Perfekt positionierte Crashtest-Dummys

Mathias Wolff

Vom Fahrzeug-Crash- und Schlittenversuch bis hin zum Airbag-Test oder statischen Karosserieversuch – bei Continental Safety Engineering, einem der größten Entwicklungshäuser für Fahrzeugsicherheit in Europa, werden Fahrzeuge mit einem Gewicht von bis zu 8 t und Geschwindigkeiten von bis zu 125 km/h getestet. Zur Bestimmung der Deformationen werden sie vor und nach dem Crash-Versuch mittels optischer Verfahren geometrisch vermessen.

Ausgestattet mit High-End-Technologie und einem erfahrenen Team betreibt das Unternehmen, das zur Division Chassis & Safety bei Continental gehört, in Alzenau eine Versuchsabteilung für Sicherheitsversuche rund um das Fahrzeug. Auf der eigenen Fahrzeug-Crash-Anlage werden reale Crash-Situationen unter Laborbedingungen nachgestellt.

Anfangs wurden die Autos mit einem mechanisch basierten Koordinatenmessgerät überprüft. Optische Systeme jedoch liefern nutzerunabhängige Ergebnisse, die reproduzierbar sind. Ein enormer Vorteil, denn die Anforderungen der Automobilhersteller steigen stetig. Um am Markt hinsichtlich 3D Vermessung vergleichbar zu bleiben, entschied sich Continental für das Procam Messsystem zur statischen Verformungsanalyse von Aicon. Es liefert schnelle und genaue Ergebnisse auch bei schlecht zugänglichen Punkten. Zur Messung des gesamten Fahrzeugs ist nur eine Ausrichtung (RPS-Transformation) nötig. Das ist ein enormer Zeit- und Genauigkeitsvorteil, denn es werden „Bocksprünge“ vermieden. Der handgehaltene Procam-Taster ist mit auswechselbaren Messspitzen konfigurierbar, mit denen die zu vermessenen Punkte angetastet werden.

Die Vorbereitungsbox ist als Procam Messraum ausgestattet. So können Versuchsvorbereitung und 3D-Messung in einem Raum stattfinden. Dort wird das komplette Fahrzeug mit Versuchstechnik ausgestattet und mit Procam geometrisch vermessen: Karosserie, Struktur- und sicherheitsrelevante Bauteile, Innenraum, Instrumententafel, Einzelpunkte, Bestimmung von Konturen.

Das Fahrzeugkoordinatensystem wird für die nachfolgende Dummy-Positionierung in den jeweiligen Türausschnittbereichen mit Messmarken markiert und deren 3D-Positionen mit dem Procam-System ermittelt. Das spart Zeit auf der gut ausgelasteten Crash-Bahn.

Nach dem Fahrzeug-Crash erfolgt die Nachvermessung wiederum mit Procam. In der Auswertesoftware Aicon 3D Studio wird automatisch eine statische Verformungsanalyse erstellt. Dabei werden die einzelnen Verformungen an Punkten der Vorvermessung bestimmt. Im Messprotokoll können die Verformungen anschaulich in Übersichtsbildern mit Vektoren visualisiert werden. Die Vektoren können in ihre einzelnen Komponenten (X, Y, Z) zerlegt werden.

Mit der neuen kabellosen Procam-Generation ist die Vor- und Nachvermessung von Crash-Fahrzeugen noch komfortabler. Der Anwender arbeitet frei und schnell mit dem handgehaltenen Taster, ohne störendes Kabel. Procam Wireless ist ausgerüstet mit einer hochauflösenden CMOS-Kamera und schneller WLAN-Datenübertragung. Einmal aufgeladen reicht die Akkuleistung zur Messung von bis zu 50 000 Einzelpunkten.

Das Messsystem DPS zur Inline-3D-Dummy-Positionierung ist bei Continental für zwei Anwendungen im Einsatz: Im Fahrzeug-Crash mit kompletten Fahrzeugen und im Schlittenversuch mit Teilkarossen oder Body-in-White (Rohkarosse), beispielsweise für Komponentenversuche oder Airbag-Tests. Das mobile System ist einfach an wechselnden Orten einsetzbar.

Als Vorteil stellte sich unter anderem die Schnelligkeit heraus, da alle am Dummy markierten Punkte (Kopf, H-Punkt, Knie) zeitgleich erfasst und Abweichungen zur Sollposition in Echtzeit angezeigt werden. Ist der Dummy positioniert, werden mit dem kabellosen Aktivtaster taktil weitere relevante Punkte, kürzeste Strecken/Abstände und Winkel bestimmt und protokolliert. Da das Fahrzeugkoordinatensystem – Referenzpunkte im Türausschnittbereich – bereits markiert wurde, kann sofort mit der Positionierung des Dummys begonnen werden. Das Einsparpotential ist hoch, da sich die Vorbereitungszeit auf der jeweiligen Versuchsanlage minimiert. Die Relativbewegungen zwischen Fahrzeug und Messsystem werden zudem automatisch dank der dynamischen Referenzierung kompensiert. Somit ist der gesamte Prozess sicher.

„Die nahtlose Kombination von Procam und Moveinspect DPS reduziert unseren Vermessungsaufwand bei der Crash-Vorbereitung deutlich und bietet neue Möglichkeiten beim Arbeitsablauf“, sagt Klaus Hillenbrand, Leiter Komponentenversuch bei Continental Safety Engineering. Vorher habe man Procam in Kombination mit einem Lasergestell genutzt, doch das habe die Messungen sehr umständlich und langwierig gemacht.

„Jetzt können wir viel schneller deutlich mehr Punkte aufnehmen. Wir sparen je nach Aufgabenstellung und Messumfang circa 70 bis 85 Prozent der bis dahin benötigten Zeit ein“, so Hillenbrand. „Zudem ist die Software optimiert, Messpläne/Templates werden schnell und einfach erstellt. Das steigert die Qualität der Validierung. Wir sparen Zeit und Kosten – ein entscheidender Wettbewerbsvorteil.“

Viele Continental-Kunden arbeiten ebenfalls mit Systemen von Aicon – die Kompatibilität der Messergebnisse ist laut Hillenbrand ein weiterer Vorteil für den Informationsaustausch untereinander.

Key Account Manager Vehicle Testing,

Aicon 3D Systems