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26.06.2017 | Fahrzeugsicherheit | Interview | Onlineartikel

"Durch das Röntgen wird das Auto praktisch zu Glas"

Autor:
Dipl.-Ing. Michael Reichenbach
Interviewt wurde:
Prof. Dr.-Ing. Rodolfo Schöneburg

ist Leiter Fahrzeugsicherheit, Betriebsfestigkeit, Korrosionsschutz bei Mercedes-Benz Cars.

Durch das neue TFS kann Daimler Crashtests realitätsnäher abbilden. Rodolfo Schöneburg, Sicherheitsexperte in Sindelfingen, spricht im Interview über biofidele Dummys, eine NCAP-Harmonisierung und den Röntgenblick.

ATZ_SpringerProfessional: Herr Professor Schöneburg, Ende November 2016 eröffneten Sie Ihr neues Technologiezentrum Fahrzeugsicherheit, kurz TFS genannt, als derzeit modernste Crashtestanlage der Welt. Dort haben Sie für Fahrzeug-Fahrzeug-Kollisionen die ganz neue Möglichkeit, Fahrzeuge frei zu bewegen. Was verstehen Sie darunter?

Schöneburg: Es gibt in unserer Halle auf einer 90 mal 90 m² großen säulenfreien Fläche die Möglichkeit, das Automobil über seine Fahrzeugelektronik zu steuern, also ohne Seil- oder Schlittenantrieb. Auch Ausweich- und Bremsmanöver sind aus freier Fahrt vor dem Aufprall denkbar. Wir wollen wissen: Wie bewegt sich die Karosserie, wie die Insassen im Fahrzeug in der Vorunfallphase? Werden sie von den Rückhaltesystemen wie Gurt und Airbag korrekt geschützt, und sind unsere Pre-Safe-Systeme richtig abgestimmt? Nur so bilden wir die Realität im Crashmoment richtig ab, um aus den Ergebnissen optimale Sicherheitssysteme zu entwickeln.

Auf welche Ausstattung des TFS sind Sie außerdem besonders stolz?

Eigentlich bin ich mit dem gesamten Bau sehr glücklich. Die Möglichkeiten in unserem TFS sind einfach einmalig. Wir haben momentan sicherlich das modernste Crashtestzentrum weltweit. Aber wenn ich zwei Highlights nennen soll: Zum einen ist es die genannte große Fläche, auf der wir Fahrzeug-Fahrzeug-Crashtests unter beliebigen Winkelkonfigurationen nachstellen können. Das ist auch bauingenieurtechnisch ein Schmankerl, eine stützenfreie Halle mit einer Spannweite von 90 m mal 90 m hinzubekommen. Dazu haben wir mit fünf Dachtragelementen aus Stahl gearbeitet, die jeweils 210 t wiegen. Zum anderen nutzen wir bei den Schlittenanlagen, die sehr genau beschleunigen und fahren können, Hochgeschwindigkeitskameras, die nun nicht mehr wie früher am Hauptschlitten über einen Ausleger befestigt sind, sondern auf E-Liner-Tandemschlitten parallel links und rechts vom Hauptschlitten mitfahren. Die laufen so synchron, dass Sie im Bild später überhaupt keine Relativbewegung sehen. Wir sind sogar besser als der herkömmliche Ausleger, weil dessen Elastizitäten umgangen werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Gewicht von Kameras und Ausleger den Schlitten nicht mehr belastet. Das leichtere System erlaubt uns, die Situation und Beschleunigung genauer zu erfassen und nachzustellen. Wir sind weniger als eine Millisekunde genau, und das bei Verzögerungen von 60 bis 70 G. Die Idee stammt übrigens von einem meiner Mitarbeiter. 

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Mit welchen neuen Crashtestdummys arbeiten Sie?

