Airbag
Ein Airbag ist ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, das aus einem Sack besteht, der sich bei einem Aufprall extrem schnell aufbläst und dann schnell wieder entleert. Er besteht aus dem Airbagkissen, einem flexiblen Gewebesack, einem Aufblasmodul und einem Aufprallsensor. Der Zweck des Airbags besteht darin, die Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall weich abzufedern und zurückzuhalten. Er kann Verletzungen zwischen dem aufprallenden Insassen und dem Innenraum des Fahrzeugs verringern. ⓘ
Der Airbag bietet eine energieabsorbierende Oberfläche zwischen den Fahrzeuginsassen und dem Lenkrad, der Instrumententafel, den Karosseriesäulen, dem Dachhimmel und der Windschutzscheibe. Moderne Fahrzeuge können bis zu 10 Airbag-Module in verschiedenen Konfigurationen enthalten, darunter: Fahrer-, Beifahrer-, Seitenvorhang-, Sitz-, Tür-, B- und C-Säulen-Airbag, Kniekissen, aufblasbare Sicherheitsgurte und Fußgänger-Airbag-Module. ⓘ
Während eines Aufpralls liefern die Aufprallsensoren des Fahrzeugs wichtige Informationen an das elektronische Airbag-Steuergerät (ECU), einschließlich Aufprallart, Aufprallwinkel und Aufprallschwere. Anhand dieser Informationen bestimmt der Crash-Algorithmus des Airbag-Steuergeräts, ob das Aufprallereignis die Kriterien für eine Auslösung erfüllt und löst verschiedene Zündkreise aus, um ein oder mehrere Airbag-Module im Fahrzeug auszulösen. Als zusätzliches Rückhaltesystem zu den Sicherheitsgurten des Fahrzeugs werden die Airbag-Module durch einen pyrotechnischen Prozess ausgelöst, der für den einmaligen Gebrauch bestimmt ist. Neuere Seitenaufprall-Airbagmodule bestehen aus Druckluftzylindern, die bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs ausgelöst werden. ⓘ
Die ersten kommerziellen Airbags wurden in den 1970er Jahren mit begrenztem Erfolg in Personenkraftwagen eingeführt und forderten sogar einige Todesopfer. In den späten 1980er und frühen 1990er Jahren wurden Airbags in vielen Märkten auf breiter Front eingeführt. Viele moderne Fahrzeuge verfügen heute über sechs oder mehr Airbags. ⓘ
Als Airbag (aus englisch air bag, wörtlich Luftsack), Aufprallkissen (kurz Prallkissen) oder SRS (Supplemental Restraint System, engl. für Ergänzendes Rückhaltesystem) wird in der Regel ein Teil des Insassenrückhaltesystems von Kraftfahrzeugen und Flugzeugen bezeichnet. Ein Airbag wird auch bei anderen Systemen wie dem Airbaglandesystem oder dem Lawinenairbag verwendet. Der Airbag im Kraftfahrzeug besteht aus einem Kunststoffsack, der sich bei einem Unfall innerhalb von 20 bis 50 Millisekunden mit einem lauten Knall zwischen dem Insassen und Teilen des Fahrzeuginnenraumes entfaltet. Dadurch wird verhindert, dass der Insasse gegen harte Teile des Innenraumes wie Lenkrad oder Armaturenbrett prallt. Das Airbagsystem wird nur durch starke negative Beschleunigungswerte ausgelöst, jenseits von Werten, wie sie alleine durch eine Vollbremsung erreicht werden. Fahrzeuge können mit einer Vielzahl von Airbags ausgerüstet sein. Je nach Fahrzeugverzögerung und Kollisionswinkel werden nur bestimmte Airbags ausgelöst. ⓘ
In den Industriestaaten gehören Frontairbags, Seitenairbags und Kopfairbags meist zur Serienausstattung neuer Personenkraftwagen. Kleintransporter werden meist serienmäßig mit einem Fahrerairbag ausgestattet, während er bei schweren Nutzfahrzeugen vereinzelt gegen Aufpreis erhältlich ist. ⓘ
Der Airbag ist kein Ersatz für den Sicherheitsgurt, sondern nur eine Ergänzung. Die Statistik zeigt, dass der Gurt weiterhin der Hauptlebensretter bei Autounfällen ist. ⓘ
Aktive vs. passive Sicherheit
Airbags gelten als "passive" Rückhaltesysteme und dienen als Ergänzung zu "aktiven" Rückhaltesystemen. Da der Insasse nichts tun muss, um den Airbag zu aktivieren oder zu benutzen, gilt er als passives" System. Dies steht im Gegensatz zu Sicherheitsgurten, die als "aktive" Vorrichtungen gelten, weil der Fahrzeuginsasse etwas tun muss, um sie zu aktivieren. ⓘ
Diese Terminologie steht in keinem Zusammenhang mit aktiver und passiver Sicherheit, bei denen es sich um Systeme handelt, die Zusammenstöße von vornherein verhindern, bzw. um Systeme, die die Auswirkungen von Zusammenstößen nach deren Eintreten minimieren sollen. In diesem Sinne ist das Antiblockiersystem eines Autos eine Einrichtung der aktiven Sicherheit, während die Sicherheitsgurte und Airbags als Einrichtungen der passiven Sicherheit gelten. Weitere terminologische Verwirrung kann sich aus der Tatsache ergeben, dass passive Vorrichtungen und Systeme - die keine Eingaben oder Maßnahmen seitens der Fahrzeuginsassen erfordern - unabhängig voneinander aktiv arbeiten können; ein Airbag ist eine solche Vorrichtung. Fachleute für Fahrzeugsicherheit sind in der Regel vorsichtig in ihrem Sprachgebrauch, um diese Art von Verwirrung zu vermeiden, obwohl Werbegrundsätze manchmal eine solche semantische Vorsicht bei der Vermarktung von Sicherheitsmerkmalen durch den Verbraucher verhindern. In der Luftfahrt werden die Begriffe "aktiv" und "passiv" im Gegensatz zur Automobilindustrie verwendet, was die Terminologie weiter verwirrt. ⓘ
Geschichte
Ursprünge
Der Airbag "zur Abdeckung von Flugzeug- und anderen Fahrzeugteilen" geht auf ein US-amerikanisches Patent zurück, das 1919 von zwei Zahnärzten aus Birmingham, Arthur Parrott und Harold Round, eingereicht und 1920 genehmigt wurde. Luftgefüllte Blasen wurden bereits 1951 verwendet. Der Airbag speziell für die Verwendung im Automobil wird unabhängig davon dem Amerikaner John W. Hetrick zugeschrieben, der am 5. August 1952 ein Airbag-Patent anmeldete, das vom US-Patentamt am 18. August 1953 unter der Nummer 2.649.311 erteilt wurde. Der deutsche Ingenieur Walter Linderer meldete am 6. Oktober 1951 das deutsche Patent Nr. 896.312 an, das am 12. November 1953, etwa drei Monate nach dem amerikanischen John Hetrick, erteilt wurde. Die Airbags von Hetrick und Linderer basierten beide auf einem Druckluftsystem, das entweder durch eine Feder, den Kontakt mit der Stoßstange oder durch den Fahrer ausgelöst wurde. Spätere Forschungen in den 1960er Jahren zeigten, dass sich die mechanischen Airbags mit Druckluft nicht schnell genug aufblasen ließen, um maximale Sicherheit zu gewährleisten, was zu den heutigen chemischen und elektrischen Airbags führte. In Patentanmeldungen verwenden die Hersteller manchmal den Begriff "aufblasbare Insassenrückhaltesysteme". ⓘ
Hetrick war Wirtschaftsingenieur und Mitglied der United States Navy. Seine Airbag-Konstruktion entstand jedoch erst, als er seine Erfahrungen bei der Arbeit mit Torpedos der Marine mit dem Wunsch verband, seine Familie im Straßenverkehr zu schützen. Obwohl er mit den großen Automobilherstellern seiner Zeit zusammenarbeitete, investierte kein Unternehmen in Hetricks Idee. Obwohl Airbags heute in jedem in den Vereinigten Staaten verkauften Auto vorgeschrieben sind, ist Hetricks Patentanmeldung von 1951 ein Beispiel für eine "wertvolle" Erfindung mit geringem wirtschaftlichem Wert für ihren Erfinder. Die erste kommerzielle Nutzung erfolgte erst nach Ablauf des Patents im Jahr 1971, als der Airbag in einige experimentelle Ford-Fahrzeuge eingebaut wurde. ⓘ
1964 begann der japanische Automobilingenieur Yasuzaburou Kobori (小堀保三郎) mit der Entwicklung eines Airbag-"Sicherheitsnetz"-Systems. Sein Entwurf nutzte einen Sprengstoff, um einen Airbag aufzublasen, wofür er später in 14 Ländern Patente erhielt. Er starb 1975, bevor sich Airbagsysteme auf breiter Front durchsetzen konnten. ⓘ
1967 gelang Allen K. Breed ein Durchbruch bei der Entwicklung von Airbag-Aufprallsensoren, als er einen Ball-in-Tube-Mechanismus zur Aufprallerkennung erfand. Bei seinem System würde ein elektromechanischer Sensor mit einer Stahlkugel, die mit einem Magneten an einem Rohr befestigt ist, einen Airbag in weniger als 30 Millisekunden aufblasen. Zum ersten Mal wurde beim Aufblasen eine kleine Explosion von Natriumazid anstelle von Druckluft verwendet. Die Breed Corporation vermarktete diese Innovation dann an Chrysler. Ein ähnlicher "Auto-Ceptor"-Aufprallschutz, der von der Firma Eaton, Yale & Towne für Ford entwickelt wurde, wurde bald auch in den Vereinigten Staaten als automatisches Sicherheitssystem angeboten, während die italienische Firma Eaton-Livia eine Variante mit lokalisierten Luftkissen anbot. ⓘ
Anfang der 1970er Jahre begann General Motors, Fahrzeuge mit Airbags anzubieten, zunächst in von der Regierung gekauften Chevrolet Impala-Limousinen von 1973. Diese Fahrzeuge waren mit einer Oldsmobile-Instrumententafel im Stil von 1974 und einem speziellen Lenkrad ausgestattet, das den Airbag auf der Fahrerseite enthielt. Zwei dieser Fahrzeuge wurden nach 20 Jahren einem Crashtest unterzogen, und die Airbags lösten einwandfrei aus. Ein frühes Exemplar der Airbag-Autos ist bis 2009 erhalten geblieben. Der Oldsmobile Toronado von GM war das erste Fahrzeug in den USA, das mit einem Beifahrerairbag ausgestattet war. General Motors vermarktete seine ersten Airbag-Module unter dem Namen "Air Cushion Restraint System" (ACRS). Für das Modelljahr 1977 stellte der Automobilhersteller die Option ein und begründete dies mit mangelndem Interesse der Verbraucher. Ford und GM verbrachten daraufhin Jahre damit, Lobbyarbeit gegen die Airbag-Vorschriften zu betreiben, weil sie behaupteten, die Geräte seien nicht realisierbar und ungeeignet. Chrysler machte Airbags auf der Fahrerseite bei den Modellen von 1988-1989 zur Standardausstattung, aber Airbags wurden erst Anfang der 1990er Jahre in amerikanischen Autos weit verbreitet. ⓘ
