85
SCHRIFTEN REIHE NR. 147 Biomechanische Bewertung der Euro-NCAP- Einstufungskriterien Untersuchungen an Freiwilligen und Dummies
SCHRIFTENREIHE NR. 147
BiomechanischeBewertung derEuro-NCAP-Einstufungskriterien
Untersuchungen anFreiwilligen und Dummies
BiomechanischeBewertung derEuro-NCAP-Einstufungskriterien
Untersuchungen anFreiwilligen und Dummies
Auftraggeber:
Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V. (FAT)
Auftragnehmer:
Institut für Rechtsmedizin undVerkehrsmedizinRuprecht-Karls-Universität Heidelberg
Verfasser:
Prof. Dr. Dimitrios KallierisBernd LorenzProf. Dr. Rainer Mattern
Die Studie wurde erstellt unter Mitarbeit von
R Drönner, C. Frank, B. Ganßmann, F. Gaus, M. Hahn, S. Helbing,A. Klingmann, K. Krämer, H. Riedl, B. Rimmler, S. Runde, P. Schiemann,
H. Schölles, M. Schulz, B. von Wirén, G. Zimmer
Postanschrift:Postfach 17 05 63 • 60079 Frankfurt/M.Telefon (0 69)9 75 07-0Drahtanschrift: AutoverbandTelex 4 11 293
Druckerei Henrich GmbHSchwanheimer Straße 11060528 Frankfurt am Main
Vervielfältigungen, auch auszugsweise,nur mit ausdrücklicher Genehmigung der FAT.
Vorwort
Ein zentrales Ziel der Fahrzeughersteller ist die Konstruktion von sicheren Fahrzeu-gen, die nicht nur unter normalen Betriebsbedingungen ein sicheres Führen ermög-lichen müssen, sondern auch unter extremen Bedingungen wie z.B. bei einem Ver-kehrsunfall, den Insassen guten Insassenschutz bieten sollen.
Verbraucherverbände, Fachzeitschriften und verschiedene internationale Verkehrsbe-hörden führen schon seit langer Zeit Crashversuche mit dem Ziel durch, die Verbrau-cher über das Abschneiden bestimmter Fahrzeuge in diesen Versuchen zu informie-ren. Diese Bemühungen gehen im allgemeinen über die Anforderungen der bestehen-den Sicherheits- und Verkehrsgesetze hinaus, da deutlich gezeigt werden soll, ob ver-schiedene Fahrzeugmodelle Defizite aufweisen. So wurde auch 1997 im Rahmen vonweltweit durchgeführten Verbraucher-Crash-Tests (New Car Assessment Program,NCAP) von der englischen Verkehrsbehörde, unterstützt durch die FIA und einiger EU-Kommissare, ein europäisches Crashverfahren (Euro-NCAP) etabliert, das aus ver-schiedenen Crashtests besteht. Durchgeführt wird ein versetzter Frontalaufprall gegeneine deformierbare Barriere mit 64 km/h und ein rechtwinkliger Seitenaufprall mit50 km/h. Darüber hinaus werden noch verschiedene Tests zur Bewertung der Fußgän-gersicherheit abgeprüft.
Um die Verbraucher möglichst einfach mit einer Gesamtnote über das Abschneiden zuinformieren, werden über ein relativ kompliziertes Verfahren die von einer Testpuppe(Dummy) ermittelten Einzelmeßwerte zusammengefaßt. Die Grenzwerte der Einzel-messungen waren bisher nicht biomechanisch abgesichert. Daher war es notwendig,bei einigen Bewertungsgrößen eine Überprüfung der Plausibilität der biomechanischenEinstufung auch im Hinblick auf die Darstellung der wissenschaftlichen Tragfähigkeithin, zu untersuchen.
Mitarbeiter und Studenten des Instituts für Rechtsmedizin der Universität Heidelberghaben sich hierfür freiwillig Versuchen unterzogen, bei denen die von ihnen als ertrag-bar bezeichnete Belastung für verschiedene Euro-NCAP- Bewertungskriterien ermitteltwurden. Versuchsaufbau, -ablauf und -ergebnisse sind im vorliegenden Bericht darge-stellt. Die Ergebnisse zeigen, daß bei bestimmten Bewertungskriterien die Euro-NCAP-Grenzen sehr ehrgeizig gewählt sind. Die Freiwilligen haben teilweise bei geringerenEinwirkgrößen die vorgeschlagenen Grenzen überschritten.
Die Studie konnte nur durch den hohen persönlichen Einsatz der Mitarbeiter und Stu-dierenden des o.g. Instituts und durch die enge Zusammenarbeit mit dem FAT-Ak 3Unfallforschung/Biomechanik, dessen Mitglieder im Anhang namentlich genannt sind,erfolgreich durchgeführt werden. Allen Beteiligten sei an dieser Stelle ausdrücklichgedankt.
Frankfurt am Main, im August 1999
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 1
2 METHODE 5
2.1 FREIWILLIGE UND DUMMIES 52.2 ART UND ANZAHL DER VERSUCHE 62.3 VERSUCHSAUFBAU 62.4 MEBSTELLEN AM PENDEL 72.5 FOTOGRAFISCHE DOKUMENTATION 72.6 THORAXANPRALLVERSUCHE 7
2.6.1 Meßstellen an den Freiwilligen 82.6.2 Meßstellen am Dummy 10
2.7 KNIEANPRALLVERSUCHE 102.7.1 Meßstellen an den Freiwilligen 112.7.2 Meßstellen am Dummy 11
2.8 KNIE-/TIBIA-VERSCHIEBUNG 122.8.1 Meßstellen am Dummy 13
2.9 FUßBELASTUNG 132.9.1 Dummy-Fallversuche 132.9.2 Meßstellen am Dummy 152.9.3 Meßstellen an den Meßschuhen 152.9.4 Sprungversuche mit Freiwilligen 152.9.5 Fallversuche mit Freiwilligen 16
3 LITERATURREVIEW 17
3.1 THORAX 18
3.2 Fuß 19
4 ERGEBNISSE 19
4.1 THORAXANPRALLVERSUCHE 19
4.2 KNIEANPRALLVERSUCHE 254.3 KNIEVERSCHIEBUNGSVERSUCHE 284.4 FALLVERSUCHE MIT HYBRID-III-DUMMY 304.5 SPRUNGVERSUCHE MIT FREIWILLIGEN 354.6 FALLVERSUCHE MIT FREIWILLIGEN 405 DISKUSSION 42
5.1 THORAXANPRALLVERSUCHE 435.2 KNIEANPRALLVERSUCHE 445.3 KNIEVERSCHIEBUNG 455.4 FUßBELASTUNG 46
6 ZUSAMMENFASSUNG 48
7 LITERATURVERZEICHNIS 50
Tabellen der Versuchsdaten
Ergänzungsbericht: Knie-Tibia-Verschiebungsversuche an einemHybrid Ill-Dummy ausgestattet mit Ball-Bearing-Sliding-Knees
Mitglieder des FAT-AK 3 'Unfallforschung/Biomechanik'
Nomenklatur
Abkürzung
aK
a2so
r"Femur
FH
FoSli/re
Fpd
Fjjbia
Fx/zAbs
Fx/zSo
FxUpTili/re
FzLoTi
FzUpTi
h-Fall
HIChpdhsp
hïhIF
IK
MHymK
Tlschuh
Mx/yLoTi
Mx/yUpTi
My|i/re
SsKli/re
TCFCTlUTh
vcVimp
0Pd
Bedeutung Einheit
Kopfbeschleunigung [g]Beschleunigung Knie außen in x-Richtung [g]Beschleunigung Knie innen in x-Richtung [g]Pendelbeschleunigung [g]Beckenbeschleunigung in x-/y-/z-Richtung [g]Höchster Ordinatenwert des in Höhe einer 3ms-Breite [g]abgeschnittenen Spitzenwerts der resultierendenBeschleunigungRückenbeschleunigung in x-Richtung [g]Thoraxbeschleunigung [g]Absatzbeschleunigung des Meßschuhs in z-Richtung [g]Sohlenbeschleunigung des Meßschuhs in z-Richtung [g]Brustbreite [cm]Thoraxdeflektion, Thoraxeindrückung in x-Richtung [mm]Oberschenkellängskraft [N]Halskraft [N]Oberschenkelkraft links/rechts [N]Pendelkraft [N]Kompressionskraft in der Schienbeinlängsachse [N]Absatzkraft des Meßschuhs in x-/z-Richtung [N]Sohlenkraft des Meßschuhs in x-/z-Richtung [N]Upper Tibia Kraft links/rechts in x-Richtung [N]Lower Tibia Kraft in z-Richtung [N]Upper Tibia Kraft in z-Richtung [N]Fallhöhe [cm]Head Injury Criterion [-]Auslenkhöhe des Pendels [mm]Sprunghöhe [cm]Brusthöhe [cm]Fußlänge [cm]Körpergröße [cm]Halsmoment um die y-Richtung [Nm]Körpermasse [kg]Pendelmasse [kg]Masse des Meßschuhs [kg]Lower Tibia Moment um die x-/y-Achse [Nm]Upper Tibia Moment um die x-/y-Achse [Nm]Drehmoment um die Tibia-y-Achse links/rechts [Nm]Sliding Knee (Knieverschiebung) links/rechts [mm]Tibia Compression Force Criterion [kN]Tibia Index [-]Brustumfang [cm]Viscous Criterion [m/s]Anprallgeschwindigkeit [m/s]Durchmesser der Anprallfläche des Pendels [mm]
AIS Abbreviated Injury ScaleBASt BundesAnstalt für StraßenwesenEEVC European Experimental Vehicles ComitteeEuro-NCAP European New Car Assessment ProgramFAT Forschungsvereinigung AutomobilTechnikIIHS Insurance Institute for Highway SafetyNHTSA National Highway Traffic and Safety AdministrationQUPASI Quantifizierung der PAssiven Sicherheit von PKWTRL Transport Research LaboratoryTUB-NCAP TU Berlin-NCAPVDA Verband Deutscher Automobilindustrie
1 Einleitung und Problemstellung
Zur Zeit werden weltweit eine ganze Reihe unterschiedlicher Crash-Verfahren (z.B.
hinsichtlich Anprallgeschwindigkeit, Dummy-Besetzung, Offset, Beschaffenheit der
Barriere) sowohl von behördlicher Seite (z.B. National Highway Traffic and Safety
Administration - NHTSA) und Versicherungen (z.B. Insurance Institute for Highway
Safety - IIHS) als auch von Auto-Zeitschrift-Redaktionen (z.B. auto motor & sport)
und Verbraucherorganisationen (ADAC, Stiftung Warentest) durchgeführt. Die Er-
gebnisse dieser Versuche (Dummy-Meßwerte, Hochgeschwindigkeitsfilme, Fahr-
zeugstrukturuntersuchung) werden insbesondere hinsichtlich der Einstufung von
Verletzungsrisiken unterschiedlich bewertet (sog. "Rating"). Hierdurch ergibt sich für
die Fahrzeugentwicklung und Konstruktion eine unklare Situation, die in ihrer Konse-
quenz nicht nur hohe Investitionen sondern auch den Nutzen für den Verbraucher
fragwürdig machen kann.
Crashtests Euro-NCAP
Seitentests Frontaltests Fußgängertests
50 km/h
5-s t
50 km/h i.
950 kgdGlonr.:c-rbaie Bariere
40% Onset
64 km/h
deformiefboe Banane-
Abb. 1: Derzeitige Euro-NCAP Crashtests
Insbesondere die jüngsten Veröffentlichungen von Ergebnissen aus Crash-
Versuchen nach dem sog. European New Car Assessment Program (Euro-NCAP)
z.B. in der Zeitschrift „What Car ?" und assoziierten Magazinen ([5], [6], [7], [8]) sor-
gen bei den Fahrzeugherstellern für Unsicherheit (z.B. [9], [28]). Crash-Versuche
nach diesem Verfahren wurden unter der Federführung von C. A. Hobbs durch das
britische Transport Research Laboratory (TRL) mit Unterstützung durch das britische
-1 -
Verkehrsministerium, verschiedene Verbraucherorganisationen und mit politischer
Unterstützung durch den EU-Kommissar Neil Kinnock entwickelt und durchgeführt.
Die Crashkonfigurationen sind in Abb.1, die Versuchsdurchführung in [38] und die
Versuchsauswertung und Einstufung der Ergebnisse in [15] beschrieben.
Zwischenzeitlich ist das sog. Euro-NCAP-Konsortium entstanden, zu dem auch die
Bundesrepublik Deutschland ihren Willen zum Beitritt erklärt hat und im Rahmen
dieses Beitrittes versucht, Modifikationen am Euro-NCAP-Verfahren einzubringen
und durchzusetzen.
1 Crashtests zum Selbstschutz
(Vorschlag BASt/QUPASI)
Frontaltests Seitentests
64 km/h
40% Offset
detamierbareBarriere
50 km/h
56 km/h
m=950 kgfahrbare Barriere
gem. ECE
(optional) a18 kg Gepäck " Q *nüer;ta
(optional) ' (optioroli
Abb. 2: Vorschlag der BAStzu Euro-NCAP (nach [33])
Diese Modifikationen basieren unter anderem auf den im Rahmen der Entwicklung
des QUPASI-Verfahrens (Quantifizierung der passiven Sicherheit von PKW [18]) - in
neuerer und modifizierter Form auch als TUB-NCAP (TU Berlin-NCAP [32]) bezeich-
net - gewonnenen Forschungsergebnissen. Der Entwurf des deutschen Beitrags
(s.a. Abb. 2 und 3) befindet sich derzeit in der abschließenden Beratungs- und Be-
schlußphase durch Ad Hoc-Arbeitsgruppen unter Federführung der Bundesanstalt
für Straßenwesen (BASt) und des Verbands der Automobilindustrie (VDA).
Auf eine weitere Beschreibung des TUB-NCAP Verfahrens wird an dieser Stelle ver-
zichtet, da zum einen wesentliche Bestandteile noch nicht abschließend festgelegt
sind und zum anderen es sich um ein vergleichsweise kompliziertes, nicht kurz dar-
stellbares Verfahren handelt.
- 2 -
'I Aufbau des CAP Verfahrens
3 Selbstschutztests_ ^ - — " " " ^ - ^ ^
Primärkriterien Zusatzkriterien(ZK)körperteilbezogene I übergeordnete ZKZK f. Selbstschutz | z.B. Rettung, Brand
QÖPASI-Methode zurSelbstschutzbewertung
('Kernbewertung')
Bewertungsmaßstab(Selbstschutz)
1
j ^
Kompatibilitätstest
Bewertung derKompatibilität
Bewertungsmaßstab(insgesamt)
IKörperteilbezogene Bewertungdes Selbstschutzes »* -à
r r
Sicherheits-Index für verschiedeneFahrzeugklassen ^ * * * T J & :
Abb. 3: Aufbau des TUB-NCAP-Verfahrens (nach [33])
In Tabelle 1 sind die körperteilbezogenen Erfüllungskriterien (Performance Criteria)
des Euro-NCAP-Verfahrens zusammengefaßt (nach Hobbs, 1998 [14]). Ähnliche
Einstufungen werden auch im TUB-NCAP-Verfahren vorgenommen, die sich auf die
sogenannten Primärkriterien beziehen, wobei die eigentliche Bewertung
(Farbgebung) nach einem aufwendigeren statistischen Verfahren erfolgt.
Körperteil
Kopf
Hals
Brust
Femur
Knie
Lower Leg
Lower Boundary
Kriterium
HIC
ScherkraftZugkraftMoment
Defiektion
Viscous Criterion
FFemuf
Verschiebung
FT,b»(TCFC)
Tibia Index
Einstufung wec
Lower Boundary
1000(20% Verletzungsrisiko È AIS 3)
88 g
3.1 kN @0 ms. 1.5 kN @ 25-35 ms, 1.1 kN @ 45 ms3.3 kN @ 0 ms, 2.9 kN @ 35 ms, 1.1 kN @ 60 ms
Extension 57 Nm(signifikantes Verletzungsrisiko)
50 mm(50% Verletzungsrisiko > AIS 3)
1.0 m/s(25% Verletzungsrisiko > AIS 4)
9.07 kN @ 0 ms, 7.56 kN @10 ms(Grenzwert für Oberschenkelfraktur)
15 mm(Grenzwert für Kreuzbandversagen)
8 k N
(10% Frakturrisiko)1.3
Upper Boundary
650(5% Verletzungsrisiko > AIS 3)
72 g
1.9 kN @ 0 ms, 1.2 kN @ 25-35 ms, 1.1 kN @ 45 ms2.7 kN @ 0 ms, 2.3 kN @ 35 ms, 1.1 kN @ 60 ms
Extension 42 Nm
22 mm(5% Verletzungsrisiko > AIS 3)
0.5 m/s(5% Verletzungsrisiko > AIS 4)
3.8 kN(5% Beckenverletzungsrisiko)
6 mm
2 k N
0.4
isclt von rot (poor) nach braun (weak)Upper Boundary: Einstufung wechselt von gelb (adequate) nach grün (good)
Tab.1: Euro-NCAP Performance Criteria (nach Hobbs 1998, [14])
Die unteren Grenzbedingungen („lower boundary") entsprechen weitgehend den
Grenzwerten der EEVC, die für die gemäß ECE R94 und ECE R95 gesetzlich vorge-
schriebenen bzw. vorgesehenen Crash-Versuche gelten. Werden die oberen Grenz-
- 3 -
bedingungen („upper boundary") erfüllt bzw. deren Werte unterschritten, erfolgt die
Einstufung „grün" (good). Die Festlegung der Grenzwerte basiert im wesentlichen auf
Arbeiten von Mertz (1997, [19]), in denen statistische Verfahren entwickelt wurden,
um Risikokurven für die Wahrscheinlichkeit des Eintretens von Verletzungen unter
bestimmten mechanischen Einwirkungen auf den menschlichen Körper ableiten zu
können.
Hobbs (1998, [14]) legt für die Einstufung „grün" eine 5%ige Wahrscheinlichkeit des
Eintretens einer Verletzung der gleichen AlS-Schwere zugrunde, auf der der gesetz-
liche Grenzwert basiert.
Ziel der vorliegenden Studie ist die Analyse des Euro-NCAP-Test- und Bewertungs-
verfahrens, insbesondere die Beurteilung der grundsätzlichen Tauglichkeit der zu-
grundegelegten biomechanischen Einstufungskriterien und die Überprüfung der wis-
senschaftlichen Tragfähigkeit, die zur dortigen Definition des als „grün" bewerteten
Bereichs dienten.
Hierzu sind Untersuchungen an Freiwilligen in einem als sicher verletzungsfrei - bis
zum Erreichen der Schmerzschwelle - zu tolerierenden Belastungsbereich durchge-
führt worden, wobei die Ermittlung dieses Bereichs im Hinblick auf Versuchsdurch-
führung und Versuchsdesign sorgfältiger Planung bedurfte. Es zeigte sich in einigen
Fällen, daß leichtere Beschwerden erst mit einem zeitlichen Verzug von bis zu 24
Stunden nach Versuchsdurchführung auftraten.
Eine gleichartige Belastung von Dummies des Typs Hybrid III soll Grundlagen zur
Validität der Dummies in einem für den Menschen als verletzungfrei zu tolerierenden
Bereich schaffen. Durch eine ausreichende Anzahl von gleichartigen Versuchen
(jeweils ca. 2-3 Versuche mit gleichem Versuchsdesign) sollten auch Erkenntnisse
zur Wiederholgenauigkeit (-> Streubereich der Meßwerte) und zur Biofidelität der
Dummies gewonnen werden.
Die Ergebnisse dieser Validierungsuntersuchungen werden dem im Euro-NCAP als
„grün" eingestuften Bereich gegenübergestellt und diskutiert.
Problematisch erscheint derzeit die Erarbeitung von Qualitätsstufen (Noten, Farbge-
bungen), die eine sichere Zuordnung von Wahrscheinlichkeit und Art und Schwere
einer möglichen Verletzung in Abhängigkeit vom Einwirkgeschehen ermöglicht. Un-
tersuchungen an Freiwilligen können hierzu aus naheliegenden Gründen nicht
durchgeführt werden und traumatomechanische Untersuchungen an Leichen er-
- 4 -
scheinen im unteren Belastungsbereich nicht sinnvoll (Aussagen zu Verletzungen
der Schwere AIS 1 (Prellungen, Überdehnungen) an der Leiche nicht möglich).
Der Nutzen der Themenbearbeitung liegt in der Schaffung eines Grundlagenpapiers,
das einerseits als Diskussions- und Argumentationsgrundlage sowohl im Hinblick auf
eine sinnvolle Fahrzeugentwicklung als auch zur Verbraucherinformation dienen und
andererseits ggf. auch weiteren Forschungs- und Untersuchungsbedarf darlegen
und begründen soll.
2 Methode
2.1 Freiwillige und Dummies
Für die Untersuchungen stellten sich insgesamt 9 männliche (23-59 J) und 7 weibli-
che (22-36 J) Institutsangehörige freiwillig zur Verfügung. Während der Versuchs-
durchführung waren die Freiwilligen eigenverantwortliche Versuchsleiter bzw. Ver-
suchsleiterinnen und bestimmten das Versuchsprocedere. Die wichtigsten anthro-
pometrischen Daten der Freiwilligen sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß sich - abhängig von den durchgeführten Versuchen -
die jeweiligen Freiwilligengruppierungen unterschiedlich zusammensetzten.Proband
12345678910111213141516
Geschlecht
mmmwwwwmmmmmwmww
Alter
Ml59352923253622523223383129322931
Körpermassem«fkql72
74,580
59,57057
54,5687562936460755348
KörpergrößeIK
fcm]173
177,5178
164,5173165
164,5169170180192172160170160160
BrustumfangUTh
[cm]98
95,51018491838394101
Brusthöhehm
Tern]22,623,224,519,319,819,217,923,425
BrustbreitebTh
fcm]34,531,832,226
28,527,326,930,433
FußlängeIF
[cm]26,5
25
24,52525
28,524,523,324
Tabelle 2: Anthropometrische Daten der Freiwilligen
Darüberhinaus standen jeweils ein Hlll-Dummy (50%, männlich) der Volkswagen
AG, Wolfsburg und der Mercedes Benz AG, Sindelfingen für die Versuche zur Ver-
fügung. Bei den Fallversuchen wurde ein Fußgängerdummy (50%, männlich) der
Mercedes Benz AG, Sindelfingen eingesetzt, der mit Instrumented Legs (IL) der
Volkswagen AG ausgerüstet war.
