Hilfreiches Zubehör

1. Die Reifen

Reifen in allen möglichen Formen gibt es, seit es Wagen oder Schubkarren gibt. Sie schützen je nach Bauart das Rad oder dessen Felge vor Schäden aller Art, stabilisieren es und sind für die Bodenhaftung und die Fahreigenschaften auf dem jeweiligen Untergrund verantwortlich. Oft waren Räder nur mit einem Metallring beschlagen, wie heute noch bei einer Kutsche. Vollkautschukreifen waren die absolute Ausnahme, da Naturkautschuk erst durch die Erfindung der Vulkanisation durch Charles Goodyear (1800 - 1860) im Jahre 1844 (US 3633 A) technisch interessant wurde. Beides führte zu einer schlechten Stoßdämpfung und förderte nicht gerade den Fahrkomfort.

1.1 Der Luftreifen von Thomson und Dunlop

Im Jahre 1845 erfand der Schotte Robert William Thomson (1822 - 1873) daher einen vulkanisierten luftgefüllten Gummireifen, um diese Nachteile auszugleichen (GB 1845-10990). Der Leidensdruck war aber damals anscheinend noch nicht groß genug. Jedenfalls war dieser Erfindung kein kommerzieller Erfolg beschieden, und sie geriet in Vergessenheit.

Daher erfand sein Landsmann, der Tierarzt John Boyd Dunlop (1840 - 1921), diesen Reifen quasi ein zweites Mal (GB 1888-10607), erfuhr von seinem Vorgänger jedoch erst zwei Jahre nachdem ihm sein Patent gewährt wurde. Er gründete zur Vermarktung die heute noch nach ihm benannte Firma, konnte aber persönlich kein großes Kapital aus der Erfindung schlagen, auch wenn er weiter auf diesem Gebiet tätig blieb (z.B. DE 78 969 A und DE 84 074 A). Die Zeit für den Pneu war jedoch in jedem Falle reif, da zum einen Kautschuk in genügender Menge als Rohstoff zur Verfügung stand und einigermaßen erschwinglich war und zum anderen das Fahrrad, das Motorrad und das Automobil als willkommene Abnehmer zur Verfügung standen.

1.2 Der Diagonalreifen

Figur 14: Diagonalreifen gemäß DE 599 925 aus dem Jahre 1933.

Luftreifen allein besitzen jedoch bei größeren Geschwindigkeiten und rauer Fahrbahnoberfläche nur eine begrenzte Belastungsfähigkeit, so dass früh über Verstärkungen des Reifens nachgedacht wurde. Eine Entwicklungslinie brachte die Diagonalreifen hervor (z.B. DE 599 925 A, Figur 14), die sich dadurch auszeichnen, dass auf den Seiten und diagonal zur Lauffläche des Rades mehrere Karkassenlagen - die gleichzeitig den tragenden Unterbau des Reifens darstellen - kreuzweise übereinander gelegt werden.

1.3 Der Gürtelreifen / Radialreifen

Figur 15: Prinzip eines Radial-/Gürtelreifens nach FR 1 001 585 A.

Eine Weiterentwicklung bietet der so genannte "Radialreifen" oder Gürtelreifen, der 1946 von der Manufacture de Caoutchouc Michelin in Frankreich angemeldet wurde (FR 1 001 585 A, Figur 15). Dieser Reifen weist - wie der Name schon sagt - u.a. radial, also senkrecht zur Laufrichtung, eingearbeitete Karkassenlagen auf. Dies führt mit weiteren Verbesserungen zu optimierten Fahreigenschaften und einer geringeren Abnutzung dieses Reifentyps im Vergleich zum Diagonalreifen.

1.4 Fahren mit plattem Reifen

Figur 16: Sicherheitsreifen nach US 1 653 054 A mit unterstützender Fläche (12).

