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bfu-Report Nr. 76

Belastungsreduzierende Bandensysteme im Eishockey

Autoren: Bern 2017Kai-Uwe Schmitt, Markus Muser, Hansjürg Thüler, Othmar Brügger

bfu-Report Nr. 76


Experimentelle Untersuchung zur Performance

Autoren: Bern 2017

Kai-Uwe Schmitt, Markus Muser, Hansjürg Thüler, Othmar Brügger

bfu – Beratungsstelle für Unfallverhütung

Autoren

Kai-Uwe Schmitt

PD Dr. sc. techn., AGU Zürich, [email protected]

Kai-Uwe Schmitt studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe und am Imperial College

London. Er promovierte und habilitierte an der ETH Zürich, an der er seither Trauma-Biomechanik

und Biomechanik von Sportverletzungen lehrt. Er arbeitet heute als Senior Researcher in der Ar-

beitsgruppe für Unfallmechanik (AGU) Zürich.

Markus Muser

Dr. sc. techn., AGU Zürich, [email protected]

Markus Muser studierte Elektrotechnik an der ETH Zürich und promovierte ebenda in biomedizini-

scher Technik. Er arbeitet seit 25 Jahren im Bereich der Trauma-Biomechanik und ist Mitgründer

und Leiter der Arbeitsgruppe für Unfallmechanik (AGU) Zürich. Er ist Lehrbeauftragter der ETH

Zürich für Trauma-Biomechanik.

Hansjürg Thüler

Leiter Sport, bfu, [email protected]

Dipl. Turn- und Sportlehrer II, Erwachsenenbildner FA, Experte Erwachsensport. Langjähriger Diplom-

trainer SIHF und Ausbilder im Eishockey.

Seit 2011 Leiter der Abteilung Sport bei der bfu. Aktuelle Arbeitsschwerpunkte:

allgemeine Konzepte für Sicherheit und Unfallprävention im Sport; insbesondere in Teamsportarten

wie Eishockey. Daneben auch die Verbesserung von Sport-Infrastrukturen und die Implementierung

der Unfallprävention in die Aus- und Weiterbildung von Trainern, Leitern und Funktionären im Sport.

Othmar Brügger

Teamleiter Forschung Sport und Haus/Freizeit, bfu, [email protected]

MSc ETH, Dipl. Turn- und Sportlehrer Dipl. II, Swiss Olympic Trainer Spitzensport. Seit 2003 tätig als

wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Forschung, seit 2008 stellvertretender Leiter dieser Abtei-

lung. Schwerpunkte: Unfallanalyse im Sport, Evaluation von Sicherheitsmassnahmen, Entwicklung

Schutzartikel.

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Impressum

Herausgeberin bfu – Beratungsstelle für Unfallverhütung

Postfach

CH-3001 Bern

Tel. +41 31 390 22 22

Fax +41 31 390 22 30

[email protected]

www.bfu.ch

Bezug auf www.bestellen.bfu.ch, Art.-Nr. 2.338

Autoren Kai-Uwe Schmitt, PD Dr. sc. techn., AGU Zürich

Markus Muser, Dr. sc. techn., AGU Zürich

Hansjürg Thüler, Dipl. Sportlehrer II, Diplomtrainer SIHF und Ausbilder im Eishockey. Leiter Sport, bfu

Othmar Brügger, MSc ETH, Teamleiter Forschung Sport, bfu

Redaktion Othmar Brügger, MSc ETH, Teamleiter Forschung Sport, bfu

Mitglieder Projektteam Reto Bürki, Leiter Marketing & Sponsoring, SIHF

Abteilung Publikationen / Sprachen, bfu

Céline Zbinden, Projektassistentin Forschung, bfu

Druck/Auflage Bubenberg Druck- und Verlags-AG, Monbijoustrasse 61, CH-3007 Bern

1/2017/550

Gedruckt auf FSC-Papier

© bfu 2017 Alle Rechte vorbehalten. Verwendung unter Quellenangabe (siehe Zitiervorschlag) erlaubt.

Kommerzielle Nutzung ausgeschlossen.

Zitationsvorschlag Schmitt K, Muser M, Thüler H, Brügger O. Belastungsreduzierende Bandensysteme im

Eishockey: Experimentelle Untersuchung zur Performance. Bern: bfu – Beratungsstelle für

Unfallverhütung; 2017. bfu-Report 76.

ISBN 978-3-906814-05-6

DOI 10.13100/bfu.2.338.01

Aus Gründen der Lesbarkeit verzichten wir darauf, konsequent die männliche und weibliche

Formulierung zu verwenden.

Wir bitten die Lesenden um Verständnis.

bfu-Report Nr. 76 Vorwort 5

Vorwort

Eishockey ist eine in vielerlei Hinsicht faszinierende Sportart. Insbesondere die ausgeprägte Dynamik dieses

Spiels begeistert die Zuschauer. Die Kombination von Schnelligkeit, begrenztem Raum sowie harter Unter-

lage und Spielfeldbegrenzung birgt aber auch ein hohes Verletzungsrisiko.

Zusätzliche Möglichkeiten zur Reduktion von Verletzungswahrscheinlichkeit und -schwere existieren. Eine

ist die Verbesserung der Infrastruktur, vor allem der Bandensysteme. Diese können dahingehend weiterent-

wickelt werden, dass bei einer Kollision eines Spielers mit der Spielfeldabgrenzung die Aufprallkräfte auf

den Körper reduziert werden. Auf dem Markt sind bereits erfolgversprechende Produkte verfügbar. Mit

einem Produktetest wollte die bfu dem Schweizer Eishockeyverband SIHF eine Grundlage bieten, wie die

verfügbaren Bandensysteme in Bezug auf ihren Beitrag zur Erhöhung der Sicherheit der Spieler beurteilt

werden können.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die heutigen Bandensysteme besser sind als die herkömmlichen Pro-

dukte, die noch in vielen Stadien verbaut sind. Erst mit den erstmalig durchgeführten Dummy-Crashtests

konnte eine valable Beurteilung der Dämpfungseigenschaften von Eishockeybanden erbracht und die kon-

kreten Belastungen auf den Sportler in Abhängigkeit der Bandenkonstruktion bestimmt werden. Werden

künftig in Schweizer Eishockeystadien neue Bandensysteme eingebaut, so können die Erkenntnisse aus der

vorliegenden Studie als Entscheidungsgrundlage bei der Beschaffung dienen. Den Herstellern von Banden

gibt die Studie Hinweise auf Optimierungspotenzial ihrer Produkte.

Ein Dank für die hervorragende Umsetzung der Studie geht an das Team der AGU Zürich und das DTC in

Vauffelin, wo die Experimente durchgeführt werden konnten. Erfreulich war ebenfalls die sehr gute Zusam-

menarbeit mit der SIHF. Die SIHF und die Pat Schafhauser-Stiftung haben die Arbeit auch finanziell unter-

stützt.

Es gibt auch bei den neuartigen Produkten noch deutliches Verbesserungspotenzial. Wenn der Internatio-

nale Eishockey-Verband IIHF und der nationale Verband sowie die Hersteller und die Forscher zusammenar-

beiten, kann in Kürze ein weiterer Innovationsschub erwartet werden.

bfu

Stefan Siegrist, Dr. phil., EMBA

Leiter Forschung / Beratung / Produktesicherheit

Stv. Direktor

bfu-Report Nr. 76 Inhalt 7

Inhalt

Vorwort 5

I. Kurzfassung / Version abrégée / Riassunto / Condensed version 9

1. Belastungsreduzierende Bandensysteme im Eishockey 9

2. Systèmes de bandes réduisant les charges dans le hockey sur glace 10

3. Sistemi di balaustre che riducono gli impatti sul giocatore nel disco su ghiaccio 11

4. Impact testing of different dasher board systems in ice hockey 12

II. Einleitung und Zielsetzung 13

1. Verletzungen im Eishockey 13

1.1 Häufigkeit 13

1.2 Alter / Geschlecht 13

1.3 Lokalisation und Art der Verletzungen 14

1.4 Schweregrad der Verletzungen 14

1.5 Verletzungsmechanismus / Unfallhergang 14

1.6 Prävention 15

1.7 Biomechanische Aspekte 16

1.8 Fazit aus der Unfallanalyse 17

2. Eishockeybanden 17

3. Forschungsfragen 19

III. Methodik und Vorgehen 20

1. Getestete Bandensysteme 20

1.1 Engo Olympic 2400 (Referenzbande) 22

1.2 Engo pps 22

1.3 Raita Hornium 22

1.4 Icepro Steeline 22

1.5 AST Prototyp 23

1.6 Vepe Beta 23

2. Pendelversuche 23

3. Dummy-Versuche 25

4. Bewertung der Performance der Bandensysteme 30

4.1 Auslenkung der Bandensysteme 31

4.2 Ranking der Bandensysteme 31

8 Inhalt bfu-Report Nr. 76

4.3 Verknüpfung zwischen Pendel- und Dummy-Versuchen 32

IV. Ergebnisse 33

1. Auslenkung der Banden 33

2. Biomechanische Belastungen beim Banden-Anprall 37

V. Diskussion 42

1. Limitationen / Methodenkritik 46

2. Ranking 46

VI. Fazit und Empfehlungen 48

VII. Weiterführende Arbeiten 49

1. Forschung 49

2. Testverfahren 49

3. Produktentwicklung 49

VIII. Anhang 50

Quellen 64

bfu-Reports 66

bfu-Report Nr. 76 Kurzfassung / Version abrégée / Riassunto / Condensed version 9

I. Kurzfassung / Version abrégée / Riassunto / Condensed version

1. Belastungsreduzierende Bandensys-

teme im Eishockey

Eishockey ist eine Sportart mit hohem Verletzungs-

risiko. Männliche Athleten weisen die höchste Inzi-

denzrate auf, wobei sie sich am häufigsten Verlet-

zungen an den unteren Extremitäten (vor allem

Knie) und an den oberen Extremitäten (Schulter)

zuziehen. Grosse Aufmerksamkeit erfahren zudem

erlittene Hirnverletzungen, weil diese zu Langzeit-

folgen führen können. Häufige Verletzungsmecha-

nismen sind Kollisionen zweier Spieler, der Sturz

eines Spielers auf das Eis oder der Anprall eines Spie-

lers an der Bande.

Bandensysteme (Bande, Handlauf, Scheibe) um-

schliessen das Eishockey-Spielfeld. Während ge-

wisse Eigenschaften der Banden durch entspre-

chende Standards vorgegeben sind, gibt es derzeit

keine konkreten Vorgaben, welche Performance ein

Bandensystem aufweisen muss, um das Verlet-

zungsrisiko möglichst zu begrenzen. Bandensys-

teme mit modernem Design zeichnen sich dadurch

aus, dass sie beim Aufprall eines Spielers etwas

nachgeben können, herkömmliche Systeme hinge-

gen sind relativ starr.

In diesem Projekt wurde untersucht, ob Eishockey-

banden mit neuem Design die biomechanische

Belastung eines Spielers beim Anprall reduzieren.

Die Performance verschiedener Eishockeybanden

wurde in Versuchen mit einem dynamischen Pendel

sowie in Versuchen mit Crashtest-Dummys analy-

siert.

Es wurde gezeigt, dass Bandensysteme mit neuem

Design gegenüber den bisherigen Systemen eine

grössere Flexibilität aufweisen. Die Banden werden

bei einem Anprall weiter ausgelenkt, ihre effektive

Masse bleibt bezogen auf die Masse eines Spielers

insbesondere bei einem Kopfanprall jedoch weiter-

hin hoch. Dementsprechend werden die biomecha-

nischen Belastungen eines Spielers durch alle neuen

Systeme zwar reduziert, doch ist aufgrund der

Massendifferenz auch zukünftig mit Verletzungen

durch den Anprall an die Banden zu rechnen. Die

Versuche zeigen zudem, dass das System mit der

grössten Auslenkung nicht zwangsläufig auch das-

jenige System ist, das zur geringsten biomechani-

schen Belastung führt. Es besteht kein linearer Zu-

sammenhang zwischen Auslenkung und biomecha-

nischer Belastung.

Zusammenfassend kann das neue Design der Ban-

densysteme als grundsätzlich positiv beurteilt wer-

den. Nachteile sind nicht zu erkennen, doch die

Vorteile scheinen noch nicht ausgeschöpft zu sein.

Eine Weiterentwicklung der Bandensysteme ist an-

zustreben, um die Belastungen der Spieler weiter zu

reduzieren.

10 Kurzfassung / Version abrégée / Riassunto / Condensed version bfu-Report Nr. 76

2. Systèmes de bandes réduisant les

charges dans le hockey sur glace

Le hockey sur glace est un sport comportant un

risque de blessure élevé. Les athlètes de sexe mas-

culin présentent le taux d’incidence le plus impor-

tant; ils se blessent le plus souvent aux extrémités

inférieures (principalement les genoux) et supé-

rieures (épaules). Les lésions cérébrales sont forte-

ment médiatisées en raison des séquelles à long

terme qu’elles peuvent entraîner. Les mécanismes

de blessure les plus fréquents sont la collision entre

deux joueurs, la chute d’un joueur sur la glace ou

l’impact d’un joueur avec une bande.

Les bandes entourent la patinoire de hockey sur

glace. Bien que des normes définissent certaines ca-

ractéristiques de ces bandes, il n’existe aucune ins-

truction quant aux exigences que ces dernières doi-

vent satisfaire pour limiter au mieux le risque de

blessure.

Dans cette étude, nous avons cherché à savoir si les

bandes de nouvelle génération réduisent les charges

biomécaniques exercées sur le joueur lors d’un im-

pact. Nous avons analysé l’efficacité de différentes

bandes grâce à des essais au pendule et avec des

mannequins de simulation.

Nous avons démontré que les systèmes de bandes

de nouvelle génération sont plus flexibles que les an-

ciens systèmes. Lors d’un impact, les bandes se dé-

forment davantage, leur masse effective restant

toutefois élevée par rapport à la masse corporelle

d’un joueur, en particulier lors d’un impact de la

tête. Par conséquent, les charges biomécaniques

exercées sur un joueur sont certes diminuées grâce

aux nouveaux systèmes, mais des blessures causées

par l’impact avec la bande sont à escompter en rai-

son de la différence de masse. Les essais ont égale-

ment démontré que le système présentant la plus

grande flexibilité n’est pas forcément celui qui en-

traîne les charges biomécaniques les plus faibles. Il

n’existe donc pas de relation linéaire entre la flexibi-

lité et les charges biomécaniques.

Dans l’ensemble, l’évaluation des systèmes de

bandes de nouvelle génération affiche des résultats

positifs. Les nouveaux systèmes ne présentent au-

cun inconvénient, mais tous leurs avantages n’ont

pas encore été exploités. Il convient donc de conti-

nuer à développer les systèmes de bandes afin de

diminuer davantage les charges exercées sur les

joueurs.

bfu-Report Nr. 76 Kurzfassung / Version abrégée / Riassunto / Condensed version 11

3. Sistemi di balaustre che riducono gli

impatti sul giocatore nel disco su

ghiaccio

Il disco su ghiaccio è uno sport ad alto rischio di in-

fortunio. Il tasso di incidenza più elevato si registra

tra gli uomini che si feriscono soprattutto agli arti

inferiori (in particolare le ginocchia) e superiori

(spalle). Ampio risalto viene dato alle commozioni

cerebrali per le conseguenze a lungo termine che

possono comportare. All’origine di questi infortuni

vi sono spesso collisioni tra due giocatori, cadute sul

ghiaccio o check alla balaustra.

Le balaustre delimitano il campo di gioco. Sebbene

la legge imponga alcuni standard, attualmente

mancano direttive concrete sulle caratteristiche che

le balaustre devono soddisfare per ridurre al minimo

il rischio di infortunio.

Lo scopo di questo progetto era di stabilire se le ba-

laustre di nuova generazione attutiscono il carico

biomeccanico generato da un giocatore al mo-

mento dell’impatto. Per analizzare dettagliatamente

le performance di vari modelli sono stati condotti

test dinamici e crashtest.

È emerso che, rispetto a quelle attuali, le balaustre

di nuova generazione sono più flessibili anche al mo-

mento dell’impatto. La loro massa effettiva rimane

tuttavia maggiore rispetto a quella del giocatore, so-

prattutto nel caso in cui quest’ultimo le urta con la

testa. Ciò significa che, pur riducendo il carico bio-

meccanico, anche le nuove balaustre non permette-

ranno di eliminare gli infortuni dovuti alla differenza

di massa. I test confermano inoltre che le balaustre

con la maggiore flessibilità non sono necessaria-

mente quelle che assorbono meglio il carico biomec-

canico. Non vi è alcun nesso lineare tra i due fattori.

In conclusione la valutazione delle balaustre di

nuova generazione è in linea di massima positiva:

non sono stati rilevati aspetti negativi e i vantaggi

non sono ancora pienamente sfruttati. Sarebbe au-

spicabile sviluppare ulteriormente la tecnica per ri-

durre i carichi sui giocatori.

12 Kurzfassung / Version abrégée / Riassunto / Condensed version bfu-Report Nr. 76

4. Impact testing of different dasher

board systems in ice hockey

Ice hockey is a sport with a high risk of injury. Male

athletes have the highest incidence rate, with inju-

ries to the lower extremities (especially knees) and

to the upper extremities (shoulder) being the most

common. In addition, a lot of publicity is given to

brain injuries suffered because they can lead to

long-term consequences. Frequent injury mecha-

nisms are collisions between two players, a player

falling on the ice or a player crashing into the dasher

board.

Dasher boards surround the ice-hockey rink. While

certain characteristics of the boards are specified by

corresponding standards, there are currently no

concrete specifications as to what a board system

must actually do in order to limit the risk of injury as

far as possible.

This project investigated whether ice-hockey boards

of a new design reduce the biomechanical load on

a player on impact. The exact performance of differ-

ent ice-hockey boards was analysed in tests using a

dynamic pendulum as well as in tests with crash test

dummies.

It turned out that a new board system design offers

greater flexibility than previous systems. The boards

are deflected further on impact, but their effective

mass – in relation to the mass of a player – remains

high especially in the event of head impact. Accord-

ingly, while a player’s biomechanical loads are re-

duced by all the new systems, injuries caused by the

impact with the perimeter boards can still be ex-

pected in future due to the mass difference. The

tests also showed that the system with the highest

deflection is not necessarily the system that leads to

the lowest biomechanical load. There is no linear

correlation between deflection and biomechanical

load.

In summary, the new dasher board system design

can be given a fundamentally positive assessment.

There are no recognizable disadvantages, but the

advantages do not seem to be exhausted yet. Fur-

ther development of the perimeter board systems

should be the goal in order to further reduce the

loads on the players.

bfu-Report Nr. 76 Einleitung und Zielsetzung 13

II. Einleitung und Zielsetzung

1. Verletzungen im Eishockey

1.1 Häufigkeit

Die Sportart Eishockey weist eine hohe Verletzungs-

häufigkeit auf. In diversen Studien wurden Inzidenz-

raten, meist angegeben als Anzahl erlittener Verlet-

zungen pro Spieler und Spiel oder pro Spielstunde,

für verschiedene Kohorten bestimmt. Es wurden die

an internationalen und nationalen Eishockey-Tour-

nieren erlittenen Verletzungen oder auch die inner-

halb eines Teams über einen definierten Zeitraum

erlittenen Verletzungen analysiert und die allge-

meine Inzidenzrate (IR) wie auch die IR für

Verletzungen einzelner Körperregionen, die IR für

verschiedenen Spielerpositionen oder die IR relativ

zur räumlichen Position im Spielfeld bestimmt.

Grundsätzlich variieren die ermittelten IR je nach

Studiendesign und der observierten Kohorte.

Männer weisen die höchste IR auf; sie liegt gemäss

mehreren Studien im Bereich von 13–19 Verletzun-

gen pro 1 000 Spieler-Spiele [2-6]. In hochrangigen

Wettkämpfen (z. B. Olympiade) kann die IR noch

höher liegen [2]. Die IR für Frauen ist deutlich tiefer;

in der Literatur finden sich Werte im Bereich von

6–12 Verletzungen pro 1 000 Spielerinnen-Spiele

[3,7,8]. Bei der Interpretation der IR im Frauen-Eis-

hockey ist zu beachten, dass Bodychecks hier nicht

erlaubt sind.

Bezüglich Jugendlichen werden IR angegeben, die

teilweise unterhalb der IR für Frauen liegen oder die

zwischen der IR für Frauen und Männer liegen [9-

11]. Es ist jedoch zu beachten, dass gerade bei

Jugendlichen die Spielregeln und die vorgeschrie-

bene Ausrüstung je nach Liga deutlich variieren.

Dies beeinflusst auch die IR. Darling et al. [12] fan-

den beispielsweise eine IR von 0,26 pro 1 000 Spie-

ler-Spiele in Altersklassen, in denen Bodychecks

nicht erlaubt sind, während die IR auf 1,29 in Alters-

klassen mit Bodycheck anstieg. Grundsätzlich ist ein

Anstieg der IR mit dem Alter und der Spielklasse zu

verzeichnen [11].

