ganz neue Lösung
des Problems gesucht werden. Sie fand sich folgerichtig 1967 in neuen,
berührungsfreien Drehzahlgebern, die das Prinzip der Induktion nutzten.
Ihre Signale sollten eine Elektronik auswerten, die überdies Magnetventile
zur Regelung des Bremsdrucks mit elektrischen Impulsen ansteuern mußte.
Das erste erfolgversprechende Konzept. Was an Elektronik zur Verfügung
stand, läßt sich mit den heutigen hochintegrierten Schaltungen
allerdings nicht vergleichen, die mehrere Millionen Bauteile auf der Fläche
eines Daumennagels enthalten können. "Die Schaltungen mußten
mit einzeln Transistoren aufgebaut werden", erinnert sich Heinz Leiber.
"Integrierte Bauteile standen nicht zur Verfügung, außerdem
benutzten wir noch analoge Regeltechnik." Sie wirkt heute so antiquiert
wie ein Dampfradio neben einer modernen HiFi-Anlage. |
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Präsentation
- im Dezember 1970
Warum sich
die Mercedes-Ingenieure nach eigenen ersten Versuchen schließlich
ab 1964 zunächst zusammen mit der TELDIX GmbH in Heidelberg, später
mit der Robert Bosch GmbH und der WABCO Fahrzeugbremsen GmbH in Hannover
(für das Nutzfahrzeug- ABS) intensiv mit der Entwicklung eines Anti-Blockier-Systems
beschäftigten, erklärte das Vorstandsmitglied von Daimler-Benz,
Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Hans Scherenberg am 9. Dezember 1970, als er der
staunenden Öffentlichkeit das erste elektronisch geregelte ABS vorstellte.
"Es genügt nicht, eine hervorragende Bremse zu bauen. Der Fahrer muß
die Bremse auch richtig betätigen." Und das konnte nur ein Bremssystem
garantieren, das gravierende Fahrerfehler selbsttätig korrigiert.
"Vor allem Ungeübte sind gelegentlich überfordert," stellte Professor
Scherenberg zur ABS-Premiere fest. "Aber auch der besonnene Fahrer, der
seine Fahrweise so einrichtet, daß er nicht in gefährliche Grenzsituationen
hineinkommt, kann durch das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer völlig
unverschuldet zu einer Gewalt- oder Panikbremsung gezwungen werden. Durch
ungewolltes Blockieren der Räder verliert auch er dabei unter ungünstigen
Verhältnissen die Kontrolle über sein Fahrzeug." Aus dieser Erkenntnis
entwickelte sich schließlich der beeindruckende Siegeszug des ABS,
das heute serienmäßig in jeden Mercedes-Benz eingebaut wird. |
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Erprobung
- der Weg zur Serienreife
Immer wieder
fielen bei der Erprobung Bauteile aus, ergaben sich Unstimmigkeiten - aber
das Prinzip überzeugte. 1970 präsentierte Mercedes-Benz das erste
elektronisch geregelte Anti-Blockier-System für Pkw, Lkw und Omnibusse
auf der Versuchsbahn in Stuttgart-Untertürkheim der Presse. Es war
beeindruckend. "Ich konnte sogar in der Kurve bremsen, ohne daß etwas
passierte", begeisterte sich ein Pressevertreter über den harmlosen
Ausgang dieses Manövers, das damals absolut verpönt war und zu
recht als gefährlich galt. Ein Anfangserfolg. An Serienreife war aber
noch nicht zu denken. In der Praxis zeigten sich noch viele Probleme. Bei
der Wintererprobung 1972 fielen ein Drittel der elektronische Steuergeräte
wegen ihres komplizierten Aufbaus aus einzelnen Elektronikbauteilen aus.
Noch basierte die Elektronik auch auf der fehleranfälligen Analogtechnik
und kompliziert aufgebauten Schaltungen. Die ersten Mikroprozessoren gab
es 1970 zwar schon, aber sie waren nicht ABS-tauglich. So dauerte es noch
fünf Jahre, bis die Robert Bosch GmbH das erste volldigitale Steuergerät
zu Versuchszwecken in Untertürkheim ablieferte. Digital statt analog
bedeutet vor allem weniger Bauteile, und das Risiko einer Fehlfunktion
schrumpft gegen null. Die elektronischen Bauteile waren nun in der Lage,
Sensordaten in Millisekunden zu erfassen, zu vergleichen, zu bewerten und
Regelimpulse an die Magnetventile der Bremsen zu senden. |
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1978 - weltweit
das erste ABS
Von den ersten
Gedanken bis zur Tat ist es oft ein weiter Weg. Schließlich konnte
Mercedes-Benz 1978 aber als weltweit erster Automobilhersteller das Anti-Blockier-System
anbieten. Zunächst in der S-Klasse zum Aufpreis von 2217,60 Mark.