Als Ersatz für Sicherheitsgurte
Airbags für Personenkraftwagen wurden in den Vereinigten Staaten in den 1970er Jahren eingeführt. Als die Gurtanlegequote in den USA im Vergleich zu heute noch recht niedrig war, baute Ford 1971 Versuchsfahrzeuge mit Airbags. Allstate untersuchte mit einer Flotte von 200 Mercury Montereys die Zuverlässigkeit und Funktionsweise von Airbags in Crashtests, für die die Versicherungsgesellschaft auch in Anzeigen in populären Zeitschriften warb. General Motors folgte 1973 mit Chevrolet-Fahrzeugen in voller Größe. Bei den ersten mit Airbags ausgerüsteten Versuchsfahrzeugen von GM gab es sieben Todesfälle, von denen später vermutet wurde, dass sie durch den Airbag verursacht worden waren. ⓘ
1974 stellte GM sein ACRS-System (bestehend aus einem gepolsterten unteren Armaturenbrett und einem Airbag auf der Beifahrerseite) als reguläre Serienoption (RPO-Code AR3) in Cadillac-, Buick- und Oldsmobile-Modellen zur Verfügung. Die mit ACRS ausgestatteten GM-Fahrzeuge der 1970er Jahre verfügten über einen Airbag auf der Fahrerseite und einen Knieschutz auf der Fahrerseite. Der Beifahrer-Airbag schützte beide Beifahrer und verfügte im Gegensatz zu den meisten modernen Systemen über ein integriertes Knie- und Rumpfpolster sowie über eine zweistufige, von der Aufprallstärke abhängige Auslösung. Die mit ACRS ausgestatteten Fahrzeuge verfügten über Beckengurte für alle Sitzpositionen, aber keine Schultergurte. Schultergurte waren in den USA bei geschlossenen Fahrzeugen ohne Airbags für den Fahrer und den äußeren Beifahrer bereits vorgeschrieben, aber GM entschied sich, seine Airbags als Ersatz für Schultergurte zu vermarkten. Die Preise für diese Option bei Cadillac-Modellen lagen 1974 bei 225 US-Dollar, 1975 bei 300 US-Dollar und 1976 bei 340 US-Dollar (1.619 US-Dollar im Jahr 2021). ⓘ
Die frühe Entwicklung von Airbags fiel mit dem internationalen Interesse an der Gesetzgebung zur Automobilsicherheit zusammen. Einige Sicherheitsexperten sprachen sich für eine leistungsbezogene Insassenschutznorm aus, anstatt eine bestimmte technische Lösung vorzuschreiben (die schnell veraltet sein und sich als unwirtschaftlich erweisen könnte). In den Ländern, die erfolgreich Sicherheitsgurte vorschrieben, wurde jedoch weniger Wert auf andere Konstruktionen gelegt. ⓘ
Als zusätzliches Rückhaltesystem
Frontal-Airbag
Die Automobilindustrie, die Forschung und die Aufsichtsbehörden haben sich von der anfänglichen Sichtweise des Airbags als Sicherheitsgurtersatz entfernt, und die Airbags werden jetzt als zusätzliche Rückhaltesysteme (SRS) oder zusätzliche aufblasbare Rückhaltevorrichtungen bezeichnet. ⓘ
1981 führte Mercedes-Benz den Airbag in Westdeutschland als Sonderausstattung für sein Flaggschiff, die S-Klasse (W126), ein. Beim Mercedes-System strafften die Sensoren automatisch die Sicherheitsgurte, um die Bewegung der Insassen beim Aufprall zu verringern, und lösten dann den Airbag aus. Auf diese Weise wurden die Sicherheitsgurte und der Airbag in ein Rückhaltesystem integriert, und der Airbag wurde nicht als Alternative zum Sicherheitsgurt betrachtet. ⓘ
1987 war der Porsche 944 Turbo das erste Fahrzeug, das serienmäßig mit Fahrer- und Beifahrerairbags ausgestattet war. Beim Porsche 944 und 944S war dies als Option erhältlich. Im selben Jahr gab es auch den ersten Airbag in einem japanischen Auto, dem Honda Legend. ⓘ
1988 war Chrysler der erste US-amerikanische Automobilhersteller, der serienmäßig einen Airbag für die Fahrerseite einbaute, der in sechs verschiedenen Modellen angeboten wurde. Im folgenden Jahr war Chrysler der erste US-Automobilhersteller, der in allen neuen Pkw-Modellen Fahrerairbags anbot. Chrysler begann auch, die Airbags in Werbespots zu präsentieren, in denen gezeigt wurde, wie die Geräte Leben gerettet hatten, was dazu beitrug, dass die Öffentlichkeit den Wert der Airbags erkannte und Sicherheit in den späten 1980er Jahren zu einem Verkaufsvorteil wurde. Alle Versionen der Chrysler-Minivans wurden ab dem Modelljahr 1991 mit Airbags ausgestattet. 1993 prahlte die Lincoln Motor Company damit, dass alle Fahrzeuge ihrer Modellreihe mit zwei Airbags ausgestattet waren, einem für die Fahrer- und einem für die Beifahrerseite. Der 1993 auf den Markt gebrachte Jeep Grand Cherokee war das erste SUV mit einem Fahrerairbag, als er 1992 auf den Markt kam. Fahrer- und Beifahrer-Airbags wurden in allen Dodge Intrepid-, Eagle Vision- und Chrysler Concorde-Limousinen bereits vor den Sicherheitsvorschriften zur Standardausrüstung. Anfang 1993 lief das 4-millionste mit Airbags ausgestattete Chrysler-Fahrzeug vom Fließband. Im Oktober 1993 war der Dodge Ram der erste Pickup mit einem serienmäßigen Airbag auf der Fahrerseite. ⓘ
Der erste bekannte Zusammenstoß zwischen zwei mit Airbags ausgerüsteten Fahrzeugen ereignete sich am 12. März 1990 in Virginia, USA. Ein Chrysler LeBaron aus dem Jahr 1989 überquerte die Mittellinie und stieß frontal mit einem anderen Chrysler LeBaron aus dem Jahr 1989 zusammen, wodurch beide Fahrerairbags ausgelöst wurden. Die Fahrer erlitten trotz erheblicher Schäden an den Fahrzeugen nur leichte Verletzungen. ⓘ
Nach dem United States Intermodal Surface Transportation Efficiency Act von 1991 müssen Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge, die nach dem 1. September 1998 gebaut wurden, mit Airbags für den Fahrer und den Beifahrer ausgestattet sein. In den Vereinigten Staaten schätzte die NHTSA, dass Airbags bis zum 1. September 1999 mehr als 4.600 Menschenleben gerettet hatten; die Erfahrungen mit dem Einsatz von Airbags in den frühen 90er Jahren zeigten jedoch, dass einige Todesfälle und schwere Verletzungen tatsächlich durch Airbags verursacht wurden. 1998 führte die NHTSA neue Vorschriften für fortschrittliche Airbags ein, die den Automobilherstellern mehr Flexibilität bei der Entwicklung wirksamer technischer Lösungen gaben. Die überarbeiteten Vorschriften verlangten auch einen verbesserten Schutz für Insassen unterschiedlicher Größe, unabhängig davon, ob sie Sicherheitsgurte benutzen, und minimierten gleichzeitig das Risiko für Säuglinge, Kinder und andere Insassen, das von Airbags ausgeht. ⓘ
In Europa waren Airbags bis Anfang der 1990er Jahre fast unbekannt. Bis 1991 boten vier Hersteller - BMW, Honda, Mercedes-Benz und Volvo - den Airbag in einigen ihrer höherwertigen Modelle an, aber kurz darauf wurden Airbags auch in den gängigeren Fahrzeugen eingeführt. Ford und Vauxhall/Opel gehörten zu den Herstellern, die den Airbag 1992 in ihre Modellreihen aufnahmen. Citroën, Fiat, Nissan, Hyundai, Peugeot, Renault und Volkswagen folgten kurz darauf. ⓘ
Bis 1999 war es schwierig, ein neues Fahrzeug für den Massenmarkt zu finden, das nicht zumindest optional mit einem Airbag ausgestattet war, und einige Produkte der späten 1990er Jahre, wie der Volkswagen Golf Mk4, verfügten auch über Seitenairbags. Der Peugeot 306 ist ein Beispiel für die Entwicklung auf dem europäischen Massenmarkt: Ab Anfang 1993 boten die meisten dieser Modelle nicht einmal einen Fahrerairbag als Option an, aber 1999 waren sogar Seitenairbags für mehrere Varianten erhältlich. Audi bot Airbagsysteme erst spät auf breiter Basis an, denn selbst im Modelljahr 1994 gab es in seinen beliebten Modellen noch keine Airbags. Stattdessen setzte der deutsche Automobilhersteller bis dahin ausschließlich auf sein selbst entwickeltes kabelbasiertes Rückhaltesystem procon-ten. ⓘ
Ab dem Jahr 2000 wurden Seitenairbags selbst in Fahrzeugen der unteren und mittleren Klasse, wie den kleineren Versionen des Ford Fiesta und des Peugeot 206, alltäglich, und auch Vorhangairbags gehörten allmählich zur Standardausstattung von Massenfahrzeugen. Der Toyota Avensis, der 2003 auf den Markt kam, war das erste Massenauto, das in Europa mit neun Airbags verkauft wurde. ⓘ
Frontairbags mit variabler Kraftentfaltung wurden entwickelt, um Verletzungen durch den Airbag selbst zu minimieren. ⓘ
Das Aufkommen des Airbags hat dazu beigetragen, dass die Zahl der Toten und Schwerverletzten auf den europäischen Straßen seit 1990 stark zurückgegangen ist. 2010 machte die Zahl der Fahrzeuge ohne Airbag auf den europäischen Straßen nur noch einen sehr geringen Prozentsatz aus, zumeist die verbliebenen Fahrzeuge aus der Mitte der 1990er Jahre oder früher. ⓘ
Viele Neuwagen in Lateinamerika, darunter der Kia Picanto, der Kia Rio, der Hyundai Accent und der Suzuki Alto, werden immer noch regelmäßig ohne Airbags verkauft, da in Lateinamerika weder Airbags noch automatische Bremssysteme in Neuwagen vorgeschrieben sind. ⓘ
Die Form der Airbags
Der Citroën C4 hatte den ersten "geformten" Fahrerairbag, der durch das ungewöhnliche Lenkrad mit fester Nabe ermöglicht wurde. ⓘ
Seitenairbag
Im Wesentlichen werden heute zwei Arten von Seitenairbags verwendet - der Seiten-Torso-Airbag und der Seiten-Vorhang-Airbag. ⓘ
