Airbag

Entleerter Airbag in einem SEAT Ibiza . Der Airbag bläst sich in etwa 0,03 Sekunden auf. Der Fahrer blieb bei dem Unfall unverletzt, das Auto wurde durch Verformung des Chassis abgewürgt.

Der Luftsack oder Luftsack (von engl .: airbag ), auch Luftkissen oder Luftmatratze genannt . Es hat mehrere Anwendungen und eine der gebräuchlichsten ist die als passives Sicherheitssystem, das in Autos eingebaut wird.modern. Sie finden auch industrielle Anwendung in Hebesystemen oder wo eine Last auf „kurze“ Distanz aufgehängt werden muss; Zum Beispiel gibt es Konfigurationen, die zum Aufhängen von Flugzeugen verwendet werden (wenn sie aus irgendeinem Grund kein Fahrwerk haben). Sie finden sich in Aufprall- oder Druckprüfgeräten, wo der Airbag Druck auf das zu prüfende Element ausübt; beispielsweise bei Zyklonprüfungen von Dachblechen.

Geschichte

Der erste Airbag wurde 1953 vom Ingenieur John W. Hetrick mit dem US-Patent Nr. 2.649.311 erfunden.

1964 erfand der japanische Ingenieur Yasuzaburou Kobori ein "Sicherheitsnetz"-System aus Airbags. Sein Entwurf verwendete einen Sprengstoff zum Aufblasen eines Airbags, für den er später in 14 Ländern Patente erhielt.

1973 war der Oldsmobile Toronado das erste Auto, das mit einem Beifahrerairbag an die Öffentlichkeit verkauft wurde.

1981 entwickelte Mercedes-Benz das moderne System, das es in die S-Klasse W126 von 1981 integrierte und später in die E-Klasse W123 eingebaut wurde .

Teile

Das Airbagsystem in einem Fahrzeug besteht aus:

• Aufpralldetektoren : Normalerweise im Fahrzeuginneren angeordnet, der Teil, der im Falle einer Kollision zuerst langsamer wird, obwohl immer mehr Sensoren platziert werden, die über das Fahrzeug verteilt sind, damit bei ihrer Aktivierung keine Fehler auftreten.
• Aufblasvorrichtungen : die dank einer chemischen Reaktion in sehr kurzer Zeit (explosiv) eine große Menge Gas erzeugen
• Nylonsäcke : normalerweise mit Stickstoff aufgeblasen , der aus der chemischen Reaktion resultiert.

Kopfairbag.

Die Airbags wurden auch für den reibungslosen Abstieg der Mars-Pathfinder -Sonde verwendet .

Beschreibung

Im Falle eines Aufpralls (mit einer Beschleunigung größer als 3 G ) hat es die Aufgabe , den Aufprall der Fahrzeuginsassen gegen das Lenkrad, die Instrumententafel und die Windschutzscheibe bei Frontairbags und gegen Seitenscheiben mit dem zu dämpfen Aufblasbare Taschen vorne und hinten. Es wird geschätzt, dass seine Verwendung im Falle eines Frontalaufpralls das Todesrisiko um 30 % reduzieren kann.

Es gibt auch „Curtain“-Airbags (zu deutsch Seitenairbags ) . Diese blasen sich vom Dach des Autos (im Bereich des oberen Fensterrahmens, fast bündig mit der Scheibe) auf und schützen die Köpfe der Insassen bei einem Seitenaufprall. „Side-Airbags“ entfalten sich seitlich vom Sitz und schützen die Brust der Insassen bei einem Seitenaufprall. Vor kurzem wurde ein Airbag entwickelt, um die Beine des Fahrers vor dem Aufprall auf die Lenksäule zu schützen .

Aufgrund der Geschwindigkeit, mit der die Aufblasvorrichtung die Gase des Airbags erzeugt, dauert das Aufblasen nur zwischen 30 und 40 Tausendstelsekunden und verlässt sein Gehäuse mit einer Geschwindigkeit von fast 300 km/h . Der Airbag bleibt nur wenige Zehntelsekunden aufgeblasen, während er das Gas durch Löcher ausstößt, die die Wirkung haben, die auf den Insassen ausgeübte Kraft zu dosieren. Die Tasche behindert daher nicht die Mobilität der Insassen.

