Benutzer Diskussion:Plan-b

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Airbag

Ein Airbag (englisch wörtlich für Luftbeutel / Luftsack), selten auch Prallkissen genannt, ist Teil des Insassenrückhaltesystem, vorwiegend von Kraftfahrzeugen. Bei einem Unfall wird er in typischerweise 10 bis 40 ms von einem Gasgenerator aufgeblasen und verhindert oder dämpft den Aufprall des Insassen auf harte Fahrzeugteile. Er verringert dabei in erster Linie die Gefahr von Kopf und Brustkorbverletzungen. Abgestimmt auf die zu schützende Körperregion und den Unfalltyp werden unterschiedliche Airbagsysteme verbaut und von einem zentralen, fahrzeugeigenen Airbagsteuergerät ausgelöst.

Der Airbag wird in seiner Funktion stets auf das Gesamtrückhaltesystem des Fahrzeugs abgestimmt. Insbesondere bei europäischen Fahrzeugen werden die Airbagsysteme auf das zusammenwirken mit dem Sicherheitsgurt abgestimmt. Der Airbag ergäntzt also den Sicherheitsgurt, kann ihn aber keinsfalls ersetzen.

Geschichte

Das erste Patent für Airbag-ähnliche Vorrichtungen in Flugzeugen wurde bereits 1920 vergeben. Die Idee des Prallkissens gewann neues Gewicht, als die Vereinigten Staaten 1969 automatische Insassen-Schutzsysteme für Personenwagen vorschreiben wollten. 1973 sollte sogar der Fahrer-Airbag zur Pflichtausstattung für Neuwagen werden. Doch die Kritik an den vorgestellten Lösungen war groß und der Termin wurde immer wieder verschoben. Die meisten Projekte liefen schließlich ohne Ergebnis aus.

In der Automobilproduktion wurden die ersten Prallkissen 1973 für den Oldsmobile Toronado angeboten. Allerdings wurden diese mit Druckluft betrieben, und nach wenigen Jahren wegen Funktionsmängeln wieder zurückgezogen. Mercedes-Benz begann 1967 mit der Arbeit an praxistauglichen Airbags. Die Sensorik musste ebenso neu entwickelt werden, wie die Technik der Gaserzeugung und das Gewebe des eigentlichen Prallkissens. Erste Versuche setzten auf Pressluft und Frigen, um den Airbag zu füllen. Doch als beste technische Lösung erwies sich ein textiler Beutel, der bei einem Unfall durch eine pyrotechnische Treibladung in wenigen Millisekunden aufgebläht werden kann, um den Fahrer sanft abzufangen. Die Treibladung aus Natriumazid übernahmen die Automobilentwickler aus der Raketentechnik. 1971 erhielt Mercedes-Benz das Patent DE 2152902 C2 auf das Prallkissen. Bis zur Serienreife musste das Rückhaltesystem noch in vielen Details verbessert und getestet werden. Bei mehr als 250 Unfallversuchen mit kompletten Fahrzeugen, mehr als 2.500 Tests mit dem Schlitten und tausenden Versuchen mit einzelnen Teilen bewies der Airbag seine zuverlässige Funktion. Gleichzeitig stellte ein Langzeitversuch mit 600 Testfahrzeugen auf der Straße und im Gelände sicher, dass der Gassack nicht im normalen Fahrbetrieb auslöst. Erstes Auto mit einem Airbag war 1980 der Mercedes-Benz W126 (S-Klasse). Die Kombination aus Fahrer-Airbag und Beifahrer-Gurtstraffer war ab Juli 1981 zunächst ausschließlich in der Baureihe 126 erhältlich und kostete als Sonderausstattung für Limousine und Coupé 1 525,50 Mark (umgerechnet rund 780 Euro). Dieses System wurde von der Aschaffenburger Firma Petri AG entwickelt. Im ersten Jahr entschieden sich 2 636 Käufer der S-Klasse für dieses neue Sicherheitsmerkmal.

Anfangs wurden die meisten Fahrzeuge lediglich mit einem Fahrer-Airbag im Lenkrad ausgerüstet. Seit den späten 1980ern werden zunehmend auch Prallkissen für Beifahrer und in den 1990ern auch zwischen Insassen und Türen installiert.

