Wie funktioniert ein Airbag?

Kategorie: Stories

Sobald es rummst, können sie Leben retten: Airbags. Aber wie funktioniert ein Airbag? Chemie liefert die Lösung – mit Stickstoff.

Wie funktioniert ein Airbag?

Fahrzeuge können mit einer Vielzahl von Airbags ausgerüstet sein. Je nach Fahrzeugverzögerung und Kollisionswinkel werden nur bestimmte Airbags ausgelöst. (Foto: Pixel-mixer, bixabay, CC0)

Wie funktioniert eigentlich der Airbag?

Seit Ende der 70er Jahre schützen Airbags Autoinsassen, die in einen Unfall verwickelt sind. Erfunden wurde das lebensrettende Luftkissen aber schon viel früher: Der Ingenieur Walter Linderer meldete es 1951 zum Patent an.

Ob der Airbag auslöst oder nicht, hängt natürlich von der Stärke des Unfalls ab. Aber woher weiß das Auto überhaupt, was ein krasser Unfall war?

Wer gibt dem Airbag das Kommando?

In direkter Verbindung mit dem Airbag steht das Steuergerät des Wagens. Das ist gewissermaßen der Chef des Airbags: Das Steuergerät entscheidet, ob der Schutz zum Einsatz kommt oder nicht.

Dabei helfen ihm verschiedene Sensoren am Fahrzeug, die Messwerte liefern und auswerten. Kurz gesagt: Die Daten informieren das Steuergerät darüber, ob euer Unfall überhaupt schwer genug war.

Denn sollte das Steuergerät zu dem Schluss kommen, dass ihr nur leicht einen anderen Wagen touchiert habt, wird es keine Airbags auslösen. Wenn der Crash dagegen größer war, wird es die Schutzmaßnahme ergreifen.

Der Lenkrad-Airbag und seine Komponenten

Stellt euch nun vor, ihr sitzt hinter dem Steuer eines Wagens. Dann befindet sich vor euch, im Lenkrad, der Lenkrad-Airbag. Der besteht aus den folgenden Komponenten: der Lenkradabdeckung (das ist der Teil, der für euch sichtbar ist), einem Luftsack, einem Luftsackhalter und einem Gasgenerator.

Für uns spannend sind an dieser Stelle der Luftsack und der Generator. Der Luftsack ist das Kissen, das euch schlussendlich vor bösen Verletzungen schützt. Doch noch befindet er sich eingeknautscht in eurem Lenkrad. Was muss also passieren, damit er sich aufbläst und entfaltet?

Zwei Fälle: Tablette oder Gas?

Zunächst einmal: Es gibt an dieser Stelle zwei Fälle, die man unterscheiden muss. In manchen Airbags wird das Luftkissen mit Hilfe von chemischen Stoffen, die als Feststoff vorliegen, befüllt. In anderen liegt der chemische Stoff, der das Airbag-Luftkissen aufbläst, als komprimiertes Gas vor.

Fangen wir mit dem Feststoff an.

Fall 1: Die Tablette zuerst

Sollte das Steuergerät also der Meinung sein, dass ihr einen Airbag braucht, kommt der Gasgenerator ins Spiel. Er enthält die Treibladung. Diese Treibladung liegt in diesem Fall als Feststoff in Form von vielen Tabletten vor. Sie bestehen klassischerweise aus Natriumazid.

Ebenso enthält der Gasgenerator eine sogenannte Zündpille. Und nun folgt der Startschuss: Habt ihr einen Unfall gebaut, wird diese Zündpille entzündet. Das geschieht, indem mithilfe von Strom ein dünner Draht erhitzt wird.

Das führt dazu, dass die Treibladung – also das Natriumazid – abgebrannt wird. Dabei entsteht Gas. Dieses reagiert dann mit einem Oxidator, zum Beispiel Kupfer- oder Eisenoxid. Nun entsteht Stickstoff. Und dieser Stickstoff füllt den Luftsack. Er steht nun als Kissen bereit, um euch zu schützen.

Diese Reaktion ist übrigens nicht ohne: Es entstehen Druck und Hitze. Genauer gesagt: Bis zu 700 Grad. Damit ihr in eurem Auto nicht dadurch verletzt werdet, wird das Gas aber abgekühlt, bevor es entweicht. All das geschieht innerhalb von Millisekunden.

Das Problem: Das Natriumazid ist giftig und deshalb problematisch zu entsorgen. Daher kommen seit Ende der 90er auch Alkalichlorate zum Einsatz. Oder man setzt auf andere Gasgeneratoren.

Fall 2: Aufs Gas treten

Zum Beispiel auf Hybridgasgeneratoren, die immer häufiger verwendet werden. Sie funktionieren etwas anders: Bei ihnen liegt der chemische Stoff nicht als Tablette, sondern als komprimiertes Gas vor. Dabei handelt es sich um Stickstoff oder ein Argon-Helium-Gemisch.

Das Gas wird in einer Druckflasche gespeichert. Diese Druckflasche wird von einer Membran verschlossen. Wird nun der Startschuss gegeben, wird ebenfalls ein Treibmittel abgebrannt. Im Vergleich zum ersten Fall ist die Menge aber gering.

Durch das Abbrennen des Treibmittels wird die Membran geöffnet: Die Flasche ist nun nicht mehr „abgedichtet“ – das Gas kann entweichen und den Luftsack befüllen. 

Der Vorteil: Die Hybridgasgeneratoren sind durch die geringe Treibmittelmenge umweltverträglicher als die herkömmlichen Festtreibstoffgeneratoren.

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