Technik

Airbag 1 - Auslösung

Airbag 2 - Komponenten

Airbag 3 - Weitere Airbags

Airbag 4 - Sicherheit

Airbag 5 - Szenario

Gurt

Kurze Historie des Airbags

Mercedes erhält 1971 das Patent für den Airbag
1980 wurde erstmals ein Airbag System für Fahrzeuge der Oberklasse als Extra angeboten
Seit 1990 ist der Einbau eines Airbags in Amerika Pflicht

Airbag Entfaltung (Quelle: Mercedes)

Auslösung und Ablauf der Airbagzündung

Bei modernen Airbagsystemen erfolgt das Auslösen, sobald
ein Frontaufprall mit Geschwindigkeiten größer als 30 km/h oder
ein Frontaufprall mit Geschwindigkeiten größer als 30 km/h und bis zu 30° Seitenversatz vorliegt.

Entscheidende Faktoren zur Auslösung des Airbags

Meldet der Frontsensor einen Aufprall und der im Steuergerät befindliche Sicherheitssensor bestätigt dies, so wird die Zündpille im Gasgenerator aktiviert. Durch genaues Erfassen der Unfallschwere wird die Auslösung der Airbags und der Gurtstraffer aktiviert. Entscheidende Faktoren können hierbei sein:

– Aufprallstärke
– Sitzposition des Fahrers
– Belegung des Beifahrersitzes
– Sicherheitsgurte angelegt

Die Auslösung der Rückhalte- und Sicherheitssysteme erfolgt zumeist über elektronische und mechanische Beschleunigungssensoren. Zur Auslösung der Airbags sind immer zwei voneinander unabhängig arbeitende Sensoren vorhanden.

Elektronische Beschleunigungssensoren für Fahrer- und Beifahrer-Airbag, Kopf- und Seiten-Airbag, Gurtschlossstrammer und Sicherheitsbatterieklemme. Fahrer- und Beifahrer-Airbag werden zusätzlich in Verbindung mit den mechanischen Beschleunigungssensoren (Savingsensor) ausgelöst. Seiten- und Kopf-Airbags werden in Verbindung mit den elektronischen Seitencrash-Sensoren ausgelöst.

Airbagauslösung Zeitschema Fahrer und Beifahrer/font>

Crashphase (Bild: Bosch)

Zum Zeitpunkt „Null“ berührt das Fahrzeug die Crashwand.
25 ms später aktiviert der elektronisch Sensor die Zündpille des Fahrermoduls.
Nach 30 ms ist die Abdeckung des Fahrermoduls aufgerissen und der Airbag wird aufgeblasen (Jede Airbagabdeckkappe besitzt Sollbruchstellen, ausgeführt als Reißnähte, an denen der Prallsack austritt).
Nach ca. 55 ms ist der Fahrerairbag vollständig aufgeblasen und der Fahrer taucht ein.
Nach 85 ms ist der Fahrer maximal in den Airbag eingetaucht und bewegt sich wieder vom Lenkrad weg.
Die Zündung des Beifahrerairbags und das Eintauchen des Beifahrers in den Airbag erfolgen um ca. 10 ms später, da der Beifahrer einen weiteren Weg bis zum Armaturenbrett zurückzulegen hat.
Nach ca. 150 ms ist das gesamte Unfallgeschehen abgeschlossen, die Insassen befinden sich in ihrer Ausgangsposition und beide Airbags sind weitgehend geleert.

Schutzphase (Bild Bosch)

Vorgang der Auslösung

Erkennt das Steuergerät für Airbag einen Crash in einem Winkel von je ca. 30° zur Fahrzeuglängsachse so werden in Abhängigkeit des Sicherheitssensors und der Fahrzeugbestückung die entsprechenden Airbags aktiviert.

Wird eine Beschleunigung von den Seitensensoren erfasst und vom Sicherheitssensor bestätigt werden nur die Seitenairbags ausgelöst.

Ist der Crash von seitlich vorn, ca. 60° von der Fahrzeugquerachse in Richtung Fahrzeuglängsachse so werden sowohl Fahrer- und Beifahrerairbag als auch der betreffende Seitenairbag ausgelöst.

Die Auslösung erfolgt durch die Zündung eines pyrotechnischen Treibsatzes. Die hierbei entstehenden Abbrandgase füllen den Airbag. Die Abbrandgeschwindigkeit beträgt bei Natriumazid ca. 4700 m/s und es entsteht eine Gastemperatur von ca. 400°C bis 500°C.

Ein Fahrerairbag besitzt ein Aufblasvolumen von ca. 67 l und ist 30 ms nach dem Zünden entfaltet. Die Ausdehnungsgeschwindigkeit beträgt ca. 550 km/h. Der Beifahrerairbag besitzt ein Volumen von ca. 140 l und ist nach etwa 35 ms gefüllt. Das Gasgemisch besteht zu rund 99 % aus Stickstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid.

Zwei Faltungsarten des Prallsacks werden derzeit unterschieden. Die Sternfaltung mit Vorteilen bei Insassen in Out-of-
Position-Situationen und einer eher geringen Ausdehnung zum Fahrer sowie die bisherige übliche Standardfaltung.

Airbagsysteme (Übersicht)

Airbag-Einheiten mit pyrotechnischen Gasgeneratoren

Die älteren bislang verwenden Gasgeneratoren waren mit chemischen Feststoff-Treibsätzen ausgestattet, die hauptsächlich auf der Basis von Nitrozellulose oder Natriumazid NaN₃ hergestellt wurden. Der Gasgenerator enthält eine exakt definierte Menge eines Festtreibstoffs. Bei dessen Verbrennung entsteht in kürzester Zeit eine definierte Gasmenge zum Füllen des Airbags.

Bei der Aktivierung entstehen primär Gase, hauptsächlich Stickstoff, jedoch auch CO und Stickoxide, sowie alkalische Substanzen als Feststoffe.

Seit 1997 werden auch Composite-Treibsätze verwendet die auf Basis von Alkalichloraten hergestellt werden.

2-stufiges Airbagmodul

Airbag-Einheiten mit Hybridgasgeneratoren

Hybridgasgeneratoren bestehen aus einem Druckgefäß mit einem komprimierten Gas und einer pyrotechnischen Baugruppe, die zum Auslösen und Aufheizen des ausströmenden Gases dient. Bei den Gasen dient eine Druckflasche als Gasspeicher. Beim Anzünden öffnet der Treibsatz die den Gasbehälter verschließende Membran, worauf das vorkomprimierte Gas (Stickstoff oder Argon-Helium Gemisch) den Airbag aufbläst. Dadurch gibt es fast keinen Verbrennungsrückstand.

Erkennen von Fahrzeugen mit Pyrotechnik:

Jedes Fahrzeug mit Airbag ist mit den Buchstaben SRS (Supplemental Restraint System bzw. Sicherheitsrückhaltesystem) auf dem Airbag gekennzeichnet. Auch ist in der Instrumententafel eine Kontrollleuchte vorhanden, die beim Einschalten der Zündung kurz aufleuchtet.

Für Schule und Ausbildung wird der Airbag-Schulungsstand erhältlich beim Christiani-Verlag empfohlen.