Nicht erst in den letzten Jahren gibt es Überlegungen, Reifen für Kraftfahrzeuge vorzusehen, die so genannte "Notlaufeigenschaften" aufweisen, d.h. im Falle einer Reifenpanne eine gewisse Zeit weitergefahren werden können. Die Montage eines Ersatzrades entfällt somit und der ansonsten dafür im Auto vorgesehene Stauraum kann anderweitig verwendet werden. Die auch "run (on) flat tyre" genannten Reifen sind in der Regel im Seitenbereich verstärkt und/oder Stützen auf der Felge verhindern, dass man bei einem platten Reifen auf dieser fährt. Aber auch dieses heute aktuelle Thema ist bereits recht alt, denn die wesentlichen Konstruktionsideen wurden bereits in den 1920er und 1930er Jahren entwickelt. Schöne Beispiele hierfür zeigen etwa US 1 653 054 A oder US 2 074 284 A (Figur 16).


Patentnummer	Jahr	Titel
US 3633 A	1844	Improvement in India-rubber fabrics
GB 1845-10990	1845	An improvement in tyres of wheels for bycicles, tricyles, or other road cars
GB 1888-10607	1888	Carriage wheels
DE 78 969 A	1893	Radkranz für aus zwei elastischen Bändern und dazwischen liegenden Gunmmiklötzen bestehende Reifen
DE 84 074 A	1894	Nicht ausdehnbare Schutzhülle für Luft-Radreifen
US 1 653 054 A	1926	Securing means for pneumatic tires
US 2 074 284 A	1932	Rim, wheel, and tire
DE 599 925 A	1933	Luftreifen mit einer verhaeltnismaessig schmalen, in der Querrichtung gewoelbten Laufflaeche
FR 1 001 585 A	1946	Perfectionnements aux bandages pneumatiques

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2. Der Scheibenwischer

2.1 Die Anfänge des Scheibenwischers

Figur 17: Aus US 743 801 A.

Auch wenn sicher nicht jedes Detail geklärt ist, so kann doch Mary Anderson (1866 - 1953) aus Alabama wohl für sich in Anspruch nehmen, den ersten radial schwingenden Scheibenwischer für ein Kraftfahrzeug erfunden zu haben. Bereits im Jahre 1903 wurde ihr unter US 743 801 A hierfür ein Patent erteilt.

Auch der deutsche Adel betätigte sich auf diesem Gebiet als Erfinder. So wurden dem Bruder Kaiser Wilhelms II., Prinz Heinrich von Preußen, 1908 (DE 204 343 A) und 1912 (DE 257 870 A) ebenfalls zwei Patente erteilt. Diese beschäftigten sich jedoch mit einem Scheibenwischer, der lediglich in der Vertikalen wischte. In beiden Fällen musste der Wischer mit der Hand betätigt werden.

Figur 18: Elektrischer Scheibenwischer aus DE 472 574 A.

Weiterentwicklungen in diesem Segment zeigen etwa die Patente der Firma Bosch DE 451 631 A (1926) und der elektrische Scheibenwischer aus dem Jahre 1929 (DE 472 574 A) oder die Patentschrift der Trico Products Corporation aus dem Jahre 1925, die ebenfalls einen automatisch angetriebenen Scheibenwischer beschreibt (GB 259 938 A).

2.2 Der Intervallscheibenwischer

Eine weitere wichtige Erfindung stellt in diesem Zusammenhang der Intervall-Scheibenwischer dar, der im Jahre 1964 zuerst in den USA für Robert W. Kearns (1927 - 2005) patentiert wurde (US 3 351 836 A) und nahezu in allen Automobilen unserer Zeit eingesetzt ist. Er bot seine Erfindung vielen US-Autofirmen an, wurde jedoch stets abgewiesen. Erstaunlicherweise bauten viele der Produzenten jedoch wenig später Intervallscheibenwischer in ihre Kraftfahrzeuge ein. Daraufhin verklagte Kearns sie und musste sich sein Recht auf geistiges Eigentum in einem jahrelangen Kampf durch die Instanzen - bis hin zum obersten Gerichtshof der USA - erstreiten.

