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Automobilbau: Glasige Aussichten

08.02.2021

Windschutzscheibe, durchgehendes Panoramadach, Sensorik, Touchscreens und Displays für Augmented Reality – Glas in modernen Autos ist nicht nur einfach Glas, sondern ein Hightech-Material mit großer Zukunft.

Wir leben heute hinter Glasfassaden, trinken aus Gläsern und starren ständig durch gläserne Scheiben im Smartphone oder aus dem Auto. Glas ist wahrscheinlich bereits genau so alt wie die Erde selbst. Auch auf dem Mond gibt es Glas. Anno 3500 vor Christus wurden von Menschen erstmals Gegenstände aus Glas erzeugt. Über die Jahrhunderte entstanden unterschiedliche Verfahren zur Herstellung und neue Einsatzgebiete. Auch die Anfänge des Automobils sind von der gläsernen Evolution geprägt. Zu Zeiten der offenen Motorkutsche gab es noch keine Scheiben. Schutzbrillen schützten vor lästigen Käfer, Staubwolken und Regen. Anfang des 20. Jahrhunderts trugen die ersten Fahrzeuge Frontscheiben aus herkömmlichem Glas, das damals nur als Sonderausstattung zu haben war. Die Windschutzscheibe des ersten Modells T von Ford – auch "Tin Lizzie" genannt – aus dem Jahre 1908 sah aus wie ein runder Badspiegel. Mit dem Beginn der geschlossenen Karosserieformen wurde Glas zu einem der wichtigsten Werkstoffe im Automobilbau. Waren Autos in den 1980er-Jahren durchschnittlich mit einer Glasfläche von rund dreieinhalb unterwegs, so fahren gegenwärtige Modelle mit vier bis sechs Quadratmeter. Und schaut man sich die Showcars der vergangenen Automobil- und Technologiemessen an, geht der Trend zur Vollverglasung.

Der Glas-ist-geil-Trend

Gerade für autonom fahrende Autos sind großzügige Glasflächen mit komplexeren Formen gefragt, um ein neues Raumgefühl zu bieten. Um die Sicherheit braucht sich der Autofahrer dabei keine Sorgen zu machen. Die heute eingesetzten und gesetzlich festgeschriebenen Verbundgläser aus zwei Schichten Glas mit einer Kunststofffolie in der Mitte, sind bei einem Unfall genauso sicher, wie ein Stahldach. AGP eGlass entwickelt Panoramascheiben mit Maßen von bis zu viereinhalb Quadratmetern. Dies ermöglicht eine bislang nie erreichte Weitsicht bei gleichzeitiger Gewichtseinsparung von etwa 35 Prozent gegenüber herkömmlichen Scheiben. Und Forscher der TH Mittelhessen fanden heraus, dass übliches Glas durch Plexiglas ersetzt werden kann.

© Continental AG
Automatisches Enteisen dank intelligentem Glas © Continental AG

Was einst dem Maybach oder einem Bentley vorenthalten war, ist jetzt auch für die Serie zum Einsatz: Scheiben, deren optische Eigenschaften sich elektrisch regeln lassen. Auf diese Weise können Autofahrer während der Fahrt das Glas dimmen. Unterschiedliche Technologien wie die Suspended Particle Device, Polymer Dispersed Liquid Crystal, Liquid Crystal oder Elektrochromie stecken dahinter. Diese nutzen die Fähigkeiten von Molekülen und Kristallen, um die optischen Eigenschaften von Glas elektrisch zu regeln. Elektrochromes Glas besteht aus zwei Flachglasscheiben, in der Mitte liegt ein unsichtbarer, mikroskopisch dünner Flüssigkeitsfilm. Die Stimulation durch eine elektrische Ladung verändert die Lichtdurchlässigkeit. Die Spannung kann manuell oder automatisch angelegt werden.

