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TU Berlin

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Forschung

Es kommt zum Crash

Für die Forschung zu größerer Insassensicherheit fahren Wissenschaftler Autos gezielt an die Wand

In der Crashanlage auf dem TU-Campus in Berlin-Wedding finden viele Versuche mit Kinder-Dummys statt. Ziel ist es, die Sicherheit von Kindern in Autos zu verbessern
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Was Fahrzeugfahrer zu vermeiden versuchen, das ist am Fachgebiet Kraftfahrzeuge Programm: Hier werden Autos gezielt gegen die Wand gefahren.

Auf dem TU-Campus in Berlin-Wedding an der Gustav-Meyer-Allee befindet sich im Keller des Gebäudes 13 eine Crashanlage. Die Teststrecke ist 70 Meter lang. Pkw, Klein-Lkw, Zweiräder und Testschlitten kommen dort für Crashtests zum Einsatz. Ein in den Boden eingelassenes, hydraulisch angetriebenes, 200 Meter langes Stahlseil führt die Fahrzeuge. Mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 Kilometern pro Stunde fahren sie gegen feste oder bewegliche Barrieren. Drei Highspeedkameras filmen den Aufprall. Da dieser nur wenige Hundertstelsekunden dauert, ist eine perfekte Beleuchtung notwendig. Diese liefern 102 Lampen mit einer Leistung von jeweils zwei Kilowatt.

120 Lampen sorgen für eine perfekte Beleuchtung bei den Crashversuchen. Drei Highspeedkameras benötigen das Licht, um den Aufprall filmen zu können.
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Johannes Holtz (links oben) und Tobias Trabert bereiten einen Crashtest vor
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Sie sind im Bereich des Aufpralls angebracht. Zudem ist die Teststrecke mit einer Vorrichtung für Versuche von Fahrrad-Fahrzeug-Unfällen beziehungsweise Fahrrad-Fußgänger-Unfällen ausgestattet. Denn die sogenannten ungeschützten Verkehrsteilnehmer wie eben Fußgänger und Fahrradfahrer werden ein immer wichtigeres Thema.
Gebaut wurde die Crashanlage Anfang der 1990er-Jahre. Das Fachgebiet Kraftfahrzeuge, das Einstein-Professor Steffen Müller leitet, nutzt sie für Forschungen unter anderem auf dem Gebiet der Insassensicherheit, der integralen Sicherheit, also der Verknüpfung des Unfalls mit dem vorausgegangenen Geschehen, und der Validierung numerischer Modelle. Zukünftig sollen auch verstärkt Fragestellungen zur Fahrzeugsicherheit automatisiert fahrender Fahrzeuge untersucht werden.

Im Laufe der Jahre haben die Dummys so manchen Crash aushalten müssen. Sie sind zudem vollgepackt mit Sensoren.
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Blick auf die Anzeige von Versuchsparametern im Kontrollraum
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Im Kopf eines Dummys werden Sensoren montiert
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Welche Auswirkungen zum Beispiel ein Frontalaufprall bei 50 Kilometern pro Stunde auf ein dreijähriges Kind im Kindersitz hat, das wird derzeit mit Dummys erforscht. Das Fachgebiet ist mit diesen gut ausgestattet: Von einem neugeborenen, einjährigen, anderthalbjährigen, dreijährigen bis zum sechsjährigen Dummy ist alles vorhanden. Aber auch Dummys von Erwachsenen sind verfügbar. Die Dummys sind vollgepackt mit Sensoren, die messen, welche Kräfte bei einem Aufprall auf Hals- und Lendenwirbelsäule wirken, mit welcher Beschleunigung der Kopf geschleudert oder wie stark die Brust eingedrückt wird. Diese gewonnenen Daten verwendet beispielsweise Johannes Holtz, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet, für die Weiterentwicklung eines numerischen Menschmodells eines sechsjährigen Kindes. Ob diese computerbasierten Menschmodelle die Dummys, die mehrere Zehntausend Euro kosten können, künftig vollständig ersetzen werden, diese Frage muss derzeit unbeantwortet bleiben.

Auf dem YouTube-Kanal der TU Berlin gibt es einen kleinen Eindruck: youtu.be/4kTgNeiTwd8

Aufgezeichnet von Sybille Nitsche, "TU intern" 15. Dezember 2017

Prof. Dr. ­Steffen ­Müller, Leiter des Fachgebietes Kraftfahrzeuge

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Das Auto der Zukunft fährt vernetzt, emissionsfrei und automatisiert. Hierdurch ergeben sich neue Herausforderungen für die Fahrzeugsicherheit. Die Untersuchungen an der Crashanlage des Fachgebietes Kraftfahrzeuge befassen sich daher neben klassischen Themen zunehmend mit neuen Fragestellungen in den Bereichen aktive Sicherheit, automatisiertes Fahren und Leichtbaustrukturen für Elektrofahrzeuge. Die Crashanlage bietet hervorragende Möglichkeiten, diese Themen im Bereich der Lehre und Forschung experimentell zu bearbeiten. Dies ist im universitären Umfeld ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal der TU Berlin.

Dr.-Ing. Gerd ­Müller, Oberingenieur am Fachgebiet Kraftfahrzeuge

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Die Verbesserung der Fahrzeugsicherheit ist nach wie vor eine wichtige Aufgabe der Automobilindustrie. Dabei ist das praktische Testen von Fahrzeugen auf einer Crashbahn unerlässlich. In der universitären Ausbildung ermöglicht uns eine solche Testeinrichtung den Sprung von der Theorie in die Praxis. Während in der Lehre vor allem die Theorie zur Fahrzeugauslegung und in entsprechenden Übungen die simulatorische Optimierung der Fahrzeugstruktur vermittelt wird, können die Studierenden auf der Crashbahn ganz unmittelbar das Testen und Optimieren der Fahrzeugsicherheit erlernen. Diese direkte Verknüpfung zwischen Simulation und Realtest ist in der Form in Deutschland einmalig.

Tobias Trabert, wissenschaftlicher Mitarbeiter

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Die Crashbahn ermöglicht es, die Studierenden praxisnah an Versuchs- und Messtechnik im Bereich der Fahrzeugsicherheit heranzuführen. Das praktizieren wir in der Lehrveranstaltung „Unfallmechanik und Kraftfahrzeugsicherheit“. Im Rahmen meiner Dissertation sind wir dabei, einen neuen Versuchsaufbau zu errichten, der es uns erlaubt, auch eine Notbremsung vor dem eigentlichen Crash und neue Sitzpositionen, wie sie beim automatisierten Fahren zu erwarten sind, abzubilden. Dies eröffnet uns ganz neue Möglichkeiten, die Auswirkungen des automatisierten Fahrens auf die Sicherheit der Passagiere zu analysieren und neue Ansätze für den Insassenschutz für zukünftige Fahrzeugkonzepte zu erforschen.

Johannes Holtz, ­wissenschaftlicher Mitarbeiter

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2017 habe ich vor allem Unfallrekonstruktionen auf der Crashbahn durchgeführt. Außerdem nutze ich Daten aus Schlittenversuchen mit definierten Verzögerungsverläufen, um meine Simulationsmodelle mit Kinderdummys zu validieren und Vergleichsdaten für numerische Menschmodelle zu generieren. Ziel ist es vor allem, durch die Versuche und die darauf aufbauenden Simulationen Verletzungsursachen genauer zu analysieren und numerische Menschmodelle weiterzuentwickeln. In der Lehre nutze ich die Crashbahn für die praktische Übung zum Kurs „Sicherheit von Kindern im Straßenverkehr“.

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