Innovationen des Automobilbaus – Das ABS

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Die Automobilgeschichte ist voller Innovationen, kleineren oder bahnbrechenden: ABS und Windschott, Anschnallgurt und ESP, Airbag und ausfahrende Überrollbügel. Viele Neuerungen sind heute selbstverständlich und Pflicht in Neuwagen, in einer Serie stellt Classic Trader die wegweisenden Neuerungen des Automobilbaus vor.

Erfindungen entstehen manchmal ganz zufällig, meistens haben sie aber auch einen langen Weg hinter sich und lösen Probleme, die weit verbreitet sind und die bis dahin nicht lösbar waren. So wie eine Notbremsung auf glatter Strecke vor einem Hindernis. Bis 1978 gab es vereinfacht gesagt nur zwei Möglichkeiten: Voll in die Eisen mit maximalem Bremsdruck, dafür gab es den Verlust der Lenkkontrolle durch blockierende Räder. Ergebnis war, dass man geradeaus in Richtung des Hindernisses rutscht in der Hoffnung, noch rechtzeitig zum Stehen zu kommen. Die zweite Alternative ist, die Bremse zu lösen – auf Bremskraft also zu verzichten – dafür aber lenken zu können und versuchen, dem Hindernis auszuweichen. Bestenfalls kommt man herum und danach zum Stehen, je nach Geschwindigkeit ist man für eine Ausweichbewegung zu schnell und trifft durch Unter- oder Übersteuern doch auf das Hindernis oder fliegt ab, neben der Gefahr durch Lastwechselreaktionen des Autos.

Die Lösung liegt wie so oft in der Mitte, die Bremskraft so dosieren, dass man nicht viel Wirkung verliert, aber das permanente Blockieren der Räder verhindern, um die volle Kontrolle über das Lenkverhalten zu behalten. Die geübte Fahrerin oder der geübte Fahrer können gewiss selbst mit Intervallbremsungen einen ähnlichen Effekt erzielen, im Notfall sollte man sich aber nicht darauf verlassen, dass man im normalen Straßenverkehr sein eigenes Gehirn austrickst und den Fuß kurz von der Bremse nimmt, obwohl der Einschlag droht und alle Warnsignale im Kopf Vollbremsung schreien.

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Das ABS auf der Schiene und in der Luft

Bevor Mercedes-Benz und sein Entwicklungspartner Bosch die Weltneuheit Anti-Blockier-System (ABS) vom 22. bis 25. August 1978 auf der Einfahrbahn des Daimler-Benz Werks Untertürkheim präsentierten, war es aber ein langer Weg, der bis in die 1950er-Jahre zurückgeht und nicht nur die Ingenieure bei Daimler beschäftigte und sich nicht nur auf Autos beschränkte. Schon vor dem Auto-ABS gab es ähnliche Lösungen auf der Schiene und bei Flugzeugen. Bei Eisenbahnen wurde noch vor dem ABS ein Gleitschutz entwickelt. Dabei ging es vor allem um Materialschonung, weil Stahlräder auf Stahlschienen schnell blockieren und durch die Gleitreibung Flachstellen entstehen, die die Laufruhe und schlussendlich die Sicherheit beeinträchtigen. Durch einfache Fliehkraftregler löst sich die Bremse bei abrupter Drehzahländerung der Räder und ziehen wieder an, wenn sich die entsprechende Achse wieder bewegt.

Bei der Landung kommt auf die Räder von Flugzeugen große Bedeutung zu. Neben den Störklappen und bei entsprechenden Flugzeugtypen der Schubumkehr müssen die Reifen auf kürzester Strecke maximal verzögern und werden dabei natürlich extrem belastet. So verwundert es nicht, dass mit Dunlop ein Reifenhersteller bei der Entwicklung des Antiblockiersystems Maxaret beteiligt war. Primäres Ziel war, das Blockieren zu verhindern, um Bremsplatten und schlimmstenfalls Reifenplatzer zu vermeiden. Es war ein erfreuliches Nebenprodukt des Maxaret Anti-Skid, dass der Bremsweg verkürzt wurde. Bei den ersten Flugzeugen wirkte das „ABS“ rein mechanisch. Jedes gebremste Rad enthält eine Trommel mit einem über eine Drehfeder verbundenen Schwungrad. Beim Blockieren des Rades dreht sich das Schwungrad weiter und betätigt ein Ventil, das den hydraulischen Bremsdruck solange reduziert, bis sich das Rad wieder dreht.