Die meisten Fahrzeuge, die mit Vorhang-Airbags ausgestattet sind, verfügen auch über Seiten-Torso-Airbags. Einige Fahrzeuge wie der Chevrolet Cobalt, der Chevrolet Silverado/GMC Sierra (Modell 2007-09) und der Dodge Ram (Modell 2009-12) verfügen jedoch nicht über einen Seiten-Torso-Airbag. ⓘ
Die Hyundai Motor Group kündigte am 18. September 2019 die Entwicklung eines mittleren Seitenairbags an. Er wird im Fahrersitz installiert und entfaltet sich, sobald ein Aufprall erkannt wird. ⓘ
Seitlicher Torso-Airbag
Seitenaufprall-Airbags oder Seitentorso-Airbags sind eine Kategorie von Airbags, die sich in der Regel im Sitz oder in der Türverkleidung befinden und sich zwischen dem Insassen und der Tür entfalten. Diese Airbags sollen die Verletzungsgefahr im Becken- und Unterbauchbereich verringern. Die meisten Fahrzeuge sind heute mit verschiedenen Airbagtypen ausgestattet, um Verletzungen und das Herausschleudern aus dem Fahrzeug bei Überschlägen zu verringern. Zu den neueren Seitenairbags gehört ein Zweikammersystem: eine festere untere Kammer für den Beckenbereich und eine weichere obere Kammer für den Brustkorb. ⓘ
Das schwedische Unternehmen Autoliv AB erhielt ein Patent auf Seitenaufprall-Airbags. 1994 wurden sie erstmals als Option für den Volvo 850 von 1995 angeboten und gehörten zur Standardausrüstung aller Volvo-Fahrzeuge, die nach 1995 hergestellt wurden. 1997 führte Saab mit der Einführung des Saab 9-5 die ersten kombinierten Kopf- und Rumpfairbags ein. ⓘ
Einige Fahrzeuge wie der Volkswagen Polo Mk.5 von 2010 haben kombinierte Kopf- und Rumpfseitenairbags. Diese befinden sich in der Rückenlehne der Vordersitze und schützen den Kopf und den Oberkörper. ⓘ
Sie entfalten sich innerhalb von 20 ms zwischen Sitz und Türverkleidung und sollen das Verletzungsrisiko für den Oberkörper reduzieren, indem sie den Insassen großflächig am Brustkorb und Becken abstützen und den Bauchbereich entlasten. ⓘ
Röhren- oder Vorhangairbag
1997 wurden die BMW 7er und 5er Reihe serienmäßig mit röhrenförmigen Kopf-Seitenairbags (aufblasbare Röhrenstruktur), dem "Head Protection System (HPS)", ausgestattet. Dieser Airbag war so konzipiert, dass er bei einem Seitenaufprall den Kopf schützte und außerdem bis zu sieben Sekunden lang aufgeblasen blieb, um einen Überschlag zu verhindern. Dieser röhrenförmige Airbag wurde jedoch schnell durch einen aufblasbaren "Vorhang"-Airbag ersetzt. ⓘ
Seit Mai 1998 bietet Toyota für den Progrés einen Seitenairbag an, der sich auf dem Dach entfaltet. 1998 erhielt der Volvo S80 Vorhang-Airbags, die auf dem Dach montiert wurden, um sowohl die vorderen als auch die hinteren Passagiere zu schützen. Ab dem Jahr 2000 gehörten Vorhang-Airbags zur Serienausstattung aller neuen Volvo Fahrzeuge, mit Ausnahme des C70 der ersten Generation, der einen vergrößerten Seitenairbag erhielt, der auch den Kopf der Insassen auf den Vordersitzen schützt. Das C70 Cabriolet der zweiten Generation erhielt die weltweit ersten in den Türen montierten Seitenairbags, die sich nach oben entfalten. ⓘ
Vorhang-Airbags sollen bei einem Seitenaufprall mit einem Geländewagen die Zahl der Hirnverletzungen oder Todesopfer um bis zu 45 % reduzieren. Diese Airbags gibt es in verschiedenen Formen (z. B. als Schlauch-, Vorhang- oder Türairbag), je nach den Erfordernissen der jeweiligen Anwendung. Viele neuere SUVs und Vans verfügen über einen langen aufblasbaren Vorhangairbag, der alle Sitzreihen schützt. ⓘ
In vielen Fahrzeugen sind die Curtain-Airbags so programmiert, dass sie sich bei einigen/allen Frontalaufprällen entfalten, um die Kinetik der Insassen zu steuern (z. B. wenn der Kopf beim Rückprall gegen die B-Säule stößt), insbesondere bei Offset-Crashs wie dem Small-Overlap-Crashtest des IIHS. ⓘ
Rollsensorischer Vorhang-Airbag (RSCA) ⓘ
Rollsensor-Airbags unterscheiden sich von normalen Vorhang-Airbags. Sie sind so konzipiert, dass sie länger aufgeblasen bleiben, einen größeren Teil der Scheibe abdecken und bei einem Überschlag ausgelöst werden. Sie schützen den Kopf der Insassen und verhindern ein Herausschleudern. SUVs und Pickups sind eher mit RSCAs ausgestattet, da die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich überschlagen, größer ist, und oft kann ein Schalter die Funktion deaktivieren, falls der Fahrer das Fahrzeug ins Gelände bringen will. ⓘ
Knie-Airbag
Der zweite fahrerseitige und separate Knie-Airbag wurde im Kia Sportage SUV eingeführt und gehört seither zur Standardausrüstung. Der Airbag befindet sich unterhalb des Lenkrads. ⓘ
Der Toyota Caldina führte 2002 den ersten SRS-Knieairbag auf der Fahrerseite auf dem japanischen Markt ein. Der Toyota Avensis war das erste in Europa verkaufte Fahrzeug, das mit einem Knieairbag für den Fahrer ausgestattet war. Der EuroNCAP berichtete über den Avensis 2003: "Es wurden große Anstrengungen unternommen, um die Knie und Beine des Fahrers zu schützen, und der Knie-Airbag hat gut funktioniert." Seitdem sind einige Modelle auch mit Knieairbags für die Beifahrer ausgestattet, die sich bei einem Unfall in der Nähe oder über dem Handschuhfach entfalten. Knie-Airbags sollen Verletzungen an den Beinen verringern. Der Knie-Airbag wird seit dem Jahr 2000 immer häufiger eingesetzt. ⓘ
Knieairbags befinden sich im unteren Teil des Armaturenbrettes. Sie sollen sowohl ein Aufschlagen der Schienbeine auf das Armaturenbrett als auch das Durchrutschen des Passagiers unter dem Sicherheitsgurt verhindern, indem sie diesen abstützen. Knieairbags sind meistens nur für den Fahrer eingebaut, selten auch für den Beifahrer. ⓘ
Beifahrer-Airbag mit drei Kammern
Im Jahr 2019 kündigte Honda an, ab 2021 eine neue Airbag-Technologie einzuführen. Dieses neue Airbag-Design wurde von der Honda-Forschungs- und Entwicklungsabteilung in Ohio, USA, entwickelt und besteht aus drei aufblasbaren Kammern, die vorne durch ein nicht aufblasbares Segel" verbunden sind. Die beiden äußeren Kammern sind größer als die mittlere Kammer. Wenn sich der Airbag entfaltet, schützt das Segel den Kopf des Insassen vor dem Aufprall auf den Airbag, während die drei Kammern den Kopf des Insassen wie ein Fanghandschuh in Position halten. Das Ziel des Dreikammer-Airbags ist es, die Hochgeschwindigkeitsbewegung des Kopfes zu stoppen und so die Wahrscheinlichkeit von Gehirnerschütterungen bei einem Aufprall zu verringern. Das erste Fahrzeug, in dem der Dreikammer-Airbag bereits ab Werk eingebaut ist, ist der Acura TLX aus dem Jahr 2021. Honda hofft, dass die neue Technologie bald in allen Fahrzeugen zum Einsatz kommen wird. ⓘ
Heckairbag
Der Heckairbag befindet sich im Dachraum vor dem hinteren Fenster. Er ist als Vorhangairbag ausgeführt und entfaltet sich zwischen Kopfstützen und Heckscheibe. Er soll das Verletzungsrisiko der Fondpassagiere bei einem Heckaufprall mindern. Der Toyota iQ ist im Moment (2017) das einzige Fahrzeug mit einem Heckairbag. ⓘ
Der neue Kleinwagen Toyota iQ wurde 2008 mit dem ersten serienmäßigen hinteren Vorhang-Airbag ausgestattet, der die Köpfe der hinteren Insassen bei einem Heckaufprall schützt. ⓘ
Sitzkissen-Airbag
Ein weiteres Merkmal des Toyota iQ war ein Sitzkissen-Airbag auf dem Beifahrersitz, der verhindern sollte, dass das Becken bei einem Frontalaufprall oder einem Submarining unter den Beckengurt rutscht. Bei späteren Toyota-Modellen wie dem Yaris wurde diese Funktion auch für den Fahrersitz eingeführt. ⓘ
Mittlerer Airbag
2009 entwickelte Toyota den ersten serienmäßigen Mittelairbag für die Rücksitze, der bei einem Seitenaufprall die Schwere der Verletzungen der Fondpassagiere verringern soll. Dieses System wird vom mittleren Rücksitz aus ausgelöst und kam erstmals im Crown Majesta zum Einsatz. Ende 2012 führte General Motors zusammen mit dem Zulieferer Takata einen mittleren Frontairbag ein, der vom Fahrersitz aus ausgelöst wird. ⓘ
Einige Fahrzeuge im Jahr 2020 sind mit Mittelairbags ausgestattet: Polestar 2, VW ID.3. ⓘ
Sicherheitsgurt-Airbag
Der Sicherheitsgurt-Airbag soll die Kräfte, die eine angeschnallte Person bei einem Unfall erfährt, durch einen vergrößerten Bereich des Sicherheitsgurtes besser verteilen. Dies geschieht, um mögliche Verletzungen des Brustkorbs oder der Brust des Gurtträgers zu verringern. ⓘ
- 2010: Ford Explorer und 2013 Ford Flex: optionale Airbags für die hinteren Sicherheitsgurte; serienmäßig im 2013 Lincoln MKT
- 2010: Lexus LFA mit Gurt-Airbags für Fahrer und Beifahrer
- 2013: Mercedes-Benz S-Klasse (W222) hat Gurt-Airbags für die Rücksitze
- 2014: Ford Mondeo Mk IV verfügt über optionale Gurt-Airbags für die beiden äußeren Sitze ⓘ
Cessna Aircraft führte ebenfalls Gurt-Airbags ein. Sie sind seit 2003 Standard bei den Flugzeugen 172, 182 und 206. ⓘ
Fußgänger-Airbag
An der Außenseite des Fahrzeugs angebrachte Airbags, so genannte Fußgänger-Airbags, sollen Verletzungen bei einem Zusammenstoß zwischen Fahrzeug und Fußgänger verringern. Wenn ein Aufprall erkannt wird, entfaltet sich der Airbag und deckt harte Bereiche wie A-Säulen und Motorhaubenkanten ab, bevor sie vom Fußgänger getroffen werden können. Bei seiner Einführung im Jahr 2012 war der Volvo V40 serienmäßig mit dem ersten Fußgänger-Airbag der Welt ausgestattet. Infolgedessen erreichte der V40 bei den Fußgängertests des EuroNCAP die beste Bewertung (88 %). Der Land Rover Discovery von 2014 wurde ebenfalls mit einem Fußgänger-Airbag ausgestattet. ⓘ
