Fahrzeugsicherheit gestern, heute und morgen

Entwicklungen der Unfallstatistiken

Entsprechend des wachsenden Verkehrs sind auch die Unfallzahlen lange Zeit gestiegen. Die häufigsten Unfallursachen sind neben Unachtsamkeit oder Ablenkung am Steuer vor allem überhöhte Geschwindigkeit, riskante Manöver und die Missachtung von Verkehrsregeln. Auch technische Defekte sind ein Grund.

Durch die konsequente Aufrüstung der Fahrzeuge mit entsprechender Sicherheitstechnik haben sich die Unfallzahlen in Deutschland seit etwa 1970 trotz des weiter steigenden Verkehrs rückläufig entwickelt. Daneben zeigten auch neue Regelungen und Vorschriften nach und nach ihre Wirkung. Vor allem die Einführung des Tempolimits auf Landstraßen und die Gurtpflicht waren dabei wichtige Meilensteine.

Die Europäische Union hat sich das ehrgeizige Ziel gesetzt, die Zahl der Verkehrstoten von 2010 bis 2020 um die Hälfte zu reduzieren. Die Entwicklungen unterscheiden sich dabei in den einzelnen Ländern zum Teil stark. Während in Litauen ein Rückgang um 22 Prozent (2015/16) zu verzeichnen war, sank die Zahl im selben Zeitraum lediglich um sieben Prozent.

Aufgrund dieses noch zu langsamen Rückgangs ist das Erreichen des Ziels bis 2020 nur schwer möglich. Die EU setzt deshalb vor allem auf den verstärkten Einsatz verschiedener Fahrerassistenzsysteme.

Gesetzliche Mindeststandards

Seit dem Jahr 1951 ist eine regelmäßige Tauglichkeitsprüfung für Kraftfahrzeuge in Deutschland vorgeschrieben. Im Rahmen der Hauptuntersuchung werden die verschiedensten Punkte zur Verkehrssicherheit eines Fahrzeugs untersucht und bewertet. Auf diese Weise sollen Unfälle durch technische Mängel und Defekte möglichst vermieden werden.

Hierzulande übernehmen verschiedene zertifizierte Prüforganisationen wie DEKRA (Deutscher Kraftfahrzeug-Überwachungs-Verein), KÜS (Kraftfahrzeug-Überwachungsorganisation freiberuflicher Kfz-Sachverständiger) oder TÜV (Technischer Überwachungsverein) diese Aufgabe im Auftrag der staatlichen Behörden.

Unterschiedliche Fahrzeugtypen unterliegen hierbei zum Teil abweichenden Vorschriften oder Prüfzyklen. So müssen Omnibusse, LKW (über 3,5 Tonnen zul. Gesamtgewicht) oder Taxis und Mietfahrzeuge jedes Jahr geprüft werden, normale PKW oder Motorräder hingegen nur alle zwei Jahre.

Eine weitere Besonderheit ist das Zulassungsgutachten bei einem Oldtimer. Hierunter fallen Fahrzeuge ab einem bestimmten Alter – ausschlaggebend ist das jeweilige Datum der Erstzulassung. Für die Zulassung stehen zwei verschiedene Kennzeichen zur Auswahl, die jeweils mit speziellen Auflagen verbunden sind. Bezüglich der Sicherheitsausstattung lautet die gesetzliche Vorgabe bei der Prüfung: „ohne erkennbare technische Mängel im sinne der StVZO unter Berücksichtigung des damaligen Standes der Technik und Vorschriftenlage“.

Oldtimer verfügen über eine geringer ausgeprägte Sicherheitstechnik als moderne Fahrzeuge. Teilweise sind sie etwa noch nicht mit Sicherheitsgurten ausgestattet. Dennoch müssen die KFZ bestimmte Mindeststandards bezüglich der Sicherheit erfüllen. So ist bei der Zulassung ebenfalls der Nachweis der HU notwendig.

Aktive und passive Sicherheitstechnik

Bei der Sicherheitstechnik in Fahrzeugen wird zwischen aktiver und passiver Sicherheit unterschieden:

Um die Wirkung der einzelnen technischen Möglichkeiten und die Sicherheit bei Unfällen zu überprüfen, werden ebenfalls zwei verschiedene Methoden eingesetzt:

1996 wurde die Testgesellschaft Euro NCAP (European New Car Assessment Programme) vom britischen Verkehrsministerium gegründet und es schlossen sich schnell weitere europäische Organisationen an. Die zunehmende Veröffentlichung von Ergebnissen aus den Crashtests zur Information der Verbraucher hat dazu geführt, dass die Fahrzeugsicherheit stärker in den Fokus bei der Entwicklung neuer KFZ gelangte. Jedes Jahr gibt es Neuerungen bei der Bewertung, so dass die Ergebnisse nur innerhalb eines Jahrgangs wirklich vergleichbar sind.

