Knautschzone
Als Knautschzone bezeichnet man diejenigen Bereiche eines Automobils, die sich im Falle einer Kollision verformen und so Energie absorbieren.
In den Anfängen des Automobils wurden die Fahrzeuge so steif konstruiert, dass bei einer Kollision mit einem Hindernis oder einem anderen Fahrzeug oft nur geringe Schäden am Auto selbst auftraten. Den Insassen erging es aber meist schlecht, da sie enormen Verzögerungen ausgesetzt waren. Heute werden Teile der Karosserie gezielt "weich" ausgelegt, um die Energie des Aufpralls in Verformungsenergie umzuwandeln und so zu vernichten. Die Insassen werden über einen längeren Zeitraum verzögert, wodurch der maximale Wert der Verzögerung erheblich reduziert werden kann.
Die Struktur moderne Automobile muss heute drei grundsätzliche Aufgaben erfüllen:
- ausreichende Steifigkeit der Fahrgastzelle, um den Überlebensraum der Insassen sicherzustellen.
- ausreichende Deformationszonen (Knautschzonen) um die kinetische Energie des/der Fahrzeug/e in Verformungsarbeit umzuwandeln und die Verzögerung der Insassen unterhalb der biomechanischen Grenzwerte zu halten.
- Kompatibilität zu anderen Verkehrsteilnehmer.
Deformationszonen (Knautschzonen)
Die Deformationszonen eines Automobils kann man in die Bereiche Front, Seite und Heck einteilen.
- Front: Bei Frontalkollisionen treten üblicherweise die höchsten Relativgeschwindigkeiten zum Hindernis auf, weshalb der Gestaltung des Vorderwagens die grösste Bedeutung zukommt. In den meisten Automobilen liegt in diesem Bereich der Motor, welcher trotz der hohen auftretenden Kräfte praktisch nicht verformbar ist und somit keine Energie aufnimmt. Den Grossteil der Energie absorbieren die Längsträger, die üblicherweise aus metallischen Hohlträgern aufgebaut sind. Unter anderem durch Querträger wird bei ungleichmässiger Krafteinleitung (Offset-Crash, Fahrzeug trifft nur mit einem Teil des Vorderwagens auf ein Hindernis) eine möglichst gleichmässige Verteilung der Kräfte auch auf Strukturen der stossabgewandten Seite erreicht.
- Seite: Bei einem Aufprall von der Seite steht nur ein sehr geringer Deformationsweg zur Verfügung, und gleichzeitig wird die Struktur hauptsächlich auf Biegung beansprucht, was beides unvorteilhaft für die Energieabsorption ist. Der Seitenaufprall ist also die kritischste Aufprallform. Über den Sitzquerträger und auch das Sitzgestell und die Sitzschienen werden die Kräfte in die Querträger der Fahrgastzelle und den Unterboden eingeleitet. In der Tür befinden sich Teile wie Lautsprecher, Fensterhebe- und Türschliessmechanismen. Um ein Eindringen dieser Teile in den Fahrgastraum zu verhindern wird eine entsprechende Türinnenverkleidung eingesetzt.
- Heck: Der Heckaufprall ist recht unproblematisch, da die Relativgeschwindigkeiten zum Hindernis üblicherweise eher gering sind und ein grosser Deformationsweg frei von störenden Elementen wie z.B. einem Motorblock vorliegt. Einzig der Kraftstofftank liegt normalerweise im Heck. Um die gesetzlich vorgeschriebene Dichtheit der Kraftstoffanlagen gewährleisten zu können wird der Tank meist möglichst weit vorn und unten angeordnet.
Kompatibilität
Unter Kompatibilität versteht man den Versuch, auch bei ungleichen Unfallgegenern (z.B. schwere Limousine gegen Kleinwagen, aber auch Auto gegen Fussgänger/Fahrradfahrer etc.) das Verletzungsrisiko für alle Beteiligten niedrig zu halten. Vereinfacht gesprochen funktioniert das nach dem Grundsatz: je grösser und schwerer das Fahrzeug, desto weicher die Deformationszonen. Das führt dazu, dass z.B. bei der Kollision einer S-Klasse mit einem Smart die S-Klasse den grössten Teil der Energie aufnimmt und sich dabei natürlich auch am meisten verformt. Sie absorbiert dabei den Löwenanteil der kinetischen Energie beider Fahrzeuge, da sie ja auch einen erheblich grösseren Deformationsweg zur Verfügung hat. So bleibt auch für die Insassen des Smart das Verletzungsrisiko gering.