Hersteller
Zu den Anbietern von SRS-Airbags gehören Autoliv, Daicel, Takata , TRW und KSS, eine Umfirmierung von Takata, früher Breed, einer der Pioniere auf diesem Gebiet. Die meisten Aufprallsensoren für Airbags werden von der Lanka Harness Company hergestellt. ⓘ
Betrieb
Die Airbags im Fahrzeug werden von einem zentralen Airbag-Steuergerät (ACU), einer speziellen Art von ECU, gesteuert. Die ACU überwacht eine Reihe von Sensoren im Fahrzeug, darunter Beschleunigungsmesser, Aufprallsensoren, seitliche (Tür-)Drucksensoren, Raddrehzahlsensoren, Gyroskope, Bremsdrucksensoren und Sitzbelegungssensoren. Häufig zeichnen ACUs diese und andere Sensordaten in einem Ringspeicher auf und speichern sie in einem nichtflüchtigen Speicher an Bord, um den Ermittlern eine Momentaufnahme des Unfallereignisses zu liefern. Somit fungiert eine ACU häufig als Ereignisdatenschreiber des Fahrzeugs; nicht alle EDRs sind ACUs, und nicht alle ACUs enthalten EDR-Funktionen. Eine ACU enthält in der Regel Kondensatoren in ihren Schaltkreisen, damit das Modul mit Strom versorgt bleibt und die Airbags auslösen kann, falls die Verbindung zwischen Fahrzeugbatterie und ACU bei einem Unfall unterbrochen wird. ⓘ
Der Airbag selbst und sein Aufblasmechanismus sind im Lenkrad (für den Fahrer) oder im Armaturenbrett (für den Beifahrer) hinter Kunststoffklappen oder -türen verborgen, die so konstruiert sind, dass sie durch die Kraft des sich aufblasenden Airbags aufreißen. Sobald der erforderliche Schwellenwert erreicht oder überschritten ist, löst das Airbag-Steuergerät die Zündung eines Gasgeneratortreibstoffs aus, der einen Gewebesack schnell aufbläst. Wenn der Fahrzeuginsasse mit dem Sack kollidiert und ihn zusammendrückt, entweicht das Gas kontrolliert durch kleine Entlüftungsöffnungen. Das Volumen des Airbags und die Größe der Entlüftungsöffnungen sind auf den jeweiligen Fahrzeugtyp zugeschnitten, um die Abbremsung des Insassen (und damit die auf ihn einwirkende Kraft) im Vergleich zu einem Sicherheitsgurt über die Zeit und über den Körper des Insassen zu verteilen. ⓘ
Die Signale der verschiedenen Sensoren werden in das Airbag-Steuergerät eingespeist, das daraus den Aufprallwinkel, die Schwere oder die Kraft des Aufpralls sowie weitere Variablen ermittelt. Je nach dem Ergebnis dieser Berechnungen kann das ACU auch verschiedene zusätzliche Rückhaltevorrichtungen auslösen, z. B. Gurtstraffer und/oder Airbags (einschließlich Frontalairbags für Fahrer und Beifahrer sowie an den Sitzen befestigte Seitenairbags und "Vorhang"-Airbags, die die Seitenscheiben abdecken). Jede Rückhaltevorrichtung wird in der Regel mit einem oder mehreren pyrotechnischen Vorrichtungen aktiviert, die gemeinhin als Zünder oder elektrisches Streichholz bezeichnet werden. Das elektrische Zündholz, das aus einem elektrischen Leiter besteht, der mit einem brennbaren Material umwickelt ist, wird mit einem Stromimpuls zwischen 1 und 3 Ampere in weniger als 2 Millisekunden aktiviert. Wenn der Leiter heiß genug wird, entzündet er das brennbare Material, wodurch der Gasgenerator in Gang gesetzt wird. In einem Gurtstraffer wird dieses heiße Gas verwendet, um einen Kolben anzutreiben, der den Sicherheitsgurt strafft. In einem Airbag wird der Zünder verwendet, um ein festes Treibmittel im Inneren des Airbag-Gasgenerators zu entzünden. Das brennende Treibmittel erzeugt ein inertes Gas, das den Airbag in etwa 20 bis 30 Millisekunden aufbläst. Ein Airbag muss sich schnell aufblasen, damit er vollständig aufgeblasen ist, wenn der sich vorwärts bewegende Insasse seine Außenfläche erreicht. Normalerweise wird die Entscheidung, einen Airbag bei einem Frontalaufprall auszulösen, innerhalb von 15 bis 30 Millisekunden nach Beginn des Aufpralls getroffen, und sowohl der Fahrer- als auch der Beifahrer-Airbag werden innerhalb von etwa 60 bis 80 Millisekunden nach dem ersten Fahrzeugkontakt vollständig aufgeblasen. Wenn sich ein Airbag zu spät oder zu langsam entfaltet, kann sich das Verletzungsrisiko für die Insassen durch den Kontakt mit dem sich entfaltenden Airbag erhöhen. Da in der Regel ein größerer Abstand zwischen dem Beifahrer und der Instrumententafel besteht, ist der Beifahrerairbag größer und benötigt mehr Gas, um ihn zu füllen. ⓘ
Ältere Airbagsysteme enthielten eine Mischung aus Natriumazid (NaN3), KNO3 und SiO2. Ein typischer Airbag auf der Fahrerseite enthält etwa 50-80 g NaN3, der größere Airbag auf der Beifahrerseite etwa 250 g. Innerhalb von etwa 40 Millisekunden nach dem Aufprall reagieren alle diese Komponenten in drei separaten Reaktionen, bei denen Stickstoffgas entsteht. Die Reaktionen laufen in der folgenden Reihenfolge ab. ⓘ
- 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 (g)
- 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2 (g)
- K2O + Na2O + 2 SiO2 → K2SiO3 + Na2SiO3 ⓘ
Bei den ersten beiden Reaktionen entstehen 4 molare Äquivalente Stickstoffgas, und bei der dritten werden die restlichen Reaktanten in relativ reaktionsträges Kaliumsilikat und Natriumsilikat umgewandelt. Der Grund für die Verwendung von KNO3 anstelle von NaNO3 ist, dass es weniger hygroskopisch ist. Es ist sehr wichtig, dass die in dieser Reaktion verwendeten Materialien nicht hygroskopisch sind, da absorbierte Feuchtigkeit das System desensibilisieren und die Reaktion zum Scheitern bringen kann. ⓘ
Die Partikelgröße der Ausgangsreaktanten ist für einen zuverlässigen Betrieb wichtig. NaN3 und KNO3 müssen zwischen 10 und 20 µm groß sein, während das SiO2 zwischen 5 und 10 µm groß sein muss. ⓘ
Derzeit wird nach alternativen Verbindungen gesucht, die in Airbags verwendet werden können und weniger toxische Reaktanten enthalten. In einem Zeitschriftenartikel von Akiyoshi et al. wurde festgestellt, dass bei der Reaktion des Sr-Komplexnitrats (Sr(NH2NHCONHNH2)∙(NO3)2) von Carbohydrazid (SrCDH) mit verschiedenen Oxidationsmitteln die Gase N2 und CO2 entstehen. Die Verwendung von KBrO3 als Oxidationsmittel führte zu der stärksten Reaktion und der niedrigsten Anfangstemperatur der Reaktion. Die entstandenen N2- und CO2-Gase machten 99 % aller entstandenen Gase aus. Fast alle Ausgangsstoffe zersetzen sich erst bei Temperaturen von 500 °C oder höher, so dass dies eine praktikable Option für die Erzeugung von Airbag-Gas sein könnte. In einem Patent, das eine weitere plausible Alternative zu NaN3-betriebenen Airbags enthält, wurden für die Gaserzeugung Guanidinnitrat, 5-Aminotetrazol, Bitetrazoldihydrat, Nitroimidazol und basisches Kupfernitrat verwendet. Es stellte sich heraus, dass diese nicht-aziden Reagenzien eine weniger toxische Reaktion mit niedrigerer Verbrennungstemperatur und ein leichter zu entsorgendes Airbag-Aufblassystem ermöglichten. ⓘ
Frontairbags schützen die Insassen normalerweise nicht bei Seiten-, Heck- oder Überschlagskollisionen. Da Airbags nur einmal ausgelöst werden und sich nach dem ersten Aufprall schnell entleeren, sind sie bei einem weiteren Aufprall nicht mehr von Nutzen. Sicherheitsgurte tragen dazu bei, das Verletzungsrisiko bei vielen Arten von Unfällen zu verringern. Sie tragen dazu bei, die Insassen in die richtige Position zu bringen, um die Wirkung der Airbags zu maximieren, und sie helfen, die Insassen während des ersten Aufpralls und bei nachfolgenden Kollisionen zurückzuhalten. ⓘ
In Fahrzeugen, die mit einem Überschlagserkennungssystem ausgestattet sind, werden Beschleunigungsmesser und Gyroskope eingesetzt, um den Beginn eines Überschlags zu erkennen. Wird festgestellt, dass ein Überschlag bevorsteht, werden die Seitenairbags ausgelöst, um die Insassen vor dem Kontakt mit der Fahrzeuginnenseite zu schützen und ein Herausschleudern der Insassen beim Überschlagen des Fahrzeugs zu verhindern. ⓘ
Auslösebedingungen
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Airbags sind so konzipiert, dass sie bei Frontal- und Beinahe-Frontalkollisionen ausgelöst werden, die schwerer sind als die in den Vorschriften für den Fahrzeugbau des jeweiligen Marktes festgelegten Schwellenwerte: Die Vorschriften der Vereinigten Staaten verlangen eine Auslösung bei einem Aufprall, dessen Verzögerung mindestens der eines Aufpralls auf eine 23 km/h schnelle Barriere entspricht, oder bei einem Aufprall auf ein geparktes Auto ähnlicher Größe über die gesamte Fahrzeugfront mit etwa der doppelten Geschwindigkeit. Die internationalen Vorschriften sind eher leistungsbezogen als technologiebasiert, so dass der Schwellenwert für die Auslösung der Airbags von der Gesamtkonstruktion des Fahrzeugs abhängt. ⓘ
Im Gegensatz zu Crashtests gegen Barrieren ereignen sich reale Aufprälle in der Regel in anderen Winkeln als direkt in die Fahrzeugfront, und die Aufprallkräfte sind in der Regel nicht gleichmäßig über die Fahrzeugfront verteilt. Folglich kann die relative Geschwindigkeit zwischen dem aufprallenden und dem getroffenen Fahrzeug, die erforderlich ist, um den Airbag bei einem realen Aufprall auszulösen, viel höher sein als bei einem entsprechenden Aufprall auf eine Barriere. Da Airbag-Sensoren die Verzögerung messen, ist die Fahrzeuggeschwindigkeit kein guter Indikator dafür, ob ein Airbag hätte ausgelöst werden müssen. Airbags können sich entfalten, wenn das Fahrwerk des Fahrzeugs aufgrund der daraus resultierenden Verzögerung auf ein niedriges Objekt trifft, das über die Fahrbahn hinausragt. ⓘ