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Das ABS auf dem Weg vom Flugzeug ins Auto

Auch wenn die Anforderungen für Autos etwas andere sind, findet sich das Dunlop-Maxaret 1966 erstmal auf der Straße in einem Jensen FF wieder. 1969 folgt Ford, die den Lincoln Continental Mark III und den Ford Thunderbird mit einem auf die Hinterachse wirkenden Sure-Track-Brake-System ausstatten. Später folgten der Nissan President und der Chrysler Imperial mit ähnlichen Systemen. Im selben Jahr präsentiert die amerikanische Firma ITT Automotive auf der Internationalen Automobilausstellung in Frankfurt am Main ein elektronisch gesteuertes ABS.

Dass der große Durchbruch des ABS in Stuttgart bei Mercedes-Benz stattfand, lag in erster Linie an den fleißigen und cleveren schwäbischen Ingenieuren. Ein bisschen spielten die Umstände auch Daimler in die Karten. 1970 stand Citroën kurz vor der Markteinführung eines ABS, dass sie gemeinsam mit der Firma Teldix entwickelt hatten. Die französische Marke hatte aber mit argen finanziellen Schwierigkeiten zu kämpfen, zudem mit der ersten Ölkrise, und konnten das Projekt nicht zu Ende bringen.

Teldix, die später von Bosch übernommen werden sollten, waren aber seit Anfange der 60er-Jahre auch mit anderen Herstellern am tüfteln. Ab 1966 kooperieren die beiden Unternehmen, nach vier Jahren enger Entwicklung präsentiert Hans Scherenberg, Entwicklungschef von Daimler-Benz, das analog-elektronische „Mercedes-Benz/Teldix Anti-Bloc-System“ den Medien auf der Einfahrbahn in Untertürkheim.

Vom ersten Wurf zum Großserien-ABS

Die Präsentation zeigt zweierlei: Zum einen stellen Daimler-Benz und Teldix unter Beweis, dass das ABS der ersten Generation funktioniert und einen Mehrwert für die Fahrzeugsicherheit bietet. Sie zeigt zum anderen aber auch, dass für die Umsetzung in der Großserie die analoge Elektronik an ihre Grenzen stößt. Die Entwickler von Mercedes-Benz und Teldix/Bosch erkannten, dass eine digitale Steuerung zuverlässiger, weniger komplex und zugleich viel leistungsfähiger als eine analoge Lösung ist.

Für Jürgen Paul, damals Leiter des ABS-Projekts bei Mercedes-Benz, war die Umstellung auf die digitale Mikroelektronik der Durchbruch in der ABS-Entwicklung. Seit seinem Einstieg bei Mercedes 1969 war Paul fast nur mit Bremssystemen und der Entwicklung des ABS betraut, angefangen als Sachbearbeiter für ABS-Sensoren bis schließlich zum Projektleiter. Nach ersten Versuchen beginnen der gebürtige Berliner und sein Team, sich komplett auf digitale Elektronik zu fokussieren. Erst die Erfindung integrierter Schaltkreise erlaubt es, robuste, kleine und leistungsstarke Computer zu bauen, die in Bruchteilen von Sekunden die Daten der Radsensoren in Beschleunigungsinformationen umrechnen. So können zuverlässig die Ventile zur Regulierung des Bremsdrucks angesteuert werden. Außerdem werden so mechanischen Drehmassen-Sensoren überflüssig, die Radbeschleunigung und -drehzahl wird nun rein elektronisch aus den Signalen der Drehzahlfühler errechnet. Abgesehen von der digitalen Steuerung bleibt der Grundgedanke im Kern derselbe, der Bremsdruck wird bei stark abfallenden Drehzahlen der Reifen hydraulisch gemindert. Nach Drehzahlerhöhung wird ebenfalls hydraulisch der Druck wieder erhöht, dieser Vorgang wiederholt sich etwa zehnmal innerhalb einer Sekunde. Den Schritt der Druckerhöhung durch Rückpumpen der Bremsflüssigkeit kann man als Fahrerin oder Fahrer als Vibration im Bremspedal wahrnehmen.

