Crashtest 2-t Pw gegen einen Anpralldämpfer (TMA) von Triopan an einem Lastwagen als Baustellenschutz

Transkript

1 Centrum für Dynamische Tests Centre de Tests Dynamiques Crashtest 2-t Pw gegen einen Anpralldämpfer (TMA) von Triopan an einem Lastwagen als Baustellenschutz Bericht Nr: Test 02 Auftragsnummer: 214MRR27 Auftraggeber(in): Triopan Dähler AG Alexander Kleger Säntisstrasse 9401 Rorschach Inhalt: 1 Versuchsanordnung Resultate Folgerungen und Empfehlungen Anhang... A-1 Eine Unternehmung der Privatwirtschaft und der Berner Fachhochschule Biel, Abteilung Automobiltechnik Anzahl Seiten im Bericht: 18 Anhang: 16 Dokument Name Unterschrift Datum Autor Raphael Murri 31. März 2004 Geprüft Mathias Schläppi 31. März 2004 CH-2537 Vauffelin / Biel ISO 9001:2000 certified Telefon: Reg.Nr mrr27_Triopan_Test02.doc Telefax:

2 1 Versuchsanordnung Der Crashtest wurde auf der Aussencrashanlage des DTC gemäss Testvorgaben von Triopan durchgeführt. Damit das auffahrende Fahrzeug auf die gewünschte Kollisionsgeschwindigkeit gebracht werden konnte, wurden 2 Winden der Aussencrashanlage eingesetzt. Nachfolgend sind die Vorgaben für den Test 02 aufgeführt. Testnummer : Test 02 (TP 02): 214MRR27 Zielsetzungen : - Überprüfung der für die Auslegung gemachten Annahmen bezüglich Füllung und Deformationsverhalten der Hülle - Untersuchung des Energieaufnahmevermögens des Anpralldämpfers (TMA) für die drei Auslegungsgeschwindigkeiten (50 km/h, 80 km/h und 100 km/h). Dabei dürfen keine massiven Bruchstücke herumgeschleudert werden - Verschiebung des Baustellenschutzlastwagens durch die Kollision - Abschätzen der Gefahr für den Einsatz des Baustellenschutzfahrzeugs im fahrenden Betrieb - Ermittlung der Fahrzeug- und Insassenbelastungen im auffahrenden Fahrzeug Testbedingungen : Auffahrendes Fahrzeug Ford Transit: - Fahrzeugkategorie M1 (Personenwagen) - Testgewicht m = 2'000 kg - Kollisionsgeschwindigkeit soll: vk = 100 km/h / ist: vk = 102 km/h % Überdeckung - gerader Anstoss (Kollisionswinkel = 0 ) Abb. 1 Auffahrendes Fahrzeug Ford Transit Stehendes Fahrzeug Saurer D 290 N: - Lastwagen (Baustellenschutzfahrzeug) - Testgewicht m = 13'000 kg + Anpralldämpfer, Montagevorrichtung - Kollisionsgeschwindigkeit: vk = 0 km/h - Handbremse betätigt - kein Gang eingelegt Abb. 2 Stehendes Fahrzueg Normen : Für die Testdurchführung wurde keine der nachfolgend aufgeführten Normen berücksichtigt. Der Test 02 wurde auf z.t. deutlich höherem Energieniveau durchgeführt, als in den Normen gefordert wird. TMA-Normen (amerikanisches Transportministerium) - NCHRP 230: vk = 35 km/h - NCHRP 350: vk = 50 km/h, div. Anprallwinkel, div. Überdeckungen und Fahrzeugmassen Anpralldämpfer im stationären Einsatz (Europa-Leitschrankennormen) - EN 1317, Teil 3 1. Stufe: vk = 50 km/h, 1 Test 2. Stufe: vk = 80 km/h, 3 Tests mit div. Anprallwinkel, div. Überdeckungen und Fahrzeugmassen 3. Stufe: vk = 100 km/h, 6 Tests mit div. Anprallwinkel, div. Überdeckungen und Fahrzeugmassen (900 kg, 1300 kg, 1500 kg) Einrichtungen für den hinteren Unterfahrschutz (ECE) - ECE R kn Krafteinleitung 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 2 von 18

