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Unfallverletzungen in Fahrzeugen mit Airbags

Accident injuries in vehicles equipped with airbags

  • Airbags sind ein wichtiger Bestandteil der passiven Sicherheitsausstattung von Fahrzeugen, haben sich in den letzten 30 Jahren stark weiterentwickelt und somit die Schutzwirkung für die Insassen weiter erhöht. Ziel dieser Arbeit ist es, auf Basis verschiedener Datensätze die Schutzwirkung von modernen Airbagsystemen aufzuzeigen und weiteres Opimtierungspotential offenzulegen. Dabei wurde der Fokus auf die Analyse von Realunfalldaten und Verletzungen durch Airbags und deren Schallpegel gesetzt. Daten aus dem Unfallgeschehen im Straßenverkehr wurden auf Basis von GIDAS- und NASS-Daten ausgewertet. Mittels der ausgewerteten GIDAS-Daten konnte gezeigt werden, dass bei einem Delta-v von ca. 20 km/h bereits 50 % aller Airbags ausgelöst wurden, welches nicht den Erwartungshorizont der Auslöseschwelle von 25 bis 30 km/h nach KLANNER et al. (2004) entspricht. Außerdem wurde ein Trend erkannt, der zeigt, dass bei neueren Fahrzeugen die Anzahl der Airbagzündungen in einem Unfall steigt. Eine statistische Auswertung von airbaginduzierten Verletzungen ergab, dass keine statistisch signifikanten Ergebnisse in Bezug auf airbaginduzierte Verletzungen entnommen werden konnten, allerdings konnten in den analysierten Fällen leichte Verletzungen identifiziert werden, die durch die Airbagzündung verursacht wurden. Die festgestellten Verletzungen waren beispielsweise Schürfwunden, Prellungen und Verbrennungen bis maximal 2. Grades. Es wurden 14 Einzelfälle analysiert bei denen die Verletzungsschwere höher war, als es die Unfallschwere erwarten ließ. Davon waren elf Unfälle durch schlechte strukturelle Interaktion gekennzeichnet, beispielsweise Unterfahren, zentraler Stoß oder Stoß außerhalb der Längsträger. Im vorliegenden GIDAS-Datenmaterial und in der Analyse von MHH Patientinnen- und Patientendaten konnten Einzelfälle, bei denen es zu Hörschädigung in Folge einer Airbagzündung kam, identifiziert werden, allerdings konnte keine statistisch signifikante Verbindung zwischen Airbagzündung und einer Hörschädigung festgestellt werden. Auf Basis der analysierten GIDAS-Fälle wurde eine Versuchsmatrix entwickelt, um die aufgezeigten Probleme mittels experimenteller Unfallrekonstruktion und akustischer Messungen zu adressieren. In der Unfallrekonstruktion mit zentralem Baumaufprall konnte gezeigt werden, dass bei dem vorliegenden Fall eine frühere Airbagzündung das Brustverletzungsrisiko hätte senken können und somit die vorliegende Brustverletzung wahrscheinlich vermieden hätte. In dem analysierten Auffahrunfall mit einer Unterfahrensituation konnte gezeigt werden, dass die Airbagauslösung unnötig war, da das Verletzungsrisiko durch die Airbagzündung nicht reduziert wurde. In diesem Fall hätte eine unterdrückte Airbagzündung die Hörschädigung des Fahrers verhindert. Im Rahmen der durchgeführten akustischen Messungen wurden systematische Messungen von Schallpegeln in Fahrzeugen während eines Unfalls und im Stand gemessen. Es konnte gezeigt werden, dass die Crashbegleitgeräusche der Fahrzeugdeformation ausreichen, um den Stapediusreflex auszulösen, dadurch ist das Risiko einer Hörschädigung gering – trotz Pegel von über 160 dB. Das Risiko für eine Hörschädigung steigt mit der Anzahl der gezündeten Airbags durch die kurze Aneinanderreihung von Knallereignissen trotz ausgelösten Stapediusreflex. Auch bei frühen Zündzeitpunkten steigt das Risiko einer Hörschädigung, da der Stapediusreflex noch nicht ausgelöst ist oder sich in der Anschwellphase befindet und somit seine Schutzwirkung nicht komplett entfalten kann. Mit den analysierten Daten konnte gezeigt werden, dass die Schutzwirkung von Airbags unumstritten ist, allerdings wurde Optimierungspotential in den Zündalgorithmen offengelegt. Das gilt für Unfälle mit schlechter struktureller Interaktion und daraus resultierendem nicht optimalen Zündzeitpunkt und für eine unnötige Airbagauslösung bei geringer Unfallschwere. Weiteres Optimierungspotential zur Reduzierung des Verletzungsrisikos besteht bei Airbags hinsichtlich ihres Potentials Schürfwunden, Prellungen, Verbrennungen und Hörschäden zu verursachen.
