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100 Jahre Tacho: Vom Wirbelstrom-Gerät zum Head-up-Display

Das wichtigste Messinstrument im Fahrzeug feiert Geburtstag: Vor 100 Jahren wurde beim Kaiserlichen Patentamt in Berlin der Wirbelstrom-Tachometer patentiert. Mit der Erfindung des Ingenieurs Otto Schulze beginnt der Siegeszug der automobilen Messwerke. Getrieben vom wachsenden Informationsbedarf hinter dem Lenkrad und den Auflagen der Behörden entwickelt sich der Tachometer von der exklusiven Sonderausstattung zum Herzstück moderner Fahrerinformationssysteme. Siemens VDO präsentierte jetzt in Frankfurt eine Ausstellung zur Geschichte des Tachometers und zeichnete den Weg vom magnetischen über das elektrische hin zum elektronischen System nach.

Die ersten Entwürfe für ein Instrument zur Geschwindigkeitsmessung hat bereits das Universalgenie Leonardo da Vinci um etwa 1500 gezeichnet, doch wachsendes Interesse am Tempo der Fortbewegung gibt es erst ab etwa 1835 mit dem Aufkommen der Eisenbahn. Schon damals werden zahlreiche Tachometer entwickelt, die allerdings für den automobilen Einsatz weitgehend unbrauchbar sind. Erst dem Straßburger Erfinder Otto Schulze gelingt mit dem Wirbelstrom-Tachometer eine Konstruktion für Straßenfahrzeuge.

Dabei setzt Schulze auf eine flexible Welle, mit der die Drehzahl des Rades oder des Getriebes zum Tacho übertragen wird und dort einen Permanentmagneten in eine Rotationsbewegung versetzt. Über dem Magneten befindet sich - ohne direkte Berührung - eine ebenfalls drehbar gelagerte Metallscheibe oder Metallglocke mit einem Zeiger. Der drehende Magnet induziert in der Metallhaube so genannte Wirbelströme, denen die Metallscheibe folgen möchte. Weil sie durch eine spezielle Feder gebremst wird, gibt es aber statt der Rotation nur eine leichte Drehbewegung. Mit steigender Drehzahl des Magneten wächst die Kraft der Wirbelströme, so dass der Zeiger auf der proportionalen Skala eine höhere Geschwindigkeit anzeigt.

Dieses Prinzip lässt Otto Schulze am 7. Oktober 1902 vom Kaiserlichen Patentamt in Berlin schützen und schafft damit den Grundstein für die moderne Fahrerinformation. Der Siegeszug des Tachos beginnt jedoch stockend: In den Anfangstagen ist das Messinstrument ein teures Extra, das nur wenige Fahrzeugbesitzer einbauen lassen. Erst ab 1910 übernehmen Automobilhersteller wie Ford den Geschwindigkeitsmesser in die Serienausstattung, doch der Erste Weltkrieg und die Depression der Weltwirtschaftskrise zwischen den Kriegen halten die Produktion auf niedrigem Niveau.

Es gibt aber auch Raum für Entwicklungsschritte. Aus dem Solitär neben dem Lenkrad wird ab Mitte der dreißiger Jahre ein erstes Kombi-Instrument, auf dem alle Einzelanzeigen - etwa für Drehzahl oder Kraftstoffvorrat - und Kontrollleuchten - zum Beispiel für Licht und Blinker - zusammengefasst sind. Zwar beschränkt sich die Integration damals auf eine gemeinsame Halterplatte für getrennte Skalen und Uhren, doch ist dies der erste Schritt zur Vereinigung vielfältiger Instrumente in einem einzigen Gerät: im heutigen Kombi-Instrument.

Den ersten großen Technologiesprung erlebt die automobile Geschwindigkeitsmessung allerdings erst Mitte der fünfziger Jahre mit der Einführung des elektrischen Tachos, den VDO zunächst für Omnibusse entwickelte. Statt die Radumdrehungen dort auf große Distanzen mit einer Welle zu übertragen, wird die Drehzahl an Rad oder Getriebe mit einem Dynamo in ein elektrisches Signal umgesetzt. Ein Elektromotor am Tacho wandelt diesen Strom dann wieder in Bewegung um. Parallel dazu entwickelt VDO ein Drehspulmesswerk, bei dem die Spannung des vom Dynamo erzeugten Stroms als momentane Geschwindigkeit angezeigt wird. Gleichzeitig wird ein Schrittmotor entwickelt, der den Kilometerzähler antreibt. Gemeinsam passen beide Messwerke in ein 80-Millimeter-Gehäuse und entwickeln sich zum weltweiten Standard, der bis weit in die achtziger Jahre Gültigkeit behält.

Nachdem die Elektrik in den fünfziger Jahren die Mechanik verdrängt hat, beginnt in den achtziger Jahren der Siegeszug der Elektronik. Rollenzähler werden durch LCD-Anzeigen ersetzt, Sensoren im gesamten Fahrzeugnetzwerk übernehmen die Rolle von Wellen, Dynamos und rotierenden Magneten, und Messwerke oder Schrittmotoren setzen mit elektronischer Steuerung elektrische Impulse wieder in Zeigerausschläge um. Dabei rücken alle Komponenten so weit zusammen, dass im Blickfeld des Fahrers hochkomplexe Informationszentralen mit klassischen Rundinstrumenten, vielfältige Anzeigen, Dutzende von Kontrollleuchten und großflächige Displays für Navigation und Kommunikation Platz finden. Außerdem ermöglicht die Erfindung der LEDs vollkommen neue Wege in der Beleuchtung der Instrumententafel.

Die Art der Darstellung von Geschwindigkeit, Drehzahl und anderen Informationen ist dabei immer wieder gewissen Moden unterworfen: Mal gibt es statt der runden Skala eine Walze, mal wird nur ein Ausschnitt gezeigt, mal flimmert das aktuelle Tempo in großen digitalen Ziffern hinter dem Lenkrad. Doch innerhalb der letzten 100 Jahre hat das Rundinstrument seine dominierende Stellung behalten. Allerdings wird sich künftig möglicherweise eine weitere Form der Anzeige ergänzend etablieren: Bereits 2003 bringt Siemens VDO ein farbiges Head-up-Display in Serie, mit dem die Geschwindigkeit und andere wichtige Informationen direkt auf die Frontscheibe in das unmittelbare Blickfeld des Fahrers projiziert werden. Der Tacho geht damit 100 Jahre nach der Patentanmeldung von Otto Schulze in die nächste Generation. Metadaten anzeigen: Autor verbergen | Schlagworte