Airbag

Ein Airbag ist ein aufblasbares Kissen, das die Fahrzeuginsassen im Falle eines Aufpralls vor schweren Verletzungen schützt. Der Airbag ist Teil eines aufblasbaren Rückhaltesystems, auch bekannt als Luftkissenrückhaltesystem (ACRS) oder Airbag-Zusatzrückhaltesystem (SRS), da der Airbag den Schutz durch Sicherheitsgurte ergänzt. Sicherheitsgurte werden weiterhin benötigt, um den Insassen sicher an seinem Platz zu halten, insbesondere bei Seitenaufprall, Heckaufprall und Überschlag. Bei einer Kollision werden die Airbags sofort aufgeblasen, um den ungeschützten Insassen mit einem großen, mit Gas gefüllten Kissen abzufedern.

Ein typisches Airbagsystem besteht aus einem Airbagmodul (bestehend aus einem Aufblas- oder Gasgenerator und einem Airbag), Crashsensoren, einer Diagnose-Überwachungseinheit, einer Lenkradverbindungsspule und einer Kontrollleuchte. Diese Komponenten sind alle über einen Kabelbaum miteinander verbunden und werden von der Fahrzeugbatterie versorgt. Airbagsysteme halten nach dem Ausschalten der Zündung oder nach dem Abklemmen der Batterie eine Reserveladung. Die Notstromversorgung dauert je nach Modell zwischen einer Sekunde und zehn Minuten. Da für den Betrieb des Systems wichtige Komponenten jahrelang ruhen können, führt die Airbag-Schaltung bei jedem Start einen internen “Selbsttest” durch, der in der Regel durch ein kurzes Aufleuchten der Instrumententafel bei jedem Start angezeigt wird.

Die Crashsensoren verhindern das Aufblasen des Airbags, wenn das Fahrzeug über eine Bodenwelle oder ein Schlagloch fährt oder bei einem kleinen Aufprall. Der Inflator passt in ein Modul, das aus einer gewebten Nylontasche und einer abreißbaren Kunststoff-Hornpolsterabdeckung besteht. Das Modul wiederum passt in das Lenkrad für fahrerseitige Anwendungen und oberhalb des Handschuhfachs für Beifahreranwendungen.

Bei einem Frontalaufprall, der mit einer Geschwindigkeit von 14,48 Stundenkilometern (9 Meilen pro Stunde) auf eine feste Barriere trifft, erkennen die Crashsensoren an der Vorderseite des Fahrzeugs die plötzliche Verzögerung und senden ein elektrisches Signal, das einen Initiator (manchmal auch Zünder genannt) aktiviert. Wie eine Glühbirne enthält ein Initiator einen dünnen Draht, der sich erwärmt und in die Treibstoffkammer eindringt. Dies führt dazu, dass das feste chemische Treibmittel, hauptsächlich Natriumazid, das im Inneren des Inflators versiegelt ist, eine schnelle chemische Reaktion durchläuft (allgemein als pyrotechnische Kette bezeichnet). Diese kontrollierte Reaktion erzeugt harmloses Stickstoffgas, das den Airbag füllt. Während des Einsatzes durchläuft das expandierende Stickstoffgas einen Prozess, der die Temperatur senkt und den größten Teil der Verbrennungsrückstände oder Asche entfernt.

Das expandierende Stickstoffgas bläst den Nylonbeutel in weniger als einem Zwanzigstel (1/20) einer Sekunde auf, spaltet seine Kunststoffmodulabdeckung auf und bläst sich vor dem Insassen auf. Wenn der Insasse den Beutel berührt, wird das Stickstoffgas durch Öffnungen in der Rückseite des Beutels entlüftet. Der Beutel ist nur für ein Zehntel (1/10) einer Sekunde vollständig aufgeblasen und wird nach dem Aufprall fast um drei Zehntel (3/10) einer Sekunde entlüftet. Talkumpuder oder Maisstärke wird zur Auskleidung der Innenseite des Airbags verwendet und beim Öffnen aus dem Airbag gelöst.