Der Airbag-Sensor ist ein MEMS-Beschleunigungsmesser, ein kleiner integrierter Schaltkreis mit integrierten mikromechanischen Elementen. Das mikroskopisch kleine mechanische Element bewegt sich als Reaktion auf die schnelle Abbremsung, und diese Bewegung verursacht eine Kapazitätsänderung, die von der Elektronik auf dem Chip erkannt wird, die dann ein Signal zum Auslösen des Airbags sendet. Der am häufigsten verwendete MEMS-Beschleunigungsmesser ist der ADXL-50 von Analog Devices, aber es gibt auch andere MEMS-Hersteller. ⓘ
Die ersten Versuche mit Quecksilberschaltern funktionierten nicht gut. Vor dem Einsatz von MEMS wurde das primäre System zur Auslösung von Airbags als "Lamite" bezeichnet. Ein Rolamit ist eine mechanische Vorrichtung, die aus einer Rolle besteht, die in einem gespannten Band aufgehängt ist. Aufgrund der besonderen Geometrie und der verwendeten Materialeigenschaften kann sich die Rolle mit geringer Reibung oder Hysterese frei bewegen. Diese Vorrichtung wurde in den Sandia National Laboratories entwickelt. Das Rolamit und ähnliche makromechanische Vorrichtungen wurden bis Mitte der 1990er Jahre in Airbags verwendet, als sie allgemein durch MEMS ersetzt wurden. ⓘ
Fast alle Airbags sind so konzipiert, dass sie sich bei einem Fahrzeugbrand automatisch entfalten, wenn die Temperatur 150-200 °C (300-400 °F) erreicht. Dieses Sicherheitsmerkmal, das oft als Selbstzündung bezeichnet wird, trägt dazu bei, dass solche Temperaturen nicht zu einer Explosion des gesamten Airbagmoduls führen. ⓘ
Die Algorithmen zur Auslösung von Airbags werden heute immer komplexer. Sie versuchen, unnötige Auslösungen zu vermeiden und die Auslösegeschwindigkeit an die Unfallbedingungen anzupassen. Die Algorithmen werden als wertvolles geistiges Eigentum betrachtet. Experimentelle Algorithmen können Faktoren wie das Gewicht des Insassen, die Position des Sitzes und das Anlegen des Sicherheitsgurts berücksichtigen und sogar versuchen festzustellen, ob ein Kindersitz vorhanden ist. ⓘ
Aufblasen
Wenn die Frontairbags ausgelöst werden sollen, wird ein Signal an die Inflatoreinheit im Airbag-Steuergerät gesendet. Ein Zünder setzt eine schnelle chemische Reaktion in Gang, bei der hauptsächlich Stickstoffgas (N2) entsteht, das den Airbag füllt und ihn durch die Modulabdeckung entfaltet. Einige Airbag-Technologien verwenden komprimiertes Stickstoff- oder Argongas mit einem pyrotechnisch betätigten Ventil ("Hybridgasgenerator"), während andere Technologien verschiedene energetische Treibmittel verwenden. Obwohl Treibmittel, die das hochgiftige Natriumazid (NaN3) enthalten, in frühen Airbagkonstruktionen üblich waren, wurde in gebrauchten Airbags wenig bis gar kein giftiges Natriumazid gefunden. ⓘ
Die azidhaltigen pyrotechnischen Gasgeneratoren enthalten eine beträchtliche Menge des Treibstoffs. Der Airbag auf der Fahrerseite würde einen Kanister mit etwa 50 Gramm Natriumazid enthalten. Der Behälter auf der Beifahrerseite enthält etwa 200 Gramm Natriumazid. ⓘ
Die alternativen Treibmittel können beispielsweise eine Kombination aus Nitroguanidin, phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat (NH4NO3) oder einem anderen nichtmetallischen Oxidationsmittel und einem anderen stickstoffreichen Treibstoff als Azid (z. B. Tetrazole, Triazole und deren Salze) enthalten. Die Abbrandmodifikatoren in der Mischung können ein Alkalimetallnitrat (NO3-) oder -nitrit (NO2-), Dicyanamid oder seine Salze, Natriumborhydrid (NaBH4) usw. sein. Die Kühlmittel und Schlackenbildner können z. B. Ton, Kieselerde, Tonerde, Glas usw. sein. Andere Alternativen sind z. B. Treibstoffe auf Nitrocellulosebasis (die eine hohe Gasausbeute, aber eine schlechte Lagerstabilität aufweisen und deren Sauerstoffbilanz eine sekundäre Oxidation der Reaktionsprodukte erfordert, um die Bildung von Kohlenmonoxid zu vermeiden) oder sauerstoffreiche, stickstofffreie organische Verbindungen mit anorganischen Oxidationsmitteln (z. B. Di- oder Tricarbonsäuren mit Chloraten (ClO3-) oder Perchloraten (ClO4-) und eventuell Metalloxiden; die stickstofffreie Formulierung vermeidet die Bildung giftiger Stickoxide). ⓘ
Vom Beginn des Aufpralls an dauert der gesamte Entfaltungs- und Aufblasvorgang etwa 0,04 Sekunden. Da sich die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs bei einem Aufprall so schnell ändert, müssen die Airbags schnell aufgeblasen werden, um das Risiko zu verringern, dass der Insasse gegen das Fahrzeuginnere prallt. ⓘ
Auslösung mit variabler Kraft
Es werden fortschrittliche Airbag-Technologien entwickelt, um die Entfaltung des Airbags an die Schwere des Aufpralls, die Größe und Körperhaltung des Fahrzeuginsassen, die Verwendung des Sicherheitsgurts und die Nähe der Person zum eigentlichen Airbag anzupassen. Viele dieser Systeme verwenden mehrstufige Airbags, die sich bei moderaten Unfällen stufenweise mit geringerer Kraft entfalten als bei sehr schweren Unfällen. Insassenerkennungsvorrichtungen informieren das Airbag-Steuergerät darüber, ob eine Person auf einem Sitz neben einem Airbag Platz genommen hat, wie schwer die Person ist, ob ein Sicherheitsgurt oder ein Kindersitz verwendet wird und ob die Person auf dem Sitz nach vorne und in die Nähe des Airbags gerückt ist. Auf der Grundlage dieser Informationen und der Informationen über die Schwere des Aufpralls wird der Airbag entweder mit einer hohen Kraft, einer geringeren Kraft oder gar nicht ausgelöst. ⓘ
Adaptive Airbagsysteme können mehrstufige Airbags verwenden, um den Druck innerhalb des Airbags anzupassen. Je höher der Druck im Airbag ist, desto mehr Kraft übt der Airbag auf die Insassen aus, wenn diese mit ihm in Berührung kommen. Diese Einstellungen ermöglichen es dem System, den Airbag bei den meisten Kollisionen mit mäßiger Kraft auszulösen und den Airbag mit maximaler Kraft nur für die schwersten Kollisionen zu reservieren. Zusätzliche Sensoren zur Bestimmung der Position, des Gewichts oder der relativen Größe der Insassen können ebenfalls eingesetzt werden. Die Informationen über die Insassen und die Schwere des Aufpralls werden vom Airbag-Steuergerät verwendet, um zu entscheiden, ob die Airbags unterdrückt oder ausgelöst werden sollen, und wenn ja, in verschiedenen Leistungsstufen. ⓘ
Nach der Entfaltung
Durch eine chemische Reaktion wird ein Stickstoffstoß erzeugt, der den Airbag aufbläst. Sobald sich ein Airbag entfaltet hat, beginnt sofort die Entleerung, da das Gas durch die Entlüftungsöffnungen im Gewebe (oder, wie es manchmal genannt wird, im Kissen) entweicht und abkühlt. Die Entfaltung geht häufig mit der Freisetzung von staubähnlichen Partikeln und Gasen in den Innenraum des Fahrzeugs (dem so genannten Ausströmen) einher. Der meiste Staub besteht aus Maisstärke, Kreide oder Talkumpuder, die zur Schmierung des Airbags während der Entfaltung verwendet werden. ⓘ
Bei neueren Konstruktionen besteht der Ausstoß hauptsächlich aus harmlosem Talkumpuder/Kornstärke und Stickstoffgas. Bei älteren Modellen, die ein Treibmittel auf Azidbasis (in der Regel NaN3) verwenden, sind anfangs fast immer unterschiedliche Mengen an Natriumhydroxid vorhanden. In geringen Mengen kann diese Chemikalie zu leichten Reizungen der Augen und/oder offenen Wunden führen; an der Luft verwandelt sie sich jedoch schnell in Natriumbicarbonat (Backpulver). Diese Umwandlung ist jedoch nicht zu 100 % vollständig und hinterlässt stets Restmengen an Hydroxidionen von NaOH. Je nach Art des Airbagsystems kann auch Kaliumchlorid vorhanden sein. ⓘ
Bei den meisten Menschen führt der Staub lediglich zu einer leichten Reizung des Rachens und der Augen. Leichte Reizungen treten in der Regel nur auf, wenn die Insassen viele Minuten lang bei geschlossenen Fenstern und ohne Belüftung im Fahrzeug bleiben. Bei manchen Menschen mit Asthma kann das Einatmen des Staubs jedoch zu einem potenziell tödlichen Asthmaanfall führen. ⓘ
Aufgrund der Konstruktion der Airbag-Austrittsklappen des Lenkrads und des Armaturenbretts sind diese Teile nicht so konstruiert, dass sie bei der Auslösung eines Airbags wiederhergestellt werden können, was bedeutet, dass sie ersetzt werden müssen, wenn das Fahrzeug bei einem Unfall nicht abgeschrieben wurde. Außerdem können die staubähnlichen Partikel und Gase irreparable kosmetische Schäden am Armaturenbrett und an den Polstern verursachen, was bedeutet, dass kleinere Kollisionen, die zur Auslösung von Airbags führen, kostspielig sein können, selbst wenn es keine Verletzten gibt und die Fahrzeugstruktur nur geringfügig beschädigt wird. ⓘ
Regulatorische Spezifikationen
Vereinigte Staaten
Am 11. Juli 1984 änderte die US-Regierung die Federal Motor Vehicle Safety Standard 208 (FMVSS 208) und schrieb vor, dass nach dem 1. April 1989 hergestellte Fahrzeuge mit einem passiven Rückhaltesystem für den Fahrer ausgestattet sein müssen. Ein Airbag oder ein Sicherheitsgurt würden die Anforderungen der Norm erfüllen. Die Einführung von Airbags wurde von der National Highway Traffic Safety Administration angeregt. Airbags wurden jedoch erst 1997 für leichte Nutzfahrzeuge vorgeschrieben. ⓘ
