Crashtests — UNECE R94 / R95 / R137

Was ist Crashversuche?

Bei Crashtests handelt es sich um Tests, bei denen das Fahrzeug oder eine Teilkomponente mit definierter Geschwindigkeit, Winkel und Barrierebedingungen zum Absturz gebracht wird. Dabei werden strukturelle Verformungen, die Integrität des Fahrgastraums und Verletzungsindikatoren am Dummy gemessen.

Zweck von Crashversuche

Der Zweck besteht darin, die Insassenschutzleistung des Fahrzeugs bei einem Unfall zu überprüfen und die Typgenehmigungsanforderungen zu erfüllen.

Bei welchen Produkten wird Crashversuche angewendet?

Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge
Sitz- und Sicherheitsgurtsysteme
Airbagmodule
Batteriepakete für Elektrofahrzeuge
Kindersitze

In welchen Branchen wird Crashversuche eingesetzt?

MetallStahlMaschinenIndustrieausrüstungKunststoffe

Normen zu Crashversuche

UNECE R94Vorwärtskollisionsschutz prüfen
UNECE R95Seitenaufprallschutz prüfen
UNECE R137
UNECE R129fortschrittliche Kinderautositze (i-Size) prüfen
UNECE R100Sicherheit von Elektrofahrzeugen und Batterien prüfen

Prüfbedingungen für Crashversuche

Absturztyp: Frontal, seitlich oder hinten; Voll- oder Teilüberlappungsbarriere
Geschwindigkeit: In der Verordnung festgelegte Absturzgeschwindigkeit
Barriere: Verformbare oder starre Barriere gemäß der Verordnung
Dummy: Art und Position des Dummys sind in der Verordnung festgelegt

Prüfgerät für Crashversuche

Crash-Track- und Abschleppsystem
Absperranlagen
Instrumentierte Dummies
Hochgeschwindigkeitskameras und ein Beschleunigungsmesser-Array
Datenerfassungssystem

Probenanforderungen für Crashversuche

Das Testfahrzeug muss eine Serienproduktion darstellen
Gewicht und Lastverteilung müssen gemäß der Vorschrift festgelegt werden
Die Dummy-Positionierung muss dem Protokoll entsprechen
Für batteriebetriebene Fahrzeuge müssen Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden

Dauer von Crashversuche

Das Absturzereignis selbst dauert Millisekunden; Zusammen mit der Vorbereitung, Instrumentierung und Auswertung dauert ein einzelner Test mehrere Tage.

Ablauf von Crashversuche

1Das Fahrzeug wird vorbereitet, Instrumente und Dummies werden positioniert.
2Gewicht und Positionierung werden überprüft.
3Das Fahrzeug wird auf die definierte Geschwindigkeit beschleunigt.
4Es wird im definierten Winkel und mit der definierten Überlappung gegen die Barriere gefahren.
5Es werden Beschleunigungs-, Kraft- und Wegdaten aufgezeichnet.
6Es werden strukturelle Deformations- und Verletzungsindikatoren ausgewertet.

Annahmekriterien für Crashversuche

Die Akzeptanzkriterien sind in der entsprechenden UNECE-Regelung als Grenzwerte für Verletzungsindikatoren (Kopf, Brust, Bein), Integrität des Fahrgastraums, Türöffnbarkeit und Kraftstoff-/Elektrolytleckage definiert.

Auswertung der Ergebnisse

Dummy-Daten werden mit den Grenzwerten der Verordnung verglichen. Bei Elektrofahrzeugen werden außerdem elektrische Sicherheit, Isolationswiderstand und Elektrolytaustritt bewertet.

Prüfbericht zu Crashversuche

Angewandte Regulierung und Crash-Konfiguration
Informationen zu Geschwindigkeit, Barriere und Überlappung
Dummy-Typ und gemessene Verletzungsindikatoren
Strukturelle Verformungsmessungen
Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Mekanik Testler — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Crashversuche gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Mechanische Prüfungen messen, wie sich ein Werkstoff oder ein Bauteil unter Krafteinwirkung verhält. Die Familie reicht von statischer Belastung (Zug, Druck, Biegung) über zeitabhängiges Verhalten (Ermüdung, Kriechen) bis zu Härte und Verschleiß sowie Bruchzähigkeit.

Das gemeinsame Merkmal dieser Prüfungen ist, dass das Ergebnis als WERKSTOFFEIGENSCHAFT ausgewiesen wird. Streckgrenze oder Härte sind keine Konformitätsentscheidung; sie sind Zahlenwerte, mit denen Konstruktion und Produktnorm verglichen werden. Mechanische Prüfberichte sind daher meist Eingangsgröße für eine technische Entscheidung und nicht für eine Produktzulassung — Werkstoffauswahl, Sicherheitsfaktor, Lebensdauervorhersage.