3 Testteil : Anpralldämpfer (TMA) von Triopan: - lange Ausführung bestehend aus drei Elementen für einen modularen Aufbau (50 km/h, 80 km/h und 100 km/h) - Füllung aus wasserresistentem Karton, Kartonwaben vakuumverpackt in Schutzfolie - Waben: 1. Element 110 mm, 2. Element 100 mm, 3. Element 90 mm - Elemente mit Stahltrennwand - Hülle aus Lüftungsrohr (Stahl verzinkt), mit Sollfaltstellen, durchgehend gleicher Blechquerschnitt Fahrrichtung 1. Element 50 km/h mit 2 t 2. Element 80 km/h mit 2 t 3. Element 100 km/h mit 2 t Abb. 3 Anpralldämpfer vor dem Test 02, am Heck des Saurers D 290 N 4 x 2 und dem auffahrenden Ford Transit in Kollisionsstellung Der Anpralldämpfer wurde am Lastwagenheck verankert. Eine zusätzliche Abstützung der einzuleitenden Kräfte wurde über die Anhängerkupplung realisiert. Abb. 4 Zusatzabstützung 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 3 von 18

4 Testkonstellation : Abb. 5 Seitenansicht von rechts Abb. 6 Draufsicht vom Filmturm Dummy : Für die Beurteilung der Insassenbelastungen des Fahrers im auffahrenden Fahrzeug, wurde ein mit Beschleunigungssensoren ausgestatteter 50 % Dummy (Meira HIII) eingesetzt. Abb. 7 Dummy im auffahrenden Fahrzeug Im Baustellenschutzlastwagen wurde zu Showzwecken ein uninstrumentierter Dummy (5 % HIII female) auf den Fahrersitz gesetzt. Abb. 8 Dummy im Baustellenschutzlastwagen 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 4 von 18

5 Datenerfassung Messstelle Messgrösse / Sensortyp Messrichtung Filter Auffahrendes Fahrzeug: 2 triaxiale Beschleunigungssensoren Redundanz: UDS Geschwindigkeit (Impakt) x, y, z x, y Lichtschranke CFC 60* - - Dummy-Kopf: triaxialer Beschleunigungssensor x, y, z CFC 1000* Messauslösung durch Triggerkontakt im Kollisionspunkt Stehendes Fahrzeug: UDS x, y - * Messfrequenz der Datenerfassung: 10'000 Hz (SAE J211) Messauslösung durch Anstieg der Beschleunigung, nicht zeitsynchron mit auffahrendem Fahrzeug Um die Insassenbelastungen (Fahrer) zu beurteilen, wurden die Beschleunigungsmesswerte ausgewertet: Auffahrendes Fahrzeug: - 3 ms-spitzenwert (aus resultierender Kopfbeschleunigung) - HIC (aus resultierender Kopfbeschleunigung) - ASI (aus Fahrzeugbeschleunigungen) - Rotationswinkel während Kollision Baustellenschutzfahrzeug: - v und am im Fahrbetrieb (HWS) 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 5 von 18

6 2 Resultate 2.1 Auffahrendes Fahrzeug Ford Transit Im folgenden Diagramm sind die triaxialen Beschleunigungsmessungen des Fahrzeugs sowie der aus ax integrierte Geschwindigkeitsverlauf dargestellt. Abb. 9 Messwerte auffahrendes Fahrzeug Aufgrund der optimalen Wahl und Abstimmung der Füllung des Anpralldämpfers konnte dieser vollständig deformiert werden, woraus ein maximaler Verzögerungsweg für das auffahrende Fahrzeug resultierte. Der sehr lange Abbremsweg von über 3 m ergab eine sehr lange Stosszeit von 261 ms, im Vergleich zum Test 01 mit 164 ms. Trotz dem geringen Potential an passiver Sicherheit des Ford Transit (vorne längs eingebauter Motor, Längsholmen mit hoher Festigkeit sowie vergleichbar geringe Knautschzone) sind die Fahrzeugbeschleunigungen gering ausgefallen. Für die Beurteilung des Verletzungsrisikos aus den Fahrzeugbeschleunigungen kann bei Abprallkollisionen (Bsp. für Leitschranken) der ASI-Wert berechnet werden. Infolge der durchgeführten Frontalkollision darf der ASI-Wert zwar berechnet werden, ist aber als Bewertungskriterium bei dem hohen v nicht an den Vorgaben aus der NCHRP 350 oder EN 1317 zu beurteilen. Messwerte am Transit Geschwindigkeit vkol. Verzögerung ax max Verzögerung ax mittel v aus ax während Stosszeit ASI (50 ms) Test km/h 38.1 g 16.5 g km/h 2.20 Test km/h 32.9 g 13.5 g km/h 1.98 Beurteilung 100 km/h i.o Soll < 1.4 bei Abpralltests Im Vergleich zum Test 01 ist die maximale Verzögerung gegen Ende der Kollision nur sehr kurzzeitig aufgetreten. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 6 von 18