Im Jahr 1998 wurde FMVSS 208 dahingehend geändert, dass doppelte Frontairbags vorgeschrieben wurden, und auch Airbags der zweiten Generation mit reduzierter Leistung wurden vorgeschrieben. Grund hierfür waren die von den Airbags der ersten Generation verursachten Verletzungen, obwohl FMVSS 208 weiterhin vorschreibt, dass die Airbags so konstruiert und kalibriert sein müssen, dass sie das Leben eines nicht angeschnallten männlichen Crashtest-Dummys der Größe und des Gewichts des 50. Die technischen Leistungs- und Validierungsanforderungen für die in den Airbagmodulen verwendeten Aufblasvorrichtungen sind in SAE USCAR 24-2 festgelegt. ⓘ
Außerhalb der Vereinigten Staaten
Einige Länder außerhalb Nordamerikas halten sich eher an die internationalisierten europäischen ECE-Fahrzeug- und Ausrüstungsvorschriften als an die US-amerikanischen Federal Motor Vehicle Safety Standards. ECE-Airbags sind im Allgemeinen kleiner und blasen sich weniger stark auf als US-amerikanische Airbags, da die ECE-Spezifikationen auf angegurteten Crashtest-Dummys basieren. ⓘ
Die Euro NCAP-Fahrzeugsicherheitsbewertung ermutigt die Hersteller, einen umfassenden Ansatz für den Insassenschutz zu wählen; eine gute Bewertung kann nur durch die Kombination von Airbags mit anderen Sicherheitsmerkmalen erreicht werden. Fast alle in Europa verkauften Neuwagen sind mit Front- und Seitenairbags ausgestattet, aber in der Europäischen Union bis 2020, im Vereinigten Königreich und in den meisten anderen Industrieländern gibt es keine direkte gesetzliche Vorschrift für die Ausstattung von Neuwagen mit Airbags. ⓘ
In Ecuador sind seit 2013 doppelte Frontairbags in neuen Fahrzeugmodellen vorgeschrieben. ⓘ
Seit Januar 2014 müssen mit Ausnahme von Kleinstfahrzeugen alle in Argentinien hergestellten oder importierten Neuwagen mit Frontairbags ausgestattet sein. ⓘ
Seit dem 1. Januar 2014 müssen alle in Brasilien verkauften Neuwagen mit doppelten Frontairbags ausgestattet sein. ⓘ
Seit Juli 2014 müssen alle in Uruguay verkauften Neuwagen mit doppelten Frontairbags ausgestattet sein. ⓘ
Seit Dezember 2016 müssen alle in Chile verkauften Neuwagen mit doppelten Frontairbags ausgestattet sein. ⓘ
Seit dem 1. Januar 2017 müssen alle in Kolumbien hergestellten oder importierten Fahrzeuge mit doppelten Frontairbags ausgestattet sein. ⓘ
Seit dem 1. Januar 2020 müssen alle in Mexiko verkauften Neuwagen mit doppelten Frontairbags ausgestattet sein. ⓘ
Am 5. März 2021 schrieb das indische Ministerium für Straßenverkehr und Autobahnen vor, dass alle neuen Fahrzeugmodelle, die nach dem 1. April 2021 in Indien eingeführt werden, mit doppelten Frontairbags ausgestattet sein müssen; die Verordnung schreibt außerdem vor, dass alle bestehenden Modelle bis zum 31. August 2021 mit doppelten Frontairbags ausgestattet sein müssen. ⓘ
Wartung
Ein versehentliches Auslösen der Airbags während der Wartung des Fahrzeugs kann zu schweren Verletzungen führen, und eine unsachgemäß installierte oder defekte Airbageinheit funktioniert möglicherweise nicht wie vorgesehen. Diejenigen, die ein Fahrzeug warten, sowie die Ersthelfer müssen äußerst aufmerksam sein, da viele Airbag-Steuersysteme nach dem Abklemmen der Fahrzeugbatterie noch etwa 30 Minuten lang eingeschaltet bleiben können. In einigen Ländern gibt es Beschränkungen für den Verkauf, den Transport, die Handhabung und die Wartung von Airbags und Systemkomponenten. In Deutschland sind Airbags als gefährlicher Sprengstoff eingestuft; nur Mechaniker mit einer speziellen Ausbildung dürfen Airbag-Systeme warten. ⓘ
Einige Automobilhersteller (z. B. Mercedes-Benz) schreiben vor, nicht ausgelöste Airbags nach einer bestimmten Zeit auszutauschen, um ihre Zuverlässigkeit im Falle eines Unfalls zu gewährleisten. Ein Beispiel ist der S500 aus dem Jahr 1992, auf dessen Türsäule ein Aufkleber mit dem Verfallsdatum angebracht ist. Einige Škoda-Fahrzeuge weisen ein Verfallsdatum von 14 Jahren ab dem Herstellungsdatum auf. In diesem Fall wäre ein Austausch unwirtschaftlich, da das Fahrzeug mit 14 Jahren nur noch einen geringen Wert hätte, der weit unter den Kosten für den Einbau neuer Airbags läge. Volvo hat erklärt, dass "Airbags während der Lebensdauer des Fahrzeugs nicht ausgetauscht werden müssen", obwohl dies nicht als Garantie für das Gerät angesehen werden kann. ⓘ
Beschränkungen
Obwohl die millionenfach installierten Airbags eine hervorragende Sicherheitsbilanz aufweisen, gibt es einige Einschränkungen hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Autoinsassen zu schützen. Die ursprüngliche Einführung von Frontairbags schützte kaum vor Seitenaufprall, der gefährlicher sein kann als ein Frontalaufprall, weil die schützende Knautschzone vor der Fahrgastzelle vollständig umgangen wird. Seitenairbags und Airbag-Schutzvorhänge werden in modernen Fahrzeugen zunehmend vorgeschrieben, um vor dieser sehr häufigen Art von Zusammenstößen zu schützen. ⓘ
Airbags sind so konzipiert, dass sie nur einmal ausgelöst werden und daher bei weiteren Kollisionen nach dem ersten Aufprall wirkungslos bleiben. Mehrfache Aufprälle können bei bestimmten Überschlägen oder anderen Unfällen mit mehreren Kollisionen auftreten, wie z. B. bei vielen Zusammenstößen mit mehreren Fahrzeugen. ⓘ
Eine äußerst gefährliche Situation entsteht bei "Unterfahrkollisionen", bei denen ein Personenkraftwagen auf das Heck eines Sattelzuges ohne hinteren Unterfahrschutz oder auf die Seite eines solchen Anhängers ohne seitlichen Unterfahrschutz prallt. Die Ladefläche eines typischen Anhängers befindet sich in etwa auf der Kopfhöhe eines erwachsenen Insassen eines typischen Personenkraftwagens. Das bedeutet, dass zwischen dem Kopf und der Kante der Ladefläche des Anhängers keine große Barriere besteht, abgesehen von einer Glaswindschutzscheibe. Bei einer Unterfahrkollision werden die Knautschzonen des Fahrzeugs, die die Aufprallenergie absorbieren sollen, vollständig umgangen, und die Airbags werden möglicherweise nicht rechtzeitig ausgelöst, da das Fahrzeug erst dann merklich verlangsamt wird, wenn die Windschutzscheibe und die Dachsäulen bereits auf der Ladefläche des Anhängers aufgeschlagen sind. Selbst ein verzögertes Aufblasen der Airbags kann wegen des starken Eindringens in den Fahrgastraum nutzlos sein, so dass die Insassen selbst bei Kollisionen mit geringer Geschwindigkeit einem hohen Risiko schwerer Kopfverletzungen oder einer Enthauptung ausgesetzt sind. Die westeuropäischen Normen für Unterfahrschutzsysteme sind strenger als die nordamerikanischen, die in der Regel eine Bestandsschutzregelung für ältere Ausrüstungen zulassen, die noch Jahrzehnte auf der Straße sein können. ⓘ
Typische Airbagsysteme werden durch Ausschalten des Zündschlüssels vollständig deaktiviert. Unerwartete Abschaltungen deaktivieren in der Regel auch den Motor, die Servolenkung und die Servobremsen und können die unmittelbare Ursache für eine Kollision sein. Kommt es zu einem heftigen Aufprall, werden die deaktivierten Airbags nicht ausgelöst, um die Fahrzeuginsassen zu schützen. Im Jahr 2014 gab General Motors zu, Informationen über tödliche Kollisionen zu verheimlichen, die durch defekte Zündschalter verursacht wurden, die ein Auto (einschließlich der Airbags) abrupt abschalten. Je nachdem, wie die Todesfälle eingestuft werden, wurden zwischen 13 und 74 Todesfälle direkt auf diesen Defekt zurückgeführt. ⓘ
Verletzungen und Todesopfer
In einigen seltenen Fällen können Airbags Fahrzeuginsassen verletzen und in einigen sehr seltenen Fällen sogar töten. Um Insassen, die nicht angeschnallt sind, bei einem Aufprall zu schützen, werden Airbags in den USA wesentlich stärker ausgelöst als Airbags, die den internationalen ECE-Normen entsprechen, die in den meisten anderen Ländern gelten. Neuere "intelligente" Airbag-Steuergeräte können erkennen, ob ein Sicherheitsgurt angelegt ist, und die Auslöseparameter des Airbagkissens entsprechend ändern. ⓘ
Im Jahr 1990 wurde der erste Todesfall in einem Auto gemeldet, der auf einen Airbag zurückzuführen war. TRW stellte 1994 den ersten gasgefüllten Airbag her, und bald darauf wurden Sensoren und Airbags mit geringer Füllkraft eingeführt. Airbags mit doppelter Tiefe (auch als zweistufige Airbags bezeichnet) wurden 1998 in Personenkraftwagen eingeführt. Bis 2005 war die Zahl der Todesfälle im Zusammenhang mit Airbags zurückgegangen; in diesem Jahr wurden keine Todesfälle bei Erwachsenen und zwei Todesfälle bei Kindern auf Airbags zurückgeführt. Dennoch sind Verletzungen bei Kollisionen mit ausgelösten Airbags nach wie vor relativ häufig. ⓘ
Schwere Verletzungen sind zwar seltener, doch können Fahrzeuginsassen, die sich in unmittelbarer Nähe eines Airbags oder in direktem Kontakt mit diesem befinden, schwere oder tödliche Verletzungen erleiden. Solche Verletzungen können bewusstlose Fahrer erleiden, die über das Lenkrad gebeugt sind, nicht oder nicht richtig angeschnallte Insassen, die beim Bremsen vor dem Aufprall auf dem Sitz nach vorne rutschen, und ordnungsgemäß angeschnallte Fahrer, die sehr nahe am Lenkrad sitzen. Ein guter Grund für den Fahrer, die Hände nicht über dem Lenkrad zu verschränken - eine Regel, die den meisten Fahrschülern beigebracht wird, die aber schnell in Vergessenheit gerät - ist, dass eine Airbag-Auslösung beim Abbiegen dazu führen kann, dass die Hand(en) des Fahrers mit voller Wucht in sein Gesicht geschlagen werden, was die Verletzungen durch den Airbag allein noch verschlimmert. ⓘ
