Automobil

 

Das Automobil oder kurz Auto (von griechisch αὐτό~, autó~ – selbst~ und Latein mobilis – beweglich, früher Motorwagen) ist ein selbstfahrendes Fahrzeug, das sich unabhängig von Schienen und ohne den Einsatz von Zugtieren selbständig und aus eigenem Antrieb an Land fortbewegen kann. Die Definition schließt motorisierte Zweiräder mit ein. Im allgemeinen Sprachgebrauch steht das Wort meist für mehrspurige Fahrzeuge, welche sich auf Straßen fortbewegen. Oft ist auch nur der Pkw, nicht aber der per Definition auch zur Gruppe der Automobile gehörende Lkw gemeint.

Die motorisch bewegten Fahrzeuge haben gegenüber den von Zugtieren gezogenen zwei wesentliche Vorteile. Sie können erstens schneller und weiter fahren, zweitens größere und anhaltende Steigungen leichter bewältigen.

Im Jahr 1995 gab es weltweit etwa 500 Millionen Personenkraftwagen ^[1], 2002 waren es bereits 590 Millionen ^[2]. In Deutschland gab es 2002 etwa 53,3 Millionen Pkws, 2007 waren es rund 55,5 Millionen ^[3].

Dieser Artikel beschreibt die allgemeine Entwicklung des Autos; die Erläuterung des technischen Aufbaus erfolgt im Artikel Kraftfahrzeug.

Die Geschichte des Automobils

Altertum bis 18. Jahrhundert

Die technischen Entwicklungen, die zum heutigen Automobil führten, begannen um 4000 v. Chr., als das Rad unabhängig voneinander in mehreren Kulturen erfunden wurde. Um 400 v. Chr. bewegten Treträder per Muskelkraft hellenische Belagerungstürme. 308 v. Chr. transportierten Menschen im Innenraum den Wagen des Demetrios von Phaleron. 100 v. Chr. konstruierte der Grieche Heron von Alexandria eine Art „Dampfmaschine“. Im Römischen Reich wurden um 200 n. Chr. Wagen benutzt, die die Muskelkraft von Sklaven im Inneren bewegen.

Roger Bacon, (* 1214) ein Mönch und Gelehrter, schrieb: "Eines Tages wird man Karren zu bauen vermögen, die sich bewegen und in Bewegung bleiben, ohne geschoben oder irgendeinem Tier gezogen zu werden." ^[4]

Erst ab 1447 tauchen in Deutschland „Muskelkraftwagen“ auf. Leonardo da Vinci zeichnete 1490 eine Art selbstfahrenden Panzerwagen. Der niederländische Mathematiker Simon Stevin baute 1600 einen brauchbaren Segelwagen, der mit Windenergie 30 Personen transportieren konnte. Von 1650 bis 1660 verkaufte Johann Hautsch (Deutscher) mechanische, durch Muskelkraft angetriebene Prunkwagen.

1674 konstruierte der niederländische Physiker Christiaan Huygens (1629–1695) eine Kolbenmaschine mit Pulverantrieb. Er gilt damit als Pionier des Verbrennungsmotors und Erfinder des Kolbenmotors, nach dessen Schema auch die meisten heutigen Motoren arbeiten. Es handelte sich um einen Explosionsmotor, bei dem Schießpulver als Brennstoff eingesetzt wurde.

1678 baute der belgische Jesuitenpater Ferdinand Verbiest am chinesischen Hof das Modell eines dreirädrigen Dampfwagens. Allerdings blieb es beim Modell.

