Crashaktiver Kopfstützenbügel

Bei starkem Verzögern des Autos, zum Beispiel bei Vollbremsungen oder beim Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis, schnellt der Kopf der Fahrzeuginsassen zunächst nach vorn, um dann in der Sekunde des vollständigen Fahrzeugstillstandes wieder nach hinten zu schlagen. Eine Kopfstütze verhindert eine weit über die Belastungsgrenze hinaus gehende Überdehnung der Halswirbel nach hinten.

Seit Mitte der 1950er Jahre werden Kopfstützen in Kraftfahrzeugen eingebaut und sind als wichtiges Sicherheitselement nicht mehr wegzudenken. Heutzutage gilt es, auch solche etablierten Bauteile ressourceneffizient und wirtschaftlich vertretbar herzustellen.

Eine Kopfstütze besteht aus Kopfstützenbügel und Kopfstützenpolster. Die Bügel sind vornehmlich Vollprofile, die in der Regel auf konventionellen Biegemaschinen in Form gebracht werden. Da der Sicherheitsaspekt im Automobilbau eine immer größere Rolle spielt, geht der Trend vermehrt in Richtung crashaktive Kopfstützensysteme, die das Risiko eines möglichen Schleudertraumas weiter verringern.

Der für diese Zwecke benötigte Kopfstützenbügel muss daher auch über einen ausreichenden Stauraum zur Unterbringung und Aktivierung des crashaktiven Systems verfügen.

Die ASC Umformtechnik GmbH, Spezialist im Bereich des Biegens, und das Fraunhofer IWU mit seinem Know-how im Bereich des Innenhochdruck-Umformens entwickelten gemeinsam eine Technologie zur Herstellung dieses neuartigen Kopfstützenbügels.

Ein vorgebogenes dünnwandiges Rohr (Wandstärke: 1,5mm) wird durch Innendruck in seine endgültige Form gebracht. Durch verschiedene Verfahrenskombinationen im Innenhochdruck-Umformprozess wurde die Prozesskette gegenüber der konventionellen Bauweise stark reduziert. Ein Loch, durch das später Pyrotechnik als crashaktives System eingeführt wird, sowie die Rasterkerben, die das Verstellen des Kopfstützenbügels ermöglichen, wurden innerhalb des Prozesses geformt. Ein hoher Anspruch, wenn man berücksichtigt, dass die Rastertiefe wesentlich größer ist als die Wanddicke des Rohres. Um eine solche Verformung zuzulassen, wurde eine völlig neue Verfahrenskombination entwickelt. Durch die enge Zusammenarbeit der Projektpartner konnten dem Endabnehmer bereits nach wenigen Wochen erste Prototypen der neuen Kopfstützenbügel vorgestellt werden. Nach einigen Weiterentwicklungen wurde Ende 2007 die erste Vorserie erfolgreich am Fraunhofer IWU abgeschlossen. Der neue Kopfstützenbügel ist nicht nur 60 Prozent leichter als vorher, er ist auch funktioneller.