^{Ungeachtet dessen, was es scheinen} mag, verhindern sie nicht mehr ^{Verletzungen als} Sicherheitsgurte . Der Sicherheitsgurt ist das effektivste Element der passiven Sicherheit ^{[ Zitieren erforderlich ]} . Die Verwendung des Airbags ist komplementär und kann den Insassen sogar verletzen, wenn er zum Zeitpunkt des Aufpralls ^{nicht angeschnallt ist} .

Betrieb

Das Design ist konzeptionell einfach; Eine zentrale "Airbag-Steuereinheit" steuert eine Reihe zugehöriger Sensoren im Fahrzeug, darunter Beschleunigungsmesser, Seitenaufprall-(Tür-)Sensoren, Drucksensoren, Radgeschwindigkeitssensoren, Gyroskope , Bremsdrucksensoren und Sitzbelegungssensoren. Wenn die voreingestellte Auslöseschwelle erreicht oder überschritten wird, löst die Airbag-Steuereinheit die Zündung eines Treibgasgenerators aus , um einen Stoffsack schnell aufzublasen. Beim Aufprall drückt der Fahrzeuginsasse den Beutel zusammen und das Gas entweicht kontrolliert durch kleine Entlüftungslöcher. Das Volumen des Airbags und die Größe der Öffnungen im Airbag sind auf jeden Fahrzeugtyp zugeschnitten, wodurch die Verzögerung (und damit die Kraft, die der Insasse erfährt) im Vergleich zu einem Sicherheitsgurt über die Zeit und auf den Körper des Insassen verteilt wird. Die Signale der verschiedenen Sensoren werden in das Airbag-Steuergerät eingespeist, das daraus unter anderem den Aufprallwinkel, die Schwere oder die Stärke des Aufpralls bestimmt. Abhängig vom Ergebnis dieser Berechnungen kann die ACU auch verschiedene zusätzliche Rückhaltevorrichtungen auslösen, wie z. B. Sicherheitsgurte mit Gurtstraffern und/oder Airbags (einschließlich Fahrer- und Beifahrer-Frontairbags zusammen mit sitzmontierten Seitentaschen und "Curtain-Airbags"). die das Gesicht vor Stößen gegen die Seitenscheibe schützen).

Jede Rückhaltevorrichtung wird normalerweise mit einer oder mehreren pyrotechnischen Vorrichtungen aktiviert, die üblicherweise als elektrischer Zünder bezeichnet werden und aus einem elektrischen Leiter bestehen, der in ein brennbares Material gehüllt ist. Es wird mit einem Stromimpuls zwischen 1 und 3 Ampere in weniger als 2 Millisekunden aktiviert. Wenn dieser Leiter heiß genug wird, entzündet sich das brennbare Material und startet den Gasgenerator. Im Gurtstraffer wird mit diesem heißen Gas ein Kolben betätigt, der den Gurt strafft. In einem Airbag wird der Zünder verwendet, um ein festes Treibmittel innerhalb des Airbag-Gasgenerators zu zünden.

Das Treibmittel wird durch Bilden eines inerten Gases erzeugt , das den Airbag in ungefähr 20 bis 30 Millisekunden schnell aufbläst. Ein Airbag muss sich schnell aufblasen, um vollständig aufgeblasen zu sein, wenn sich der Insasse vorwärts bewegt und seine äußere Oberfläche erreicht.

Typischerweise wird die Entscheidung, einen Airbag bei einem Frontalaufprall auszulösen, innerhalb von 15 bis 30 Millisekunden nach Beginn des Aufpralls getroffen, und die Fahrer- und Beifahrerairbags werden innerhalb von ungefähr 60 bis 80 Millisekunden nach dem ersten Moment des Fahrzeugkontakts vollständig aufgeblasen.

Wenn der Airbag zu spät oder zu langsam ausgelöst wird, kann die Verletzungsgefahr für den Insassen durch Kontakt mit dem sich entfaltenden Airbag steigen. Aufgrund des Abstands zwischen Beifahrer und Instrumententafel ist der Beifahrerairbag größer und benötigt mehr Gas, um ihn zu füllen.

