Sicherheit – eine Frage der richtigen Einstellung

Von Klaus Deller, Brose Unternehmensgruppe

Etwa 85 Prozent aller Autofahrer stellen ihre Kopfstützen falsch ein. Dabei könnte ein Schleudertrauma durch die richtige Einstellung vermieden werden. Brose hat dieses Problem erkannt und eine adaptive Kopfstütze entwickelt, die sich sensorgesteuert an den jeweiligen Insassen anpasst. Der Autofahrer ist dadurch zu jeder Zeit geschützt – von Fahrtbeginn an.

Kopfstützen reduzieren das Risiko von Halswirbelverletzungen deutlich. Deshalb sind sie in Europa seit 20 Jahren gesetzlich vorgeschrieben, in den USA bereits seit knapp 30 Jahren. Trotzdem erleiden allein in Deutschland täglich mehr als 500 Menschen ein sogenanntes Schleudertrauma als Folge eines Auffahrunfalls. Eine Studie des Insurance Institute for Highway Safety zeigt, dass durchschnittlich jedes dritte Opfer von Auffahrunfällen an Verletzungen im Halswirbelbereich leidet. Die medizinischen Folgekosten gehen in die Milliarden: In Europa müssen die Versicherungen im Durchschnitt 9 000 Euro pro Patient aufwenden; der maximale Aufwand wird in der Schweiz mit 35 000 Euro pro Fall erreicht. Dabei könnte ein Großteil dieser Verletzungen vermieden werden, wenn die Kopfstützen im Fahrzeug richtig eingestellt wären.

Verstellmöglichkeiten meist nicht ausreichend

Doch genau hier liegt das Problem, denn die richtige Einstellung ist eine Frage weniger Millimeter. Diese Maßgenauigkeit ist mit manuellen Kopfstützen nicht zu erreichen. Zudem sind die Verstellmöglichkeiten in vielen Fahrzeugen nicht ausreichend: Die Kopfstütze kann zwar per Hand in der Höhe eingestellt werden, jedoch ist diese Lösung aufgrund hoher Verschiebekräfte, gleichzeitig zu betätigender Entriegelungen und der erschwerten Zugänglichkeit im Fahrzeuginnenraum wenig praktikabel. Die Insassen müssen die Kopfstütze hinter dem Kopf „nach Gefühl“ positionieren. Dies ist beispielsweise bei einer eingeschränkten Beweglichkeit, insbesondere für ältere Menschen, unmöglich. Hinzu kommt, dass die wenigsten Autofahrer wissen, wie die Kopfstütze der Körpergröße entsprechend richtig einzustellen ist. Um dem Schleudertrauma vorzubeugen, verfolgen OEM und Lieferanten verschiedene Lösungsansätze. Einer davon ist der Einsatz von aktiven Kopfstützensystemen, die im Falle eines Crashs nach vorne schnellen und die Bewegung des Kopfes abfangen. Diese Systeme sind zur Prävention von Halswirbelverletzungen den starren Einheiten zwar überlegen, haben aber einen systemimmanenten Nachteil gemeinsam: Sie arbeiten, ohne zu berücksichtigen, in welcher Relativlage sich der Kopf befindet. In bestimmten Situationen – wenn der Kopf beispielsweise nicht in der richtigen Position ist oder bereits an der Kopfstütze anliegt – kann ein crashaktives System eine Gefährdung darstellen, weil es beim Auffahrunfall den Kopf noch zusätzlich beschleunigt.

Position des Kopfes wird detektiert

Vor diesem Hintergrund hat Brose ein System entwickelt, das bereits von Fahrtbeginn an die Kopfstütze individuell auf den Insassen abstimmt, die richtige Höhe und Abstand zum Kopf einstellt und somit zu jeder Zeit optimalen Schutz bietet. Um alle Nachteile herkömmlicher Kopfstützen zu eliminieren, musste eine mechatronische Einheit entwickelt werden, die einerseits den Insassen die Möglichkeit bietet, die Kopfstütze in der gewohnten Sitzposition einzustellen und andererseits über eine Sensorik die richtige Einstellung zu melden oder diese Positionierung selbst vorzunehmen.

Umgesetzt wurde diese Funktionalität in der sensorgesteuerten Kopfstütze, die Brose erstmals auf der Internationalen Automobilausstellung 2007 präsentiert hat. Als Basis dient eine 4-Wege-Kopfstützenverstellung: Eine mechatronische Einheit, durch die die Kopfstütze mittels elektrischer Antriebe in Höhe und Abstand verstellt wird. An dieser Einheit wurden kapazitive Sensoren appliziert, sodass die Position des Kopfes im Raum dedetektiert wird. Dabei haben sich die Entwickler die Anatomie des menschlichen Körpers zunutze gemacht: Der Kopf besteht zu mehr als 80 Prozent aus Wasser. Dieses weist eine deutlich höhere elektrostatische Kapazität auf, als die Luft, die den Kopf umgibt.

Dieser Wassergehalt wird von den Sensoren erkannt; die im System implementierte Elektronik ist dadurch in der Lage, mit einem entsprechend programmierten Algorithmus die Kopfstütze auf wenige Millimeter genau in die richtige Position zu bringen. Dieser Verstellvorgang kann einmalig oder in Zeitintervallen ablaufen. Für die Aktivierung des Systems gibt es zahlreiche Möglichkeiten, die je nach Kundenwunsch und Einsatzfall adaptiert werden können: Die Kopfstütze kann sich zum Beispiel automatisch bei Start des Motors einstellen; möglich ist auch eine Integration in die Memory-Funktion. Soll der Fahrzeuginsasse selbst bestimmen, wann die Kopfstütze positioniert wird, ist die Betätigung per Knopfdruck eine weitere Bedienmöglichkeit.

Modulare Lösung

Brose hat die neue Kopfstütze nicht ausschließlich für das Premium-Segment ausgelegt. Das System ist modular aufgebaut, sodass die elektronische Steuerung sowohl in eine zentrale Bord-Elektronik im Fahrzeug implementiert oder als Stand-Alone-Lösung eingesetzt werden kann. Die letzte Variante ist besonders für Fahrzeuge interessant, die nicht über elektrisch verstellbare Sitze und komplizierte Elektroniken verfügen. Mit der sensorgesteuerten Kopfstütze leistet Brose einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Sicherheit im Fahrzeug. Die Lösung markiert gleichzeitig eine wichtige Weiterentwicklung der Kopfstützenverstellung, denn alle anderen bekannten aktiven und passiven Systeme lösen das Problem „falsch eingestellte Kopfstütze“ nicht. Brose will seine Kopfstütze bis 2009 zur Serienreife entwickeln; einen ersten Praxistest hat sie aber bereits bestanden: Die auf der IAA in Frankfurt ausgestellten Prototypen haben eine erfolgreiche Umsetzung bewiesen. Vielleicht ist die neue Kopfstützenverstellung schon bald, ebenso wie Sicherheitsgurte oder Airbags, ein Sicherheitsfeature, das aus dem Fahrzeug nicht mehr wegzudenken ist. Das große Interesse und die positive Resonanz der „Tester“ bestätigen dieses Potenzial.

Der Autor

Klaus Deller ist Mitglied der Geschäftsführung der Brose Unternehmensgruppe und verantwortet den Geschäftsbereich Entwicklung und Einkauf.

Quelle: Elisabeth Klock Verlag / pressbot.net

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11.03.2008 - 0:00 Quelle: pressbot.net | Gelesen: 176 X