Auswertungen, die die IR relativ zu Spielerposition

(Stürmer vs. Verteidiger) oder zum Ort auf dem

Spielfeld, an dem eine Verletzung erlitten wurde,

betrachteten, kamen zu uneinheitlichen Ergebnis-

sen. In manchen Studien wurden unterschiedliche IR

festgestellt [4,8], andere Auswertungen zeigten

keine relevanten Unterschiede [7].

Einheitlich wird in der Literatur hingegen beschrie-

ben, dass die IR im Spiel deutlich höher ist als im

Training [3-6,8,13,14]. Dies gilt für alle Alters- und

Spielklassen.

Für die Schweiz wird auf Basis der Daten der Unfall-

versicherer für Eishockey insgesamt eine IR von 2,02

pro 1 000 Spieler-Stunden angegeben [15]. Eisho-

ckey gehört damit zu den Sportarten mit der höchs-

ten Verletzungsrate pro ausgeübte Stunden.

1.2 Alter / Geschlecht

Vergleiche des Verletzungsgeschehens in Bezug auf

Alter und Geschlecht sind immer vor dem Hinter-

grund unterschiedlicher Spielregeln (z. B. bezüglich

Bodycheck) und Vorgaben (z. B. hinsichtlich der

https://intranet.bfu.ch/Produkteliste/1/4/2/2.1502/d/50_Report_76/Sport#_ENREF_15

14 Einleitung und Zielsetzung bfu-Report Nr. 76

Schutzausrüstung) zu interpretieren. Die direkte

Vergleichbarkeit entsprechender Daten ist daher in

der Regel eingeschränkt. Grundsätzlich lässt sich

festhalten, dass Männer über alle Altersklassen

mehr Verletzungen erleiden als Frauen [3] und dass

die Inzidenzrate mit dem Alter ansteigt. Ferner

zeigte sich, dass sich Männer mehr am Oberkörper

verletzen als Frauen. Frauen weisen gemäss Mac-

Cormick et al. [3] einen höheren Anteil an traumati-

schen Hirnverletzungen auf.

1.3 Lokalisation und Art der Verletzun-

gen

Zu den häufigsten im Eishockey erlittenen Verlet-

zungen zählen Riss-Quetsch-Wunden, Verstauchun-

gen und Prellungen gefolgt von Frakturen

[2,7,11,12,14]. Grosse Aufmerksamkeit erfahren

zudem beim Eishockey erlittene traumatische Hirn-

verletzungen (z. B. Hirnerschütterung). Grundsätz-

lich ist jedoch festzuhalten, dass verfügbare Studien

die Angaben zu Verletzungen in der Regel nur grob

nach Körperregionen auswerten. Detaillierte Analy-

sen, die sich auf spezifische Diagnosen abstützen,

sind nicht vorhanden.

Männer erleiden am häufigsten Verletzungen an

den unteren Extremitäten (vor allem Knie) und an

den oberen Extremitäten (Schulter). Traumatische

Hirnverletzungen machen weniger als 10 % aller er-

littenen Verletzungen aus [2,4].

Auch Frauen verletzen sich vor allem an den Beinen

(insbesondere Knie) und Armen, weisen jedoch ei-

nen höheren Anteil an traumatischen Hirnverletzun-

gen auf als Männer [3,7].

Im Vergleich verletzen sich Männer häufiger an den

oberen Extremitäten (Schulter), während sich

Frauen mehr an den unteren Extremitäten verletzen

[3,7].

Bei Jugendlichen zeigte eine aktuelle Studie, die

Verletzungshäufigkeiten über einen Zeitraum von

neun Jahren beobachtete, eine Zunahme von Ver-

letzungen am Oberkörper bei einer Abnahme von

Verletzungen der unteren Extremitäten [9]. Bei Ju-

gendlichen (U18) waren Schulterverletzungen (u. a.

durch Anprall an der Bande) am häufigsten [9]. Die

häufigste Verletzungslokalisation bei Kindern zwi-

schen 11 und 18 Jahren waren Kopf und Gesicht,

gefolgt von Schulter-/ und Knieverletzungen [11].

1.4 Schweregrad der Verletzungen

Der Schweregrad der erlittenen Verletzungen wird

in der Regel in Ausfalltage eines Spielers gemessen.

Die Anzahl der Tage zwischen Eintritt der Verletzung

und dem Tag, an dem ein Spieler wieder vollständig

an einem Training oder Wettkampf teilnehmen

kann. Als «schwere Verletzung» wird gemäss

Agel et al. [4] ein Ausfall von zehn oder mehr Tagen

betrachtet. Umfassende Arbeiten, die den Schwere-

grad von im Eishockey erlittenen Verletzungen be-

schreiben, fehlen weitgehend. Einzig traumatische

Hirnverletzungen wurden in einigen Studien isoliert

ausgewertet, wobei auch hier keine Differenzierung

nach Schweregrad erfolgt, sondern zusammenfas-

send von «concussion» berichtet wird.

1.5 Verletzungsmechanismus / Unfall-

hergang

In verschiedenen Studien wurden verletzungsindu-

zierende Mechanismen, beispielsweise anhand von

Videoanalysen und/oder Messungen mit instrumen-

tierten Helmen, ermittelt. Grundsätzlich zeigte sich,

dass die Kollision zweier Spieler der häufigste


Verletzungsmechanismus ist [3,4,6,16-18]. Als wei-

tere Verletzungsmechanismen wurden der Anprall

eines Spielers an der Bande und der Sturz eines Spie-

lers auf das Eis identifiziert. Beim Anprall auf das Eis

wurden die höchsten Beschleunigungen am Helm

der Spieler gemessen [18]. Der Anprall an der Bande

war für ca. 27 % aller Schulterverletzungen verant-

wortlich [2].

Bei Männern wurden mehr Kopfanpralle pro Spiel

durch den Kontakt mit anderen Spieler oder der

Bande beobachtet als bei Frauen [18]. Agel et al.

[4,8] fanden, dass bei Männern der Kontakt mit

einem Spieler in rund 48 % aller Fälle die Ursache

für eine Verletzung war, während dies bei Frauen in

rund 47 % vorkam. Bei Verletzungen durch Kontakt

mit der Bande unterschieden sich Männer und

Frauen deutlicher. Bei Männern war dies in rund

22 % die Verletzungsursache, bei Frauen nur in ca.

17 %. Flik et al. [5] berichten, dass ca. 40 % aller

Verletzungen entlang der Bande entstanden. Wenn-

berg [16] fand ferner, dass ein kleineres Spielfeld

(wie in den USA teilweise üblich) zu einer signifikant

höheren Anzahl von Kollisionen führt als ein Spiel-

feld mit den Dimensionen für internationale Spiele.

Bei Jugendlichen fanden Emery et al. [11], dass Ver-

letzungen in 75 % der Fälle durch Kontakt mit ei-

nem anderen Spieler oder dessen Ausrüstung zu-

stande kamen, während der Kontakt mit anderen

Objekten (Bande, Puck, Netze) für ca. 14 % der Ver-

letzungen verantwortlich war.

Darling et al. [12] stellten in einer prospektiven Stu-

die zum Jugend-Eishockey fest, dass 66 % aller Ver-

letzungen durch unbeabsichtigten Kollisionen ent-

standen, während 34 % aus einem absichtlich her-

beigeführten Kontakt resultierten. Unbeabsichtigt

erfolgte Anpralle führten häufiger zu schweren

Verletzungen. Demgegenüber halten Benson et al.

[14] fest, dass Bodychecks gefolgt von Kontakten

mit dem Eishockeystock und dem Puck bei Jugend-

lichen zu den primären Verletzungsmechanismen

zählen. Decloe et al. [10] untersuchten Risikofakto-

ren im Mädchen-Eishockey, wobei insbesondere

eine frühere Verletzung als Risikofaktor identifiziert

wurde.

Auch für traumatische Hirnverletzungen gilt, dass

diese vor allem nach dem Anprall zweier Spieler ent-

stehen [19,20], wobei häufig ein Anstoss der Schul-

ter, des Ellenbogens bzw. des Handschuhs des einen

Spielers am Kopf des anderen Spielers erfolgt. Der

Anprall erfolgt oft seitlich am Kopf [19]. Durch einen

solchen Anprall treten in der Regel Kopfbeschleuni-

gungen in mehreren Ebenen auf.

Ein Kopfanprall an der Bande kann ebenfalls zu ei-

ner traumatischen Hirnverletzung führen, jedoch

wurde ein Kopfanprall an der Bande weniger häufig

als Ursache beobachtet als ein Kopfanprall an einem

Spieler (z. B. Delaney et al. 2006 [21]: 12 beobach-

tete traumatische Hirnverletzungen, davon zwei

durch Kontakt mit der Bande).

1.6 Prävention

Im Eishockey werden je nach Geschlecht und Alters-

klasse unterschiedliche Schutzausrüstungen vorge-

schrieben und verschiedene Spielregeln angewen-

det. Während beispielsweise alle Spieler einen Helm

tragen müssen, gibt es hinsichtlich des Gesichts-

schutzes unterschiedliche Vorgaben. Spieler der Al-

tersklasse 18 Jahre und jünger müssen einen Vollge-

sichtsschutz tragen. Ebenso ist bei internationalen

Turnieren und Meisterschaften im Frauen-Eishockey

ein Vollgesichtsschutz vorgeschrieben. Für andere

Spieler (insbesondere Männer) ist ein teilweiser


Gesichtsschutz zulässig, es muss ein Visier getragen

werden, das die Nase ganz abdeckt.

Verschiedene Arbeiten weisen auf den Nutzen eines

vollständigen Gesichtsschutzes (im Gegensatz zu

Helmen mit Halb-Visieren) bei jugendlichen Spielern

hin [9,14]. Neben Verletzungen im Gesicht und den

Augen könnte auch das Risiko einer traumatischen

Hirnverletzung durch einen umfassenden Schutz

von Kopf und Gesicht reduziert werden [22]. Es wird

daher das Tragen eines vollständigen Gesichtsschut-

zes für alle Spieler (und nicht nur für U18-Spieler)

gefordert [9].

Nach einer Analyse publizierter Studien kommen

MacCormick et al. [3] zum Schluss, dass Regelan-

passungen effektiv das Verletzungsrisiko reduzieren

können. Der Verzicht auf Bodychecks im Frauen-Eis-

hockey führt nachweislich zu weniger Verletzungen.

Auch das Tragen eines vollständigen Gesichtsschut-

zes zeigt positive Wirkung, in dem im Frauen-Eisho-

ckey weniger Riss-Quetsch-Wunden im Gesicht ver-

zeichnet werden [7].

Im Frauen-Eishockey sollte daher nach Tuominen et

al. [7] die Prävention nun Verletzungen an Knie,

Knöchel und Schulter stärker in den Fokus rücken.

Im Männer-Eishockey sollten vor allem Spieler-Spie-

ler-Kontakte ein Schwerpunkt der Verletzungsprä-

vention sein [4].

Darling et al. [12] kommen ferner zu dem Ergebnis,

dass gerade bei Jugendlichen das Risiko einer Kopf-

/Hirnverletzung durch entsprechende Spielregeln re-

duziert werden könnte. Auch sollte in Präventions-

programmen ein Spiel mit möglichst aufrechter Kör-

perhaltung propagieren werden («heads-up ho-

ckey»).

Des Weiteren weisen Tuominen et al. [2,7] darauf

hin, dass nachgiebige Bandensysteme das Verlet-

zungsrisiko erheblich reduzieren könnten (um 29 %

basierend auf einer Auswertung der World Champi-

onship Spiele der Männer der letzten 7 Jahre).

1.7 Biomechanische Aspekte

Im Eishockey stehen Verletzungen im Vordergrund,

bei denen ein Spieler stossartig belastet wird – sei es

durch den Anprall eines anderen Spielers oder Ob-

jekts (Stock, Puck, Bande) oder durch einen Sturz.

Durch einen Anprall wird die Bewegung eines Spie-

lers abrupt geändert, es wirken Beschleunigungen

und Kräfte auf den Körper. Verletzungen können

durch direkte Krafteinwirkung im Bereich der

Anprallstelle entstehen oder sie entstehen indirekt,

d. h. die einwirkenden Belastungen führen nicht

(nur) an der Kontaktstelle, sondern auch an andere

Stelle im Körper zu einer Verletzung. In Abhängig-

keit der Bewegung des Spielers kann dessen Belas-

tung beim Anprall translatorische und/oder rotatori-

sche Komponenten beinhalten.

Um das Verletzungsrisiko aus biomechanischer Sicht

zu beurteilen, kann man grundsätzlich zwischen

Verletzungen unterscheiden, die durch die Einwir-

kung einer (maximalen) Kraft entstehen und sol-

chen, die durch Beschleunigung induziert werden.

Prellungen, Riss-Quetsch-Wunden oder direkte

Frakturen sind typische Beispiele für Verletzungen

durch Krafteinwirkung. Eine auf den Kopf wirkende

Beschleunigung kann hingegen zur Verletzung des

Gehirns führen.

Gerade solche traumatischen Hirnverletzungen wer-

den im Eishockey oft diskutiert. Neben den akuten

Folgen sind hierbei auch Folgen von mehrfach erlit-


tenen Hirnerschütterungen und/oder Langzeitfol-

gen von Interesse. Ferner erfahren Verletzungen mit

schwerwiegenden Folgen eine grosse mediale Auf-

merksamkeit, dies gilt u. a. für Ereignisse, in denen

ein Spieler eine Verletzung des Rückenmarks (mög-

licherweise mit nachfolgenden Lähmungen) erlei-

det. Seitens der Biomechanik ist dabei zu berück-

sichtigen, dass solche Verletzungen oftmals durch

Druck-/Scherkräfte im Bereich des Rückenmarks

entstehen, d. h. es ist zu beachten, dass es nicht nur

auf die Kopfbelastung ankommt. Stürzt ein Spieler

beispielsweise mit dem Kopf voran in die Bande,

wird der Kopf stark abgebremst, durch den in glei-

cher Richtung bewegten Körper entstehen Druck-

kräfte, die u. a. auf die Wirbelsäule wirken und dort

zu Verletzungen führen können. Es ist die soge-

nannte «effektive Masse» zu berücksichtigen, d. h.

derjenige Anteil der Körpermasse, der in einem Be-

lastungsszenario relevant ist; dies ist bei einem Kopf-

anprall nicht zwangsläufig nur die Masse des Kop-

fes.

Für viele Verletzungen sind Verletzungsmechanis-

men sowie entsprechende Belastungstoleranzen aus

biomechanischen Studien bekannt. Obschon indivi-

duelle Abweichungen bestehen, lässt sich auf Basis

solcher Studien – insbesondere aus verschiedenen

Experimenten – eingrenzen, welchen Belastungen

zu welchen Verletzungen führen.

In den letzten Jahren wurden ferner vermehrt Stu-

dien durchgeführt, um die während der Ausübung

eines Sports auf den Sportler wirkenden Belastun-

gen zu messen. Hierzu wurden Sportler mit Mess-

Sensoren ausgestattet. Im Eishockey wurden Spieler

mit instrumentierten Helmen ausgerüstet, die die

auf den Kopf (Helm) [17,18,23,24] wirkende

Beschleunigung messen. Je nach untersuchter Ko-

horte konnten so die während eines Spiels erlittenen

translatorischen und rotatorischen Kopfbeschleuni-

gungen ermittelt werden. Es zeigte sich beispiels-

weise, dass ein Kopfanprall auf dem Eis, verglichen

mit anderen Kopfanprall-Szenarien, zu den grössten

Beschleunigungen führt. Männer erfahren beim Eis-

hockey grössere Kopfbeschleunigungen als Frauen.

Hinsichtlich des Anpralls an Banden konnte auch

festgestellt werden, dass Männer nicht nur häufiger

an Banden prallen, sondern dabei auch höhere Be-

schleunigungen erfahren (Mittelwerte: 32,1 g

(Männer) zu 26,8 g (Frauen) bzw. 3 350 rad/s2

(Männer) zu 1 860 rad/s2 (Frauen)).

1.8 Fazit aus der Unfallanalyse

Eishockey ist eine Sportart mit hoher Inzidenzrate

für Verletzungen. Verletzungen treten dabei an ver-

schiedenen Körperregionen auf, wobei traumati-

sche Hirnverletzungen besondere Aufmerksamkeit

erfahren. Wenngleich Kollisionen zwischen Spielern

der häufigste Verletzungsmechanismus ist, so kön-

nen Anpralle an Banden ebenfalls zu Verletzungen

führen. Nachgiebige Bandensysteme können die Be-

lastung des Spielers beim Anprall verringern und da-

mit das Verletzungsrisiko reduzieren.

2. Eishockeybanden

Umlaufende Banden begrenzen das Spielfeld. Prinzi-

piell besteht ein Bandensystem aus der eigentlichen

Bande im unteren Teil über der Eisfläche sowie ein

Schutzglasaufsatz im oberen Teil. Die Grundzüge der

Gestaltung der Bandensysteme sind normiert (z. B.

ASTM F173–13 oder DIN 18306). So muss beispiels-

weise die Höhe der Bande 1,17 m bis 1,22 m (gemes-

sen ab der Eisoberfläche) betragen. Die Bande kann

aus Holz, Kunststoff oder gleichwertigem Material

bestehen. Sie muss an der Innenseite glatt und mit

einer mit der Innenseite bündigen Abdeckung (Holm


oder Handlauf) versehen sein, deren Kanten abge-

rundet sind. Das Material der Verkleidung muss ei-

nem mit 160 km/h auftreffenden Puck standhalten.

Die Bande muss im Bereich direkt über der Eisoberflä-

che mit einer mindestens 150 mm bis 250 mm ho-

hen, auswechselbaren, besonders widerstandsfähi-

gen, splitterfreien Stossleiste versehen sein. Ferner

müssen Banden an geeigneten Stellen nach aussen

aufschlagende Türen (Bandenöffnungen) für Eisho-

ckeyspieler und Eisbearbeitungsgeräte aufweisen. Für

das auf der Bande angebrachte Schutzglas sind ver-

schiedene Höhen vorgegeben, je nachdem, ob es sich

um eine Bande in den Endzonen, auf der Längsseite

oder im Bereich der Spielerbänke / Schiedsrichter

handelt. Es kann verschiedenes Material wie Glas o-

der Acryl verwendet werden, wobei die Dicke der

Schutzscheibe ebenfalls vorgeben ist. Basierend auf

diesen Vorgaben besteht ein typisches Bandensystem

daher aus einer festen Bande und einem Schutzglas.

Mit der Intention, das Verletzungsrisiko bei einem

Anprall an der Bande zu reduzieren, wurden alter-

native Banden-Designs entwickelt. Bei diesen mo-

difizierten Konstruktionen wurden teilweise die

Handläufe umgestaltet, die Bandenbefestigungen

und/oder – stützen geändert oder die Glasaufsätze

anders konstruiert. Auch weisen neuere Banden

nur noch eine Höhe von 1,10 m auf. Der Gestal-

tungsspielraum ist jedoch eingeschränkt, da auch

diese sogenannten belastungsreduzierenden Ban-

den die Vorgaben durch die Spielregeln und Nor-

men erfüllen müssen. Eigene Normen bzw. Prüf-

vorschriften für diese neueren Bandensysteme gibt

es derzeit nicht; es gibt somit auch keine Vorgaben

zur Performance, beispielsweise etwaige Mindest-

anforderungen zur Reduktion eines Anpralls an

eine solche Bande.

Dass solche belastungsreduzierenden Banden die

bei einem Anprall durch einen Spieler übertragene

Kraft und Energie grundsätzlich reduzieren können,

wurde durch Marino & Potvin [25] demonstriert. In

Pendelschlagversuchen wurde der Anprall eines

Spielers auf Hüft- sowie auf Schulterhöhe simuliert

und die Performance einer herkömmlichen Bande

mit der Performance eines neueren Designs vergli-

chen. Die Banden konnten hinsichtlich ihrer Steifig-

keit und Eigenschaften zur Energieabsorption cha-

rakterisiert werden. Es zeigte sich das Potential des

neuen Designs, die Belastungen durch den Anprall

zu reduzieren.

Auch Poutiainen et al. [26] haben die Eigenschaften

von Banden untersucht. Ausgehend von Videoana-

lysen tatsächlicher Spieler-Anpralle an eine Bande

wurden Testbedingungen für Pendelschlagversuche

definiert. Anschliessend wurden Bandensysteme mit

einem Pendel beaufschlagt, wobei das Pendel so-

wohl gegen die Bande wie auch das Schutzglas

schlug. Basierend auf dieser Arbeit wurde ein erster

Entwurf von Anforderungskriterien an belastungsre-

duzierende Banden entwickelt.

Zusammenfassend zeigt sich, dass versucht wird,

mittels Veränderungen am Banden-Design die Be-

lastungen beim Anprall an die Bande zu reduzieren.