Verbesserungen in der Sensor- und Gasgeneratortechnologie haben die Entwicklung von Airbagsystemen der dritten Generation ermöglicht, die ihre Auslöseparameter an die Größe, das Gewicht, die Position und den Rückhaltestatus des Insassen anpassen können. Diese Verbesserungen haben nachweislich zu einem geringeren Verletzungsrisiko für kleine Erwachsene und Kinder geführt, die bei Airbagsystemen der ersten Generation ein erhöhtes Verletzungsrisiko hatten. ⓘ
Bei einem Airbag-Modell der Takata Corporation wurden in den Airbag-Gasgeneratoren gasbildende Stoffe auf Ammoniumnitratbasis anstelle der stabileren, aber teureren Verbindung Tetrazol verwendet. Die auf Ammoniumnitrat basierenden Airbags weisen einen Fehler auf, bei dem alte Airbags, die lange Zeit heißen und feuchten Klimabedingungen ausgesetzt waren, während der Entfaltung platzen und Metallsplitter durch den Airbag und in den Fahrer schleudern konnten. Bis zum Jahr 2020 hat dieser Fehler in den USA sechzehn Todesfälle und über 250 Verletzte verursacht, in Malaysia gab es einen Todesfall. Die National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) rief im Mai 2015 über 33 Millionen Fahrzeuge zurück und verhängte im November 2015 eine Geldstrafe von 70 Millionen Dollar gegen Takata. Toyota, Mazda und Honda haben erklärt, dass sie keine Ammoniumnitrat-Airbags mehr verwenden werden. ⓘ
Statistik der Airbag-Todesfälle
Von 1990 bis 2000 hat die amerikanische NHTSA 175 durch Airbags verursachte Todesfälle festgestellt. Bei den meisten dieser Todesfälle (104) handelte es sich um Kinder. In diesem Zeitraum wurden etwa 3,3 Millionen Airbags ausgelöst, und die Behörde schätzt, dass mehr als 6.377 Menschenleben gerettet und unzählige Verletzungen verhindert wurden. ⓘ
Eine nach hinten gerichtete Babyschale, die auf dem Vordersitz eines Fahrzeugs angebracht wird, bringt den Kopf des Kindes in die Nähe des Airbags, was zu schweren Kopfverletzungen oder zum Tod führen kann, wenn sich der Airbag entfaltet. Einige moderne Fahrzeuge verfügen über einen Schalter zur Deaktivierung des Beifahrer-Airbags, falls dort ein Kindersitz verwendet wird (allerdings nicht in Australien, wo nach hinten gerichtete Kindersitze auf den Vordersitzen verboten sind, wenn ein Airbag eingebaut ist). ⓘ
In Fahrzeugen mit Seitenairbags ist es für die Insassen gefährlich, sich gegen die Fenster, Türen und Säulen zu lehnen oder Gegenstände zwischen sich und die Fahrzeugseite zu bringen. Gegenstände, die an den Kleiderbügeln des Fahrzeugs aufgehängt werden, können eine Gefahr darstellen, wenn die Seitenairbags des Fahrzeugs ausgelöst werden. Ein am Sitz montierter Airbag kann auch innere Verletzungen verursachen, wenn sich der Insasse gegen die Tür lehnt. ⓘ
Luft- und Raumfahrt und militärische Anwendungen
Die Luft- und Raumfahrtindustrie und die Regierung der Vereinigten Staaten setzen Airbag-Technologien seit vielen Jahren ein. Die NASA und das Verteidigungsministerium der Vereinigten Staaten haben bereits in den 1960er Jahren Airbagsysteme in verschiedenen Flugzeugen und Raumfahrzeugen eingesetzt. ⓘ
Airbag-Landesysteme für Raumfahrzeuge
Die erste Verwendung von Airbags für die Landung waren Luna 9 und Luna 13, die 1966 auf dem Mond landeten und Panoramabilder lieferten. Wie bei späteren Missionen wurden auch hier die Airbags eingesetzt, um auf der Oberfläche abzuprallen und die Landesenergie zu absorbieren. Das Landegerät Mars Pathfinder setzte ein innovatives Airbag-Landesystem ein, das durch Aerobraking, Fallschirme und Feststoffraketen-Landetriebwerke ergänzt wurde. Dieser Prototyp testete das Konzept erfolgreich, und die beiden Lander der Mars Exploration Rover Mission verwendeten ähnliche Landesysteme. Die Landefähre Beagle 2 versuchte ebenfalls, Airbags für die Landung zu verwenden; die Landung war erfolgreich und die Landefähre landete sicher, aber einige der Solarpaneele des Raumfahrzeugs konnten sich nicht entfalten, wodurch das Raumfahrzeug außer Betrieb gesetzt wurde. ⓘ
Airbag-Landesysteme für Flugzeuge
Airbags wurden auch in militärischen Starrflüglern eingesetzt, z. B. in der Rettungskapsel der F-111 Aardvark. ⓘ
Schutz der Insassen
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Die US-Armee hat Airbags in ihre Hubschrauberflotten UH-60A/L Black Hawk und OH-58D Kiowa Warrior eingebaut. Das Cockpit Air Bag System (CABS) besteht aus vorderen und seitlichen Airbags und einer aufblasbaren röhrenförmigen Struktur (nur beim OH-58D) mit einer elektronischen Crash Sensor Unit (ECSU). Das CABS-System wurde vom United States Army Aviation Applied Technology Directorate im Rahmen eines Vertrags mit Simula Safety Systems (jetzt BAE Systems) entwickelt. Es ist das erste konventionelle Airbagsystem zur Verhinderung von Insassenverletzungen (weltweit), das für ein Flugzeug entworfen und entwickelt und in Betrieb genommen wurde, und das erste speziell für Hubschrauberanwendungen. ⓘ
Airbagsysteme für Motorräder
Mitte der 1970er Jahre testete das britische Transport Research Laboratory mehrere Arten von Motorrad-Airbags. Im Jahr 2006 führte Honda das erste serienmäßige Airbag-Sicherheitssystem für Motorräder in seinem Gold Wing-Motorrad ein. Honda behauptet, dass Sensoren in der Vorderradgabel einen schweren Frontalzusammenstoß erkennen und entscheiden können, wann der Airbag ausgelöst wird, um einen Teil der Vorwärtsenergie des Fahrers zu absorbieren und die Geschwindigkeit zu verringern, mit der der Fahrer vom Motorrad geschleudert werden kann. ⓘ
Airbag-Westen, die entweder in die Motorradjacke integriert sind oder über der Jacke getragen werden, werden inzwischen auch von normalen Fahrern auf der Straße verwendet. In der MotoGP ist es seit 2018 Pflicht, Anzüge mit integrierten Airbags zu tragen. ⓘ
Neuere Systeme arbeiten mittlerweile drahtlos mit einem elektronischen Steuermodul, das am Motorrad befestigt ist. ⓘ
Sicherheit
Rettungskräfte
Bei Unfällen, in denen nicht alle Airbags ausgelöst haben, müssen beim Einsatz von hydraulischen Rettungsgeräten fahrzeugspezifische Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden. Es sind die AIRBAG-Regeln zu beachten. Damit für die Rettungskräfte keine Gefährdung auftritt, wird für viele Fahrzeuge auch ein Rettungsleitfaden (oder auch Rettungskarte) angeboten, der im Fahrzeug mitgeführt werden kann. Darin wird neben anderen relevanten Gefährdungen die Lage von Airbags und Gasgeneratoren im Fahrzeug beschrieben. Außerdem gibt es einen speziellen Airbagschutz, der über das Lenkrad gezogen wird. ⓘ
Funktionsweise
Sensorik
Airbags werden in der Regel von einem zentralen Airbagsteuergerät ausgelöst. Eine Ausnahme bilden einige Airbagsysteme in Kompaktwagen der frühen 1990er Jahre. Aus Kostengründen wurden hier Systeme mit einem in das Airbagmodul integrierten mechanischen Auslöser verwendet. Aufgrund der schwierigen Handhabung bei der Entsorgung und der nur sehr rudimentär möglichen Abstimmung der Auslösecharakteristik verschwanden diese Systeme nach kurzer Zeit wieder vom Markt. Bei heutigen Fahrzeugen besteht das Airbagsystem aus den Komponenten Airbagmodul, Airbagsteuergerät und Crashsensoren. Das Airbagmodul beinhaltet den eigentlichen Nylonsack und den Gasgenerator. Die Crashsensoren sind zum Teil im Steuergerät eingebaut, zum Teil als Satellitensensoren im Fahrzeug verteilt. Wichtigste Sensoren für die Auslösung sind die Beschleunigungssensoren. Um Fehlauslösungen zu vermeiden, sind immer mindestens zwei Beschleunigungssensoren eingebaut. Nur wenn beide unabhängig voneinander eine entsprechende Verzögerung melden, wird der Airbag ausgelöst. Für die Erkennung von Seitenkollisionen werden oft Drucksensoren eingesetzt. Bei einer Seitenkollision melden diese Sensoren einen raschen Druckanstieg innerhalb der Tür, noch bevor eine größere Beschleunigung auf das Fahrzeug wirkt. Dadurch können Seitenkollisionen frühzeitig erkannt werden. Daneben wird eine Vielzahl von weiteren Sensoren eingesetzt, wie Sitzbelegungserkennungen auf dem Beifahrersitz, Sitzpositionssensoren im Fahrersitz sowie Kontaktschalter in den Gurtschlössern. Das Steuergerät gleicht die Sensordaten ständig mit gespeicherten Werten ab. Aufgrund der Daten der Sensoren entscheidet das Steuergerät, ob ausgelöst wird, und welche Airbags und Gurtstraffer aktiviert werden müssen. Das Steuergerät verfügt über interne Kondensatoren und ist somit kurzfristig auch ohne externe Stromquelle voll arbeitsfähig, um bei einem Unfall die Airbags selbst dann noch auslösen zu können, wenn es im laufenden Unfallgeschehen bereits zu einer Trennung von der Fahrzeugbatterie gekommen sein sollte. ⓘ
Gasgenerator
Gasgeneratoren stellen das Gas zum Befüllen des Airbags bereit. Zur Reduzierung der Airbagaggressivität werden für Frontairbags teilweise zweistufige Gasgeneratoren eingesetzt. Dabei beinhaltet die erste Stufe meist etwa 70 Prozent der Treibladung. Aufgrund von Fahrzeugverzögerung, Sitzeinstellung und evtl. noch weiteren Parametern werden beide Stufen gleichzeitig oder zeitversetzt gezündet. Wird die zweite Stufe zeitversetzt gezündet, reduziert sich der Airbagdruck und damit auch seine Aggressivität. ⓘ