1984 gehörte ABS erstmals bei Mercedes-Benz zur Serienausstattung:
Im 190 E 2.3-16 und in den Modellen der S- und SL- Klasse wurde dafür
kein Aufpreis mehr berechnet. Zehn Jahre nach der Ersteinführung waren
bereits eine Million Mercedes-Personenwagen mit ABS auf der Straße.
Zum letzten Mal verzeichnete eine Preisliste das ABS am 3. Juni 1991 als
Sonderausstattung - für 1521,90 Mark. Seit dem 1. Oktober 1992 gibt
es das Anti-Blockier-System bei allen Mercedes-Personenwagen serienmäßig. |
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Weiterentwicklungen
- Basis liefert das ABS
Die Entwicklung
geht weiter. Wer die Historie verfolgt, zählt beim ABS heute bereits
die fünfte Generation. Moderne Systeme sind nicht nur leichter und
kompakter, sondern auch kostengünstiger als ihre Vorgänger. Die
Fertigung kostet nur noch etwa ein Drittel so viel wie damals, Gewicht
und Volumen wurden jeweils um rund 40 Prozent reduziert, und die Zahl der
notwendigen Bauelemente ist von etwa 150 auf nur noch 55 zurückgegangen.
Kostengünstiger, kleiner und leichter - und dennoch leistungsfähiger.
Die Karriere des ABS beschränkt sich nicht darauf, Bremsblockieren
zu verhindern. Längst nutzen Konstrukteure die Radsensoren und Magnetventile
des ABS als technische Basis für noch raffiniertere elektronische
Sicherheitssysteme. Dazu zählen vor allem:
- Electronic
Traction System (ETS)
- Antriebsschlupf-Regelung
(ASR)
- Electronic
Stability Program (ESP)
- Bremsassistent
Die Daten der
Radsensoren des ABS sind allerdings auch für Bauteile und Funktionen
verwendbar, bei denen auf den ersten Blick niemand einen Zusammenhang vermutet.
Zum Beispiel für das neue elektronisch gesteuerte Automatik-Getriebe,
das sich den Fahrerwünschen anpaßt, oder das Auto-Pilot-System
(APS). Sogar Reiserechner, Motor- und Scheibenwischersteuerung greifen
darauf zu - alles, was geschwindigkeitsabhängig gesteuert wird. Weiterreichende
Erwartungen in die Zukunft sind erlaubt: Sicher zieht noch mehr Elektronik
ins Fahrwerk ein, beispielsweise zur individuellen Dämpfungs- und
Federungseinstellung. Und immer ist der Bezug zum ABS vorhanden. |
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Einsatzgebiete
- Pkw, Bus und auch beim Rennen
Mercedes-Benz
hat als weltweit größter Nutzfahrzeughersteller auch dort die
Vorreiterrolle bei ABS übernommen. So wurde 1981 das weltweit erste
ABS für LKW mit Druckluftbremsen in die Produktpallette aufgenommen.
Seit 1987 sind alle Reisebusse und seit 1991 auch alle Lastkraftwagen über
16 Tonnen mit ABS ausgerüstet. Auch die Allradmodelle der G-Klasse
kommen in den Genuß von ABS - selbstverständlich speziell für
den Geländewageneinsatz ausgelegt. Es schaltet automatisch ab, wenn
eine der drei Differentialsperren eingeschaltet wird, und es kann manuell
stillgelegt werden - vorteilhaft im Geländebetrieb. Falls es nicht
immer geradeaus oder im Oval ringsherum geht, beweist ABS sogar beim Renneinsatz
Qualitäten.
Auf der Rennstrecke
ist dies gleichzusetzen mit schnelleren Rundenzeiten. Reinhold Asch, Mercedespilot
bei der DTM 1990, konstatierte bereits nach wenigen Runden mit dem neuen
Mercedes-Benz 190 E 2.5-16 Evolution, daß er "entscheidende Sekunden
auf der Bremse gewinnen kann", und siegte auf Anhieb beim Einladungsrennen
der Deutschen Tourenwagenmeisterschaft in Kyalami (Südafrika). Mit
ABS können die Piloten in die Kurven hineinbremsen und so einen Tick
später vom Gas gehen. Zudem werden die Reifen nicht so in Mitleidenschaft
gezogen wie bei blockierenden Rädern. Für den Renneinsatz mußte
allerdings ein spezielles Renn-ABS entwickelt werden, das sich vor allem
durch Magnetventile mit größerem Querschnitt zum schnelleren
Aufbau des Bremsdruckes von der "zivilen" Limousinenausführung unterscheidet.
Auch die Regelelektronik ist anders ausgelegt und durch Austausch des Elektronik-Chip
frei programmierbar - je nach Rennstrecke. "Mit ABS bin ich auf der Rennstrecke
einfach sicherer", urteilte einer der Mercedes-Piloten. |
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ABS
- Stationen der Entwicklung |
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Idee
- dann Planung und Tests |
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Fortschritt
- durch Elektronik |
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Präsentation
- im Dezember 1970 |
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Erprobung
- der Weg zur Serienreife |
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