- 5 -
2.2 Art und Anzahl der Versuche
Im Rahmen dieser Studie wurden insgesamt 359 Versuche durchgeführt (238 Ver-
suche mit Freiwilligen und 121 am Dummy), wie in der nachfolgenden Matrix gezeigt.
Versuchsmatrix:
Belastete Körperregion
Brust frontal
Oberschenkel axial (Knie)
Knie Verschiebung
Tibia axial (Fallversuch)
Tibia axial (Sprungversuch)
Gesamt
Gesamt
Anzahl der Versuche
Dummy
3321
46
21
-
121
Freiwillige
36
50
62
10
80
238
359
2.3 Versuchsaufbau
Die Versuche der Art 1-3 wurden bei der ENDEVCO Vertriebs GmbH Deutschland,
Heidelberg, durchgeführt, für deren schnelle und unbürokratische Unterstützung ins-
besondere dem Geschäftsführer, Herrn G. Eisenträger, an dieser Stelle herzlich ge-
dankt sei. Für die Versuche wurde eine Pendeleinrichtung zur Dummykalibrierung
umgerüstet (Abb. 4).
\\ •
•
riïinfiiiinïiiniiiînniiiiimiiiiiiiiiin.iiiifc *' -JÊ^m
Iftff 9feM
•yiüAbb. 4: Versuchsaufbau für Thoraxanprallversuche
An der anprallseitigen Fläche des Pendels (mpd~14 kg, 0pd=154 mm), wurde ein 30
mm starkes Padding gleichen Durchmessers (Ensolite) mittels doppelseitigen Klebe-
- 6 -
bands aufgeklebt. Zur Signalisierung des optischen Anprallzeitpunktes (to, Blitz) ist
ein Kontaktschalter auf Höhe der Mittellinie zwischen Pendeloberfläche und Padding
befestigt worden. Abb. 5 zeigt die Kraft-Verformungs-Charakteristik des eingesetzten
Polstermaterials bei einem 20 km/h Anprall gegen eine steife Fläche.
Abb. 5: Hysteresekurve von Ensolite
2.4 Meßstellen am Pendel
Neben der Anprallgeschwindigkeit Vjmp wurde die Pendelbeschleunigung aPd in x-
Richtung gemessen. Die Pendelkraft FPd wurde aus der Pendelmasse mPd und der
Pendelbeschleunigung aPd berechnet.
2.5 Fotografische Dokumentation
Es wurden Standfotos, Standardvideoaufnamen und teilweise Hochgeschwindig-
keitsfilme mit einer Bildfrequenz von 500 B/s angefertigt.
2.6 Thoraxanprallversuche
Der Anprall des Pendels an den Freiwilligen bzw. Dummies erfolgte im Bereich der
Brustbeinmitte. Die lagegerechte Positionierung der Freiwilligen bzw. Dummies zum
Pendel erfolgte durch eine in der Höhe verstellbare Hubplattform. Abbildungen 4 und
6 zeigen den Versuchsaufbau und die Anstoßkonfiguration für die Thoraxan prall ver-
suche eines weiblichen und eines männlichen Freiwilligen.
Bei einer ersten orientierenden Auswertung der Vorversuchsergebnisse, konnte fest-
gestellt werden, daß die Versuchspersonen bei geöffneten Augen teilweise ungewollt
bzw. reflektorisch auf das Anprallgeschehen im Sinne eines Ausweichens nach hin-
ten reagierten.
- 7 -
'«Mffl j,,D fui
Abb. 6: Anstoßkonfiguration
Bei den folgenden Versuchen hatten daher die Freiwilligen die Augen geschlossen
zu halten und wurden mit lauter Musik beschallt, so daß eine Beeinflussung des Ver-
suchsergebnisses durch vorhergehende Reaktionen gering gehalten werden konnte.
Da der Anprall des Pendels bei den Freiwilligen nicht immer mit der gesamten Flä-
che sondern mit dem unteren Bereich erfolgte, wurden auch die Dummy-Versuche in
zwei Anprallkonfigurationen durchgeführt. In einer Versuchsserie erfolgte ein flächi-
ger Anprall (Abb. 7) in einer zweiten Versuchsserie war der Dummy nach hinten ge-
neigt (Abb. 8). Hieraus sollten Erkenntnisse zum Verhalten des Deflektions-
Meßgliedes (Potentiometer) gewonnen werden.
Abb 7: flächiger Thoraxanprall Abb.8: Dummy geneigt
2.6.1 Meßstellen an den Freiwilligen
Es wurden die Beschleunigung am Rücken in x-Richtung a^x und bei einigen Versu-
chen die Kopfbeschleunigung aK in x-, y- und z-Richtung gemessen.
- 8 -
Zur Ermittlung der Thorax- und Kopfbeschleunigung wurden jedem Freiwilligen indi-
viduelle Adapter anpaßt.
Abb. 9 + 10: Beschleunigungsmessung am Rücken der Freiwilligen
Die Rückenadapterplatten (Abb. 9+10) bestehen aus thermoplastischem Schienen-
material (Cellaform®, Stärke 2,4 mm), das nach Erhitzung im Wasserbad (T«70°)
transparent und formbar wird. Die weichen Platten wurden den Freiwilligen am Rük-
ken aufgelegt und insbesondere der Bereich der Wirbelsäule (Dornfortsätze) nach-
geformt, so daß eine möglichst gute Anschmiegung an die knöchernen Strukturen
möglich wurde.
Nach Abkühlung und Härten der Platten wurde ein Aluminium-U-Profil mit vormon-
tiertem uniaxialen Beschleunigungsaufnehmer an der Adapter-Platte festgeschraubt
und ein Target montiert.
Die Rückenadapter wurden mittels eines bei der orthopädischen Versorgung übli-
chen Klebebands (Strappal®) in einer ziegeiförmigen Klebetechnik auf dem Rücken
der Freiwilligen fixiert.
Zur Ermittlung der Kopfbeschleunigungen wurden Gebißadapter durch die Klinik und
Poliklinik für Mund- Kiefer- und Gesichts-Chirurgie im Klinikum der Universität Hei-
delberg gefertigt, für deren Unterstützung und Zusammenarbeit an dieser Stelle ge-
dankt sei.
Jedem Freiwilligen wurden Abdrücke des Oberkiefers genommen. Anhand der Ab-
drücke wurden exakt passende, prothesenähnliche Adapter gefertigt, die über Auf-
nahmegewinde zur Verschraubung eines Sets aus drei uniaxialen Beschleunigungs-
- 9 -
aufnehmern verfügen. Abbildung 11 zeigt einen Gebißadapter mit montierten Be-
schleunigungsaufnehmern.
Abb. 11: Gebißadapter mit Beschleunigungsaufnehmern
Diese Gebißadapter standen erstmals bei der Durchführung der Versuche Nr. 6.26
ff. zur Verfügung (s.a. Tab. 1 im Anhang).
Bei Vorversuchen wurde ein Anprallgeschwindigkeits- (Vimp=1,49-1,96 m/s=5,36-7,06
km/h) bzw. Auslenkhöhenbereich (hpd=102-200 mm) des Pendels ermittelt, dem die
Freiwilligen ausgesetzt wurden. Jeder Versuchsteilnehmer bzw. Versuchsleiter
konnte jederzeit eine Fortführung der Versuche unterbinden.
2.6.2 Meßstellen am Dummy
Bei den Thoraxanprallversuchen wurden am Dummy folgende Messungen vorge-
nommen:
- Brustbeschleunigung aTh in x-, y- und z- Richtung
- Thoraxdeflektion dm
- Kopfbeschleunigung a« in x-, y- und z- Richtung
- Halsmoment MHY und
- Halskraft FH in x- und z-Richtung
Zusätzlich wurde am Rücken analog zu den Freiwilligen eine Adapterplatte mit einem
Beschleunigungsaufnehmer zur Messung der Beschleunigung aRx fixiert.
2.7 Knieanprallversuche
Die Belastung der Knie erfolgte bei den Freiwilligen alternierend am rechten und lin-
ken Bein. Am Dummy wurde für jedes Bein eine Versuchsserie durchgeführt. Die
- 1 0 -
Beine waren rechtwinklig ausgerichtet bei in etwa waagerechten Oberschenkeln
(Abb. 12 und 13).
Abb. 12: Freiwillige vor Knieanprall
2.7.1 Meßstellen an den Freiwilligen
An den Knien wurden jeweils innen und außen (auf Höhe der medialen und lateralen
Kondylen) die Beschleunigungen in x-Richtung (aKiX, a«ax) gemessen. Die Beschleu-
nigungsaufnehmer wurden auf individuell angepaßte Adapterplatten montiert (s. Tho-
raxbelastungen). Die Fixierung erfolgte ebenfalls mit Strappal Klebeband (Abb. 13).
Abb. 13: Anstoßkonfiguration und Lage der Beschleunigungsaufnehmer
2.7.2 Meßstellen am DummyAm Dummy wurden die Oberschenkelkräfte in x-Richtung jeweils links und rechts
(FOSN. Fosre) und die triaxiale Beckenbeschleunigung (apx, apy, ap2) gemessen.
- 11 -
2.8 Knie-/Tibia-Verschiebung
Zur Ermittlung der Knie-/Tibia-Verschiebung („sliding knee", SSK) erfolgte der Anprall
des Pendels im Bereich der Tibia-Oberkante. Die unteren Extremitäten wurden beim
Dummy im Bereich des „Fußgelenks" (Abb. 14) und bei den Freiwilligen im Absatz-
bereich der Schuhe durch eine Holz-Abstützung in Anprallrichtung fixiert (Abb. 15 &
16).
Abb. 14: Anstoßkonfiguration zur Ermittlung der Knie-/Tibia-Verschiebung am Dummy
Abb. 15, 16: Freiwillige beim Tibia-Anprall
- 1 2 -
2.8.1 Meßstellen am DummyAm Dummy wurden folgende Messungen vorgenommen:
Upper Tibia: Knieweg: x-Richtung (SSKN, SsKre)
Kraft: x-Richtung (FXUPTiii, FXuPTire)
Drehmoment: um die y-Achse (MYii, MYre)
Femur: Kraft: x-Richtung (Fosii. Fosre)
Becken: Beschleunigung: triaxial (apx, apy, apz)
2.9 Fußbelastung
Zur Ermittlung der Fußbelastung bei einem Fall oder Sprung aus geringer Höhe wur-
den 21 Dummy-Fallversuche, 10 Fallversuche mit 3 Freiwilligen (1 w, 2 m; Proban-
den 9, 13, 14) und 80 Sprungversuche mit 8 Freiwilligen (2 w, 6 m; Probanden 1, 6,
8-13, s. Tab. 2) durchgeführt.
Zur Ermittlung der Fußbelastung und gegenüberstellenden Auswertung wurden so-
wohl der Dummy als auch die Freiwilligen mit Meßschuhen ausgerüstet. Der Aufbau
und die Funktion der Meßschuhe ist in Schüler et al. (1996, [31]) und Lorenz (1997,
[16]) näher beschrieben. Zusätzlich wurden Dummy-Fallversuche durchgeführt, bei
denen Standard H Ill-Schuhe eingesetzt wurden (Versuche FB 16-21).
2.9.1 Dummy-Fallversuche
Die Abbildung 17 und 18 zeigen den Versuchsaufbau für die Dummy-Fallversuche
mit Meßschuhen. Die Versuche wurden im Kalibrierlabor der Endevco Deutschland
GmbH, Heidelberg, durchgeführt.
Die Aufhängung des Dummies erfolgte über Pkw-Gurtbänder, die über ein Gurt-
schloß miteinander verbunden wurden. Das untere Gurtbandende wurde am Dum-
my-Kopf festgeschraubt (Gewinde für Dummy-Haken). Das obere Bandende wurde
verschlauft und in einen Flaschenzug, der an dem Gestellrahmen der Pendel-
Kalibriereinrichtung befestigt wurde, gehängt. Die Einstellung der Fallhöhe erfolgte
über den Flaschenzug. Der Fall des Dummies wurde über das manuelle Öffnen des
Gurtschlosses ausgelöst.
Um den Dummy zu schonen und das erneute Aufhängen nach dem Versuch zu er-
leichtern, wurde der Dummy mit einem Tragegeschirr (für Bauarbeiter zum Schutz
vor dem Fall aus großer Höhe) versehen, in das ein Gurtband eingehängt wurde.
Das obere Gurtbandende wurde mit dem Gestellrahmen der Kalibriereinrichtung ver-
- 1 3 -
zurrt. Hierdurch wurde der Oberkörper des Dummies beim Fall aufgefangen und ein
Bodenkontakt des Beckens verhindert.
Abb. 17+18: Dummy-Fallversuche mit Meßschuhen
Die Versuche wurden aus unterschiedlichen Fallhöhen und unter verschiedenen
Beinhaltungen durchgeführt. Der Einstellungsbereich von Oberschenkel, Unter-
schenkel sowie des Fusses ist Abb. 19 zu entnehmen.
11-37 cm
59°-7 T
11-40crn
Abb.19: Einstellbereich der Dummy-Beine beim Fallversuch
Es stand ein 30 Kanal-Meßdatenerfassungs- und Verarbeitungssystem der Autoliv
GmbH, Dachau, zur Verfügung, für deren Entgegenkommen und Unterstützung an
dieser Stelle gedankt sei.
- 14-
2.9.2 Meßstellen am Dummy
Am Dummy wurden an beiden unteren Extremitäten und am Becken folgende Mes-
sungen vorgenommen:
Lower Tibia: FZL0Ti, MXLoTi, MYLOTI
Upper Tibia: FZUpTj, MXuPTi, MYuPTi
Femur: FOs
Becken: apx, apy, apz
Aus den Meßwerten der Lower und Upper Tibia wurde jeweils der Tibia-Index nach
folgender Rechenvorschrift berechnet:
T l= |MR/(Mc)Rl + |Fz/(Fc)zl
mit:
MR = resultierendes Biegemoment um die x- und y-Achse
(MC)R= kritisches Biegemoment (225 Nm)
(Fc)z= kritische Druckkraft in z-Richtung (35,9 kN)
2.9.3 Meßstellen an den Meßschuhen
An jedem Meßschuh (Masse mschuh « ca.3,4 Kg, je nach Kabelanteil) wurden folgen-
de Meßdaten erhoben:
Sohle: FXso, FZso, aZso
Absatz: FxAbs, FzAbs, azAbs
Die Messung der Sohlen- und Absatzbeschleunigungen (aZSo und a^bs) erfolgte zur
Kompensation der Störkräfte, die durch die Masse, der in den Schuhen integrierten
Meßvorrichtung, hervorgerufen werden.
Die sog. korrigierten Schuhkräfte wurden nach folgender Formel berechnet:
FzkOrr(t)=Fz(t)+0,74 kg * az(t)
Sämtliche im vorliegenden Bericht angegebenen Schuhkräfte sind - sofern nicht
ausdrücklich anderslautend vermerkt - korrigierte Kräfte.
2.9.4 Sprungversuche mit Freiwilligen
Die Sprungversuche (Abb. 20 und 21) wurden am Institut für Rechts- und Verkehrs-
medizin der Universität Heidelberg unter Einsatz des Meßdatenerfassungs- und ver-
- 15-
arbeitungssystems der Firma Autoliv durchgeführt. Die Sprunghöhe hsp betrug je-
weils 100, 220, 265, 370 und 475 mm. Jeder Sprung wurde wiederholt. Die Freiwilli-
gen trugen die Meßschuhe. Je nach Fußgröße mußten die Schuhe ausgestopft wer-
den, um eine ausreichende Fixierung an den Füßen der Probanden zu gewährlei-
sten.
1 ( , :
IIiln
f i • IIJ ( il• • ' i l l
i
JÊÈU:
II
is
Abb. 20 und 21 : Freiwillige vor dem Sprung
2.9.5 Fallversuche mit Freiwilligen
In Ergänzung zu den Sprungversuchen, wurden orientierende Fallversuche mit
Freiwilligen durchgeführt (Abb. 22+23). Bei den Sprungversuchen hatte sich gezeigt,
daß die Probanden unterschiedlich stark ihren Sprung bei der Landung abfederten.
Die Freiwilligen mußten sich an einer Holzstange festhalten, die über einen Auslö-
semechanismus (Gurtschloß) manuell ausgeklinkt wurde. Die Einstellung der Fallhö-
he erfolgte über einen Flaschenzug. Die Probanden wurden durch Gespräche abge-
lenkt, so daß der Fall für sie unerwartet erfolgte.
- 1 6 -
1
Ma
mmmm
fi m
^f ^ " ^ ' * s ^ s a « * •«. . **1 "
* <— * •
1
y 1tu••Abb. 22 und 23: Freiwillige vor dem Fall
3 Literaturreview
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde eine Literaturrecherche sowohl in
den elektronischen Datenbanken „Medline" und „Current Contents" als auch eine
Sichtung der Proceedings der STAPP-Car-Crash-, IRCOBI- und ESV-Konferenzen
durchgeführt. Ziel der Recherche war es, Arbeiten zu finden, die sich mit der Ermitt-
lung der Toleranzgrenzen von Freiwilligen bei äußerer Belastung befassen und auch
vergleichende bzw. Validierungs-Untersuchungen an Dummies durchführten. Es
fanden sich zwar zahlreiche Arbeiten, deren Untersuchungsgegenstand die Ermitt-
lung von Toleranzgrenzen der Halswirbelsäule anhand von Freiwilligenuntersuch-
nungen ist (z.B. Meyer et. al., 1994 [23], [24], Steffan et. al., 1996 [35]), aber nur
sehr wenige Arbeiten, die sich mit einer vergleichbaren Fragestellung, wie die des
gegenständlichen Forschungsprojektes beschäftigen.
Ältere Arbeiten, wie z.B. die zahlreichen Untersuchungen unter der Federführung
von Colonel John P. Stapp (z.B. 1970, [34]) an Freiwilligen, in der Regel gut trainier-
ten männlichen Armeeangehörigen, dienten überwiegend der Ermittlung von be-
schleunigungsbedingten Toleranzgrenzen des menschlichen Körpers.
Arbeiten aus dem Fachgebiet der Sportmedizin (Ballreich et. al., 1988, [3], Hartel,
1994 [13]) haben überwiegend die Analyse und Optimierung von Bewegungsabläu-
- 1 7 -
fen und die Aufklärung und Klassifizierung von Verletzungsmechanismen zum Ziel,
ohne das Einwirkgeschehen bzw. die verursachenden mechanischen Einflußpara-
meter näher zu quantifizieren.
3.1 Thorax
Patrick (1981, [27]) führte Selbstversuche durch, bei denen der Thorax durch eine
Pendelvorrichtung, ähnlich der im Rahmen dieses Projektes eingesetzten Kalibrier-
pendelvorrichtung, belastet wurde (s. Abb. 24). Es wurden insgesamt 8 Versuche mit
einer mPd=10 kg schweren, gepolsterten Pendelmasse durchgeführt. Die Anprallflä-
che war scheibenförmig mit einem Durchmesser von 0pd=15,2 cm ausgebildet.
Die Anprallkräfte FTh wurden direkt gemessen. Die Brustkorbeindrückung bzw. Tho-
raxdeflektion dTh wurde durch die Analyse der Hochgeschwindigkeitsfilme ermittelt.
Während der Belastungen war die thorakale Muskulatur vorwiegend angespannt (6
Versuche), bei 2 Versuchen auch entspannt. Die Anprallgeschwindigkeit lag in einem
Bereich von 2,4 < vimp < 4,6 m/s. Die gemessenen Thoraxbelastungen lagen zwi-
schen 0,87 < FTh < 1,67 kN. Die maximale thorakale Deformation wurde in einem
Bereich zwischen 4,4 < dTh ^ 4,6 cm ermittelt.
Der Freiwillige klagte bei dieser Versuchsserie nicht über nennenswerte Schmerzen
im Thoraxbereich und trug keine sichtbaren bzw. dokumentierten Verletzungen da-
von. Die Versuche wurden abgebrochen, da die Befürchtung bestand, daß ab einer
Belastung mit der Geschwindigkeit Vjmp > 4,6 m/s die Thoraxkompression dTh so groß
werden könnte, daß das Herz zwischen der Innenseite der Brustvorderwand und der
vorderen Wirbelsäulenfläche zusammengedrückt beziehungsweise in die linke
Brusthöhle verschoben würde.
Abb. 24: Thoraxanprall nach Patrick (1981, [27])
- 18-
3.2 Fuß
Gruber et.al. (1989, [10]) führten Sprungversuche mit Freiwilligen von einem Tisch
aus 77cm Höhe und aus dem Stand auf eine Kraftmeßplattform durch. Die Freiwilli-
gen sprangen hierbei sowohl barfuß als auch mit verschiedenen Arten von Schuhen
ausgerüstet. Zusätzlich wurde die Meßplatte mit Belägen unterschiedlicher Härte und
Dämpfung versehen. An der Meßplatte wurden die Bodenreaktionskräfte KB in x- und
z-Richtung gemessen. Die Kräfte wurden durch die Bildung des Quotienten Boden-
reaktionskraft KB durch Körpergewichtskraft FKG normiert. Die Maxima der Zeitverläu-
fe der KBz/FKG-Quotienten in z-Richtung lagen bei den von Gruber et al. durchgeführ-
ten Versuchen zwischen 6,0 und 10,0. (s.a. Abb. 25)
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0.
