Crashtest-Dummys im Einsatz

Crashtest-Dummys müssen „sterben“, um das Leben von Autofahrern so gut wie möglich zu schützen. Im Dienste der Sicherheit von Insassen eines Automobils riskieren sie Kopf und Kragen.

Anlässlich des zehnjährigen Jubiläums des „Audi Accident Research Units“ (AARU) war live zu besichtigen, wie hart das Testleben den Hightech-Puppen mitspielt. Ihr Arbeitstag dauert zwar nur wenige Sekunden, aber die haben es in sich! Antreten muss die ganze „Hybrid-III-Familie“, wie die Unfallforscher die dem Menschen nachgebildeten Dummys (englisch für Attrappe) nennen.

Zur Familie gehört der 50-Prozent-Mann mittleren Alters. Dieser Puppentyp ist der am häufigsten verwendete Crashtest-Dummy und steht für einen Mann von 175 Zentimetern Körpergröße und 78 Kilogramm Gewicht. Damit entspricht er, so die Unterstellung der Automobilhersteller, dem größten Teil der männlichen autofahrenden Bevölkerung. Sein „großer Bruder“, der 95-Prozent-Mann, tanzt da schon etwas aus der Reihe, muss aber bei der Automobilkonstruktion gleichwohl berücksichtigt werden. Er simuliert einen Automobilinsassen von 188 Zentimetern Längenmaß und 101 Kilogramm Gewicht.

95-Prozent-Mann bedeutet in diesem Zusammenhang, dass nur fünf Prozent der Autofahrer als größer und schwerer angenommen werden und damit in der Konstruktion der Fahrgastzelle eben auch nur bedingt berücksichtigt werden. Ob und inwieweit dieses Maß für bestimmte Automobilmärkte (z. B. Amerika) rund um den Globus über- oder unterdurchschnittlich ist, sei an dieser Stelle offengelassen.

Den weiblichen Teil der automobilen Hybrid-III-Familie vertritt die so genannte Fünf-Prozent-Frau. Die Tester gehen davon aus, dass nur fünf Prozent der automobilen Bevölkerung kleiner sind. Wenn sie stünde, mäße sie 1,52 Meter und wöge 54 Kilogramm. Bleiben die Kinder der Hybrid-III-Familie. Davon gibt es drei: Ein dreijähriges (16,2 Kilogramm), ein sechsjähriges (23,4 Kilogramm) und ein zehnjähriges (35,2 Kilogramm).

Verkabelte Puppenfamilie

Je nach Testkonstellation wird die Familie mehr oder minder vollständig auf die Crashtest-Bahn geschoben. Die Dummys sind mit einer Vielzahl von Sensoren im Kopf-, Nacken-, Brust-, Wirbelsäulen-, Becken- und Beinbereich bestückt. Dabei setzen die Ingenieure am häufigsten Beschleunigungsmesser und Kraftsensoren ein, um realistische Belastungswerte für Körper und Knochenbau zu ermitteln. Darüber hinaus sind Winkelmesser für‘s Knie und Winkelgeschwindigkeitsmesser für den Kopf im Einsatz.

Vor dem Crashtest kalibrieren die Mitarbeiter der AARU jeden Dummy und prüfen ihn auf seine Funktionsfähigkeit. Um die Messinstrumente zu justieren, lassen die Tester den Körper ohne Kopf aus 40 Zentimetern Höhe fallen. Erst danach schrauben sie den Kopf auf die Schulterpartie und prüfen die Flexibilität des Genicks durch kurze Beschleunigung bzw. Abbremsung. Schließlich werden Schulterpartie und Kopf mit dem Torso verbunden, den dann in einer Testapparatur ein Pendel anschlägt, um die Verformbarkeit des Brustkorbs zu prüfen.