Allerdings gibt es derzeit noch keine Vorgaben, wel-

che Performance ein solches System haben soll.

Folglich gibt es auch noch kein standardisiertes Ver-

fahren, wie die Performance geprüft werden kann.

Erste Arbeiten haben Pendelschlagversuche durch-

geführt, um die Eigenschaften eines Bandensystems

charakterisieren zu können. Solche Versuche wer-

den auch durch Hersteller von Bandensystemen

durchgeführt. Diese Methodik weist verschiedene

Vorteile auf, da sie relativ einfach zu realisieren ist


und eine gute Reproduzierbarkeit aufweist. Nachtei-

lig ist, dass man im Wesentlichen die Eigenschaften

der Bande bestimmt, aber kaum Aussagen über das

Verletzungsrisiko des Spielers machen kann. An-

prallversuche mit einem instrumentierten Crashtest-

Dummy würden es erlauben, zusätzliche Informati-

onen zur erlittenen Belastung zu erhalten. Solche

Messwerte könnten dann mit bekannten biomecha-

nischen Grössen in Bezug gesetzt werden, um das

erwartete Verletzungsrisiko besser eingrenzen zu

können.

3. Forschungsfragen

Mittels verschiedener Versuche wurde die Perfor-

mance unterschiedlichen Bandensysteme unter-

sucht. Dabei wurden folgende Forschungsfragen

verfolgt:

Mit welcher Versuchsanordnung lässt sich die

Performance eines Bandensystems zweckmässig

bestimmen?

Können Bandensysteme mit neuem Design die

biomechanische Belastung eines anprallenden

Spielers reduzieren?

Gibt es signifikante Unterschiede zwischen den

getesteten Systemen? Bei welchem der geteste-

ten Systeme erfährt ein anprallender Spieler die

geringste biomechanische Belastung?

20 Methodik und Vorgehen bfu-Report Nr. 76

III. Methodik und Vorgehen

Die Performance der Bandensysteme wurde durch

dynamische Pendelversuche und durch Versuche

mit Crashtest-Dummys untersucht. Die Versuche

mit dem Pendel erlauben primär eine Charakterisie-

rung der Bandensysteme, wohingegen die Versuche

mit Crashtest-Dummys eine Analyse des Verlet-

zungsrisikos verschiedener Körperregionen ermögli-

chen. Dazu werden die mittels Crashtest-Dummy

gewonnenen Ergebnisse zu biomechanischen Ver-

letzungskriterien in Bezug gesetzt.

Alle Versuche wurden im Dynamic Test Center (DTC)

in Vauffelin durchgeführt. Für die Versuche wurden

in der Versuchshalle jeweils drei Bandenelemente

montiert. Die Elemente wurden in gerader Konfigu-

ration aufgebaut; der Anprall erfolgte in der Mitte

des mittleren Elements. Die Bandensysteme wurden

fachgerecht aufgebaut und mit einer auf dem Bo-

den liegenden Stahlplatte verschraubt. Die Montage

erfolgte gemäss Herstellerangaben und wurde

durch Personal der Hersteller bzw. Importeure über-

prüft (Ausnahme: Bandensystem AST). Bei einzelnen

Systemen wurden, nach Massgabe des Herstellers,

ganz aussen Stütz-Pfosten montiert, um den An-

schluss an das nächste Element zu simulieren. Wo

nötig wurden die äussersten Steher mittels Spann-

Sets nach vorne abgespannt. Die Stahlplatte selber

(20 mm) weist ein genügend hohes Gewicht auf,

um eine Bewegung der Fusspunkte der Banden

während dem Anprall zu verhindern; dennoch

wurde die Platte zusätzlich mit Spannpratzen am

Boden fixiert. Alle Versuche wurden bei Raumtem-

peratur (22°C) durchgeführt. Die Versuche wurden

in der Mitte des mittleren Elements durchgeführt.

1. Getestete Bandensysteme

In der Versuchsreihe kamen 8 Bandensysteme zum

Einsatz, wobei «Bandensystem» jeweils eine Kombi-

nation aus der eigentlichen Bande («board») sowie

einer Scheibe («glazing») bezeichnet.

Es wurde eine Bande in einem herkömmlichen De-

sign eingesetzt; diese Bande wird daher als Refe-

renzbande betrachtet. Banden eines neueren De-

signs sollen gegenüber dieser Referenz eine höhere

Flexibilität aufweisen. Grundsätzlich ist anzumer-

ken, dass der unterste Teil der Bande (Bereich des

Eisdamms) fest mit dem Boden verschraubt ist und

sich daher nicht bewegt. Je nach Ausgestaltung

kann sich ein «flexibles» System bereits etwas im

darüber liegenden Bereich der Bande sowie im Be-

reich der Scheiben auslenken.

Spezielle energieabsorbierende Strukturen, die bei

einem Anprall beispielsweise durch Verformung

Energie absorbieren können und sich dadurch plas-

tisch verformen, wurden in keiner der getesteten

Banden verbaut. Die Banden können somit allenfalls

ein elastisches Verhalten aufweisen; kontrollierte

plastische Verformung ist nicht vorgesehen. Einzig

das System Vepe Beta wies im unteren Bereich der

Bande ein Gummi-Element auf, wodurch die Bande

flexibler, d. h. beweglicher sein könnte (rein elas-

tisch). Tabelle 1 fasst die in dieser Versuchsreihe ver-

wendeten Eishockeybanden zusammen.

bfu-Report Nr. 76 Methodik und Vorgehen 21

Tabelle 1 Übersicht der getesteten Bandensysteme

Modell Nr. Breite eines Banden-

elements [m]

Höhe der Bande [m]

Scheibe Kommentare

Referenzbande / Engo Olympic 2400 B01 2.4 1.25 Glas 2 Scheiben auf einem Bandenelement

Referenzbande / Engo Olympic 2400 B02 2.4 1.25 Kunststoff 2 Scheiben auf einem Bandenelement

Engo pps B21 2.4 1.10 Glas Zwei Scheiben auf einer Bande

Engo pps B22 2.4 1.10 Kunststoff Eine Scheibe auf einer Bande

Raita Hornium B11 3.0 1.10 Kunststoff Scheiben sind ca. 1.5 m breit, auf Bande versetzt montiert, d. h. auf einer Bande mittig eine Scheibe, die äusseren Scheiben gehen zur Hälfte auf die nächste Bande

Icepro Steeline B31 2.4 1.10 Kunststoff 5 Scheiben auf 3 Bandenelementen, die Scheiben (ca. 1.2 m) werden versetzt montiert, d. h. eine Scheibe über zwei Banden

AST Prototyp B41 2.4 1.10 Kunststoff 5 Scheiben auf 3 Bandenelemente, versetzte Montage. Pro-totyp, noch nicht im Handel

Vepe Beta B51 3.0 1.10 Kunststoff Im Prinzip 2 Scheiben pro Bande, jedoch leicht versetzt, d. h. hier insgesamt 5 Scheiben auf 3 Elementen. Weist im unteren Bereich ein Gummi-Element auf.


1.1 Engo Olympic 2400 (Referenzbande)

Bei diesem Modell handelt es sich um eine Bande

im herkömmlichen Design. Daher wird die Bande

als «Referenzbande» betrachtet. Die Bande ist

1,25 m hoch (Oberkante Handlauf); ein Element ist

2,4 m breit. In der Versuchsreihe wurden einerseits

Scheiben aus Glas, andererseits auch aus Kunst-

stoff verwendet. Auf einem Bandenelement stehen

2 Scheiben (Abbildung 1).

1.2 Engo pps

Diese Bande stellt ein neues Design dar; die Bande

selbst ist niedriger als die Referenzbande (1,1 m,

Oberkante Handlauf) und ein Element ist nur 2,4 m

breit. Die Bande wurde mit Glas- und Kunststoff-

Scheiben getestet, wobei auf einem Bandenelement

eine Kunststoff-Scheibe, jedoch zwei (schmalere)

Glas-Scheiben montiert wurden (Abbildung 2).

1.3 Raita Hornium

Das System Raita Hornium (Breite: 3 m pro Element,

Höhe: 1,1 m) wurde mit einer Kunststoff-Scheibe

geprüft. Es handelt sich um eine gemäss Hersteller

überarbeitetes, modernes Bandensystem (Abbil-

dung 3 oben, S. 23).

1.4 Icepro Steeline

Es wurde das Modell Steeline der Firma Icepro mit

Kunststoff-Scheiben getestet. Eine Bande ist 2,4 m

breit und 1,1 m hoch (Abbildung 3 unten, S. 23).

Abbildung 1 Referenzbande Engo Olympic 2400 mit Glas- (oben) und Kunst-stoff-Scheiben (unten)

Abbildung 2 Engo pps mit Glas- (oben) und Kunststoff-Scheiben (unten)


1.5 AST Prototyp

Bei der durch die Firma AST zur Verfügung gestellte

Bande (2,4 m breit, 1,1 m hoch) handelte es sich um

ein noch nicht im Handel befindlicher Prototyp. Die-

ser wurde mit Kunststoff-Scheiben geprüft. Das Sys-

tem gilt als flexibles Bandensystem (Abbildung 4

oben).

1.6 Vepe Beta

Die Bande Vepa Beta (2,4 m breit, 1,1 m hoch)

wurde mit Kunststoff-Scheiben getestet (Abbildung

4 unten).

2. Pendelversuche

Die Bandensysteme wurden mittels eines dynami-

schen Pendels beaufschlagt. Der Aufschlag des Pen-

dels an der Bande soll dabei die Belastung durch ei-

nen anprallenden Spieler repräsentieren.

Die Versuchsbedingungen orientierten sich an der

von Poutiainen et al. [26] publizierten Studie. In die-

ser Studie wurden die Anprallbedingungen nach ei-

nem Bodycheck eines Spielers in eine Bande durch

Videoanalysen evaluiert und anschliessend in Pen-

delversuchen nachgestellt. Durch die Wahl ver-

gleichbarer Randbedingungen sollte in unserem

Projekt eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit der

Studie von Poutiainen et al. [26] ermöglicht werden.

Abbildung 3 Bande Raita (oben) und Bande Icepro (unten)

Abbildung 4 Bande AST (oben) und Bande Vepe (unten)


Als Pendel wurde ein Boxsack mit einer Masse von

60 kg verwendet. Es wurden Versuche mit zwei An-

prallgeschwindigkeiten durchgeführt. V1 betrug

3,37 m/s wie dies auch von Poutiainen et al. [26]

verwendet wurde. Die zweite Anprallgeschwindig-

keit wurde auf 4,76 m/s festgelegt. Dies entspricht

der doppelten kinetischen Energie im Vergleich zu

Versuchen mit V1.

Zur Vorbereitung des Versuchs wurde die Original-

füllung des Boxsacks (Stoffreste) durch Sand ersetzt.

Im Sand wurde ein dreiachsiger Beschleunigungs-

sensor platziert. Das untere Drittel (Anprallbereich)

wurde mit einer Neopren-Matte (20 mm Dicke) um-

klebt. Das Anbringen der Matte verbessert die Form-

stabilität des Pendels und dämpft den Anprall ge-

ringfügig, so dass initiale Signalspitzen auf dem im

Sack platzierten Beschleunigungssensor vermieden

werden. Das Pendel wurde mit einem Seil an der De-

cke der Versuchshalle montiert; die Länge des Pen-

dels konnte über einen Seilzug verstellt werden. Der

Aufhängungspunkt des Pendels wurde so gewählt,

dass das Pendel senkrecht hing, wenn dessen An-

prallstelle die Bande berührte. Auf Höhe der Anprall-

stelle wurden rechtsseitig am Pendel drei Targets

(gelb-schwarze Klebepunkte als visuelle Marker) an-

gebracht, diese Targets können in den aufgenom-

menen Videoaufnahmen verfolgt werden, um die

Bewegung des Pendels zu analysieren. Durch ent-

sprechendes Auslenken des Pendels wurden die bei-

den Anprallgeschwindigkeiten eingestellt. Tabelle 2

fasst die Versuchsbedingungen und die Instrumen-

tierung zusammen.

Mit Hilfe der Pendelversuche wurde die Auslenkung

der Banden beim Anprall des Pendels bestimmt. Es

wurde der zeitliche Verlauf der Bewegung am obe-

ren und unteren Messpunkt (je ein Potentiometer)

Tabelle 2 Methodik Pendel–Versuche

Pendel Boxsack, HAMMER Boxing Canvas (80cm), Original-Füllung (Stoffreste) mit Sand ausgetauscht Masse (total): 60 kg

Anprallgeschwindigkeiten Zwei Geschwindigkeiten gewählt, V1 gemäss der Publikation von Poutiainen et al. (2014); V2 entspricht der doppelten kinetischen Energie von V1. V1: 3.37 m/s V2: 4.76 m/s

Anprallhöhe Zwei Anprallhöhen, jeweils mit Targets markiert. H1: 1.00 m über dem Boden, d.h. im Bereich der Bande H2: 1.40 m über dem Boden, d.h. im Bereich der Scheibe

Versuchsanzahl Je Bandensystem, zwei Versuche mit jeder Geschwindigkeit auf beide Anprallhöhen, insgesamt 8 Pendelver-suche pro Bandensystem

Instrumentierung Bande: Potentiometer auf Höhe 1.00 m, Potentiometer auf Höhe 1,40 m, einachsiger Beschleunigungssensor auf der Rückseite an der Bande (ca. 1.00 m Höhe), diverse Targets aufgeklebt.

Pendel: diverse Targets aufgeklebt, dreiachsiger Beschleunigungssensor innen (an einem Metallstab, im Sand, möglichst mittig positioniert).

Videotechnik: zwei Kameras von rechts, eine Kamera von oben mit jeweils 500 fps / 1 280*1 024 Pixel

Datenauswertung Es wurden folgende Parameter analysiert:

Auslenkung der Bande auf H1 und H2 mittels Fadenpotentiometer Beschleunigung der Bande, gefiltert nach SAE CFC60

Rückprallgeschwindigkeit des Pendels aus Videoanalyse Die (statistische) Analyse der Daten erfolgte mittels MS Excel®.

Interpretation der Daten Es erfolgte die Charakterisierung der Systeme durch ihre Auslenkung

Steifigkeit Energieabsorption


analysiert (Abbildung 5). Primär wurde auf die ma-

ximale Auslenkung nach dem initialen Kontakt

durch das Pendel abgestellt.

Die Beschleunigungsmessungen an der Bande wur-

den benutzt, um die effektive Masse des Bandensys-

tems und dessen Steifigkeit (analog zu Poutiainen et

al. [26]) zu bestimmen. Prallt ein Spieler an die

Bande, so wirkt eine Kraft auf ihn. Die Grösse dieser

Kraft hängt unter anderem vom dynamischen Ver-

halten der Bande ab. Hierzu gehört auch die Mas-

senträgheit der Bande, d. h. man kann den Wider-

stand der Bande beim Anprall als einen Anteil der

Masse der Bande ausdrücken. Diese Grösse wird als

effektive Masse bezeichnet. Sie ergibt sich, indem

man die Anprallkraft des Pendels (Pendelmasse mul-

tipliziert mit der Pendelbeschleunigung) der Kon-

taktkraft der Bande (effektive Masse der Bande mul-

tipliziert mit der Bandenbeschleunigung) gleich-

setzt. Anschliessend löst man das Gleichungssystem

nach der effektiven Masse auf.

Zur Berechnung der Steifigkeit wurde aus der maxi-

malen Banden-Beschleunigung die maximale Kraft

bestimmt. Als Masse des Pendels wurde 60 kg ge-

wählt. Die Steifigkeit der Bande wurde dann als Ver-

hältnis der maximalen Kraft zur maximalen Auslen-

kung der Bande bestimmt. Des Weiteren wurde

durch Auswertung der Videoaufnahmen die Rück-

prallgeschwindigkeit des Pendels bestimmt. Berech-

net man die kinetische Energie des Pendels am An-

fang des Kontakts mit der Bande (Anprallgeschwin-

digkeit) und am Ende (Rückprallgeschwindigkeit), so

lässt sich ermitteln wie viel Energie durch das ge-

samte System absorbiert wurde.

3. Dummy-Versuche

Um biomechanische Belastungen einzelner Kör-

perregionen beurteilen zu können, wurden ver-

schiedene Versuche mit Crashtest-Dummys

durchgeführt. Es wurden folgende Szenarien un-

tersucht:

Anprall eines Spielers in aufrechter Position (ana-

log einer Spielsituation mit Bodycheck in die

Abbildung 5 Aufbau zum Pendelversuch (links, hier Bande B11). Auf der Rückseite des Systems wurden zwei Potentiometer und ein Beschleuni-gungssensor angebracht (rechts, hier Bande B01)


Bande, Abbildung 6a, S. 27). In einer solchen

Konfiguration trifft der Bereich Kopf / Schulter

auf die Scheibe, das Becken und die Beine tref-

fen auf die Bande. Es wurde ein seitlicher Anprall

simuliert, d. h. der Dummy prallte mit seiner lin-

ken Seite an die Bande. Die Versuche wurden

ohne die Verwendung von persönlicher Schutz-

ausrüstung (PPE, personal protective equipment)

durchgeführt, da die Performance (verschiede-

ner) Schutzartikel nicht im Mittelpunkt dieses

Projekts stand. Um jedoch den Einfluss von PPE

auf die Messwerte grundsätzlich abschätzen zu

können, wurden Vergleichsversuche durchge-

führt, bei denen der Dummy mit Helm, Schulter-

/Oberkörperschutz und Schutzhosen ausgerüstet

war (Abbildung 6b, S. 27). Die Schutzartikel wur-

den durch den Eishockeyverband zur Verfügung

gestellt; es handelte sich um die heute verwen-

dete Standardausrüstung.

Anprall eines Spielers in nach vorne geneigter Si-

tuation (analog einer Spielsituation mit Stock auf

dem Eis). In leicht schräger Haltung prallt der

Dummy mit Schulter und Kopf auf die Bande

(unterhalb des Handlaufs, Abbildung 6c, S. 27).

Anprall eines Spielers am Handlauf. Hierzu

wurde ein frontal vor der Bande «stehender»

Dummy nach vorne gekippt, so dass der Kopf

mit der Stirn im Bereich des Handlaufs aufprallte

(Abbildung 6d, S. 27).

Anprall eines kleinen Spielers (Kind, Teenager) in

geneigter Haltung mit PPE an die Bande. Diese

Versuche sollten hervorheben, dass Bandensys-

teme nicht nur im Profi-Eishockey zum Einsatz

kommen und entsprechend auch für andere

Nutzergruppen, wie Jugendliche, geeignet ge-

staltet sein sollten. Es sollte daher exemplarisch

untersucht werden, ob die Systeme bei Belastung

durch einen jugendlichen Spieler das gleiche Ver-

halten aufweisen wie bei einem Anprall durch ei-

nen erwachsenen Spieler (Abbildung 6e, S. 27).


Abbildung 6 Die verwendeten Test-Szenarien (von links nach rechts)

6a

6b

6c

6d

6e


Je nach Fragestellung wurde ein geeigneter Crash-

test-Dummy verwendet. Für die meisten Versuche

wurde ein für Seitenaufprall-Versuche ausgelegter

Dummy (ES-2, entspricht einem 50 %ilen Mann,

1,75 m / 78 kg) verwendet. Zudem kamen Hybrid III

Dummys zum Einsatz; ein Hybrid III der Grösse

50 %ile wurde für die Versuche zum Anprall an den

Handlauf und ein Hybrid III der Grösse 5 %ile als

«kleiner» Dummy verwendet. Tabelle 3 fasst die ver-

wendeten Dummys, ihre Instrumentierung und die

gemessenen Parameter zusammen.