2.3 Neuere Scheibenwischervarianten

Auch in der neuesten Zeit ergeben sich immer wieder innovative Ansätze für den Einsatz und Betrieb von Scheibenwischern. Als einige der bemerkenswertesten der jüngeren Vergangenheit seien die einarmigen Scheibenwischer erwähnt, die fast die gesamte Frontscheibe überstreichen. Konkret wird auf die DE 22 36 643 A der damaligen Daimler-Benz AG aus dem Jahr 1972 und die DE 25 16 831 A1 des deutschen Erfinders Klaus-Jürgen Bernau aus dem Jahr 1975 verwiesen.


Patentnummer	Jahr	Titel
US 743 801 A	1903	Window-cleaning device
DE 204 343 A	1908	Aus nach Art eines Freiträgers ausladenden Abstreichlineal bestehender Scheibenreiniger für die vordere Schutzscheibe von Kraftfahrzeugen
DE 257 870 A	1912	Scheibenreiniger, insbesondere für die Vorderschutzscheibe von Motorfahrzeugen
DE 451 631 A	1926	Scheibenwischer, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
GB 259 938 A	1926	Improvements in automatic windshield cleaners
DE 472 574 A	1927	Windschutzscheibenreiniger mit elektrischem Antrieb
US 3 351 836 A	1964	Windshield wiper system with intermittent operation
DE 22 36 643 A	1972	Scheibenwischeranlage für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE 25 16 831 A1	1975	Scheibenwischer

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3. Die Servolenkung

Mit zunehmender Größe und Schwere der Automobile - und breiteren Reifen - wird es auch schwieriger, diese zu lenken, da der Kraftaufwand hierfür steigt. Das Problem wurde bereits 1927 erkannt und Francis W. Davis aus Massachusetts schlug als Lösung eine hydraulische Unterstützung für den Lenkvorgang vor (US 1 874 248 A, Figur 19): Die Lenkung durch den Fahrer wird immer dann automatisch durch einen Hydraulik-Regelkreis direkt am unteren Ende der Lenksäule unterstützt, wenn der Aufwand dafür einen bestimmten Grenzwert übersteigt.

Figur 19: Servolenkung aus US 1 874 248 A.

Eine weitere frühe Entwicklung zum Thema Servolenkung geht auf Charles F. Hammond aus Detroit zurück, der u.a. das Patent CA 500 025 A sein Eigen nannte. In diesem Patent ist u.a. der Hydraulik-Regelkreis detaillierter beschrieben. Es bietet auch weitere technische Verbesserungen im Vergleich zu Davis' Patent. Insbesondere ist der mit dem regulären Kraftfahrzeugmotor gekoppelte Pumpenmotor für die Hydraulik beschrieben, der immer dann in Aktion tritt, wenn auch der Motor des Kraftfahrzeuges läuft und so den nötigen Druck in den Hydraulikleitungen aufbauen kann. Erst damit wird die Servolenkung auch einsatzbereit.

Die modernen Servolenkungssysteme stützen sich wie viele andere Einzelteile der Steuerung und Regelung in einem Automobil auf zusätzliche elektrische Komponenten. Beispielsweise wird die Pumpe für die Hydraulik durch einen Elektromotor angetrieben. Diese Servolenkungen werden dann als elektrohydraulisch bezeichnet.

Es existieren jedoch auch Servolenkungen, die ohne jegliche Hydraulik rein elektrisch funktionieren. Dies ist durch z.B. an der Lenksäule angebrachte Sensoren und deren rechnergestützte Echtzeit-Auswertung möglich, die dafür sorgt, dass über Elektromotoren entsprechende Unterstützungsmaßnahmen für den Lenkvorgang angewandt werden. Das Prinzip, Elektromotoren zur Unterstützung sehr kraftaufwändiger Maßnahmen im Kraftfahrzeugsektor einzusetzen, ist jedoch ebenfalls sehr lange bekannt, etwa aus der US 2 400 868 A aus dem Jahre 1944.