Einteilung

Fahrerairbag

Fahrerairbags werden im Lenkrad integriert, und schützen Kopf und Thorax (Brust) beim Frontalaufprall. Die Entfaltung erfolgt üblicherweise durch die Abdeckung im Zentrum des Lenkrads. Diese Abdeckung wird in der Regel aus elastomermodifiziertem Kunststoff hergestellt und mit einer Sollbruchstelle versehen durch die der Airbag austritt. Die Sollbruchstelle ist üblicherweise im Spritzgusswerkzeug enthalten, muss also nicht in einem anschliessenden Arbeitsgang eingebracht werden. Die Zündung des Fahrerairbag erfolgt typischerweise ca. 15ms nach Aufprallbeginn.

Beifahrerairbag

Beifahrerairbags werden in die Instrumententafel integriert, und schützen Kopf und Thorax (Brust) beim Frontalaufprall. Die Entfaltung erfolgt entweder durch ein separates Klappensystem das Unabhängig von der Instrumententafel hergestellt, und anschliesend montiert wird, oder durch ein integriertes Klappensystem das zusammen mit der Instrumententafel hergestellt wird. Das Aufreißen der Instrumententafel erfolgt im zweiten Fall entlang einer Sollbruchstelle die meist durch Highspeed-Fräsen, Heis- oder kalt-Messerschnitt, oder Lasern eingebracht wird. Während Beifahrerairbagsysteme mit separatem Deckel für den Endkunden deutlich sichtbar sind und eine Einschränkung für das Designkonzept darstellen, sind die Integrierten Lösungen heute nur noch schwer oder gar nicht mehr erkennbar, weshalb sie in höherwertigen Fahrzeugen fast ausnahmslos eingesetzt werden. Beifahrer-Airbags lassen sich in vielen Fahrzeugen manuell deaktivieren, da sie für Babys in rückwärtsgerichteten Kindersitzen eine Gefahr darstellen. Die Zündung erfolgt typischerweise ca. 15ms nach Aufprallbeginn.

Front- und meist auch Seiten-Airbags für Fahrer und Beifahrer gehören inzwischen zur Standardausstattung neuer PKW.

Seitenairbag

Ein Seitenairbag (auch Thorax airbag) schützt im Falle eines Seitenaufpralles die Insassen eines Fahrzeug vor dem Kontakt mit harten Karosserieteilen. Seitenairbags werden typischerweise in der Tür oder im Sitz integriert. Da die Sitzposition in Fahrzeuglängsrichtung und in der Höhe eingestellt werden kann, muß bei türgestützten Seitenairbagsystemen die Schutzwirkung in einem grossen Bereich gewährleistet werden. Das führt zu teuren, raumgreifenden und schwerer beherschbaren Airbagsystemen. Deshalb kommen bei Neuentwicklungen fast ausnahmslos sitzintegrierte Airbagsysteme zum Einsatz, die sich bei der Einstellung der Sitzposition mit dem Insassen mitbewegen. Seitenairbags werden sowohl als reine Thoraxairbags (Oberkörper), als auch als kombinierte Thorax- Pelvis- (Becken) Airbags ausgelegt. Seltener, z.B. bei Cabriolets werden sogar Kopf- Thorax- und Pelvis vom Seitenairbag "abgedeckt". Die Rückhaltewirkung des Seitenairbags wird in der Regel von Massnahmen in der Türverkleidung unterstützt, die den Abdomenbereich entlasten und das Becken frühzeitig definiert in den Innenraum schieben (Beckenpadding). Da die seitliche "Knautschzone" sehr klein, und damit der Weg eines seitlich Aufprallenden Hinderniss zum Insassen sehr kurz ist, steht für die Entfaltung des Seitenairbags extrem wenig Zeit zur Verfügung. Die Zündung erfolgt typischerweise ca. 6-10ms nach Aufprallbeginn

Kopfairbag

auch „Window-Bags" oder "Inflatable curtain" Der Kopfairbag verläuft entlang des Dachrahmens von der A-Säule bis zur C- oder D-Säule. Er ist hinter dem Dachimmel und/oder der Säulenverkleidung angeordnet. Bei der Auslösung schiebt er sich seitlich am Dachhimmel oder der Säulenverkleidung vorbei entfaltet sich in Kopfhöhe entlang der Seitenscheiben. Die Zündung erfolgt typischerweise ca. 10ms nach Aufprallbeginn "Window-Bags" bleiben teilweise über 5 Sekunden lang aufgeblasen, um im Falle eines Überschlags länger Schutz zu gewähren.

Kniebag

Airbagsysteme für Füsse und Knie haben bisher keine grosse Bedeutung erlangt.

