Airbag - ZAWM

Sicherheits Rückhalte SystemeKomponenten• Fahrer- und Beifahrerairbag• Seiten- und Kopfairbag• Airbagsteuergerät• Crash-Sensoren / Satelittensensoren• Mechanische oder pyrotechnische Gurtstraffer• Gurtbandklemmer / Gurtkraftbegrenzer• Beifahrersitzbelegungs-Sensor• Aktive Kopfstütze

AirbagAuslösevorgang (Forts.)

AirbagAufbau1 = Generator2 = Generatorträger3 = Luftsackhaltering4 = Airbag-Kappe5 = Muttern6 = Luftsack7 = Nieten8 = Rasthaken9 = Halteblech

AirbagAirbagmodul• Jede Kappe besitzt Sollbruchstellen, ausgeführt alsReißnähte, an denen der Prallsack austritt

AirbagAufblasevolumen• Ein Fahrerairbag besitzt ein Aufblasvolumen von ca.67 l und ist 30 ms nach dem Zünden entfaltet. DieAusdehnungsgeschwindigkeit beträgt ca. 550 km/h• Der Beifahrerairbagbesitzt ein Volumen vonca. 140 l und ist nachetwa 35 ms gefüllt• Das Gasgemisch bestehtzu rund 99 % ausStickstoff, Wasserdampfund Kohlendioxid

AirbagAusführungen• Zwei Faltungsarten des Prallsacks werden derzeitunterschieden:– Die Sternfaltung mit Vorteilen bei Insassen in Out-of-Position-Situationen und einer eher geringen Ausdehnungzum Fahrer– Die bisherige übliche Standardfaltung

AirbagAusführungen (Forts.)

AirbagZündauslösung• Ein in Reihe geschalteter Safing-Sensor überprüft dieAnsprechschwelle zum Zünden• Die Beschleunigung bzw. Verzögerung muss dazu über 2 g(1 g = 9,81 m/s²) liegen (Bei Vollbremsung werden 1 bis 1,2 gerreicht)• Die Zündung erfolgt überGleich- oder Wechselspannung• Bei unterbrochener Stromversorgungerfolgt die Zündung desGasgenerators durch Kondensatoren

AirbagZündauslösung (Forts.)

AirbagZündauslösung (Forts.)• Gezündet wird mit einer Beiladung, auch Zündpillegenannt• Der Zündstrom von etwa 800 mA erwärmt einendünnen Draht, der dann den Treibstoff zündet. Dabeikommt es nicht zu einer Explosion, sondern zueinem gezielten Abbrand der Treibladung ausNatriumazid unter Nutzung der Expansion desentstehenden Gases. Dieses reagiert mit einemOxidator zu 99 % zu Stickstoff, welches denPrallsack auffüllt

AirbagZündauslösung (Forts.)• Das Treibmittel befindet sich meistens inTablettenform in der BrennkammerTreibladungZünderZündladung

AirbagZündauslösung (Forts.)• Durch die chemische Umsetzung entsteht imBrennraum eine Temperatur von etwa 600 bis800 °C. Mit 120 bar Druck strömt das Gas durchein grobes Filtersieb in die Filtereinheit. Dorterfolgt eine starke Abkühlung des Gases amAustritt auf unter 80 °C, sodass eine Gefährdungder Fahrzeuginsassen ausgeschlossen werdenkann• Die Geräuschentwicklung beträgt ca. 130 dB (A)

AirbagZündauslösung (Forts.)• Neue Konzepte verfügen über eine mehrstufigeAirbagauslösung, dadurch wird eine Reduktion derAirbagentfaltungsenergie erreicht• Die Airbags werden nicht mehr wie bisher einstufig,sondern situationsgerecht in zwei Stufen entfaltet(Erste Stufe mit 70 % und die zweite Stufe mit 30 % derAufblaskapazität)• Diese adaptive Airbagsteuerung bietet vor allem beiKollisionen im Geschwindigkeitsbereich zwischen 20und 35 km/h Vorteile, weil die Insassen dank derersten Stufe weicher aufgefangen werden

