Veel mensen denken dat de driepuntsgordel de afgelopen veertig jaar niet is veranderd. Ze hebben gedeeltelijk gelijk, maar gedeeltelijk ook niet. Het van ingenieuze eenvoud getuigende basisontwerp is ongewijzigd. Het verschil met de huidige constructie is dat de gordel deel uitmaakt van een high-tech veiligheidssysteem dat constant in ontwikkeling is.
De driepunts veiligheidsgordel heeft sinds zijn introductie in 1959 een essentiële rol vervuld bij de inzittendenbescherming in alle Volvo-auto's. Het automatische oprolmechanisme, dat de gordel comfortabeler en flexibeler maakte, werd standaard in 1969. Het is nog steeds de laatste grote verandering die met het blote oog zichtbaar is.
Maar ook al zijn de veranderingen niet direct zichtbaar, toch gaat bij Volvo de doorontwikkeling van de veiligheidsgordel constant door om gelijke tred te houden met de snel voortschrijdende veiligheidstechnologie in het algemeen.
‘De veiligheidsgordel is uniek door de effectieve manier waarop deze voorziening de inzittende opvangt en op zijn plaats houdt. Aanvullende systemen kunnen de gordel helpen deze taak nog beter uit te voeren. Bijvoorbeeld door informatie te geven over de krachten die vrijkomen en door tijdens de opeenvolgende botsfasen een wisselwerking met de gordel aan te gaan om optimale bescherming te bieden', zegt Lennart Johansson, hoofd van de afdeling Interieurveiligheid.
Botsingen en krachten onder controle houden
Een voorbeeld is de gordelspanner, die - zodra hij een signaal van de botssensor ontvangt - de gordel aanspant zodat deze strak tegen het lichaam van de inzittende aanligt in het geval van een botsing. Hierdoor wordt de ruimte tussen de gordel en het lichaam, waarvan sprake is wanneer bijvoorbeeld dikke kleding zoals een winterjas wordt gedragen, verkleind. De gordelspanner maakt het dus makkelijker voor de gordel om het lichaam zo vroeg mogelijk tegen te houden.
De inzittenden van een auto profiteren ook sterk van de spankrachtbegrenzers die in de veiligheidsgordels van moderne Volvo's zijn geïntegreerd. Dankzij een sensor die registreert hoe snel de gordel wordt uitgerold, kunnen de spankrachtbegrenzers bijvoorbeeld exact de dynamische massa van het naar voren bewegende lichaam vaststellen op het moment van de botsing.
Dit maakt het weer mogelijk om de kracht te regelen waarmee het lichaam van de inzittende wordt tegengehouden en om de absorptie van de dynamische massa te optimaliseren. Indien het lichaam met overmatige kracht door de riem wordt tegengehouden, kunnen verwondingen ontstaan. Maar als daarentegen de spankrachtbegrenzer te laag is ingesteld, zal het lichaam te snel naar voren bewegen en tegen de airbag of het instrumentenpaneel worden geslingerd.
De spankrachtbegrenzing kan op verschillende manieren worden benut, afhankelijk van de situatie. Zo kan de spankracht hoger zijn aan het begin van de botscyclus, om vervolgens af te nemen zodra de airbag een deel van de energieabsorptietaak overneemt.
Sensors bepalen de interactie van de systemen
Het postuur van de inzittende en het type botsing zijn de belangrijkste parameters die bepalen wanneer en hoe de gordelspanners, de airbags en de spankrachtbegrenzers worden ingezet. Om in elk specifiek geval de juiste beslissing te nemen, maakt de boordcomputer van de auto gebruik van de data die verkregen zijn aan de hand van duizenden voorgeprogrammeerde botsscenario's en werkelijk gebeurde ongevallen die door Volvo zijn geanalyseerd.
De botsscenario's die in het systeem zijn opgenomen, bestrijken het hele scala, variërend van zware frontale botsingen tot ongevallen waarbij een vrachtwagen betrokken is en aanrijdingen in de flank. Het type ongeval bepaalt hoe snel en in welke mate de verschillende systemen worden geactiveerd.
De benodigde informatie is afkomstig van sensors die verspreid over de hele auto zijn gemonteerd. Een centrale microprocessor in het midden van de auto verzamelt en verifieert de data en bepaalt aan de hand hiervan hoe de systemen, met inbegrip van de veiligheidsgordel, onderling dienen samen te werken.
Maatwerk voor elke inzittende
Wanneer de auto is uitgerust met een geïntegreerd kinderveiligheidskussen op een van de buitenste zitplaatsen achterin, wordt het veiligheidsgordelsysteem dienovereenkomstig aangepast en anders geconfigureerd dan het systeem dat op de voorstoelen wordt toegepast. De reden hiervoor is dat de veiligheidsgordels achterin eveneens zo effectief mogelijke bescherming dienen te bieden aan kleinere en lichtere personen.
