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© Daimler AG

Crashtest-Dummys: Superhelden der Automobilindustrie

24.02.2021

Sie müssen einiges einstecken: Seit Jahrzehnten halten die lebensgroßen Puppen für besseren Insassenschutz den Kopf hin. Zeit, die passionierten Airbag-Tester mal genauer kennenzulernen.

Sie reden kein Wort. Angst kennen sie auch nicht. Sie halten täglich Rumpf, Rippen, Hals und Kopf hin. In ihrem Alltag macht es ziemlich häufig „WUMMS“: Im Auto sitzen, mit über 60 Sachen frontal gegen eine Wand fahren, gegen Airbags oder Mitinsassen prallen, Geschädigter eines Auffahrunfalls spielen – das ist der Job von THOR 50-M und WorldSID-50M. Ihre Auftraggeber sind Hersteller, Zulieferer, Unfallexperten und Verkehrsclubs wie der ADAC. THOR 50-M und WorldSID-50M sind Crashtest-Dummys, im Fachjargon als Anthropomorphic Test Devices – kurz ATD – benannt. Die 50 plus das „M“ steht für einen Durchschnittsmann, der 1,75 Meter misst und 78 Kilogramm auf die Waage bringt. Das Körpermaß dient seit Jahren als Norm zur Auslegung von Sitzen sowie der Gurt- und Airbagtechnik in neuen Fahrzeugmodellen. Daneben gibt es einen ganzen Clan von Dummys: Babys, Kinder, (schwangere) Frauen, Übergewichtige, Senioren, Spezialbauten für Motorräder und sogar Attrappen als Wildschweine. Wer also für alle möglichen Szenarien gerüstet sein muss, hat schnell ein Ensemble im Wert von mehreren Millionen Euro zusammen. Eine Investition, die sich lohnt: Die Dummys sorgen dafür, dass Autos mit Fahrgastzelle, Airbags und Knautschzonen in den letzten Jahrzehnten so sicher geworden sind, wie nie zuvor. Denn erst mit dem Wissen, welche Belastungen vom menschlichen Organismus tolerierbar sind, können Grenzwerte festgelegt und Technologien entsprechend weiterentwickelt werden.

Bereit für den Crash. © Daimler AG
Bereit für den Crash. © Daimler AG

Hightech auf Kollisionskurs

Unfallforschung wird seit den 1950er-Jahren betrieben. Der Anfang war teils sehr abenteuerlich. Erste Versuche führte man mit Tierkadavern von Affen und Schweinen, mit menschlichen Leichen und freiwilligen Testpersonen durch. Sogar Manager stiegen höchstpersönlich ein, um bei weniger gefährlichen Kundenpräsentationen die Tauglichkeit der Schutzsysteme zu demonstrieren. Die ersten Crashtest-Dummy waren Schaufensterpuppen mit Prothesen. Heute ist der Dummy ein feinfühliges Hightech-Gerät, das immer besser die Anatomie des menschlichen Körpers abbildet. Zum Einsatz kommen Knochen- und Weichteilersatzmaterial, elastische Vinylhaut umspannt die Haut, das Gewebe darunter besteht aus Schaumstoff. Die Biomechanik der Puppen ähnelt den Bewegungen des Menschen. Das Grundskelett eines Dummys besteht aus Stahl und Aluminium, der Schädel aus Aluguss. Die Wirbelsäule machen Gummischeiben zwischen den „Knochenelementen“ flexibel. An den wichtigsten Körperregionen messen bis zu 200 Sensoren in Echtzeit Beschleunigung, Kräfte, Drehmoment, Winkel und Deformation. Die humanoiden Attrappen sind gerade wegen des komplexen Innenlebens kein Einwegprodukt. Die Stückpreiskosten bewegen sich je nach Ausführung zwischen einem mittleren fünfstelligen bis siebenstelligen Bereich. Mit einigen Modellen sind sogar CT-Scans möglich. Manche Crashtest-Dummys haben mehrere Jahrzehnte auf dem Buckel und Tausende Unfälle mitgemacht.

Der allererste Crashtest mit enem Mercedes-Benz der Baureihe W 111 am 10. September 1959. © Daimler AG
Der allererste Crashtest mit einem Mercedes-Benz der Baureihe W 111 am 10. September 1959. © Daimler AG

Die Dummy-Familie – Stuntman für alle Fälle

Ob ein Seitenaufprall, ein Heckaufprall oder ein Frontalaufprall – Dummy-Spezialisten gibt es für jeden Unfalltyp.

Der Biofidelic Rear Impact Dummy ist auf Heckaufpralltests spezialisiert. Er ist „biofidel“ – so entsprechen die eingesetzten Materialien detailgetreu den Bauteilen des realen Menschen, wie zum Beispiel das Skelett. Verletzungen lassen sich so viel besser ableiten.

Das Akronym leitet sich ab aus Child Restraint/Air Bag Interaction. Die Dummys imitieren Kleinkinder im Alter von 6, 12 und 18 Monaten in Größe, Gewicht und Beweglichkeit. Getestet werden damit Baby- bzw. Kindersitze.

General Motors hat 1971 den Hybrid-Dummy vorgestellt. Dieser ist vor allem für den Frontalaufprall konzipiert. Es gibt ihn bereits in vierter Generation.

Der POLAR ist ein von Honda entwickelter Fußgänger-Testdummy. Mit der Puppe wird untersucht, wie Fußgänger verletzt oder getötet werden, wenn sie von Autos angefahren werden

Die Abkürzung steht für „Side Impact Dummy“. Sein Spezialgebiet sind seit den 1980er-Jahren seitliche Unfallszenarien. Er kommt ohne Unterarme aus.