Ältere Airbagsysteme enthielten eine Mischung aus Natriumazid oder Natriumnitrid ( ), Kaliumnitrat ( ) und Kieselerde ( ). Ein typischer Fahrer-Seitenairbag enthält ungefähr (50 bis 80) g , wobei der größte Beifahrer-Seitenairbag ungefähr 250 g enthält. ${\ce {NaN3}}$${\ce {KNO3}}$${\ce {SiO2}}$${\ce {NaN3}}$

Innerhalb von etwa 40 Millisekunden nach dem Aufprall reagieren alle diese Komponenten in drei separaten Reaktionen, die Stickstoffgas erzeugen. Die Reaktionen sind in der Reihenfolge wie folgt.

#	Reaktion
1	${\ce {2 Na N_3 -> 2 Na + 3N_{2(Gas)}}}$
zwei	${\ce {10Na + 2K N O3 -> K2 O + 5Na2 O + N_{2(Gas)}}}$
3	${\ce {K2O + Na2O + 2SiO2 -> K2O3Si + Na2O3Si_{(Silikatpulver)}}}$

Die erste chemische Reaktion ist die Zersetzung unter Hochtemperaturbedingungen unter Verwendung eines elektrischen Impulses. Dieser Impuls erzeugt bei 300 °C die notwendigen Temperaturen, zu deren Zersetzung das Metall Natrium ( ) und das Gas entstehen . ${\ce {NaN3}}$${\ce {NaN3}}$${\ce {Na}}$${\ce{N2}}$

Da das Metall hoch reaktiv ist, reagieren und entfernen sie es, um wiederum mehr Gas zu erzeugen. ${\ce {Na}}$${\ce {KNO3}}$${\ce {SiO2}}$${\ce{N2}}$

Die zweite Reaktion zeigt genau das.

Der Grund, warum es anstelle von etwas wie de verwendet wird, ist, dass es weniger hygroskopisch ist (es absorbiert weniger Wasser). Es ist sehr wichtig, dass die bei dieser Reaktion verwendeten Materialien nicht hygroskopisch sind, da absorbierte Feuchtigkeit das System desensibilisieren und einen Ausfall verursachen kann. ${\ce {KNO3}}$${\ce {NaNO3}}$

Die letzte Reaktion wird verwendet, um die in den vorherigen Reaktionen erzeugten und zu entfernen , da diese Metalloxide der ersten Periode hochreaktiv sind. ${\ce {K2O}}$${\ce{Na2O}}$

Diese Produkte reagieren mit , um ein Silikatpulver zu erzeugen, das eine harmlose und stabile Verbindung ist. Gemäß dem Patent ist die Partikelgröße von Natriumazid, Kaliumnitrat und Siliziumdioxid wichtig. ${\ce {SiO2}}$

Die Teilchengröße des und des sollte zwischen 10 und 20 Mikrometer liegen, während die des zwischen 5 und 10 Mikrometer liegen sollte. ${\ce {NaN3}}$${\ce {KNO3}}$${\ce {SiO2}}$

In jüngster Zeit wurde versucht, alternative Verbindungen zu finden, die in Airbags verwendet werden können und noch weniger toxische Nebenprodukte aufweisen.

Es sollte klargestellt werden, dass der Airbag nach einem Aufprall nicht immer aktiviert wird, entweder weil der Aufprall von geringer Intensität war und keine Gefahr für die Insassen darstellte oder weil der Aufprallwinkel nicht dem von der Einheit ermittelten entspricht.

Der Airbag wird auch dann nicht aktiviert, wenn sich der Crash an einer bestimmten Stelle im Fahrzeug ereignet hat, die keinen Airbag hat. Wenn das Fahrzeug beispielsweise nur Frontairbags hat, werden die Frontairbags bei einem Seitenaufprall nicht aktiviert.

Siehe auch

• Dämpfung .
• Helm .

Referenzen

• Wer hat den Airbag erfunden? in „Sehr interessant“ , Nr. 309, Februar 2009
• Wann wird der Airbag aktiviert?

Externe Links

• Wie Airbags funktionieren , HowStuffWorks
• Was ist ein Airbag? Wie schafft man es, einen Airbag in Hundertstelsekunden aufzublasen?
• Zyklon-Prüfstation (Airbag-System)
• AMS (Airbag-Aufhängungssysteme für Flugzeuge)
• Kimbo Car - Airbag-Reparaturfirma (Airbag-Reparaturfirma)
• Hit Air - Art Airbag für Motorräder