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Airbags mit Augen und Ohren

Technik. - Airbags sind heute in neuen Autos Standard . Verbesserungen der bewährten Technik konnten auf dem Symposium in Karlsruhe betrachtet werden. Neuerungen wie Knie-Airbags oder Seitenairbags mit zusätzlichem Kopfairbag klingen zwar nach Luxus für sicherheitsverliebte Autofahrer – Tatsache ist aber, dass auch solche Entwicklungen die Verletzungsgefahr bei einem Unfall deutlich verringern. Bei dem Symposium ging es aber weniger darum, die letzten Winkel im Auto mit Airbags auszustatten, als vielmehr andere Verbesserungen. Schneller sollen die Airbags werden, und zugleich weniger Nebenwirkungen haben.

Von Gabor Paal |
    Heutige Airbags funktionieren mit Explosivstoffen, mit Treibgasen, die sich extrem schnell ausbreiten. Karl-Friedrich Ziegahn vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie in Karlsruhe arbeitet an einer Alternative: Wasserdampf. Das heißt, dem Airbag ist ein Druckbehälter mit sehr stark überhitztem Wasser vorgeschaltet.

    Im Moment des Unfalls wird eine Berstmembran ausgelöst oder durchtrennt, oder es wird ein Ventil geöffnet. Dann entweicht der Wasservorrat und wandelt sich in Dampf um. Dieses kann ausreichend sein, dass man damit einen 120 Liter großen Airbag mit Wasserdampf füllt, gleichzeitig kühlt sich der Wasserdampf extrem ab dabei, das heißt, es besteht auch kein Risiko für den Fahrzeuginsassen.

    Ein solcher Airbag, so Ziegahn, wäre frei von problematischen Chemikalien, er wäre billiger und ließe sich, je nach Unfallsituation, flexibler regeln.

    Wenn ich mit einem Ventil diesen Wasservorratsbehälter öffne und wieder schließen kann und wieder öffnen und wieder schließen kann, dann kann ich während eines Unfalls, der komplex abläuft, Seitenaufprall und Überschlag und dann noch mal ein Aufprall, dann kann ich mehrfach gezielt den Airbag aufblasen und wieder entlasten, oder ich kann natürlich nur soviel Wasserdampf verwenden, wie ich für den jeweiligen Insassen brauche, um den zu schützen.

    Nachteil: Das Wasser im Druckbehälter muss ständig heiß gehalten werden, und wenn das Fahrzeug ein paar Tage lang gestanden ist, müsste man das Wasser erstmal hochheizen, damit der Airbag überhaupt funktionsfähig ist.

    Airbags können, wenn sie zum Einsatz kommen, selbst zur Verletzungsgefahr werden, wenn sie sich nämlich heftig gegen die Insassen drücken. Andererseits müssen sich Airbags nun mal in Bruchteilen einer Sekunde aufblasen. Also arbeiten die Forscher an Sensoren, die noch schneller reagieren, so dass für den eigentlichen Aufblasvorgang ein bisschen mehr Zeit bleibt, und die Airbags dadurch weniger aggressiv sind. Schneller reagieren heißt dabei: Möglichst schon vor dem eigentlichen Aufprall. Klaus Kompass von BMW arbeitet an solchen so genannten Pre-Crash-Airbags. Hierfür würde – ähnlich wie beim Tempomat – der Raum vor dem Fahrzeug mit Radarsensoren gecheckt.

    Diese Systeme haben heute bei weitem noch nicht die Qualität, um damit einen Airbag auszulösen. Das heißt, wir brauchen vermutlich eine Kombination aus verschiedensten Sensorsystemen, die wir dann clustern, um zu entscheiden, ob der Airbag auslöst oder nicht, aber bis dahin ist noch ein bisschen Zeit.

    Schnellere Sensoren erhöhen aber zugleich die Anforderungen an die Zuverlässigkeit. Denn die schnellsten Reaktionszeiten nützen nichts, wenn sie zu ständigen Fehlauslösungen führen. Das, so Kompass, sei vor allem die Schwierigkeit bei den Seitenairbags. Denn bei einem Seitenaufprall geht alles noch schneller, und der Abstand zwischen Airbag und Insasse ist noch mal kleiner. Den Forschern besonders zu schaffen machen dabei Situationen, in denen ein Auto droht, sich zu überschlagen.

    Ich muss den Airbag in Position bringen und auslösen, praktisch, wenn alle vier Räder noch am Boden sind. Das ist deshalb nötig, weil allein schon durch den Schleudervorgang der Insasse schon soweit nach außen verlagert werden kann, dass, wenn ich den Airbag zu spät auslöse, er den Insassen unter Umständen nur noch am Kopf trifft, aber sich nicht mehr schützend zwischen Insassen und den eindringenden Teilen legen kann.

    Die größten Schlagzeilen machte auf dem Symposium der so genannte akustische Airbag, der ab nächstem Jahr in Serie gehen soll. Seine Stärke zeigt sich vor allem beim normalen Seitenaufprall. Die Sensoren reagieren dabei nicht, wie sonst, auf Stoß oder eben auf extreme Vollbremsung, sondern sozusagen auf erste Kreischen des Blechs, erklärt Frank Grimm, Produktmanager bei Siemens.

    Das heißt, ich schlag auf die Karosserie, und dann löst sich innerhalb der Karosserie ein Impuls aus, den ich messen kann. Und diesen internen Schall, wir sagen Körperschall, kann man messen, und wir können sehr schnell erkennen, dass sich eine Karosserie deformiert.

    Bei Hochgeschwindigkeits-Crashs, so Grimm, seien diese Körperschallsensoren bis zu 10mal so schnell wie die bisherigen Stoß- oder Drucksensoren. Ein weiterer wichtiger Trend in Karlsruhe sind die so genannten intelligenten Airbags, die sich automatisch auf ihr Gegenüber einstellen, so Karl-Friedrich Ziegahn vom Fraunhofer-Institut:

    Wenn ich ein System auf den Durchschnittsbürger von 70-80 Kilogramm ausgelegt habe, dann wird dieses System für eine leichtgewichtige Person zu hart sein, und für eine schwere Person zu weich sein.

    Werden dagegen Gewicht und Größe der Insassen automatisch erfasst und sich der Airbag darauf einstellt, ist die Verletzungsgefahr geringer. Theoretisch, sagt Ziegahn, wäre auch das Alter eine wichtige Größe – schließlich haben ältere Leute brüchigere Knochen als junge – doch Alters-Sensoren, die gibt es noch nicht, und ob Airbagsysteme akzeptiert würden, die vor jeder Fahrt das Alter der Insassen abfragen, erscheint doch fraglich.