7 2.2 Rotationswinkel am auffahrenden Fahrzeug Um die Rotationswinkel am auffahrenden Fahrzeug nach Norm zu erfassen, müsste ein entsprechender Sensor eingebaut werden. Näherungsweise können die Rotationswinkel auch mittels Punktverfolgung der Highspeed Filmaufnahmen bestimmt werden. Nickwinkel Θ Gierwinkel ψ Abb. 10 Punktverfolgung zur Bestimmung des maximalen Nickwinkels Abb. 11 Punktverfolgung zur Bestimmung des maximalen Gierwinkels Auf die Bestimmung des maximalen Wankwinkels kann verzichtet werden, da infolge des geraden Stosses keine relevanten Wankwinkel aufgetreten sind. Messwerte am Transit Nickwinkel Θ Gierwinkel ψ Wankwinkel ϕ Test Beurteilung i.o. i.o. i.o. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 7 von 18

8 2.3 Dummy Kopfbelastungen im auffahrenden Fahrzeug Ford Transit Für die Beurteilung der Kopfbelastungen wurde die Beschleunigung triaxial im Dummykopf gemessen und daraus die resultierende Beschleunigung berechnet. Abb. 12 Dummy Kopfbelastungen Trotz des geringen Potential an passiver Sicherheit zeigen die Auswertungen (HIC, 3 ms Wert) nur geringe Kopfbelastungen, welche weit unter den üblichen Grenzwerte liegen. Wegen der Gurtlose steigt die Kopfbeschleunigung erst ca. 40 ms nach dem Kollisionspunkt an. Würde ein Fahrzeug mit Gurtstraffer verwendet, könnte diese Verzögerung verringert werden. Ein Kopfaufschlag des Dummys kann aufgrund des nach der Kollision intakten Lenkrades und der fehlenden Aufprallspuren im Kopfbereich der Frontscheibe ausgeschlossen werden. Dies zeigen auch die Highspedaufnahmen (Seite und mitfahrende Kamera). Mit Hilfe eines Airbags könnten die Kopfbelastungen nur noch geringfügig reduziert werden. Messwerte Dummykopf am Verzögerung ares max Verzögerung ares 3 ms HIC-36 (36 ms) Test g 85.0 g 1392 Test g 39.0 g 256 Beurteilung - max 80 g i.o. max 1000 i.o. Gegenüber dem ersten Test konnten die Dummybelastungen vom kritischen Bereich weit unterhalb der Grenzwerte gebracht werden. HIC-36: Verletzungsindex für den Kopf (Head Injury Criteria). 36 bedeutet, dass der HIC über eine minimale Verzögerungsdauer von 36 ms berechnet wird. 3 ms Wert: Verzögerungswert, der während mindestens 3 ms vorherrschte. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 8 von 18

