Fahrzeugsicherheit

Lebensretter mit Explosion: 40 Jahre Airbags

Die präzise Messung der bei Unfällen wirkenden Beschleunigungen, Momente und Kräfte ist für die Entwicklung von Systemen für die aktive und passive Fahrzeugsicherheit unerlässlich

Damals wie heute sind sie im Wortsinn echte Knaller: Airbags, die in verkehrstauglicher Ausführung vor genau 40 Jahren erstmalig auf einer Fachmesse zu sehen waren. Hinter dem Luftsack setzen Sprengsätze im Ernstfall in Sekundenbruchteilen eine rettende Kettenreaktion in Gang. Damit die Miniexplosionen zuverlässig zünden, prüfen Sensoren im Vorfeld die Zündeinheiten.

Entdeckt ein Autofahrer ein Hindernis, benötigt er zwischen 0,6 und 1 Sekunde, bis er seinen Fuß auf die Bremse setzt. Ein Airbag hängt nach dieser Zeit schon schlaff aus dem Lenkrad. Es vergehen im Schnitt nicht mehr als drei zehntel Sekunden, bis die Luftsäcke mit 60 l Spezialgas gefüllt sind und den Aufprall der Insassen abmildern. Ebenso schnell wie sich die Säcke füllen, verlieren sie die Luft auch wieder über große Löcher an ihren Seiten – dies verhindert einen Trampolineffekt für die auftreffende Person.

Mit seiner Reaktionsschnelligkeit hat der Airbag schon Tausende Leben gerettet: Seit seiner Vorstellung im Jahr 1981 auf dem Genfer Autosalon hat sich die Zahl der tödlich verunglückten Fahrzeugpassagiere um rund 80 % reduziert. Heute gehört der Luftsack für Fahrer und Beifahrer nicht nur zur Serienausstattung über alle Fahrzeugklassen hinweg, er hat auch viele Verwandte bekommen: Seiten-, Kopf- und Knie-Airbags sowie Gurtstraffer schützen zusätzlich vor Aufprällen aus verschiedensten Richtungen.

Schlummernde Pyrotechnik
Unabhängig von ihrer Positionierung im Wagen sind Airbags samt Spreng- und Steuerungseinheit von außen unsichtbar in der Verschalung von Fahrzeugen verborgen. Das Herzstück bildet eine Sprengeinheit, die hinter dem gefalteten Kunststoffbeutel sitzt. Sie besteht aus einem Zünder sowie pyrotechnischen Pellets. Diese setzen im Bruchteil eines Wimpernschlags ein Gas frei, das das Schutzkissen aufbläst. Kombiniert ist das Airbag-System in der Regel mit dem Gurtstraffer. Hier sorgt ebenfalls eine kleine Explosion für unmittelbares Arretieren des Gurtes und gewährleistet so den Schutz des Insassen.

Der richtige Zeitpunkt und die Geschwindigkeit der Zündung sind entscheidende Parameter, damit Airbags ihren Schutz entfalten können – auch noch nach mehreren Tausend gefahrenen Kilometern. Die empfindlichen Zündeinheiten werden daher vor ihrem Einbau in die Fahrzeuge stichprobenartig geprüft. Hier kommen Messsysteme zum Einsatz, wie sie das Schweizer Unternehmen Kistler produziert. Die hochleistungsfähigen Drucksensoren liefern selbst in der rauen Umgebung einer Explosion präzise Werte. Dazu befinden sich die Sensoren zusammen mit den pyrotechnischen Pellets und den Zündern in drucksicheren Kästen, in denen Testauslösungen stattfinden.

Sensoren fürs Grobe
Die Bedingungen stellen besondere Herausforderungen an das technische Equipment: Die Deflagration des Treibmittels löst eine Druckwelle von bis zu 2.000 bar aus – für Fahrzeuginsassen im Ernstfall deutlich hör- und spürbar durch einen lauten Knall. Zugleich steigt die Temperatur in der direkten Umgebung schlagartig auf bis zu 500 °C. Was höchste Ansprüche an die Widerstandkraft des Messsensors stellt, ist für Menschen beim Unfall allerdings weniger gefährlich: Da sich das Gas in dem großen Sack ausdehnt, sinkt die Temperatur darin rasch auf rund 150 °C. Airbags sind damit keineswegs sanfte Schutzsysteme – leichte Verletzungen bei den Insassen und erhebliche Schäden am Auto werden jedoch zu Gunsten ihres hohen Nutzens in Kauf genommen.

Daher ist es auch nicht überraschend, dass sie inzwischen auch andere Verkehrsmittel erobert haben: So sind Schutzballons als Helme für Fahrradfahrer, in Sitzen von Flugzeugen oder als Hüllen für abstürzende Hochleistungsdrohnen keine Zukunftsmusik mehr.

Weitere Informationen
Kistler Group
CH-8408 Winterthur
www.kistler.com

01.07.2021