Patentnummer	Jahr	Titel
US 1 874 248 A	1927	Auxiliary power steering gear
US 2 400 868 A	1944	Electric power steering mechanism
CA 500 025 A	1950	Manual and power actuated steering gear

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4. Die Fahrzeugsitze

Figur 20: Gefederter Sitz aus der Patentschrift DE 352 698 A aus dem Jahre 1920.

Bestanden Fahrzeugsitze zunächst noch wie ein Kutschbock aus Holz, allenfalls mit einer gepolsterten Unterlage (z.B. CH 33 985 A), haben sie sich heute bis hin zu flexibel für die unterschiedlichsten Nutzer einstellbaren, ergonomischen Hochtechnologieprodukten mit Heizwendeln, Schweißabsorptionsfunktion und Massageelementen entwickelt.

Viele Erfindungen auf diesem Gebiet sind bereits in der Frühzeit des Automobils entstanden: Die Möglichkeit, den Sitz auf dem Chassis zu versetzen (z.B. CH 33 985 A, CH 133 976 A), diesen auf Federn zu lagern und zu polstern, um einen schlechten Fahrbahnzustand zu kompensieren (z.B. DE 352 698 A), die Umwandlung von Sitzen in eine Schlaffläche (z.B. DE 417 845 A) und eine Material sparende aber stabile Ausführung, um das Gewicht des Wagens nicht unnötig zu erhöhen (z.B. DE 486 810 A).

4.1 Komfort und Sicherheit

Figur 21: Moderne Kopfstütze an einem Fahrzeugsitz aus DE 10 2006 046 975 A1.

Der Fahrzeugsitz hat sich zu einem sensorbestückten, aber auch in der optischen Wirkung wichtigen, Multifunktionsmöbel gemausert: Zum einen umfasst er sicherheitsrelevante Bauteile zum Schutz des Fahrgasts, wie einen Sicherheitsgurt, Sitzbelegungssensoren, etc., zum anderen sorgt er für eine dem menschlichen Körper angenehme, den Bewegungsapparat schonende Umgebung.

Dies wird beispielsweise durch eine orthopädisch vorteilhafte und das subjektive Komfortgefühl unterstützende Sitzgestaltung erreicht, bei der nicht nur eine Polsterung mit intelligenten Werkstoffen zum Einsatz kommt. Auch die stetig verbesserte verstellbare Kopfstütze ist Teil dieses Konzeptes. Deren komplexe technische Entwicklung lässt sich aus den knapp 30 Jahre auseinander liegenden Offenlegungsschriften DE 28 11 991 A1 und DE 10 2006 046 975 A1 (Figur 21) entnehmen.

4.2 Design von Fahrzeugsitzen

Natürlich ist ein Sitz in einem für die Selbstdarstellung des Fahrers wichtigen Gefährt auch eine Spielwiese für Designer, Künstler und Stilströmungen aller Art.

Sieht man dem Fahrzeugsitz der Mücke-Melder-Werke aus dem Jahre 1930 noch die Beeinflussung durch die Künstler der Bauhaus-Ära wie z.B. Mart Stam an (frei schwingendes Sitzgestell DE 548 892 A), so verströmt der kantig wirkende Sitz für ein Einsatzfahrzeug der H.O. Bostrom Company, Inc. (USA) aus dem Jahre 2003 eher Science Fiction Charme oder die Assoziation mit einem Raumschiffcockpit (US 6 655 745 B2).


Patentnummer	Jahr	Titel
CH 33 985 A	1905	Mittelst Gelenkparallelogramms umstellbarer Automobilvordersitz
DE 352 698 A	1920	Aufhängevorrichtung für Sitze von Automobilen u. dgl.
DE 417 845 A	1925	In eine Lagerstaette umwandelbare Sitze fuer Kraftfahrzeuge
DE 486 810 A	1928	Sitz mit Rueckenlehne, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
CH 133 976 A	1929	Verschiebbarer Vordersitz bei Personenkraftwagen
DE 548 892 A	1930	Aus Rohr hergestelltes Sitzgestell, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE 28 11 991 A1	1978	Formteil mit einem aus Schaumstoff bestehenden Formkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
US 6 655 745 B2	2001	Emergency vehicle seat with integrated seat belt
DE 10 2006 046 975 A1	2006	Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz und Sitz, welcher eine solche Kopfstütze umfasst

