Airbag

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Ein Airbag (englisch wörtlich für Luftbeutel), selten auch Prallkissen genannt, ist ein Rückhaltesystem, welches in erster Linie in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Es besteht aus Kissen, die sich automatisch aufblasen und mit Gas (nicht mit Luft!) füllen, um die Fahrzeuginsassen im Falle eines Verkehrsunfalls vor Verletzungen zu schützen. Front- und meist auch Seiten-Airbags für Fahrer und Beifahrer gehören inzwischen zur Standardausstattung neuer PKW, seitliche Prallkissen in der zweiten Reihe setzten sich insbesondere in den oberen Fahrzeugklassen zunehmend durch. Beifahrer-Airbags lassen sich in vielen Fahrzeugen manuell deaktivieren, damit verhindert wird, dass Säuglinge und Kleinkinder, die am Beifahrersitz mitgeführt werden ersticken.

Das Gegenstück für den Schutz angefahrener Fußgänger funktioniert ähnlich: Der Jaguar XK verfügt über ein System mit der Bezeichnung PDBS (Pedestrian Deployable Bonnet System), bei dem Sensoren Unfälle mit Fußgängern registrieren und die Motorhaube im Bereich der Windschutzscheibe durch Airbags um 15 cm anhebt, damit die Aufprallintensität des Kopfes des Fußgängers gemildert wird.

Geschichte

Airbag1.jpg | Airbag2.jpg | Airbag3.jpg 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.

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Ein Seitenairbag ist ein Airbag, der im Falle eines Seitenaufpralles die Insassen eines Fahrzeuges vor dem Kontakt mit harten Karosserieteilen schützen soll. Seitenairbags wurden typischerweise in der Tür, heute im Sitz integriert und entfalten sich im Oberkörperbereich. In vielen modernen Fahrzeugen sind auch Kopfairbags integriert. Sie schützen den Kopfbereich bei einem Seitenaufprall und lösen fast immer mit den Seitenairbags zusammen aus. Der Kopfairbag befindet sich im Dachrahmen. Angefangen bei der A-Säule bis zur C- oder D-Säule und in den Fahrzeughimmel integriert, kann er sich entlang der seitlichen Fensterfront entfalten. Ebenfalls Verwendung finden Knie-Airbags in Fabrikaten, wo die Knie und Unterschenkel bei einem Aufprall gefährdet sind. Gesteuert werden Seitenprallkissen über Beschleunigungs- oder Drucksensoren, die seitlich im Auto oder in der Tür angebracht sind.

Heutige Autos sind darüber hinaus mit so genannten Gurtstraffern ausgerüstet, die zum Zeitpunkt der Auslösung durch das Steuergerät die Gurtlose des Insassen reduzieren und ihn somit besser an das Fahrzeug anbinden, d.h. an seiner Verzögerung teilhaben lassen. Des Weiteren kommen in neueren Fahrzeugen in der Regel Gurtkraftbegrenzer zum Einsatz, die den Insassen bei Erreichen einer bestimmten Kraft "nach vorne lassen", so dass in Abstimmung mit dem Airbag eine optimale Rückhaltewirkung erreicht werden kann. Ein Airbag wird somit nie "allein" ausgelegt (zumindest im ECE-Gesetzesbereich), sondern immer in Abstimmung auf das Fahrzeug und das hierin eingesetzte Gurtsystem. Dies zusammen ergibt das sogenannte Rückhaltesystem. In den USA (FMVSS) muss das Prallkissen jedoch zusätzlich darfür ausgelegt sein, schwere Verletzungen auch bei nicht angeschnallten Insassen zu verhindern, was die Konstruktion des Rückhaltesystems zusätzlich erschwert. Rückhaltesysteme im ECE-Bereich bieten nur bei angeschnallten Insassen optimale Rückhalt, Systeme im Bereich der US-(FMVSS)-Gesetzgebung sind hingegen nur bei nicht angeschnallten Insassen "wirksamer", bei angeschnallten Insassen aber nicht optimal.