•
-
0
-2.00
Kraft/Koerpergewicht
Ll/-"^—-
KB.
0.10 0.20
Ze i t
— — • .
0.30
in s
-
0.40 0.50
Abb. 25: Verlauf der normierten Bodenreaktionskräfte bei einer beidbeinigen Landung auf der Ferse
nach einem Standhochsprung mit Straßenschuhen auf eine Kraftmeßplatte (Gruberet al., 1989 [10])
4 Ergebnisse
4.1 Thoraxanprallversuche
Es wurden 59 Thoraxanprallversuche sowohl an Freiwilligen (4 w, 5 m, 36 Versuche)
als auch am Dummy (23 Versuche, Dummy H III der Volkswagen AG, Wolfsburg)
durchgeführt. Die Auslenkhöhe des Pendels betrug bei 2 Dummyversuchen 770 mm,
was einer Anprallgeschwindigkeit von vimp n 4 m/s entspricht und somit deutlich hö-
her lag als die übrigen Geschwindigkeiten. Diese Untersuchungen sollten dem Ver-
gleich mit den 1981 von Patrick durchgeführten Versuchen dienen. Die wichtigsten
- 1 9 -
anthropometrischen Daten der Freiwilligen sowie die erhobenen mechanischen Grö-
ßen bei allen Testobjekten sind in Tabellen 1 & 2 im Anhang zusammengefaßt.
In den Abbildungen 26-28 sind exemplarisch Beschleunigungs-Zeit-Verläufe von drei
Freiwilligenversuchen dargestellt.
vimp: 1.77 m/sGeschlecht: wAlter: 22 JMasse: 54.5 kgGröße: 164,5 cmV.-Nr.: 7.32
Thoràxbeschleunigung
\\ pendelbeschleunigung
Abb. 26: Thoraxanprall an Freiwillige, vimp=1,77 m/s (w, 22 J, 54,5 kg)
5
3 - _ .
2 - - -
1
I
j | Thoraxbeschleunigung• # V
IV\ Pendelbeschleunigung. . . \ i J
vimp: 1.96 m/sGeschlecht." mAlter: 52 JMasse: 68 kgGröße: 169 cmV.-Nr.: 8.35
Abb. 27: Thoraxanprall an Freiwilligen, vimp=1,96 m/s (m, 52 J, 68 kg)
- 2 0 -
vimp: 1.97 m/sGeschlecht: mAlter: 35 JMasse: 74,5 kgGröße: 177,5 cmV.-Nr: 2.38
0.1
4-3 1
2 -1 -
- 1 -•2-•3-4 -
• s :
x>.ares\_^vysL- [ I:
-r~~r"'• J7 r ~ " • — T""
! 1 1 1 1 1 1
Vf01 02 03 04
Abb. 28: Thoraxanprall an Freiwilligen, vimp=1,97 m/s (m, 35 J, 74,5 kg)
In den Abbildungen 29-31 sind ebenfalls exemplarisch Beschleunigungs-Zeit-
Verläufe von drei Dummyversuchen dargestellt bei gleichen Anprallgeschwindigkei-
ten wie bei den Freiwilligen.
vimp: 1.76 m/s
V.-Nr..: D2.47
Abb 29: Thoraxanprall an Dummy, vimp=1,76 m/s
-21 -
vimp: 1.96 m/s
V.-Nr..: D2.51
Time [ i ) ;
Abb. 30: Thoraxanprall an Dummy, vimp=1,96 m/s
vimp: 1.97 m/s
V.-Nr..: D2.58
Abb. 31: Thoraxanprall an Dummy, geneigt, vimp=1,97 m/s
In Abbildung 32 ist die Pendelkraft sowohl für die Freiwilligen- als auch die Dum-
myversuche dargestellt. Es wurde außerdem eine lineare Regression der Meßwerte
durchgeführt. Bei den Dummyversuchen sind einige Punkte mit kleinen Kreuzen ein-
gezeichnet. Der Anprall erfolgte bei diesen Versuchen etwas tiefer als bei den ande-
ren Werten. Die Freiwilligenwerte streuen stärker als die Dummywerte. Bei ungefähr
gleicher Steigung liegt die Pendelkraft bei den Freiwilligen deutlich unter den Werten
der Dummies, was auf eine größere Steifigkeit der Dummies hinweist.
- 2 2 -
I 1500
Bei diesen Kreuzen erfolgteder Anprall etwas tiefer
Bei diesen Kreuzen erfolgteder Anprall etwas tiefer
y = 584x - 551
• Dummy
D Freiwillige
Lineare Regression (Dummy)
- Lineare Regression (Freiwillige)
2,7
v j m p [m/s]
Abb. 32: Pendelkraft als Funktion der Anprallgeschwindigkeit beim Thoraxanprall
Auch die Thoraxbeschleunigung (Abb. 33) verläuft für die Dummies in etwa linear,
wobei ebenfalls die bei geringerer Anprallhöhe gemessenen Werte höher ausfallen.
Die Werte der Freiwilligenversuche streuen stark; es kann keine sinnvolle lineare
Regression durchgeführt werden, obwohl eine steigende Tendenz gegeben ist.
hora
x [g
]
16 -
14 -
12 •
10
8 -
6 -
A
2
1 0
„ „
Bei diesen Kreuzen erfolgte •der Anprall etwas tiefer J-
•
1.5 2,0
Bei diesen Kreuzen erfolgteder Anprall etwas tiefer
• Dummyo Freiwillige
— Lineare Reg
2,5 3,0 3,5
v jmp [m/s]
+ .
y = 4.35X - 2.20
resston (Dummy)
4.0
.
:
|
4.5
Abb. 33: Thoraxbeschleunigung als Funktion der Anprallgeschwindigkeit
- 2 3 -
Bei den Dummyversuchen wurde auch die Thoraxdeflektion gemessen. Diese ist in
den Abbildungen 34 & 35 einmal als Funktion der Anprallgeschwindigkeit und dann
als Funktion der Pendelkraft dargestellt. In Abb. 34 ist ein linearer Verlauf mit gerin-
ger Streuung der Meßwerte festzustellen, während die Meßwerte in Abb. 35 stärker
streuen.
13
11
9
7
5 -
3
y . 6 0 7 x . 3
1,3 2,8
v_imp [m/s]
Abb. 34: Thoraxdeflektion als Funktion der Anprallgeschwindigkeit (Dummy)
21 -
19
17 -
3
11 •
9 -
7
•
1 1 1 1 1 1 1
• •
^ r y=0,01x-0,71
1600 1800 2000
F_pendel [N]
2800
Abb. 35: Thoraxdeflektion als Funktion der Pendelkraft (Dummy)
- 2 4 -
4.2 Knieanprallversuche
Es wurden 50 Knieanprallversuche mit acht Freiwilligen (4 w, 4 m; Probanden 1, 2, 4,
5, 7, 8, 9 und 15, s. Tab. 2) und 21 Versuche am Dummy durchgeführt, wobei ab-
wechselnd das rechte und das linke Knie angestoßen wurden. Die Anprallgeschwin-
digkeit lag zwischen 1 < Vjmp < 2,4 m/s. Pendel und Polsterung entsprechen den Tho-
raxanprallversuchen. Alle Meßdaten sind in den Tabellen 3 & 4 im Anhang zusam-
mengefaßt.
In den Abbildungen 36 & 37 sind die Verläufe der Pendelkraft, Pendel- und Kniebe-
schleunigung exemplarisch für zwei Probandenversuche dargestellt.
1750-p
1500--
- ,, 3
! î1 1000--à
750--
500--
250-.
0--
-250--
'S
14-
12-
10-
6 -
J -
0-
Pendelbeschleuniç
005 0
5.
0-
- r J -
10-
15-
20-
2~-
Pendelkraft
J ~\ \iung/ \ \
I \-rJ. - . J
1 0.
•,. ^ .••. : ' y
^^.„^.„ _ .
5 2 e i ( 0
Kniebeschleunigung
, 1 , 1 ,
vimp: 1 95 m/sGeschlecht: mAlter: 59 JMasse: 72 kgGröße: 173 cmV.-Nr: K1.5
Zeil fs|
Abb. 36: Probanden-Knieanprall, vimp=1,97 m/s
1750-p
1500- -S
• 1 2 5 0 - - ^ "
1000--1L
750- -
500- -
2 5 0 - -
0 . -
-250 - -
14-
12-
10 -
8 -
6 -
4 -
2 -
0 -
ll• * n i ^ ^ i n i ' V f i i 1 ' * ' " * , ' f ,J ' i l
0 05 0
10-
0-
10'
20-
30.
t'-
j iiy]
/A Pendelkraft
\\ Pendelbescr
\V
1 0.
^ — i !...__
leunigung
ze»Ps(
: Kniebeschleunigur(g
I , i ,
vimp: 2 4 m/sGeschlecht: mAlter: 35 JMasse: 74 5 kgGröße 177 5 cmV.-Nr: K2 14
Abb. 37: Probanden-Knieanprall, vimp=2,40 m/s
-25-
In den Abbildungen 38 & 39 sind die Verläufe der Pendel- & Femurkraft, Pendel- &
Beckenbeschleunigungen exemplarisch für zwei Dummyversuche bei gleicher An-
prallgeschwindigkeit wie bei den Probandenversuchen dargestellt.
vimp: 1.97 m/sDummy HillV.-Nr: DK44
Abb. 38: Dummy-Knieanprall, vimp=1,97 m/s
vimp: 2.40 m/sDummy HillV.-Nr: DK39
Abb. 39: Dummy-Knieanprall, vimp=2,40 m/s
Abb. 40 zeigt den Verlauf der Pendelkraft als Funktion der Anprallgeschwindigkeit für
die Knieanprallversuche. Sie verläuft bei den Dummyversuchen mit zunehmender
Geschwindigkeit exponentiell. Bei den Freiwilligenversuchen, die bis zu einer An-
- 2 6 -
prallgeschwindigkeit vimp=2,4 m/s durchgeführt wurden, verläuft die Pendelkraft line-
ar. Die bis zu dieser Geschwindigkeit gemessenen Pendelkräfte bei den Dummyver-
suchen verlaufen ebenfalls annähernd linear.
Die an den Freiwilligen gemessene Pendelkraft ist stets geringer als beim Dummy.
Dies weist auf eine größere Steifigkeit des Dummies gegenüber den Freiwilligen hin.
5000
4000 -|
3000
2000 •
1000 •
Q •
a Freiwillige
4 HII]-5O%-Dummy
Lineare Regression (Freiwillige)
50%- Dumm y)
-*-~~*~— Qr~ ' *"**̂ ~~~ _. -- - — p)
1 L.
y = 361,3*exp(0,80x) // •
• / i
_ / !
^ ^ -
* } _ . _ . I - - " " " " y = 749x-399
0,8 1.3 1,8 2.3
v_imp [m/s]
Abb.40: Zusammenhang der Pendelkraft mit der Anprallgeschwindigkeit bei den Knieanprallversuchen
Abbildung 41 zeigt die Femurkraft beim Dummy in Abhängigkeit von der Anprallge-
schwindigkeit. Man erkennt einen linearen Verlauf mit geringer Streuung. Ferner ist
eine gute Reproduzierbarkeit der Belastungen ersichtlich.
4500 -
4000 •
3500
3000
_fem
ur [
u.2000
1500 -
1000
500
1000 1500
^ ^
2000 2500 3000 3500 4000F_pendel [N]
4500
y = 0,77x + 203,46
5000 5500 6000
Abb. 41: Zusammenhang der Femurkraft mit der Pendelkraft beim HIII-50%-Dummy
- 2 7 -
4.3 Knieverschiebungsversuche
Zur Untersuchung der Tibia-/Knieverschiebung wurden 62 Versuche mit 8 Freiwilli-
gen (3 w, 5 m; Probanden 1, 2, 4, 8-10, 13, 16, s.a. Tab.2) und 48 Dummy-Versuche
mit Belastung des oberen Schienbeinbereiches durchgeführt. Hierbei wurde ab-
wechselnd die rechte und die linke Seite belastet. Die Anprallgeschwindigkeit des
Pendels lag bei den Freiwilligenuntersuchungen zwischen 0,94 < vimp < 2,4 m/s und
bei den Dummyversuchen zwischen 1,35 < vimp < 2,8 m/s.
Alle gemessenen Werte sind in den Tabellen 5 und 6 im Anhang zusammengefaßt.
In Abb. 42 ist der Zusammenhang zwischen Pendelkraft FPd und Anprallgeschwin-
digkeit Vimp beim Dummy dargestellt. Es ist eine gute Reproduzierbarkeit der Bela-
stungen und ferner ein linearer Zusammenhang der mechanischen Größen zu er-
kennen.
250O
2000
1500
1000
500 •
\ ^
— i — i — i — i
1.7 2,1
v_imp [m/s]
2,7
Abb. 42: Pendelkraft als Funktion der Anprallgeschwindigkeit bei den Dummy-Versuchen
Abb. 43 zeigt die Knieverschiebung des rechten und linken Dummy-Beins als Funkti-
on der Pendelkraft. Die Ergebnisse des linken Knies zeigen eine gute Reproduzier-
barkeit und Linearität im Vergleich zu dem rechten Knie, welche sowohl bei den Ver-
suchswiederholungen als auch bei Erhöhung der Pendelkraft größere Streuung auf-
weisen. Dies kann möglicherweise auf die unterschiedlichen Abstützungen der Fer-
senregion von rechtem und linken Bein zurückgeführt werden. Ebenfalls könnte die
größere Streubreite der Meßwerte am rechten Bein durch Klemmeffekte des sliding
knee Wegaufnehmer erklärt werden (die eingesetzten instrumented legs waren nicht
mit den neuentwickelten ball-bearing sliding knees ausgestattet).
- 2 8 -
mm
]
S1
c
10 -
8
6 •
4 -
2
700 900
• •
1100
. "•"" •
1300 1500 1700
F_pendel [N]
y = 0.004x - 0,796 ^ ^ ^
^ ^ ^ ^ •
y = 0,003x-0,307
4 rechts
D links
—*- —Lineare Regression (rechts)
1900 2100 2300 2500 2700
Abb. 43: Knieverschiebung als Funktion der Pendelkraft (Dummy-Versuche)
Abbildung 44 zeigt den Zusammenhang zwischen Femurkraft und Pendelkraft. Es
wurden Oberschenkelkräfte zwischen 700 und 2100N gemessen. Sowohl bei der
rechten als auch bei der linken Kniebelastung ist ein linearer Verlauf unterschiedli-
cher Neigung zu erkennen, wobei die Messungen mit größeren Streuungen behaftet
sind.
2100
1900 -
1700
1500
z*
| 1300 -
"~l
u.1 1 0 0 •
900 •
700 •
700 900
4
* ^ ^ *
a 'S™ ° *
1100 1300 1500 1700 1900
F_pendel [N]
D
^ " y = 0,65x+157,6
•
• rechts
D links
— - — • Lineare Regression (rechts)
2100 2300 2500 2700
Abb. 44: Femurkraft als Funktion der Pendelkraft (Dummy-Versuche)
Abb. 45 stellt den Zusammenhang zwischen Pendelkraft und Anprallgeschwindigkeit
dar. Aus der Abbildung läßt sich ein linearer Zusammenhang der mechanischen
Größen festzustellen. Allerdings streuen die Meßwerte recht stark (bis zu ±200N bei
der Meßreihe mit einer Anprallgeschwindigkeit von ca. 1,7 m/s). Dies ist auf die An-
- 2 9 -
thropometrie und das Verhalten des Freiwilligen zum Belastungszeitpunkt zurückzu-
führen.
]•a
LL.
1,00
12O0
1000
800
600
400 -
•
0,9 1,1 1,3 1,5
t
1,7
v_imp [m/s]
•
1.9
> ^
2.1
•
•
*
y = 547,07x -
2.3
•
108,25
2,5
Abb. 45: Pendelkraft als Funktion der Anprallgeschwindigkeit bei den Freiwilligen
Anhand der Analyse der Hochgeschwindigkeitsfiime der Freiwilligenversuche konnte
eine Verschiebung des oberen Schienbeinbereichs relativ zur Knievorderkante fest-
gestellt werden. Allerdings ergab die Auswertung dieser Filme anhand der optischen
Markierungen (Passer Marker) an Knie und Schienbein Verschiebungswerte von ca.
3 bis 24 mm; diese Werte liegen innerhalb der Abtastgenauigkeit.
4.4 Fallversuche mit Hybrid-Ill-Dummy
Es wurden insgesamt 21 Dummyfallversuche durchgeführt. Die Fallhöhen lagen zwi-
schen 5 cm < hFaii ̂ 40 cm. Am Dummy wurden im wesentlichen zwei Beinhaltungen
eingestellt (annähernd gestreckt und angewinkelt). Die Versuche wurden sowohl mit
den Meßschuhen als auch mit Straßenschuhen durchgeführt. Die Versuchsdaten
sind tabellarisch im Anhang zusammengefaßt.
Aus der Gruppe mit den meisten durchgeführten Versuchen (angewinkelte Beinhal-
tung, s.a. Abb. 19) werden die Zusammenhänge der wichtigsten mechanischen Grö-
ßen dargestellt.
In den Abbildungen 46 & 47 sind die Schuhkräfte und die Kräfte an der Lower Tibia
in z-Richtung für die Fallhöhen 10 & 40 cm dargestellt.
- 3 0 -
8
I 7-1 6-NLL
a. 4 -xfS 3 -u.
2 -
1 -
0 -
-1 -
- 2 -
- 3 -
- 4 -
- 5 -
- 6 -
- 7 -
-8-0
F
FzL
,,,,
fAbre
oTire
.
r " • . N
/s t
-zAbli
zLoTil
01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.C25 0. )3 0.035 0.04 0.045 . OfZeit fs]
Fallhöhe: 10 cm
V.-Nr: FADU5
5
Abb. 46: Schuhkräfte und Kräfte an der Lower Tibia in z, Fallhöhe 10 cm
f
—t—
FzAb;re/ \,
11 // /
-Hit-• r r -
'zLoTife
—•—
\ F z
V\• i
\ \
• ' - - • — -
/ ,
Fzl
—.—
Abli
oTili
— i —
1
— + — —+—^
^——
1—+—
Fallhöhe. 40 cm
V.-Nr: FADU9
-0.01 -0 005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0 03 0 035 0 04 0 045 . 0,05Zeit fs)
Abb. 47: Schuhkräfte und Kräfte an der Lower Tibia in z, Fallhöhe 40 cm
Wie den Abbildungen 46 & 47 zu entnehmen ist, besteht eine sehr gute Überein-
stimmung zwischen den Absatzkräften FzAbs und den Kräften an der Lower Tibia
FzLoTi •
In den Abbildungen 48 & 49 sind für die gleichen Fallhöhen die Tibia Indizes für Up-
per & Lower Tibia dargestellt.
-31 -
P 1 2 -
Q.
P 1.1-
I,-0.9-
0 8 -
0.7-
0.6-
0 5 -
0 .4-
0 .3-
0.2-
0.1 -
-0.
• riUpTire
u
• / \ -
' !
, TiUpriii
\L \ VJ
L
^ . . . . . ...-~~-'J^;---—'•'-•-'* -k.,;-^:-- |«ak_^»w.
j
- 1 - ' | 1- —^ i j - i ! i | i | i | i | i | i | i | i
01 -0 005 0 0.005 0 01 0 015 0.02 0 025 0.03 0.035 0.04 0.045^ P
Fallhöhe: 10 cm
V.-Nr FADU5
Abb. 48: Tibia-Index Upper und Lower Tibia, Fallhöhe 10 cm
P 1 2 -
P 1 1
I 1-0.9-
0 8 -
0 7 -
0.6^
0 5 -
0 4 -
0.3-
0.2-
0 1 -
0 -
-0
TiUpT re
i :I
u.LJ./
1 1. I j
• i /'
si \
ATIU[
\\
)Tiii
:
1 • 1 ~ T ~" i r- r— ;
01 -0 005 0 0.005 0 01 0 015 0 02 0.025 0.03 0.035 0 04 OC
- ,
"!e,.Psf
Fallhöhe: 40 cm
V.-Nr: FADU9
)5
Abb. 49: Tibia-Index Upper und Lower Tibia, Fallhöhe 40 cm
Abbildung 50 zeigt den Tibia Index rechts und links sowohl für die Upper als auch die
Lower Tibia als Funktion der Fallhöhe. Die geringeren Werte werden bei der Lower
Tibia beobachtet. Sie liegen zwischen TI=0,1 (hFaii=5 cm) und TI=0,4 (hFaii=40 cm)
während sie bei der Upper Tibia zwischen TI=0,15 und TI=0,88 betragen.
- 3 2 -
0,9
0,8
0.7 -
0,6 -
| 0 . 5
Ü 0,4-
0.3
0.2
0 .1 •
O ^ 'D
a
aa
8
«*
13
•
18 23h [cm]
^ ^
28
D
y = 0,018x+0,103 ^ a
y = 0,009x + 0.060
• Lower TibiaD Upper Tibia
— - Lineare Regression (Upper Tibia)- Lineare Regression (Lower Tibia)
33 38 43
Abb. 50: Tibia Index als Funktion der Fallhöhe
In Abbildung 51 ist der Zusammenhang zwischen den Kräften in z-Richtung an Ab-
satz bzw. Tibia und der Fallhöhe ebenfalls für rechtes und linkes Bein dargestellt.