Der englische Physiker Isaac Newton legte 1680 das Konzept eines Dampfwagens vor und 1690 baute der Franzose Denis Papin eine Hochdruckdampfmaschine mit Kolben. Der Engländer Thomas Newcomen entwickelte diese Dampfmaschine 1712 weiter, indem er den Dampf bereits außerhalb des Zylinders erzeugt. 1768 nimmt der schottische Physiker James Watt weitere Veränderungen an der Dampfmaschine vor und gilt so als der Erfinder der direkt wirkenden Dampfmaschine. 1769 baute Nicolas Joseph Cugnot, ein französischer Militäringenieur, für die französische Armee einen dreirädrigen Dampfwagen mit Zweizylindermaschine zum Transport von Kanonen. Der war jedoch sehr störanfällig und wurde kaum benutzt. Der Dampfwagen fasste vier Passagiere und erreichte eine Geschwindigkeit von 9 km/h. Das Original befindet sich heute im Pariser Conservatoire National des Arts et Métiers. Die Französische Revolution verhinderte weitere Versuche.

Im 19. Jahrhundert

Im 19. Jahrhundert wurde eine Vielzahl an Dampfautomobilen gebaut. Zudem experimentierten Erfinder und Ingenieure in ganz Europa mit „Muskelkraftwagen“ und „Segelwagen“.

Der Engländer Richard Trevithick konstruierte 1801 erstmals einen Dampfwagen, der per Definition auch als „Automobil“ gelten darf. Ein Jahr später baute der Schweizer Isaac de Rivaz einen ersten Wagen mit Verbrennungsmotor (u. a. mit einem Wasserstoffgasmotor).

Bereits 1828 gab es in England einen mehr oder weniger regelmäßigen Pendeldienst mit einem Dampfbus zwischen London und Bath. Ab 1829 baute der Engländer Walter Hancock Dampfwagen für den privaten Gebrauch sowie etliche Dampfomnibusse. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entstand noch ein erfolgreicher Dampf-Lkw, der Sentinel.

Im Jahr 1839 wurde das erste Elektrofahrzeug von Robert Anderson in Aberdeen, Schottland, gebaut. Über zwanzig Jahre später, 1860, patentierte der Franzose Etienne Lenoir einen betriebsfähigen Gasmotor. Acht Jahre darauf konstruierten die beiden Franzosen Pierre Michaux und M. Perreaux das erste von einer Dampfmaschine angetriebene Fahrrad. Zu selben Zeit, wwischen 1862 und 1866 entwickelte der Deutsche Nikolaus August Otto den Viertaktmotor (Gasmotor), 1876 ließ er den Viertakt-Ottomotor patentieren, wobei dieses Patent 1886 wieder aufgehoben wurde. Zudem gründete er im Jahr 1864 die „Gasmotorenfabrik Deutz AG“.

1863 wurde die erste Gaskraftmaschine entwickelt. Sieben Jahre darauf unternahm der Deutsch-Österreicher Siegfried Marcus in Wien Fahrversuche mit einem direkt wirkenden, verdichtungslosen Zweitaktmotor, der auf einem einfachen Handwagen montiert wurde. 1876 folgte die Entwicklung eines Viertaktmotors mit Verdichtung eines Gas-Luftgemisches durch Nikolaus August Otto.

Im Ausgang des 19. Jahrhunderts

Die Entwicklung der heutigen Autos mit einem Verbrennungsmotor als Antrieb begann 1886 in Deutschland: Carl Benz erfand es am 3. Juli 1886 in Mannheim. Kurz danach folgten unabhängig davon in Cannstatt bei Stuttgart Gottlieb Daimler und Wilhelm Maybach sowie Siegfried Marcus in Wien.

Die erste Überlandfahrt unternahm Bertha Benz am 5. August 1888 von Mannheim nach Pforzheim. Ihr ging das Leichtbenzin aus, sie musste „tanken“. So wurde die Stadtapotheke von Wiesloch zur weltweit ersten „Tankstelle“.

