Z2, Airbagsysteme/Gurtstraffer

• Bis ca. 56 km/h kann ein Airbag von schweren Verletzungen schützen
• Darüber hinaus nimmt der Schutz konitnuierlich ab

• Gurtstraffer ab ca. 15 km/h
• Airbags ab ca. 25 km/h
• Relevant sind jedoch die G-Kräfte, welche auf das Fahrzeug wirken. 
  • Die Systeme können also auch schon im Stand auslösen, wenn die Kräfte gross genug sind. 

• Schlossträger der Motorhaube
• Seitlich in Türschwellern
• Im Airbag-Steuergerät, zentral montiert
• In B-Säule & C-Säule 

• In den Türen 
  • Daher wichtig, dass sich in den Türen ein gewisser Druck aufbauen kann. 
  • Türfolie korrekt montieren

• Druckaufbau geschieht viel schneller, als eine Beschleunigung
  • Da die Massenträgheit eine gewisse Zeit benötigt, um das Objekt in Bewegung zu versetzen

• Der Fahrerairbag ist mit einem mechanischen Airbag-Sensor und Airbag-Zündung ausgerüstet. 
• Alle Bauteile sind im Airbag-Modul integriert

• Eine Sensorkugel, welche auf Beschleunigung reagiert. 
• Diese löst über einen Schlagbolzen den Zünder und damit die Zündtabletten aus. 
• Vorteile: 
  • Kompakte Bausweise
  • Keine elektrische Verkabelung
  • Geringe Herstellungskosten
• Nachteile:
  • Abhängig von der Unfallschwere, kein variabler Zündzeitpunkt möglich

• Beschleunigungssensoren in Steuergeräte für Längs- und Querachse
• Front-Beschleunigungssensoren (Längsachse)
• Seiten-Beschleunigungssensoren (Querachse)

• Dehnmessstreifen-Sensor: 
  • Blattfeder mit seismischer Masse beschwert erfasst Verzögerung
  • Piezowiderstände messen die Spannungsänderung aufgrund der Auslenkung
• Piezoelektrischen-Sensor:
  • Bei Verzögerung verbiegt sich Biegeelement und erzeugt dynamische Spannung 
• Kapazitiver Sensor: 
  • Seismische Masse in der Mitte. Je nach Verzögerug ändert sich Luftspalt und damit Kapzität vor und hinter Masse (redundant)

• Redudanz durch zwei Sensoren (vorne/mitte)
  • Bei Bagatellunfall melden beide Sensoren dieselbe Verzögerung (keine Auslösung)
  • Bei starkem Unfall meldet Frontsensor stärke Verzögerung als Zentralsensor (Auslösung)

• Dünne Membrane wird einseitig dem Messdruck ausgesetzt
• Je nach Einfluss biegt sich Membrane mehr oder weniger
• Abhängig der Verformung änder sich Widerstand im Dehnmessstreifen auf Membranoberfläche
• Auslösezeit Seitenairbag ca. 5ms

• Früher mechanisch (Reed-Kontakt), heute elektrisch
• Als elektro-mechanischer Schalter ausgelgt
• Sicherstellung, dass es nur eine Airbag-Auslösung gibt, wenn ein Unfall stattgefunden hat (> 4 km/h auf Hindernis)
• Und nicht aufgrund von elektromagnetischen Störungen

• Um ungewollte Auslösungen durch Mangefeldstörungen auszuschliessen
  • Bekannt bei Japanern
• Im Zündfall muss ein Kondensator - welcher in Reihe geschaltet ist zum Zündpillenstecker - mit ca. 100 kHZ auf- und entladen werden

• Elektrische Anschlüsse und Verbindungen sind druch Kurzschlussbrücken gegen Fehlauslösung gesichert
• Lösen der Steckverbindung, wird federnde Metallschleife in Richtung Airbag kurzgeschlossen

• Fahrer- und Beifahrer Airbag
• Seitenairbag
• Kopf-/Schulter Airbag
• Knie Airbag
• Anti-Submarining Airbag (sofern kein Knie Airbag)

• Einstufige Festtreibstoff-Gasgenerator
• Einstufiger Hybrid Generator
• Zweistufiger Gasgenerator
• Zweistufiger Hybrid Gasgenerator

• Nebenprodukt aus der Raktenetechnik
• definierter Abbrand (keine Explosion)
• 70g Festtreibstoff (Natriumazid)
• In der Mitte der Brennkammer befindet sich eine Zündpille mit Verstärkungsladung (Schwarzpulver)

1. Elektrischer Strom fliesst durch Zünddraht der Zündpille, wird zum Schmelzen gebracht
2. Auftretende Hitze entzündet Primär- und Sekundär-Ladung
3. Verstärkungsladung (Schwarzpulver) wird durch ausbreitende Hitze entzündet
4. Chemische Reaktion der Anzündmischung heissen Gase gelangen in Brennkammer
5. In Brennkammer lösen die heissen Gase eine chemische Reaktion aus, es entsteht 99% Stickstoffgas, 1% CO, CO2, Stickoxide.
6. Max Gastemperatur (1350°) wird durch Metallgitter gereinigt und gekühlt (150°)
7. Gas verweilt nur wenige Millisekunden im Luftsack und entweicht wieder.