Kaltgasgeneratoren
Der Gasgenerator besteht aus einem Gasspeicher und einem Aktivator. Im Gasspeicher wird ein Gas, meist eine Helium-Argon-Mischung, unter Hochdruck gespeichert. Beim Auslösen des Airbags zerstört ein Sprengsatz eine Membran und das kalte Gas strömt in den Luftsack. Anwendung finden diese Systeme vor allem bei seitlichen Vorhangairbags, da hier eine geringere Füllgastemperatur erreicht werden muss, um die Standzeit zu verlängern. ⓘ
Hybridgasgeneratoren
Hybridgasgeneratoren stellen eine Verbindung aus pyrotechnischem Generator und einem Kaltgasgenerator dar. Sie enthalten also sowohl eine pyrotechnische Ladung zur Gaserzeugung als auch einen Druckspeicher mit vorgespanntem Gas. ⓘ
Frontairbags
Fahrerairbag
Das Airbagmodul befindet sich in der Mitte des Lenkrades. Während der 1990er Jahre, als Airbags noch eine meist kostenpflichtige Zusatzausstattung waren, wurden verschieden große Fahrerairbags verbaut. Einige europäische Hersteller boten sogenannte „Eurobags“ mit nur 35 Liter Volumen an um den Preis des Systems zu reduzieren. Von anderen Herstellern und in den USA wurden ausschließlich „Full-Size Airbags“ mit ca. 65 Liter Volumen verwendet. Nennenswerte Unterschiede beim Insassenschutz gab es nicht. Das Airbagvolumen bei Fahrzeugen der 2010er Jahre liegt zwischen 45 und 60 Liter. Der Kontakt zur Verbindung ins Lenkrad wird über eine locker gewickelte spiralförmige flexible Leiterplatte hergestellt. ⓘ
Beifahrerairbag
Das Airbagmodul ist normalerweise im Armaturenbrett, meist oberhalb des Handschuhfaches integriert. Eine Ausnahme bildet der Citroën C4 Cactus, bei dem das Airbagmodul im Dach verbaut ist. Das Airbagvolumen bei heutigen Fahrzeugen beträgt 80 bis 120 Liter. Der Beifahrerairbag lässt sich in vielen Fahrzeugen manuell oder automatisch deaktivieren, da er für Babys in rückwärts gerichteten Kindersitzen (Reboard-Systeme) eine Gefahr darstellt. ⓘ
Seitenairbag im Sitz
Können als reine Thorax-, als Thorax-/Becken- und sogar als Thorax-/Becken-/Kopf-Airbag ausgeführt sein. Seitenairbags für die vorderen Sitze (Fahrersitz und Beifahrersitz) gehören durch die Anforderungen der Crashtests nach Euro NCAP in der Regel zur Standard-Serienausstattung. Seitenairbags für die weiteren Sitzreihen sind in der Regel keine Serienausstattung, teilweise aber als Sonderausstattung erhältlich. ⓘ
Es können auch mehrere getrennte Airbags im Sitz verbaut sein. So verwendet Mercedes seit 2009 in einigen Fahrzeugen zwei Seitenairbags pro Sitz, einen auf Höhe des Brustkorbs und einen auf Höhe des Beckens. Mercedes bezeichnet diesen Airbag selbst als Pelvisbag. Bei allen in den Sitz integrierten Airbagsystemen, gleich welcher Art, dürfen nur dafür zugelassene Schonbezüge verwendet werden. Sie weisen im Bereich der Airbags eine Reißnaht auf und behindern diesen somit nicht bei seinem Entfaltungsvorgang. ⓘ
Kopfairbags
Kopfairbags sollen eine Berührung mit Seitenscheibe, B-Säule oder eindringenden Gegenständen verhindern und den Kopf großflächig abstützen, um eine seitliche Überstreckung der Halswirbelsäule zu vermeiden. Sie werden bei einer Seitenkollision aktiviert. Je nach Hersteller werden sie auch bei Überschlägen und schweren Frontalkollisionen aktiviert. ⓘ
Vorhangairbag
Er entfaltet sich entlang der seitlichen Fensterfront und deckt die gesamten Scheibenbereiche ab. Sie bleiben für rund 5 Sekunden aufgeblasen und schützen somit auch bei Überschlägen oder Mehrfachkollisionen. Bei Cabrios kann der Kopfairbag nicht im Dach eingebaut werden. Deswegen wird der Kopfairbag bei einigen Cabrios in die Türverkleidung integriert. ⓘ
Kopfairbag im Sitz
Dieses System wird häufig bei Cabrios sowie in preisgünstigen Fahrzeugen eingesetzt. Es bietet allerdings keinen Schutz bei Mehrfachkollisionen und nur einen geringen Schutz bei Überschlägen. Sie werden meist als kombinierter Thorax-/Kopfairbag verwendet, Peugeot verwendet ihn aber im Peugeot 308 CC auch als Einzelairbag. ⓘ
Weitere Airbagsysteme
Sitzpolsterairbag
Sitzpolsterairbags (auch Anti-Submarining-Airbag oder Anti-Sliding-Airbag) befinden sich im vorderen Teil der Sitzflächen der Vordersitze. Sie sollen ein Durchrutschen unter dem Gurt verhindern. Bei einigen Fahrzeugen befindet sich der Airbag nur im Beifahrersitz, bei anderen in beiden Vordersitzen. ⓘ
Rücksitzairbag
2009 wurde auf dem japanischen Markt ein Rücksitzairbag in Serie eingeführt. Das Luftpolster befindet sich in einer großen Mittelkonsole zwischen den beiden Fondsitzen und bläht sich zwischen den beiden Fondpassagieren auf. Erhältlich im Toyota Crown Majesta. ⓘ
Gurtairbag
Flugzeug
Der Airbag befindet sich im Gurtband des Becken- oder Schultergurtes. Bei einem Unfall schießt er von dort aus nach oben und befindet sich im ausgelösten Zustand direkt vor der Brust und dem Kopf des Insassen. Dadurch wird der Aufprall auf Cockpit bzw. Vordersitze vermieden. Er findet Anwendung in Kleinflugzeugen zur Unterstützung des Drei- oder Vierpunktsicherheitsgurtes sowie in großen Verkehrsmaschinen Anwendung in Kombination mit Zweipunktgurten. ⓘ
Motorradairbag
- Zum ersten serienmäßigen Motorradairbag siehe: Honda Gold Wing (Abschnitt: Motorradairbag).
- Zum ersten serienmäßigen Airbag-System am Fahrer siehe: Ducati Multistrada 1200 (Abschnitt: Airbag-System am Fahrer). ⓘ
Fahrradfahrerairbag
Der weltweit erste Airbag für Radfahrer, der schwedische Hövding, wird wie ein Schal um den Hals gelegt und reagiert beim Sturz durch Sensoren. Er umschließt nach weniger als einer Sekunde den Kopf und schützt ihn so vor dem Aufprall. Es gibt ihn in unterschiedlichen Designs im Fachhandel. ⓘ
Skiairbag
Der Skiairbag wird von alpinen Skirennläufern genutzt. Er wird als eine Art Weste getragen und bei einem Sturz elektronisch aktiviert. Er soll insbesondere Brust, Rücken und Schultern schützen. ⓘ
Lawinenairbag
Im Gegensatz zu anderen Airbagtypen dient ein Lawinenairbag nicht primär dem Schutz vor Verletzungen. Vielmehr sorgt er durch seinen Auftrieb dafür, dass sein Träger an der Oberfläche der Lawine bleibt und nicht oder weniger tief verschüttet wird. Dies erhöht die Chancen auf eine erfolgreiche Rettung deutlich. Der Lawinenairbag wird als Rucksack getragen und bei einem Lawinenabgang automatisch oder manuell ausgelöst. ⓘ
Rechtsvorschriften
Grundsätzlich haben Automobilhersteller in der Vergangenheit den Wechsel von Airbag-Einheiten nach bestimmten Zeiträumen empfohlen, um die Funktionsfähigkeit zu sichern, im Allgemeinen nach etwa zehn Jahren. Inzwischen ist jedoch herstellerseitig eine Ausweitung dieser Intervalle zu beobachten. Eine gesetzliche Pflicht, abgelaufene Airbags zu ersetzen, besteht nicht. ⓘ
Deutschland
Airbag- und Gurtstraffereinheiten unterliegen den Regelungen des Sprengstoffgesetzes und sind demnach pyrotechnische Gegenstände der Kategorie P1 (§ 3a SprengG Abs. 1 Ziff. 3a in Verbindung mit § 4 der 1. SprengV Abs. 1 und Abs. 3). Ein- und Ausbau, Aufbewahrung oder Vertrieb sind grundsätzlich nur Personen mit mindestens eingeschränkter Fachkunde (6-stündiger Lehrgang und Sachkundenachweis) im Rahmen einer gewerblichen Tätigkeit erlaubt, ebenso das Vernichten von Airbag- oder Gurtstraffereinheiten, wenn diese in einem Fahrzeug fest eingebaut sind. Ausgenommen ist der sonstige Umgang damit, solange die Einheit in ein Fahrzeug oder Fahrzeugteil fest eingebaut ist, sowie natürlich die bestimmungsgemäße Verwendung bei automatischer Auslösung. ⓘ
Der Handel mit gebrauchten Airbags z. B. im Zuge der Autoverwertung ist nicht erlaubt. Laut Altfahrzeug-Verordnung sind Airbags aus jedem Altfahrzeug unverzüglich nach Anlieferung im Demontagebetrieb von geschultem Fachpersonal nach Herstellervorgabe zur Entsorgung im Fachbetrieb auszubauen oder auszulösen. ⓘ
Die Lagerung von Airbags hat gemäß der Sprengstofflagerrichtlinie 240 „Lagerung von Airbag- und Gurtstraffer-Einheiten“ zu erfolgen. Danach darf bei Lagerung in Arbeitsräumen eine maximale Explosivstoff-Netto-Höchstmasse von 10 kg nicht überschritten werden. Bei Lagerung in Lagerräumen oder bei ortsbeweglicher Lagerung ist eine Explosivstoff-Netto-Höchstmasse von maximal 100 kg zulässig. Die Lagerung darf grundsätzlich nur in gewerblich genutzten Räumen erfolgen. ⓘ
Der Verkauf und Erwerb durch Privatpersonen, die in der Regel nicht geschult oder nach dem Sprengstoffgesetz (§ 19 SprengG) verantwortlich sind, ist nicht gestattet. Privatpersonen dürfen Gasgeneratoren weder aus der Verpackung nehmen noch damit umgehen, in ein Fahrzeug einbauen oder anderen Personen überlassen. Privatpersonen dürfen nur die im Fahrzeug eingebauten Gasgeneratoren im eingebauten Zustand überlassen werden. ⓘ
Gasgeneratoren gelten beim Versand als Gefahrgut und sind entsprechend so zu verpacken, zu markieren und nachzuweisen. ⓘ
Österreich
In Österreich ist der Umgang mit pyrotechnischen Gegenständen im Pyrotechnikgesetz geregelt. Nach § 15 dieses Gesetzes dürfen pyrotechnische Gegenstände oder Sätze der Kategorie P1 (z. B. Airbag und Gurtstraffereinheiten) nur von Personen besessen oder verwendet werden, die mindestens 18 Jahre alt sind. ⓘ