Die Kräfte liegen bei der niedrigsten Fallhöhe von 5 cm bei 1,5 kN und 6,5 kN bei der
höchsten Fallhöhe von 40 cm. Es ist eine gute Übereinstimmung zwischen der Mes-
sung im Absatz und der Tibia festzustellen.
6.0
5,0
I 4.0S.
3,0 -
1.0 •
i
o
9 14
D
•
D
19 24h [cm]
• AbsatzD Tibia
Lineare Regress— - Lineare Regress
29 34
= 0.141x + 0,777
on (Absatz)on (Tibia)
39
Abb. 51: Kraft in z-Richtung an Absatz und Tibia als Funktion der Fallhöhe
- 3 3 -
In den Abbildungen 52 & 53 sind exemplarisch die Tibia-Indices und Kräfte an der
Lower Tibia für jeweils einen Versuch bei einer Fallhöhe von hFaii=20 cm mit Stra-
ßenschuhen und mit Meßschuhen gegenübergestellt.
2 - - -0.O--
-5-L -1.3
Fallhöhe: 20 cm
mit Normalschuh
V.-Nr: FB16
-0.01 -0.005 0 0.005 0 01 0.015 0 02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05Zeit [s]
Abb. 52: Tl Upper und Lower Tibia, Kraft Fz an der Lower Tibia, Fallhöhe 20 cm, Normalschuhe
5-1z
f<;o
u. 2-
1 -
0-
-1 -
-2-
-3-
-4-
-5-
1 3~ 1 2 -
"S" 1-• P 0.9 --feo.a^
0 6 -- 0.5-
0 4 -
0 2 -
0 ^
•0.2-" -0.3-
-0.4--0.5--0 6 -•0.7-
- -0.8-
- 1 . 1 --1.2-
- -13
-0. 01 -0.005
I
I
,
, • .
r
i •
1
0
i
j r e f .
t.
/
i -1 .
, ;
. '
; ,
) i
0.005
i
1
i
/ ,
1
1
F l̂o
i 1
0.01
1
i /
1
t
1
0.015
i1
i
i
i
1
i
i
Ji
i
1
i
i
i
1
,
1 i I
0.02 0.025
i1
'
i1
i
— i—
i1
i
,1
i
0.03
1
i
J
i
i
1
L
I
1
1
1
11
I
0.035
,1
i
1
i
i
4- -i
,
1
i
i
1
i
, |
0.04
i
,1
i
1
i
i
i
'
i
1
!
1
|
| i
0 045 0(Zeit fs]
Fallhöhe: 20 cmmit MeßschuhV.-Nr: FB8
)5
Abb. 53: Tl Upper und Lower Tibia. Kraft Fz an der Lower Tibia, Fallhöhe 20 cm, Meßschuhe
Es sind keine signifikante Unterschiede zwischen den Versuchen mit Straßenschu-
hen und denen mit Meßschuhen zu erkennen. Sowohl die Tibiakräfte Fz als auch die
Tibia-Indices liegen auf einem vergleichbaren Niveau.
- 3 4 -
4.5 Sprungversuche mit FreiwilligenEs wurden insgesamt 80 Sprungversuche mit 8 Freiwilligen (2 w, 6 m; Probanden 1,
6, 8-13, s. Tab. 2) in einem Sprunghöhenbereich von 10 < hsp < 47,5 cm durchge-
führt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 8-13 im Anhang zusammengefaßt. In den
nachfolgenden Abbildungen werden 3 Beispiele der Fußbelastungen von Probanden
(einem leichten, einem mittelschweren (etwa 50%-Mann Anthropométrie) und einem
schweren) in Abhängigkeit von der Fallhöhe dargestellt.
Abbildungen 54 & 55 zeigen die Verläufe der Schuhkräfte in z-Richtung beim Sprung
einer 60 kg schweren Probandin aus der niedrigsten und der höchsten Sprunghöhe.
5
Û 4 .5-tsu.
I 4:3.5-
3 -
2.5-
2 -
1.5-
1 -
0.5-
-0 5 -
-0.
1
•
N
FzAb
A//\r /~
1* **Ç —
re
A
,y A
/ i :
FzAb i
U
—
c—*—L_— "i . _ _ .
01 -0.005 0 0005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 . OC
Sprunghöhe: 10 cm
Geschlecht: w
Alter: 29 J
Masse: 60 kg
Größe: 160 cm
V.-Nr.: 13.1
5
Abb. 54: Schuhkräfte beim Sprung der Probandin #13 aus 10 cm Höhe
5
f 4.5-
2 •s A-LL
3.5-
3 -
2 5 -
2 -
1.5-
1 -
0 5 -
- 0 5 -
F
_ J
•
jAbre A
ri—
A\1
/
"/
1
-
FzAbLA(
i \
V
i
\
•
1
j!
i
u-i
-0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 045 DIZeil |s]
Sprunghöhe. 47.5 cm
Geschlecht: w
Alter: 29 J
Masse: 60 kg
Größe: 160 cm
V.-Nr: 13.10
5
Abb. 55: Schuhkräfte beim Sprung der Probandin #13 aus 47,5 cm Höhe
- 3 5 -
Abbildung 56 zeigt die Fußbelastung an Absatz und Sohle der 160 cm großen, 60 kg
schweren Probandin mit einer Fußlänge von 23,5 cm als Funktion der Sprunghöhe.
Bereits bei einer Sprunghöhe von 10 cm werden Werte erreicht, die zwischen 1,3
und 2,5 kN liegen. Bei der höchsten Sprunghöhe von 47,5 cm werden Belastungen
in der Größenordung von 4,2 kN beobachtet. Es ist zunächst ein in etwa linearer
Anstieg der Kraft mit der Sprunghöhe festzustellen, wobei mit zunehmender Sprung-
höhe auch eine reflektorische Abfederung durch Anwinkeln der Beine zu beobachten
war.
i,
4 , 0 -
3.5
3,0
2.5 J
2,0
1,5 -
1,0
0,5
0.0(
Proband 13 (=leichtester Proband) - rechts
D
•
•
50 100 150
D
••
D
200
D•
250 300
h[mm]
a
D aD
• Absatz• Sohle
350 400 450 500
Abb. 56: Fußbelastung als Funktion der Sprunghöhe - Freiwillige #13
Abbildungen 57 bis 59 zeigt die entsprechenden Darstellungen für einen Freiwilligen
mit einer Anthropométrie, die in etwa der eines 50%-Mannes entspricht. Auch bei
diesem Beispiel ist ein ähnlicher Verlauf der Belastungen festzustellen. Aufgrund des
höheren Gewichts des Probanden liegen die Werte höher als bei der Probandin #13.
- 3 6 -
5
S" 4.5-NLLo 4 -N
3.5-
3 -
2.5-
2 -
1.5-
1 -
0 .5-
-0 5 -
-0.
I
FzAt
j
I
i
ne
I -\
,\A: •
f
r"
FzAb
K\
\"
L N l!
D1 -O.005 0 0.005 0.01 U.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0XZeit H
Sprunghohe: 10 cm
Geschlecht: m
Alter: 52 J
Masse: 68 kg
Größe: 169 cm
V.-Nr.: 8.2
5
Abb. 57: Schuhkräfte beim Sprung des Probanden #8 aus 10 cm Höhe
4.5-
4 -
3 5 -
3 -
2 5 -
2-
1.5-
1 -
0 .5-
0 -
-0.5- 1
FzAb
I
jj
j
i i '
! 'il
• t •
\
!
! ;
i: l
i
. , • •
FzAb
i
i |
\ \
\ '
V '•wv N.
— i —
i
V T
1
r _
1 1— h -
ZL_I i
— l —
_ •—i
—i — l —
Sprunghöhe: 47.5 cm
Geschlecht: m
Alter: 52 J
Masse: 68 kg
Größe: 169 cm
V.-Nr.: 8.10
-0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0 025 0.03 0.035 0.04 0.045 . 0.055 . DSUZeit [s]
Abb. 58: Schuhkräfte beim Sprung des Probanden #8 aus 47,5 cm Höhe
- 3 7 -
5,0 • —
4,5
4,0
3,5
3,0-
• 2 .5 ••
2,0
1.5 -•
1,0-
0,5
0.0
Proband 8 (=ungefähr 50%-Mann Anthropométrie)
• AbsatzD Sohle
50 100 150 200hfmm]
300 350 400 450 500
Abb. 59: Fußbelastung als Funktion der Sprunghöhe - Freiwilliger #8
Abbildungen 60 bis 62 zeigen die Kräfte an Absatz und Sohle eines 192 cm großen,
93 kg schweren Probanden mit einer Fußlänge von 28 cm als Funktion der Sprung-
höhe.
5
z"f" 4.5-
u_à 4 -NU.
3.5-
3 -
2 .5 -
2 -
1.5-
1 -
0.5-
-0 5 -
-0.
j
F
f/ ' '//
- T---—
zAbre
/
'iFzf!
f •
I ! ;
-iii-h
11 >.,
_
v N
"—- . «- •
— • • - ' •
.
D1 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0035 0.04 0.045 p iZeit fs]
Sprunghöhe: 10 cm
Geschlecht: m
Alter: 38 J
Masse: 93 kg
Größe: 192 cm
V.-Nr.: 11.1
)5
Abb. 60: Schuhkräfte beim Sprung des Probanden #11 aus 10 cm Höhe
- 3 8 -
5
z"
1 " 4 . 5 -
s •Li.
3.5-
3 -
2 .5 -
2 -
1.5-
1 -
O.S.
0 -
-0 5-0.
FkAbliL
1
1
i
7,J7 \ n u
I J i
31 -0.005 (
V
f MF^AbreA j i
v \:t~r \
- - i l -
. i
) 0005 0.
U-,i-M
L _ -A _ _ _ -
131 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 . Q(
Sprunghöhe: 47.5 cm
Geschlecht: rn
Alter: 38 J
Masse: 93 kg
Größe: 192 cm
V.-Nr: 11.10
5
Abb. 61 : Schuhkräfte beim Sprung des Probanden #11 aus 47,5 cm Höhe
Es ist festzustellen, daß die Belastungen bei der Sprunghöhe 10 cm zwischen 2,2
und 3,4 kN und bei der Sprunghöhe von 47,5 cm zwischen 3 und 4,6 kN liegen. Die-
se Werte sind nicht wesentlich höher als bei den vorher dargestellten Fällen mit ge-
ringerem Körpergewicht. Abb. 62 ist darüberhinaus ein flacherer Verlauf der Zunah-
me der Kraft mit der Sprunghöhe zu entnehmen. Hieraus läßt sich auch schließen,
daß sich der Proband bei höheren Sprunghöhen stärker abgefedert hat.
5.0
4,5
4,0
3.5
3,0
1 2,5LL.
2,0
1.5
1.0 -
0,5 -
0.0
| — — • - - - —
Probant 11 (= schwerster Probant) - rechts
D• D
O «•
*
D
•
0 50 100 150 200 250 300
h[mmj
D
*
D
• Absatz• Sohle
350 400
•
•
D
D
450 500
Abb. 62: Fußbelastung als Funktion der Sprunghöhe - Freiwilliger #11
- 3 9 -
4.6 Fallversuche mit Freiwilligen
In Ergänzung zu den Sprungversuchen wurden 10 Fallversuche mit 3 Freiwilligen (1
w, 2 m; Probanden 9, 13 ,14) aus Fallhöhen von 5< hFaii ̂ 10 cm durchgeführt.
In den Abb. 63-65 sind die Zeitverläufe der Schuhkräfte dargestellt.
5
I 45
3 5
2 .5 -
2 -
0 5
-0 5 -
i .
/
j .
-0.01 -0.005 (
FzAbr<r
.—
. . . •
r—-*
r-rr. •• - —
I
I
FzAb i
r
Fallhöhe: 5 cm
Geschlecht: w
Alter: 29 J
Masse; 60 kg
Größe: 160 cm
V-Nr 13 F1
) 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0,05Zen [s]
Abb. 63: Fallversuch mit Probandin #13 aus 5 cm Höhe
5
«.
t '-3.5-
3 -
2.5-
2 -
1.5-
1 -
0.5-
0 -
-0 5 --0.
•www».
01 -O.(
1
1
FzAbre ,
7 . 1/ \ ,
ni
)05 t o.c
> FzA
05 0.
oli
L . • . -
31 0.(
s
•42^™
15 0.02 0.025 0. 33 0.C
__ -J, T
35 0.
s —
34 0.C
- ^ —
I45 0jZeilfs]
Fallhöhe: 10 cm
Geschlecht: w
Alter: 29 J
Masse: 60 kg
Größe: 160 cm
V.-Nr: 13.F3
5
Abb. 64: Fallversuch mit Probandin #13 aus 10 cm Höhe
- 4 0 -
5
z1
t 4.5-u_d 4 -tnu_
3.5-
3-
2 5 -
2 -
1.5-
1 -
0.5-
0-
-0 5-
-0
FzAb
f
---
'^——
FzA
ii
M ";i\ - -
bli
~v - -^ ^
01 -0005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 045 . 0i
Fallhöhe: 5 cm
Geschlecht: m
Alter: 32 J
Masse: 75 kg
Größe: 170 cm
V-Nr.: 9.F2
5
Abb. 65: Fallversuch mit Proband #9 aus 5 cm Höhe
Beide männliche Probanden beendeten die Versuche nach dem 2. Versuch schon
nach der ersten Fallhöhe von hFaii=5 cm. Durch die gestreckte Körperhaltung
(Probanden hingen mit den Händen an der Auslösevorrichtung) und die vergleichs-
weise harten Meßschuhe verspürten die Probanden einen harten Stoß, der über die
Wirbelsäule bis zur Schädelbasis eingeleitet wurde und kurzzeitig zu leichten
Schmerzen führte. Beschwerden im Bereich der unteren Extremitäten traten nicht
auf. Den Abbildungen ist zu entnehmen, daß die Probanden nicht, wie bei den
Sprungversuchen, einen Teil der Aufprallenergie zunächst über die Sohle und durch
ein Einfedern der Knie abbauen konnten, sondern zunächst relativ hart mit den Ab-
sätzen der Schuhe auftrafen. Den Kraft-Zeitverläufen ist ebenfalls zu entnehmen,
daß das Zeitintervall der erhöhten Krafteinwirkung deutlich größer, als bei den
Sprungversuchen ist.
Die weibliche Probandin verspürte dagegen keine nennenswerten Beschwerden. Es
konnte jedoch beobachtet werden, daß sie reflektorisch mit einem Einfedern der
Knie reagierte. Dies ist unter Umständen darauf zurückzuführen, daß es sich bei der
Probandin um einen durch „Extremsportarten" (z.B. Fallschirmspringen, Paragliding,
Freeclimbing) trainierten Menschen handelt.
-41 -
5 Diskussion
Die experimentelle Biomechanik untersucht die Zusammenhänge zwischen mecha-
nischer Einwirkung und Verletzungsschwere. Bei den Untersuchungen werden auch
instrumentierte, postmortale Testobjekte eingesetzt, die nach der Belastung obdu-
ziert werden. Die Verletzungsschwere wird nach der Abbreviated Injury Scale (AIS)
mit den Verletzungsschweregraden AIS 0 bis AIS 6 eingestuft. Unter Einsatz von
statistischen Verfahren, z.B. logistischer Regression oder Probitanalysen werden
Risikokurven erstellt. Aus diesen Risikokurven kann eine prozentuale Wahrschein-
lichkeit abgeleitet werden, die für das Eintreten einer Verletzungsschwere bei einer
bestimmten Belastung erwartet werden kann. Ein Beispiel ist in Abb. 66 dargestellt.
Probability ofThoracic Trauma
versusT1 Acceleration
forBelt Restraints
0 10 20 30 40 50 60 70 SO W 100A (G's)
Abbildung 66: Thoraxverletzungswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der T1-Beschleunigungbeim 3-Punkt-Gurt (Morgan et al., 1994 [25])
Eine derartige Bewertung wird im Euro-NCAP zugrundegelegt. Dabei werden Wahr-
scheinlichkeiten von 5% bis zu 50% für das Auftreten von Verletzungen eines be-
stimmten Schweregrades - in der Regel AIS 3 und höher (s.a. Tab. 1, S. 3) - bei ent-
sprechenden mechanischen Einwirkungen für die Festlegung von Rating-Stufen an-
gegeben. Die „grüne" Einstufung entspricht im wesentlichen einer Wahrscheinlichkeit
von 5% für das Auftreten einer Verletzung der jeweils zugrundeliegenden Verlet-
zungsschwere. In diesem Wahrscheinlichkeitsbereich der Risikokurve sind keine ex-
perimentell ermittelten Ergebnisse vorhanden. Es handelt sich stattdessen um durch
Extrapolation der Wahrscheinlichkeitskurven errechnete Werte.
Die im Euro-NCAP zur Einstufung „grün" führenden Schwell- bzw. Grenzwerte er-
schienen als zu niedrig festgelegt und Belastungen des „täglichen Lebens" zu ent-
sprechen, die für einen - einem schweren Unfall entsprechenden - 64 km/h-Pkw-
- 4 2 -
Anprall gegen eine deformierbare Barriere als zu stringent angesehen werden kön-
nen. Anhand von Untersuchungen mit Freiwilligen und Dummies sollten daher diese
angesetzten Werte überprüft werden.
Die Belastungen der verschiedenen Körperregionen am Dummy hatten zunächst
grundsätzlich das Ziel, die erforderliche Einwirkschwere (d.h. Anprallgeschwindigkeit
des Pendels bzw. Fall- oder Sprunghöhe) zu ermitteln, die zu Meßwerten führt, die
den grünen Bereich des Euro-NCAP erreichen bzw. überschreiten. Zusätzlich dien-
ten die gewählten Belastungsschritte bzw. Auslenkhöhenbereiche des Pendels der
Beurteilung der Wiederholgenauigkeit bzw. Reproduzierbarkeit und der Validität des
Meßsystems Dummy.
Die Freiwilligen konnten nach Ermessen (Risikoabwägung) der Mediziner des Hau-
ses bzw. aufgrund des Erreichens der Schmerzgrenze oftmals nicht einer entspre-
chenden Belastung ausgesetzt werden, die am Dummy zum Erreichen des grünen
Bereichs des Euro-NCAP führte.
Bei den Untersuchungen war es nicht möglich, eine identische Instrumentierung bei
Freiwilligen und Dummies zu realisieren. Die vergleichende Auswertung der Freiwilli-
gen- und Dummy-Anpralluntersuchungen basiert daher im wesentlichen auf der
Analyse der Pendelkräfte bzw. bei den Sprung- und Fallversuchen der Kräfte an den
Meßschuhen. Die Dummyschutzkriterien werden somit indirekt durch die Freiwilli-
genversuche beurteilt.
5.1 Thoraxanprallversuche
Bei den Dummy-Thoraxbelastungen ist zunächst eine gute Linearität und geringe
Streubreite der Meßwerte für die Beschleunigung am Thoraxschwerpunkt aTh und die
Brustkorbeindrückung dTh bezüglich der durchgeführten Belastungstufen festzustel-
len. Dies weist auf eine gute Reproduzierbarkeit des Meßsystems Dummy hin.
Die am Rücken der Freiwilligen gemessenen Beschleunigungen aRx streuen demge-
genüber bei gleichen Anprallgeschwindigkeiten vimp um bis zu 50%. Dies ist auf Un-
terschiede sowohl in der individuellen Anthropométrie als auch in dem Reaktionsver-
halten und der Konstitution der Freiwilligen zurückzuführen.
Die von den Freiwilligen tolerierten maximalen Pendel-Anprallbelastungen (Vjmp=2,17
m/s) führten am Dummy zu einer Brustkorbeindrückung von d-rh=9,7-10,5 mm und
lagen somit deutlich unterhalb des im Euro-NCAP festgelegten Grenzwertes des
grünen Bereich von dTh=22 mm.
- 4 3 -
Die Durchführung von Dummythoraxbelastungen mit einer Anprallgeschwindigkeit
von vimp=4 m/s, die der maximalen Anprallenergie der von Patrick 1981 an sich
selbst durchgeführten Versuche [27] entsprachen, führte zu einer resultierenden Be-
schleunigung am Thoraxschwerpunkt von aThres~16 g.
Die bei diesen Versuchen am Dummy gemessene maximale Thoraxdeflektion ergab
mit dThmax=21,4 mm annähernd den Grenzwert des grünen Bereichs des Euro-
NCAP. Die von Patrick tolerierten Belastungen lagen somit allerdings annähernd
doppelt so hoch wie die der Freiwilligen der vorliegenden Versuchsserie und über-
schritten somit nach Auffassung der Autoren übliche „Belastungen des täglichen Le-
bens".
Patrick ermittelte anhand der Hochgeschwindigkeitsfilmanalyse seiner Versuche eine
maximale Brustkorbeindrückung von dThmax=46 mm, die etwa doppelt so hoch war
wie die beim Nachfahren der Versuche am Dummy ermittelte Deflektion. Dies zeigt
deutlich, daß der Hlll-Dummy-Thorax in diesem Belastungsbereich im Vergleich zum
menschlichen Körper eine deutlich höhere Steifigkeit aufweist.
Die Berechnung des Viscous-Criterions bei der Simulation der Patrick-Versuche er-
gab beim Dummy einen, im Vergleich zu dem Grenzwert des grünen Bereiches des
Euro-NCAP von VC=0,5 m/s, unkritischen Wert von VC=0,14 m/s.
5.2 Knieanprallversuche
Beim Knieanprall war eine gute Linearität der am Dummy-Oberschenkel gemesse-
nen Kräfte mit der Anprallkraft festzustellen, darüberhinaus eine gute Reproduzier-
barkeit bei Belastungswiederholung. Bei dieser Art der Belastung wurde am Dummy
die empfohlene Oberschenkelkraft von FOs=3,8 kN für den grünen Bereich des Euro-
NCAP überschritten.