Die Unterscheidung zwischen statischem und dynamischem Verhalten ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Ein Bauteil kann unter statischer Last völlig unbelastet erscheinen und dennoch unter wiederholter Belastung brechen; der Ermüdungsbruch tritt bei Spannungen weit unter der Streckgrenze auf und gibt keine Vorwarnung. Bei rotierenden, schwingenden oder zyklisch belasteten Bauteilen ist eine Zugprüfung allein daher kein ausreichender Nachweis.

Die Prüfbedingungen bestimmen das Ergebnis, und dies ist entscheidend für die Lesbarkeit des Berichts: Probengeometrie, Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur, Konditionierung und Einspannanordnung. Derselbe Werkstoff liefert unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Werte. Bei Kunststoffen ist der Geschwindigkeitseffekt sehr ausgeprägt, bei Metallen der Temperatureffekt; bei Verbundwerkstoffen verändert die Probenausrichtung das Ergebnis vollständig.

Härte ist die am häufigsten missbrauchte Messgröße in diesem Bereich. Da sie schnell, nahezu zerstörungsfrei und kostengünstig ist, wird sie oft anstelle der Festigkeit verwendet. Umrechnungstabellen von Härte zu Festigkeit existieren, sind aber NÄHERUNGSWEISE und hängen von der Werkstoffgruppe ab; sie als einziges Beweismittel bei der Werkstoffabnahme zu verwenden, ist falsch.

Der Bereich der Bruchmechanik erfordert eine besondere Kompetenz. Messungen der Bruchzähigkeit und der Ermüdungsrisswachstumsrate ermöglichen es zu berechnen, wie lange eine rissbehaftete Struktur hält; sie sind die Grundlage schadenstoleranter Auslegung in Bereichen wie Druckgeräten, Flugzeugstrukturen und Rohrleitungen.

Methodengruppen in diesem Bereich

Statische Prüfungen
Zug, Druck, Biegung, Scherung und Torsion. Streckgrenze und Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizitätsmodul werden ermittelt.
Kerbschlagprüfungen
Charpy- und Izod-Kerbschlagbiegeversuch; das Sprödbruch-Zäh-Übergangsverhalten des Werkstoffs wird temperaturabhängig ermittelt.
Härte
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore und Mikrohärte. Wertvoll für die Tiefe der Oberflächenbehandlung und lokale Festigkeitsunterschiede.
Ermüdung
Kraft- und dehnungsgesteuerte axiale Ermüdung, Biegeermüdung; Wöhlerkurven (S-N) und Dauerfestigkeitsgrenze.
Kriechen und Spannungsrelaxation
Verhalten unter Langzeitbelastung bei hoher Temperatur; entscheidend für Werkstoffe von Kesseln, Turbinen und Druckgeräten.
Bruchmechanik
Ebene-Dehnung-Bruchzähigkeit, J-Integral, CTOD und Ermüdungsrisswachstumsrate.
Verschleiß und Reibung
Taber- und Drehtrommel-Abrasion, Reibungskoeffizientenmessungen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Die Berechnung der Festigkeit aus der Härte ist näherungsweise; sie kann nicht als alleiniger Nachweis bei der Werkstoffabnahme verwendet werden.
Ausreichende statische Festigkeit belegt nicht die Ermüdungsfestigkeit; ein zyklisch belastetes Bauteil erfordert eine gesonderte Prüfung.
Wird die Prüfgeschwindigkeit und -temperatur nicht angegeben, ist das Ergebnis nicht vergleichbar — insbesondere bei Polymeren und Verbundwerkstoffen.
Ein Prüfkörper und das tatsächliche Bauteil liefern möglicherweise nicht denselben Wert; Formfließrichtung, Bindenähte und Unterschiede in der Oberflächenbehandlung wirken sich alle aus.
Ein für einen Verbundwerkstoff angegebener Festigkeitswert ist ohne Angabe der Probenorientierung bedeutungslos.
Die ASTM- und ISO-Gegenstücke messen dieselbe Größe, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt gleichwertig.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Konstruktionsverifikation und Werkstoffauswahl
Wareneingangskontrolle und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der mechanischen Anforderungen der Produktnorm
Fehleranalyse, Lebensdauervorhersage und Schadenstoleranzberechnung
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu Crashversuche

Sind Crashtests für die Typgenehmigung obligatorisch?

Abhängig von der Fahrzeugkategorie sind die entsprechenden UNECE-Regelungen bei der Typgenehmigung verpflichtend. Welche Regelungen gelten, hängt von der Fahrzeugklasse und dem Zielmarkt ab.

Können Tests auf Komponentenebene durchgeführt werden?

Ja. Schlittentests und Komponentenaufpralltests sind für Komponenten wie Sitze, Gurte, Airbags und Batteriepakete definiert; Diese ersetzen nicht den Gesamtfahrzeugtest, sondern kommen bei der Entwicklung zum Einsatz.

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