9 2.4 Energieaufnahmevermögen des Anpralldämpfers (TMA) Der dynamische Deformationsweg wurde durch doppelte Integration der Längsverzögerung des auffahrenden Fahrzeugs bestimmt. Der Deformationsweg setzt sich deshalb aus Deformation am auffahrenden Fahrzeug (Knautschzone), Deformation des Anpralldämpfers sowie Deformation und Verschiebung des Baustellenschutzlastwagens zusammen. Von den vorgängig genannten Grössen wird der Deformationsweg massgeblich durch die Deformation des Anpralldämpfers bestimmt. Die Deformationskraft wurde aus der Längsverzögerung im auffahrenden Fahrzeug und der Fahrzeugmasse berechnet. Die Deformationsenergie wurde aus Deformationskraft und Deformationsweg berechnet. Abb. 13 Energieaufnahmeverhalten des Anpralldämpfers (TMA) Abb. 14 Fahrzeuge im Kollisionspunkt tk = 0 ms Abb Crashelement deformiert (36 ms) Abb Crashelement deformiert (80 ms) Abb. 17 max. dyn. Deformation (206 ms) Feststellungen und Verbesserungspotential: 1. Die drei Elemente weisen aufgrund der geringer werdenden Rasterung der Kartonwaben wie gewünscht eine zunehmende Deformationskraft auf. 2. Die drei Energieniveaus können mit der getesteten Rasterung abgedeckt werden. 3. Die in der ECE R58 geforderte Horizontalkraft von 100 kn wird bereits mit dem ersten Element abgedeckt. 4. Das auffahrende Fahrzeug (Ford Transit) weist nach dem 1. Element (Abb. 15) eine Deformation auf, wie sie mit einem Crashtest aus 50 km/h gegen eine deformierbare Barriere verursacht wird. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 9 von 18

10 5. Die Hülle hat dank der vorgängig angebrachten Knickungen sehr gut deformiert, sie hat aber bereits in einem frühen Stadium der Deformation (Abb. 15) bereits im 3. Crashelement geknickt. Die Hülle des 2. und 3. Elementes müsste verstärkt werden. 6. Die Hülle des Anpralldämpfers war beim 1. und 2. Element auf der linken Seite unten und beim 3. Element auf der rechten Seite oben zusammengefügt (geklebt). Die kamerazugewandte Klebung ist bereits nach der Deformation des 1. Elementes aufgeplatzt (Abb. 15). Die Funktion des Anpralldämpfers wurde dadurch jedoch kaum beeinträchtigt. Es ist sogar anzunehmen, dass dadurch die erforderliche Entlüftung der Elemente begünstigt worden ist. 7. Der Anpralldämpfer-Halterahmen wies nach dem Test eine Deformation auf der rechten Seite auf. Mit Hilfe der Punktverfolgung der Highspeed- Detailaufnahme konnte der Betrag und vor allem der Zeitpunkt der Deformation bestimmt werden. Abb. 18 Deformation des Halterahmens rechts Abb. 19 Punktverfolgung der Montagerahmens Entgegen der Vermutung, die Deformation wäre erst gegen Ende der Deformationsphase entstanden, zeigt die Filmauswertung deutlich den Übergang von der elastischen Deformation in die plastische Deformation (Knick im Verlauf der Punkteabstände). Der Anpralldämpfer-Halterahmen wurde somit bereits in einem sehr frühen Stadium der Deformation des letzten Elementes (ca. 114 ms) deformiert. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 10 von 18

11 2.5 Highspeed-Sequenzen Übersicht 90 seitlich Draufsicht Kollisionspunkt t = 0 ms Anpralldämpferelement ms 1. Element deformiert 80 ms 2. Element deformiert 206 ms 3. Element (max. dyn. Def.) 216 ms Ende Stosszeit 260 ms Abb. 20 Übersicht Bildsequenzen aus Highspeedfilmaufnahmen Auf den Bildern der Draufsicht ist das Aufplatzen des Anpralldämpfers auf der linken Seite und dem Herausblasen von Kartonstücken zu sehen. Es wurden keine massiven Gegenstände aus dem Anpralldämpfer herausgeschleudert. Insgesamt wurde der Baustellenschutzlastwagen 1.2 m vorwärtsbewegt. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 11 von 18

12 Dummy Mitfahrende Kamera innen Detail Seitenansicht Vor Kollision -212 ms 36 ms 1. Element deformiert 80 ms 2. Element deformiert 166 ms max. Kopfbeschleunigung (3 ms) 216 ms Ende Stosszeit Abb. 21 Detail Bildsequenzen aus Highspeedfilmaufnahmen Aus beiden Ansichten wird ersichtlich, dass kein Kopfaufprall mit dem Lenkrad stattgefunden hat. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 12 von 18

