Klaus-Dieter Moser – Techniklexikon vom 16.12.2008 Kategorie ...

Klaus-Dieter Moser – Techniklexikon vom 16.12.2008
Kategorie: Sicherheitssysteme
Thema: Anti-Submarining-Systeme
Autotechnik - Verständlich erklärt (Dezember 2008)
Anti-Submarining-Systeme
Die „Trägheit der Masse“, d.h. die Bewegungsenergie aller Teile und Insassen eines fahrenden
Personenkraftwagens, führt bekanntlich dazu, dass sich bei einer Verzögerung die nicht an
das Fahrzeug fixierten Massen durch Ihre Bewegungsenergie immer weiter in Fahrtrichtung
bewegen. Erst durch Hindernisse wie Armaturentafel, Lenkrad oder Windschutzscheibe wird
die Bewegung abgebremst und die vorhandene Bewegungsenergie in Deformationsenergie
umgewandelt.
Einfach ausgedrückt heißt das: Alle nicht mit dem Fahrzeug verbundenen Gegenstände
werden bei einer Bremsung oder einem Aufprall des Fahrzeugs nach vorne „fliegen“.
Abgebremst werden kann die Bewegung durch die schon bekannten automatischen
Dreipunktgurte. Bei einem Frontalaufprall wird der notwendige Energieabbau außerdem
durch verschiedene Airbagsysteme derart durchgeführt, dass das Verletzungsrisiko für die
Insassen stark reduziert wird. Auch die Materialauswahl der möglichen Berührungspunkte ist in
neueren Fahrzeugen so getroffen worden, dass sich die Verletzungsrisiken minimieren.
Da bei einem Frontalaufprall enorme Kräfte auf den vom Gurt abgefangenen Körper einwirken,
arbeiten fast alle modernen Gurtsysteme mit ein- oder zweistufigen Gurtkraftbegrenzern.
Hierbei wird durch eine Art Rutschkupplung die Rückhaltekraft der Gurte so dosiert, dass ein
optimaler Wirkungsgrad erzielt werden kann, ohne ein zusätzliches Verletzungsrisiko im
Gurtbereich zu erhalten.
Trotz all dieser Maßnahmen werden in Crashversuchen und leider auch in realen Unfällen
immer wieder starke Verletzungen im Bauch-, Brustkorb- und Kniebereich festgestellt. Diese
Verletzungen treten bei angegurteten Personen sowohl im vorderen als auch im hinteren
Bereich des Fahrgastraums auf. Der Körper des jeweiligen Insassen wird bei einem
Frontaufprall des Pkw tief in den Sitz gedrückt und in vielen Fällen taucht der Körper unter dem
„Beckengurt“ hindurch.
Dieses Phänomen nennt man „Submarining“.
Um dieser unerwünschten Bewegung und deren Folgen entgegen zu treten, haben viele
Hersteller wie Saab, Volvo, Mercedes, Audi und Volkswagen so genannte „Anti-
Submarining-Rampen“ in den Vordersitzen und teilweise auch in den hinteren Sitzen
integriert.
Die Technik:
Diese konstruktive Auslegung des Sitzgestells verhindert eine Vorwärtsbewegung des Gesäß-
und Beckenbereichs der Insassen und somit ein „Durchtauchen“ unter dem Gurt. Auch bei der
Herstellung von Sitzschalen und Kindersitzen wird diese Konstruktion eingesetzt, um das
Verletzungsrisiko zu minimieren.
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Kategorie: Sicherheitssysteme
Thema: Anti-Submarining-Systeme
Abb.1
Bei einem herkömmlichen Sitz wird der Insasse bei einem Frontaufprall nach unten gedrückt.
Hierbei wird die Sitzfläche komprimiert und der Körper kann mit dem Beckenbereich unter dem
„Beckengurt“ durchtauchen. Die Rückhaltekräfte des Gurtes wirken dann im unteren Bereich
am unzureichend geschützten Bauch. Im oberen Bereich kann der Gurt bis zum Hals „hinauf
rutschen“.
Abb. 2
Wurde eine „Anti-Submarining-Rampe“ verbaut, so wird durch die Konstruktion des
Sitzgestells nach dem Verdichten der Sitzfläche der Köper an der Vorwärtsbewegung
gehindert und der Gurt kann seine Rückhaltekräfte an den entsprechenden Körperregionen
dosiert anbringen.
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Kategorie: Sicherheitssysteme
Thema: Anti-Submarining-Systeme
Neben der keilförmigen Sitzflächengestaltung als „Anti-Submarining-Rampe“, also einem
passiven System, ging die Firma Renault mit der Zulieferfirma Autoliv noch einen Schritt weiter
und entwickelte schon 2002 einen aktiven „Anti-Sliding-Airbag“.
Dieser „Airbag“ besteht aus zwei 0,3 Millimeter dicken Blechen, die miteinander verschweißt
sind. Auf diese Art entsteht ein in sich geschlossener Behälter. Im ausgelösten Zustand hat
dieser Behälter ein Fassungsvermögen von bis zu fünf Litern.
Bei einer Frontkollision wird sensorgesteuert ein Gasgenerator aktiviert und füllt den
metallischen Airbag auf, dieser drückt vom Sitzinneren gegen das Sitzpolster und verformt die
Sitzfläche entsprechend dem Beckeneindruck des jeweiligen Insassen. Eine
Ausgleichsöffnung sorgt dafür, dass der Druck im Airbag während der Kollision konstant bleibt.
So kann durch den „Anti-Sliding-Airbag“ eine, im Bezug auf den Gurt, günstige Sitzposition
erreicht werden. Verletzungen der Insassen im Bauch- und Lendenbereich werden minimiert.
Für 2009 hat Renault eine Weiterentwicklung des Systems im neuen Megane angekündigt.
Bedingt durch die CO2-Auflagen muss unter anderem über mögliche Gewichtsreduzierungen
der Serienfahrzeuge nachgedacht werden. Autoliv und Renault haben das Gewicht des „Anti-
Sliding-Airbag“ um 60 % reduzieren können. Das relativ schwere Metallgehäuse wurde durch
eine textile Gewebekonstruktion ersetzt. Die Funktionsweise blieb erhalten.
Fazit:
Ob nun ein aktives oder ein passives „Anti-Submarining-System“ in den Fahrzeugen verbaut
wird ist letztendlich den jeweiligen Konstrukteuren überlassen.
Durch zahlreiche Crashtests und durch die Auswertung vieler Unfallverletzungen ist die
Wirksamkeit des Systems eindeutig nachgewiesen. Daher ist der Einbau in allen
Personenkraftwagen sinnvoll und wünschenswert.
Auch unter Energiespargesichtspunkten ist die Realisierung durchaus machbar. Bei passiven
Systemen ist eine Änderung des Sitzgestells ohne nennenswerte Gewichtserhöhung möglich
und bei aktiven Systemen erhöht sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs in einem
vertretbaren Rahmen.
Allerdings darf bei einem aktiven System der erhöhte Kostenaufwand bei der Reparatur des
verunfallten Fahrzeugs nicht vernachlässigt werden. Wünschenswert wären Systeme, die sich
nach Auslösung ohne eine Sitzerneuerung ersetzen ließen.
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