Zeitung Heute : Blechschaden schützt Fahrgäste

Spezielle Bauteile in Schienenfahrzeugen sollen die Energie bei Unfällen aufnehmen.

Roland Knauer
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Zusammengestaucht. Markus Hecht zeigt, wie groß der Shockabsorber war, bevor er auf dem Teststand zusammengedrückt wurde. Die...Ulrich Dahl/Technische Universit

Ein infernalisches Kreischen ist zu hören, Glas splittert, Blech zerbeult im Bruchteil einer Sekunde, ein Körper schleudert durch den Innenraum des Fahrzeugs. Mit solchen Crashtests verbessern Autohersteller die Sicherheit der Insassen bei einem Unfall. An einer Puppe, „Dummy“ genannt, wird sichtbar, wie sicher oder gefährdet Menschen wären. Während beim Individualverkehr solche Unfallvorsorge die Norm ist und die Verletzungsgefahr bereits erheblich verringert hat, gibt es nur wenige Orte auf der Welt, an denen die Sicherheit im Schienenverkehr wissenschaftlich unter die Lupe genommen wird. Das geschieht am Fachgebiet Schienenfahrzeuge der TU Berlin unter Leitung von Markus Hecht.

Der Ingenieur entwickelt mit seinen Mitarbeitern beispielsweise Crashelemente. Ein Blick auf grundlegende Gesetze der Physik erklärt deren Funktion: Auf die Insassen von Fahrzeugen wirken bei einem Aufprall Kräfte, die von den beteiligten Massen und dem abrupten Abbremsen abhängen. Die Masse kann niemand ändern, die starke Verzögerung dagegen schon. Genau dazu dient nämlich das Crashelement. In dem es deformiert wird, kann es die Energie des Aufpralls zumindest teilweise „verzehren“.

Je mehr Platz für Crashelemente zur Verfügung steht, umso mehr Energie können sie absorbieren. Den Konstrukteuren kommt da die Aerodynamik entgegen, die bei Hochgeschwindigkeitszügen eine „windschnittige“ Form mit einer langgestreckten Nase verlangt. Während bei einem Auto rund 75 Zentimeter des Motorraums als Verzögerungsweg bei einem Unfall dienen, wartet ein TGV oder ICE mit fünf bis zehn Metern auf, die bei einem Unfall Energie aufnehmen können. Das hohe Tempo moderner Züge spielt übrigens bei den Crash-Eigenschaften eine eher untergeordnete Rolle. So peilen die Hersteller zwar inzwischen planmäßige Geschwindigkeiten von 400 Kilometern in der Stunde an, die im innereuropäischen Verkehr dem Flugzeug ernsthaft Konkurrenz machen. Bisher aber fahren die schnellsten Züge Europas mit deutlich niedrigerem Tempo 300 durch Spanien. Entscheidend für die Verletzungsgefahr ist jedoch nicht das gefahrene Tempo, sondern die Geschwindigkeit des Aufpralls. „Die liegt in 95 Prozent aller Unfälle mit Schienenfahrzeugen unterhalb von 40 Kilometern in der Stunde“, sagt Markus Hecht.

Bei diesem Tempo können Crashelemente einen großen Teil der Aufprallenergie aufnehmen. Sie werden heute meist aus Stahl gefertigt, weil dieses Material nicht nur fest ist, sondern sich auch relativ gut verformen lässt. Solche Elemente gibt es in ganz verschiedenen Bauweisen. So kann zum Beispiel aus einem dicken Rohr die stumpfe Seite eines Dorns herausragen, der einen Tick dicker ist als der Innendurchmesser des Rohres. Ein Aufprall schiebt diesen Dorn in das Rohr hinein. Da der Dorn eigentlich zu dick ist, „verzehrt“ dieses Hineinschieben viel Energie und ein aufprallender Zug kommt dank solcher Bauteile deutlich weniger abrupt zum Stehen als ohne. Andere Crashelemente sehen ein wenig so aus, als ob sie entlang einer Längsnaht perforiert sind. Bei einem Aufprall reißt diese Naht sukzessive, was binnen weniger Sekundenbruchteilen ebenfalls viel Energie verbraucht.

Schwieriger sind Crashelemente bei Regionalzügen und S-Bahnen anzubringen, bei denen sich keine lange Nase zum Energieverzehr anbietet, sagt Hecht. „Dort wird die Deformationszone tief gelegt, so dass sie sich unter dem Führerstand fortsetzt“, erläutert der Ingenieur. Auf immerhin drei Metern Länge kann so im Durchschnitt Energie aufgebraucht werden.

Crashelemente mögen das abrupte Abbremsen zwar erheblich mildern, völlig absorbieren können sie die Aufprallenergie bei einem Unfall aber nicht. Das ist auch nicht nötig, weil der menschliche Körper erstaunlich hohe Beschleunigungen verträgt. Kritisch wird es, wenn der Kopf des Fahrers auf die Instrumententafel zu schlagen droht oder ein Kleiderhaken sich in den Kopf bohren könnte. Im Führerstand sollten deshalb keine scharfen Gegenstände sein. Genau wie beim Auto oder beim Motorrad können empfindliche und besonders gefährdete Körperteile des Fahrers mit einem Oberkörper- und Knie-Airbag geschützt werden.

Der TU-Wissenschaftler Hecht kennt auch Möglichkeiten, die Sicherheit der Passagiere zu verbessern, die normalerweise weniger gefährdert sind als der Lokführer. „Manche ICE-Fahrgäste mögen sich über die Polster auf der Rückseite der Sitzlehnen gewundert haben“, sagt er. „Bei einem Crash sollen sie den Aufprall von Körperteilen abmildern.“

Besonders gefährlich sind bei einem Unfall Gepäckstücke, die aus den Ablagen über den Köpfen herausgeschleudert werden. Natürlich könnte man diese Ablagen so wie im Flugzeug verschließbar konstruieren. Dann bestünde aber die Gefahr, dass Gepäckstücke vergessen werden, sagt Hecht. Einen anderen Weg ist die französische Eisenbahn SNCF gegangen. Sie hat zwischen den Sitzen Stauraum für Gepäck geschaffen. Dafür mussten allerdings in jedem Wagen vier Sitzplätze geopfert werden.

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