Das Test Device for Human Occupant Restraint – auf Deutsch Testinstrument für Passagier-Rückhaltesysteme – ist einer der fortschrittlichsten Dummys. Er ähnelt dem Menschen noch stärker, bewegt sich authentischer und misst präziser. Und er liefert 3D-Informationen von jedem Crash.

Die Zukunft fährt elektrisch – aber wie macht sich beispielsweise das Elektroauto Mercedese-Benz EQC im Crashtest?

Für den Ernstfall wird der Dummy noch eingekleidet und geschminkt. Nicht um hübsch auszusehen, sondern um die Stellen im Testwagen zu markieren, die der Proband beim Aufprall berührt hat. Wie für den Menschen gilt Anschnallpflicht. Nun ist der Dummy ready. Ready, um gegen die Wand oder ein Hindernis zu fahren. Im Technologiezentrum für Fahrzeugsicherheit (TFS) von Mercedes-Benz in Sindelfingen misst die Wegstrecke bis zum Aufschlag 200 Meter. Hier kollidieren Fahrzeuge, Busse und Lkw in allen denkbaren Winkeln mit einem lauten Wumms aufeinander. Gefilmt wird die Simulation von Hochgeschwindigkeitskameras, die hochauflösende Zeitlupen liefern. Alles unter den wachsamen Augen der Sicherheitsingenieure. Auch Röntgentechnik nutzt der schwäbische Autobauer, um während der Tests Standbilder von bestimmten Bereichen und des Innenlebens genau zu untersuchen. Die Tests laufen immer gleich ab, um möglichst genaue und vergleichbare Ergebnisse einzufahren. Sie liefern ein Datensammelsurium von mehreren Terabytes. Bei der neueren Generation werden die Daten in einer Blackbox im Inneren der Puppe gespeichert. Ältere Dummys sind an Kabel angeschlossen, die die Daten an eine Messanlage innerhalb des Autos senden. Danach geht es in die Auswertung.

 
Mit Vollgas in die Wand. © Volkswagen AG
Mit Vollgas in die Wand. © Volkswagen AG

Unfallchirurgie für Crashtest-Dummys

Simulationen am Computer und rund 150 reale Crashtests. Da vollausgestattete Versuchsfahrzeuge teuer sind, werden einzelne Komponenten mit einem Schlittensystem ohne Aufprall getestet. Auch Volkswagen setzt solch ein System im Wolfsburger Kompetenzzentrum für Sicherheit ein, mit dem horizontale und vertikale Seitwärts- und Drehbewegungen der Karosserie simuliert werden können. Nach „Feierabend“ geht’s zurück ins Labor. Hier wird die Puppe mit ihrer Sensorik nach jedem Test komplett durchgecheckt, neu programmiert und kalibriert. Fehlt dem Dummy nach einem Crash etwa ein Arm oder ist eine Rippe gebrochen, bleibt er nicht Invalide, sondern es wird auf dem OP-Tisch für Ersatz gesorgt. Wie in einer Unfallchirurgie. Etwa 2.500 Mal im Jahr lässt es Mercedes-Benz in seinen Anlagen richtig krachen. Durchgeführt werden solche Tests weltweit auch von den unabhängigen NCAP-Gesellschaften, die null bis fünf Sterne vergeben und diese publik machen. Verpflichtend sind die NCAP-Tests nicht, doch ohne bzw. mit einer schlechten Bewertung hat ein Neuwagen beim Kunden kaum Chance. Auch der ADAC fährt zu Forschungszwecken gegen die Wand. So führt der ADAC in seinem Technikzentrum in Landsberg am Lech jährlich Dutzende Crashtests mit kompletten Autos durch. So entsteht ein Wettbewerb um mehr Sicherheit, der letztendlich allen Verkehrsteilnehmern nutzt.

Boxenstopp für einen Crashtest-Dummy. © Volkswagen AG
Boxenstopp für einen Crashtest-Dummy. © Volkswagen AG

Die Wiege der Crashtest-Dummys

Über 3.000 Dummys bringen sich aktuell für die Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, dem Schienenverkehr sowie im militärischen Bereichen in Gefahr. Das Gros stammt aus dem Hause Humanetics. Der Weltmarktführer aus dem US-Bundesstaat Michigan hat 1949 erstmals für das US-amerikanische Militär Messpuppen für Belastungstests von Piloten hervorgebracht. „Sierra Sam”, so sein Name, musste Schleudersitze, Fliegerhelme und Gurtsysteme testen. Auf dieser Basis entstand der Dummy VIP-50, der für Versuche in der Autoindustrie verwendet werden konnte. Mercedes-Benz setzte 1959 die erste Puppe ein. Kunden des Unternehmens sind nahezu alle Automobilhersteller und großen Zulieferer. Die Humanetics-Ingenieure werkeln seit 2019 am Thor AV (Alpha Version). Der Dummy hat gegenüber seinen Brüdern und Schwerstern einen besonderen Vorteil: Er kann liegen. Denn wenn wir in Zukunft autonom unterwegs sein sollten, werden wir nicht mehr nur sitzend im Auto unterwegs sein. Für die Tests auf dem Weg zum autonomen Fahren hin, sollte Thor AV ein wichtiger Begleiter sein.

(Aufmacherfoto: © Daimler AG)

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.