Ontwikkeling van de rolgordel: grotere veiligheid en meer gebruiksgemak
De werking van de huidige veiligheidssystemen werd onderling geoptimaliseerd, maar de rolgordel speelt nog steeds een centrale rol. Maar wat kunnen we in de toekomst verwachten? Zullen we in 2020 nog steeds de veiligheidsgordel gebruiken?
‘Bij Volvo zijn we ervan overtuigd dat de veiligheidsgordel in 2020 - en ook ver daarna - nog steeds in onze auto's aanwezig is. Wellicht dat de gordel er dan iets anders uitziet. Misschien dat hij vier in plaats van drie bevestigingspunten heeft. Ook kan het ontwerp zodanig zijn aangepast dat de gordel nog makkelijker is om te doen dan nu het geval is. Alleen als we auto's krijgen die automatisch ongevallen kunnen vermijden, zullen we zonder de gordel kunnen. Maar op dat gebied is er nog een lange weg te gaan, ook al wordt er volop onderzoek naar verricht', legt Lennart Johansson uit.
Bij de ontwikkeling van de gordel worden twee parellelle sporen gevolgd: het ene houdt in dat de gordel en het bedieningssysteem zo veilig mogelijk worden gemaakt, terwijl het andere een verscheidenheid aan maatregelen omvat om het gebruiksgemak en het draagcomfort van de gordel verder te verhogen.
Vierpunts veiligheidsgordel ook in personenauto's mogelijk
De vierpunts veiligheidsgordel wordt ook als mogelijk alternatief door Volvo en andere fabrikanten overwogen, en in de loop der jaren werden op dit vlak al diverse oplossingen gepresenteerd. Er is echter tot nog toe geen goede technische oplossing gevonden die voor het hele pakket van eisen een aanvaardbaar compromis biedt.
De vierpuntsgordel heeft duidelijke voordelen. Zo houdt hij de inzittende beter op zijn plaats wanneer de auto over de kop slaat (mede om die reden zijn race- en rallyauto's uitgerust met harnasgordels, die vier of meer bevestigingspunten hebben). Ook verkleint hij het overigens geringe risico dat de inzittende onder de driepunts gordel door naar voren wegschuift.
De vierpuntsgordel kent echter ook nadelen. Hij moet bij voorkeur zo zijn ontworpen dat hij kruiselings in een X-patroon over het lichaam wordt gedragen. Het menselijk lichaam is namelijk het sterkst ter hoogte van de ribbenkast en op die plaats kan de uitgeoefende botskracht het beste worden opgevangen. De grote uitdaging is hoe je het bovenste bevestigingspunt van de gordel goed aan de auto kunt verankeren, aangezien er op die plaats gewoonlijk geen geschikte bevestigingsmogelijkheid in de carrosserie aanwezig is.
Een andere uitdaging betreft het gebruik: de afgelopen vijftig jaar is het autorijdend publiek gewend geraakt aan de driepuntsgordel. Zou een nieuw systeem wel worden geaccepteerd? Weegt het voordeel van een grotere veiligheid wel op tegen het risico dat het gebruik misschien afneemt? Al deze aspecten worden door Volvo onderzocht en het concern sluit geenszins de mogelijkheid uit dat toekomstige auto's met vierpuntsgordels worden uitgerust.
Actieve veiligheidsgordel die op mogelijke gevaren reageert
De actieve veiligheidsgordel is een fascinerende nieuwe ontwikkeling. In potentieel gevaarlijke situaties spant het systeem niet alleen de gordel, maar plaatst het ook de bestuurder in de juiste positie. Zo kan het systeem detecteren wanneer de auto op een sportieve manier wordt bereden, met meer stuurwielbewegingen. In zo'n situatie kan het prettig zijn om actieve steun te ondervinden van de gordel. De gordel kan van het ingebouwde botswaarschuwingssysteem ook een signaal ontvangen dat de auto een obstakel nadert. Wanneer het systeem bespeurt dat de bestuurder slaperig of onoplettend wordt, kan dit eveneens aan de gordel worden gemeld.
In zulke situaties zal de gordel een waarschuwing afgeven en de bestuurder op de situatie attenderen door de gordel aan te trekken en hem of haar met de rug tegen de stoelleuning te drukken. Een voordeel van dit systeem is dat het een onbeperkt aantal malen kan worden geactiveerd zonder dat het opgebruikt raakt, iets wat bijvoorbeeld wel het geval is bij pyrotechnische gordelspanners.
Gordels die gemakkelijker te gebruiken zijn
Veel te veel bestuurders dragen nog steeds geen veiligheidsgordel. Er wordt dan ook constant gezocht naar oplossingen om het gordelgebruik natuurlijker en gemakkelijker te maken.
