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Aktualisiert am 31.12.2011
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25 Jahre Airbag: Luftnummer für die Sicherheit

02.11.2005

Airbag
Der schnellste Luftballon der Welt dämpft den Aufprall auf alle harten Flächen.

Das Testgelände in Stuttgart-Untertürkheim war weiträumig abgesperrt. Hinter dicken Mauern hockten Techniker von Mercedes-Benz, hochkonzentriert bis ins Mark. Kein Laut war zu hören, kein Lüftchen regte sich. Plötzlich ein ohrenbetäubender Knall, und Fetzen von Gewebe und Kunststoff flogen umher. Nervös flatterten Vögel aus ihren Bäumen. Die Techniker sprangen hinter ihren Mauern hervor und jubelten: Die geplante Knallerei war positiv verlaufen. Wieder waren die Sicherheitsexperten von Mercedes-Benz ihrem Ziel einen Schritt näher gekommen: dem Airbag zur Einbaureife ins Automobil zu verhelfen.

Mit solchen Zündversuchen begann 1967 bei Mercedes-Benz die Entwicklung des Airbags. Zwei verkehrspolitische Hintergründe gaben der Idee Schub: die rasant steigenden Unfallzahlen in den Sechzigerjahren und ein neues Gesetzespaket in den USA, das angesichts der dramatischen Unfallentwicklung ab 1969 für jedes Auto ein automatisches Insassenschutzsystem vorschrieb. So bekamen auch bislang unbeachtete Erfindungen, die der Deutsche Walter Linderer und der Amerikaner John W. Hedrik schon 1953 zum Patent angemeldet hatten, plötzlich neue Bedeutung: "Einen aufblasbaren Behälter in zusammengefaltetem Zustand, der sich im Falle der Gefahr automatisch aufbläst." Die Idee war faszinierend, doch gab es zu jener Zeit keine Technik, um sie zu realisieren. Folglich begannen die Automobil-Ingenieure mit ihren explosiven Experimenten. 1970 stieg der Druck auf die Entwickler, als die neu gegründete US-Verkehrssicherheitsbehörde den Fahrer-Airbag für alle Neuwagen verbindlich vorschrieb, und zwar bereits per 1. Januar 1973.

Als die Entwicklung des Airbags begann, war Autofahren gefährlicher denn je. Die Unfallzahlen schnellten sprunghaft in die Höhe: In den USA starben Mitte der Sechzigerjahre rund 51 000 Menschen im Straßenverkehr, in Europa über 66 000 und in Deutschland knapp 16 000. "We can no longer tolerate unsafe automobiles", forderte der damalige US-Präsident Lyndon B. Johnson und machte das Thema Automobilsicherheit zur Chefsache. 1970 wurde die Verkehrssicherheitsbehörde National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) gegründet, die mit einer ihrer ersten Gesetzesvorlagen den Airbag für alle Neuwagen vorschrieb, bereits zum 1. Januar 1973.

Zwar gaben die Amerikaner diesen ehrgeizigen Zeitplan später wieder auf und favorisierten statt des Airbags andere Schutzsysteme, so dass schließlich nur Mercedes-Benz als einzige Automobilmarke die Entwicklung des Luftpolsters fortsetzte. Im Oktober 1971 meldeten Sindelfinger Sicherheitsingenieure ihren Airbag zum Patent an, im Dezember 1980 ging er weltweit zum ersten Mal in Serie.

Ebenso schnell wie er gefordert wurde, geriet der Airbag auch zum Streitfall. "Der Luftsack wird mehr Menschen umbringen als retten", lauteten die neuen kritischen Töne aus den USA. Die Folge: Terminverlängerung bis 1976. Und auch danach wurde die Serieneinführung immer wieder verschoben. Der Airbag -- nur heiße Luft? Hansjürgen Scholz, damals Projektleiter Passive Rückhaltesysteme bei Mercedes-Benz, erinnert sich: "Als in den USA 1974 ein tödlicher Unfall mit einem Airbag passierte, verließen alle Beteiligten fluchtartig das Projekt." Die Folge: Die Mercedes-Entwickler standen von heute auf morgen alleine da. Unterstützung von außen gab es nicht. Auch andere deutsche Hersteller konnten damals die Chancen des lebensrettenden Luftsacks nicht einschätzen.

