Aktive Kopfstützen sollen die Halswirbelsäule wirksam vor Verletzungen schützen und werden daher in modernen Autos vermehrt eingesetzt. Je nach Bauart und Funktionsweise unterscheiden sie sich darin, wie sie ausgelöst werden. Was sind die Unterschiede und was sollte man über aktive Kopfstützen wissen?
Aktive Kopfstütze – was ist das?
Aktive Kopfstützen wirken Verletzungen der Halswirbelsäule mit eingebauten Schutzvorrichtungen entgegen. Diese Systeme werden WHIPS genannt, nach dem Whiplash Protection System oder AWS (Anti Whiplash System). Lange Zeit wurden sie nur in den Sitzen von Autos der Oberklasse verwendet, aber aufgrund ihrer hohen Wirksamkeit sind sie zunehmend auch in Fahrzeugen des mittleren Preissegments zu finden. Diese Lösungen werden von Organisationen für Verkehrssicherheit und Crashtests wie EuroNCAP, NHTSA und IIHS empfohlen.
Wie die aktive Kopfstütze funktioniert?
Aktive Kopfstützen werden bei einem Heckaufprall aktiviert. Sie funktionieren automatisch und „folgen“ dem Kopf des Insassen so schnell wie möglich, um den Druck auf die Halswirbelsäule zu verringern, noch bevor es zu einem Schaden kommt, was die Wirksamkeit des Schutzes erhöht. Die SAAB-Ingenieure zählen zu den Pionieren auf diesem Gebiet und haben bereits 1997 das beliebte SAHR-System entwickelt. Heute gibt es diese Lösungen unter diversen Bezeichnungen und je nach Hersteller unterscheiden sie sich auch in der Art und Weise, wie sie ausgelöst werden. Für die Herstellung von Kopfstützen werden moderne Kunststoffe zur weiteren Verbesserung der Sicherheitsparameter verwendet, wie z.B. geschäumtes Polypropylen EPP.
Wie muss ich die aktive Kopfstütze einstellen?
Obwohl die Funktion der aktiven Kopfstützen auf den Vordersitzen darin besteht, sich im Falle eines Aufpralls an die Kopfbewegungen von Fahrer und Beifahrer anzupassen, müssen auch sie eingestellt werden. In den meisten Fällen lassen sie sich in der Höhe und im Neigungswinkel verstellen – entweder manuell oder über eine Taste. Sie sollten bedenken, dass eine zu niedrig eingestellte Kopfstütze möglicherweise nicht vor einem plötzlichen und starken Zurückknicken des Kopfes schützt, was zu schweren Verletzungen führen kann. Die Einstellung des Fahrersitzes und die richtige Position hinter dem Lenkrad sind Voraussetzungen für die Sicherheit, unabhängig davon, ob das Auto mit einer aktiven oder passiven Kopfstütze ausgestattet ist.
Arten von aktiven Kopfstützen im Auto
Bei den Kopfstützen, die bei einem Aufprall reagieren, wird zwischen reaktiven und aktiven Kopfstützen unterschieden. Der Hauptunterschied zwischen ihnen ist die Art des Auslösesystems. Erstere funktionieren auf mechanischer Basis, basierend auf einem System von Hebeln und Federn in der Rückenlehne. Bei aktiven Systemen hingegen spielen die von einem elektronischen System gesteuerten Aktoren die Hauptrolle. Letztere gelten als schneller und präziser.
Reaktive Kopfstützen im Auto
Als erstes aktives Kopfstützensystem gilt das von Volvo Ingenieuren entwickelte AHR, das bereits 1987 eingesetzt wurde. Sein Hauptelement ist ein Hebel, der sich an der Verbindung zwischen der Kopfstütze und dem Sitz befindet. Im Falle eines Aufpralls kippt die Kopfstütze nach vorne, um den Kopf des Insassen zu stützen. Die bahnbrechende SAHR-Lösung von SAAB hingegen verwendet eine spezielle in die Sitzlehne integrierte Platte. Unter dem Druck, den der Körper des Insassen ausübt, bewegt der Mechanismus die Kopfstütze nach oben und nach vorne und verhindert so nicht nur, dass sich der Kopf nach hinten bewegt, sondern auch, dass er zu hart gegen die Kopfstütze stößt. Untersuchungen des IIHS haben gezeigt, dass diese Lösung Verletzungen der Halswirbelsäule um bis zu 43% reduziert. Weitere interessante Systeme sind die selbstaufblasenden Kopfstützen SIHR der Firma Autoliv. Hier werden an der Rückenlehne befestigte Luftbehälter verwendet, um den Halswirbelbereich zu schützen. Unter Druck wird die Luft in die Säcke in den Kopfstützen gedrückt. Auf diese Weise rückt die aufgeblasene Kopfstütze 5 cm näher an den Hinterkopf des Insassen heran und stützt so den Kopf.