Entwicklung der Sicherheitstechnik

Im Laufe der Jahre ist die Sicherheitstechnik bei den Fahrzeugen kontinuierlich verbessert worden. Neue technische Entwicklungen in den verschiedensten Bereichen haben dazu beigetragen, sowohl die aktive als auch die passive Sicherheit zu steigern.

Reifentechnik gestern und heute

Das Motordreirad von Carl Benz hatte große Speichenräder mit dünnen Vollgummireifen, ähnlich den Rädern einer Kutsche. Entsprechend holprig war die Fahrt damit auf unebenem Untergrund. 1896 kam das erste kommerziell hergestellte Fahrzeug mit Luftreifen auf den Markt – zunächst vor allem eine enorme Verbesserung des Komforts.

Anfang des 19. Jahrhunderts wurden dann die ersten profilierten Reifen eingesetzt, die eine bessere Bodenhaftung boten. Neuartige Konstruktionen (Gürtelreifen, Runflat-Reifen, Ultrahochleistungsreifen) seit etwa den 50er Jahren haben dazu beigetragen, die Sicherheit kontinuierlich zu verbessern. Auch Veränderungen bei der Zusammensetzung der Gummimischung oder der Gestaltung des Reifenprofils zeigten positive Auswirkungen auf die Fahrstabilität.

Scheibenwischer

Bereits 1903 wurde in Amerika das erste Patent für einen Scheibenwischer genehmigt, 1905 folgte ein deutsches Patent. So konnte einer der wichtigsten Sicherheitsaspekte bei einer geschlossenen Karosserie gewährleistet werden: die störungsfreie Sicht auf die Fahrbahn.

Die Firma Bosch war schließlich der erste Hersteller, der einen motorgetriebenen Scheibenwischer entwickelt hatte (1926).

Entwicklung der Bremstechnik

Die bisherigen Felgenbremsen oder Bremsklötze, die auf die Reifenfläche drückten erwiesen sich für die höheren Geschwindigkeiten der ersten Motorfahrzeuge als unzureichend. Die erste Trommelbremse wurde um die Jahrhundertwende (1900) entwickelt. Zur leben Zeit entstand auch die Technik der Scheibenbremsen. Beide Systeme waren deutlich effektiver und wurden

1924 wurde mit dem Horch 10 das erste Fahrzeug mit einer Vierradbremse auf den Markt gebracht/entwickelt. Dies ist schnell zum grundlegenden Standard geworden.

PKW sind heute überwiegend mit Scheibenbremsen ausgestattet, da sie sich als äußerst effizient erwiesen haben. Wichtig ist dabei allerdings eine ausreichende Kühlung, da beim Bremsen hohe Temperaturen entstehen. Die Trommelbremsen werden jedoch immer noch vor allem in LKWs oder schweren Anhängern eingesetzt, da hier im Verhältnis des größeren Gewichts der Fahrzeuge weniger Bremsenergie aufgewendet werden muss.

Unterschiede gibt es auch beim Aufbau der Bremsanlage selbst:

Verbesserungen bei der Karosserie

Der zunächst offene Aufbau bei den motorisierten Fahrzeugen wurde ab den 1920er Jahren zunehmend von geschlossenen Konstruktionen abgelöst. Zuerst wurde neben Metall auch Holz als Material eingesetzt.

Dabei entstanden verschiedene Systeme. Von Bodenplatten oder -rahmen, auf die die Karosserie aufgebaut wird über Gitterrahmen und den sogenannten Space Frame von AUDI bis hin zur selbsttragenden Karosserie (Monocoque) finden diese je nach Fahrzeugtyp bis heute Anwendung.

In der Nachkriegszeit wurden die Karosserien zunehmend von den Autobauern selbst produziert und das Prinzip der selbsttragenden Karosserie setzte sich bei PKWs nach und nach durch. Fahrgestell und Karosserie bilden eine Einheit und die Gesamtstruktur bietet eine große Stabilität gegenüber verschiedener Belastungen (Schub- oder Torsionsbelastung).

Im Jahr 1959 ist erstmals eine Karosserie mit Knautschzone eingesetzt worden – beim Mercedes Benz W 111. Sie sorgte dafür, dass Aufprallenergie bei einem Unfall zunächst zum Teil von der Karosserie aufgefangen wird und so weniger starke Kräfte auf die Insassen einwirken.