Die meisten damals produzierten Fahrzeuge basierten auf der Grundkonstruktion des Mercedes-Simplex (1906 – siehe Foto oben, sog. Simplexkonstruktion). Sie besaßen einen Motor vorn, ein Getriebe und Antriebswellen zu den angetriebenen Rädern. Der Begriff „Simplex“ geht auf Kaiser Wilhelm II. zurück, der sich 1906 auf einer Automobilausstellung in Berlin den Startvorgang des Mercedes erklären ließ und den im Vergleich zum mühsamen Einspannen von Pferden in eine Kutsche nur rund zehnminütigen „Startvorgang“ als „Simplex“ bezeichnete.

„Benz & Co.“ reichten schon 1886 eine Patentschrift für ein dreirädriges „Fahrzeug mit Gasmotorenbetrieb“ ein. Der deutsche Erfinder Karl Benz fuhr damit öffentlich herum. 1894–1902 stellt er als erster ein Automobil in Serie her. Der Deutsche Gottlieb Daimler baute 1887 ebenfalls völlig unabhängig von Karl Benz Automobile und gründete die „Daimler-Motoren-Gesellschaft“. Der von ihm entwickelte Kutschenwagen erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 16 km/h und basierte eigentlich auf einer mit einem Motor umgebauten Droschke. Er arbeitete mit dem Motorenbauer Wilhelm Maybach zusammen und entwickelte so diverse Fahrzeuge.

Der in Wien lebende Deutsche Siegfried Marcus ließ unabhängig von Benz und Daimler in den Jahren 1888 und 1889 einen von einem Benzin-Viertaktmotor angetriebenen Wagen bauen, der die wesentlichsten Bestandteile eines modernen Automobils aufwies. 1888 baute Albert F. Hammel in Kopenhagen einen zweizylindrigen Motor Wagen.

Automobilfabriken entstanden um 1891 herum in Europa und in den USA, u. a. in Frankreich Peugeot. Daimler gründete Unternehmen in England und in Österreich. Im Jahr 1892 erhielt Rudolf Diesel ein Patent auf eine „Neue rationelle Wärmekraftmaschine“ und modifizierte damit den ursprünglichen Otto-Prozess, das Resultat war ein höherer Wirkungsgrad. 1897 konstruierte er den ersten Dieselmotor. Mit der Netphener Omnibusgesellschaft nahm 1895 der erste benzinbetriebene Omnibus der Welt seinen Betrieb auf.

Der erste dokumentierte Geschwindigkeitsrekord eines Automobils wurde drei Jahre darauf, 1898, vom Franzosen Gaston de Chasseloup-Laubat mit 63,14 km/h mit einem Elektroauto aufgestellt. Bis 1964 wurden Automobil-Geschwindigkeitsrekorde nur von Fahrzeugen anerkannt, die über die Räder angetrieben werden. Der österreichische Automobilhersteller Gräf & Stift stellte 1898 das erste Auto mit Frontantrieb her und erhielt dafür 1900 ein Patent. Ein Jahr später erreichte Camille Jenatzy mit dem Elektroauto „La Jamais Contente“ als Erster eine Geschwindigkeit von über 100 km/h.

Im 20. Jahrhundert

Am Ende des 19. Jahrhunderts konkurrierten die verschiedenen Antriebsarten für Automobile noch sehr stark miteinander, bevor sich der Hubkolbenmotor durchsetzen konnte. Dies belegen zum Beispiel die Produktionszahlen der amerikanischen Automobilfertigung aus dem Jahr 1900. Dort wurden insgesamt 4.192 Automobile von 75 Herstellern gefertigt, darunter 1.688 Dampfautomobile, 1.575 Elektrofahrzeuge sowie 929 Fahrzeuge mit Benzinmotor.

Das Benzinautomobil benötigte bis in die 1920er Jahre, um sich gegen andere Antriebsarten durchzusetzen, wie z.B. dem Petroleummotor und dem Spiritusmotor. Gründe waren u. a. der technische Fortschritt im Motorenbau und billiger Kraftstoff aus Erdöl mit einer viel höheren Energiedichte als elektrische Speicher sowie die hierin begründeten, auch heute noch gültigen Vorteile: eine große Reichweite und eine hohe mögliche Geschwindigkeit.