13 2.6 Stehendes Fahrzeug Saurer D 290 Die Beschleunigungen am stehenden Fahrzeug wurden mit einem UDS (Unfall Daten Speicher) mit 500 Hz in x- und y-richtung aufgezeichnet. Da die Messung im UDS durch das Überschreiten der Beschleunigung über 1 g ausgelöst wird, kann der Kollisionsbeginn nicht eindeutig in Übereinstimmung mit dem auffahrenden Fahrzeug gebracht werden. Aus der Filmanalyse wird ersichtlich, dass sich zum Verschiebebeginn des Lastwagens ein Zeitverzug von ca. 74 ms ergibt. Zu diesem Zeitpunkt waren bereits zwei Deformationselemente nahezu vollständig deformiert. Dies bedeutet, dass sich der Baustellenschutzlastwagen bei einer Auffahrkollision eines 2 t Fahrzeuges mit 80 km/h kaum bewegen würde. Der Geschwindigkeitsverlauf wurde aus der Längsbeschleunigung ax integriert. Nachfolgend sind die wichtigsten Messwerte und Eckdaten zusammengefasst. Abb. 22 Messwerte stehendes Fahrzeug Messwerte Saurer am Geschwindigkeit vkol. Verzögerung ax max Verzögerung ax mittel v aus ax während Stosszeit s gesamt Test 01 0 km/h 14.5 g 3.3 g 18.9 km/h 3.7 m Test 02 0 km/h 10.3 g 2.0 g Beurteilung 0 km/h i.o km/h (7.7 km/h) < 10 km/h nicht i.o. 1.2 m < 20 m i.o. Wie beim auffahrenden Fahrzeug sind die Belastungswerte generell tiefer ausgefallen als beim Test 01. Der Verschiebeweg von 1.2 m ist sehr positiv zu beurteilen. Dadurch kann eine unmittelbare Gefahr der sich vor dem stehenden Fahrzeug befindenden Bauarbeiter, auch bei einer sehr energiereichen Kollision auf ein absolutes Minimum reduziert werden. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 13 von 18

14 Die mittlere Beschleunigung ist, trotz der sehr energiereichen Kollision, durch das mit 102 km/h auffahrende Fahrzeug mit 2.0 g sehr tief. Die Kollision ist gekennzeichnet durch eine vergleichbar lange Stosszeit (üblicherweise um 100 ms), welche sich positiv auf die Insassenbelastung auswirkt. Wird die Auswertung auf den Beschleunigungsbereich fokussiert, in welchem die Geschwindigkeit markant ansteigt, kriegt man einerseits eine Stosszeit in der Grössenordnung von knapp 100 ms und andererseits eine kollisionsbedingte Geschwindigkeitsänderung v von 7.7 km/h (v.g.l. Anhang S A-1 bis A-3). In Kombination mit der rel. langen Stosszeit ergibt sich eine Geschwindigkeitsänderung v, welche je nach Interpretation im Bereich für erhöhtes HWS-Verletzungsrisiko zu liegen kommt ( v > 10 km/h). Da für den Baustellenschutz oft ältere Fahrzeuge eingesetzt werden, fehlen bei diesen Fahrzeugen oft die Kopfstützen. Dadurch wären Fahrzeuginsassen im Baustellenschutzlastwagen bei einer solchen Kollision einem nicht zu unterschätzenden Risiko für HWS-Verletzungen ausgesetzt. Durch Sitze mit korrekt einstellbaren Kopfstützen könnte das HWS-Verletzungsrisiko vermindert werden (Saurer hat keine Kopfstützen). Für den Einsatz des Anpralldämpfers mit dem Lastwagen im rollenden Betrieb, müsste für die Insassen ein Sitz mit Kopfstütze zur Verfügung stehen. Bei älteren Fahrzeugen, wie der Saurer, könnte ein Kissen aus energieabsorbierendem Schaum als Kopfstütze an die Kabinenrückwand befestigt werden. Der Baustellenschutzlastwagen wird durch die betätigte Handbremse nach der Kollision durchschnittlich mit 5.7 m/s 2 bis zum Stillstand verzögert. Es empfiehlt sich, das Getriebe in Neutralstellung zu haben, da sonst der Motor durch den Anstoss anspringen könnte. Aufgrund des grossen Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen Pw und Lastwagen, würden sich die beschriebenen Belastungswerte bei einer Kollision im rollenden Betrieb nicht wesentlich ändern. 2.7 Schadenbilder Kollisionsendlage: Das auffahrende Fahrzeug hat sich nicht wesentlich vom Anpralldämpfer gelöst. Dies weist einerseits auf eine geringe Elastizität des Anpralldämpfers hin und wird andererseits durch den Bremszustand des Baustellenschutzlastwagens beeinflusst (v.g.l. Test 01). Der Anpralldämpfer wurde vollständig bis zur Blockbildung zusammengedrückt. Der Baustellenschutzlastwagen wurde 1.2 m verschoben. Abb. 23 Seitenansicht rechts hinten 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 14 von 18