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Die Vorteile des Systems liegen auf der Hand: Fahrzeuge bleiben auch bei einer Vollbremsung lenkbar. Zudem weisen sie auf nasser oder glatter Straße ein besseres Bremsverhalten auf und erzielen teilweise kürzere Bremswege. Positiver Nebeneffekt ist außerdem die Schonung der Reifen, die nicht mehr durch blockierende Reifen abgenutzt werden. Lediglich in einem Fall kann sich das ABS nachteilig auf die Länge des Bremsweges auswirken. Wenn die Fahrbahnoberfläche aus losem Untergrund besteht, wie Sand, Schnee oder Schotter, bildet sich bei blockierenden Rädern ein Keil vor den Rädern. Dieser Keil kann durchaus zur Verkürzung des Bremsweges führen und fällt beim ABS entsprechend weg. In Summe stelle das ABS aber fraglos einen großen Mehrwert für die Verkehrssicherheit dar.

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Das ABS als Ausgangspunkt für zahlreiche weitere Innovationen

Ab 1978 ist somit das digital gesteuerte Anti-Blockier-System in den Mercedes-Benz S-Klasse-Modellen der Baureihe W 116 als Sonderausstattung zu einem Preis von 2.217,60 DM bestellbar. Der Name ABS wurde damals gleich von Bosch rechtlich geschützt, sodass andere Hersteller auf andere teils sperrige Begriffe wir Automatischer Blockierverhinderer zurückgegriffen haben. Nach Mercedes zog auch BMW beim 7er E 23 nach, bei Volkswagen dauerte es bis 1987, bis man auch in Golf, Passat und Transporter gegen Aufpreise im niedrigen bis mittleren vierstelligen Bereich ABS ordern konnte.

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Was das ABS für die Entwicklung des Automobils bedeutet, kann man erahnen, wenn man sich den Fortgang des Systems und heutige Fahrzeuge ansieht. Seit Ende 1984 gehört ABS bei Mercedes-Benz Pkw erstmals zur Serienausstattung – zunächst beim 190 E 2.3-16 und den Achtzylindermodellen. 1985 ist auch der Ford Scorpio serienmäßig mit ABS ausgestattet. Bis 2003 sind etwa 90 Prozent der zugelassenen Fahrzeuge mit dem Anti-Blockier-System versehen, seit 2004 existiert eine freiwillige Vereinbarung Europäischer und Japanischer Hersteller, Neufahrzeuge nur noch mit ABS auszuliefern.

Die Entwicklung der ABS durch Mercedes-Benz und Bosch ist aber nicht nur eine singuläre Erscheinung und ein abgeschlossenes Projekt. Zahlreiche Sicherheitssysteme wie die Antriebs-Schlupf-Regelung ASR (1985), das Elektronische Stabilitäts-Programm ESP (1995), der Bremsassistent BAS (1996) und der Abstandsregeltempomat DISTRONIC (1998) greifen unter anderem auf die Sensoren des ABS zu und nutzen dessen Wirkung. Daher kann man beim ABS durchaus von einer wegweisenden Innovation sprechen, die die Entwickler von Bosch und Mercedes-Benz 1978 auf den Markt brachten und seitdem einen großen Beitrag zur Verkehrssicherheit leistet.


Fotos Hans-Dieter Seufert / Daimler AG

Autor: Paolo Ollig

Paolo Ollig schreibt als Chefredakteur regelmäßig über alle Raritäten und Meilensteine der Automobil- und Motorrad-Geschichte. Traum-Klassiker: Lamborghini Countach und Mercedes-Benz 300 SL Roadster. Eigener Klassiker: Mercedes-Benz 230 CE (W123) von 1981.