  • The use of airbags is an important element of the passive safety equipment of vehicles. During the last 30 years airbags showed high improvements in the level of occupant protection. The aim of this project is to reveal the current occupant protection level and the potential for optimisation of the restraint system, with a particular focus on airbags. Based on in depth data from Germany (GIDAS) and the US (NASS) road traffic accidents were analysed. Experimental accident reconstructions were conducted and volume hearing loss risks were assessed based on airbag activation by noise measurements in crash tests and static airbag deployment tests. In individual case analyses hearing loss was seen. Based on the GIDAS analysis results a test matrix was developed to adress the revealed problems with accident reconstruction and acoustical measurement. In the accident reconstruction that addresses a central pole impact the airbag deployed too late which was linked with causing severe chest injuries. An earlier airbag deployment could lower this injury risk. In the analysed vehicle-vehicle collision it was shown that the airbag deployment did not lower the injury risk. If this unnecessary airbag deployment would have been prevented the temporary hearing loss of the driver would likely not have been occurred. The acoustical measurements showed that the crash noise itself without airbag deployment is sufficient to trigger the stapedius reflex, which prevents the ear from damage caused by high volume exposure. Therefore, the risk for hearing loss is considerably low despite the measured volumes exceeding 160 dB. However, the risk for hearing losses increases with the number of deployed airbags in a car due to the extended duration caused by the sequence of explosions. Also, a deployment very shortly after first crash contact of the vehicle increases the risk for hearing losses because the stapedius reflex needs some time for activation. With the analysed data it was shown that the protection level resulting from airbags is non-controversial, but potential for further optimisation was revealed. In cases with poor structural interaction the airbag triggering time may not always be optimal and in cases with low accident severity the problem of unnecessary airbag deployment should be addressed. Potential to lower injury risk during an airbag deployment was seen for abrasion, burnings, contusions and hearing loss injuries.

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Metadaten
Verfasserangaben:Johannes Holtz, Roman Heidt, Gerd Müller, Heiko Johannsen, Michael Jänsch, Christian Hammer, Andreas Büchner
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-26057
ISBN:978-3-95606-672-6
ISSN:0943-9307
Schriftenreihe (Bandnummer):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe F: Fahrzeugtechnik (143)
Verlag:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Verlagsort:Bremen
Dokumentart:Buch (Monographie)
Sprache:Deutsch
Datum der Veröffentlichung (online):14.02.2022
Datum der Erstveröffentlichung:22.02.2022
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Datum der Freischaltung:22.02.2022
Freies Schlagwort / Tag:Airbag; Deutschland; Forschungsarbeit; Optimierung; Verletzungsrisiko; Zündalgorithmen
Air bag; Germany; Ignition algorithms; Injury risk; Optimizing; Research project
Seitenzahl:93
Bemerkung:
Bericht zum Forschungsprojekt 82.0576
Unfallverletzungen in Fahrzeugen mit Airbags

Fachbetreuung
Marcus Wisch

Referat
Passive Fahrzeugsicherheit, Biomechanik
Institute:Abteilung Fahrzeugtechnik
DDC-Klassifikation:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Lizenz (Deutsch):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

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