Bei Mercedes-Benz waren die Anhänger der Airbag-Philosophie auf sich allein gestellt. Doch aufgeben wollen sie nicht. "Wir hatten das riesige Potenzial des Luftkissens erkannt. Diesen Trumpf gaben wir nicht aus der Hand", betont Professor Guntram Huber, ehemaliger Direktor für die Entwicklung der Pkw-Aufbauten bei Mercedes-Benz, der später vom amerikanischen Verkehrsministerium für seine Verdienste um die Einführung des Airbags mit der "Safety Trophy" ausgezeichnet wurde. So fasste man bei Mercedes-Benz 1974 den Entschluss, unabhängig von dem US-Markt, den Airbag zur Serienreife zu bringen. Und zwar für den Weltmarkt. Nicht seit 1973, sondern erst seit September 1993 ist der Airbag in den USA vorgeschrieben.

Die technologischen Herausforderungen, die bei der Airbag-Entwicklung zu bewältigen waren und letztlich zur Präsentation des weltweit ersten Fahrer-Airbags im Dezember 1980 führten, waren immens. Es galt, etwas zu erschaffen, für das es keine Muster gab. Geklärt werden mussten unter anderem Fragen zur Auslösung per Sensor, zur Gaserzeugung, zur Reißfestigkeit des Airbag-Gewebes, zur Gehör- und Gesundheitsverträglichkeit, zur Funktionssicherheit und zur Verhinderung einer versehentlichen Auslösung. Angesichts der wagemutigen Testmethoden mit Anleihen bei der Raketentechnik ließ der Widerstand der Behörden nicht lange auf sich warten. Sie stellten den Zündmechanismus, der den Luftsack aufbläst, hinsichtlich seiner Gefährlichkeit zunächst Feuerwerkskörpern gleich. Deshalb musste jeder, der an der Airbag-Entwicklung beteiligt war, einen Sprengkurs absolvieren. Nach anfänglichen Versuchen mit Flüssiggasflaschen gelang schließlich mit einem Festtreibstoff der Durchbruch bei der Airbag-Zündung.

Auch Toxikologen meldeten sich zu Wort. Sie monierten die Emissionen, die nach einem Airbag-Einsatz im Auto zurückblieben. Aber auch diese Frage konnten die Tüftler lösen. Der in Tablettenform gepresste Festtreibstoff aus Natriumazid, Kaliumnitrat und Sand hinterlässt überwiegend ungefährliches Stickstoffgas und geringe Mengen Wasser- und Sauerstoff.

Bei der Überwindung der technischen Hürden hatten auch unkonventionelle Ideen Hochkonjunktur. Da der Knall beim Auslösen des Airbags über der Schmerzgrenze lag, aber nur zehn Millisekunden dauerte, war der Effekt auf die Trommelfelle zunächst nicht eindeutig auszumachen. Deshalb installierten die Ingenieure einen Käfig mit 15 Kanarienvögeln im Testwagen, um zu erfahren, inwieweit sich beim Auslösen des Airbags der Knall, die Gasemissionen und der Luftdruck schädlich auswirken könnten. Der Versuch erbrachte nicht nur, dass alle Kanarienvögel überlebten, sondern auch ausgesprochen munter blieben. Wieder war ein Schritt getan.

So gewannen die Airbag-Pioniere bei 250 Crashtests mit kompletten Fahrzeugen, rund 2500 Schlittenversuchen und tausenden Einzelteiltests wertvolle Erkenntnisse, die dem Luftpolster den Weg in die Serienfertigung wiesen.

Mercedes-Benz W126
Das erste Serienfahrzeug mit Airbag: Mercedes-Benz W126
Lupe

Bei allen Tests stand immer eine Sorge obenan: Dass sich der Airbag im Auto unbeabsichtigt auslöst, für die Tüftler ein Horrorszenario. Bei frühen Versuchen kam es vor, dass der Airbag im Stand zündete. Deshalb mussten die Entwickler auch bei der Elektronik bei null beginnen. Die wenigen Millisekunden Reaktionszeiten, die der Sensor für eine Airbag-Auslösung zur Verfügung hatte, waren damals noch utopisch. Dem Sensor wurde auch sonst nichts erspart: Er musste bei extrem tiefen und sehr hohen Temperaturen über viele Jahre hinweg bei ständig wechselnder Luftfeuchtigkeit problemlos funktionieren.

Auch aus dem Front-Airbag ist längst ein hochkomplexes, sensibles elektronisches System geworden, ein Hightech-Produkt, das sich der aktuellen Insassen- und Unfallsituation anpasst und differenziert darauf reagiert, bevor der Fahrer die prekäre Unfallsituation vollständig erfasst hat. Dafür sorgen elektronische Auslöse-Sensoren und neu entwickelte Gasgeneratoren. Mit ihrer Hilfe können sich die Airbags von Fahrer und Beifahrer je nach Unfallschwere in zwei Stufen entfalten: Bei einem leichten Frontalaufprall zündet die Elektronik nur eine Kammer der zweistufigen Gasgeneratoren. Die Folge: Der Luftsack füllt sich mit geringerem Innendruck. Erkennt das Steuergerät jedoch einen schweren Frontalaufprall, aktiviert es zusätzlich die zweite Stufe des Gasgenerators. Der höhere Innendruck bietet den Insassen einen der Situation angepassten Schutz. Ermöglicht wird diese differenzierte Funktion unter anderem durch zusätzliche Up-Front-Sensoren und neue Algorithmen im Airbag-Steuergerät, die mit zunehmender System- und Rechenleistung weiterentwickelt wurden.