15 Auffahrendes Fahrzeug Ford Transit: Die Karosserie des auffahrenden Fahrzeugs wurde sehr stark belastet. Dies zeigen die Deformationen im Dach und Türbereich. Die Deformationen sind mit einer Frontalkollision aus 50 km/h gegen eine starre Barriere vergleichbar. Im Frontbereich ist die Karosserie bis an die Vorderräder resp. bis zum Fussraum deformiert. Der Fussraum ist genügend gross geblieben. Die starren Fahrzeugstrukturen wie Motor oder die beiden Längsholmen, sind deutlich erkennbar. Abb. 24 Seitenansicht rechts vorne Deutlich zu erkennen sind die beiden Längsholmen (a), welche nahezu undeformiert sind sowie der längs eingebaute Motor (b). Die durch den Ford Transit aufgenommene Energie ist im Vergleich zur aufgenommenen Energie durch den Anpralldämpfer vernachlässigbar gering. b a a Abb. 25 Seitenansicht rechts Anpralldämpfer: Alle drei Deformationselemente sind bis auf die Blockbildung deformiert. Die aufgeplatzte Klebung des letzten Elementes ist zu sehen. Abb. 26 Seitenansicht rechts 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 15 von 18

16 Auf der linken Seite sind die Klebungen der ersten beiden Elemente zu sehen. Abb. 27 Seitenansicht links Stehendes Fahrzeug Saurer D 290: Weder am Befestigungssupport noch am Fahrzeug wurden Schäden infolge der Kollision festgestellt. Einzig am Halterahmen des Anpralldämpfers wurden auf der rechten Seite geringe Deformationen festgestellt. Abb. 28 Ansicht Heck von rechts 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 16 von 18