Neue AirbaggenerationHybrid-Airbags• Die Bezeichnung Hybrid erklärt sich aus einergewissen Zwitterstellung. Obwohl derGenerator nach wie vor pyrotechnisch gezündetwird, übernimmt die Hauptlast derAirbagfüllung ein komprimiertes Gas• Der Treibsatz öffnet eine Gaspatrone, um ineinem zweiten Schritt über seine heißenVerbrennungsprodukte das Füllgas soweitanzuwärmen, dass es den Luftsack aufblasenkann

Hybrid-AirbagsUnterschied zum bisherigen System• Bei einem Full-Size-Fahrerairbag wurden bislang einegrößere Menge der Chemikalie „Natrium-Azid“ zumZünden gebracht, die nach dem Abbrennen nurungiftigen Stickstoff als Füllgas hinterlässt• Beim Hybrid-Airbag wird dazu eine wesentlichgeringere Menge dieser Chemikalie verwendet. AlsFüllgas wird eine Mischung aus den Edelgasen„Argon“ (98%) und „Helium“ (2%) verwendet,welches in einer dickwandigen Stahlpatrone untereinem hohem Druck gespeichert ist

Hybrid-AirbagsVorteile• Hybrid-Airbags arbeiten mit geringerenLeistungstoleranzen, die sich beipyrotechnischen Airbags infolgeunterschiedlicher Außentemperaturen ergeben• Die Entfaltung herkömmlicher, alsopyrotechnischer Airbags ist deutlichaggressiver, da sie explosionsartiger erfolgt• Dem gegenüber erfolgt die Füllung des Hybrid-Airbags kontrolliert langsamer, da sie konstantund temperaturunabhängiger reagieren

AirbagWickelfeder• Über einen Kabelsatz erfolgt die Verbindung zurKontakteinheit am Lenkrad• Hier muss die Drehbewegung ermöglicht werden• Das Wickelband ist vieradrig und ermöglicht 2,5Umdrehungen nach rechts und nach links

AirbagSeitenairbag• Anders als beim Frontalairbag müssen Seitenairbags(Füllvermögen ca. 12 l) die Insassen nicht sanft abfangen,sondern sanft beschleunigen, um den hohenGeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Passagierund der in Sekundenbruchteilen seitlich eindringendenFahrzeugstruktur zu reduzierenOpelVectra

AirbagSeitenairbag (Forts.)• Der Seitenairbag löst nach 0 - 7 Millisekundenaus

AirbagSeitenairbag (Forts.)• Nach 15 ms Brustbereich, nach 19 msKopfbereich aufgeblasen

AirbagSeitenairbag (Forts.)• Nach 30 ms schützt das voll entfalteteLuftkissen den Fahrer

AirbagAirbgas im ausgelösten Zustand• Fahrer- und Seitenairbag im ausgelöstenZustand

AirbagKopfairbag• Kopfairbags (Füllvermögen ca. 24 l) schützen die vorderenund hinteren Passagiere im Fall eines Seitenaufprallsvor Kopf- und Genickverletzungen• Der Kopfairbag befindet sich zwischen der A- und C-Säule

AirbagSitzairbag• Der Sitzairbag soll bei einer Kollision das gefürchtete„Durchrutschen“ (Submarining) unter dem Gurtband verhindern• Der Anti-Submarining-Airbag aus Metall ist im Sitzrahmenunter der Sitzfläche integriert und kommt daher nicht direkt mitdem Passagieren in KontaktRenault

AirbagSitzairbag (Forts.)• Der Airbag besteht aus zwei hauchdünnen Blechen(Dicke: 0,3 mm), die miteinander verschweißt sind• So entsteht ein geschlossener Behälter mit einemVolumen von vier bis fünf Litern im ausgelöstenZustandRenault

AirbagSitzairbag (Forts.)• Manche Hersteller haben die Sitzunterlage sokonstruiert um dem Submarining-EffektentgegenzuwirkenFord

AirbagAirbagkontrollleuchte• Bei einwandfreier Funktion derpyrotechnischen Einheiten muss dieAirbagkontrollleuchte beim Einschalten derZündung aufleuchten und nach etwa vierSekunden erlöschen• Erlischt die Leuchte nicht oder leuchtet siewährend der Fahrt, liegt eine Störung vor