Im neuen Dummylabor des TFS arbeiten wir mit über 120 Crashtestdummys. Sie kommen von den Herstellern Humanetics und Jari. Standard für Frontalaufprallversuche sind die Hybrid-III-Dummys von der 5-%-Frau bis zum 95-%-Mann. Hinzu kommen Baby- und Kleinkind-Dummies, um mit Kindersitzen testen zu können. Die neuesten Entwicklungen sind der World-SID, der von einigen Rating-Unternehmen gefordert wird und in den USA schon im Gesetz verankert ist, und der empfindliche Thor-50M, der aufgrund seiner vielen Sensoren schon nach vier bis fünf Tests aufwendig neu kalibriert werden muss. Somit hoffen wir, dass die US-amerikanische Behörde ihn nicht zu schnell verpflichtend macht, sondern erst einmal intensiv an seiner Stabilität arbeitet. Vorgeschrieben ist er bisher zwar noch nicht, er soll allerdings im US NCAP ab dem Jahr 2019/2020 eingesetzt werden. Sein Vorteil ist, dass er biofideler und nachgiebiger ist, also den Menschen besser als der Hybrid-III-Dummy nachbildet.

Wie wichtig sind Ihnen reale Versuche im TFS? Wann wird die komplette Entwicklung in der Computersimulation stattfinden?

Diese Frage ist theoretischer Natur. Die realen Crashversuche werden wir immer für die Zertifizierung brauchen, die können wir nicht einfach weglassen. Es gibt heute noch keine Möglichkeit, allein über Computersimulation eine Homologation zu erhalten. Sie benötigen die Versuche zudem, um die Berechnungsmodelle zu validieren, das ist ein ganz wichtiger Punkt. Die eigentliche Feinarbeit und Optimierung der Fahrzeugfunktionen erfolgt dann mit den abgestimmten Modellen in virtuellen Tests. Zum Schluss ist die finale Freigabe im realen Crashtest aber weiterhin erforderlich. Es ist prinzipiell ein enges Zusammenwirken zwischen Versuch und Computer. Das zeigt sich auch darin, dass ich in meinem Geschäftsbereich sowohl für die Berechnung als auch den Versuch verantwortlich bin, was noch nicht bei jedem OEM selbstverständlich ist.

Wie wirken sich die virtuellen Methoden auf den Dummy aus?

Neu ist heutzutage, dass wir im Computer nicht nur den Dummy, sondern auch den realen Menschen in sogenannten Human Body Models darstellen können. Mit Menschen könnten Sie heute keinen Aufprallversuch mehr fahren, wie es Colonel John Paul Stapp in den 1950ern bei Biomechanik-Selbstversuchen mit Flugzeug-Schleudersitz und später Pkw noch gemacht hatte. Die virtuellen Menschmodelle haben uns bei der Entwicklung unseres Beltbags und von Pre-Safe Impuls Seite sehr geholfen, um die Rippenbelastung zu ermitteln. Mit einem Versuchsdummy und seinem einzigen Messfühler auf der Brustkorbmitte wäre das nicht möglich gewesen.

Welche Untersuchungen führt Daimler über Euro NCAP hinaus durch, um die Insassensicherheit zu erhöhen?

Vor 30 bis 40 Jahren haben wir zwei Drittel unserer Tests nach internen Testvorgaben gemacht. Basis war unsere eigene Unfallforschung, die wir seit 1969 aufgebaut hatten. Wir gehen mit einem Team raus zu den Unfällen im Raum Stuttgart und analysieren so jährlich rund 100 verunfallte aktuelle Mercedes- und Smart-Fahrzeuge. Die MHH in Hannover und die Vufo in Dresden sorgen demgegenüber mit der umfangreichen Gidas-Datenbank für eine sehr breite Datenbasis aller Fahrzeugmarken; wir machen eher die Tiefenbohrung. Durch diesen Weg ergänzen wir uns sehr gut.

Und wie ist es heute?