Heute hat die Knautschzone bei einem Fahrzeug unterschiedliche Aufgaben. Zunächst sorgen etwa die Stoßstangen dafür, dass bei sehr kleinen Kollisionen die Energie absorbiert werden kann und weitere Fahrzeugteile von einer Beschädigung verschont bleiben. Darüber hinaus ist vor allem der vordere Teil des Fahrzeugs so konzipiert, dass bei mittleren Geschwindigkeiten die Aufprallenergie abgemildert wird und der Fond des Wagens möglichst intakt bleibt. Vor allem letzterer ist besonders stabil konzipiert um das Verletzungsrisiko zu minimieren.

Entwicklungen bei der Lichttechnik

1905 wurden zur Fahrzeugbeleuchtung erstmals Gaskarbid-Leuchten eingesetzt, das allerdings ein sehr grelles Licht erzeugte. Es dauerte bis 1913, bis das erste Beleuchtungssystem für Fahrzeuge entwickelt werden konnte. So wurden nicht nur Nachtfahrten überhaupt erst möglich, auch die Sicherheit – nicht zuletzt durch die bessere Sichtbarkeit – konnte so erhöht werden.

Neben dem Aufkommen neuer Glühbirnentechniken wurde vor allem an den Scheinwerferkonstruktionen gearbeitet um das Licht sinnvoll lenken zu können. 1924 wurde ein Scheinwerfer vorgestellt, der gleichzeitig Fern- und Abblendlicht ermöglichen konnte. Durch spätere Entwicklungen konnte der Lichtkegel noch besser kontrolliert oder die Leuchtweite reguliert werden.

Kurz vor der Jahrtausendwende brachte die Xenontechnik neues Licht in die Fahrzeugbeleuchtung. Sie erreichen bei weniger Energiebedarf eine größere Helligkeit. Heute werden zunehmend LEDs in Fahrzeugen eingesetzt. Auch sie können durch Bündelung ein ausreichend helles Licht erzeugen.

Unter dem Begriff Fahrtrichtungsanzeiger wird die Blinktechnik eines Fahrzeugs zusammengefasst. Nach den ersten mechanischen „Winkern“ wurde von der Firma Bosch 1925 der erste elektrische und beleuchtete Fahrtrichtungsanzeiger vorgestellt. Nach und nach entwickelten sich daraus die heute üblichen Blinker.

Sie sind in Deutschland seit 1963 bei Fahrzeugen ab einer bestimmten Größe vorgeschrieben. Zehn Jahre später wurde die Warnblinkanlage als Warnsignal Pflicht. Die Blinktechnologie hilft vor allem dabei, Unfallursachen durch falsches Einschätzen des Verkehrs zu verhindern.

Sicherheitsgurte und Airbags

1959 war das Geburtsjahr des Dreipunktgurtes. Es dauerte jedoch noch einige Jahre, bis dieser Schutz im großen Maßstab Anwendung fand. Erst 1974 wurde es Pflicht, Sicherheitsgurte in Neuwagen einzubauen. Nochmals zehn Jahre später ist in Deutschland erstmals ein Bußgeld für das Fahren ohne Sicherheitsgurt eingeführt worden, was schließlich die Anschnallquote stark erhöhte. 1995 sorgte die Erfindung des Gurtstraffers nochmals für eine entscheidende Verbesserung der Wirkungsweise des Gurtes.

Der Schwede Nils Ivar Bohlin, ursprünglich Luftfahrtingenieur, hatte das Prinzip des Dreipunktgurtes vom Einsatz in Flugzeugen für Volvo auf Autos übertragen. Kaum eine Sicherheitstechnik hat seitdem so viele Menschenleben gerettet wie diese Erfindung.

Knapp zehn Jahre nach dem Dreipunktgurt wurde der moderne Airbag erfunden (1968). Zunächst war er für den Einbau in die Lenksäule konzipiert worden, um den Aufprall des Fahrers bei einer Kollision abzumildern. Später wurde das erfolgreiche Konzept auf andere Bereiche des Fahrzeugs ausgedehnt. Beifahrer, Seiten- und Knieairbags sollten so weitere Personen und Körperzonen abschirmen.

Um nicht nur die Insassen bei einem Unfall zu schützen, wurde die Entwicklung von Fußgängerairbags vorangetrieben. Vor allem Volvo tat sich auf diesem Gebiet hervor. Der Volvo V40, seit 2012 auf dem Markt, ist bislang jedoch das einzige Fahrzeug mit einer entsprechenden Ausrüstung.