Geschichte

Der Airbag geht auf luftgefüllte Luftpolster zurück, die bereits 1941 entworfen und in den 1950er Jahren erstmals patentiert wurden. Frühe Airbagsysteme waren groß und sperrig, vor allem mit Druck- oder Heizluftbehältern, komprimiertem Stickstoffgas (N 2), Freon oder Kohlendioxid (CO 2). Einige der frühen Systeme erzeugten gefährliche Nebenprodukte. Ein bestimmtes System verwendete Schießpulver, um Freon-Gas zu erhitzen und produzierte Phosgen-Gas (COCl 2 )-ein extrem giftiges Gas.

Eines der ersten Patente für Automobil-Airbags wurde am 18. August 1953 an den Wirtschaftsingenieur John Hetrick vergeben. Entwickelt von Hetrick nach einem Beinahe-Unfall im Jahr 1952, erforderte der Entwurf einen Drucklufttank unter der Motorhaube und aufblasbare Taschen am Lenkrad, in der Mitte des Armaturenbretts und im Handschuhfach zum Schutz der Beifahrer und auf der Rückseite des Vordersitzes zum Schutz der Mitfahrer. Die Kraft einer Kollision würde ein Gleitgewicht nach vorne treiben, um Luft in die Beutel zu leiten. Viele andere Erfinder und Forscher folgten diesem Beispiel, die alle leicht unterschiedliche Entwürfe erforschten, so dass der genaue technische Weg von den frühen Entwürfen bis zum heutigen System nicht mit Sicherheit feststellbar ist.

1968 entwickelte John Pietz, Chemiker bei Talley Defense Systems, einen Festtreibstoff mit Natriumazid (NaN 3) und einem Metalloxid. Dies war der erste stickstofferzeugende Feststofftreibstoff, der bald die älteren, sperrigeren Systeme ablöste. Natriumazid in seinem festen Zustand ist giftig, wenn es in großen Dosen eingenommen wird, aber in Automobilanwendungen wird es in einem Stahl- oder Aluminiumbehälter innerhalb des Airbagsystems sorgfältig verschlossen.

Seit den 1960er Jahren haben Airbag-ausgerüstete Autos in kontrollierten Tests und im täglichen Einsatz die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit bewiesen. Das Insurance Institute For Highway Safety führte eine Studie über das Fatal Accident Reporting System der Bundesregierung mit Daten von 1985 bis 1991 durch und kam zu dem Schluss, dass die Zahl der Verkehrstoten bei Frontalzusammenstößen in Fahrzeugen mit Airbags um 28 Prozent gesenkt werden konnte. Laut einer weiteren Studie von General Motors aus dem Jahr 1989 konnte durch die Kombination von Schulter- und Beckengurten und Airbags bei Frontalzusammenstößen die Zahl der Verkehrstoten um 46 Prozent und die der Beifahrer um 43 Prozent gesenkt werden.

Als Reaktion auf die gestiegenen Sicherheitsbedenken der Verbraucher und den Druck der Versicherungswirtschaft hat die Bundesregierung die Automobilhersteller gezwungen, ihre Sicherheitsmerkmale zu verbessern. Erstens verlangen die Vorschriften des Department of Transportation (DOT), dass alle in den Vereinigten Staaten verkauften Fahrzeuge ab Modelljahr 1990 mit einem passiven Rückhaltesystem ausgestattet sind. (Passive Rückhaltesysteme, die keine Aktivierung durch den Insassen erfordern, erfordern die Verwendung von automatischen Sicherheitsgurten und/oder die Verwendung von Airbags. Wenn sich die Automobilhersteller für einen Airbag entscheiden, dann ist bis zum Modelljahr 1994 nur noch ein fahrerseitiges System vorgeschrieben, bei dem die mit einem Airbag ausgerüsteten Fahrzeuge auch auf der Beifahrerseite passiv geschützt werden müssen. Ein Gesetz von 1991 schreibt vor, dass Fahrer- und Beifahrerairbags in allen Pkw bis zum Modelljahr 1998 und in leichten Lkw und Transportern bis 1999 zu verwenden sind.

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