Aktive Kopfstützen im Auto
Bei den aktiven, elektronisch gesteuerten Systemen werden die Sensoren in der Stoßstange oder im Sitz des Autos angebracht. Diese Art von System wird unter anderem in Autos von Toyota verwendet. Die Kopfstütze wird aktiviert, wenn die Sensoren einen erhöhten Druck der Hüfte auf den Fahrersitz feststellen. Je nach Bauweise der Kopfstütze kann nur die vordere mit weichem Schaumstoff bezogene Hälfte der Kopfstütze nach vorne gezogen werden. Eine solche Kopfstütze kann in ihre ursprüngliche Position zurückgebracht werden. Eine ausgeklügeltere Lösung ist PAHR, ein aktives Kopfstützen-System, das unter anderem in BMW-Fahrzeugen zum Einsatz kommt. Es arbeitet auf der Grundlage von Kollisionssensoren und computergesteuerten pyrotechnischen Ladungen. Wenn sie explodieren, werden die Zünder ausgelöst und der äußere Teil der Kopfstütze wird nach vorwärts bewegt.
Aktive und passive Kopfstützen im Auto – welche Unterschiede gibt es?
Im Gegensatz zu aktiven Kopfstützen, die auf eine Kollisionssituation reagieren und sich an die Bewegung des Körpers des Insassen anpassen, dienen passive Kopfstützen nur als statische Stütze für den Kopf und wirken wie ein Hindernis, das ein Zurückkippen des Kopfes verhindert. Sie können eine Erweiterung des Sitzes sein oder ein separates Bauteil, wie eine aktive Kopfstütze. Im Gegensatz dazu sind sie jedoch in der Regel starr mit dem Rahmen der Rückenlehne verbunden und haben keine Mechanismen, um sie nach vorne und hinten oder in einem Winkel zu verstellen. Sie können nur durch Anheben oder Absenken an die Größe des Insassen angepasst werden. Von außen ist es manchmal schwierig, zwischen passiven und aktiven Kopfstützen zu unterscheiden, da sie gleich aussehen können. Das Merkmal, das aktive Kopfstützen optisch von den passiven Kopfstützen einiger Automodelle unterscheidet, ist ihre unverkennbare zweiteilige Konstruktion.
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Vorteile beim Einsatz von EPP-Schaumstoffen für Kopfstützenfüllungen
In einer Ära der Innovationen im Autodesign werden herkömmliche Schaumstoffe zunehmend durch moderne Kunststoffe wie geschäumtes Polypropylen EPP ersetzt. Aufgrund seiner herausragenden mechanischen Eigenschaften und seines geringen Gewichts wird es heute häufig bei der Herstellung von Autokopfstützen verwendet. Seine ultraleichte, zelluläre Struktur, die zu 95% aus Luft besteht, fängt Stöße hervorragend ab, ohne in Einzelteile zu zerfallen. Der elastische, belastbare Werkstoff verformt sich vorübergehend und kehrt nach Beendigung des Drucks in seine Ausgangsform zurück. Diese Eigenschaft hat dazu geführt, dass er von den Herstellern von Autositzen und anderen passiven Sicherheitskomponenten weitgehend anerkannt wird. Das einfache, kostengünstige Formpressverfahren ermöglicht die Herstellung von Komponenten in beliebiger Form, mit Tüllen und Prägungen für Kabel, Sensoren oder Einstellmechanismen für den Sitz. EPP lässt sich auch problemlos mit anderen für Autositze verwendeten Werkstoffen kombinieren, z. B. in Form von Metallverstärkungen oder weichen Polsterschäumen, die für den Komfort verantwortlich sind. Die Technologie bietet eine große gestalterische Freiheit, so dass neue Designlösungen geschaffen werden können.
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