Automobilelektronik 27.05.2005, 18:38 Uhr

Lebensretter funktionieren im Millisekundenbereich  

VDI nachrichten, Aschaffenburg, 27. 5. 05 – Immer mehr Sicherheitsvorrichtungen werden in Autos eingesetzt, um den Unfallschutz weiter zu erhöhen. Türen, die sich vor einem Seitenaufprall verriegeln und versteifen, Kopfstützen, die beim Heckcrash blitzschnell an den Hinterkopf heranrücken und Sensorsysteme, die entscheiden, welcher Airbag auszulösen ist – der Aufwand, den die Automobilindustrie für mehr Verkehrssicherheit betreibt, ist groß, wie kürzlich die Messe Safety Expo verdeutlichte.

Beklagt wurden letztes Jahr 5844 Menschen, die im Straßenverkehr auf deutschen Straßen starben. Das sind zwar rund 14 000 Tote weniger als noch 1970, aber auch die betrauerten 6000 Menschenleben „sind unvorstellbar viel, immerhin die Bevölkerung einer kleinen Stadt“, gab Helge Böhme von der BGS Böhme & Gehring GmbH, Bergisch Gladbach, kürzlich auf der Messe Safety Expo in Aschaffenburg zu bedenken, dessen Firma u.a. Crash-Dummys zertifiziert und diese vor jedem Einsatz kalibriert.

Die EU-Kommission will, dass die Sicherheit im Straßenverkehr deutlich verbessert wird: die Anzahl der Unfälle sowie die durch sie verletzten und getöteten Menschen soll in den nächsten Jahren deutlich sinken. Da gilt bei den Ingenieuren: „Ohne Fleiß kein Preis“. Vor allem bei den Zulieferern, die inzwischen 80 % der Entwicklung und Produktion neuer Modelle leisten. Als Böhme und sein Partner Dirk-Uwe Gehring 1986 die Firma gründeten, gab es einen Dummy-Typ. „Zum Kalibrieren reichte eine Hand voll Tests¿, erinnert er sich. Heute sind es ca. 25 Dummy-Arten und mehr als 150 Einzelprüfungen. Über fast 200 „Kanäle“ sprudeln aus dem Innern der Testpuppen die Sensordaten, an denen abzulesen sind, welchen Belastungen ein Körper beim Crash ausgeliefert ist.

Die mit Dummys nachgestellten, realen tödlichen Unfälle, die Böhme auf der Safety Expo zeigte, wurden mit Hochgeschwindigkeitskameras aufgenommen. Heutige Geräte liefern je Sekunde bis zu 3000 hoch aufgelöste Vollbilder (250 000 Teilbilder), an denen die Entwickler millimetergenau und in exakter Chronologie nachvollziehen können, wie sich ein Fahrzeug beim Aufprall verformt. Zum Teil sind dabei die Kameras im Fahrzeug, teils außen.

Die Forscher bemühen sich, die Bilder der unterschiedlichen Kameras zu synchronisieren, um Unfälle in ihrer ganzen Komplexität zu begreifen. Dabei helfen auch spezielle Verformungselemente an den Crash-Barrieren. Die Forscher beziehen daraus Grundlagen für den Kompromiss zwischen starr und nachgiebig, den Autokonstrukteure bei jedem Modell aufs Neue finden müssen: Ist die Hülle zu steif, sind die Insassen der Aufprallenergie voll ausgesetzt fällt sie zu nachgiebig aus, werden sie zerquetscht.

Das Fraunhofer Institut Betriebsfestigkeit Systemzuverlässigkeit (LBF) arbeitet an der Idee, die Fahrzeugseiten situationsgerecht zu versteifen, wenn Kamerasysteme einen drohenden Crash melden. Bewegliche Bolzen sollen in Millisekunden Tür und Rahmen verriegeln. Den Antrieb besorgt im Prototyp ein „Formgedächtnisdraht“. Der Strom eines daumendicken Kondensators reicht als Anstoß der Schließmechanik. Nachher bringt ein zweiter Stromstoß den Draht in die ursprüngliche Form zurück – und löst die Riegel.

„Wenn ein Auto seitlich gegen einen Baum prallt, könnte man die Seite mit allen verfügbaren Bolzen versteifen¿, wirbt LBF-Forscher Björn Seipel. Bei einem seitlichen Aufprall eines Motorrads würde ein Teil der Bolzen reichen. Je mehr Aufprallenergie die Karosserie schluckt, desto besser sei es für den Motorradfahrer, so Seipel.

Halswirbelsäulenverletzungen bei Auffahrunfällen will die Kaiserslauterer Keiper GmbH durch ein ganz einfaches Prinzip entgegenwirken. Signalisieren Sensoren einen Heckcrash, schnellt die Kopfstütze in Sekundenbruchteilen um einige Zentimeter an den Hinterkopf heran. Ein Stromimpuls löst einen Haftmagneten, der vorgespannte Federn fixiert. Nach dem Auslösen lässt sich das System von Hand neu spannen. Die Chancen, dass es sich am Markt durchsetzt, stehen gut, meint man bei Keiper. Denn für medizinische Behandlung, Schmerzensgeld und Lohnfortzahlung nach Auffahrunfällen müssten Deutsche Versicherer mehr als 1 Mrd. € im Jahr berappen.

Die Kopfstütze kommt mit einer Feder aus. Beim Airbag geht es nicht ohne pyrotechnische Auslöser. Elektrisch gezündet wandeln diese Kleinstfeuerwerke gespeicherte chemische Energie in kontrollierte mechanische Bewegung um. Das ganze geht 1000-mal schneller als ein Lidschlag. Allerdings gibt es nach der Zündung kein Zurück.

Die International Electronics & Engineering (IEE), Luxemburg, entwickelt Sensorsysteme für Autositze, die „fühlen“, welche Plätze besetzt und ob Kindersitze an Bord sind. Wo die Airbagfunktion überflüssig ist oder gefährlich werden könnte, sperrt das System den Auslöser. „Inzwischen klassifizieren unsere Sensoren Mitfahrer auch nach Gewicht und Größe¿, so Dr. Claus Kedenburg von IEE. Nun sei es an den Airbag-Herstellern, die Luftsäcke individuell nach Konstitution der Passagiere zu füllen. Jede Errungenschaft der Ingenieure eröffnet so neue Möglichkeiten, bei Verkehrsunfällen Menschenleben zu retten. P. TRECHOW/WOP

Von P. Trechow/Wolfgang Pester
Von P. Trechow/Wolfgang Pester

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