Elektronische Assistenzsysteme

Als erstes Assistenzsystem zählt definitiv das ABS (Antiblockiersystem). Die Funktionsweise wurde bereits zu Beginn des 19. Jahrhunderts patentiert. Zunächst als Bremskraftregler für Schienenfahrzeuge, später auch für KFZ. Erstmals wurde diese Technik 1966 in ein Auto eingebaut. Das heute eingesetzte elektronisch gesteuerte ABS kam 1978 von Bosch auf den Markt. Es sorgt dafür, dass ein Fahrzeug bei einer Vollbremsung weiterhin kontrolliert und der Bremsweg verkürzt werden kann.

1995 kam das elektronische Stabilitätsprogramm ESP hinzu. Auch hier sorgt das System für eine größere Stabilität des Fahrzeugs bei Bremsmanövern durch die gezielte Bremskraftverteilung auf einzelne Räder. Es ist in der EU seit 2014 für Neufahrzeuge Pflicht.

Für PKW, vor allem aber auch für LKW sind in den letzten Jahren zahlreiche weitere Assistenten hinzugekommen:

Untersuchungen zeigen, dass die Einführung der verschiedenen Assistenzsysteme sich bislang vorteilhaft auf die Entwicklung der Unfallstatistik ausgewirkt hat.

Sicherheitstechnik von morgen

Die Möglichkeiten, die Sicherheit durch Fahrerassistenzsysteme zu verbessern, werden immer umfangreicher. Durch die Überwachung des Verkehrsraumes rund um das Fahrzeug mit Hilfe verschiedenster Sensoren können sie dazu eingesetzt werden, Unfälle und Fahrfehler bei Übermüdung oder Unachtsamkeit zu verhindern. Je umfangreicher die Technik dabei wird, umso mehr nähert sich das Fahrzeug dem autonomen Fahren an.

Einsatz innovativer Materialien und Konstruktionsformen

Da immer mehr moderne Technik in den Fahrzeugen verbaut wird, sind sie in den letzten Jahren immer schwerer geworden. Um dem entgegenzuwirken, werden zunehmend innovative Materialien zur Konstruktion eingesetzt. Aluminium, Magnesium, aber auch Faserverbundwerkstoffe helfen dabei, das Gewicht zu reduzieren.

Je nach Einsatzzweck und Art des Bauteils, kann das bestmögliche Material gewählt werden und bei der Hybridbauweise zu einer Karosserie zusammengefügt werden. Der heute überwiegend übliche modulare Aufbau sorgt dafür, dass jedes Einzelteil durch seine spezifische Konstruktion ein Höchstmaß an Sicherheit bietet und zur Gesamtstabilität der Karosserie beiträgt.

Auch neuartige Materialien wie etwa ein spezielles Stahlgemisch, das vom Max‑Planck‑Institut entwickelt wurde, kann dazu beitragen, einerseits Gewicht einzusparen und gleichzeitig durch eine gewisse Elastizität Aufprallenergie zu absorbieren.

Sicherheit beim autonomen Fahren

Die fortschreitenden Entwicklungen auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz und erste Praxisprojekte erproben derzeit den Einsatz selbstfahrender Fahrzeuge im Straßenverkehr. Der technische Stand macht dies derzeit bereits möglich, allerdings stellen sich hier noch ganz andere Fragen.

In verschiedenen Notsituationen muss das Fahrzeugsystem gegebenenfalls Entscheidungen treffen, die das Leben von Menschen betreffen. Als Beispiel dient hier eine Situation, bei der sich das Fahrzeug auf zwei Personen zubewegt und durch ein Ausweichmanöver nur eine davon gerettet werden könnte. Zur Berücksichtigung der verschiedensten Sicherheitsaspekte kommen dann noch ethische Kriterien hinzu, die sich bei der automatischen Steuerung der künstlichen Intelligenzen nur schwer umsetzen lassen.

Auch die Frage nach der Haftung bei einem einfachen Unfall ist noch nicht geklärt. Selbstlernende Systeme und immer ausgeklügeltere mathematische Berechnungsmodelle sollen hier für maximale Sicherheit sorgen. Bevor sich das autonome Fahren in den Alltag integrieren lässt, werden zuerst jedoch noch einige offene Fragen geklärt werden müssen. Auch ein ausreichender Schutz vor einem unerlaubten Eingreifen auf die Systeme von außen ist noch nicht ausgereift.