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5. Scheinwerfer & Fahrtrichtungsanzeiger

Um sich oder andere nicht zu gefährden, ist es für jeden Verkehrsteilnehmer wichtig, gut zu sehen und gesehen zu werden. Genauso essentiell ist es, anderen anzuzeigen, wohin man fahren oder gehen möchte. Bereits um die vorletzte Jahrhundertwende versuchte man für ein Automobil, beide Aufgaben auf einmal zu lösen.

5.1 Winker, achsgebundene Lampen und Blinklicht

Figur 22: Fahrtrichtungsanzeiger/ Beleuchtungseinrichtung aus der DE 128 370 A.

In der Patentschrift US 624 689 A (1898) wird die Fahrtrichtung den übrigen Verkehrsteilnehmern einfach dadurch angezeigt, dass bei einer Lenkbewegung der Vorderachse über einen Zahnradmechanismus eine Lampe in die Richtung leuchtet, in die die Reise gehen soll. Die deutsche Patentschrift DE 128 370 A (1899) macht es sich noch leichter, bringt die Lampe (a) mit der Lenksäule des Autos direkt in Kontakt (d) und erzielt dadurch dasselbe Ergebnis (vgl. Figur 22). Der sinnvolle Nebeneffekt, dass man bei Dunkelheit in Kurven auch das Areal ausleuchtet, in das man fahren will, ist somit seit den Kindertagen des Automobils bekannt. Interessanterweise ist dies bei den wenigsten Scheinwerfern der heute gängigen Kraftfahrzeuge verwirklicht, obwohl die sicherheitsrelevanten Vorteile auf der Hand liegen.

Figur 23: Fahrtrichtungsanzeiger als per Hebel drehbare Vorsatzscheibe in einem Scheinwerfer (DE 406 484 B).

Betrachtet man nun das Angeben einer Fahrtrichtung am Auto unabhängig von einer Beleuchtungseinrichtung für die Fahrbahn, so haben sich über die Jahre die verschiedensten mechanischen und elektrisch betriebenen Anzeiger, auch "Winker" genannt, entwickelt. In den frühen 1920er Jahren erfand man aus der Fahrgastzelle ausklappbare Anzeiger in Form einer menschlichen Hand (z.B. DE 353 416 A), an Scharnieren ausfaltbare Signalscheiben (z.B. DE 367 674 A) und Winker, die nach Art der "Nürnberger Schere" mechanisch ausgefahren werden (z.B. DE 372 881 A, DE 395 747 A). Aber auch der Einsatz von Anzeigern auf oder in der Nähe der Radkästen ist bereits früh realisiert (z.B. elektromotorgetriebener Pfeilanzeiger DE 371 284 A) ebenso wie die Beleuchtung der Anzeigeeinrichtung (z.B. DE 418 902 A) oder deren Integration in eine Lichtquelle (z.B. US 1 209 987 A, DE 406 484 A (Figur 23)).

Das heute allseits bekannte Blinklicht an Fahrzeugen zur Anzeige der Fahrtrichtung ist erst Ende der 1940er Jahre als Alternative zu den mechanisch basierten Winkern entwickelt worden (z.B. US 2 580 014 A, DE 816 060 A, DE 828 204 A, DE 952 601 A).

5.2 Die Scheinwerferentwicklung an sich

Figur 24: Aufsatz-Scheinwerfer aus dem Jahre 1936 mit Einrichtungen für "großes Licht" und Abblendlicht in einem Gehäuse (DE 720 816 A).