Die höchste gemessene Pendelkraft bei einem Freiwilligenversuch (etwa 50%-Mann-
Anthropometrie) betrug Fpdmax=1,6 kN, wobei der Freiwillige ca. 24 h nach Versuchs-
durchführung über leichte Schmerzen im Kniebereich klagte, die etwa 14 Tage an-
dauerten. Bei gleicher Anprallgeschwindigkeit (vimp=2,4 m/s) wurden am Hlll-Dummy
Pendelkräfte in der Größenordnung von FPd=2,26-2,45 kN gemessen (s.a. Abb. 40 &
41), die somit ca. 40-50% über den Pendelkräften am Freiwilligen lagen. Die am
Dummy gemessenen Pendelkräfte führten zu Oberschenkelkräften in der Größen-
ordnung von Fos=1,98-2,13 kN.
- 4 4 -
Der durch den Freiwilligen erreichte Wert liegt deutlich unterhalb desjenigen des
grünen Bereichs von Fos=3,8 kN im Euro-NCAP. Anhand der Analyse der Versuchs-
daten ist abzuleiten, daß sich der Knie- und Femurbereich des Dummies deutlich
steifer verhält als der des menschlichen Körpers. Bei einer gleichartigen Belastung
des Patella-Kniegelenk-Oberschenkel-Hüftgelenk-Systems des Menschen sind da-
her infolge der Dämpfung u.a. durch die beteiligten Gelenkknorpel geringere Kräfte
als beim Dummy zu erwarten.
5.3 Knieverschiebung
Auch bei dieser Belastungsart wurde das Dummy-Schienbein soweit belastet, daß
die Verschiebung von SSK=6 mm (grüner Bereich Euro-NCAP) überschritten wurde.
Bei den Freiwilligenversuchen war im Hochgeschwindigkeitsfilm eine Verschiebung
zwischen Knie und angestoßenem Unterschenkel zu erkennen gewesen. Diese war
allerdings nur mit groben optischen Erkennungsmethoden (auf die Haut geklebte
Passer Marker) und nicht mit direkten meßtechnischen Verfahren genau zu erfas-
sen. Die Hochgeschwindigkeitsfilmauswertung der Knieverschiebungversuche an
Freiwilligen ergab Werte, die in der gleichen Größenordnung liegen wie die Genauig-
keit der Bestimmungsmethode. Deshalb können die durch die Filmanalyse ermittel-
ten Verschiebungswerte nicht als zuverlässig angesehen werden.
Betrachtet man die Zusammenhänge zwischen Pendelkraft Fpd und Anprallge-
schwindigkeit vimp als einzige Vergleichsmöglichkeit zwischen Dummy und Freiwilli-
gen, so ist festzustellen, daß bei der höchsten Belastungsgeschwindigkeit beim
Freiwilligen von Vjmp=2,4 m/s Pendelkräfte von FPd=1200 bis 1300 N gemessen wur-
den. Zum einen führten Pendelkräfte in dieser Größenordnung beim Dummy zu einer
Knieverschiebung von SSK=3 bis 4 mm. Zum anderen wurden bei der gleichen An-
prallgeschwindigkeit von vimp=2,4 m/s am Dummy Pendelkräfte von FPd=1913 bis
2158 N gemessen, die zu einer Knieverschiebung von SSK=5,6 bis 7,6 mm führten
und somit den Grenzwert des grünen Bereichs erreichten bzw. überschritten.
Es kann festgestellt werden, daß beim Freiwilligen die Pendelkräfte niedriger und die
Knieverschiebung aufgrund der größeren Nachgiebigkeit des biologischen Materials
(Bandapparat des Kniegelenks, Menisken, Gelenkknorpel) höher ist als beim Dum-
my. Deshalb könnte der grüne Bereich für die Knieverschiebung von Ss«=6 mm bei
der höchsten Belastung am Freiwilligen von FPd=1200-1300 N erreicht worden sein.
Bei diesen maximalen Belastungen entstanden bei den Freiwilligen keine bleibenden
- 4 5 -
Verletzungen, wobei in einzelnen Fällen leichte Druckschmerzen an der angestoße-
nen Stelle des Unterschenkels während der Belastungszeit angegeben wurden.
Da bei den durchgeführten Dummy-Versuchen noch die ältere Ausführung des Slid-
ing Knees eingesetzt wurde, ist derzeit noch eine Ergänzungsversuchsserie mit dem
neuentwickelten, kugelgelagerten (ball bearing) Sliding Knee geplant, über die sepa-
rat Bericht erstattet wird.
5.4 Fußbelastung
Zur Überprüfung des Tibia-Index und des TCFC (Tibia Compression Force Criterion)
wurden einerseits Fallversuche mit dem Hybrid-Ill-Dummy mit Instrumented Legs
und Sprungversuche mit Freiwilligen durchgeführt. Sowohl für die Upper und Lower
Tibia der beiden unteren Extremitäten des Dummys wurden der Tibia Index und die
Tibia-Kompressionskraft ausgewertet. Bei den Freiwilligenversuchen wurden für den
Vergleich die Kräfte an den Meßschuhen gemessen.
Es konnte eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den (korrigierten) Schuhkräften
und den an der Lower Tibia (des Dummy) gemessenen Kräften in z-Richtung fest-
gestellt werden.
Die gegenüberstellende Auswertung der Dummy-Failversuche mit Meßschuhen und
Straßenschuhen ergab, daß keine deutlichen Unterschiede zwischen den Versuchen
zu erkennen sind. Sowohl die Tibiakräfte Fz als auch die Tibia-Indices liegen auf ei-
nem vergleichbaren Niveau. Leichte Unterschiede dürften eher auf das unterschied-
liche Auftreffen (rechts/links) zurückzuführen sein, da eine genaue Dummy-
Positionierung ohne Meßschuhe einfacher war (Schwerkraft, Masse der Schuhe).
Die Kraft-Zeit-Verläufe weisen ebenfalls keine ausgeprägten Unterschiede auf, wo-
bei die direkt vergleichbare Versuchsanzahl gering ist.
Der für den grünen Bereich als Schwellenwert vorgeschlagene Tibia-Index von 0,4
wurde bereits bei einer Fallhöhe von 20 cm bei den Fallversuchen mit dem Dummy
erreicht. Eine Tibia-Kompressionskraft von 2 kN, die als Obergrenze für den grünen
Bereich des Euro-NCAP festgelegt ist, wurde sogar schon bei einer Fallhöhe von 10
cm festgestellt.
Bezüglich der Kompressionsbelastung in z-Richtung ergaben auch die Sprungversu-
che mit den Freiwilligen die gleichen Feststellungen. Die Freiwilligen tolerierten eine
Schuhkraft von 4 kN ohne bleibende Beschwerden. Bei einer Kraft von 4 kN kam es
bei einem Freiwilligen zu Schmerzen an der Fußsohle, die ca. 24 Stunden später
- 4 6 -
auftraten. Dies kann möglicherweise auf die steife Schuhsohle der Meßschuhe zu-
rückgeführt werden. Aus diesen Beobachtungen ist abzuleiten, daß der Grenzwert
zum grünen Bereich des Euro-NCAP für das TCFC mit 2 kN zu niedrig angesetzt ist.
Aus hiesiger Sicht ist ein Grenzwert < 4 kN für das TCFC zu empfehlen.
Bei größeren Fallhöhen werden am Dummy deutlich höhere Tibia-Kräfte als bei
Freiwilligensprüngen aus gleicher und noch größerer Höhe gemessen. Wie auch
schon andere Untersuchungen zeigten, ist die Konstruktion des Instrumented Leg
wesentlich steifer und unnachgiebiger und somit nur bedingt mit den anatomischen
Gegebenheiten der menschlichen unteren Extremität vergleichbar.
Bei einer Fallhöhe von 40 cm wurde bereits an der Upper Tibia ein Tibia-Index von
0,8 ermittelt. Bei diesen Versuchen waren die Dummy-Beine angewinkelt, was in
etwa der Beinhaltung der Freiwilligen beim Einfedern entspricht. Da die Freiwilligen
Sprünge aus noch größerer Höhe verletzungsfrei tolerierten, kann aus hiesiger Sicht
davon ausgegangen werden, daß ein Tibia-lndex=0,4 in Verbindung mit dem Instru-
mented Leg als Grenzwert zum grünen Bereich im Euro-NCAP-Verfahren zu niedrig
angesetzt ist.
Zur Prädiktion des Verletzungsrisikos der unteren Extremität, insbesondere des
Fußbereichs, ist dringend der Einsatz geeigneterer Meßmittel, als es das Instrumen-
ted Leg darstellt, zu empfehlen.
Zur Überprüfung des Meßmittels Dummy werden an dieser Stelle Vergleichsuntersu-
chungen mit ca. 3-5 Dummies des Typs Hybrid Hill anregt, die in unterschiedlichen
Prüflabors zum Einsatz kommen und auch in verschiedenen Labors kalibriert wur-
den. Es kann erwartet werden, daß Meßwert-Unterschiede bei gleichen Belastungen
in der Größenordnung von 20-25% u.U. auch darüber auftreten können. Dies wäre
auch für die Festlegung und Beurteilung von Einstufungskriterien von großer Bedeu-
tung, da die Streubreite der dummybedingten Einflüsse größer sein kann als die
Bandbreite der Rating-Stufen der Kriterien.
- 4 7 -
6 Zusammenfassung
Um die Sinnhaftigkeit der Bewertung mit der Farbe „grün" des Euro-NCAP-
Testverfahrens zu untersuchen, wurden Belastungsversuche mit Freiwilligen und
Hybrid-Ill-Dummies durchgeführt. Belastet wurden der Thorax (frontal), das Knie
(frontal), der obere Bereich des Unterschenkels (frontal) und der Fuß (orthogonal).
Zur Belastung des Thorax, des Knies und des Unterschenkels stand ein Dummy-
Kalibrierpendel der Firma Endevco Deutschland zur Verfügung. Die Anprallfläche
( 0 P = 150 mm) war mit einer 30 mm dicken Polsterung (Ensolite) versehen, die Pen-
delmasse betrug 14 kg. Die Belastungsgeschwindigkeit lag zwischen 1-4 m/s. Neben
der Pendelgeschwindigkeit wurde die Verzögerung gemessen und die Kraft aus der
Geschwindigkeit und der Pendelmasse berechnet. Die Dummies waren an den
Standardstellen mit Meßaufnehmern (Beschleunigungen, Kräfte, Momente und De-
formation) ausgerüstet, die Freiwilligen mit Beschleunigungsaufnehmern an der Kör-
perperipherie instrumentiert. Darüber hinaus wurden Fallversuche mit Dummies mit
instrumentierten Beinen und Meßschuhen sowie Sprungversuche mit Freiwilligen,
die ebenfalls Meßschuhe trugen, durchgeführt. Insgesamt standen 16 Freiwillige (9
männliche, 7 weibliche) zur Verfügung; es wurden 359 Versuche (121 mit Dummies
und 238 mit Freiwilligen) durchgeführt.
Im wesentlichen zeigt der Dummy gut reproduzierbare Werte, die bei Erhöhung der
Belastung linear zunehmen. Im Vergleich zu den Freiwilligen zeigt der Dummy aller-
dings bei gleicher Einwirkung höhere Meßwerte, die auf die größere Steifigkeit des
Meßsystems Dummy zurückzuführen sind. Die Thoraxdeformation von 22 mm, die
als Grenzwert des grünen Bereichs des Euro-NCAP gilt, wurde am Dummy durch
Nachfahren einer in der Literatur beschriebenen Freiwilligen-Belastung gemessen
(Patrick, 1981).
Die Ergebnisse der Knie- und Unterschenkelbelastungen an Freiwilligen begründen
keine Einwände gegen die Euro-NCAP-Einstufungskriterien für den grünen Bereich.
Die von den Freiwilligen beschwerdefrei tolerierten Belastungen lagen auf einem ge-
ringeren Niveau.
Die Überprüfung des Tibia-Index und des TCFC (Tibia Compression Force Criterion)
zeigt, daß der für den „grünen" Bereich als Schwellenwert im Euro-NCAP vorge-
schlagene Tibia-Index von 0,4 bereits bei einer Fallhöhe von 20 cm bei den Dummy-
- 4 8 -
Fallversuchen erreicht wurde. Die Tibia-Kompressionskraft von 2 kN, die ebenfalls
als Obergrenze für den „grünen" Bereich des Euro-NCAP vorgeschlagen wird, wurde
sogar schon bei einer Fallhöhe von 10 cm festgestellt. Die Freiwilligen tolerierten
eine Schuhkraft von 4 kN ohne bleibende Beschwerden. Es konnte bei den Dummy-
Versuchen eine gute Übereinstimmung der gemessenen Schuhkräfte und der Tibia-
kraft Fz festgestellt werden. Bei einer Fallhöhe von 40 cm wurde an der Upper Tibia
des Dummy ein Tibia-Index von 0,8 ermittelt. Die Sprunghöhe der Freiwilligen, die
ohne bleibende Beschwerden toleriert wurde, lag bei 47,5 cm. Daraus ist zu schlie-
ßen, daß die Schwellenwerte für den grünen Bereich des Tibia-Index 0,4 und des
TCFC 2 kN im Euro-NCAP zu niedrig angesetzt sind. Es wird empfohlen, die Einstu-
fungskriterien für den Bereich der unteren Extremitäten zu überarbeiten und den Ti-
bia-Index auf einen Wert < 0,8 und das TCFC auf < 4 kN zu erhöhen, solange das
Instrumented Leg in seiner derzeitigen Ausführung Verwendung findet.
Darüberhinaus werden zur Überprüfung des Meßmittels Dummy Vergleichsuntersu-
chungen mit ca. 3-5 Dummies des Typs Hybrid Hill anregt. Es ist zu erwarten, daß
Meßwert-Unterschiede bei gleichen Belastungen in der Größenordnung von 20-25%
auftreten können. Für die Festlegung und Beurteilung von Einstufungskriterien wäre
dies von großer Bedeutung, da u.U. die Streubreite der dummybedingten Einflüsse
größer sein kann als die Bandbreite der Rating-Stufen der Kriterien.
- 4 9 -
7 Literaturverzeichnis
[1] Allen, M. E.; L. Weir-Jones; Motiuk, D. R.; Flevin, K. R.; Goring, R. D.; Kobe-
titch, R.; Broadhurst, A.: Acceleration Perturbations of Daily Living. Z. Spine,
Vol. 19, No. 11, pp. 1285-1290, 1994.
[2] Backaitis, S. H.; St-Laurent, A.: Chest Deflection Characteristics of Volunteers
and Hybridd III Dummies. SAE Paper 861884, Proc. 30th Stapp Car Crash
Conference, pp. 157-166, 1986.
[3] Ballreich, R.; Baumann, W. (Hg.): Grundlagen der Biomechanik des Sports.
Stuttgart, 1988.
[4] EEVC Wgll.: The Validation of the EEVC Frontal Impact Test Procedure, Proc.
15th ESV Conference, Melbourne, 1996, Vol.1, p.401.
[5] Euro NCAP Crash Tests Report on Mini Cars. Sonderdruck des Department
of Transport, der Federation Internationale de l'Automobile (FIA), der Swedish
National Road Administration, des Royal Automobile Club (RAC), der Auto-
mobil Association (AA) und International Testing (IT) in Zusammenarbeit mit
der Zeitschrift „What Car ?", Juli 1997.
[6] Euro NCAP Crash Tests Report II on Family Cars. Sonderdruck des Depart-
ment of Transport, der Federation Internationale de l'Automobile (FIA), der
Swedish National Road Administration, des Royal Automobile Club (RAC), der
Automobil Association (AA) und International Testing (IT) in Zusammenarbeit
mit der Zeitschrift „What Car ?", Juli 1997.
[7] Euro NCAP Crash Test Report III on Small Family Cars. Sonderdruck des De-
partment of Transport, der Federation Internationale de l'Automobile (FIA), der
Swedish National Road Administration, des Royal Automobile Club (RAC), der
Automobil Association (AA), International Testing (IT) und des Allgemeinen
Deutschen Automobilclubs (ADAC) in Zusammenarbeit mit der Zeitschrift
„What Car?", May 1998.
[8] Euro NCAP Crash Test Report IV on Executive Cars. Sonderdruck des De-
partment of Transport, der Federation Internationale de l'Automobile (FIA), der
Swedish National Road Administration, des Royal Automobile Club (RAC), der
Automobil Association (AA), International Testing (IT) und des Allgemeinen
- 5 0 -
Deutschen Automobilclubs (ADAC) in Zusammenarbeit mit der Zeitschrift
„What Car?", 1998.
[9] Euro NCAP Crash Tests - Volvo Shames Rivals in Crash Test. Zeitschrift Au-
tocar, England, 02. Juli 1997.
[10] Gruber, K.; Ruder, H.; Ruder, M.; Mattheck, C: Experimentelle und theoreti-
sche Untersuchungen der Auswirkungen verschiedener Bodenkraft-
Deformations-Zusammenhänge auf die Schnittlasten im Sprung-, Knie- und
Hüftgelenk, Primärbericht Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
13«02*06P03A, April 1989.
[11] Hack, G.: Der Test ist überzogen. Bericht über Crash Round Table Experten
Hearing, Zeitschrift Auto Motor & Sport, Heft 23, S. 93, Stuttgart, 1997.
[12] Harris, J., EEVC WG10: Proposals for the Test Methods to Evaluate Pedestri-
an Protection for Cars, Proc. 13th ESV Conference, 1991.
[13] Hartel, W. (Hg.): Sportverletzungen und Sportschäden. Stuttgart, 1994.
[14] Hobbs, CA.; McDonough, P.J.: Development of the European New Car As-
sessment Programme (Euro NCAP). Paper No. 98-S11-0-06, Proc. 16th ESV
Conference, Windsor, June 1998.
[15] Hobbs, CA.; Gloyns, P. F.; Rattenbury, S. J.: European New Car Assessment
Program (Euro-NCAP) Assessment Protocol and Biomechanical Limits. Versi-
on 1.0, Unpublished Project Report PR/SE/245/97, Transport Research Labo-
ratory and Vehicle Safety Consultants Ltd, England, Januar 1997.
[16] Lorenz, B.: Durchführung und Auswertung von Fußanprallversuchen an einer
weiterentwickelten unteren Extremität für den Dummy, Typ Hybrid III. Diplo-
marbeit, Fachgebiet Maschinendynamik der Technischen Hochschule Darm-
stadt und Institut für Rechts- und Verkehrsmedizin der Universität Heidelberg,
1997.
[17] Lowne, R.; Janssen, J.: Thorax Injury Probability Estimation Using Production
Prototype, EUROSID. ISO/TC22/SC12/WG6 document N302.
[18] Lutter, G.; Appel, H.; Deter, T.: Assessment of the Safety of Automobils. Proc.
IRCOBI Conference, Hannover, 1997.
[19] Mertz, H.; Prasad, P.: Injury Risk Curves for Children and Adults in Frontal
and Rear Collisions, SAE paper 973318, Proc. 41st Stapp Car Crash Confe-
rence, pp.13-30, 1997.
-51 -
[20] Mertz, H.; Prasad, P.; Nusholtz, G.: Head Injury Risk Assessment for Fore-
head Impacts, SAE paper 960099 (also ISO WG6 document N447).
[21] Mertz, H.: Anthropomorphic Test Devices: Accidental Injury - Biomechanics
and Prevention, Chapter 4, E. Alan Nahum and John Melvin, Pub. Springer-
Verlag, 1993.
[22] Mertz, H.; Horsch, J.; Horn, G.; Lowne, R.: Hybrid III Sternal Deflection As-
sociated with Thoracic Injury Severities on Occupants Restrained with Force-
limiting Shoulder Belts, SAE Paper 910812, 1991.
[23] Meyer; S.; Hugemann, W.; Weber, M.: Zur Belastung der Halswirbelsäule
durch Auffahrunfälle - Teil 1. Zeitschrift Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik,
Heft 1, Januar 1994.
[24] Meyer; S.; Hugemann, W.; Weber, M.: Zur Belastung der Halswirbelsäule
durch Auffahrunfälle - Teil 2. Zeitschrift Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik,
Heft 7/8, Juli/August 1994.
[25] Morgan, R. M., Eppinger, R. H., Haffner, M. P, et. al.: Thoracic Trauma As-
sessment Formulations for Restrained Drivers in Simulated Frontal Impacts.
SAE Paper-No. 942206, Proc. 38. Stapp Car Crash Conf., pp. 15-34, 1994.
[26] Nyquist, G. W.: Static Force-Penetration Response of the Human Knee. SAE
Paper-No. 741189, Proc. 18. Stapp Car Crash Conf., pp. 495-538, SAE, Ann
Arbor, Ml, USA, 1974.
[27] Patrick, L.M.: Impact-Force-Deflection of the Human Thorax, SAE Paper- No.
811014, Proc. 25th Stapp Car Crash Conference, pp. 471-496, 1981.
[28] Peters, W.: Wirren um den britischen Sicherheitstest. Frankfurter Allgemeine
Zeitung, 08. Juli 1997.
[29] Prasad, P.; Mertz, H.: The position of the US delegation to the ISO Working
Group 6 on the use of HIC in the automotive environment, SAE Paper
851246, 1985.
[30] Ruder, H.; Gruber, K.; Hospach, H.; Ruder, M.; Subke, J.; Widmayer, K.: Die
Dynamik der Körpermassen: Einfache Modelle zur Simulation von Körperbe-
wegungen und Aufprallvorgängen. Oehmichen, M.; König, H. G. (Hg.): Biome-
chanik- Rekonstruktion. Lübeck, 1993, S. 63-84.
[31] Schüler, F.; Lorenz, B.; Mattern, R.: Zur Verletzungsmechanik und Belastbar-
keit der unteren Extremität, insbesondere des Fußes. Schriftenreihe Nr. 130,
Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT), Frankfurt, 1996.
