Sicherheit Crash-Test unter Röntgenstrahlen

Anbieter zum Thema

Dörken Coatings GmbH & Co. KG

invenio AG

»Automobil Industrie« China

Mercedes und das Fraunhofer EMI haben einen Crashtest mit Röntstrahlen überwacht. Die Entwickler versprechen sich so genauere Einblicke in Verformungen während eines Aufpralls.

Mercedes-Benz hat gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, dem Ernst-Mach-Institut (EMI), den laut Unternehmen weltweit ersten Röntgencrash mit einem realen Pkw durchgeführt. An Bord waren auf der stoßzugewandten linken Seite zwei Dummys des Modells „SID IIs“. Das sind Prüfkörper mit weiblicher Anatomie, speziell ausgelegt für Seitenaufprallversuche.

Die Besonderheit bei diesem Test: Über dem Fahrzeug war ein Linearbeschleuniger montiert, der als Röntgenquelle dient. Mit der Kurzzeit-Röntgentechnik lassen sich laut Mercedes hochdynamische innere Deformationen darstellen. Bisher nicht sichtbare Verformungen und ihre exakten Abläufe sind so nachvollziehbar. Zahlreiche hochauflösende Bilder erlauben laut Mercedes eine genaue Analyse.

Wie funktioniert der Röntgen-Crash?

Während des Crashtests durchleuchten die Strahlen von oben die Karosserie und etwaige Dummys. Ein Röntgen-Detektor befindet sich unter dem Versuchsfahrzeug. Er dient als Bildempfänger: Trifft die Strahlung auf den Detektor, wird ein elektrisches Signal erzeugt.

Wie intensiv es ausfällt, hängt davon ab, wie stark die Strahlung zuvor von der Fahrzeug- und Dummystruktur absorbiert wurde. Das beeinflusst den später sichtbaren Grauwert – analog der Röntgenkontrolle des Gepäcks am Flughafen oder entsprechenden medizinischen Aufnahmen.

Simulation

Lego-Crash: Porsche 911 gegen Bugatti Chiron

Konkret: In der eigentlichen Aufprallzeit von einer Zehntelsekunde erstellt das Röntgensystem etwa 100 Standbilder. „Zu einem Video zusammengefügt, geben sie hochspannende Einblicke, was sich während des Crashs im Innern sicherheitsrelevanter Bauteile und im Körper des Dummys abspielt“, teilt Mercedes mit. „So lässt sich in allen Einzelheiten beobachten, wie der Thorax des Dummys eingedrückt wird oder sich ein Bauteil verformt.“

Wichtig dabei: Der Röntgencrash beeinflusst keine anderen Analysetools. Die Innenraumkameras des Crashtestfahrzeugs etwa zeichnen ungestört auf.

Strahlenschutzkonzept für den Crash

Für den Röntgencrash haben die Entwickler des EMI ein Strahlenschutzkonzept erstellt. Mit Dosimetern überwachen sie, dass die Beschäftigten keiner Strahlung ausgesetzt sind. Die Regierungsbehörde hat den Betrieb der Anlage nach den gesetzlichen Vorgaben genehmigt.

Zu den physischen Schutzmaßnahmen zählen eine zusätzliche, 40 Zentimeter starke Betonwand rings um das Gebäude und eine rund 45 Tonnen schwere Strahlenschutztür.

Bis zu 1.000 Bilder pro Sekunde

Seit mehreren Jahren forschen Mercedes-Benz und das EMI am Einsatz von Röntgentechnik bei Crashversuchen. Entscheidend für den jetzigen Durchbruch war es laut Mitteilung, einen Linearbeschleuniger mit 1-kHz-Technik als Strahlenquelle einzusetzen.

Das Gerät ist weitaus leistungsfähiger als die vorher versuchsweise verwendeten Röntgenblitze: Die Photonenenergie des Linearbeschleunigers beträgt bis zu neun Megaelektronenvolt. „Damit lassen sich alle im Fahrzeugbau üblichen Materialien durchleuchten“, teilt Mercedes mit. Die Dauer des Röntgenpulses beträgt nur wenige Mikrosekunden.

So lassen sich Deformationsprozesse im Crashtest ohne Bewegungsunschärfe aufzeichnen. Der Linearbeschleuniger erzeugt außerdem einen kontinuierlichen Strom dieser Röntgenpulse. Bis zu 1.000 Bilder pro Sekunde sind so möglich.

Über das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut (EMI)

Das Fraunhofer EMI befasst sich mit der Physik, Ingenieurwissenschaft und Informatik schnell ablaufender Prozesse in Experiment und Simulation. Ziel sind Konzepte für industrielle Anwendungen mit dem Fokus auf Zuverlässigkeit, Sicherheit, Resilienz, Effizienz und Nachhaltigkeit.

Das Institut behandelt werkstoffübergreifend Crash-, Impakt- und Stoßwellenphänomene. Das EMI analysiert und optimiert die Bandbreite von Materialien, Mikrostrukturen und komplexen Gebilden. Die Anwendungen umfassen zum Beispiel Werkstoffe, Bauteile, Automobile, Flugzeuge, Satelliten, Gebäude, urbane Systeme oder Infrastrukturnetze.

(ID:49961917)