Tabelle 3 Technische Angaben zu den verwendeten Dummys

Instrumentierung Parameter gemessen und berechnet

ES-2 (50 %ile): Masse: 78 kg, Grösse: 1.75 m

Beschleunigungssensor Kopf

Kopfbeschleunigung in x, y, z-Richtung resultierende Beschleunigung, Maximum

3ms-Kriterium HIC (Head Injury Criterion)

Sensor Hals oben (Kraft, Moment) Halskraft in x, y, z-Richtung

Kriterium für Zug-/ Scherkraft Halsmoment um x, y, z-Achse

Beschleunigungssensor obere Wirbelsäule (Höhe BWS) Kraftsensor Schulter

Beschleunigung in x, y, z-Richtung resultierende Beschleunigung

Schulterkraft in x, y, z-Richtung resultierende Schulterkraft

Deformationssensor Rippen Rippendeformation in y-Richtung am Brustkorb oben/ mittig / unten VC-Kriterium (viscous criterion, berücksichtigt Deformationsgeschwindigkeit)

Beschleunigungssensor Wirbelsäule unten Beschleunigung in x, y, z-Richtung resultierende Beschleunigung

Sensor Wirbelsäule unten (Kraft, Moment) Kraft der unteren Wirbelsäule in x- und y-Richtung Moment um die x- und y-Achse

Kraftsensor Abdomen Kraft in y-Richtung auf der stoss-nahen Seite/ mittig/ stoss-abgewandten Seite Gesamtkraft auf das Abdomen (Summe)

Beschleunigungssensor Pelvis Becken-Beschleunigung in x, y, z-Richtung resultierende Beschleunigung

Kraftsensor Schambeinfuge Kompressionskraft auf die Schambeinfuge (Fy)

Hybrid III, 50 %ile: Masse: 78 kg, Grösse: 1.75 m

Beschleunigungssensor Kopf Kopfbeschleunigung in x, y, z-Richtung resultierende Beschleunigung, Maximum




Hybrid III 5 %ile: Masse: 51 kg, Grösse: 1.55 m

Beschleunigungssensor Kopf Kopfbeschleunigung in x, y, z-Richtung resultierende Beschleunigung, Maximum




Beschleunigungssensor Brust Brust-Beschleunigung in x, y, z-Richtung resultierende Beschleunigung, Maximum 3ms-Kriterium

Beschleunigungssensor Pelvis Becken-Beschleunigung in x, y, z-Richtung resultierende Beschleunigung


Für die verschiedenen Anprallszenarien wurden

Randbedingungen gewählt, die einen Vergleich

zu anderen Studien bzw. den hier durchgeführten

Pendelversuchen zulassen. Als Anprallgeschwin-

digkeit wurde für alle Versuche 4,76 m/s ge-

wählt – mit Ausnahme der Versuche zum Anprall

am Handlauf, bei denen der Dummy aus einer ste-

henden Position nach vorne kippte, woraus sich

die Anprallgeschwindigkeit ergab.

Die Positionen der Dummys wurden jeweils vor den

Versuchen anhand von am Dummy angebrachten

Targets vermessen und so immer wieder reprodu-

ziert. Für die Versuche zum Anprall am Handlauf

wurde der Dummy in eine aufrechte, «stehende»

Position gebracht (der Dummy wurde dazu an ei-

nem am Kopf montierten Haken aufgehängt, ange-

hoben und dann abgelassen, bis eine aufrechte Hal-

tung erreicht war). Der Abstand zwischen Dummy

und Bande wurde so gewählt, dass die Stirn beim

Sturz nach vorne auf den Handlauf trifft.

Für die anderen Anprallversuche wurde der Dummy

auf einem Schlitten positioniert (Abbildung 7), auf

welchem eine Aufhängevorrichtung montiert war.

Der Schlitten wurde anschliessend beschleunigt, so

dass die gewünschte Geschwindigkeit erreicht

wurde. Der Schlitten wurde kurz vor Erreichen der

Bande gestoppt, so dass sich der Dummy aufgrund

seiner Trägheit vom Schlitten löste und in die Bande

prallte (siehe auch Abbildung 6 a – c).

Zur Auswertung der umfangreichen Messungen

wurden in einem ersten Schritt alle Daten eines Ver-

suchs synchronisiert (Dummy-/Banden-Messungen)

und auf ihre Plausibilität geprüft. Die Verläufe der

Messkurven wurden anhand der Videoaufnahmen

verifiziert (es wurde beispielsweise überprüft, ob der

erste erkennbare Kontakt zwischen Dummy und

Bande zu einem Ansteigen der Messungen geführt

hat, ob verschiedene Maxima mit einer entspre-

chenden Bewegung / Position des Dummy einher-

gehen usw.). Anschliessend wurden die erhaltenen

Messwerte mit bekannten biomechanischen Kenn-

grössen verglichen (Tabelle 4). Bei diesen Kenngrös-

Abbildung 7 Crashtest Dummy ES-2 in aufrechter Position auf Schlitten

Tabelle 4 Biomechanische Vergleichswerte

Parameter Grenz-wert

Referenz

HIC-36 (Head Injury Crite-rion)

1 000 Standards / Crashtests Fahrzeugsi-cherheit

3ms-Kriterium Kopf 80 g Wayne-State-Tolerance Curve

Extension (Moment) Hals 57 Nm Standards / Crashtests Fahrzeugsi-cherheit; geht zurück auf For-schungsarbeiten von Goldsmith & Ommaya [1]

Kompression der Rippen

42 mm Standards / Crashtests Fahrzeugsi-cherheit

VC (viscous criterion); be-rücksichtigt Deformation und Deformationsgeschwindig-keit der unteren Rippen

1 Standards / Crashtests Fahrzeugsi-cherheit

Max. Kraft auf das Abdomen 2 500 N Standards / Crashtests Fahrzeugsi-cherheit

Max. Schambeinfugenkraft 6 000 N Standards / Crashtests Fahrzeugsi-cherheit

Die initiale Position der Dummys auf dem Schlitten wurde jeweils vermessen, so dass die Position bei nachfolgenden Versuchen reproduziert werden konnte. Die Abbildung zeigt den ES-2 in aufrechter Position.


sen handelt es sich um Grenzwerte aus verschiede-

nen Standards, die vor allem im Bereich der

Fahrzeugsicherheit angewendet werden. Es ist zu

beachten, dass es für maximale Schulterkräfte sowie

die Belastung der unteren Wirbelsäule (Moment um

die x-Achse) keine allgemein anerkannten und hier

zweckmässigen Grenzwerte gibt.

Für jede Testkonfiguration wurden zwei Versuche

durchgeführt. In einem ersten Schritt wurden die

Versuche alle einzeln betrachtet. Zwei Tests in glei-

cher Konfiguration erlauben es, die Wiederholbar-

keit der Versuchsanordnung zu überprüfen. Bei nur

zwei Messwerten, beispielsweise für eine bestimmte

maximale Kraft oder Beschleunigung, verbietet es

sich jedoch, Mittelwerte zu bilden. Dies gilt insbe-

sondere, da der Zeitpunkt des Auftretens der Maxi-

malwerte zu berücksichtigen ist. Um die Bandensys-

teme vergleichen zu können, wurde daher – in An-

nahme des ungünstigsten Falls (worst case) – für ein

Bandensystem jeweils der höhere der in den beiden

Versuchen gemessene Wert verwendet. Wurde also

beispielsweise beim gleichen Bandensystem im ers-

ten Versuch eine maximale Kraft von 500 N gemes-

sen und im zweiten Versuch eine Kraft von 350 N,

so wurde für den Vergleich der Bandensysteme der

höhere Wert verwendet, da diese Bande im ungüns-

tigen Fall zu einer Kraft von 500 N führen kann. Die-

ses Verfahren kam bei der Erstellung der Rangliste

der Bandensysteme zum Einsatz.

Tabelle 5 fasst die durchgeführten Dummy-Versu-

che zusammen. Im Anhang findet sich zudem eine

Tabelle mit der datierten Versuchsreihe (Tabelle 8,

S. 50).

4. Bewertung der Performance der

Bandensysteme

Um eine Aussage machen zu können, in welchem

Umfang die neuen Bandensysteme zu einer gerin-

geren Belastung eines Spielers führen, müssen die

erhobenen Einzelmessungen in einer Gesamtschau

interpretiert werden. Im Rahmen dieses Projekts

wurde versucht, die Performance der einzelnen

Bandensysteme vergleichend zu bewerten, d. h. es

wurde ein Ranking der Banden erstellt.

Tabelle 5 Methodik Dummy-Versuche

Anprall an Bande in auf-rechter Position (mit/ohne ppe)

Anprall an Bande in ge-neigter Position

Anprall kleiner Dummy Anprall an Handlauf

Dummy-Typ ES-2 ES-2 Hybrid III 5 %ile Hybrid III 50 %ile

Instrumentierung Bande: Potentiometer auf Höhe 1.00 m, Potentiometer auf Höhe 1.40 m, einachsiger Beschleunigungssensor auf der Rückseite an der Bande (ca. 1.00 m Höhe), diverse Targets aufgeklebt Dummy: wie in Tabelle 3 beschrieben

Anprallge-schwindigkeit

4.76 m/s für alle Schlittenversuche Kippen aus dem Stand

Versuchsanzahl Je 2 Versuche

Datenauswer-tung

Auslenkung der Bande, Beschleunigung der Bande Biomechanische Grössen je nach Dummy gemäss Tabelle 3.

Interpretation der Daten

Biomechanische Belastung von Kopf, Hals, Thorax, Abdomen und Pelvis. Kriterien wie in Tabelle 4 ausgeführt.

Biomechanische Belastung des Kopfes. Auslenkung der Bande. Vergleich zu den Ergebnissen mit den Resultaten des ES-2

Biomechanische Belastung des Kopfes. Charakterisierung des Hand-laufs mittels Videoaufnahmen, Kopfbeschleunigung und Aus-lenkung der Bande.


4.1 Auslenkung der Bandensysteme

Die Interpretation der Pendelversuche ermöglicht

eine Aussage über die Auslenkung der Banden bei

einem Anprall. Anhand der Messwerte können die

Bandensysteme gemäss ihrer maximalen Auslen-

kung und ihrer Steifigkeit rangiert werden. Es lässt

sich vergleichen, ob Systeme mit neuem Design tat-

sächlich weiter auslenken bzw. weniger steif sind als

die Referenzbande. Zudem lässt sich untersuchen,

ob die Verwendung von Glas- oder Kunststoffschei-

ben einen Einfluss auf die Auslenkung der Banden

hat. Die Rangierung kann für Anpralle an der Bande

und an der Scheibe separat erfolgen.

4.2 Ranking der Bandensysteme

Auf Basis der gemessenen biomechanischen Belas-

tungen ist es möglich, die verschiedenen Bandensys-

teme zu vergleichen. Systeme, die zu einer niedrige-

ren Belastung führen, sind vorteilhafter zu bewerten

als Systeme, die zu einer höheren Belastung führen.

Die Schwierigkeit dieses Ansatzes besteht darin, ver-

schiedene biomechanische Belastungen zu kombi-

nieren. Es ist zu entscheiden, welche der gemesse-

nen Grösse in diese Rangordnung einfliessen bzw.

ob eine Gewichtung der verschiedenen Kenngrös-

sen erfolgen soll. Hierbei sollten die Kenngrössen ei-

nen relevanten Bezug zum Verletzungsgeschehen

haben und zudem sollte der Vergleich relativ einfach

nachvollziehbar sein (allzu komplexe Berechnungs-

schemata erschweren eine Interpretation der Rang-

ordnung, z. B. im Hinblick auf das unterschiedliche

Design der Bandensysteme).

Im Rahmen dieses Projekts wurden für das Ranking

nur diejenigen Versuche, die mit dem ES-2 Dummy

durchgeführt wurden, berücksichtigt. Das Ranking

wurde sowohl für die stehende wie auch die nach

vorne geneigte Position erstellt. In einem ersten

Schritt wurden dazu diejenigen Parameter ausge-

wählt, die in das Ranking einfliessen sollten

(Tabelle 6). Zu jedem Parameter wurde ein Grenz-

wert definiert, der nicht überschritten werden sollte.

Anschliessend wurde für jedes Bandensystem der

Quotient aus erreichtem Messwert zum definierten

Grenzwert gebildet. Übersteigt der Messwert den

Grenzwert, ergibt sich ein Quotient grösser 1, für

Werte unterhalb des Grenzwerts ist der Quotient

kleiner als 1. Es ist zu beachten, dass für den Ver-

gleich der Bandensysteme jeweils die ungünstigsten

Werte pro System verwendet wurden (siehe Kap. 3,

S. 25). Ferner wird die Belastung der Schulter als po-

tenziell verletzungsinduzierend betrachtet, es exis-

tieren jedoch keine anerkannten Grenzwerte für

Tabelle 6 Für das Ranking und seine Variationen verwendete Referenzwerte

Parameter Verwendeter Referenzwert

Ranking (Basisvariante)

Ranking (Variante 1; gemessene

Maximalwerte)

Ranking (Variante 2; keine Berücksichtigung der

Beckenbelastung)

HIC 1 000 704 1 000

Schulterkraft in y-Richtung 3 000 N 3 465 N 3 000 N

Kraft untere Wirbelsäule in y-Richtung 1 500 N 3 123 N 1 500 N

Moment untere Wirbelsäule um x-Achse 120 Nm 120 Nm –

Eindrücken der unteren Rippe 42 mm 27 mm 42 mm

VC untere Rippe 1 0.3 1

Kraft Abdomen 2 500 N 1 746 N –

Kraft Schambeinfuge 6 000 N 2 610 N –


eine ertragbare Belastung. Daher wurde hier ein

Normierungswert von 3000 N gewählt. Dieser Wert

liegt über dem von Usman et al. [27] publizierten

Wert, bei dem im Rugby keine Verletzungen auftra-

ten, er liegt in der Grössenordnung wie der von

Duprey et al. [28] beschriebene Grenzwert und er

liegt deutlich unterhalb dem für die maximale

Schambeinfugenkraft bekannten Grenzwert von

6000 N. Während für die auf die untere Wirbelsäule

wirkende Kraft ein Grenzwert besteht, existiert kein

zweckmässiger Referenzwert für die Drehmomente

in der unteren Wirbelsäule. Aus biomechanischer

Sicht erscheint es jedoch sinnvoll, bei der hier ver-

wendeten Anprallkonfiguration neben der Kraft

durch direkten Anprall auch die Torsionskompo-

nente zu berücksichtigen. Es wurde daher ein Wert

von 120 Nm für das Moment um die x-Achse im Be-

reich der unteren Wirbelsäule gewählt. Dieser Wert

entspricht dem höchsten in dieser Versuchsreihe ge-

messenen Wert, d. h. im Ranking wird auf diesen

Wert normiert. Je tiefer das gemessene Moment in

der unteren Wirbelsäule, desto besser wird die ent-

sprechende Bande bewertet.

Im Sinne einer Sensitivitätsanalyse wurden zudem

weitere Rankings durchgeführt, bei denen ein ande-

res Set an Parametern bzw. Grenzwerten verwendet

wurde. Dies erlaubt eine Beurteilung, wie stabil die

Rangordnung ist bzw. welche Parameter den gröss-

ten Einfluss auf die Rangierung haben (Tabelle 6). In

einer ersten Variante wurden die Messwerte der ein-

zelnen Systeme auf den jeweils höchsten gemesse-

nen Wert normiert, d. h. das System mit dem

schlechtesten Messwert führt zu einem Quotienten

von 1, alle anderen Systeme werden relativ zur Per-

formance des schlechtesten Systems gewertet. In ei-

ner zweiten Variante wurden die Referenzwerte bei-

behalten, es wurden jedoch nicht mehr alle Körper-

regionen berücksichtigt. Da Beckenverletzungen im

Eishockey eine untergeordnete Rolle spielen, flossen

die Messwerte für die Lendenwirbelsäule und das

Becken nicht mehr in die Bewertung ein.

Ermittelt man für jeden Parameter den entsprechen-

den Quotienten, kann dieser als Punktzahl behan-

delt werden. Im hier verwendeten Ranking wurden

nun alle Punkte zu einer Gesamtpunktzahl pro Ban-

densystem addiert. Eine kleine Punktzahl gibt einen

Hinweis auf eine geringe biomechanische Belastung

durch das System. Ferner ist zu beachten, dass sich

über die Auswahl der Parameter auch eine Gewich-

tung der einzelnen Körperregionen bzw. möglicher

Verletzungen ergibt.

Das Ranking der hier getesteten Bandensysteme

wurde zur Auslenkung der jeweiligen Bande in Be-

zug gesetzt. Es wurde die erreichte Punktzahl gegen

die im Dummy-Versuch erzielte Auslenkung in ei-

nem Diagramm aufgetragen.

4.3 Verknüpfung zwischen Pendel- und

Dummy-Versuchen

Wenngleich eine Bewertung der Bandensysteme an-

hand der Pendelversuche und der Dummy-Versuche

erstellt wurde, ist zu beachten, dass keine direkte

Korrelation der beiden Versuchsreihen besteht. Eine

solche könnte sich je nach Ergebnis über die Auslen-

kung der Bandensysteme ergeben, d. h. falls aus

Dummy-Versuchen resultierte, dass eine höhere

Auslenkung immer ein besseres Ranking bedeutet,

und falls die Auslenkungen aus Dummy-Versuchen

und Pendelversuchen pro Bande ebenfalls korrelier-

ten, würde dies bedeuten, dass man aus der Aus-

lenkung beim Pendelversuch direkt auf das Ranking

im Dummy-Versuch zurückrechnen könnte.

bfu-Report Nr. 76 Ergebnisse 33

IV. Ergebnisse

Der gewählte Aufbau und die verwendete Mess-

technik haben sich als praktikabel erwiesen; es

konnten alle Messdaten wie geplant erhoben und

ausgewertet werden. Die Versuche zeigten eine

sehr gute Wiederholbarkeit. Sowohl die Ergebnisse

der Pendelversuche, aber auch die Resultate der un-

gleich aufwändigeren Dummy-Versuche konnten in

jeder Konfiguration im jeweils zweiten Versuch mit

sehr guter Genauigkeit wiederholt werden.

An den Banden bzw. Scheiben sind in keinem Ver-

such sichtbare Beschädigungen oder Verformungen

entstanden.

1. Auslenkung der Banden

Die Ergebnisse der Pendel- und Dummy-Versuche

finden sich in tabellarischer Form im Anhang (Ta-

belle 9, S. 51). Berücksichtigt man alle Messungen

der Pendelversuche zeigt sich, dass die Referenz-

bande (mit Kunststoff-Scheibe) um 13,4 ± 3,6 mm

(auf 1 m Höhe) bzw. 30,7 ± 13,1 mm (auf 1,4 m

Höhe) ausgelenkt wurde. Die neuen Bandensys-

teme (mit Kunststoff-Scheibe) wurden hingegen

um 40,1 ± 13,3 mm bzw. 56,2 ± 17,7 mm ausge-

lenkt.

Vergleicht man die Auslenkungen der Pendel- und

der Dummy-Versuche (jeweils bei 4,76 m/s) so ist

festzustellen, dass die Auslenkung durch den An-

prall des Dummys in aufrechter Position in ver-

gleichbarer Grössenordnung liegt wie die Auslen-

kung durch den Anprall des Pendels (Abbildung 8,

S. 34). Dies deutet darauf hin, dass das verwendete

Pendel hinsichtlich seiner effektiven Masse eine ak-

zeptable Approximation des Anpralls eines Dum-

mys darstellt. Man erkennt zudem die gute Wie-

derholbarkeit der Versuche.

Vergleicht man den Einfluss der Glas- bzw. Kunst-

stoffscheibe, so führen die Pendelversuche zu einer

grösseren Auslenkung bei der Verwendung von

Kunststoffscheiben (Abbildung 9, S. 34).

34 Ergebnisse bfu-Report Nr. 76

Abbildung 8 Vergleich der Auslenkung durch das Pendel

Abbildung 8 (Fortsetzung) Vergleich der Auslenkung durch das Pendel

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

B011

B012

B211

B212

B021

B022

B221

B222

B111

B112

B311

B312

B411

B414

B511

B512

Aus

lenk

ung

[mm

]

d1 d1/h1 d1/h2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

B01

1

B01

2

B21

1

B21

2

B02

1

B02

2

B22

1

B22

2

B11

1

B11

2

B31

1

B31

2

B41

1

B41

4

B51

1

B51

2

Aus

lenk

ung

[mm

]

d2 d2/h1 d2/h2

d1/h1: Pendel prallt an die Bande (unteres Target); d1/h2: Pendel prallt an die Scheibe (oberes Target); d1: ES-2 Dummy in aufrechter Position. Oben: Auslenkung gemessen am unteren Target. Unten: Auslenkung gemessen am oberen Target.

Abbildung 9 Vergleich der Auslenkungen bei Glas- und Kunststoffscheiben

Abbildung 9 (Fortsetzung) Vergleich der Auslenkungen bei Glas- und Kunststoffscheiben

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

h1,v1 h1,v1 h2,v1 h2,v1 h1,v2 h1,v2 h2,v2 h2,v2

Aus

lenk

ung

[mm

]

B01 glas low B02 acryl low B01 glas high B02 acryl high

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

h1,v1 h1,v1 h2,v1 h2,v1 h1,v2 h1,v2 h2,v2 h2,v2

Aus

lenk

ung

[mm

]

Glas B21 low Acryl B22 low Glas B21 high Acryl B22 high

low: Messungen am unteren Potentiometer; high: Messungen am oberen Potentiome-ter. Die Diagramme zeigen die Auslenkung bei verschiedenen Versuchskonfigurationen (Anprallhöhe/-geschwindigkeit). Zu jeder Konfiguration wurden zwei Experimente durchgeführt; die Diagramme zeigen die gute Wiederholbarkeit der Pendelversuche. Oben: Engo Referenzbande (B01: Glas; B02: Kunststoff). Unten: Engo pps (B21: Glas; B22: Kunststoff)


Des Weiteren wurde die Rückprallgeschwindigkeit

des Pendels aus den Videoaufnahmen ermittelt. Aus

der Differenz der Anprall- und der Rückprallge-

schwindigkeit ergibt sich ein Anhaltspunkt für die

Energieabsorption des Bandensystems (Abbildung

10).