- 5 2 -
[32] Seek, A.; Friedel, B.; Lutter, G.; Appel, H.: Das TUB-NCAP Verfahren und der
Vergleich zum Euro-NCAP. Proc. Crash-Tech special '98. TÜV Akademie
GmbH, München, 09. und 10. März 1998.
[33] Seek, A.: Ergebniszusammenfassung zur 5. Sitzung der Arbeitsgruppe
„Zusatzkriterien und Bewertungsmaßstab" (ZK+BM). Bundesanstalt für Stra-
ßenwesen (BASt), August 1998.
[34] Stapp, J. P.: Voluntary Human Tolerance Levels. Gurdjian, E. S.; Lange, W.
A.; Patrick, L. M.; Thomas, L. M. (eds.): Impact Injury and Crash Protection.
Springfield, III., pp. 308 - 349, 1970.
[35] Steffan, H.; Geigle, B.: Zur Problematik von HWS-Verletzungen - Ergebnisse
aus Unfallanalysen und Versuchen. Zeitschrift Verkehrsunfall und Fahrzeug-
technik, Heft 2, Februar 1996.
[36] Viano, D.; Culver, C; Haut, R.; Melvin, J.; Bender, M.; Culver, R.; Levine, R.:
Bolster Impacts to the Knee and Tibia of Human Cadavers and an Anthropo-
morphic dummy, SAE Paper 780896, Proc. 22nd Stapp Conference, 1978.
[37] Wall, J., Lowne, R.; Harris, J.: The Determination of Tolerable Loadings for
Car Occupants in Impacts, Proc. 6th ESV Conference, 1976.
[38] Williams, D. A.: European New Car Assessment Programme (Euro-NCAP)
Testing Protocol. Version 1.2, Unpublished Project Report PR/SE/249/97,
Transport Research Laboratory, England, January 1997.
- 5 3 -
Tabellen der Versuchsdaten
Tabelle 1: Daten der Thoraxversuche mit dem DummyV.-Nr.
DummvHill 50%
D2.42D2.43D2.44D2.45D2.46D2A7D2.48D2.49D2.50D2.51D2.52D2.53D2.54D2.55D2.56D2.57D2.58D2.59D2.60D2.62D2.63D2.65D2.66
PendelAusl.-höhe
hpd
fmml
132132
143143163163184184200200400400200200250250200200
250250250
770770
Geschw.Vimp
Fm/sl
1,591,591,651,651,761.761,881,871,961,972,752,751,941,942,192,181,971,952,182,182,244,004.01
Beschl.apo
fal
7,076,957,327,177,517.587.977,948,298,3211.3210,79
7,87.748,48,5710,6310,6811.7910.2610.3119.4919,07
KraftFpd
EN1
955.8946,2994,3984,31023,41044.21095.21083.31132.21135.51550.31474.51065.31064,81142.21165,11449,81477,41614,41414,21416,42666.52649.7
KopfBeschl.
aKx
fal
-2,6-2,5-2,6-2,6-3.0-2.9-3,1-3,0-3.1-3.2-4.5-4.0-3.0-3.0-3.4-3,4-4,2-4.4-4,7-3,7-3,8-6,9-7,0
Beschl.
fal
1.71.61,61,61,81,81,81.81.91,92.62.61.51.52.2
2.0
3.13.23,31,4
2,6
5,14,2
HalsKraft
FHX
[Ml
97
101
106104109111122120128126184161115121135136162
159169146
146
281
283
KraftFH*
fNl
67,83/-69,8068,69/-71,2170.10/-71.1471,21 /-69,0677,07/-72,5573,8/-73,3578.59/-79,1580,6/-80,0283.05/-75,681,62/-81,57114,02/-98.82
121,61 /-103,9967,19/-58,0267,27/-66,8398,32/-92,6990.93/-86,48116,64/-81.71114,95/-79.71125.89/-89.7864.01 /-54,0970.95/-41.21
211.87/-131.19187,53/-122,49
MomentMHy
fNml
10,910,811.411,412,412,413,413,314,214,320,218.513.814.314.515.116.316.518.516,316,531,232.0
ThoraxRücken
aRx
fal
-4,6-4.7-5,4-4,8-5,8-6,0-6,4-6.3-6,8-6.7-9.5-8.6-6.4-5.5-9,4-8,5-6,3-6,7-7.3-5,1-4,8-15,5-15.8
e.g.a-rhx
fal
-2.6-2.7-2.9-2,8-3.1-3,1-3,3-3,2-3.3-3.4-5.1-4,8-3,0-3,1-3,7-3,8-4,8-4,8-5,5-3,6-3,6
-10,2-9,5
ca.a-Thz
fal
0.90.9
1.00,91,01,0
1.11.01,11,01.51.50,80,61.1
1.11.31.31,50,80,8
2.21.7
Defl.dîh
fmm]
6,76,5
6.56,87,37,58,18,38,68,813.513.09,49,410,510,29,49,110,59,7
9,821,421.3
VC
vc
fm/sl
0,0170,0150,0150,0120,0150,0190,0220,0220,0210,0250,0540,0480,0310,0380,0310,0260,0410,0330,0390,0290,0320,14
0,148
Tabelle 2: Daten der Thoraxversuche mit Freiwilligen
V.-Nr.
1.11.21.32.42.52.62.73.83.9
3.104 11
4.124.135.14
5.155.166.266.276.287.297.307.317.328.338 348.352.362.372.381.391.401.419.679.689.699.70
Anthropometrische DatenGeschlecht
mmmmmmmmmmwwwwwww
wwwwwwmmmmmmmmmmmmm
Alter
[Jl
5959593535353529
L 29292323232525
253636362222222252525235353559595932323232
Körpermassem«
[kal
727272
74,574.574,574,5
59.559.559,5707070575757
54,554.554,554.5686868
74,574,574.572727275757575
Körperaröße
IK
[cml
173173173
177 5
177.5177,5177.5
164.5164.5164.5173173173165165165
164,5164.5164.5164.5169169169
177.5177.5177.5173173173170170170170
Brustumfanq
[cml
989898
95.595.595.595.51011011018484849191918383838383
83839494
9495.595.595.5989898
101101101101
Brusthöhe
Icml
22,622,622.623,223.223,223.224,524.524.519,319.319.319.819,819.819.219.219.217.917.917,917.923,423,423.423.223.223,222,622.622.625252525
Brustbreite
bTh
rcml
34.534.534.531.831.831.831.832,232.232,2262626
28.528.528,527,327.327,326.926.926,926,930.430.430.431.831.831.834.534.534.533333333
Pende
Ausl.-höhe
hpd
Im ml
102128128126121141143143143163132142143132143143132144153132143153163163184200163184200163184200180200250250
Geschw.Vim»
Im/sl
1.491.401.571.481.511.601.641.681.681.781.541.651.651.601.661.661.581.65
1.711.591.641.711,771.771.861.961,761.881.971.771.881.951.831.942.172,17
Beschl.aPd
[al
2,73.4
3.92.52,22.93.33,23,33.72.62.52.72.52.92.82,52.82.4
2.12.42.32,33,43.84.02.93,43.74.34.75,14.84.86.24.9
KraftFPd
[NI
366,7469,8535,6330,3301.7397,5447.6447.6444.4514.8343.5337.6
381.2346.7396.1378,9345,9383,9332.7284.8321,5312.4329,8470.8517.6554.4393.0457.5514.6586.5652.4691,7666,1662,9847,3671,4
KoofBeschl.
[al
n.a.n a.n.a.n.q.n.a.n.q.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.2.22.42.03.13.73.33,33.82.83.22.72.92.9
1.91.92.32.92.62.62.8
Beschl.
[al
n qn.an.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.Q.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.2.53.12.42.63.1
2.82.53.22,73,32.32.72.81.71,51.82.52.72.73,1
Thorax
Rücken
•A[al
2,52.93.11,71,82
2,52,72,83
3,94,14,4
32,63.13,4
3.93,34.23,74,14,64
4,75 12,63
3,84,5
4,4
4.3
3.63.754,114,68
11
Tabelle 3
Vers.-Nr.Dummy
HIM 50%
DK.25DK.26DK.27DK.28DK.29DK.30DK.31DK.32DK.33DK.34DK.35DK.36DK.37DK.38DK.39DK.40DK.41DK.42DK.43DK.44DK.45
: Daten der Knieanprallversuche mit dem Dummy
PendelAuslenk-
höhehpd
[mml
150150150300300400400400400500500600600600300300250250200200150
Geschw.
Vjmp
[m/sl
1,721.711,692,382,392,772,752,762,763,083,083,383,383,402,402,42,182,181.971,971,69
Beschl.
apd
Tal
10.510,410,218,117,924,524,823,724,533,131,037,139,740,517,716,114,314,412,312,810,1
Kraft
FPdTN1
1439,01449,71418,12452,12453,63365,23395,03262,53257,14537,54266.65000.65342.05591,32439,02258,91952,22055,41710,01754,21400,5
BeckenBeschl.
aPx
fol
-2,6-2,8-2,7-5,2-5,9-9,2-9,4-8,5-8,5
-11,6-11,7-15,4-16,6-17,0-6,1-5,7-4,5-5,2-4,0-3,9-3,2
Beschl.
3 p y
rai
-1.5-1.5-1.4-2,6-2,3-3,0-2,65,43,84,44,45.56.67.32,22,92,01.91,41,51.3
Beschl.
aPz
Tal
-1.4-1,0-1,1-1.5-1.1•1.3-2,2-2,5-1,6-2,5-2,9-3,5-2.3-1.7-1.9-1,4-1.3•1.3-1.1-1,1-1,2
ares
a Près
rai
3,313,303,216,056,449,719,9410,319,4012,6612,7816,7718,0618,556,66,44,95,64,24,13.3
FemurKraft rechts
FoBll
[Nl
1267,261284,451268,762070,152047,082753,962832,32
Kraft links
Fosre
TNT
2754,002748,003541,003580,004001,004344,004541,002125,451974,841733,711777,871539,901597,961257,57
Seite
rechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinks
111
Tabelle 4: Daten der Knieanprallversuche mit Freiwilligen
Vers.-Nr.
1.11.21.31.41.51.62.72.82.92.102.112.122.132.145.155.165.175.189.199.209.219.229.239.2415.4715.484.494.507.517.5215.5315.544.554.567.577.5815.5915.604.614.627.637.648.658.668.678.688.698.708.718.72
FreiwilligerGeschlecht
mmmmmmmmmmmmmmwwwwmmmmmmwwwwwwwwwwwwwwwwwwmmmmmmmm
Alter
[Jl
5959595959593535353535353535252525253232323232322929252522222929252522222929252522225252525252525252
Körper-masse
mK
fkql
727272727272
74,574.574,574,574,574,574,574,569,569,569,569,574747474747453537070
54,554,553537070
54,554,553537070
54,554,56868686868686868
Körper-qröße
IK
[cml
173173173173173173
177,5177,5177,5177,5177,5177,5177,5177,5172,5172,5172,5172,5175175175175175175160160173173
164,5164,5160160173173
164,5164,5160160173173
164,5164,5169169169169169169169169
PendelAuslenk-
höhe
hpd
Jmml
50100150150200200150150200200250250300300150150200200150150200200250250100100100100100100150150150150150150200200200200200200100100150150200200250250
Geschw.
Vimp
Tm/sl
0,951,371,681,681,951,951,691,691,971,942,182,182,412,401,691,691,971,971,691,691,971,972,182,181,381,371,371,371,371,321,691,71,691,691,691,691,961,961,971,971,971,961,381,381,691,681,951,952,182,19
Beschl.
a P d
Tal
3.54,97,37,38,68,67,27,58,88,710,310,011,611,36.36,68,18,47,86,68,58,19,48,74,64,44,54,14,34,15,95,85,85,25,75,87,37,26,66,66,76,75.35,16,76,77,97,79,48,8
Kraft
FPd
FN1
474,4673,41028,6987,01170,61173,5975,71026,21219,71184,01426,01372,51592,71550,7896,1886,01050,11114,2968,9972,51108,11051,71251,71193,9635,8606,1618,3546,7589,9555,5809,5798,7787,1718,8771,1784,0992,6993,0906,5907,1917,3931,9729,4697,2919,4914,41100,01061,31296,31201,8
KnieBeschl.innen
a«x
-2,60-4,66-10,61-11,32-10,88-13,44-8,12-10,53-14,82-12,31-21,19-10,37-34,82-14,454,955,278,226,32-6,504,53-8,526,0810,40-6,02
Beschl.außen
SKax
Tal
-6,62_
-15,97-32,90-20,40-35,99-8,81
-16,34-16,07-20,59-20,06-25,03-23,79-26,01-6.08-5,26
-11,297,24
-12,558,08
-10,4810,2411,5312,99
Seite
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
IV
TabelleVers.-Nr.Dummy
Hill VW
US1US2US3US4US5US6US7US8US9
US10US11US12US13US14US15US16US17US18US19US20
US20AUS20BUS21US22US23US24US25US26US27US28US29US30US31US32US33US34US35US36US37US38US39US40US41US42US43US44US45US46
5: Daten der Knieverschiebungsversuche mit dem DummyPendel
Auslenk-höhe
hpd
fmml
100100150150125125175175200200225225250250300300350350400400400400350350300300250250200200150150100100100100150150200200250250300300350350400400
Geschw.
Vimp
fm/sl
1,35
1,681,681,531,541,821,831,951,952,062,062,182,172,382,372,592,582,752,762,752,752,572,582,392,402,192,181,941,941,681.681,371,371,371,371,691,681,951,952,182,182,382,382,582,592,78
Beschl
apd
[g]
7,927,789,699,638,738,7710,4610,5612,3311,9111,9612,0412,9113,1714,5314,2116,2616,2917,8117,7617,5817,3315,8516,1714,5814,7112,5412,6410,5010,918,648,656,516,536,546,428,848,9311,0910,9313,2613,5515,7115,0116,7416,8018,6118,87
Kraft
FPd
[N]
1085,811112,851334,681325,761193,231194,571443,431438,521640,511606,881654,811776,791788,751755,751986,041912,892238,392216,032465,072449,082444,162389,552172,642227,351999,812003,281722,761740,171443,191462,601189,241191,72891,51881,12887,05883,001210,341222,711525,811512,671835,571851,222158.182084,652278,902318,832557,672593,82
BeckenBeschl.
a?.
[g]
1,721,772,112,192,011,892,352,212,442,332,592,702,642,682,962,863.435,324,403,934,724,094,183,762,533,082,401,941,741,891,291,370,931,021,051,071,511,562,472,383,233,274,244,504,414,835,485,35
Beschl.
apy
toi
0,901,050,980,940,961,001,091,101,121,131,361,241,331,301.381,401,581,351,511,352,251.691,481,531,231,401,201,091,031,020,780,710,490,56-0,52-0,53-0,69-0,68-0,92-0,76-0,87-0,93-0,91-1,10-1,88-2,16-1,35-1,66
Beschl.
aP2
toi
0,820,750,920,990,820,840,940,960,951,020,950,991.011,031,161,021,013,521,151,181,961,811,971,591,141,271,101,121,010,880,740,700,610,620,700,570,720,811,130,880,92-0,891,661,081,121,491,121,46
FemurKraft
F„,FN1
-842,87-826,63-991,36-995,75-875,19-890,82
-1086,07-1054,31-1155,03-1107,99-1238,15-1193,69-1267,48-1232,28-1474,64-1427,67-1572,40-1592,12-1759,59-1713,31-1865,55-1829,08-1718,07-1742,05-1548,05-1532,71-1306,85-1325,6-1078,34-1148,45-904,79-919,09-704,90-704,01-751,20-756,70-1069,14-1074,78-1278,47-1239,22-1505,28-1613,85-1712,73-1688,94-1851,37-1907,04-2036,78-2069,93
Upper TibiaKnieweg
SSK
[mm]
-2,68-2,72-3,47-3,46-3,43-3,28-4,04-3,96-4,39-4,33-4,61-4,64-4,96-5,01-5,84-5,64-5,98-6,10-6,37-6,60-7,75-8,20-7,07-7,43-6,64-6,66-6,02-5,75-4,62-4,57-3,71-3,71-2,89-2,77-2,90-2,88-4,03-4,05-5,17-5,33-6,46-6,64-7,61-7,53-8,53-8,75-9,65-9,56
Kraft
Fx
[N]
-272,28-277,15-346,87-330,88-300,29-318,63-363,28-379,20-402,15-409,09-426,09-432,95-460,63-449,36-458,61-499,88-504,65-492,04-602,26-661,50-258,44-415,53-263,74-296,29-286,17-283,86-315,74-276,59-203,08-182,57-167,61-166,56-149,47-146,70-97,53
-115,43-146,83-156,70-201,13-161,45-186,73-236,93-286,31-258,31-335,98-318,09-320,72-379,62
Drehm
MY
[Nml
65,3962,8874,8772,8769,0366,7079,0377,9384,2683,8289,7689,2394,5793,50113,49111,58121,63122,83139,69136,82158,04159,88168,62142,57128,47129,37108,81110,0090,9193,0675,7876,2152,1356,0555,8755,6876,9678,7196,9495,64111,76112,00132,18136,26150,31153,44165,48168,75
Seite
rechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinks
Tabelle 6: Daten der Knieverschiebungsversuche mit Freiwilligen
Vers.-Nr.
2.472.4810.4910.504.514.521.531.549.559.5616.5716.582.592.6010.6110.624.634.641.651.669.679.6816.6916.702.712.7210.7310.744.754.761.771.789.799.8016.8116.8213.8313.8413.8513.868.878.888.898.90
13.9113.9213.9313.948.958.968.978.9813.9913.1002.1012.1021.1031.1042.1052.10613.10713.108
PendelAuslenk-
höhehw
[mml
5050505050505050505050501001001001001001001001001001001001001501501501501501501501501501501501505050100100100100150150150150200200200200250250250250250250250250300300300300
Geschw.
fnVsl
0,960,950,960,960,960,950,950,940,940,940,950,961,381,381,371,371,381,371,361,371,371,361,371,371,681,681,681,681,691,671,681,671,671,671,681,670,970,971,381,371,371,371,681,691,691,681,951,951,951,952,192,192,192,192,192,202,192,192,402,402,402,40
Beschl.
araFol
3,272,903,353,002,823,143,323,243,403,412,622,444,924,764,384,434,404,414,804,894,765,023,843,716,126,685,526,475,585,285,707,245,867,564,814,692,913,144,854,784,774,566,295,765,956,057,057,367,186,518,867,496,998,307,818,107,227,939,389,528,318,86
Kraft
Fra
[N]
441,45406,38465,24410,27379,22431,84461,98450,91463,98462,65370,20341,81674,93653,50594,88609,84593,24595,97655,77656,57664,75691,52521,24530,39843,85914,04762,54873,83787,18725,39755,78995,47821,30979,78653,09654,46399,56437,06662,41664,35639,60620,40865,47784,27823,00830,21971,941017,85977,83886,351220,951027,21960,701122,891073,531105,53988,861081,431294,241289,991150,001212,46
Seite
linksrechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtsrechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
VI
Tabelle 7:
VersuchsNr.
1314121110987151234
56
16171819
2021
Daten der
Fallhöhe [cm]
55
10101515202040202030304040
20203030
2020
Fallversuche mit dem Dummyr
Kraft [kNlrechts
Absatz1.61,52,32,73,23,54,53,27,04,65,38,57,69,011,0
Sohle
_
0,80,71,50,3
-
1,03,01,81,22,12,02,32,0
Lower Tibia1,51,42,22,73,03,24,23,66,65,45,09,78,210,011,53,93,04,75,4
6,16,0
linksAbsatz
1,61,52,3
2,13,03,03,73,06,66,05,48,57,38,69,5
Sohle0,20,30,60,5
1,10,32,53,02,52,72,04,62,33,33,0
Lower Tibia1,51,42,22,02,82,83,52,76.47,0
5,19.68,010,510,03,63,45,24,6
5,66,2
Tibia Index Tllower
rechts0,130,130,130,180,190,210,310,260,420,350,380,630,560,820,8
0,220,2
0,310,360.410,41
links0,100,100,110,110,190,180,260,180,410.430,300,670,560,700,700,210,250,360,330,410,42
upperrechts0,180,160,280,360,400,400,500,400.880,650,731,301,061,421,640,500,380,630,650,800,77
links0,200,150,340,320,390,380,450,400,821,000,681,201,061,231,380,540,450,660,600,790,85
Kommentar
Dummvbeinemehr anqewinkelt
Dummvbeinemehr qestreckt
Dummv mitStandardschuhstatt Meßschuh
(vgl. V7-15)Dummvhaltunq
vergleichbar mit V1-6
Sprungversuche mit Freiwilligen
Tabelle 8: Proband 10 Tabelle 9: Proband 2
Prob. No.
10
62kq180cm
FL=27,5cm
Sprunghöhe [mm]
100100220220265265370370475475
Fz [kNlAbsatz
rechts
2,02,23,02,63,02,33,23,1
links
1,32,52,82,72,72,83,43,5
Sohlerechts
2,02,23,42,71,53,74,94,4
iinks
2,32,42,82,92,42,73,53,8
Prob. No.
9
75kq170cm
FL=25cm
Sprunghöhe [mm]
100100220220265265370370475475
Fz [kNlAbsatz
rechts
2,63,4
3,63,5
links
3,13,5
4,34,5
Sohlerechts
1.71,9
3,71,7
links
2,01,5
4,03,3
Tabelle 10: Proband 8 Tabellen: Proband 11
Prob. No.