• Um zu vermeiden, dasselektronische Störungenden Airbag zünden, sinddie beiden Klemmen übereine Kurzschlussbrückebeim Abziehen verbunden• Damit kann sich auf denKabeln kein Potenzialaufbauen, das beimEinstecken die Airbagsungewollt zündetAirbagAirbagstecker

AirbagVorhandene und zukünftige Sensorik1 = Steuergerät mit Crash-Aufnehmer 5 = Sensoren für Heckcrash2 = Sensoren für Frontalcrash6 = Kameras für Position des Beifahrers3 = Sensoren für seitlichen Crash 7 = Radar zur Fußgängersicherheit4 = Zusätzliche Sensoren für seitlichen Crash

AirbagAirbag-Deaktivierung• Grundsätzlich ist jedem Kunden davon abzuraten, denBeifahrerairbag zu deaktivieren, denn Kinder gehörenauf den Rücksitz• Hat man früher den Beifahrerairbag softwareseitigabgeschaltet, haben neuere Fahrzeuge einenSchlüsselschalter zur Aktivierung/Deaktivierung desBeifahrerairbags. Die Entscheidung undVerantwortung zur Deaktivierung liegt damit alleinbeim Kunden

Sitzbelegungs-SensorAllgemeines• Eine Druckmessfolie dient im Sitzpolster alsMesswertaufnehmer ob der Beifahrersitz belegt ist• Bei nicht belegtem Sitz wird derBeifahrer-Airbag deaktiviert• Neuere Systeme berücksichtigenauch das Körpergewicht desBeifahrers bei der Aktivierungdes Beifahrerairbags

GurtklemmerAllgemeines• Ein Gurtklemmer begrenzt lediglich denGurtbandauszug und verhindert so denFilmspuleneffekt

GurtstrafferAllgemeines• Zur Eliminierung der Bekleidungsnachgiebigkeit unddem systembedingten Spiel sowie derGurtbanddehnung ist ein Gurtstraffer erforderlich• Die zum Straffen des Gurtbands erforderlicheEnergiespeicherung erfolgt in der Regel mechanischdurch eine vorgespannte Feder oder pyrotechnischdurch eine zündbare Treibladung

GurtstrafferMechanisches Prinzip• Die Funktionsweise des mechanischenGurtstraffers ist gekennzeichnet durchdie in Ruhelage gespannte Feder• Bei einer bestimmtenVerzögerungsschwelle löst einmechanischer Sensor durchAusnutzung der Trägheitskraft einenKipphebel aus, der eine Feder freigibtund über einen Seilzug dieSchlosslänge verkürzt• Daraufhin wird das Gurtband imSchulter- und Beckenbereich gestrafft

GurtstrafferPyrotechnisches Prinzip• Beim pyrotechnischenGurtstraffer wird im Falleeiner Frontalkollision eineTreibladung, je nachSensorik, elektrisch odermechanisch gezündet• Die dabei frei werdendeGasladung wirkt auf einenKolben, der über ein Stahlseilmit dem Gurtschloss oder derGurtspule des Gurtautomatenverbunden ist und dasGurtband verkürzt

GurtstrafferGurtkraftbegrenzer• Um gefährliche Belastungsspitzen zu vermeiden,kommen Gurtkraftbegrenzer zum Einsatz• Bei Erreichen einer bestimmten Gurtbandkraft wirddurch Torsionsstäbe im Aufroller, Reißnähte amGurtband, Deformations- oder ReibungselementeGurtband freigegeben, sodass die Energieaufnahmebei gleich bleibender Kraft mittels zunehmenderVorverlagerung des Insassen erfolgtTorsionsstab kann sichbis zu 7x verdrehen

GurtstrafferRotationsstraffer• Autoliv hat einen Rotationsstraffer für das Gurtbandentwickelt• In einem gebogenen Rohr befinden sich Kugeln, dieden Gasdruck der Treibladung auf ein Ritzelübertragen

GurtstrafferRotationsstraffer (Forts.)• Pyrotechnischer Gurtkraftbegrenzer mit zweiRückhalteniveaus von Autoliv im 7er-BMW undE-Klasse