Aufbau und Funktion

Airbagmodul

Als Airbagmodul wird die Baugruppe aus Airbag, Airbagmodulgehäuse und Gasgenerator bezeichnet. Das Airbagmodul wird von spezialisierten Zulieferfirmen hergestellt (Autoliv, TRW, Breed, Petri, ...) und in Zusammenarbeit mit dem Automobilhersteller auf das Insassenrückhaltesystem des jeweiligen Fahrzeugs abgestimmt. Der Airbag wird in Form des Airbagmoduls an den Automobilhersteller geliefert oder als Ersatzteil verkauft. In Deutschland erfordert der Umgang mit Airbagmodulen einen Befähigungsschein gemäß xxx.

Airbag

Der Airbag wird aus mehreren Zuschnitten eines hoch belastbaren Kunstfasergewebes (häufig Polyamidfaser) zusammen genäht. Werden nur zwei Zuschnitte mit gleicher Kontur vernäht, so daß der Airbag im entspannten Zustand eine flache Form annimmt, spricht man auch von einem 2D-Bag. Airbags dieser Art haben meist eine einfache Gestalt. Sie werden z.B. als Fahrerairbags eingesetzt. Größere Airbags die im Fahrzeuginnenraum eine kompliziertere Form annehmen müssen (häufig Beifahrerairbag), werden meist schon als räumliche Gebilde genäht und lassen sich nur noch durch Faltung in eine flache Form bringen. Sie bestehen häufig aus einer größeren Anzahl von Zuschnitten und werden als 3D-Bags bezeichnet. Um die Form des Airbag bei der Entfaltung (Airbagauslösung) kontrollieren zu können werden in seinem Inneren häufig Fangbänder eingenäht, die die Ausdehnung des Airbag gezielt begrenzen. Durch vom Insassen abgewandte Öffnungen (Ventilationsöffnungen oder Ventholes), die bei Beifahrerairbags meist in Richtung A-Säule weisen, wird eine kontrollierte Abströmung der Gasfüllung erreicht und die Härte und die Dämpfung des Luftsack beeinflusst. Auch das Airbaggewebe besitzt eine gewisse Gasdurchlässigkeit (Permeabelität) welche die Gasabströmung beeinflusst. Als Nebeneffekt kann sich der Bag dadurch in ca. 150 ms wieder entleeren und die freie Sicht wird nicht behindert. Airbag und Gasgenerator sind gemeinsam im Airbagmodulgehäuse (auch Modulkanne) montiert. Die Befestigung des Airbags erfolgt häufig durch umschlingen des Gasgenerator oder durch eine Formschlüssige Verbindung mit dem Airbagmodulgehäuse. Im Anschlussbereich des Airbag an den Gasgenerator ist das Gewebe meist verstärkt oder mehrlagig ausgeführt und durch Beschichtungen hitzeunempfindlich gemacht. Zur Anordnung des Airbag im Modulgehäuse werden unterschiedliche Faltungsstrategien angewandt. Gebräuchlich sind Zick-Zack-, Roll- und Chaos- Faltung. Auch die Faltungsstrategie muss auf das Insassenrückhaltesystem des jeweiligen Fahrzeugs abgestimmt sein. Bei Beifahrerairbagsystemen hat sie maßgeblichen Einfluss auf das „Out of Position“ (OOP) Verhalten.

Gasgenerator

Pyrotechnische Gasgeneratoren sind in der Regel mit Festbrennstoff gefüllt. Bis 1995 wurde meist Natriumazid (NaN3) verwendet das zu Natrium und Stickstoff verbrennt (2 NaN3 ---> 2Na + 3N2) aber inzwischen durch azidfreie Rezepturen ersetzt wurde. Der Brennstoff wird entweder in einer Art Tablettenform gefertigt, die meist zur Vergrößerung der Oberfläche mit Kanälen versehen sind, oder als Formteil genau zugeschnitten auf den jeweiligen Gasgenerator gepreßt. Die Zündeinrichtung ist häufig konzentrisch zur zylindrischen Brennkammer angelegt und von Brennstoff umgeben. Sie enthält ein Zündmittel, das die erforderliche Aktivierungsenergie für den Brennstoff freisetzt. In das Zündmittel ragt der elektrische Zünder, der üblicherweise auf einem Träger, ähnlich einer Platine für elektronische Geräte, als Glühdraht realisiert ist. Die Geschwindigkeit mit der das Gas erzeugt wird, kann über die Abbrandgeschwindigkeit des Brennstoffs beeinflußt werden. Die Abbrandgeschwindigkeit liegt mit etwa 7000m/s unterhalb der üblicher Sprengstoffe und kann durch Variationen in der Rezeptur den Erfordernissen entsprechend eingestellt werden. Das entstehende Gas strömt aus dem Brennraum durch ein mehrstufiges Filtersystem, bestehend aus Lochblechen und metallischen Geweben, in den Diffusor. Auf diese weise soll der Luftsack vor dem Eindringen glühender Brennstoffpartikel geschützt werden. Der Diffusor beruhigt den Gasstrom und leitet ihn in den Airbag.