Heute ist es so, dass von den 40 verschiedenen Testkonfigurationen, die wir bei der Entwicklung eines Fahrzeugs durchführen, etwas 30 bis 32 offizielle Tests sind, also für Ratings, Richtlinien oder Gesetze von Euro NCAP, NHTSA und anderen Behörden oder Instituten. Aber wir haben weitere 8 bis 10 spezielle Tests im Portfolio, wozu verschiedene Heckcrashtests, Fahrzeug-Fahrzeug-Unfälle und der Dachfalltest gehören. Diese wären gesetzlich nicht erforderlich, wir erachten sie aber aufgrund unserer Unfallforschung als extrem wichtig.

Es gibt Euro NCAP, US NCAP, Latin NCAP, Korean NCAP und China NCAP. Warum kommt es hier nicht zu einer Harmonisierung?

Ja, die würden wir uns sehr wünschen. Auch, dass möglichst viele Tests mit denselben Barrieren, Winkeln, Geschwindigkeiten und Dummys arbeiten, um Aufwand und Testkosten senken zu können. Die weltweit agierende Initiative von Global NCAP ist keine schlechte Idee. Es wäre lobenswert, eine Harmonisierung anzustreben. Immerhin konnte erreicht werden, dass der Fußgängerschutz als global einheitliche Anforderung definiert ist. Wobei hier bereits Japan angekündigt hat, einen neuen eigenen Prüfkörper für den Beinaufprall festlegen zu wollen. Der Druck für harmonisierte Standards müsste von den Regierungsbehörden ausgehen. Ansonsten muss ich sagen, dass sich gerade Euro NCAP in die richtige Richtung entwickelt, die wir uns vorstellen, nämlich dass aktive und passive Sicherheit gemeinsam mit der Sternevergabe bewertet werden.

Bisher wurden Crashtests mit Hochgeschwindigkeitskameras aufgezeichnet. In einem Forschungsprojekt setzt Daimler nun auf den Röntgenblick. Was sind die Vorteile?

Vorausschickend muss erwähnt werden, dass diese Röntgenuntersuchungen sich noch nicht im Serieneinsatz im TFS befinden. Es ist ein Forschungsprojekt im Rahmen unseres Tec-Centers i-protect, das wir zusammen mit dem Fraunhofer EMI, dem Ernst-Mach-Institut, in Freiburg durchführen. Wir müssen von Jahr zu Jahr mehr Informationen aus einem einzigen Crashtest ziehen. Mit der Röntgentechnik wollen wir nun die Möglichkeit schaffen, in die Struktur des Fahrzeugs hineinzuschauen, während die Kameras nur das Äußere aufzeichnen können. Ähnlich wie wir es mit der Berechnung schon lange machen, können in der Freiburger Crashtesthalle per Röntgenstrahl beliebige Schnitte durch das Fahrzeug gelegt werden, um an einer gewünschten Stelle etwa die Faltenbildung am Längsträger zu untersuchen. Durch das Röntgen wird das Auto praktisch zu Glas. Die Röntgenkanone ist an der Crashbarriere befestigt, bewegt sich also nicht mit. Mit den Messdaten könnten wir die Berechnungen viel besser validieren. Im Millisekundentakt geht es heute noch nicht, Röntgenbilder zu machen, aber auch die 4 bis 5 Durchleuchtungsbilder pro Crash bringen schon detaillierte Ergebnisse – eine Technik, die so weltweit noch nirgends im Einsatz ist.

Herr Professor Schöneburg, ich bedanke mich herzlich bei Ihnen für das interessante Gespräch.

Mehr zum Interview können unsere Leser der ATZ 7/8-2017 entnehmen, die am 5. Juli 2017 erscheinen wird.

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Die Hintergründe zu diesem Inhalt

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

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Quelle:
Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik

01.07.2016 | Titelthema | Ausgabe 7-8/2016

„Rückhaltesysteme müssen noch adaptiver werden“

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