8
68kq169cm
FL=24,5cm
Sprunghöhe [mm]
100100100220220265265370370475475
Fz [kN]Absatz
rechts
1,32,51,63,24,43,53,54,54,04,54,7
links
1,82,3
1,33,03,83,42,94,0
3,74,84,1
Sohlerechts
0,82,81,33,33,03,83,54,03,83,23,8
links
1,41,61,71,82,22,33,83,22,33,83,1
Prob. No.
11
93kq192cm
FL=28cm
Sprunghöhe [mm]
100100220220265265370370475475
Fz [kNl
Absatzrechts
3,02,23,33,23,43,33,84,34,24,5
links2.81,83,63,53,23,03,23,64,54,8
Sohlerechts
3,42,53,33,53,43,43,34,72,93,2
links
2,52,71,41,74,34,33,64,93,43,8
Vll
Tabelle 12: Proband 12 Tabelle 13: Proband 6
Prob. No.
12
64kq172cm
FL=24,5cm
Sprunghöhe [mm]
100100220220265265370370475475
Fz [kN]Absatz
rechts2,52,93,83,93,53,83,73,94,24,2
links
2,12,83,63,53,33,33,33,03,53,2
Sohlerechts
1,92,52,32,91.62,12,20,84,23,5
links
2,02,0
1,93,0
1,91,92,30,83,85,1
Tabelle 14: Proband 1
Prob. No.
1
70kq173cm
FL=26,5cm
Sprunghöhe [mm]
100100220220265265370370475475
Fz fkNlAbsatz
rechts
2,11.73,83,32,62,83,73,24,54,1
links
1,41,52,52,42,42,5
1,92,82,03,4
Sohlerechts
1,32,81.32,53,01,42,73,41,52,7
links
0,81,03,12,43,12,91,12,73,32,5
Prob. No.
6
57kq165cm
FL=25cm
Sprunghöhe [mm]
100100220220265265370370475475
Fz [kN]Absatz
rechts0,61.41.21.32,62,62,12,62,43,3
links
1,01,11.51,91,31.41,52,42,72.3
Sohlerechts
1.51,21.61,12,42,42,52,2
1.92,0
links
1,2_
1,31,91,61,62,82,32,01,6
Tabelle 15: Proband 13
Prob. No.
13
60kq160cm
FL=23,3cm
Sprunghöhe [mm]
100100220220265265370370475475
Fz [kNlAbsatz
rechts2,01.82,72,52,43,13,23,04,14,2
links
1,31,21,82,43,13,03,63,64,63,5
Sohlerechts
1.32,51.93,23,12,93,03,62,83,0
links0,82,42,51,11,71,62,02,31.73,5
Vlll
ERGÄNZUNGSBERICHT
„Biomechanische Bewertung derEuro-NCAP-Einstufungskriterien"
Knie-Tibia-Verschiebungsversuche an einem Hybrid-Ill-Dummy ausgestattet mit Ball-Bearing-Sliding-Knees
Im Auftrag der
Forschungsgemeinschaft Automobiltechnik (FAT)
D. Kallieris, B. Lorenz, R. Mattern
mit freundlicher Unterstützung durch
ENDEVCO Vertriebs GmbH, Heidelberg;DaimlerChrysler AG, Sindelfingen
Knie-Tibia-Verschiebungsversuche an einem Hybrid-Ill-Dummy ausgestattet
mit Ball-Bearing-Sliding-Knees
Im Auftrag des FAT, AK3 sollten ergänzende Versuche zu der biomechanischen
Auswertung der Euro-NCAP-Einstufungskriterien mit einem Hybrid-Ill-Dummy, aus-
gestattet mit dem neuentwickelten Ball-Bearing-Sliding-Knee, durchgeführt werden.
Methode
Für die Untersuchungen stand ein Hybrid-Ill-Dummy der DaimlerChrysler AG, Sin-
delfingen zur Verfügung. Die Belastungen wurden mit einem Kalibrierpendel der
ENDEVCO Vertriebs GmbH Heidelberg durchgeführt. An der Anprallfläche des Pen-
dels (mPd«14 kg, 0Pd=154 mm) wurde ein 30 mm starkes Padding (Ensolite) gleichen
Durchmessers mittels doppelseitigem Klebebands aufgeklebt (siehe auch Bericht zur
biomechanischen Auswertung der Euro-NCAP Einstufungskriterien).
Zur Ermittlung der Knie-/Tibia-Verschiebung („sliding knee", sSK) erfolgte der Anprall
des Pendels im Bereich der Tibia-Oberkante. Die unteren Extremitäten wurden beim
Dummy im Bereich des „Fußgelenks" (Abb. 1 & 2) durch eine Holz-Abstützung in
Anprallrichtung fixiert. Um die Reproduzierbarkeit der Einwirkung zu überprüfen,
wurden die Versuche mit jeweils der gleichen Anprallgeschwindigkeit vimp sowohl für
die rechte als auch die linke Tibia wiederholt.
Abb. 1: Übersicht der Anstoßkonfiguration zur Ermittlung der Knie-/Tibia-
Verschiebung am Dummy
Abb. 2: Anstoßkonfiguration zur Ermittlung der Knie-/Tibia-Verschiebung am Dummy
Meßstellen am Pendel
Neben der Anprallgeschwindigkeit vimp wurde die Pendelbeschleunigung aPd in x-
Richtung gemessen. Die Pendelkraft FPd wurde aus der Pendelmasse mPd und der
Pendelbeschleunigung aPd berechnet.
Meßstellen am Dummy
Am Dummy wurden folgende Messungen vorgenommen:
Upper Tibia: Knieweg: x-Richtung (sSK|j, sSKre)
Drehmoment: um die y-Achse (MYIJ, MYre)
Femur: Kraft: x-Richtung (Fosl i, F0Sre)
Becken: Beschleunigung: triaxial (apx, apy, apz)
Ergebnisse
Es wurden insgesamt 36 Anprallversuche (jeweils 18 für die rechte und linke untere
Extremität) zur Ermittlung der Knie-Tibia-Verschiebung durchgeführt. Die Anprallge-
schwindigkeit lag zwischen vimp=1,31 und 2,78 m/s. Die Belastungsschritte und Ge-
schwindigkeiten sind identisch mit den bereits durchgeführten Untersuchungen
(siehe Abschlußbericht Biomechanische Bewertung der Euro-NCAP-
Einstufungskriterien).
Tabelle 1 im Anhang zeigt die Eingangs- und die resultierenden Belastungen für die
36 durchgeführten Knie-Tibia-Verschiebungsanpralle. In Tabelle 2 sind zum Ver-
gleich die Ergebnisse der Versuche unter Einsatz der älteren Knieverschiebungsein-
richtung aufgeführt. Abb. 3 zeigt die Knieverschiebung als Funktion der Pendelkraft
zusammengefaßt für die Versuche an der rechten und der linken unteren Extremität.
Es ist ein linearer Anstieg des Knieweges mit der Pendelkraft festzustellen. Darüber
hinaus ist eine gute Reproduzierbarkeit sowohl bei den Belastungswiederholungen
als auch zwischen dem Rechts- und Linksanprall ersichtlich. Die lineare Zunahme
des Knieweges mit der Pendelkraft konnte auch beim Einsatz der alten Sliding-Knee-
Einrichtung festgestellt werden, allerdings nicht die gute Reproduzierbarkeit zwi-
schen Rechts- und Links-Tibia-Anprall (Abb. 4). Ferner ist festzustellen, daß das neu
entwickelte Ball-Bearing-Sliding-Knee im Vergleich zur alten Einrichtung etwa 52-
67% höhere Knieverschiebungen und somit eine geringere Steifigkeit aufweist (Abb.
3 & 4, Tabelle 1 & 2). Dadurch liegen die weiteren Dummymeßwerte
(Oberschenkelkraft, Beckenbeschleunigung, Upper-Tibia-Drehmoment um die y-
Achse) auf einem geringeren Niveau (s. Tab. 1 & 2 i.A.).
10y = 0.0056X - 0.9745
700 1100 1500 1700 1900
F_pendel [N]
2100 2700
Abb. 3: Knieweg als Funktion der Pendelkraft (neues ball-bearing sliding knee)
12
10
6
4
2
y = 0,004x - 0,796
y • 0,003x - 0,307
« rechts
D links
Lineare Regression (links)
- —Lineare Regression (rechts)
700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 2700
F_pendel [N]
Abb. 4: Knieweg als Funktion der Pendelkraft (altes sliding knee)
3000 1
2500
2000
1 1500
1000
500
0.7
• Freiwillige
• Dummy mit sliding knee
4 Dummy mit ball-bearing sliding knee
1,2
« ^
1,7
v jmp [m/s]
y = 1087,5x - 563,4
2,2
•
^ *
y = 851,3x-280,7
2,7
Abb. 5: Pendelkraft als Funktion der Anprallgeschwindigkeit
In Abb. 5 ist die Pendelkraft als Funktion der Anprallgeschwindigkeit für die Versuche
mit Freiwilligen und Dummies mit den verschiedenen Sliding-Knees dargestellt. Das
Ball-Bearing-Sliding-Knee weist geringere Pendelkräfte als das alte Sliding-Knee auf,
wobei das Kraftniveau noch deutlich über dem der Freiwilligen liegt. Bei der höch-
sten von den Freiwilligen tolerierten Anprallgeschwindigkeit v,mp = 2,4 m/s liegt die
Pendelkraft am neuen Sliding-Knee in einem Bereich FPd « 1730 -1758 N. Für diese
Pendelkräfte wurden Knieverschiebungswerte von sSK« 9 mm gemessen, die somit
über dem im Euro-NCAP festgelegten „grünen" Bereich sSK = 6 mm liegen. Der
„grüne" Bereich wird bereits bei einer Pendelkraft von FPd « 1250 N (V|mp « 1,8 m/s)
erreicht bzw. überschritten, wobei diese Pendelkraft auf etwa dem gleichen Niveau
liegt, die von den Freiwilligen maximal toleriert wurde (FPdFrei « 1290 N). Da die acht
Freiwilligen (3 w, 5 m) bis auf leichte Prellungen im Anprallbereich des Pendels über
keine Beschwerden klagten, erscheint der im Euro-NCAP festgelegte Schwellenwert
als zu stringend.
Die Darstellung der Femurkraft als Funktion der Pendelkraft zeigt ebenfalls eine bes-
sere Linearität und gute Reproduzierbarkeit der neu entwickelten Ball-Bearing-
Sliding-Knee-Einrichtung im Vergleich zu der älteren Ausführung (Abb. 6 & 7).
2100
1900
1700
1500
1100
900
700
500
y = 0,72x + 17,85
700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 2700
F_Pendel [N]
Abb. 6: Femurkraft als Funktion der Pendelkraft (neues ball-bearing sliding knee)
°100 -
1900 -
1700
1500
FJem
ur [
N]
1100
900
700
500
700
•
n .">
900
• S^* D /
D
1100 1300 1500 1700
F_pendel [N]
y = 0,76x + 20,15 °
° j S ^ - ^ ' " ' y = 0,65x + 157,6
• rechts
D links
— - — • Lineare Regression (rechts)
1900 2100 2300 2500 2700
Abb. 7: Femurkraft als Funktion der Pendelkraft (altes sliding knee)
Zusammenfasssung
Die vergleichende Auswertung der 36 mit dem Ball-Bearing-Sliding-Knee durchge-
führten Versuche mit den Untersuchungen an Freiwilligen und dem alten Sliding-
Knee zeigt, daß das neue Sliding-Knee über eine bessere Reproduzierbarkeit, Wie-
derholgenauigkeit und geringere Steifigkeit als das alte Sliding-Knee verfügt. Bei ei-
ner von den Freiwilligen maximal tolerierten Anprallgeschwindigkeit v,mp « 2,4 m/s
lagen die am neuen Sliding-Knee gemessenen Knieverschiebungswerte bei sSK« 9
mm und somit deutlich über dem im Euro-NCAP festgelegten „grünen" Bereich sSK =
6 mm. Da die Freiwilligen bis auf vereinzelte leichte Prellungen im Anprallbereich des
Pendels über keine Beschwerden klagten, erscheint der im Euro-NCAP festgelegte
Schwellenwert als zu stringend.
Tabelle 1: Versuchsdaten der Anprallversuche mit dem neuen Ball-Bearing-Sliding-Knee
Vers.-Nr.Dummy
Hill DC
S K 1S K 2
SK3SK4S K 5S K 6
S K 7S K 8
SK9SK10SK 11SK12SK13SK14SK15SK16SK17SK18SK19SK20SK21SK22SK23SK24SK25SK26SK27SK28SK29
PendelAuslenk-
höhehp
[mm]100100
150150
200200
250
250300300350350
400
400225225
175175175
175100100
150
150
200
200225
225250
Geschw.
vimp[m/s]1,381,371,681,681,951,952,182,172,392,382,592,582,772,772,042,051,811,811,821,821,371,371,661,661,931,932,072,072,18
Beschl.
apd
[g]6,636,628,428,349,939,8311,2611,0312,6212,5913,8313,9515,4215,4310,4410,439,039,089,259,226,766,798,388,449,889,8410,7010,6811,39
Kraft
Fp[N]
906,10911,451150,711147,211370,831355,151552,781514,151735,011730,101912,401916,932114,512118,821433,881430,091234,041247,341255,781261,64929,95943,831142,591160,971349,141347,031476,921475,141555,65
BeckenBeschl.
ap x
[g]1,261,29-1,60-1,57-1,81-1,89-2,23-2,14-2,49-2,48-2,83-2,81-2,96-3,09-1,95-2,04-1,911,81-1,96-1,99-1,50-1,46-1,90-1,83-2,341,55-2,27-2,59-2,47
Beschl.
apy
[g]0,690,640,800,781,020,991,171,130,991,211,211,281,511,281,010,940,750,78-0,98-1,14-0,780,79-0,96-1,10-1,33-1,13-1,23-1,29-1,35
Beschl.
aPz
[g]0,74-0,83-0,850,920,980,980,97-0,94-0,931,031,06-1,13-1,11-1,150,880,920,960,89-0,930,80-0,620,580,69-0,71-0,840,80-0,84-0,88-0,94
FemurKraft
Fos[N]
681,55680,55852,61853,331008,85982,821133,121106,271276,991275,361402,751413,431551,081542,401080,711076,75876,41897,63934,13959,67705,37719,11852,71861,10990,47982,341066,471054,191133,72
Upper TibiaKnieweg
SSK[mm]4,214,195,485,466,686,627,747,619,008,969,869,9310,9010,797,297,195,906,026,266,314,334,415,485,616,586,397,277,057,52
Kraft
Fx[N]
Drehm
My
[Nm]48,8049,1462,9962,3873,2072,8883,9483,3094,6194,84108,67111,33122,17125,7880,0682,9567,0966,4569,7367,4150,7352,6063,5666,5871,1076,3981,7784,0389,62
Seite
rechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinks
Is11m
m
CD
eu
CD-aSS
CD
is
5
I5
1cc
nks
87,2
2
in
1-8
122
-0,8
6,4
6
incoCM
coCM
11,4
02,
1825
0S
K3
0nk
s97
,62
8,77
CMCO
257
,65
CDCM
03CO
1749
12,7
12,
4030
0S
K3
1nk
s99
,04
8,77
o
290
-0,9
4,4
1
CD
CM
CDCD
1757
2,74
2,39
300
SK
32
inks
109,
079,
78
in
393
CMO_T—
,59
1
CO
co
in
1937
t—
• * "
2,59
099
SK
33
inks
107,
349,
85
CO
420
-0,9
8,5
4
i
1-9
CO
CMin
1926
4,06
2,60
350
SK
34
inks
117,
9311
,13
CDO)
571
-1,2
0,6
3
i
5CO
CO00
2120
5,49
2,77
400
SK
35
inks
119,
5511
,33
1597
-1,0
6,7
1
1
CMCDCO
inCD
2129
15,5
12,
7840
0S
K3
6
Tabelle 2: Versuchsdaten der Anprallversuche mit dem alten Sliding Knee
Vers.-Nr.Dummy
Hill VW
US1
US2US3US4US5
US6US7
US8US9
US10US11US12US13US14US15US16US17US18US19US20
US20AUS20BUS21US22US23US24US25US26
PendelAuslenk-
höheh P
[mm]
100
100150150125
125175175200
200225225
250
250300300
350350400
400
400
400350
350300300
250250
Geschw.
v|mp[m/s]
1,35
1,681,681,531,541,821,831,951,952,062,062,182,172,382,372,592,582,752,762,752,752,572,582,392,402,192,18
Beschl.
apd
[g]
7,927,789,699,638,738,7710,4610,5612,3311,9111,9612,0412,9113,1714,5314,2116,2616,2917,8117,7617,5817,3315,8516,1714,5814,7112,5412,64
Kraft
FP[N]
1085,811112,851334,681325,761193,231194,571443,431438,521640,511606,881654,811776,791788,751755,751986,041912,892238,392216,032465,072449,082444,162389,552172,642227,351999,812003,281722,761740,17
BeckenBeschl.
aPx
[g]
1,721,772,112,192,011,892,352,212,442,332,592,702,642,682,962,863,435,324,403,934,724,094,183,762,533,082,401,94
Beschl.
a P y
[g]
0,901,050,980,940,961,001,091,101,121,131,361,241,331,301,381,401,581,351,511,352,251,691,481,531,231,401,201,09
Beschl.
aPz
[g]
0,820,750,920,990,820,840,940,960,951,020,950,991,011,031,161,021,013,521,151,181,961,811,971,591,141,271,101,12
FemurKraft
Fos[N]
-842,87-826,63-991,36-995,75-875,19-890,82-1086,07-1054,31-1155,03-1107,99-1238,15-1193,69-1267,48-1232,28-1474,64-1427,67-1572,40-1592,12-1759,59-1713,31-1865,55-1829,08-1718,07-1742,05-1548,05-1532,71-1306,85-1325,6
Upper TibiaKnieweg
SSK[mm]
-2,68-2,72-3,47-3,46-3,43-3,28-4,04-3,96-4,39-4,33-4,61-4,64-4,96-5,01-5,84-5,64-5,98-6,10-6,37-6,60-7,75-8,20-7,07-7,43-6,64-6,66-6,02-5,75
Kraft
Fx[N]
-272,28-277,15-346,87-330,88-300,29-318,63-363,28-379,20-402,15-409,09-426,09-432,95-460,63-449,36-458,61-499,88-504,65-492,04-602,26-661,50-258,44-415,53-263,74-296,29-286,17-283,86-315,74-276,59
Drehm
My
[Nm]
65,3962,8874,8772,8769,0366,7079,0377,9384,2683,8289,7689,2394,5793,50113,49111,58121,63122,83139,69136,82158,04159,88168,62142,57128,47129,37108,81110,00
Seite
rechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechts
Tabelle 2: Versuchsdaten der Anprallversuche mit dem alten Sliding Knee
US27US28US29US30US31US32US33US34US35US36US37US38US39US40US41US42US43US44US45US46
200200150150100100100100150150200200250250300300350350400400
1,941,941,681,681,371,371,371,371,691,681,951,952,182,182,382,382,582,592,78
10,5010,918,648,656,516,536,546,428,848,9311,0910,9313,2613,5515,7115,0116,7416,8018,6118,87
1443,191462,601189,241191,72891,51881,12887,05883,001210,341222,711525,811512,671835,571851,222158,182084,652278,902318,832557,672593,82
1,741,891,291,370,931,021,051,071,511,562,472,383,233,274,244,504,414,835,485,35
1,031,020,780,710,490,56-0,52-0,53-0,69-0,68-0,92-0,76-0,87-0,93-0,91-1,10-1,88-2,16-1,35-1,66
1,010,880,740,700,610,620,700,570,720,811,130,880,92-0,891,661,081,121,491,121,46
-1078,34-1148,45-904,79-919,09-704,90-704,01-751,20-756,70
-1069,14-1074,78-1278,47-1239,22-1505,28-1613,85-1712,73-1688,94-1851,37-1907,04-2036,78-2069,93
-4,62-4,57-3,71-3,71-2,89-2,77-2,90-2,88-4,03-4,05-5,17-5,33-6,46-6,64-7,61-7,53-8,53-8,75-9,65-9,56
-203,08-182,57-167,61-166,56-149,47-146,70-97,53-115,43-146,83-156,70-201,13-161,45-186,73-236,93-286,31-258,31-335,98-318,09-320,72-379,62
90,9193,0675,7876,2152,1356,0555,8755,6876,9678,7196,9495,64111,76112,00132,18136,26150,31153,44165,48168,75
rechtsrechtsrechtsrechtsrechtsrechtslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinkslinks
Tabelle 3: Versuchsdaten der Anprallversuche mit den Freiwilligen
Vers.-Nr.