Een alternatief zou een gordelgesp kunnen zijn die automatisch vanuit zijn positie tussen de stoelen omhoogkomt wanneer iemand in de stoel plaatsneemt. Dat maakt het gemakkelijker, vooral op de achterbank, om de gesp te vinden en de gordel te gebruiken. Andere ideeën zijn bijvoorbeeld een systeem met stroboscooplampen om de inzittende te tonen hoe hij of zij de gordel moet gebruiken, of een in de gordel geïntegreerde lichtgevende strip zodat deze makkelijker te vinden is in het donker.
Er zijn tests gedaan met volautomatische systemen die de gordel na het instappen automatisch over de inzittende leggen en vastmaken. De uitdaging van dergelijke oplossingen is niet zozeer technisch van aard, maar ligt veeleer in de logica van hoe ze moeten worden gebruikt.
Wanneer precies moet de gordel worden omgedaan? Wanneer de inzittende op de stoel gaat zitten? Misschien is hij of zij op dat moment helemaal niet van plan om weg te rijden. Wanneer het portier wordt gesloten soms? Of zodra de contactsleutel wordt omgedraaid? En wat gebeurt er als een van de inzittenden instapt en een kwetsbaar boeket bloemen of een ijsje vasthoudt? Interessante uitdagingen waarvoor de ontwikkelingsingenieurs nog een oplossing moeten vinden.
Veranderingen in de gordels zelf
Zowel Volvo als tal van andere autofabrikanten maken vandaag de dag gebruik van veiligheidsgordels van een klein aantal toeleveranciers. Daarbij kunnen er geringe verschillen zijn in de technische details van de gordels, maar hun structuur en breedte zijn gelijk. Men zou zich kunnen voorstellen dat een bredere gordel een betere bescherming biedt. Echter, aangezien de kracht zich gewoonlijk in het midden van de gordel concentreert, levert de extra breedte slechts een marginaal voordeel op. Bovendien is het comfortabeler, zeker voor vrouwen, om een smallere gordel diagonaal over de borst te dragen.
Het opblaasbaar maken van de gordel en hem tegelijk als spankrachtbegrenzer laten fungeren is een andere oplossing die op beperkte schaal werd getest door enkele fabrikanten.
Door nieuwe technische vindingen met de veiligheidsgordel te laten samenwerken, kan eveneens een doelmatiger werking worden verkregen. Bij de lancering van de Volvo XC60 in 2008 introduceerde Volvo de Pre-Prepared Restraints (PRS)-functie. PRS maakt gebruik van dezelfde lasersensors als de City Safety-functie om botsingen te vermijden. De lasersensors wisselen informatie uit met de airbags en de spankrachtbegrenzers, zodat de laatste nauwkeuriger kunnen worden aangestuurd al naargelang de ernst van de aanrijding.
Overzicht van de verworvenheden van Volvo op het gebied van inzittendenbescherming
Op basis van een relatief eenvoudig maar uiterst effectief mechanisch ontwerp, de driepunts veiligheidsgordel, heeft Volvo een high-tech veiligheidssysteem ontwikkeld dat de inzittenden van een auto de best mogelijke ongevalbescherming biedt. De voorbeelden in onderstaand overzicht tonen de weg die werd afgelegd sinds de introductie van deze baanbrekende innovatie in 1959:
1959 Driepunts veiligheidsgordels voorin, een Volvo-vondst
1967 Veiligheidsgordels achterin als onderdeel van de standaarduitrusting
1969 Driepunts rolgordels voorin
1971 Waarschuwingssysteem voor het niet dragen van de veiligheidsgordels, voorin
1972 Driepunts veiligheidsgordels, achterin
1986 Driepunts veiligheidsgordel op de middelste zitplaats van de achterbank
1987 Mechanische gordelspanners
1991 Automatische hoogteverstelling voor de voorste veiligheidsgordels
1992 Pyrotechnische gordelspanners, voorin
1993 Driepunts rolgordels op alle zitplaatsen
1996 Spankrachtbegrenzers op de voorste veiligheidsgordels
1999 Pyrotechnische gordelspanners op alle zitplaatsen
1999 Spankrachtbegrenzers op de heupgordels, voorin
2003 Waarschuwingssystemen voor het niet dragen van de gordels op alle zitplaatsen
2003 Pyrotechnische gordelspanners op de heupgordels, voorin
2003 Adaptieve spankrachtbegrenzers, voorin
2007 Spankrachtbegrenzers achterin met twee niveaus voor respectievelijk kinderen en volwassenen
2008 Adaptieve spankrachtbegrenzers voor aanrijdingen met lage snelheid (PRS), voorin