Hybridgasgeneratoren stellen eine Verbindung aus pyrotechnischem Generator und einem Druckspeicher dar. Sie enthalten also sowohl eine pyrotechnische Ladung zur Gaserzeugung, als auch einen Druckspeicher mit vorgespanntem Gas. Seit 1995 werden sie vermehrt eingesetzt. Den Vorteilen einer geringeren Schadgasentwicklung und kühleren Füllgases stehen jedoch das höhere Gewicht, die Kosten und der benötigte Bauraum entgegen, so dass beide Systeme ihre individuellen Anwendungsgebiete gefunden haben. Die zweistufigen Gasgeneratoren stellen zu den Einstufigen eine Weiterentwicklung dar, die ein besser an die Unfallsituation angepasstes Airbagmanagement ermöglicht. Zweistufige Gasgeneratoren enthalten zwei unabhängige Einheiten (Stufen) zur Gaserzeugung, die nach den oben beschriebenen Verfahren arbeiten. Beide Stufen sind mit jeweils einer Zündeinrichtung versehen und können daher unabhängig von einander ausgelöst werden. Die Zündung einer oder beider Stufen sowie der Zeitabstand zwischen der Zündung beider Stufen wird dabei von einer Auswerteelektronik in Abhängigkeit von der Unfallsituation gesteuert.

Airbagsteuergerät

Gezündet werden die Airbags vom Airbagsteuergerät das an einem Zentralen Ort im Fahrzeug angebracht ist (häufig unter der Mittelkonsole). Das Airbagsteuergerät verarbeitet die Messwerte von Beschleunigungs- und/oder Drucksensoren, um einen Unfall zu erkennen und zu "klassifizieren". In Abhängigkeit von Unfallart und -schwere werden dann die geeigneten Airbags gezündet. Wird eine gewisse Unfallschwere nicht erreicht werden die Airbags nicht ausgelöst, was keine Fehlfunktion darstellt! Das Airbagsteuergerät ist für kurze Zeit auch ohne externe Stromquelle vollständig arbeitsfähig. Es arbeitet also weiter wenn es im laufe des Unfallgeschehens von der Autobatterie getrennt wird.

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Hallo Plan-b,

ich finde deine Überarbeitung des Airbag-Artikels wirklich sehr gut. Drei kleine Schreibfehler habe ich eben korrigiert. Insgesamt finde ich den Artikel aber noch etwas zu technisch. Letztlich ist Wikipedia ja ein Nachschlagewerk in dem zum Teil sehr komplexe Sachverhalte allgemeinverständlich erklärt werden müssen. Vielleicht kannst du an der ein oder anderen Stelle ja noch etwas vereinfachen - aber da will ich dir nicht reinreden.

Folgende Vorschläge habe ich noch zur Ergänzung:

• beim Seitenairbag: soll vor Folgen des Seitenaufprall schützen, da über ein Drittel der Verkehrstoten bei Unfällen mit Seitenauprall zu beklagen sind.
• Das Material ist bei den meisten Airbags aus Polyamid 6.6 (PA 6.6 bzw. Nylon ®). Weniger häufig: Polyester (PET) oder PA 4.6.
• Oft wird das Airbaggewebe beschichtet. Früher meistens mit Urethan oder Neopren, heute fast ausschließlich mit Silikon. Dadurch wird eine Gasdichtheit bzw. definierte Gasdurchlässigkeit erreicht (wichtig vor allem beim Curtain-Airbag)
• Curtain Airbags müssen ca. 5 bis 10 Sekunden aufgeblasen bleiben.
• Airbag löst bei geringen Geschwindigkeiten nicht aus wegen:
  • höheren Reparaturkosten (mehrere hundert EUR für Airbags-Modul)
  • gefährlichen Nebeneffekten (z.B. Gehörschädigung)

was einem sowieso nicht hohen Verletzungsrisiko bei geringen Geschwindigkeiten gegenübersteht.

Ich hoffe, ich konnte dir bei dem Artikel ein wenig helfen. Und bitte stell deinen Artikel rein. Ich finde ihn wie gesagt, alles in allem, wesentlich besser als den bestehenden.

Gruß Ulrich KM1980 20:00, 3. Dez. 2006 (CET)

Guck dir doch auch mal diese Seite an: http://www.madehow.com/Volume-1/Air-Bag.html KM1980 16:45, 5. Dez. 2006 (CET)