2.472.4810.4910.504.514.521.531.549.559.5616.5716.582.592.6010.6110.624.634.641.651.669.679.6816.6916.702.712.7210.7310.744.754.761.771.789.799.8016.8116.8213.8313.8413.8513.868.878.888.898.9013.9113.9213.93
PendelAuslenk-
höhe
hp[mm]
5050505050505050505050501001001001001001001001001001001001001501501501501501501501501501501501505050100100100100150150150150200
Geschw.
vimp[m/s]
0,960,950,960,960,960,950,950,940,940,940,950,961,381,381,371,371,381,371,361,371,371,361,371,371,681,681,681,681,691,671,681,671,671,671,681,670,970,971,381,371,371,371,681,691,691,681,95
Beschl.
aPd
[g]
3,272,903,353,002,823,143,323,243,403,412,622,444,924,764,384,434,404,414,804,894,765,023,843,716,126,685,526,475,585,285,707,245,867,564,814,692,913,144,854,784,774,566,295,765,956,057,05
Kraft
Fpd[N]
441,45406,38465,24410,27379,22431,84461,98450,91463,98462,65370,20341,81674,93653,50594,88609,84593,24595,97655,77656,57664,75691,52521,24530,39843,85914,04762,54873,83787,18725,39755,78995,47821,30979,78653,09654,46399,56437,06662,41664,35639,60620,40865,47784,27823,00830,21971,94
Seite
linksrechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtsrechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechts
Tabelle 3: Versuchsdaten der Anprallversuche mit den Freiwilligen
13.948.958.968.978.9813.99
13.1002.1012.1021.1031.1042.1052.10613.10713.108
200200200250250250250250250250250300300300300
1,951,951,952,192,192,192,192,192,202,192,192,402,402,402,40
7,367,186,518,867,496,998,307,818,107,227,939,389,528,318,86
1017,85977,83886,351220,951027,21960,701122,891073,531105,53988,861081,431294,241289,991150,001212,46
linksrechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
rechtslinks
Mitglieder des FAT-AK 3 'Unfallforschung/Biomechanik'
Daimler-Chrysler AGDr.-lng. F. ZeidlerAbt. EP/CSF A 40071059 Sindelfingen
Daimler-Chrysler AGDipl.-Ing. D. ScheunertAbt. EP/CSF A 40071059 Sindelfingen
Dr.h.c.F. Porsche AGDipl.-Ing. Jens EberiusAbt. EKS-671283 Weissach
Volkswagen AGDr. rer.nat. Robert ZobelAbt. K-EFFA, 177738436 Wolfsburg
Mannesmann VDO AGDipl.-lng. Stefan WiesbaumLeitung Simulation Sensorsysteme78052 VS-Villingen
Autoliv GmbHRolf BehlingAbt. TT85221 Dachau
Daimler-Chrysler AGDipl.-lng. Kay MorschheuserAbt. EL / ZS A 60570322 Stuttgart
Ford Werke AGDipl.-lng. R. SfercoAbt. D/MD/PS-250725 Köln
B M W AGDipl.-lng. G. SchickAbt. EG-22380788 München
A. Opel AGDipl.-lng. W. ElsenheimerAbt. PKZ 85-8565423 Rüsselsheim
Johnson Controls GmbH & Co.KGDipl.-lng. G. Schmale51399 Burscheid
TRW Occupant Restraint System GmbHT. Herpich73551 Alfdorf
Johnson Controls GmbH & Co.KGDipl.-lng. M. Zube51399 Burscheid
Bisher in der FAT-Schriftenreihe erschienen:
Nr.Nr.Nr.Nr.Nr.Nr.Ni
Ni
Ni
Ni
NrNrNr
12345678g
10H1?13
Nr. 14
Nr. 15Nr. 16Nr. 17Nr. 18Nr. 19
Nr. 20Nr. 21Nr. 22Nr. 23Nr. 24Nr. 25
Nr. 26Nr. 27Nr. 28Nr. 29Nr. 30Nr. 31
Nr. 32Nr. 33Nr. 34Nr. 35Nr. 36
Nr. 37Nr. 38Nr 39
Nr. 40Nr. 41
Nr. 42Nr. 43Nr. 44
Nr. 45
Nr. 46
Nr. 47Nr. 48Nr. 49Nr. 50
Nr. 51Nr. 52Nr. 53Nr. 54
Nr. 55Nr. 56Nr. 57Nr. 58Nr. 59Nr. 60
Nr. 61
Nr. 62
Nr. 63
Nr. 64Nr. 65
Nr. 66Nr. 67
Nr. 68Nr. 69Nr. 70
Nr. 71
Immissionssituation durch den Kraftverkehr in der Bundesrepublik Deutschland vergriffenSystematik der vorgeschlagenen Verkehrslenkungssysteme vergriffenLiteraturstudie über die Beanspruchung der Fahrbahn durch schwere Kraftfahrzeuge DM 30,-Unfallforschung / Westeuropäische Forschungsprogramme und ihre Ergebnisse / Eine Übersicht vergriffenNutzen/Kosten-Untersuchungen von Verkehrssicherheitsmaßnahmen DM 60,-Belastbarkeitsgrenze und Verletzungsmechanik des angegurteten Fahrzeuginsassen vergriffenBiomechanik des Fußgängerunfalls DM 30,-Der Mensch als Fahrzeugführer vergriffenGüterfernverkehr auf Bundesautobahnen DM 50,-Recycling im Automobilbau - Literaturstudie vergriffenRückführung und Substitution von Kupfer im Kraftfahrzeugbereich DM 50,-Der Mensch als Fahrzeugführer DM 50,-Sicherheitsmaßnahmen im StraßenverkehrSammlung, Beschreibung und Auswahl für die Anwendung der Nutzen/Kosten-Analyse DM 60,-Tierexperimentelle und epidemiologische Untersuchungen zur biologischen Wirkung von Abgasenaus Verbrennungsmotoren (Otto- und Dieselmotoren) - Literaturstudie DM 60,-Belastbarkeitsgrenzen des angegurteten Fahrzeuginsassen bei der Frontalkollision DM 50,-Güterfernverkehr auf Bundesautobahnen - Ein Systemmodell, 2. Teil DM 50,-Ladezustandsanzeiger für Akkumulatoren vergriffenEmission, Immission und Wirkung von Kraftfahrzeugabgasen vergriffenSicherheitsmaßnahmen im StraßenverkehrErgebnisse einer Nutzen/Kosten-Analyse von ausgewählten Maßnahmen vergriffenAluminiumverwendung im Automobilbau und Recycling vergriffenFahrbahnbeanspruchung und Fahrsicherheit ungelenkter Dreiachsaggregate in engen Kurven DM 50,-Umskalierung von Verletzungsdaten nach AIS - 80 (Anhang zu Schrift Nr. 15) DM 50,-Grundlagen und Möglichkeiten der Nutzung sprachlicher Informationssysteme im Kraftfahrzeug DM 50,-Altteileverwendung im Automobilbau vergriffenEnergie für den Verkehr - Eine systemanalytische Untersuchung der langfristigen Perspektivendes Verkehrssektors in der Bundesrepublik Deutschland und dessen Versorgung mit Kraftstoffenim energiewirtschaftlichen Wettbewerb - vergriffenWirtschaftlichkeit des Einsatzes von Aluminium im Lkw-Bau vergriffenÄußere Sicherheit von Lkws und Anhängern vergriffenDämpfung und Tilgung von Torsionsschwingungen im Triebstrang von Kraftfahrzeugen DM 50,-Wirkungsgradmessung an Getrieben und Getriebeelementen DM 50,-Fahrverhalten von Lastzügen und hierbei insbesondere von Anhängern DM 50,-Entwicklung, Aufbau und Test eines Ladezustandsanzeigegerätes für Bleiakkumulatorenin Elektrostraßenfahrzeugen DM 50,-Rollwiderstand und Lenkwilligkeit von Mehrachsanhängern mit Zwillings- und Einzelbereifung DM 60,-Fußgängerschutz am Pkw - Ergebnisse mathematischer Simulation - DM 60,-Verfahren zur Analyse von Unfallursachen - Definitionen, Erfassung und Bewertung von Datenquellen - vergriffenUntersuchungen über kraftstoffsparende Investitionsmaßnahmen im Straßenbau DM 75,-Belastbarkeitsgrenzen und Verletzungsmechanik der angegurteten Fahrzeuginsassen beim Seitenaufprall.Phase I: Kinematik und Belastungen im Vergleich Dummy/Leiche DM 60,-Konstruktive Einflüsse auf das Fahrverhalten von Lastzügen DM 50,-Studie über Energieeinsparungsgeräte zur Mitführung im Kraftfahrzeug (Bordlader) DM 30,-Grundlagen und Möglichkeiten der Nutzung sprachlicher Informationssysteme im Kraftfahrzeug- Hauptstudie - vergriffenSprachausgaben im Kraftfahrzeug - Ein Handbuch für Anwender - vergriffenAuswertung von Forschungsberichten über:Die Auswirkung der Nutzfahrzeugkonstruktion auf die Straßenbeanspruchung vergriffenFußgängersicherheit - Ergebnisse eines Symposiums über konstruktive Maßnahmen am Auto - vergriffenAuswirkungen der Nutzfahrzeugkonstruktion auf die Straßenbeanspruchung - Gesamtbericht - DM 20,-Sprachliche Informationssysteme und Anwendungsmöglichkeiten im Kraftfahrzeug- Ergebnisse eines Symposiums - DM 30,-Abgasemissions- und Kraftstoffverbrauchsprognosen für den Pkw-Verkehr in der BundesrepublikDeutschland im Zeitraum von 1970 bis 2000 auf der Basis verschiedener Grenzwertsituationen vergriffenBewertung von Personenverkehrssystemen - Systemanalytische Untersuchungen von Angebots-und Nachfrageelementen einschließlich ihrer Wechselwirkungen - vergriffenNutzen/Kosten-Analyse für einen Pkw-Frontunterfahrschutz an Nutzfahrzeugen DM 30,-Radlastschwankungen und dynamische Seitenkräfte bei zwillingsbereiften Achsen DM 40,-Studie über die Wirtschaftlichkeit von Verbundwerkstoffen mit Aluminiummatrix im Nutzfahrzeugbau DM 50,-Rechnerische Simulation des dynamischen Verhaltens von nicht stationär betriebenen Antriebenund Antriebselementen DM 250,-Simulationsmodell - Schwingungsprogramm zur Ermittlung der Beanspruchung von Antriebssträngen - DM 275,-Verwendung von Kunststoff im Automobil und Wiederverwertungsmöglichkeiten vergriffenEntwicklung eines hochgenauen, normfähigen Verfahrens zur Wirkungsgradmessung an Antriebselementen DM 160,-Erhebung und Auswertung von Straßenverkehrsunfalldaten in der Bundesrepublik Deutschland -Ergebnisse eines VDA/FAT-Fachgesprächs DM 50,-Untersuchungen zur subakuten und chronischen Wirkung von Ottomotorabgasen auf den Säugetierorganismus DM 75,-Pilotzelle zur Steuerung von Batterien in Fahrzeugen mit Elektro- oder Elektro-Hybrid-Antrieb DM 40,-Wirkungen von Automobilabgas und seiner Inhaltsstoffe auf Pflanzen - Literaturstudie - DM 30,-Rekonstruktionen von fünf realen Seitenkollisions-Unfällen - Ergänzende Auswertung der KOB-Daten - DM 35,-Luftqualität in Fahrgasträumen vergriffenBelastbarkeitsgrenzen und Verletzungsmechanik der angegurteten Fahrzeuginsassen beim SeitenaufprallPhase II: Ansätze für Verletzungsprädiktionen vergriffenErhebung und Analyse von Pkw-Fahrleistungsdaten mit Hilfe eines mobilen Datenerfassungssystems- Methodische und meßtechnische Ansätze für eine Pilotstudie - DM 35,-Technische Erfahrungen und Entwicklungsmöglichkeiten bei Sicherheitsgurten im Fond von Pkw- Ergebnisse eines Symposiums - DM 60,-Untersuchungen über Wirkungen von Automobilabgas auf pflanzliche Bioindikatorenim Umfeld einer verkehrsreichen Straße in einem Waldschadensgebiet vergriffenSicherheitsorientierte Bewertung von Anzeige- und Bedienungselementen in Kraftfahrzeugen - Grundlagen - vergriffenQuantifizierung der Radlastdynamik bei Einfach-, Doppel- und Dreifachachsen in Abhängigkeitvon Federungs- und Dämpfungssystem des Fahrzeugs DM 30,-Seitenverkleidung am Lkw - Technische Analyse DM 50,-Vorstudie für die Durchführung von Tracermessungen zur Bestimmung von Immissionskonzentrattonendurch Automobilabgase DM 30,-Untersuchung fahrdynamischer Eigenschaften kurzgekuppelter Lastzüge bei Kursänderungen DM 85,-Abschlußbericht der Pilotstudie zum Fahrleistungspanel „Autofahren in Deutschland" vergriffenHerstellung und Analyse charakteristischer Abgaskondensate von Verbrennungsmotorenfür die Untersuchung ihrer biologischen Wirkung bei nichtinhalativen Tests DM 55,-Bewertung von Personenverkehrssystemen -Teil II: Auswirkungen aus Angebots- und Nachfrageänderungen im Personenverkehr DM 65,-
Bisher in der FAT-Schriftenreihe erschienen:
Nr.Nr.Nr.
Nr.Nr.
727374
7576
Nr.Nr.Nr.
Nr.Nr.Nr.Ni
Nr.Nr.
NrNrNr.NrNr
Nr.Nf.Nr.Nr.Nr.Nr,Nr
TB8081
82838485
8687
8889909192
93949596979899
Nr. 100Nr. 101Nr. 102Nr. 103
Nr. 104Nr.Nr.Nr.
105106107
Nr. 108Nr.Nr.NrNrNrNrNr.
109110111112113114115
Nr. 116
Nr. 117Nr. 118Nr.NrNr.
1191?0121
Nr. 122Nr.
NrNrNr.Nr.
NrNr.
123
124125126127
128129
Nr. 130Nr.NrNr.
131132133
Nr. 134Nr 135Nr. 136Nr. 137Nr.Nr.
138139
Nr. 140Nr. 141Nr 142
Nr. 143Nr. 144Nr. 145Nr. 146Nr. 147
Untersuchung über das Emissionsverhalten der Leichtmüllfraktion aus Autoshredderanlagen beim VerbrennenVerletzungsfolgekosten nach StraßenverkehrsunfällenSicherheitsorientierte Bewertung von Anzeige- und Bedienelementen in Kraftfahrzeugen- Empirische Ergebnisse -Retrospektive Untersuchung über die innere Sicherheit von Lkw-FahrerhäusernAufbau und Labortest eines wartungsarmen, sich selbst überwachenden Batterieaggregatesfür Straßenfahrzeuge mit Elektro- und Elektro-Hybrid-Antrieb - Vorbereitende Untersuchungen -Belastungsgrenze und Verletzungsmechanik des angegurteten Pkw-Insassen be -n 90 -Seitenaufprall -Phase III: Vertiefende Analyse der überarbeiteten und zum Teil neu berechneten Heidelberger-Seitenaufprall-DatenErmittlung von ertragbaren Schnittkräften für die betriebsfeste Bemessung von Punktschweißverbindungenim AutomobilbauVerhalten des EUROSID beim 90°-Seitenaufprall im Vergleich zu PMTO sowie US-SID, HYBRID II und APRODDemontagefreundliche Gestaltung von Automobilen - Teil IGrundlagenuntersuchung zum Einfluß der Sonneneinstrahlung auf die thermische Behaglichkeitin KraftfahrzeugenEinsatz von Retardern in der Betriebsbremsanlage von Nutzfahrzeugen - Zweiachsiges Fahrzeug - Zwei Bände -Belastungen und Verhalten des EUROSID bei unterschiedlichen Prüfverfahren zum SeitenaufprallKosten einer kontinuierlichen Pkw-FahrleistungserhebungAuswirkungen der Nutzfahrzeugkonstruktion auf die StraßenbeanspruchungSeitenkräfte an Mehrfachachsen von Sattelanhängern bei Kurvenfahrt und durch SpurrinnenVerfahren zur Umwandlung polymerer Mischabfälle aus der Autositz-Produktion in PolyoleMethoden zur Vorausberechnung der Faserorientierung beim Pressen von SMC mit geschnittenen GlasfasernTeil I: Unverrippte BauelementeTeil II: Verrippte BauelementeFahrzeugerprobung eines wartungsarmen BatterieaggregatesGrundsatzuntersuchungen zum Festigkeitsverhalten von Durchsetzfügeverbindungen aus StahlFahrverhalten von Lkw mit ZentralachsanhängernDer Fahrer als adaptiver ReglerEinfluß realer Betriebsverhältnisse auf die Reproduzierbarkeit von Wirkungsgradbestimmungen an nichtstationär betriebenen GetriebenMobilität - Automobil - EnergiebedarfRationalisierungspotentiale im Straßenverkehr IAbschlußbericht „Einsatz von Retardern in der Betriebsbremsanlage von zweigliedrigen Lastzügen"Vermessung des 5O°/o-Hybrid III Dummy zur Ermittlung eines verbesserten Datensatzes für CrashsimulationenErfassung des Wissensstandes über Reifen-/Fahrbahngeräusche beim NutzfahrzeugZusammenhang zwischen Wetterbedingungen und VerkehrsunfällenUntersuchung von Unternehmensstrukturen und Bestimmung der technischen Leistungsfähigkeit modernerAltautoverwerterbetriebeDemontage und Verwertung von Kunststoffbauteilen aus AutomobilenDie elektromagnetische Umwelt des KraftfahrzeugsEinfluß der Zerspanung auf die Bauteilbetriebsfestigkeit unter Berücksichtigung des HartdrehensVermessung von 5%-, 95%-Hybrid III und US-SID Dummies zur Ermittlung von Datensätzen fürCrashsimulationenAntriebe für ElektrostraßenfahrzeugeEinsatz von Retardern in der Betriebsbremsanlage von dreigliedrigen LastzügenFestigkeits- und Steifigkeitsverhalten von dünnen Blechen mit SickenFrontunterfahrschutz an LkwBewertung der Aussagefähigkeit von Seitenaufprallversuchen mit GanzfahrzeugenEinfluß der Sonneneinstrahlung auf die thermische Behaglichkeit in KraftfahrzeugenSchädigungsmechanismen bei kreuzverzahnten FlanschverbindungenErmittlung ertragbarer Beanspruchungen am Schweißpunkt auf Basis der übertragenen SchnittgrößenBewertung epidemiologischer Untersuchungen über Dieselmotorenabgas und Lungen- und BlasenkrebsGesamtwirtschaftliche Bewertung von Rationalisierungsmaßnahmen im StraßenverkehrThe Effects of Diesel Exhaust Emissions on HealthUntersuchungen zur inneren Sicherheit von Lkw-FahrerhäusernErmittlung fertigungstechnischer und konstruktiver Einflüsse auf die ertragbaren Schnittkräftean DurchsetzfügeelementenEnergienutzungsgrade für elektrische BordnetzversorgungseinheitenLaserschweißgerechte Konstruktion und Fertigung räumlicher KarosseriebauteileErmittlung von m-Schlupf-Kurven an Pkw-ReifenKompatibilität des Bremsverhaltens von Zugfahrzeug-Anhänger-KombinationenLungenkrebs durch Dieselabgase in der Atemluft?Untersuchungen zur inneren Sicherheit von KraftomnibussenRAMSIS - ein System zur Erhebung und Vermessung dreidimensionaler Körperhaltungenvon Menschen zur ergonomischen Auslegung von Bedien- und Sitzplätzen im AutoPartikelimmission: Quellen, Ausbreitung, Umwandlung - Literaturstudie -Bewertung des Güterfernverkehrs auf Straße und SchieneUrsachen unterschiedlicher Reifen-Fahrbahn-Geräusche bei unterschiedlichen MeßverfahrenBlickbewegungsmessung als Werkzeug für die Gestaltung und Bewertung von bord- und straßenseitigenInformationssystemen für den KraftfahrerLebensdauer von Blechen mit SickenInhomogene Spannungsverteilung in einsatzgehärteten Stählen unter mehrachsiger BeanspruchungZur Verletzungsmechanik und Belastbarkeit der unteren Extremität, insbesondere des FußesAnalyse Kfz-relevanter Immissionen in innerstädtischen Verkehrs- und GrünflächenBatteriemanagementsysteme für ElektrostraßenfahrzeugeOzon und Großwetterlagen: Analyse der Abhängigkeit der bodennahen Ozonbelastung vonmeteorologischen Parametern im Großraum MünchenMeßverfahren für Kräfte und Momente an strich- und punktgeschweißten ÜberlappverbindungenMathematische Nachbildung des Menschen - RAMSIS 3D Softdummy -Anwendung brennbarer Kältemittel in AutoklimaanlagenEntwicklung von Finite Element Seitencrash-Dummys: Ein Beitrag zur effizienten InsassensimulationErmittlung ertragbarer Beanspruchungen an Aluminium-Punktschweißverbindungen auf Basis der SchnittkräfteSubjektive und objektive Beurteilung des Fahrverhaltens von PkwFinite-Elemente-Berechnung mit 3D-CAD-Systemen - eine vergleichende UntersuchungExperimentelle Ermittlung des Wirkungsgrades von elektrischen AntriebenUntersuchungen zur Übertragbarkeit von Kennwerten einer punktgeschweißten Einelementprobeauf Mehrelementprüfkörper und BauteileAnalyse des Fahrverhaltens von RollenprüfstandsfahrernPrüfung von Dauerbremsen auf wechselndem GefälleTest und Beurteilung existierender Bordladegeräte für ElektrostraßenfahrzeugeKonzept für die numerische Auslegung durchsetzgefügter BlechbauteileBiomechanische Bewertung der Euro-NCAP-Einstufungskriferien - Untersuchungen an Freiwilligen und Dummies
vergriffenDM 95,-
vergriffenDM
DM
DM
DM
9 0 -
20.-
25,-
85,-vergriffenvergriffen
DM 50,-DM 110,-DMDM
DM
85,-45,-
40,-vergriffen
DM 85,-vergriffenDMDMDM
DM
65,-65,-85,-
60,-vergriffenvergriffenDM 70,-vergriffenDMDM
DMDM
50,-50,-
35,-50,-
DM 170,-DM
DMDMDMDMDMDMDM
9 5 -
30,-60,-40,-95,-45,-35,-85,-
DM 320,-DM 380,-DMDMDMDM
DMDMUMDMDM
25,-9 5 -30,-85,-
90,-30,-95,-95,-85,-
DM 140,-DM 70,-
DM210,-DMDM
55,-40,-
DM 110,-
vergriffenDMDMDMDMDM
DMDMDMDMDMDMDMDM
85,-75,-50,-85,-60,-
60,-95,-25,-60,-30,-65,-95,-25,-
DM 145,-
DMDMDMDMDMDM
80,-35,-85,-40,-95,-55.-