Zudem kann die effektive Masse der Systeme be-

rechnet werden (Abbildung 10). Ferner wurden die

Steifigkeiten der Banden bestimmt. In Abbildung 11

(S. 36) wird die prozentuale Steifigkeit relativ zur Re-

ferenzbande mit Glas-Scheibe (B01 auf 100 % ge-

setzt) dargestellt. Die Referenzbande weist in allen

Konstellationen (beide Pendel-Geschwindigkeiten,

beide Anprallstellen) die grösste Steifigkeit auf. Die

Verwendung einer Kunststoffscheibe reduziert die

Steifigkeit der Referenzbande (betrachtet am obe-

ren Target im Bereich der Scheibe). Die effektive

Masse der Systeme liegt im Bereich der Bande (un-

teres Target) zwischen ca. 150 kg für die Referenz-

bande und 60 kg für die neuen Systeme (Abbildung

11, S. 36). Im Bereich der Scheibe (oberes Target)

weisen die Systeme ähnliche Massen auf, die jedoch

immer noch über 60 kg liegen.

Betrachtet man den zeitlichen Verlauf beim Anprall

an die Bande fällt zudem auf, dass es – je nach De-

sign – teilweise zu einer maximalen Auslenkung der

Bande bis zum Anschlag gekommen ist. Unter man-

chen Bedingungen weist die gemessene Beschleuni-

gung der Bande dadurch zwei Peaks auf (s. Anhang

Tabelle 9, S. 51).

Abbildung 10 Pendelversuch, V = 4.76 m/s, Bande Prozentuale Steifigkeit (links) [%] / Effektive Masse (rechts) [kg]

100

153

107

151

81

109

72

63

47

60

42

60.263 61

53

61

0

20

40

60

80

100

120

140

160

112

B01 B02 B11 B21 B22 B31 B41 B51

Abbildung 10 (Fortsetzung) Energieabsorption der Bandensysteme

Abbildung 10 (Fortsetzung) Energieabsorption relativ zur Referenzbande

0.91 0.90

0.96 0.950.92

0.96

0.88

0.94

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%%

Ene

rgie

asor

ptio

n

B01 B02 B11 B21 B22 B31 B41 B51

0.0%

-0.5%

5.3%

4.1%

1.1%

5.1%

-2.8%

3.0%

-4%

-3%

-2%

-1%

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

% D

iffer

enz

in E

nerg

ieab

sorp

tion

gege

nübe

r Re

f

B01 B02 B11 B21 B22 B31 B41 B51


Abbildung 11 Pendelversuch, V=4.76 m/s, Scheibe Prozentuale Steifigkeit (links) [%] / Effektive Masse (rechts) [kg]

100

6763 65

39

92

54

78

40

70

24

79

33

62

28

67

0

20

40

60

80

100

120

140

160

112

B01 B02 B11 B21 B22 B31 B41 B51

Steifigkeit (prozentual relativ zur Referenzbande mit Glasscheibe, d. h. B01 = 100 %) und effektive Masse der Bande / Scheibe. Das obere Diagramm zeigt die Ergebnisse eines Pendelversuchs bezogen auf die Auslenkung der Bande (unteres Potentiometer), das untere Diagramm bezogen auf die Auslenkung der Scheibe (oberes Potentiometer).


2. Biomechanische Belastungen beim

Banden-Anprall

Die Messergebnisse werden in den Tabellen im An-

hang dargestellt (Tabelle 8 – Tabelle 10, S. 50 – S. 57).

Grundsätzlich ist festzuhalten, dass die bekannten

biomechanischen Grenzwerte (Tabelle 4, S. 29) in

der Regel nicht überschritten werden. Ausnahme ist

ein Versuch mit Bande B31, Dummy in geneigter

Haltung, bei dem die Rippendeformation 43,5 mm

(Grenzwert: 42,0 mm) betrug. Die Videoanalyse

führt zur Annahme, dass dies durch ein Einklemmen

des Armstummels des Dummys bedingt sein

könnte. Im zweiten Versuch wurde der Grenzwert

deutlich unterschritten.

Im Nachfolgenden werden einige Ergebnisse detail-

lierter vorgestellt. Diese Auswertungen entstanden

auf Basis der Tabellen im Anhang dieses Berichts

(siehe Tabelle 10, S. 57).

Hinsichtlich der Kopfbelastungen ist das HIC-Krite-

rium (Head Injury Criterion) von Interesse. Die ge-

messenen Werte liegen sowohl bei den Versuchen

in aufrechter wie auch in geneigter Position unter

den bekannten biomechanischen Grenzwerten, wo-

bei die Werte bei geneigter Haltung höher sind als

bei aufrechter Haltung des Dummys (Abbildung 12).

Vergleicht man die Banden B01/2 (Referenzbande)

und B21/2, so zeigt sich, dass das neue Design zu

grösserer Auslenkung der Bande und geringeren

HIC-Werten führt. Die Verwendung von Kunststoff-

scheiben bei Bande B22 reduziert die Kopfbelastung

gegenüber Glasscheiben; bei der Referenzbande

B01/2 wird die Kopfbeschleunigung durch das Ma-

terial der Scheiben kaum beeinflusst (Abbildung 12).

Zu beachten ist, dass der zeitliche Verlauf der Kopf-

beschleunigung durch die Kinematik des Anpralls

beeinflusst wird (siehe auch Abbildung 20, S. 45).

Geringere Belastungswerte von Bande B21/2 ge-

genüber B01/2 finden sich auch für alle anderen

Körperregionen.

Vergleicht man alle Banden mit Kunststoff-Schei-

ben miteinander, zeigt sich kein eindeutiger Zu-

sammenhang (Abbildung 14, S. 38). Zwar resultiert

bei Versuchen in geneigter Haltung die grösste

Auslenkung in den kleinsten HIC-Werten, doch

führt eine grössere Auslenkung nicht zwangsläufig

zu kleineren HIC-Werten. Bande B1 resultiert bei-

spielsweise in niedrigeren HIC-Werten als Bande

Abbildung 12 Vergleich Glas- vs. Kunststoffscheiben: HIC-Wert beim Aufprall von ES-2, geneigt, unteres Target

Abbildung 12 (Fortsetzung) ES-2, aufrecht, unteres Target

B01, glass

B01, glass

B02, acrylB02, acryl

B21, glass B21, glass

B22, acryl

B22, acryl

0

100

200

300

400

500

600

0 10 20 30 40 50

HIC

[-]

Auslenkung [mm]

B01, glassB01, glass

B02, acrylB02, acryl

B21, glass

B21, glass B22, acryl

B22, acryl0

100

200

300

400

500

600

0 10 20 30 40 50 60 70 80

HIC

[-]

Auslenkung [mm]

HIC-Werte der Banden B01/2 (Glas/Kunststoff) und B21/2 (Glas/Kunststoff) im Ver-gleich. Oben: Versuche mit Dummy in geneigter Position. Unten: aufrechter ES-2 Dummy. Die Auslenkung bezieht sich jeweils auf das untere Potentiometer an der Bande.


B4, obwohl Bande B4 eine grössere Auslenkung

aufweist. Auch die Versuche in aufrechter Haltung

führen nicht zu einem einheitlichen Bild. Obschon

die HIC-Werte in dieser Konfiguration erwartungs-

gemäss viel niedriger ausfallen als beim Anprall in

geneigter Position, finden sich hier verschiedene

Bandensysteme, die bei quasi gleicher Auslenkung

zu unterschiedlichen HIC-Werten führen.

Betrachtet man die gemessenen Schulterkräfte, so

ist festzustellen, dass die Komponente in y-Richtung

(Querrichtung, von aussen dem Schlüsselbein ent-

lang) den relevanten Anteil beiträgt. Durch das Her-

unterrutschen des Dummys nach dem Anprall an

der Scheibe trat ebenfalls eine nicht unerhebliche

Komponente in z-Richtung auf. Vergleicht man alle

Banden mit Kunststoffscheiben, führt der Anprall an

der Bande (geneigte Position) zu einer höheren

Schulterkraft als ein Anprall an der Scheibe (auf-

rechte Position). Die Schulterkräfte liegen bei allen

Bandensystemen jedoch in sehr ähnlichen Grössen-

ordnungen, mit einer Ausnahme (Abbildung 13).

Bande B1 führte verglichen mit den anderen Pro-

dukten zu klar höheren Schulterkräften, wobei die

Wiederholbarkeit der beiden Versuche hier weniger

gut war als bei den anderen Produkten (vgl. Tabelle

10 im Anhang).

Abbildung 14 Vergleich der Banden: HIC-Wert beim Aufprall von ES2 geneigt, unteres Target

Abbildung 13 (Fortsetzung) HIC-Wert, aufrecht, unteres Target

HIC-Werte aller Banden mit Kunststoffscheibe. Versuche mit ES-2 Dummy. Oben: ge-neigte Position; unten: aufrechte Position. Die Auslenkung bezieht sich jeweils auf das untere Potentiometer an der Bande.

Abbildung 13 Vergleich der Banden: Schulterkraft Fy beim Aufprall von ES2, geneigt, unteres Target

Abbildung 14 (Fortsetzung) Schulterkraft Fy, aufrecht, unteres Target

Schulterkraft aller Banden mit Kunststoffscheibe. Versuche mit ES-2 Dummy. Oben: geneigte Position; unten: aufrechte Position. Die Auslenkung bezieht sich jeweils auf das untere Potentiometer an der Bande.


Bezüglich der anderen Körperregionen finden sich

bei Anprallen in der geneigten Position des Dummys

keine Zusammenhänge zwischen der Auslenkung

und den Messwerten. Bei Anprallen in aufrechter

Position zeigt sich ansatzweise ein Zusammenhang

zwischen Rippendeformation und der auf das Ab-

domen wirkenden Kraft (Abbildung 15), wobei auch

diese Tendenz durch Ergebnisse überlagert wird, bei

denen gleiche Auslenkung zu unterschiedlicher

Kraft führt bzw. auch bei unterschiedlicher Auslen-

kungen eine ähnliche Kraft auftreten kann (Abbil-

dung 15, unten). Grundsätzlich bestätigt sich das

Bild, dass Bandensysteme mit neuem Design ins-

gesamt zu mehr Auslenkung und geringeren biome-

chanischen Belastungen führen als die Referenz-

bande.

Auf Basis der mit dem ES-2 Dummy durchgeführ-

ten Versuche wurde eine Rangordnung erstellt.

Abbildung 16 (s. Tabelle 11, S. 63 im Anhang) zeigt

die Bewertung aller Bandensysteme. Banden mit

neuerem Design erzielen eine grössere Auslen-

kung. In Versuchen mit dem Dummy in geneigter

Position (Anprall an der Bande) führt dies jedoch

nicht zu geringeren biomechanischen Belastungen

als die Referenzbande, d. h. die im Ranking erzielte

Abbildung 15 Rippendeformation der mittleren Rippe (oben) und Kraft auf das Abdomen (unten)

Abbildung 15 (Fortsetzung) Max. Kraft Abdomen, aufrecht, unteres Target.

Rippendeformation der mittleren Rippe (oben) und Kraft auf das Abdomen (unten). Versuche mit allen Banden mit Kunststoffscheibe, ES-2 Dummy, aufrechte Position. Die Auslenkung bezieht sich jeweils auf das untere Potentiometer an der Bande.

Abbildung 16 Ranking Basisvariante, aufrecht

Abbildung 16 (Fortsetzung) Ranking Basisvariante, geneigt

Zusammenfassende Bewertung aller Bandensysteme. Die biomechanischen Belastun-gen wurden in Form einer Punktzahl dargestellt. Je kleiner die Punktzahl, desto besser die Performance. Die Diagramme zeigen den Zusammenhang zwischen erzielter Punkt-zahl und maximaler Auslenkung an der Bande (unteres Patentiometer).


Punktzahl ist für alle Systeme etwa gleich. In den

Versuchen mit aufrechter Dummy-Position schnei-

den Banden mit neuem Design hingegen deutlich

besser ab als die Referenzbande. Die erreichten

Punktzahlen aller neuen Bandensysteme sind jedoch

sehr ähnlich; bei den beiden besten Systemen füh-

ren unterschiedliche Auslenkungen zu gleicher

Punktzahl.

Eine Variation der Systematik zur Erstellung der

Rangordnung ändert die Bewertung nur wenig. We-

der die Referenz auf die jeweiligen Maximalwerte,

statt vorgegebener biomechanischer Grenzwerte

(Abbildung 17 und Tabelle 12, S. 63 im Anhang),

noch das Auslassen der Messwerte bezüglich Be-

cken führen zu einer Änderung des Rankings (Abbil-

dung 18, S. 41).

Da das dargestellte Ranking in Abbildung 18, S. 41

(Tabelle 13, S. 63 im Anhang) zeigt, dass die Per-

formance der neuen Bandensysteme im Grossen

und Ganzen recht ähnlich ist, wurde ergänzend ein

weiteres Ranking durchgeführt. Während im ers-

ten Ansatz die biomechanischen Kenngrössen ein-

geflossen sind, wurden nun die Steifigkeit (der

Bande bzw. Scheibe) sowie die effektive Masse als

Parameter zur Erstellung einer Rangordnung ver-

wendet. Analog der oben beschriebenen Systema-

tik wurde hier auf die in den Versuchen erreichen

Maximalwerte normiert, so dass wiederum eine

Punktzahl angegeben wurde. Auch die Rangord-

nung auf dieser Basis zeigt ein vergleichbares Er-

gebnis (Abbildung 19, S. 41). Die Bandensysteme

mit neuem Design erzielen eine bessere Bewertung

als die Referenzbande, wobei von den neuen Sys-

teme Bande B11 (Raita Hornium) schlechter ab-

schneidet als die anderen Modelle.

In weiteren Versuchen wurden Dummys in auf-

rechter Position mit PPE ausgestattet. Die Resultate

(Anhang, Tabelle 10, S. 57) zeigen keinen signifi-

kanten Einfluss der Schutzausrüstung, weder be-

züglich der Messwerte noch bezüglich des zeitli-

chen Verlaufs. Manche der gemessenen Werte sind

mit PPE etwas höher, andere etwas niedriger, aber

vergleichbar wie die Versuche ohne PPE.

Die Experimente zum Anprall am Handlauf zeigen

eine weniger gute Wiederholbarkeit als die Pendel-

versuche und die Versuche mit dem ES-2 Dummy.

Die gemessenen Kopfbelastungen liegen unterhalb

der biomechanischen Grenzwerte (vgl. Anhang, Ta-

belle 10, S. 57).

Abbildung 17 Ranking Variante 1, aufrecht

Abbildung 17 (Fortsetzung) Ranking Variante 1, geneigt

Zusammenfassende Bewertung aller Bandensysteme. Die biomechanischen Belastun-gen wurden in Form einer Punktzahl dargestellt. Je kleiner die Punktzahl, desto besser die Performance. Die Diagramme zeigen den Zusammenhang zwischen erzielter Punkt-zahlt und maximaler Auslenkung an der Bande (unteres Potentiometer).


Die Verwendung eines kleineren Dummys (Hybrid III

5 %ile) führt im Vergleich zur Verwendung des

ES-2 Dummys in gleicher Position zu rund 10 mm

weniger Auslenkung der Bande B21; die Refe-

renzbande lenkt bei beiden Dummy quasi gleich we-

nig aus. Die beim kleineren Dummy (mit Helm aus-

gestattet) gemessenen Kopfbelastungen sind tiefer

als bei vergleichbaren ES-2 Dummy (ohne Helm)

(Tabelle 7). Die weiteren biomechanischen Belastun-

gen des kleineren Dummys sind bei beiden hier

verwendeten Bandensystemen quasi gleich.

Abbildung 18 Ranking Variante 2, aufrecht

Abbildung 18 (Fortsetzung) Ranking Variante 2, geneigt

Engo 2400 glas

Engo 2400

RaitaEngo pps glas

Engo pps

Icepro SteelineAST

Vepe

0

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80

Punk

te

Auslenkung [mm]

Engo 2400 glas

Engo 2400 Raita Engo pps glas Engo pps

Icepro Steeline

ASTVepe

0

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80

Punk

te

Auslenkung [mm]

Abbildung 19 Ranking, Bande, tiefer Anprall

Abbildung 19 (Fortsetzung) Ranking, Bande, tiefer Anprall

1.8 1.8

1.4

0.90.8 0.8

0.90.8

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Engo2400glas

Engo2400

Raita Engopps glas

Engopps

IceproSteeline

AST Vepe

Punk

te

Engo 2400 glas

Engo 2400

Raita

Engo pps glas

Engo pps

Icepro SteelineAST

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 20 40 60 80

Punk

te

Auslenkung [mm]

Tabelle 7 Gemessene Kopfbelastung (HIC-Werte) des kleinen Dummys im Vergleich zum ES-2

HIC B01 (Glas) B21 (Glas)

ES-2 geneigt (kein Helm) 488 453 398 411

HIII 5 %ile geneigt (Helm) 104 103 146 117

Ranking auf der Basis der Steifigkeit und effektiven Masse. Oben: erzielte Punktzahl; unten: Korrelation der Punktzahl zur Auslenkung. Variante 2 des Rankings, keine Berücksichtigung der Beckenbelastung.

42 Diskussion bfu-Report Nr. 76

V. Diskussion

In der Zusammenschau aller Versuche lässt sich fest-

halten, dass die Versuche wie geplant durchgeführt

werden konnten und alle Messsysteme korrekt

funktioniert haben. Die Studie konnte somit aus

technischer Sicht erfolgreich abgeschlossen werden.

Dies gilt insbesondere für die Dummy-Versuche, die

ungleich aufwändiger waren als die Pendel-Versu-

che und zu denen es bislang keine vergleichbaren

Studien gibt.

Im Rahmen der Versuche wurde ein Anprall am ge-

raden Stück der Bande (hinter dem Tor) simuliert.

Die Montage wurde fachgerecht durchgeführt und

entspricht einer Installation in einer Eishockey-

Arena. Die Verwendung von drei Bandenelementen,

wobei der Anprall am mittleren Element erfolgte, si-

muliert die Kopplung der ringförmigen Anordnung

der Banden. Diese Vereinfachung ist zweckmässig,

der Einfluss der Ränder unseres Versuchsaufbaus

auf die in der Mitte gewonnen Messwerte wird als

vernachlässigbar betrachtet, da die Distanz zum

Rand gross war. Zu berücksichtigen ist jedoch, dass

nur eine gerade und keine gekurvte Konfiguration

der Banden getestet wurde (siehe auch Kap. V.1,

S. 46).

Die Versuche wurden bei Umgebungstemperatur

durchgeführt, dies ist sicherlich wärmer als dies in

einer Eishockey-Arena zu erwarten ist. Es wurden

hier jedoch alle Versuche bei gleicher Temperatur

durchgeführt, so dass ein Vergleich der Systeme un-

tereinander valide ist.

Durch eine reine Betrachtung der Bandensysteme

vor Ort konnte kein Rückschluss auf die erwartete

Auslenkung bzw. das Ausmass einer Belastungsre-

duktion gewonnen werden. Eine rein visuelle Begut-

achtung des unterschiedlichen Bandendesigns lässt

somit keine klaren Aussagen bezüglich ihrer dyna-

mischen Eigenschaften zu. Das Design der neueren

Systeme war grundsätzlich sehr ähnlich, es konnte

kein Design identifiziert werden, das offensichtlich

zu einer besseren Performance führt. Ein dynami-

sches Prüfverfahren ist somit notwendig, um die

Bandensysteme zu charakterisieren.

Das Pendelverfahren zeichnet sich durch eine einfa-

che Durchführung aus und eignet sich für Parame-

terstudien (z. B. durch Variation der Anprallstellen

und/oder der Anprallgeschwindigkeit). Folglich wird

das Verfahren häufig angewendet; es wurde auch

bereits zur Prüfung von Eishockeybandensystemen

eingesetzt. Nachteilig ist, dass nur der Anprall eines

Massekörpers betrachtet wird, was eine starke Ap-

proximation des tatsächlichen Anpralls durch einen

Spieler darstellt. Die Wahl der Masse des Pendels (ef-

fektive Masse) und des Auftreffpunkts ist daher re-

levant. Das hier verwendete Pendel führt zu Auslen-

kung in ähnlicher Grössenordnung wie die Dummy-

Versuche. Demnach ist ein Pendel mit 60 kg zweck-

mässig und mit dem Anprall eines Dummys bzw.

Spielers gleicher Anthropometrie vergleichbar.

