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Airbag   1  - Auslösung

Airbag 1 - Auslösung

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Airbag 5 - Szenario

Gurt

Der Airbag ist ein Bestandteil der passiven Sicherheit im Automobil. Der Airbag gehört wie der Sicherheitsgurt zu den Insassenrückhaltesystemen in Kraftfahrzeugen.

Wie arbeitet der Airbag im Auto, wann löst er aus? Dieser und anderen Fragen gehen wir in Teil unserer Reihe zum Airbag nach.

Wichtige Abkürzungen:  SRS = Sicherheitsrückhaltesystem oder Supplement Restraint System

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

  • 1987 kam dann der erste Volvo mit Fahrerairbag in den USA auf den Markt, der Volvo 760.  

  • Seit 1990 ist der Einbau eines Airbags in Amerika Pflicht

 Airbag Entfaltung Mercedes
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.

Häufig wundern sich Autofahrer nach einem Unfall, warum der Airbag nicht ausgelöst hat. Die Auslöse-Algorithmen, die letztendlich dazu führen, dass der Auslösebefehl kommt, sind recht kompliziert. Nicht jeder Aufprall zieht eine Auslösung nach sich.

Verschiedene Crash-Schweren und Auslöseschwellen werden unterschieden.

Crash-Schwere

Durch zahlreiche Crash- und Fahrversuche unter extremen Bedingungen wurden für alle möglichen Unfallarten die Auslöseschwellen von BMW festgelegt. Die Auslöseschwellen sind abhängig von der Crash-Schwere. Die Crash-Schwere ist eingeteilt in 4 Gruppen:


- CS 0: keine pyrotechnischen Rückhaltesysteme notwendig
- CS 1: leichter Crash
- CS 2: mittelschwerer Crash
- CS 3: schwerer Crash

Auslöseschwellen

Die Auslöseschwellen wurden festgelegt je nach der Crash-Schwere sowie unter Einbeziehung weiterer Faktoren wie Richtung, Überlagerung beim Aufprall und je nach der Auswertung, ob der Insasse angegurtet ist oder nicht. Daraus ergeben sich unterschiedliche Auslöseschwellen für die Ansteuerung der verschiedenen Rückhaltesysteme. Durch die verschieden Auslöseschwellen können die Auslösungen für die zweite Stufe der Frontairbags je nach Crash-Schwere variiert werden.

Am folgenden Beispiel Frontcrash (Quelle BMW) werden die möglichen aktivierten Aktoren dargestellt:

Bei einem Front-Crash wird unterschieden zwischen Crash-Schwere "leichte bis mittelschwere Kollision"(CS 1/CS 2) bzw. "schwere Kollision" (CS 3).

Crash-Schwere CS1

Bei der Crash-Schwere CS1 (leichte Kollision) werden die Gurtstrammer ausgelöst. Der Fahrer-/Beifahrerairbag wird nicht ausgelöst, wenn erkannt wird, dass die Insassen angegurtet sind. Ausnahme: Falls die Insassen nicht angegurtet sind, wird der Fahrer- und Beifahrerairbag ausgelöst.

Crash-Schwere CS2

Ab der Crash-Schwere CS 2 (mittelschwere Kollision) werden der Fahrer-/Beifahrerairbag sowie die Gurtstrammer ausgelöst. Die Sicherheitsbatterieklemme wird aktiviert, die elektrische Kraftstoffpumpe wird abgeschaltet und ein Notruf wird abgesetzt, wenn ein entsprechend vorbereitetes Telefon im Fahrzeug vorhanden ist.

Crash-Schwere CS3

Bei der Crash-Schwere CS3 (schwere Kollision) werden der Fahrer-/Beifahrerairbag sowie die Gurtstrammer ausgelöst, jedoch mit einem anderen Zeitablauf (Time delay).

Airbag Auslösung

Auslösebeispiel Frontcrash (BMW E60)

(Quelle BMW)

Kurzes Video zur Airbag-Auslösung

Noch ein lustiges Video zur Airbag Auslösung.

Handelt es sich bei dem Video etwa um ein Fake-Video? Kann der Airbag überhaupt im Stand auslösen?

 

  

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 

Airbagauslösung Zeitschema Fahrer und Beifahrer

 

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)

Lesen Sie hierzu auch Anatomie eines Unfalls.

 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.

Video: Disco-Crash - mit 70 gegen einen Baum  

Fast jedes Wochenende werden junge Erwachsene nachts auf der Heimfahrt in schwere Unfälle verwickelt. Der ADAC hat den typischen Discounfall nachgestellt: Mit 70 km/h frontal gegen einen Baum. Die Ergebnisse sind schockierend. (Video von ADAC)

 


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Weitere Quellen u.a.: Bosch, Renault, VW, Autoliv, BMW, Airbag-Sachkundekurs



Autor: Johannes Wiesinger

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