Das Prinzip des ersten Automobils ist bis heute erhalten geblieben. Mit der allgemeinen Akzeptanz und der Verbreitung von Automobilen im 20. Jahrhundert kamen viele technische Neuerungen hinzu.

1900 ließ sich Gräf & Stift in Wien den von ihr 1898 entwickelten Vorderradantrieb patentieren und baute zwei Prototypen. Ein Jahr darauf patentierte Frederick W. Lanchester die Scheibenbremse, das erste Serienfahrzeug mit Scheibenbremsen war 1955 der Citroën DS. Im Jahr 1903 wurde mit dem Spijker 60/80 HP der erste Sportwagen mit Allradantrieb gebaut. Im gleichen Jahr wurde Mary Anderson das erste Patent für einen Scheibenwischer erteilt.

1913 begann durch die Fließbandproduktion der Fahrzeuge bei Ford die Massenfertigung erschwinglicher Automobile. Im nächsten Jahr kam das erste hydraulische Bremssystem auf den Markt. Chassis und Karosserie werden 1918 aus Stahl gefertigt. Fünf Jahre später werden erste Lkw mit Dieselmotor gefertigt.

Im Jahr 1924 entstand mit dem Opel Laubfrosch entsteht das erste deutsche Auto am Fließband, damit startete die Fließbandproduktion in Deutschland elf Jahre nach der Einführung in den USA bei Ford. 1926 fusionierten die Firmen „Benz & Co.“ und „Daimler Motoren-Gesellschaft“ zur „Daimler Benz AG“. Fünf Jahre später wurde mit dem DKW F1 der Frontantrieb in die Serie eingeführt.

Der Drehkolbenmotor wurde 1933 entwickelt. Sieben Jahre darauf wurde das Automatikgetriebe eingeführt. Der Radialreifen (Gürtelreifen) kommt 1948 auf den Markt. Im folgenden Jahr fand die erste deutsche Automobil-Ausstellung nach dem Krieg in Berlin in den Messehallen am Funkturm statt. Die erste Benzindirekteinspritzanlage wurde 1952 eingesetzt (Mercedes 300 SL). Die Servolenkung ging im selben Jahr in Serie.

Seit 1957 konnten Beckengurte als Zusatzausrüstung „auf Wunsch“ eingebaut werden. Sechs Jahre darauf, 1963, wurde ein Auto mit Wankelmotor (Kreiskolbenmotor) gebaut. Im Jahr 1967 folgte die Entwicklung eines elektronischen Benzineinspritzsystems. Das erste in Großserie produzierte Straßenfahrzeug mit Allradantrieb, der Subaru Leone Station Wagon AWD, wurde 1972 vorgestellt. 1974 entwickelte General Motors Autokatalysatoren für Benzinmotoren, ein Jahr darauf kam das Antiblockiersystem (ABS) auf den Markt.

Die ersten Fahrzeuge mit Airbags wurden seit 1980 gebaut, vier Jahre darauf wurden erstmals Erdgasfahrzeuge in Serie gefertigt. Katalysatoren für Dieselmotoren wurden 1990 entwickelt, 1995 folgte die Einführung des Elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP). Im Jahr 1997 gingen Fahrzeuge mit Hybridantrieb (Elektro- und Verbrennungsmotor) in Serie.

Im 21. Jahrhundert

Verschiedene Entwicklungstendenzen lassen sich derzeit beobachten. So wird zum Beispiel die Integration der Informationselektronik verstärkt betrieben (Navigationssysteme, Unterhaltungsmedien für Mitfahrer, usw.). Hauptthema ist auch die weitere Verbrauchssenkung bzw. ein alternativer Antrieb. Die technischen Fortschritte auf dem Gebiet der Motorentechnik und des Leichtbaus werden jedoch zum Teil durch zusätzliche Komfort- und Sicherheitsausstattungen sowie stärkere Motorisierungen der Fahrzeuge wieder wett gemacht. Trotzdem sinkt der Flottenverbrauch weiter ab. 2003 wurde der Flottenverbrauch in Deutschland zu 7,35 l/100 km errechnet. Grund ist vor allem der große Anteil von neu zugelassenen Dieselfahrzeugen. Dies führte auch dazu, dass der Gesamtabsatz an Benzin und Dieselkraftstoff in Deutschland seit 1999 rückläufig ist.