Geht man nun zeitlich wieder zurück und betrachtet isoliert die Beleuchtung eines Fahrzeugs, so ergibt sich folgendes Bild. Anfangs war es üblich, zur Ausleuchtung des Fahrweges Karbidlampen einzusetzen, wie sie auch bei Kutschen oder der Eisenbahn verwendet wurden. Nach Erfindung der Glühbirne setze sich in den Kraftfahrzeugen aber schnell der elektrisch über einen Dynamo betriebene Scheinwerfer durch. Als ein frühes Beispiel eines elektrischen Autoscheinwerfers mag die DE 184 083 A aus dem Jahre 1906 dienen. Hier ist bereits ein Abblenden des Lichtes mittels einer Scheibe vorgesehen, die im Beleuchtungskörper vor die Lichtquelle geschwenkt wird.

Zwischen damals und heute liegen so wichtige Entwicklungen wie etwa die gleichzeitige Unterbringung von mehreren Lichtfunktionen in einem Scheinwerfergehäuse (Standlicht, Abblendlicht, etc.; z.B. DE 720 816 A, Figur 24), die Nutzung unterschiedlichster Leuchtmittel, wie von Halogenlampen, Xenon-Leuchten und Leuchtdioden (z.B. DE 100 09 782 A1), und die Konstruktion spezieller Reflektoranordnungen für das Lichtaustrittsfenster zur Optimierung der Abstrahlqualität im Straßenverkehr.

Figur 25: In die Karosserie integrierter Kraftfahrzeugscheinwerfer mit mehreren Lichteinheiten in einem gemeinsamen Gehäuse (aus AT 6998 U1).

Dies ist insofern von Bedeutung, da Scheinwerfer nun fast ausschließlich in die Karosserie der Automobile integriert sind und die durch das Design der Verkleidung notwendig gewordenen Anpassungen (wie etwa beim "bösen Blick") ausgeglichen werden müssen, ohne die Funktion des Scheinwerfers zu beeinträchtigen. Eine komplexe Scheinwerferausführung unserer Tage, die viele der o.g. Punkte aufgreift, ist z.B. der AT 6998 U1 zu entnehmen (Figur 25).


Patentnummer	Jahr	Titel
US 624 689 A	1898	Motor-vehicle
DE 128 370 A	1899	Fahrtrichtungsanzeiger für Motorfahrzeuge
DE 184 083 A	1906	Vom Sitz des Wagenführers aus zu bedienende Vorrichtug zum Abblenden des Lichtes bei Scheinwerfern für Fahrzeuge
US 1 209 987 A	1915	Automobile headlight
DE 371 284 A	1919	Fahrtrichtungsanzeiger, der durch einen vom Fuehrersitz aus gesteuerten Elektromotor bewegt wird
DE 353 416 A	1920	Optische Vorrichtung zum Anzeigen der Fahrtrichtung von Kraftfahrzeugen
DE 395 747 A	1921	Fuer Kraftfahrzeuge bestimmter Fahrtrichtungsanzeiger, der durch ein Gelenkgliedersystem nach Art der Nuernberger Schere
DE 367 674 A	1922	Fahrtrichtungsanzeiger, insbesondere fuer Automobile mit unterteilter Signalscheibe
DE 372 881 A	1922	Fahrtrichtungsanzeiger, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge mit einer faecherfoermig ausgebildeten Signalscheibe
DE 406 484 A	1924	Fahrtrichtungsanzeiger fuer Kraftwagen mit einer vor einer Lampe drehbar angeordneten, einen Signalpfeil o. dgl. enthaltenden
DE 720 816 A	1936	Elektrischer Scheinwerfer, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge, mit einer aus Kunstharzstoff gepressten durchsichtigen Scheibe
US 2 580 014 A	1949	Combined rearview mirror and direction indicating device
DE 828 204 A	1949	Kombinierte Fahrzeugbeleuchtung, insbesondere fuer Stopplicht, Schlusslicht und gegebenenfalls Blinklicht
DE 816 060 A	1950	Rueckblickspiegel fuer Aussenbefestigung
DE 952 601 A	1954	Beleuchtungsanlage zur Lieferung von Park- und Begrenzungslicht fuer Fahrzeuge
DE 100 09 782 A1	2000	Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge
AT 6998 U1	2003	Fahrzeugscheinwerfer

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