Die Dummy-Versuche erlauben die Ermittlung bio-

mechanischer Kenngrössen und geben so einen An-

haltspunkt für die Belastung einzelner Körperregio-

nen. Dies stellt einen erheblichen Mehrwert gegen-

über den Pendelversuchen dar. Der hier hauptsäch-

lich verwendete ES-2 Dummy war zweckmässig und

erlaubte die Bestimmung aller relevanter Grössen,

bfu-Report Nr. 76 Diskussion 43

insbesondere auch der Schulter- und Thoraxbelas-

tung. Auf die Ausstattung des Dummys mit Schutz-

ausrüstung kann für den Vergleich der Bandensys-

teme verzichtet werden. Die durchgeführten Ver-

gleichstests haben gezeigt, dass der Einfluss der PPE

auf die Messwerte klein ist. Es ergeben sich zwar

leichte Abweichungen, doch sind diese zur Prüfung

der Bandenperformance von untergeordneter Be-

deutung. Der grundsätzliche Einfluss von Schutzaus-

rüstung wurde in dieser Studie nicht untersucht, es

gibt jedoch Hinweise (z. B. aus der Videoanalyse),

die zeigen, dass der Helm beim Anprall verformt und

scheinbar seine Schutzfunktion wahrnimmt.

Die Banden mit neuem Design weisen gegenüber

der Referenzbande eine geringere Steifigkeit auf;

bei einem Anprall lenken die neuen Systeme weiter

aus. Durch die Modifikation des Designs ist es den

Herstellern gelungen, Banden mit grösserer Auslen-

kung bereitzustellen. Auch die Verwendung von

Kunststoffscheiben führt zu einer grösseren Auslen-

kung als die Verwendung von Glasscheiben. An-

hand der Pendelversuche konnte ferner gezeigt

werden, dass die Bandensysteme teilweise die Ener-

gie des Anpralls absorbieren. Die Energieabsorption

wird mittels Vergleich der Pendel-Geschwindigkeit

beim An-/ resp. Rückprall bestimmt. Die Grössen-

ordnung dieser Energieabsorption entspricht ähnli-

chen Angaben, die auch von manchen Herstellern

gemacht wurden. Es ist jedoch zu berücksichtigen,

dass bereits die Referenzbande rund 90 % der Ener-

gie absorbiert. Diesbezüglich ist die Performance der

neuen Banden vergleichbar, manche Systeme konn-

ten bis zu 96 % der Energie absorbieren, also nur

geringfügig mehr als die Referenzbande. Zudem ist

ausdrücklich darauf hinzuweisen, dass bei der Ver-

wendung der Anprall-/Rückprallgeschwindigkeiten

1 Trägheit eines starren Körpers gegenüber einer Änderung

seiner Winkelgeschwindigkeit bei der Drehung um eine ge-gebene Achse.

eine Energiebilanz über das gesamte Testsystem be-

stimmt wird und sich dies keineswegs nur auf das

Design der Bande bezieht. Die Energie wird zu ei-

nem grossen Teil im Pendel absorbiert (Verfor-

mung / Umschichtung des Sandes), teilweise fliesst

die Energie auch in die Schwingungen der Scheiben.

In welcher Struktur der Bande die Energie aufge-

nommen wird, ist aus rein biomechanischer Sicht

unerheblich; wünschenswert ist, dass die Energie

des Anpralls nicht in den Spieler geleitet wird und

dadurch das Verletzungsrisiko reduziert wird. Dies-

bezüglich konnte in dieser Studie gezeigt werden,

dass die biomechanischen Belastungen bei flexiblen

Banden grundsätzlich geringer ausfallen als bei der

zum Vergleich geprüften Referenzbande. Eine klare

Korrelation zwischen Auslenkung und Belastung

wurde jedoch nicht gefunden. Die Bandensysteme

mit neuem Design weisen alle eine ähnliche biome-

chanische Belastung auf. Es zeigte sich, dass die Fle-

xibilität der Bandensysteme durch verändertes De-

sign erhöht wurde, die Massenträgheit1 der Banden-

systeme jedoch nicht erheblich verändert wurde. Ein

Blick auf die effektiven Massen der Systeme veran-

schaulicht, dass diese Masse im Vergleich zur Refe-

renzbande (150 kg) auf Massen in der Grössenord-

nung von 60 kg reduziert wurde. Dies ist grundsätz-

lich positiv zu beurteilen. Ein Anprall an eine Masse

von 60 kg kann jedoch immer noch verletzungsin-

duzierend sein (zum Vergleich: die Kopfmasse be-

trägt ca. 5 kg). Epidemiologische Studien aus dem

internationalen Spitzenhockey weisen denn auch

auf eine Risikoreduktion für Verletzung von 29 %

hin [2], wenn in Stadien mit «nachgiebigen» Ban-

den gespielt wird. Letztlich entstehen die Belastun-

gen beim Anprall einerseits aus der für die Beschleu-

nigung des Bandensystems nach hinten erforderli-

chen Kraft und andererseits aus der für die


Deformation der Bande, die eine Federcharakteristik

aufweist, erforderlichen Kraft. Dies bedeutet, dass

bei einem ungünstigen Masseverhältnis (z. B. das

oben erwähnte Verhältnis von 60:5 beim Kopfan-

prall) die Federsteifigkeit irrelevant wird, und die

Massenträgheit das Resultat dominiert. Dies zeigt

sich auch daran, dass eine grosse Zahl der ermittel-

ten biomechanischen Spitzenwerte nicht zum Zeit-

punkt der maximalen Deformation auftrat, sondern

bereits lange vorher, als die Bande erst um wenige

Millimeter ausgelenkt war.

Betrachtet man die Verletzungshäufigkeiten im Eis-

hockey, so stehen Schädel-Hirn-Verletzungen oft im

Vordergrund. Die Ergebnisse der hier durchgeführten

Versuche zeigen keine erheblichen Kopfbelastungen,

die eine schwere Verletzung vermuten liessen; die

entsprechenden Grenzwerte werden nicht über-

schritten (z. B. alle HIC unter 1 000). Dies lässt sich

mit der Kinematik beim Anprall, so wie er hier dar-

gestellt wurde, erklären. Der Dummy prallte hier in

der Regel zuerst mit der Schulter an die Bande, in

der aufrechten Position lenkt er dadurch die Scheibe

aus (Abbildung 20, S. 45). Der Kopf rotiert dadurch

in Richtung der Scheibe, bis er diese berührt. Der

Kopf erfährt durch den Anprall keine starke transla-

torische Beschleunigung, die zu einem hohen HIC-

Wert führen würde. Allerdings ist festzuhalten, dass

die Rotationskomponente der Kopfbeschleunigung

mit den üblichen Crashtest-Dummys nicht erfasst

wird. Es kann folglich keine Aussage über das etwa-

ige Risiko einer durch Rotation bedingten Hirnver-

letzung (z. B. diffuse Verletzungen wie Gehirner-

schütterungen) gemacht werden. Ferner ist anzu-

merken, dass bei dieser Versuchsreihe die Perfor-

mance der Bandensysteme im Mittelpunkt stand. Im

Eishockeyspiel erfolgt ein Anprall an der Bande häu-

fig im Zusammenhang mit einem Bodycheck, so

dass auch die Möglichkeit besteht, dass der Kopf an

den Gegenspieler prallt. Der Einfluss des Anpralls

des Gegenspielers – auch auf andere Verletzun-

gen – wurde hier nicht untersucht.

Die zusätzlich durchgeführten Versuche sind für die

Beurteilung der Performance der Banden von unter-

geordneter Rolle. Die Versuche zum Anprall wurden

mit einem Dummy mit Helm durchgeführt. Die Vi-

deoaufnahmen zeigen die Verformung und teil-

weise auch das Verrutschen des Helms. Die Eigen-

schaften des Helms scheinen hier der dominierende

Effekt zu sein. Die Eigenschaften des Handlaufs zei-

gen keine klare Auswirkung auf die gemessenen Be-

lastungen. Das Design des Handlaufs scheint auf Ba-

sis der hier durchgeführten Versuche für die Belas-

tungen eines Spielers nicht entscheidend zu sein.

Betrachtet man die Belastung von Thorax und Ab-

domen in den Versuchen mit ES-2 Dummy in auf-

rechter Position, so stellt die Referenzbande mit star-

rem Handlauf zwar den deutlich ungünstigsten Fall

dar. Die neuen Bandensysteme reduzieren diese Be-

lastung, ein eindeutiger Rückschluss auf den Einfluss

des Handlaufs liess sich jedoch nicht herstellen.

Die Experimente mit dem kleinen Dummy führten

bei neuen Bandensystemen erwartungsgemäss zu

einer kleineren Auslenkung der Bande im Vergleich

zu einem 50%ilen Dummy. Die Versuche demonst-

rieren, dass der Effekt der Bandensysteme von der

Anprallmasse abhängt und somit beim Jugend-Eis-

hockey von einer ungünstigeren Performance der

Bande auszugehen ist als beim Profi-Sport.


Abbildung 20 Zeitliche Abfolge eines Anpralls (von links nach rechts)


1. Limitationen / Methodenkritik

Die vorliegende Studie hat sich einerseits an den

Pendelversuchen anderer Arbeiten orientiert, ande-

rerseits mit dem Dummy-Versuchen aber Neuland

betreten. Grundsätzlich sind sowohl die Pendel- wie

auch die Dummy-Versuche eine Approximation des

Anpralls eines Spielers an der Bande. Beide Verfah-

ren haben Vorteile (u. a. einfache Handhabung des

Pendels, Möglichkeit zur Messung der Belastungen

einzelner Körperregionen im Dummy-Versuch), sind

jedoch auch mit Einschränkungen verbunden, die

bei der Interpretation der Ergebnisse bedacht wer-

den müssen.

Als Pendel wurde analog zu andere Studien ein

Sandsack verwendet. Wenngleich die gewählte

Masse von 60 kg zweckmässig erscheint, ist die Ver-

formbarkeit des Pendels als Nachteil zu werten. Der

Sand kann sich beim Anprall im Pendel bewegen,

das Pendel ist verformbar, d. h. ein Teil der Anpral-

lenergie fliesst in die Verformung des Pendels. Die

Position des Beschleunigungssensors im Pendel (im

Sand) verändert sich durch den Anprall. Somit kann

nur die resultierende Beschleunigung betrachtet

werden, da sich die Ausrichtung des Sensors verän-

dern kann. Denkt man an einen Prüfstandard bzw.

ein standardisiertes Pendel, so wäre ein anderer als

der hier verwendete Aufbau vorzuziehen. Es wäre

ein weniger verformbares Pendel zu entwickeln,

weil anders als bei unserer Testreihe eine hinrei-

chende Reproduzierbarkeit über verschiedene

Prüflabors gewährleistet werden müsste.

Auch die verwendeten Crashtest-Dummys stellen

eine Limitation dar, da sie nur eine bestimmte Anth-

ropometrie abbilden und somit nicht für alle Spieler

repräsentativ sind. Ferner ist zu berücksichtigen,

dass die Dummys für Anwendungen im Bereich

Fahrzeugsicherheit entwickelt wurden. Ihre biome-

chanischen Eigenschaften wurden für bestimmte

Szenarien validiert, die nicht genau mit dem hier

durchgeführten Anprall übereinstimmen.

Vom Versuchsaufbau her ist zu bedenken, dass die

Prüfung der Performance an geraden Bandenele-

menten durchgeführt wurde. Die Eigenschaften der

Bandensysteme an gekurvten Stellen werden von

den hier ermittelten abweichen; es ist mit einer

geringeren Deformation zu rechnen. Es ist auch zu

berücksichtigen, dass die Referenzbande 1,25 m

hoch war, während die übrigen Banden 1,10 m

hoch waren. Dies ist ein Designunterschied, der sich

auf die Eigenschaften des Systems auswirkt und die

Vergleichbarkeit zu den anderen Banden etwas ein-

schränkt. Dies dürfte den Performance-Unterschied

zwischen Referenzbande und anderen Bandensyste-

men grösser erscheinen lassen als dies bei gleich ho-

hen Banden zu erwarten wäre.

2. Ranking

Das hier vorgestellte Ranking der Bandensysteme ist

ein Ansatz, die Performance verschiedener Systeme

miteinander zu vergleichen. Die gewählte Systema-

tik berücksichtigt verschiedene Parameter im Ran-

king. Das Verfahren ist transparent und ermöglicht

es, über die Auswahl der Parameter eine Gewich-

tung vorzunehmen. Das Ranking ist folglich in

Kenntnis der biomechanischen Relevanz der einzel-

nen Parameter zu bewerten. Es ist jedoch immer zu

hinterfragen, warum ein Bandensystem gut oder

schlecht abschneidet. Dies gilt insbesondere, wenn

ein Parameter auffallend hohe / niedrige Werte an-

nimmt und so massgeblich zur Bewertung beiträgt.

Bei der vorliegenden Versuchsreihe gilt dies bei-

spielsweise für die Kopfbelastung. Diese ist für alle


Systeme gering (zumindest beim Anprall in der ste-

henden Position), da in der Regel zuerst ein Schul-

teranprall erfolgt und der Kopf erst zu einem späte-

ren Zeitpunkt Kontakt mit dem Bandensystem hat.

Eine Differenzierung zwischen insgesamt sehr gerin-

gen Werten für die Kopfbeschleunigung ist aus bio-

mechanischer Sicht nicht sinnvoll, da diese durch an-

dere Grössen (z. B. ein leicht unterschiedlicher An-

prall) beeinflusst werden. In Kenntnis, dass beispiels-

weise der kritische Wert für das Verletzungskrite-

rium HIC bei 1 000 liegt, ist die Relevanz eines

Vergleichs zwischen einem Wert von HIC 30 zu ei-

nem Wert HIC 60 gering. Die Aussage, dass das eine

System zu einem doppelt so hohen HIC-Wert führt

ist zwar korrekt, aber in Bezug auf das Verletzungs-

risiko zu relativieren. Bei der Interpretation der

Rangordnung sind solche Aspekte zu beachten.

Nichtsdestotrotz erlaubt das Ranking einen Ver-

gleich und eine Einordnung der verschiedenen Sys-

teme; dies insbesondere da die gewählte Systematik

stabil ist und auch bei unterschiedlicher Wahl von

Grenzwerten und Parametern zu sehr ähnlichen Er-

gebnissen führt. Das Ranking vermittelt somit einen

guten Eindruck der Performance einer Bande, es ver-

bietet sich jedoch, Systeme wegen kleinen Differen-

zen in der Bewertung als «besser» oder «schlech-

ter» hinsichtlich eines zu erwartenden Verletzungs-

risikos zu bezeichnen.

Hinsichtlich dem Ranking ist es interessant, dass diese

auch bei Verwendung verschiedener Einflussparame-

ter stabil bleibt. Dies gilt insbesondere auch, wenn

man statt der biomechanischen Parameter auf die Stei-

figkeit und effektive Masse abstellt. Folglich könnte

man postulieren, dass rein auf Basis der Pendel-Versu-

che doch auch eine Differenzierung hinsichtlich der zu

erwartenden Belastungen des Spielers möglich sei.

Dies mag für die hier getesteten Systeme richtig sein,

doch lässt sich nicht ausschliessen, dass der Zusam-

menhang bei einem anderen Bandendesign nicht ge-

geben ist. Vorstellbar wäre beispielsweise ein System,

das zwar mit wenig Kraft auszulenken ist, das dann

aber nach wenig Auslenkung im Anschlag zu einem

abrupten Stillstand kommt. Dann würde aus dem Pen-

delversuch ein günstigeres Ranking resultieren als dies

bei den Anprallversuchen mit einem Dummy zu erwar-

ten wäre. Folglich kann die Rangordnung auf Basis der

Pendel-Versuche schon auch der Rangordnung auf Ba-

sis der biomechanischen Messwerte entsprechen, die

muss jedoch nicht zwangsläufig der Fall sein.

48 Fazit und Empfehlungen bfu-Report Nr. 76

VI. Fazit und Empfehlungen

Das neue Design der hier getesteten Banden-

systeme führt bei einem Anprall zu einer grösseren

Auslenkung; die Produkte weisen somit eine im Ver-

gleich zur Referenzbande geringere Steifigkeit

auf. Durch das Design ändert sich die Flexibilität der

Bandensysteme, ihre effektive Masse bleibt bezo-

gen auf die Masse eines Spielers (z. B. hinsichtlich

des Kopfes) jedoch weiterhin hoch. Dementspre-

chend reduzieren die Banden zwar die biomechani-

sche Belastung für einige Kenngrössen, der Zusam-

menhang zwischen Auslenkung und Belas-

tungsreduktion ist jedoch nicht linear. Die Aus-

lenkung kann damit nicht als alleiniges Mass ver-

wendet werden, um die biomechanische Belastung

zu charakterisieren.

Es kann davon ausgegangen werden, dass die Ban-

densysteme mit neuem Design das Verletzungsrisiko

reduzieren. Wie hoch dieser Effekt für den Schwei-

zer Eishockeysport ist, könnte nur mit einer Wirk-

samkeitsstudie im Feld eruiert werden.

Das neue Design der Bandensysteme kann also

grundsätzlich positiv beurteilt werden. Nachteile

sind nicht zu erkennen, doch die Vorteile scheinen

noch nicht ausgeschöpft zu sein. Das Design könnte

weiter optimiert werden, um die Belastungen eines

Spielers beim Anprall weiter zu reduzieren. Dies gilt

insbesondere in Bezug auf Kopfverletzungen. Die

effektive Masse der Bandensysteme ist bei neueren

Systemen zwar deutlich geringer als bei der Refe-

renzbande, aber immer noch erheblich viel höher als

die Kopfmasse. Inwiefern eine Reduktion der effek-

tiven Masse auf deutlich tiefere Werte, z. B. eine Re-

duktion des Masseverhältnisses Bande-Kopf von

12:1 auf 2:1, konstruktiv möglich ist, muss an dieser

Stelle offenbleiben. Aus Sicht der Prävention ist zu

fordern, dass belastungsreduzierende Bandensys-

teme besser werden müssen als die hier getesteten

Produkte, um noch effektiver vor Verletzungen zu

schützen. Die Verwendung von leichteren Kunst-

stoffscheiben leistet hierbei einen Beitrag zur Re-

duktion der effektiven Masse.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass alle

hier geprüften neuen Bandensysteme zu einer Re-

duktion der biomechanischen Belastung füh-

ren – bei unterschiedlichen Auslenkungen. Das Sys-

tem mit der grössten Auslenkung ist nicht zwangs-

läufig auch dasjenige System, das zur geringsten bi-

omechanischen Belastung führt. Die hier geprüften,

neuen Bandensysteme resultieren in vergleichbaren

Belastungen. Die Empfehlung eines spezifischen

Produktes ist als Ergebnis dieser Forschungsarbeit

nicht angezeigt.

Aus biomechanischer Sicht sind Kunststoffscheiben

den Glasscheiben vorzuziehen.

Hinsichtlich der Prüfung von Bandensystemen ist ein

Pendelversuch in der Lage, die Performance der

Bande im Sinne der Auslenkung (in Abhängigkeit

der Zeit) zu ermitteln. Da die Auslenkung alleine

noch keine Abschätzung der biomechanischen Be-

lastung und damit des Verletzungsrisikos zulässt,

sind weitere Versuche erforderlich, um den Einfluss

von Designänderungen zu analysieren.

bfu-Report Nr. 76 Weiterführende Arbeiten 49

VII. Weiterführende Arbeiten

1. Forschung

Die Grundlagen zu Anprallen an Eishockeybanden

und daraus resultierenden Verletzungen sollten ver-

bessert werden. Eine systematische Erfassung sol-

cher Verletzungen einschliesslich Informationen zu

den Banden würde einerseits die Basis für die Prü-

fung von Bandensystemen verbessern und anderer-

seits auch eine statistische Beurteilung durch den

Vergleich des Verletzungsrisikos je nach Bande er-

möglichen. Ferner könnte die Auswertung von Eis-

hockeyspielen, beispielsweise anhand von Videoauf-

nahmen, die Randbedingungen eines Anpralls (u. a.

die Anprallgeschwindigkeit, die Anprallstelle, die

Anprallposition des Spielers, die Spielsituation, in

der ein Anprall erfolgt) besser definieren. Dement-

sprechend könnte zukünftig auch der Anprall an an-

deren Stellen des Eishockey-Rings (z. B. in den Ra-

dien) untersucht werden.

2. Testverfahren

In nachfolgenden Schritten könnte das Testverfah-

ren optimiert werden. Wie oben erwähnt, wäre die

Entwicklung eines standardisierten Pendels ange-

zeigt. Allenfalls könnte so eine bessere Korrelation

zu den Dummy-Versuchen erreicht werden.

Weitere Dummy-Versuche mit anderen Parametern

(z. B. höhere Anprallgeschwindigkeit, andere Positi-

onen) würde die Datenbasis zur Beurteilung der Sys-

teme verbessern. Zudem könnten andere Möglich-

keiten zur Prüfung der biomechanischen Belastung

entwickelt werden.

Mit Dummy-Versuchen als Referenz wäre beispiels-

weise der Beschuss der Banden durch einzelne Prüf-

körper (analog der Prüfung von Fahrzeugfronten im

Zusammenhang mit Fussgängerschutz) zu diskutie-

ren. Hierdurch könnte allenfalls ein vereinfachtes

Verfahren erarbeitet werden.