Bei den neuesten Airbagsystemen wertet ein Computer nicht nur die jeweilige Unfallschwere, sondern erstmals auch individuelle Daten des Beifahrers aus. Hat die Sensorik im Sitzpolster einen kleinen Beifahrer erkannt, zündet sie, je nach Unfalltyp, zunächst nur die erste Airbagstufe, damit sich das Luftpolster geringer füllt. Wird hingegen ein größerer Mitfahrer sensiert, zünden beide Airbagstufen. Mit dieser weiterentwickelten Technik startet Mercedes-Benz einen neuen Trend in der Sicherheitstechnik: Durch ein auf individuelle Parameter der Insassen abgestimmtes Rückhaltesystem können die Passagiere bei einem Unfall noch besser als bisher geschützt werden.

Situationsgerecht arbeiten die Airbags auch mithilfe der automatischen Kindersitz- und Beifahrer-Erkennung: Sobald ein mit Transponder ausgestatteter Reboard-Kindersitz auf dem Beifahrersitz installiert wird, schaltet sich der Front-Airbag ab, weil er für den Schutz des kleinen Mitfahrers nicht benötigt wird. Ebenso werden die Systeme auf der rechten Seite deaktiviert, wenn der Beifahrersitz unbesetzt bleibt.

Airbag
Der Schutz des Fahrers vor dem Kontakt mir dem Lenkrad stand am Amfang der Entwicklung, heute sorgen sechs Airbags oder mehr für umfassende Sicherheit aller Passagiere

Von Anfang an war der Airbag als "ergänzendes Rückhaltesystem" zum Sicherheitsgurt gedacht, daher auch das Kürzel "SRS" (Supplemental Restraint System) auf dem Pralltopf des Lenkrads. Nur durch das Zusammenwirken aller Schutzmaßnahmen wird beim Frontalaufprall ein Maximum an Insassenschutz erreicht.

Heute steht fest, dass dieses Prinzip richtig war und dass der Airbag eine notwendige Ergänzung war, um die Automobilsicherheit nachhaltig zu verbessern. Dank Gurt, Gurtstraffer, Airbag und anderer Sicherheitsmaßnahmen hat sich die Zahl der in Deutschland tödlich verletzten Autoinsassen seit 1970 mehr als halbiert, während der Fahrzeugbestand im gleichen Zeitraum um mehr als das Doppelte zunahm.

Auch 25 Jahre nach seiner Weltpremiere in der Mercedes-Benz S-Klasse geht die Entwicklung des Airbags weiter. Nicht allein Gesetzes- und Ratingvorschriften, die in früheren Jahren auch die Airbag-Abstimmung dominierten, sondern das breite Spektrum des realen Unfallgeschehens bestimmen die Arbeiten an zukünftigen Konzepten. Der Aibag wird unterschiedliche Unfallkonstellationen abdecken, und er wird je nach Schwere des Unfalls verschieden arbeiten. Die neuen adaptiven, zweistufigen Front-Airbags weisen bereits den Weg in diese Richtung der künftigen Airbag-Technologie.

In Zukunft wollen die Sicherheitsingenieure im Voraus so präzise wie möglich wissen: Welche Art von Unfall droht? Aus welcher Richtung wird ein anderes Fahrzeug aufprallen? Mit welcher Geschwindigkeit werden die Autos zusammenstoßen? Diese und andere Daten lassen sich zum Beispiel mithilfe der modernen Radarsensorik ermitteln. Zusätzlich ist auch eine elektronische Objekterkennung denkbar, die das Größenverhältnis entgegenkommender Fahrzeuge feststellt und deren Gewicht aufgrund gespeicherter Erfahrungswerte ermittelt. So "sieht" das System beispielsweise, ob sich ein Lastwagen, ein Omnibus oder ein Personenwagen auf Kollisionskurs befindet und kann die drohende Unfallschwere berechnen.

Ein weiteres Entwicklungsziel lautet Individualisierung: Die Schutzsysteme von morgen werden noch präziser als bisher auf die Größe, das Gewicht oder das Geschlecht der Autoinsassen abgestimmt und so maßgeschneiderte Sicherheit bieten.

(Text: dr, DaimlerChrysler AG )
(Bilder: Daimler-Chrysler AG )

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