Die wesentlichen Innovationsgebiete der Fahrzeugtechnik betreffen die Themenbereiche der Fahrerassistenzsysteme, Steer-by-Wire/Brake-by-Wire und des Antriebs durch Brennstoffzelle/Elektroantrieb/Hybridantrieb sowie der Erneuerbaren Energien. Weitere Entwicklungsfelder sind der Fußgängerschutz, die Verwendung wiederverwertbarer Rohstoffe sowie Führerlose Fahrsysteme.

Sicherheit

Nach Zahlen der WHO sterben 1,2 Millionen Menschen jährlich an den direkten Folgen von Verkehrsunfällen. Alle Maßnahmen zur Erhöhung der Verkehrssicherheit zusammen haben dazu beigetragen, dass sich die Zahl der bei einem Verkehrsunfall getöteten Personen (2004: etwa 5800, 1971: ca. 21.000) in Deutschland auf dem niedrigsten Stand seit Einführung der Statistik im Jahre 1953 bewegt, angesichts eines vielfach höheren Fahrzeugbestands und insgesamt gewachsener Fahrleistungen ein beachtlicher Erfolg.

Die Sicherheit von Insassen und potenziellen Unfallgegnern von Kraftfahrzeugen ist abhängig von organisatorischen und konstruktiven Maßnahmen sowie dem persönlichen Verhalten der Verkehrsteilnehmer.

Zu den organisatorischen Maßnahmen zählen zum Beispiel Verkehrslenkung (Straßenverkehrsordnung mit Verkehrsschildern oder etwas moderner durch Verkehrsleitsysteme), gesetzliche Regelungen (Gurtpflicht, Telefonierverbot), Verkehrsüberwachung und straßenbauliche Maßnahmen.

Die konstruktiven Sicherheitseinrichtungen moderner Automobile lassen sich grundsätzlich in zwei verschiedene Bereiche gliedern. Passive Sicherheitseinrichtungen sollen, wenn ein Unfall nicht zu vermeiden ist, die Folgen abmildern. Dazu zählen beispielsweise der Sicherheitsgurt, die Sicherheitskopfstütze, der Gurtstraffer, der Airbag, der Überrollbügel, deformierbare Lenkräder mit ausklinkbaren Lenksäulen, die Knautschzone, der Seitenaufprallschutz sowie konstruktive Maßnahmen zum Unfallgegnerschutz. Aktive Sicherheitseinrichtungen sollen einen Unfall verhindern oder in seiner Schwere herabsetzen. Beispiele hierfür sind das Antiblockiersystem ABS sowie das Elektronisches Stabilitätsprogramm ESP.

Zu den persönlichen Maßnahmen zählen Verhaltensweisen wie defensives Fahren, korrektes Einhalten der Verkehrsvorschriften oder Training der Fahrzeugbeherrschung, beispielsweise bei einem Fahrsicherheitstraining. Diese sowie die Verkehrserziehung speziell für Kinder helfen das persönliche Unfallrisiko zu vermindern.