3. Produktentwicklung

Die Entwicklung der neuen Bandensysteme geht in

die richtige Richtung, muss jedoch weiter vorange-

trieben werden, um zu einer signifikanten Reduk-

tion des Verletzungsrisikos zu führen. Innovative

Ansätze wie Systeme mit Scheiben, die sich relativ

zur Bande verschieben können (vgl. GlassFLEX ®)

sind analog den hier durchgeführten Tests zu prü-

fen, um ihr Potential abzuschätzen. Sicherlich vor-

teilhaft wäre eine technische Optimierung, die zu ei-

ner Entkopplung von Bande und Scheibe führt, um

die effektive Masse bei einem Anprall zu reduzieren.

Auch wären alternative Bandendimensionen, vor al-

lem die Breite einzelner Elemente, zu diskutieren.

Die hier durchgeführte Studie dokumentiert den ak-

tuellen Entwicklungsschritt neuer Bandensysteme

und demonstriert, dass durch technische Entwick-

lung ein Beitrag zur Reduktion des Verletzungsrisi-

kos geleistet werden kann. Sie stellt damit einen

wichtigen Meilenstein und eine wichtige Referenz

für die Entwicklung von Bandensystemen dar; sie

macht aber auch deutlich, dass es noch weiteres

Entwicklungspotential gibt.

50 Anhang bfu-Report Nr. 76

VIII. Anhang

Tabelle 8 Versuchsmatrix mit Daten / Logbuch

Bandensystem Versuchsdatum Nr. Anzahl Versuche

Pen-del

ES-2, auf-recht, ohne

PPE

ES-2, auf-recht, mit

PPE

ES-2, geneigt

50%ile, Handlauf

5%ile, geneigt

Referenz, Engo 2400, Glas 20./ 21.07.2016 B011/2 8 2 2 2 2 2

Referenz, Engo 2400, Kunststoff

20./ 21.07.2016 B021/2 8 2 2 2 - -

Raita Hornium, Kunststoff 14./ 15.07.2016 B111/2 8 2 - 2 2 -

Engo pps, Glas 19.07.2016 B211/2 8 2 - 2 2 2

Engo pps, Kunststoff 18.07.2016 B221/2 8 2 - 2 - -

Icepro, Steeline, Kunststoff 21.07.2016 B311/2 8 2 - 2 2 -

AST Prototyp, Kunststoff 25.07.2016 B411/2 8 2 - 2 2 -

Vepe Beta, Kunststoff 26.07.2016 B511/2 8 2 - 2 2 -

bfu-Report Nr. 76 Anhang 51

Quelle:

Tabelle 9 Ergebnisse Pendelversuche

Referenzbande B0 (Engo 2400)

Results B01/Pv_01 B01/Pv_02 B01/Pv_03 B01/Pv_04 B01/Pv_05 B01/Pv_06 B01/Pv_07 B01/Pv_08 B02/Pv_01 B02/Pv_02 B02/Pv_03 B02/Pv_04 B02/Pv_05 B02/Pv_06 B02/Pv_07 B02/Pv_08

mat glas glas glas glas glas glas glas glas pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl

height 1.0 1.0 1.0 1.0 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.0 1.0 1.0 1.0

vimp: 3.3 3.3 4.7 4.7 3.3 3.3 4.6 4.7 4.7 4.7 3.3 3.3 4.7 4.7 3.3 3.3

wkin 662.7 662.7

v rebound film 1.4 1.5

wkin rebound 62.7 65.7

wabs [%] 0.9 0.9

dWabs (Ref-Glas) 0.0 0.0

board acceleration

peak (+) 5.3 5.7 7.8 6.9 8.4 10.1 18.6 18.0 19.5 21.1 6.6 9.3 10.0 9.5 5.5 4.8

board displacement

H = 1.0 m 9.8 10.4 15.4 15.5 10.9 11.1 15.8 15.8 15.3 14.5 10.1 9.9 18.4 17.9 10.5 10.7

H = 1.4 m 13.4 13.9 21.0 21.0 22.1 22.4 30.8 32.0 49.4 47.8 33.8 33.6 25.0 25.1 15.1 15.5

punchbag acceleration

peak (+) 13.4 12.5 19.8 17.1 11.2 12.9 20.8 21.4 21.1 22.1 8.6 10.6 25.2 21.6 8.7 7.2

mass 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0

board effective mass 151.1 131.0 152.7 148.0 79.8 76.5 67.2 71.2 65.0 62.7 78.0 68.0 151.4 135.6 95.1 90.0

peak 1 dx/1m 9.8 10.4 15.4 15.5 10.9 11.1 15.8 15.8 15.3 14.5 10.1 9.9 18.4 17.9 10.5 10.7

peak 2 dx/1m 7.1 7.6 10.4 10.3 8.9 9.3 12.6 13.0 7.7 7.7 5.9 5.9 7.2 6.6 5.2 5.1

peak 1 t/1m 44.1 43.5 43.8 42.5 39.6 38.1 37.8 37.3 39.8 35.2 42.9 40.9 41.6 39.7 47.7 52.8

peak 2 t/1m 157.1 156.8 158.7 157.7 151.1 150.6 151.0 151.0 198.6 194.0 205.7 204.3 203.4 215.5 208.1 213.5

Periode 1m 113.1 113.3 114.9 115.2 111.5 112.5 113.2 113.7 158.8 158.8 162.9 163.4 161.8 175.9 160.4 160.7

Dämpfung 1m 28.1 26.9 32.7 33.5 18.7 16.4 20.3 17.3 49.7 46.8 41.5 41.0 60.8 63.3 50.7 52.5

peak 1 dx/1.4m 13.4 13.9 21.0 21.0 22.1 22.4 30.8 32.0 49.4 47.8 33.8 33.6 25.0 25.1 15.1 15.5

peak 2 dx/1.4m 8.8 9.3 12.8 12.8 12.2 12.3 17.7 18.0 24.9 23.3 16.2 16.2 11.6 11.6 7.3 7.4

peak 1 t/1.4m 48.2 47.6 47.5 46.4 40.6 38.3 36.5 36.8 41.1 39.4 42.3 39.7 44.8 45.8 48.1 52.0

peak 2 t/1.4m 160.8 159.3 162.2 161.3 154.8 154.7 153.7 154.0 198.1 195.3 201.3 199.9 204.1 202.4 208.2 209.8

Periode 1.4m 112.6 111.7 114.7 114.9 114.2 116.5 117.2 117.2 157.0 156.0 159.1 160.2 159.3 156.6 160.1 157.9

Dämpfung 1.4m 33.9 33.0 39.1 39.1 44.9 44.9 42.6 43.7 49.5 51.2 52.1 51.8 53.4 53.8 51.7 51.9


Tabelle 9 (Fortsetzung) Ergebnisse Pendelversuche

B11 (Raita Hornium)

Results B11/Pv_01 B11/Pv_02 B11/Pv_03 B11/Pv_04 B11/Pv_05 B11/Pv_06 B11/Pv_07 B11/Pv_08

material pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl

height 1.0 1.0 1.0 1.0 1.4 1.4 1.4 1.4

vimp: 3.3 3.3 4.7 4.7 3.3 3.3 4.7 4.7

wkin 662.7

v rebound film 1.0

wkin rebound 27.5

wabs [%] 1.0

dWabs (Ref-Glas) 0.1

board acceleration

peak (+) 11.7 8.7 17.4 15.1 5.6 7.1 10.1 13.2

board displacement

H = 1.0 m 20.8 20.4 30.5 30.5 19.6 19.8 29.3 29.3

H = 1.4 m 23.8 23.7 36.0 35.9 43.9 43.7 58.5 58.2


peak (+) 22.3 16.9 31.6 27.9 6.3 10.4 15.4 17.8

mass 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0

board effective mass 114.0 116.5 108.8 110.6 67.7 87.6 91.6 80.6

peak 1 dx/1m 20.8 20.4 30.5 30.5 19.6 19.8 29.3 29.3

peak 2 dx/1m 4.9 5.0 6.6 6.3 6.0 6.2 10.4 10.2

peak 1 t/1m 50.0 50.1 51.0 50.8 59.5 59.1 60.3 60.3

peak 2 t/1m 242.8 252.6 251.3 253.5 236.6 300.0 300.0 300.0

Periode 1m 192.8 202.5 200.3 202.7 177.2 240.9 239.7 239.7

Dämpfung 1m 76.5 75.6 78.3 79.3 69.3 68.5 64.6 65.1

peak 1 dx/1.4m 23.8 23.7 36.0 35.9 43.9 43.7 58.5 58.2

peak 2 dx/1.4m 11.1 9.8 12.1 11.8 24.4 25.3 29.9 31.1

peak 1 t/1.4m 55.4 57.6 49.4 51.6 57.8 57.8 54.1 55.1

peak 2 t/1.4m 240.7 240.3 240.3 241.7 226.3 221.4 218.1 211.4

Periode 1.4m 185.3 182.7 191.0 190.1 168.6 163.6 164.1 156.4

Dämpfung 1.4m 53.1 58.6 66.4 67.1 44.4 42.1 48.9 46.5



B2 (Engo pps)


material glas glas glas glas glas glas glas glas pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl

height 1.0 1.0 1.0 1.0 1.4 1.4 1.4 1.4 1.0 1.0 1.0 1.0 1.4 1.4 1.4 1.4

vimp: 3.3 3.3 4.7 4.7 3.3 3.3 4.7 4.6 3.3 3.3 4.7 4.7 4.7 4.7 3.3 3.3

wkin 662.7 662.7



wabs [%] 0.9 0.9

dWabs (Ref-Glas) 0.0 0.0

board acceleration

peak (+) 14.5 12.4 39.1 22.5 10.9 9.0 17.0 15.8 22.7 17.4 37.0 33.9 19.0 20.1 10.1 11.6

board displacement

H = 1.0 m 29.4 29.2 44.8 43.6 30.8 30.5 45.4 44.9 45.5 42.8 61.6 65.3 62.9 63.6 44.7 44.1

H = 1.4 m 34.7 34.5 50.8 50.6 42.6 42.4 61.1 60.8 44.8 44.9 64.5 66.2 81.8 81.5 60.9 61.5


peak (+) 14.6 12.5 41.2 22.6 17.0 11.7 22.2 19.2 24.1 17.4 37.3 34.1 22.2 27.2 14.6 15.7

mass 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0


peak 1 dx/1 m 29.4 29.2 44.8 43.6 30.8 30.5 45.4 44.9 45.5 42.8 61.6 65.3 62.9 63.6 44.7 44.1

peak 2 dx/1 m 9.7 9.2 13.9 13.6 15.5 15.2 22.5 22.4 12.4 11.5 17.0 17.5 20.8 19.6 15.1 15.4

peak 1 t/1 m 52.6 53.5 40.5 52.8 50.5 53.5 49.5 50.1 47.9 59.5 47.3 48.3 52.8 49.2 56.7 48.7

peak 2 t/1 m 165.0 166.8 164.4 168.0 156.5 157.3 155.6 156.4 244.9 243.8 241.0 245.8 217.6 222.4 235.4 225.4

Periode 1 m 112.4 113.3 123.9 115.2 106.0 103.8 106.1 106.3 197.0 184.3 193.7 197.5 164.9 173.2 178.7 176.7

Dämpfung 1 m 66.9 68.4 69.0 68.7 49.7 50.3 50.6 50.1 72.8 73.0 72.5 73.2 66.8 69.2 66.2 65.0

peak 1 dx/1.4 m 34.7 34.5 50.8 50.6 42.6 42.4 61.1 60.8 44.8 44.9 64.5 66.2 81.8 81.5 60.9 61.5

peak 2 dx/1.4 m 15.0 14.0 20.4 20.1 24.2 24.0 34.4 34.4 19.1 19.1 28.4 29.1 41.8 40.2 30.2 30.2

peak 1 t/1.4 m 65.3 66.3 63.3 65.9 67.2 69.4 66.6 67.8 69.3 69.4 65.7 65.5 58.6 57.7 64.2 63.6

peak 2 t/1.4 m 162.9 164.8 162.6 166.4 155.2 156.8 153.6 155.0 246.9 249.3 240.5 238.7 219.9 220.5 232.7 230.5

Periode 1.4 m 97.6 98.5 99.3 100.5 88.0 87.5 87.0 87.2 177.6 179.9 174.8 173.2 161.4 162.9 168.5 166.9

Dämpfung 1.4 m 56.9 59.4 59.9 60.2 43.3 43.3 43.7 43.4 57.4 57.5 56.0 56.0 48.9 50.6 50.3 50.9



B31 (Icepro Steeline) B41 (AST Prototyp)


material pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl

height 1.0 1.0 1.0 1.0 1.4 1.4 1.4 1.4 1.0 1.0 1.0 1.0 1.4 1.4 1.4 1.4

vimp: 3.2 3.3 4.6 4.7 3.3 3.3 4.7 4.7 3.3 3.3 4.7 4.7 3.2 3.2 4.6 4.7

wkin 634.8 662.7



wabs [%] 95.7 87.8

dWabs (Ref-Glas) 1.0 -2.8

board acceleration 5.1

peak (+) 13.3 10.1 20.6 25.1 5.0 4.8 8.6 10.7 32.4 32.3 48.1 47.0 8.5 8.2 17.9 20.0

board displacement

H = 1.0 m 27.2 26.4 38.7 39.2 23.4 23.8 34.9 35.1 41.8 41.2 59.6 58.6 31.1 30.4 47.9 48.4

H = 1.4 m 30.4 29.1 43.9 44.5 51.6 51.9 71.4 71.4 41.7 42.6 63.2 62.8 60.8 60.5 82.7 82.9


peak (+) 13.4 10.1 20.7 25.2 14.5 11.4 11.4 13.3 32.5 32.5 48.6 47.4 8.7 8.4 18.6 20.4

mass 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0


peak 1 dx/1m 27.2 26.4 38.7 39.2 23.4 23.8 34.9 35.1 41.8 41.2 59.6 58.6 31.1 30.4 47.9 48.4

peak 2 dx/1m 15.3 14.6 21.6 21.8 15.9 16.4 23.6 23.6 22.4 22.3 33.2 32.9 23.2 23.1 34.5 35.1

peak 1 t/1m 44.5 48.0 46.9 46.2 55.8 55.7 54.7 53.9 46.0 49.0 49.4 47.7 51.9 51.5 47.6 46.5

peak 2 t/1m 252.8 256.2 257.5 256.1 257.2 257.4 259.0 258.9 236.0 237.9 238.9 237.2 233.2 233.6 228.0 225.9

Periode 1m 208.3 208.2 210.6 209.9 201.5 201.7 204.4 205.1 190.1 189.0 189.6 189.6 181.3 182.2 180.4 179.4

Dämpfung 1m 44.0 44.6 44.1 44.3 32.2 31.3 32.4 32.6 46.4 45.7 44.3 43.9 25.4 24.1 28.0 27.4

peak 1 dx/1.4m 30.4 29.1 43.9 44.5 51.6 51.9 71.4 71.4 41.7 42.6 63.2 62.8 60.8 60.5 82.7 82.9

peak 2 dx/1.4m 18.9 18.0 30.5 30.5 39.6 39.4 55.3 55.8 35.0 34.6 52.0 51.7 55.3 55.2 78.2 79.4

peak 1 t/1.4m 52.8 69.3 61.2 61.2 59.9 56.0 58.9 53.9 66.3 66.5 63.3 61.8 62.2 62.4 56.7 57.5

peak 2 t/1.4m 262.1 266.6 271.5 271.6 262.0 261.8 264.0 263.1 236.3 242.0 240.0 238.3 232.3 232.1 225.6 225.7

Periode 1.4m 209.3 197.3 210.4 210.5 202.2 205.8 205.2 209.3 170.0 175.5 176.7 176.5 170.1 169.7 168.9 168.2

Dämpfung 1.4m 37.9 38.0 30.7 31.4 23.3 24.1 22.6 21.9 16.1 18.9 17.7 17.6 9.0 8.7 5.4 4.2


Quelle:


B51 (Vepe Beta)

Results B51/Pv_01 B51/Pv_02 B51/Pv_03 B51/Pv_04 B51/Pv_05 B51/Pv_06 B51/Pv_07 B51/Pv_08

material pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl pc/acryl

height 1.0 1.0 1.0 1.0 1.4 1.4 1.4 1.4

vimp: 3.3 3.3 4.7 4.6 3.3 3.3 4.6 4.6

wkin 662.7

v rebound film 1.2

wkin rebound 43.0

wabs [%] 0.9

dWabs (Ref-Glas) 0.0

board acceleration

peak (+) 13.7 21.6 37.5 17.2 6.8 9.4 15.8 16.4

board displacement

H = 1.0 m 38.1 39.3 56.2 52.5 37.7 38.4 51.8 52.0

H = 1.4 m 43.4 44.2 62.0 61.1 64.8 66.3 92.3 91.7


peak (+) 14.4 22.4 38.1 20.4 6.4 9.8 17.7 17.2

mass 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60.0

board effective mass 63.0 62.1 60.8 71.4 56.6 63.0 67.2 63.0

peak 1 dx/1m 38.1 39.3 56.2 52.5 37.7 38.1 51.8 52.0

peak 2 dx/1m 23.8 24.6 35.2 32.0 25.5 23.8 36.3 36.1

peak 1 t/1m 65.7 61.2 58.1 60.7 102.2 65.7 89.8 91.6

peak 2 t/1m 354.2 352.2 351.8 354.3 348.5 354.2 345.8 346.4

Periode 1m 288.6 291.0 293.7 293.6 246.3 288.6 256.0 254.9

Dämpfung 1m 37.5 37.6 37.4 39.1 32.3 37.5 29.9 30.6

peak 1 dx/1.4m 43.4 44.2 62.0 61.1 64.8 43.4 92.3 91.7

peak 2 dx/1.4m 32.5 33.1 46.2 45.9 50.1 32.5 75.1 75.2

peak 1 t/1.4m 95.4 92.3 82.2 87.5 76.0 95.4 68.9 68.1

peak 2 t/1.4m 355.1 354.3 349.0 356.1 356.5 355.1 360.6 355.6

Periode 1.4m 259.8 262.0 266.9 268.6 280.5 259.8 291.8 287.5

Dämpfung 1.4m 25.1 25.0 25.5 24.9 22.6 25.1 18.6 17.9


Quelle:

Abbildung 21 Pendelbeschleunigung im Versuch B11_01, Doppelpack

0

5

10

15

20

25

0 50 100

a res

[g]

t [ms]