17 3 Folgerungen und weitere Prüfungen Der Anpralldämpfer hat beim vorliegenden Test hervorragend funktioniert. Ausser an der Hülle und allenfalls an der Stabilität des Anpralldämpfers sind basierend auf den vorliegenden Testergebnissen keine weiteren Modifikationen erforderlich. Aus der Vielzahl an Variationen muss nun ein Minimum an weiteren Test für ein maximalen Nutzen in Bezug auf Sicherheit und Marketing zusammengestellt werden. Die wichtigsten Einflussfaktoren sind: Kollisionskonstellation welche Variationen von Geschwindigkeit, Fahrzeugmasse, Kollisionswinkel und Überdeckung sind zu testen? Einsatzbereich des Anpralldämpfers - mobil stehend, mobil rollend, stationär oder mehrere? Normtests - welche und in welchem Umfang (Tiefe)? Streuung innerhalb gleicher Testkonfigurationen - Toleranzen der Füllung (Kartonwabe)? Untersuchung der Anpralldämpferabstufung - müssten die Anpralldämpfervariationen (50 km/h, 80 km/h und 100 km/h) einzeln getestet werden, um die Funktion abschliessend beurteilen zu können? Kollisionsgeschwindigkeit des stehenden Baustellenschutzlastwagens - Einsatz im rollenden Betrieb? FEM-Simulation - lohnt sich der Initialaufwand zur Herstellung des Modells um Variationen rechnerisch abzudecken? Nachfolgend sind zu den einzelnen Punkten die wichtigsten Einflussgrössen dargestellt. 3.1 Kollisionskonstellation Als auffahrendes Fahrzeug war der Ford Transit mit seiner sehr steifen Front nicht optimal. Würde ein besseres Fahrzeug mit einem grösseren potential an passiver Sicherheit (Knautschzone, Gurte und ev. Airbag) eingesetzt, könnten die Grenzwerte für die Kopfbelastung des Dummys u.u. bereits mit der getesteten Konstruktion eingehalten werden. Andererseits ist zu bedenken, dass für die Beurteilung der Insassenbelastung bei gleicher Testkonstellation ein leichteres Fahrzeug höhere Insassenbelastungen zur Folge hätte. Bei der Variation der Anprallwinkel und Überdeckungen wäre mindestens eine Anlehnung an die NCHRP 350 sinnvoll. 3.2 Einsatzbereich und Normtests Je nach dem gewünschten anzubietenden Einsatzbereich können die anzusetzenden Normen und der Prüfumfang festgelegt werden. Folgende Fragen müssten hierfür geklärt werden: Welcher Markt wird angegangen (nur Europa, Amerika,...)? Wird der Anpralldämpfer künftig auch als ortsfeste Schutzvorrichtung (Bsp. vor Tunneleinfahrten, Spurwechsel etc.) angeboten? In diesem Fall ist eine Prüfung nach EN 1713 unumgänglich. 3.3 Streuung und Toleranzen Die Frage stellt sich vor allem in Zusammenhang mit der Füllung aus alternativem Werkstoff, um den Nachweis für die Zuverlässigkeit des Systems nachzuweisen. In diesem Zusammenhang könnte auch das Verhalten des Materials infolge Witterungs- und Alterungseinflüsse analysiert werden. 3.4 Anpralldämpferabstufung und Kollisionsgeschwindigkeit (Lw) Diese Testkonfigurationen dürften lediglich als Verkaufsargument begründet sein. Damit könnte den Kunden deren spezifischer Einsatzbereich aufgezeigt werden (es muss für ein einzelnes Element für 50 km/h nicht mit einem Test mit 100 km/h die Funktion aufgezeigt werden). 3.5 FEM-Simulation Mit Hilfe eines FEM-Modells des Anpralldämpfers könnte eine Vielzahl an Variationen rein rechnerisch analysiert werden. Wenn das FEM-Modell einmal steht und validiert (!) ist, können die Variationen vergleichsweise kostengünstig durchgeführt werden. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 17 von 18