GurtstrafferRotationsstraffer (Forts.)1. Ausgangssituation Straffen. Beim Unfall zieht der Straffer bis15 cm Gurtlose ein2. Kraftbegrenzung mit hohem Rückhalteniveau. Wenn dieBelastung auf den Fahrer zu hoch wird, gibt der Kraftbegrenzerim weiteren Verlauf des Unfalls Gurt frei. Zunächst im 1. Gangauf hohem Niveau, d.h. mit verstärkter Rückhaltekraft

GurtstrafferRotationsstraffer (Forts.)3. Schaltung des Kraftbegrenzers beim hohen Rückhalteniveau.Sobald die Rückhaltewirkung des Airbags einsetzt, schaltet derKraftbegrenzer mit Hilfe einer pyrotechnischen Treibladung inden zweiten, leichteren Gang

GurtstrafferRotationsstraffer (Forts.)4. Anschließende Kraftbegrenzung mit niedrigemRückhalteniveau. Die weitere Freigabe des Gurtbands erfolgtim zweiten Gang, d.h. mit reduzierter Rückhaltekraft

Aktive KopfstützenAllgemeines• Kopfstützen sollen den sensiblen Halswirbelbereich beiAuffahrunfällen schützen• Der Abstand zum Kopf sollmöglichst gering sein, umdie optimale Schutzwirkungzu erreichen• Einige Hersteller wie Ford,Opel, BMW, Subaru, Saaboder Volvo verwendenaktive Kopfstützen an denVordersitzen

• Die aktiven Kopfstützenfunktionieren reinmechanisch und bewirken,dass sie sich bei einemHeckaufprall nach vornbewegen• Hierdurch sollenVerletzungen an derWirbelsäule sowie einmögliches Schleudertraumaverringert werdenAktive KopfstützenFunktion

SicherheitsbatterieklemmeFunktion• Um durch einen Unfall zu vermeiden, dass durchKurzschluss Brände verursacht werden wird dasStarter-/Generatorkabel im Crashfall innerhalb von3 ms vollständig von der Batterie getrennt• Bei Front- und Seiten-Crashs erfolgt die Auslösungzusammen mit den Airbags

SicherheitsbatterieklemmeAufbau1 = Pluspolbefestigung2 = Rückhaltefedern3 = Pluspolklemme4 = Zündkapsel5 = Anschluss Steuergerät6 = Anschluss Bordnetz7 = Kunststoffgehäuse8 = Starterkabel

Neuste EntwicklungenPresafe-System bei Mercedes• Ergreift Maßnahmen wenn ein Unfall droht

Presafe-SystemFunktion• Damit das System einen drohenden Unfallrechtzeitig erkennt, werden Daten vom ESP,ABS und dem Bremsassistenten zu Rategezogen• Sicherheitsgurte werden überElektromotoren gestrafft, dieStellung des Beifahrersitzes undder Fondsitze werden, wennnötig korrigiert und dasSchiebedach schließt sich

Zukünftige EntwicklungenAirbag für die Fondpassagiere• Bei diesem innovativenSchutzsystem handelt essich um einen Airbagvon rund 60 LiterVolumen, der in denSicherheitsgurtintegriert ist• Renault denkt an einemwahrscheinlichenSerieneinsatz des Fond-Airbags im nächstenJahr

Umgangsfehler mit dem AirbagBeispiel 1• Wenn Beifahrerversuchen, sichabzustützen,könnten sie sichan derscharfkantigenAbdeckkappeverletzen

Umgangsfehler mit dem AirbagBeispiel 2• Die Unsitte, Füßeauf dasArmaturenbrett zulegen, kann auchohne Airbag fataleFolgen haben• Wenn es krachtschleudert derAirbag demBeifahrer die Knieziemlich brutal insGesicht

Umgangsfehler mit dem AirbagBeispiel 3• Wer nichtmindestens 25 bis30 cm vomLenkrad-AirbagAbstand hält,könnte bei einerfrontalenKollision äußerstunsanft imGesicht und auchan der Brustgetroffen werden

Umgangsfehler mit dem AirbagBeispiel 4• Weil der Airbaggenau auf dieOberkante desSitzes zielt,besteht tödlichesRisiko

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