Funktionsweise

Prallkissen system.jpg Die grundsätzliche Funktionsweise ist einfach: Nachdem die Steuerelektronik auf der Basis von Daten der so genannten Airbagsensoren (i.d.R. Daten der Beschleunigungssensoren und der Fahrzeuggeschwindigkeit) einen für die Insassen gefährlichen Unfall erkannt hat, wird ein fester Treibstoff gezündet (bis 1995 meist Natriumazid, inzwischen durch azidfreie Rezepturen ersetzt), wodurch ein Kissen aus Nylon äußerst schnell in ca. 10 bis 40 ms aufgeblasen wird. Durch den Gasgenerator wird hauptsächlich Stickstoff erzeugt.

Die Reaktion mit Natriumazid (NaN3) verläuft durch Zündung innerhalb 20 Millisekunden und es entstehen 60 Liter Stickstoffgas: 2 NaN3 ---> 2Na + 3N2

Seit 1995 werden vermehrt Gasgeneratoren mit zusätzlicher Druckgasflasche, so genannte Hybridgasgeneratoren, 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.

Der Nylonsack hat ein bis zwei vom Passagier weg gerichtete Löcher (sogenannte Ventholes), durch welche das Gas beim Aufprall entweichen kann, damit der Passagier sanft durch einen nicht geschlossenen Ballon aufgefangen wird. Als Nebeneffekt kann sich dadurch der Gassack in ca. 150 ms wieder vollständig entleeren und die freie Sicht wird nicht behindert.

"Window-Bags" (auch "Inflatable curtain" genannt) bleiben teilweise über 5 Sekunden lang aufgeblasen, um im Falle eines Überschlags länger Schutz zu gewähren.

Sicherheit

Airbag.jpg Der Airbag ist kein Ersatz für den Sicherheitsgurt, sondern nur eine Ergänzung. Die Statistik zeigt, dass der Gurt weiterhin der Hauptlebensretter bei Autounfällen ist. Airbags erhöhen die Chance, einen Unfall zu überleben um weitere 30%. Dies gilt jedoch nur für angeschnallte Insassen.

Dennoch bergen Airbags auch Risiken, da sie durch eine Explosion in sehr kurzer Zeit entfaltet werden. Idealerweise befindet sich die Person nicht im Entfaltungsbereich des Airbags, sondern prallt erst auf den vollständig aufgeblasenen Airbag auf. Gefahr besteht daher

für Babys in rückwärtsgerichteten Kindersitzen auf dem Beifahrersitz. Diese Sitze dürfen daher nur bei abgeschaltetem Beifahrerairbag vorne benutzt werden.
für Kinder in Sitzerhöhungen, die sich mit den Beinen im Entfaltungsbereich befinden.
für sehr kleine (unter 1,60 m) oder behinderte Personen, die nahe am Lenkrad sitzen.
für Personen in ungewöhnlicher Haltung, so genannter Out-of-Position, beispielsweise ein Beifahrer, der seine Füße auf dem Armaturenbrett abstellt oder in gebeugter Haltung Schuhe bindet.
für Rettungskräfte am verunfallten Fahrzeug, wenn das Prallkissen während der Rettungsarbeiten auslöst (siehe Weblinks).

Keine oder nur eine geringe Gefahr stellen Zigaretten, Pfeifen oder Brillen dar. Diese fliegen normalerweise bereits durch den Aufprall, also noch vor der Entfaltung des Airbags, weg. Dass sie sich dann zum Zeitpunkt des Entfaltens des Airbags zwischen Airbag und Insassen befinden, ist sehr unwahrscheinlich. Aber selbst bei Sportbrillen, die nicht wegfliegen können, ist der großflächige Aufprall auf dem Airbag weitaus ungefährlicher als z.B. ein Aufprall auf dem Lenkrad.

Weblinks

http://www.roru.de/airbag/airbag.htm - Weitere Informationen
http://www.berliner-feuerwehr.de/download.html - Airbag-Informationen für Rettungskräfte

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