Nach längerer freiwilliger Aktion, wurde „Licht am Tag" in Österreich am 15. November 2005 verpflichtend eingeführt und wurde 2007 auch per Strafe eingefordert. Zum 1.Januar 2008 wurde die Lichtpflicht allerdings wieder abgeschafft^[5]. Ziel dieser Kampagne war es, die menschlichen Sinneseindrücke auf die Gefahrenquellen zu fokussieren und damit die Zahl der Verkehrstoten zu verringern. Schätzungen des Bundesministeriums zufolge wurden jährlich 15 Verkehrstote weniger erwartet. Allerdings zeigte sich nicht der erwartete Effekt, da vermehrt die Aufmerksamkeit von unbeleuchteten Gefahrenquellen (Hindernisse oder andere Verkehrsteilnehmer z.B. Fußgänger) weg zu den bewegten und beleuchteten Fahrzeugen gelenkt wurde. Trotzdem wird auch in anderen Ländern z.B. Deutschland weiterhin eine solche Maßnahme in Erwägung gezogen.

Auswirkungen der Automobilisierung

Wirtschaft

Kaum ein anderes industrielles Massenprodukt hat den Alltag der Menschheit mehr verändert als das Automobil. Seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts hat es mehr als 2.500 Unternehmen gegeben, die Automobile produzierten. Viele Unternehmen, die im 19. Jahrhundert Eisenwaren oder Stahl produzierten, fingen Mitte des Jahrhunderts mit der Fertigung von Waffen oder Fahrrädern an und entwickelten so die Kenntnisse, die Jahrzehnte später im Automobilbau benötigt wurden.

Selbst heute gibt es noch viele kleine Betriebe im Bereich Automobilproduktion, die nur eine handvoll – zumeist exklusive – Fahrzeuge produzieren, beispielsweise die Unternehmen Stutz (USA) oder Morgan (GB).

Siehe auch: Autoindustrie

Mobilität

Kernpunkt der Bedeutung des Automobils ist die Mobilität, aber auch die Flexibilität. Bis in das 18. Jahrhundert gab es als Fortbewegungsmittel nur die Kutsche und das Pferd. Mit Erfindung der Eisenbahn konnte zwar die Geschwindigkeit gesteigert werden, aber man war an Fahrpläne und bestimmte Haltepunkte gebunden. Erst das Automobil ermöglichte die universelle und individuelle Fortbewegung sowie den flexiblen schnellen Transport von Gütern. Insgesamt waren zum 1. Januar 2004 49.648.043 Automobile in Deutschland zugelassen.

Im Vergleich mit Fußgängern und Fahrrädern, aber auch mit Bussen Bahnen hat das Auto einen wesentlich höheren Platzverbrauch. Im ländlichen Raum stellt dies meist kein Problem dar, in Ballungsgebieten führt dies jedoch zu Staus und Parkplatzmangel. Das Stadtzentrum verliert dadurch an Attraktivität für den Autoverkehr, der auf die „grüne Wiese“ ausweicht.

Der Güterverkehr auf der Straße ist ein elementarer Bestandteil der heutigen Wirtschaft. So erlaubt es die Flexibilität der Nutzfahrzeuge, leicht verderbliche Waren direkt zum Einzelhandel bzw. zum Endverbraucher zu bringen. Mobile Baumaschinen übernehmen heute einen großen Teil der Bauleistungen. Die Just-in-time-Produktion ermöglicht einen schnelleren Bauablauf. Beton wird in Betonwerken gemischt und anschließend mit Spezialfahrzeugen zur Baustelle gebracht, mobile Betonpumpen ersparen den Gerüst- oder Kranbau.

Kraftfahrzeugbestand in Deutschland

Kraftfahrzeugbestand in Deutschland	1.1.2007	1.1.2006	1.1.2005	1.1.2004	1.1.2003	1.1.2002	1.1.2001
Personenkraftwagen (PKW)	46.569.657	46.090.303	45.375.526	45.022.926	44.657.303	44.383.323	43.772.260
Krafträder, Quads etc.	3.969.103	3.902.512	3.827.899	3.744.971	3.656.873	3.557.360	3.410.480
Lastkraftwagen (LKW)	2.604.060	2.573.077	2.572.142	2.586.329	2.619.267	2.649.097	2.610.885
Zugmaschinen einschl. Sattelzüge	2.000.844	1.975.979	1.961.934	1.952.298