Mit der „Intelligent Glass Control“ von Continental lässt sich technologieübergreifend Smart Glass in Front-, Heck- und Seitenscheiben ansteuern. So kann entweder per Knopfdruck oder automatisch der Grad der Lichtdurchlässigkeit verändert werden. Das System passt sich beispielsweise unterschiedlichen Wettersituationen dynamisch an. Lichtsensoren dunkeln das Glas automatisch dort ab, wo die Sonne gerade draufscheint. Beim Parken wird das Aufheizen verhindert und der Blick ins Fahrzeuginnere stark eingeschränkt. Außerdem hat Continental die Steuerung mit seinem schlüssellosen Zugangssystem gekoppelt. Wenn man sich dem Fahrzeug mit Schlüssel oder Smartphone nähert, wechselt das Glas zu seinem Ursprungszustand zurück. Passend zum Winter können sich die Scheiben auch bei Bedarf enteisen.

© Toyota
Toyota Prius Plug-in Hybrid mit Solardach © Toyota

Glas als Sonnenanbeter

Die elektrische Spannung für schaltbares Glas können Fahrzeuge auch autark produzieren. Der chinesischen Photovoltaikhersteller Hanergy hat unter anderem mit Audi den Prototypen für ein Panoramaglasdach entwickelt, das mittels integrierter Solarzellen Energie für das Bordnetz generiert. Die soll künftig in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, um Klimatisierung und Entertainmentsysteme mit Strom zu versorgen. Perspektivisch soll darüber gewonnener Strom auch direkt in die Traktionsbatterie gespeist werden, um die Reichweite zu erhöhen. Das Dach des Toyota Prius Plug-in Hybrid wird bereits optional mit Photovoltaikzellen von Panasonic ausgerüstet, die mit einer Gesamtleistung von 180 Watt die 8,8 kWh große Lithium-Ionen-Batterie aufladen können. Parkt der Wagen in der Sonne, laden die Solarzellen im Glasdach mehrmals täglich die Batterie. Während der Fahrt lädt das System zudem die 12-Volt-Batterie und steigert nochmals den Wirkungsgrad des Hybridsystems. Die jährliche Laufleistung, die damit zurückgelegt werden kann, liegt bei rund 1.000 Kilometern. Mit ungeahnten Folgen: Millionen von Autos mutieren so künftig zu kleinen Kraftwerken, um den eigenen elektrischen Antrieb zu unterstützen und überschüssige Energie vielleicht auch bald ins Smart Grid abzugeben.

Glas gestaltet das Cockpit

Drehknöpfe oder Schalter wird man im Cockpit der Zukunft vergebens suchen. Schon heute verdrängen digitale Displays analoge Instrumente und positionieren sich als Dreh- und Angelpunkt für Fahrer und Beifahrer, die je nach Kontext und Fahrsituation unterschiedliche Informationen darstellen. Vor allem größere 3D- Displays aus Glas, die das gesamte Armaturenbrett einnehmen, stehen neben HUDs hoch im Kurs. Woher kommt die gestiegene Nachfrage nach XL-Bildschirmen? Großen Einfluss hat die rasante Entwicklung von Smartphone- und Tablets, die dazu führt, dass Kunden ein entsprechendes visuelles Erlebnis im Auto erwartet – und das quer durch alle Fahrzeugklassen. Längst gibt es Monitore, die konvex und konkav geschwungen sind, die sich an gewölbte Oberflächenverläufe anpassen. Für die laufende Fortentwicklung werden die Grenzen der Physik ausgereizt. So wird Glas nach und nach die Art und Weise, wie wir mit der Welt um uns herum kommunizieren, von Grund auf revolutionieren.

(Aufmacherfoto: © Unsplash / Toan Nguyen)

Die IAA MOBILITY wandelt sich von einer reinen Autoshow zur internationalen Mobilitätsplattform mit vier Säulen: Dem Summit, der Conference, der „Blue Lane“ und dem innerstädtischen Open Space. Unter dem Motto „What will move us next“ steht sie für die digitale und klimaneutrale Mobilität der Zukunft. Vom 7. bis 12. September 2021 kommen die Auto-, Fahrrad- und Tech-Industrie auf der IAA MOBILITY in München zusammen.