Punchbag acceleration


Tabelle 10 Ergebnisse Dummy-Versuche


Glas

B01_lo_1 B01_lo_2 B01_hi_1 B01_hi_2 B01_hi_ppe_1 B01_hi_ppe_2

6c 6c 6a 6a 6b 6b

head acceleration res

peak 201.8 210.7 17.6 69.2 47.9 49.3

3 ms max 50.0 37.0 16.9 36.6 41.8 42.9

HPC36 max 488.0 453.0 29.0 68.0 72.0 81.0

neck

My (Extension) -16.3 -13.1 -22.9 -30.1 -23.4 -21.6

Nij 0.4 0.3 0.2 0.3 0.3 0.2

Fz peak (-) (compr.) -2296.0 -1177.0 -301.0 -404.0 -625.0 -794.0

Fz peak (+) (ten.) 2185.0 1262.0 489.0 800.0 840.0 703.0

upper spine acc. res

peak 16.6 28.4 22.5 26.6 22.7 21.4

shoulder force

peak F res 2446.9 2086.5 758.4 763.9 884.7 848.1

peak Fy 1988.3 1705.5 142.3 132.2 128.6 190.9

lower spine acc. res

peak 11.5 13.2 29.5 34.0 27.1 27.2

lower spine force

Fx (+) peak 335.4 342.7 548.3 494.8 536.7 409.1

Fx (-) peak -255.4 -397.8 -131.5 -204.4 -112.4 -128.8

Fy (+) peak 327.6 324.9 2738.9 3123.0 3062.4 2821.9

Fy (-) peak -1128.8 -942.0 -184.0 -33.4 -30.9 -201.1

lower spine torque

Mx (+) peak 90.7 96.2 67.1 73.6 91.5 80.9

Mx (-) peak -78.5 -89.6 -45.0 -23.4 -32.4 -28.0

My (+) peak 96.6 72.6 11.7 17.8 13.7 15.1

My (-) peak -7.0 -19.4 -62.0 -55.3 -53.6 -51.5

rib deflection criterion

rib up dy max -22.4 -31.1 -2.9 -1.4 -1.1 -2.2

rib mid dy max -17.7 -24.8 -15.3 -12.2 -11.9 -10.6

rib low dy max -13.2 -19.6 -27.0 -26.8 -27.1 -25.7

rib up VC 0.1 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0

rib mid VC 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1

rib low VC 0.1 0.2 0.3 0.3 0.2 0.3

abdominal peak force (APF)

peak 51.3 64.4 1281.7 1443.4 1570.7 1668.3

pubic symphysis f. (PSPF)

peak -1565.5 -1406.3 -1479.4 -1564.9 -1135.6 -1224.5

pelvis acceleration res

peak 36.9 34.4 38.8 38.5 29.0 29.8

3 ms max 29.8 32.8 30.7 29.9 24.9 26.3

board acceleration

peak (+) 5.8 5.1 7.9 6.7 5.2 7.3

board displacement

H = 1.0 m 5.7 5.9 15.6 15.7 15.6 15.8

H = 1.4 m 7.3 7.9 21.1 21.2 21.4 21.7


Tabelle 10 (Fortsetzung) Ergebnisse Dummy-Versuche


PC / Acryl

B02_lo_1 B02_lo_2 B02_hi_1 B02_hi_2 B02_hi_ppe_1 B02_hi_ppe_2

6c 6c 6a 6a 6b 6b


peak 213.0 218.1 86.2 85.4 36.7 32.4

3 ms max 47.0 48.3 43.1 50.9 35.6 30.4

HPC36 max 490.0 503.0 113.0 131.0 63.0 60.0

neck

My (Extension) -23.8 -25.7 -21.1 -15.4 -16.7 -27.1

Nij 0.5 0.6 0.2 0.2 0.2 0.3

Fz peak (-) (compr.) -2156.0 -2470.0 -458.0 -467.0 -356.0 -592.0

Fz peak (+) (ten.) 1871.0 1929.0 987.0 717.0 754.0 723.0


peak 30.1 24.3 23.6 23.0 17.2 25.1

shoulder force

peak F res 1804.0 2041.7 895.4 916.9 962.1 1008.6

peak Fy 1423.3 1563.8 142.7 145.6 163.9 603.8


peak 15.4 14.4 29.2 28.5 24.5 27.0

lower spine force

Fx (+) peak 388.1 426.0 316.8 392.7 244.9 364.1

Fx (-) peak -450.3 -484.5 -136.5 -136.5 -151.1 -285.1

Fy (+) peak 443.4 352.2 2431.0 2492.2 2318.9 2782.9

Fy (-) peak -1026.9 -914.7 -166.6 -164.4 -22.3 -139.9

lower spine torque

Mx (+) peak 88.7 79.6 68.9 65.2 84.9 66.7

Mx (-) peak -75.8 -72.9 -97.2 -110.7 -68.3 -27.8

My (+) peak 93.7 74.4 17.5 29.7 14.2 35.8

My (-) peak -37.6 -28.5 -46.1 -45.4 -72.4 -45.7


rib up dy max -33.5 -32.7 -0.5 -0.5 -3.2 -0.9

rib mid dy max -18.8 -18.6 -5.1 -4.5 -12.9 -4.8

rib low dy max -15.7 -14.9 -18.1 -17.6 -19.5 -17.4

rib up VC 0.7 0.6 0.0 0.0 0.0 0.0

rib mid VC 0.1 0.1 0.0 0.0 0.1 0.0

rib low VC 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1


peak 51.2 40.8 817.7 773.6 1059.1 1745.9


peak -843.5 -937.8 -1390.3 -1455.8 -1378.8 -1382.8


peak 35.6 29.7 34.6 37.0 32.5 31.6

3 ms max 26.7 24.8 30.3 30.1 29.7 29.1

board acceleration

peak (+) 7.1 7.1 10.5 9.6 7.4 7.7

board displacement

H = 1.0 m 6.7 6.7 16.5 16.3 17.6 18.7

H = 1.4 m 10.6 10.2 24.2 23.9 25.1 28.2



B1 (Raita Hornium)

PC / Acryl

B11_lo_1 B11_lo_2 B11_hi_1 B11_hi_2

6c 6c 6a 6a


peak 179.6 195.9 32.1 25.1

3 ms max 52.1 45.3 25.6 21.7

HPC36 max 461.0 519.0 28.0 25.0

neck

My (Extension) -26.3 -22.7 -18.7 -14.2

Nij 0.4 0.4 0.1 0.1

Fz peak (-) (compr.) -1280.0 -1204.0 -341.0 -169.0

Fz peak (+) (ten.) 1132.0 1562.0 441.0 368.0


peak 28.7 19.0 18.7 18.7

shoulder force

peak F res 4300.2 3252.5 1783.5 1759.3

peak Fy 2679.3 3465.5 1585.4 1469.9


peak 16.7 11.8 31.1 31.5

lower spine force

Fx (+) peak 297.7 428.2 113.8 106.8

Fx (-) peak -521.3 -272.7 -190.4 -222.4

Fy (+) peak 346.6 483.5 1197.0 1442.7

Fy (-) peak -1056.5 -1074.6 -78.8 -145.4

lower spine torque

Mx (+) peak 96.6 120.3 50.9 56.3

Mx (-) peak -39.0 -34.8 -144.9 -153.9

My (+) peak 71.1 57.8 64.6 28.6

My (-) peak -30.0 -16.9 -47.4 -46.6


rib up dy max -18.0 -23.2 -14.0 -11.1

rib mid dy max -12.4 -16.1 -9.2 -7.3

rib low dy max -7.2 -9.5 -5.9 -6.7

rib up VC 0.1 0.2 0.1 0.1

rib mid VC 0.0 0.1 0.0 0.0

rib low VC 0.0 0.0 0.0 0.0


peak 458.1 338.3 341.9 406.8


peak -1142.2 -759.5 -2206.9 -2610.2


peak 28.7 31.1 52.1 55.8

3 ms max 26.2 29.3 38.5 45.1

board acceleration

peak (+) 12.0 13.0 15.6 15.3

board displacement

H = 1.0 m 23.1 20.3 35.6 32.9

H = 1.4 m 22.4 21.0 49.3 46.3



B2 (Engo pps)

Glas Acryl

B21_lo_1 B21_lo_2 B21_hi_1 B21_hi_2 B22_lo_1 B22_lo_2 B22_hi_1 B22_hi_2

6c 6c 6a 6a 6c 6c 6a 6a


peak 139.5 143.8 82.3 107.7 99.8 121.4 89.2 67.2

3 ms max 73.9 68.3 33.7 35.7 67.3 69.3 48.4 38.2

HPC36 max 398.0 411.0 85.0 142.0 224.0 305.0 143.0 85.0

neck

My (Extension) -18.4 -16.5 -15.2 -16.2 -12.3 -17.1 -8.8 -17.7

Nij 0.3 0.3 0.2 0.2 0.3 0.3 0.2 0.2

Fz peak (-) (compr.) -1148.0 -1191.0 -776.0 -889.0 -1304.0 -1484.0 -913.0 -596.0

Fz peak (+) (ten.) 1544.0 1459.0 297.0 340.0 1333.0 1953.0 500.0 403.0


peak 12.6 27.7 17.8 17.0 14.7 15.0 11.5 16.2

shoulder force

peak F res 2998.3 2557.8 1933.5 1821.2 2516.0 1931.1 1039.6 1554.3

peak Fy 2430.2 2186.1 1619.6 1507.4 2104.7 1571.3 736.5 1273.1


peak 11.9 14.2 25.2 28.6 10.9 10.5 17.5 21.0

lower spine force

Fx (+) peak 492.6 451.6 389.9 233.4 206.9 393.4 303.0 170.8

Fx (-) peak -241.2 -286.4 -192.3 -211.7 -380.9 -438.0 -130.8 -230.1

Fy (+) peak 458.0 303.5 1012.8 1488.8 377.2 116.6 1324.0 1242.1

Fy (-) peak -1266.7 -1090.0 -66.9 -100.6 -655.9 -861.5 -88.2 -136.2

lower spine torque

Mx (+) peak 79.9 89.6 21.7 34.7 77.0 99.0 27.4 45.4

Mx (-) peak -82.9 -54.3 -112.4 -121.6 -54.4 -42.0 -135.5 -83.3

My (+) peak 77.8 83.8 37.1 27.6 38.5 62.3 7.6 20.9

My (-) peak -22.1 -27.8 -58.1 -42.2 -46.3 -32.1 -39.3 -32.9


rib up dy max -23.4 -39.6 -13.0 -10.9 -27.8 -35.2 -10.7 -11.1

rib mid dy max -15.5 -30.3 -8.9 -7.2 -21.2 -27.0 -8.1 -10.0

rib low dy max -10.5 -23.7 -4.1 -4.1 -15.8 -18.5 -6.7 -10.6

VC, rib compression

rib up VC 0.1 0.7 0.1 0.1 0.2 0.3 0.0 0.1

rib mid VC 0.1 0.3 0.0 0.0 0.2 0.2 0.0 0.0

rib low VC 0.0 0.2 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 0.0


peak 89.4 195.8 172.7 250.6 49.0 43.2 145.0 286.9


peak -1140.9 -750.4 -1707.2 -1605.0 -732.6 -713.6 -1588.8 -1271.0


peak 32.5 33.7 35.7 39.5 28.9 31.3 26.5 30.2

3 ms max 25.2 30.0 28.9 34.3 24.5 26.5 21.6 26.5

board acceleration

peak (+) 25.4 20.6 20.1 22.5 19.6 32.5 20.2 30.8

board displacement

H = 1.0 m 30.8 34.4 48.6 48.5 46.2 43.4 67.5 70.6

H = 1.4 m 30.6 35.6 57.1 55.6 43.2 40.3 70.3 72.9



B3 (Icepro Steeline)

Acryl

B31_lo_1 B31_lo_2 B31_hi_1 B31_hi_2

6c 6c 6a 6a


peak 236.0 252.9 82.8 75.4

3 ms max 48.5 59.9 37.2 37.8

HPC36 max 519.0 704.0 90.0 81.0

neck

My (Extension) -17.2 -17.3 -10.6 -11.7

Nij 0.3 0.5 0.1 0.1

Fz peak (-) (compr.) -1475.0 -2818.0 -361.0 -272.0

Fz peak (+) (ten.) 1998.0 2332.0 262.0 166.0


peak 20.8 17.5 12.4 11.9

shoulder force

peak F res 1919.5 2466.0 1444.5 1297.5

peak Fy 1680.8 1815.3 1154.5 1066.4


peak 13.8 10.0 23.6 24.0

lower spine force

Fx (+) peak 479.7 440.4 488.8 460.9

Fx (-) peak -371.5 -343.9 -119.0 -132.7

Fy (+) peak 342.9 473.2 979.6 1115.3

Fy (-) peak -1067.2 -1157.9 -171.8 -103.1

lower spine torque

Mx (+) peak 106.6 101.5 47.0 47.3

Mx (-) peak -60.9 -57.4 -148.3 -129.0

My (+) peak 66.8 79.2 11.4 8.4

My (-) peak -31.9 -45.3 -42.2 -49.0


rib up dy max -43.5 -31.5 -13.2 -9.0

rib mid dy max -32.4 -21.9 -6.7 -5.5

rib low dy max -22.6 -16.3 -4.5 -3.1

VC, rib compression

rib up VC 0.5 0.2 0.0 0.0

rib mid VC 0.3 0.1 0.0 0.0

rib low VC 0.2 0.1 0.0 0.0


peak 133.8 43.6 92.9 96.0


peak -1181.6 -976.7 -2032.4 -1966.0


peak 37.3 36.0 34.2 34.8

3 ms max 28.4 23.7 31.5 28.2

board acceleration

peak (+) 20.1 25.1 13.2 16.6

board displacement

H = 1.0 m 29.4 22.6 36.9 39.8

H = 1.4 m 28.7 20.2 53.9 52.8



B4 (AST Prototyp) B5 (Vepe Beta)

Acryl Acryl

B41_lo_1 B41_lo_2 B41_hi_1 B41_hi_2 B51_lo_1 B51_lo_2 B51_hi_1 B51_hi_2

6c 6c 6a 6a 6c 6c 6a 6a


peak 265.8 242.0 38.5 28.4 87.9 82.4 66.3 40.5

3 ms max 46.1 41.7 31.6 22.6 60.2 53.0 33.7 30.8

HPC36 max 627.0 606.0 35.0 30.0 165.0 132.0 59.0 35.0

neck

My (Extension) -17.4 -22.5 -22.9 -20.1 -15.8 -28.5 -15.8 -21.1

Nij 0.4 0.4 0.2 0.2 0.4 0.4 0.1 0.2

Fz peak (-) (compr.) -1685.0 -1488.0 -95.0 -101.0 -1702.0 -1402.0 -362.0 -316.0

Fz peak (+) (ten.) 1865.0 1658.0 343.0 346.0 1785.0 1635.0 231.0 316.0


peak 18.8 13.4 15.7 14.7 15.8 15.6 13.5 15.9

shoulder force

peak F res 2710.8 2267.2 1605.6 1579.4 2715.4 2431.9 1581.6 1760.2

peak Fy 2087.0 1879.3 1339.4 1308.3 2187.4 2085.5 1313.0 1541.1


peak 10.7 16.7 21.9 21.3 12.0 12.7 20.6 19.2

lower spine force

Fx (+) peak 295.8 309.0 100.1 132.3 303.4 359.8 248.2 98.5

Fx (-) peak -301.6 -266.3 -219.3 -197.0 -271.8 -230.3 -168.2 -201.7

Fy (+) peak 464.3 535.6 570.5 647.5 537.5 450.8 885.2 589.0

Fy (-) peak -1118.0 -923.3 -87.7 -95.0 -1104.6 -998.5 -116.5 -71.9

lower spine torque

Mx (+) peak 100.0 84.2 45.1 37.7 76.2 74.0 30.3 35.7

Mx (-) peak -104.1 -94.7 -88.9 -79.1 -103.9 -80.1 -105.4 -65.1

My (+) peak 74.0 58.2 5.4 7.3 67.1 67.7 3.0 5.4

My (-) peak -22.0 -19.5 -46.3 -43.2 -19.2 -29.6 -48.0 -43.4


rib up dy max -16.6 -17.0 -14.0 -12.9 -17.2 -17.7 -11.3 -16.1

rib mid dy max -11.9 -12.8 -9.0 -9.4 -9.6 -13.8 -5.5 -11.3

rib low dy max -2.6 -12.5 -6.6 -7.1 -1.4 -12.1 -2.6 -7.7

VC, rib compression

rib up VC 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

rib mid VC 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1

rib low VC 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.0


peak 42.1 57.6 59.0 105.6 48.9 46.9 52.2 117.2


peak -2097.2 -1687.1 -1502.3 -1247.8 -1229.3 -1267.2 -1403.5 -1551.3


peak 44.9 48.2 27.3 32.2 30.2 30.1 29.0 32.3

3 ms max 34.3 41.6 21.6 20.6 24.8 22.8 24.1 27.0

board acceleration

peak (+) 23.1 21.6 33.8 45.2 18.7 20.1 19.1 18.2

board displacement

H = 1.0 m 39.1 37.2 60.0 61.1 46.1 47.8 56.9 56.0

H = 1.4 m 33.6 36.3 71.0 70.2 48.8 49.2 71.5 69.9


Tabelle 12 Zusammenfassende Bewertung aller Bandensysteme: Variante 1 (s. Abbildung 17, S. 40)

Resultate Referenz-bande Engo

Olympic 2400 glas

Referenz-bande Engo

Olympic 2400

Engo pps glas

Engo pps Kunststoff

Raita Hornium

Icepro Steeline

AST Prototyp

Vepe Beta

aufrecht 5.9 4.3 3.1 3.1 3.9 2.9 2.4 2.7

geneigt 4.9 3.9 4.9 3.9 4.6 5.2 5.1 3.5

Tabelle 13 Zusammenfassende Bewertung aller Bandensysteme: Variante 2 (s. Abbildung 18, S. 41)


Olympic 2400 glas

Referenz-bande Engo

Olympic 2400

Engo pps glas

Engo pps Kunststoff

Raita Hornium

Icepro Steeline

AST Prototyp

Vepe Beta

aufrecht 3.1 2.4 1.8 1.7 1.7 1.3 1.1 1.3

geneigt 2.0 1.8 2.3 1.8 2.2 2.4 2.1 1.6

Zusammenfassende Bewertung aller Bandensysteme. Die biomechanischen Belastungen wurden in Form einer Punktzahl dargestellt. Je kleiner die Punkt-zahl, desto besser die Performance.

Tabelle 11 Zusammenfassende Bewertung aller Bandensysteme: Basisvariante (s. Abbildung 16, S. 39)


Olympic 2400 glas

Referenz-bande Engo

Olympic 2400

Engo pps glas

Engo pps Kunststoff

Raita Hornium

Icepro Steeline

AST Prototyp

Vepe Beta

aufrecht 4.6 3.5 2.4 2.5 2.7 2.1 1.8 1.9

geneigt 3.1 2.7 3.3 2.8 3.6 3.5 3.3 2.5

64 Quellen bfu-Report Nr. 76

Quellen

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66 bfu-Reports bfu-Report Nr. 76

bfu-Reports

Kostenlose Bestellungen auf www.bestellen.bfu.ch http://www.bfu.ch/bestellen Neuere Publikationen können zudem heruntergeladen werden. Die meisten bfu-Reports existieren nur in deutscher Sprache mit Zusammenfassungen in Französisch, Italie-nisch und Englisch.

Report 74 André Lacroix, Reto W. Kressig, Thomas Mühlbauer, Othmar Brügger & Urs Granacher (2016) Wirksamkeit eines Trainingsprogramms zur Sturzprävention – Effekte eines «Best-Prac-tice-Modells» auf intrinsische Sturzrisikofaktoren bei gesunden älteren Personen

Report 73 Uwe Ewert, Yvonne Achermann Stürmer & Steffen Niemann (2016) Soziale Ungleichheit und Nichtberufsunfälle in der Schweiz

Report 72 Gianantonio Scaramuzza, Andrea Uhr & Steffen Niemann (2015) E-Bikes im Strassenverkehr – Sicherheitsanalyse

Report 71 Steffen Niemann, Christoph Lieb & Heini Sommer (2015) Nichtberufsunfälle in der Schweiz – Aktualisierte Hochrechnung und Kostenberechnung

Report 70 Steffen Niemann & Yvonne Achermann Stürmer (2014) Gesamtunfallgeschehen in der Schweiz

Report 69 Veit Senner, Stefan Lehner, Michaela Nusser & Frank I. Michel (2014) Skiausrüstung und Knieverletzungen beim alpinen Skifahren im Freizeitsport – Eine Ex-pertise zum gegenwärtigen Stand der Technik und deren Entwicklungspotenzial

Report 68 Mario Cavegn, Esther Walter, Gianantonio Scaramuzza, Christian Amstad, Uwe Ewert & Yves Bochud (2013) Evaluation der Zweiphasenausbildung

Report 67 Judith Natterer Gartmann & Martin Kaiser (2012) Sportunfallprävention aus rechtlicher Sicht

Report 66 Cornelia Furrer & Andreas Balthasar (2011) Evaluation der bfu-Präventionskampagne im Schneesport

Report 65 Adrian Fischer, Markus Lamprecht, Hanspeter Stamm, Othmar Brügger, Steffen Niemann & Christoph Müller (2011) Unfälle im, am und auf dem Wasser

Report 64 Eva Martin-Diener, Othmar Brügger & Brian Martin (2010) Physical Activity Promotion and Injury Prevention

Report 63 Uwe Ewert (2010) Evaluation der Kampagne «Kopf stützen – Nacken schützen»

nur als PDF verfügbar

Report 62 Yvonne Achermann Stürmer (2010) Disparités régionales des accidents de la route

Report 61 Uwe Ewert & Patrick Eberling

http://www.bestellen.bfu.ch/

http://www.bfu.ch/bestellen

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017

bfu – Beratungsstelle für Unfallverhütung, Postfach, CH-3001 BernTel. +41 31 390 22 22, Fax +41 31 390 22 30, info @ bfu.ch, www.bfu.ch

© bfu 2017. Alle Rechte vorbehalten; Reproduktion (z. B. Fotokopie), Speicherung, Verarbeitung und Verbreitung sind mit Quellenangabe (s. Zitationsvorschlag) gestattet.

Sicher leben: Ihre bfu.

Die bfu setzt sich im öffentlichen Auftrag für die Sicherheit

ein. Als Schweizer Kompetenzzentrum für Unfallprävention

forscht sie in den Bereichen Strassenverkehr, Sport sowie

Haus und Freizeit und gibt ihr Wissen durch Beratungen,

Aus bildungen und Kom munikation an Privatpersonen

und Fachkreise weiter. Mehr über Unfall prävention auf

www.bfu.ch.

Partner: Swiss Ice Hockey Federation (www.sihf.ch) und die Pat Schafhauser-Stiftung

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bfu-Report Nr. 76


Autoren: Bern 2017Kai-Uwe Schmitt, Markus Muser, Hansjürg Thüler, Othmar Brügger

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bfu-Report Nr. 76 Belastungsreduzierende Bandensysteme im ... Nr. 76... · gibt die Studie Hinweise...

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