18 Bei unseren Vorabklärungen sind in Zusammenhang mit der Simulation der Kartonfüllung zwei Schwierigkeiten genannt worden: Für die Simulation der Füllung und deren plastischen Materialeigenschaften (Knicken, Reissen etc.) fehlen wichtige Erfahrungen bei den meisten Anbietern. Ein FEM-Modell wird, vor allem mit den vorgängig genannten Unsicherheiten, erst durch eine entsprechende Validierung genügend exakt. D.h. die Simulationen müssten durch entsprechende Tests abgeglichen werden können. Für eine Zertifizierung sind bis anhin reine FEM-Berechnungen nicht ausreichend. Dahingehende Bestrebungen sind in Gange. 3.6 Stehendes Fahrzeug Das stehende Fahrzeug wird in Kombination mit dem getesteten Anpralldämpfer zum Schutz der Baustellenarbeiter vor der Bauzone abgestellt oder fährt langsam hinter den Arbeitern her. Aus den Erkenntnissen dieses Tests können Empfehlungen für den praktischen Einsatz abgeleitet werden, welche im Fahrzeug als Bedingungshinweise angebracht werden könnten (Produktehaftung): - das Trägerfahrzeug des Anpralldämpfers sollte eine möglichst hohe Masse aufweisen. Hierfür kann das Fahrzeug beispielsweise mit einem Betonblock, wie dies beim Testfahrzeug gemacht worden war, aufgelastet werden. Eine Mindestfahrzeugmasse von 10 t sollte vorgegeben werden. - das Fahrzeug muss mit genügendem Abstand zur Baustelle abgestellt werden; je schlechter der Haftwert, desto grösser ist der Sicherheitsabstand zu wählen (Naturuntergrund, Kiesel etc.). Der absolut minimale Sicherheitsabstand sollte nicht weniger als 20 m betragen. - beim Abstellen des Fahrzeugs ist in jedem Fall die Handbremse zu betätigen. Der Test 02 hat gezeigt, dass die Handbremse für die Sicherung des Fahrzeugs ausreichend ist (kein Gang einlegen). - Aufgrund der Gefahr einer HWS-Verletzung sollten sich bei abgestelltem Fahrzeug keine Personen im Fahrzeug befinden. Wird das Fahrzeug im rollenden Einsatz verwendet, sollten zusätzliche Massnahmen zur Verringerung des HWS-Verletzungsrisiko getroffen werden (Kopfstütze, Polster aus energieabsorbierendem Schaum etc.). - Aufgrund der Heckkollision (Rebound des Fahrers) drängt sich eine Nachrüstung des Fahrzeugs mit Sicherheitsgurten nicht auf, obwohl der Nutzen eines Sicherheitsgurtes als passive Sicherheitseinrichtung mit bester Wirkung hinlänglich bekannt ist. 4 Zusammenfassung Die Testergebnisse haben gezeigt, dass die für die Auslegung gemachten Annahmen bezüglich Füllung und Deformationsverhalten der Hülle richtig waren. Der Anpralldämpfer hat beim vorliegenden Test hervorragend funktioniert. Ausser an der Hülle und allenfalls an der Stabilität des Anpralldämpfers sind basierend auf den vorliegenden Testergebnissen keine weiteren Modifikationen erforderlich. Das Energieaufnahmevermögen des Anpralldämpfers (TMA) für die drei Auslegungsgeschwindigkeiten (50 km/h, 80 km/h und 100 km/h) konnte in jeder Deformationsphase eingehalten werden. Dabei wurden ausser einigen Kartonrissstücken keine massiven Bruchstücke herumgeschleudert. Die Verschiebung des Baustellenschutzlastwagens durch die Kollision lag mit 1.2 m weit unter den Erwartungen. Als heikelster Einsatz des Baustellenschutzfahrzeugs stellte sich der rollende Betrieb wegen der HWS- Verletzungsgefahr heraus. Das Verletzungsrisiko kann auch nach einer Nachrüstung des Fahrzeugs mit einer Kopfstütze nicht ausgeschlossen werden. Die ausgewerteten Fahrzeug- und Insassenbelastungen im auffahrenden Fahrzeug liegen deutlich unter den in Normen üblicherweise angewandten Grenzwerten. Obwohl aus biomechanischer Sicht Kollisionen mit einer Geschwindigkeitsänderung von mehr als 80 km/h als kritisch betrachtet werden, kann gestützt auf die Messwerte am Fahrerdummy davon ausgegangen werden, dass eine solche Kollision überlebt werden kann. Der Firma Triopan ist es gelungen, einen wirkungsvollen, effektiven und kostengünstigen Anpralldämpfer der unkonventionellen Art zu konstruieren. Der Anpralldämpfer von Triopan darf als DTC-getestet und für gut befunden deklariert werden. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite 18 von 18

19 5 Anhang 5.1 Fotodokumentation Aufnahmen vor und nach der Kollision sind auf der CD (inkl. Videoaufnahmen) 5.2 Vergleichskollision Pw-Pw im Low-Speedbereich ( Eine Unternehmung der Privatwirtschaft und der Berner Fachhochschule Biel, Abteilung Automobiltechnik CH-2537 Vauffelin / Biel ISO 9001:2000 ISO 9001:2000 certified certified Telefon: Reg.Nr. Reg.Nr mrr27_Triopan_Test02.doc Telefax:

20 Nahezu keine Schäden am Heck des gestossenen Fahrzeug. 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite A-2

21 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite A-3

22 5.3 Messwerte Ausdruck der Messwerte Rohdaten auf CD 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite A-4

23 5.4 Messprotokolle und Fahrzeugangaben Ausweiskopie 214mrr27_Triopan_Test02.doc Seite A-5