Nach Kontrolle der Messbereitschaft des Dummys wird er eingekleidet und mit flüssiger Farbe an Kopf und Knien versehen, bevor er in „sein“ Testfahrzeug gesetzt wird. Während des Aufpralls nehmen die eingebauten Instrumente über dreißig verschiedene Daten auf. Die Farbe markiert die Aufschlagstellen, während Hochgeschwindigkeitskameras den ganzen Crash-Vorgang filmen. Kabel übertragen die Daten von den Sensoren zu einer Messanlage im Fahrzeug. Nach dem Versuch können sie von dort im Labor ausgelesen und weiter verarbeitet werden.

Standard-Dummys für 150.000 Euro

Jeder Hybrid-III-Dummy ist standardisiert, sodass man defekte Teile austauschen bzw. einzeln ersetzen kann. Theoretisch leben Dummys ewig. Ihre Nutzungsdauer ist allenfalls durch die Normierung begrenzt. Dass der Spaß nicht ganz billig ist, lässt sich erahnen. Ein vollständig ausgerüsteter Dummy kostet rund 150.000 Euro.

Die Unfallforschung mittels Crashtest-Dummys liefert neben der Auswertung realer Verkehrsunfälle wertvolle Beiträge zur konstruktiven Gestaltung des Automobils. Zahlreiche Parameter wie Fahrzeugdesign, Innenraumgestaltung, Auslegung der Fahrgastzelle, Lenkradgestaltung und vieles mehr können die Entwickler so entscheidend verbessern.

Werte, die die Dummys nicht liefern können, wie die Auswirkungen von Unfällen auf die inneren Organe, holen sich Automobilhersteller wie Audi in der Zusammenarbeit mit Kliniken. Mithilfe dieser Daten können sie passive und aktive Sicherheitselemente im Automobil noch genauer auslegen. Neben den Daten aus realen Unfällen und den Ergebnissen, die die Dummys liefern, greifen Testingenieure auch auf computersimulierte Rechenmodelle zurück.

Kontrollierte Kollision

Der Vorteil solcher Computersimulationen liegt auf der Hand: Man kann sie beliebig oft wiederholen und dabei jeden einzelnen Parameter kontrolliert verändern. So hat man heute die „physischen“ Tests auf ein Minimum reduziert. Für die gesetzliche Zertifizierung neuer Fahrzeugmodelle ist das untersuchen der Unfalleigenschaften mittels Crashtest-Dummy aber vorgeschrieben. Art und Häufigkeit dieser Tests sind jedoch je nach Automobilmarkt unterschiedlich.

Beim Crash-Test – egal, für welchen automobilen Markt das Fahrzeug vorgesehen ist – wird das Auto unter definierten Bedingungen gegen ein feststehendes starres oder deformierbares Hindernis gefahren. Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit, Fahrzeuge miteinander kollidieren zu lassen, um möglichst realitätsnahe Ergebnisse zu bekommen. Sensoren erfassen die Auswirkungen, und Hochgeschwindigkeitskameras dokumentieren die Crashs.

Schlitten ziehen die Autos

Der Test findet meistens in einer speziellen Versuchsanlage statt, in der das Fahrzeug durch ein Schleppseil auf die notwendige Geschwindigkeit beschleunigt wird, bevor es am Ende der Strecke auf das vorgesehene Hindernis trifft. Bei diesen so genannten „Schlittenversuchen“ werden die Fahrzeuge in unterschiedlichen Ausbaustufen getestet – von der Rohkarosserie bis zum fertigen Fahrzeug.

Bei seitlichen Aufprallversuchen kann auch das sonst stehende Hindernis (zum Beispiel ein Pfahl) auf einem Schlitten befestigt und gegen das stehende Fahrzeug beschleunigt werden. So werden je nach Versuchsaufbau die verschiedensten Crash-Situationen abgebildet. Gängige Szenarien sind: Aufprall auf einen Baum oder Kollision mit einem anderen Fahrzeug – frontal, seitlich oder von hinten, mit unterschiedlichen Überdeckungen.

Außerhalb der genormenten Crash-Konfigurationen bilden die Ingenieure auch reale Verkehrsunfälle nach, deren Daten der Automobilhersteller Audi aus der Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Regensburg bezieht. Dort fließen neben der echten Unfallsituation heute sogar psychologische Untersuchungen zum Unfallhergang mit in die Testkonfiguration ein.

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