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Wie funktioniert eigentlich der Airbag?

Technologie

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24/01/2019
 

Assistenz- und Sicherheitssysteme helfen Unfälle zu vermeiden. Auf VisionZeroWorld erklären wir, wie ABS, ESP & Co eigentlich funktionieren. Heute: der Airbag.


Walter Linderer darf heute als Schutzengel vieler Autofahrer bezeichnet werden. Viel ist über den Ingenieur zwar nicht bekannt, doch was er 1951 zum Patent anmeldete, machte nicht nur eine Weltkarriere in der Automobilindustrie, sondern rettete bis heute unzählige Leben. Unter der Überschrift ,,Einrichtung zum Schutze von in Fahrzeugen befindlichen Personen gegen Verletzungen bei Zusammenstößen" reichte der Visionär seinen Patentantrag ein. Die Idee: „Gemäß der Erfindung wird vor dem Sitz der zu schützenden Person ein aufblasbarer Behälter in zusammengefaltetem Zustand montiert, der sich im Falle der Gefahr automatisch oder durch willkürliche Auslösung aufbläht." Zwei Jahre ließ sich das Patentamt Zeit, doch dann, am 12. November 1953, wurde die Patentschrift veröffentlicht. Und damit war es offiziell: Walter Linderer war Erfinder des ersten Fahrzeug-Airbags.

 

Jedoch: Linderer war seiner Zeit voraus, die Technik noch lange nicht ausgereift, um diese Frühform des Airbags tatsächlich zu verwirklichen und zum Einsatz zu bringen. Denn die Idee fußte auf dem Vorhaben, einen zusammengefalteten Sack im Notfall durch Druckluft aufzublasen – die sich zur Druckerzeugung innerhalb weniger Millisekunden aber überhaupt nicht eignete. Auch für das Luftkissen fehlte noch das entsprechende Material mit einer ausreichenden Reißfestigkeit. Linderer hatte den Airbag zwar erfunden, jedoch nur in der Theorie. Realisieren konnte er seine Idee also nicht, andere inspirieren aber schon. Nicht nur in Deutschland, auch in den USA wurde fortan an dem neuen Sicherheitssystem getüftelt. Denn während das Auto in den Sechzigerjahren endgültig zum Massenprodukt wurde, stiegen auch die Unfallzahlen.

Die ersten Airbags waren Anfang der achtziger Jahre serienmäßig in der Mercedes S Klasse verbaut. Foto: Daimler

 

1981, dreißig Jahre, nachdem Linderer seinen Patentantrag eingereicht hatte, rollte die neue S-Klasse von Mercedes-Benz vom Band. Erstmals in einem deutschen Auto mit an Bord: ein Airbag. Zunächst gegen Aufpreis, dann serienmäßig. Heute ist das Sicherheitssystem in jedem Neuwagen zu finden, in vielen Formen. Als Front-Airbag im Lenkrad, als im Sitz integrierter Seitenairbag, als im Dachhimmel verbauter Airbag zum Schutz des Kopfes oder als Knie-Airbag in der unteren Armaturentafel. Welche Technik aber war es, die es 1951 noch nicht gab? Wie funktioniert der Airbag?

 

Scheiterte Linderer noch an der Reißfestigkeit des Luftsacks, wurde die Lösung im Kunstfasergewebe Nylon gefunden. Das Material kann nicht nur erheblichen Belastungen standhalten, sondern weist auch keinen Verschleiß auf, wenn es, bisweilen jahrelang, zusammengefaltet hinter einer Blende im Airbagmodul steckt. Das zusätzliche Rückhaltesystem (Supplemental Restraint System, SRS), bestehend aus Fahrer-Airbag und Gurtstraffer, damals noch als Gurtstrammer bezeichnet, ist 1981 bei Mercedes als Sonderausstattung der S-Klasse für 1525,50 DM erhältlich. Der Airbag ist das Ergebnis einer intensiven Arbeit der Konzernforschung, die Mitte der 1960er-Jahre begonnen hatte. Wenn Sensoren eine Kollision feststellen, wird eine Treibladung gezündet, und der dabei entstehende Stickstoff bläht in wenigen Millisekunden einen Sack aus Spezialgewebe auf. Das so entstehende Kissen schützt den Menschen vor dem Aufprall auf dem Armaturenbrett. Während der Fahrer-Airbag im Lenkrad untergebracht ist, befindet sich der Beifahrer-Luftsack in seiner frühen Ausführung an der Stelle des Handschuhfachs. Spätere Fahrzeuge erhalten aufgrund verkleinerter und verfeinerter Airbagmodule auch wieder das Handschuhfach zurück.

Continental entwickelt und produziert Steuergeräte für Airbags und andere Sicherheitssysteme im Fahrzeug. Die Safety Domain Control Unit (SDCU) verbessert den Fußgänger- und Insassenschutz. Foto: Continental

 

Doch wie erkennt das System rechtzeitig, dass der Airbag ausgelöst werden muss? Verantwortlich dafür sind das Airbagsteuergerät – auch ACU (Airbag Control Unit) genannt – und die Crashsensoren, die teils im Steuergerät, teils im Auto verbaut sind. Eine wichtige Rolle spielen zudem die Beschleunigungssensoren, die die negative Beschleunigung, also einen rasanten Geschwindigkeitsabfall, messen. Von diesen Sensoren werden immer mindestens zwei verbaut, um einen fehlerhaften Einsatz des Airbags zu vermeiden. Wenn alle Sensoren eine Verzögerung registrieren, wird der Airbag ausgelöst. Das Steuergerät fungiert als Airbag-Schaltzentrale. Es wertet die von den Sensoren gelieferten Daten aus und entscheidet, ob und welche Airbags ausgelöst werden müssen. Entwickelt werden diese Steuergeräte und Sensoren auch von Continental.

 

Continental arbeitet auch an künftige Generationen von Rückhaltesystemen. Wenn autonom fahrende Autos zum Straßenbild gehören, ändert sich nicht nur das Fahr-, sondern auch das Sitzverhalten der Insassen. Man wird nicht auf eine gerade Sitzposition beschränkt sein und hat mehr Bewegungsfreiheit. Schon auf der Consumer Electronics Show Asia 2017 in Shanghai stellte Continental die Safety Domain Control Unit (SDCU) vor, eine Entwicklung, die maßgeblich zum Fußgänger- und Insassenschutz beitragen soll. Das Steuergerät bündelt – zusätzlich zu den gängigen Sensoren eines Airbag-Systems – Informationen aus Fahrdynamiksensoren sowie jeglichen Radar- und Kamerasensoren, die im Fahrzeug verbaut sind. Ein drohender Unfall kann dadurch entscheidend früher erkannt werden. Auch die Beurteilung der Unfallschwere wird elementar verbessert. Möglich wird dies durch die zunehmende Vernetzung der Fahrzeuge, die heutzutage mit etlichen Sensoren und Radar-Systemen ausgestattet sind. Höhere Vernetzung, effektiverer Insassenschutz, maximale Sicherheit – auf dem Weg zur Vision Zero nimmt auch der Airbag als Teil eines immer vernetzteren Sicherheitssystems eine Rolle von entscheidender Bedeutung ein.

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