• Werden für Fahrer- und Beifahrer-Airbags eingesetzt
• Das Gas kommt von zwei verschiedenen Quellen
• Vorteile: 
  • Weniger Erwärmung der Airbagmodule nach dem Entfalten
  • Gleichbleibende Leistung innerhalb eines weiten Temperaturbereichs
  • Umweltfreundlicher
  • Kontrollierte Leistungsabgabe durch Änderung der Gastemperatur

1. Aktivierung der Zündpille durch STG
2. Pyrotechnischer Treibsatz (Arcite) wird gezündet und Gas erzeugt. 
3. Druck in Treibsatz-Kammer steigt und Berstscheibe 1 öffnet
4. Heisse Gase der Treibladung strömen in Argon gefüllter Druckbehälter
5. Erwärmung Argongas bewirkt weiteren Druckanstieg
6. Druckaufbau 400 Bar, wodurch Berstscheibe 2 öffnet und Gas entweichen kann

• Abhängig von Unfallschwere und Distanz Sitz/Airbag werden zwei unterschiedliche Treibladungen zeitlich versetzt aktiviert. 
• Airbag-Druck wird über den Zündversatz (ca. 5ms - 40ms) zwischen den Treibladungen geregelt.
• Es werden IMMER beide Stufen ausgelöst

1. STG aktiviert den el. Zünder der ersten Treibladung
2. Anzülandung wird entzündet und dadruch Treibladung 1
3. Airbag wird durch Metallfilter mit Gas gefüllt
4. Nach definierter Zeit zündet STG den zweiten Zünder und die Treibladung 2
5. Ab einem bestimmten Druck hebt sich Kappe der zweiten Stufe
6. Gas fliesst in die erste Brennkammer und von dort in den Airbag

• Abhängig von Unfallschwere und Distanz Sitz/Airbag werden zwei unterschiedliche Treibladungen zeitlich versetzt aktiviert. 
• Bei mittlerer Unfallschwere gibt Gasgenerator 70% des max. Druckes ab = Reduktion Verletzungen durch Airbag
• Airbag-Druck wird über den Zündversatz (ca. 5ms - 40ms) zwischen den Treibladungen geregelt. 

1. STG aktiviert el. Zünder des ersten Treibsatzes
2. Anzündladung zündet eigentliche Treibladung
3. Übersteigt der Gasdruck eine defnierte Schwelle wird Druckgasbehälter über Kolbenstange geöffnet. 
4. Das entweichende Gas entfaltet Luftsack
5. Nach festgelegtem Zeitraum aktiviert STG zweiten Zünder, welcher zweiter Treibsatz entzündet. 
6. Durch Abbrennen zweiter Treibsatz wird Luftsack mit zusätzlichem Gas versorgt. 

• Zweistufig
• Je nach Unfallschwere wird der 2. Zünder für die Abstromsteuerung gezündet
• Kleiner Unfall: Früh (kleiner Sackdruck)
• Grosser Unfall: Später (grösserer Sackdruck)
• Durch die Zündung wird der Steuerring verdreht und ein Teil des Gases kann in Atmosphäre entweichen

• Front
  • Schutz des Kopfes
  • 2-stufig
• Seitenairbag (in Sitz oder Türe)
  • Schutz Brustkorb /Thorax
  • 1-Stufig
• Kopfairbag (Vorhang)
  • Schutz des Kopfes bei seitlichem Aufprall
  • Schutz vor Glassplittern und Gegenständen
  • 1-Stufig
• Head / Thorax Airbag
  • Bei Cabriolet
  • Einbau in Sitzlehnen
• Knie-Airbag
  • Becken / Kniebereich
  • Insbesondere wenn nicht angeschnallt
  • 1-Stufig 
• Anti-Submarining Airbag
  • Verhindert Durchrutschen 
  • Beckenschutz
  • In Sitzfläche, hebt die Beine
  • 1-stufig

• 1 Drehratensensor in der X-Achse
• 1 Beschleunigungssensor in der Y-Achse
• 1 Beschleunigungssensor in der Z-Achse

• Aufgrund der Sensorwerte errechneter Überschlag
• Auslösung der Airbags:
  • Gurtstraffer
  • Seitenairbags
  • Kopfairbags
  • Überrollbügel (bei Cabriolet)

Seit 2006 Obligatorische Beifahrersitz-Klassifizierung

• Kamera
  • Erkennung Distanz Oberkörper und Kopf / Airbag
• Ultraschall-Sensoren
  • Erkennung Distanz Oberkörper und Kopf / Airbag
• Infrarot-Sensoren
  • Erkennung Distanz Oberkörper und Kopf / Airbag
• Druckabhängiges Silikon-Sitzkissen
  • Erfassung Gewicht
• Zugkraftsensor an der Gurtbefestigung
  • Kindersitzerkennung
• Folienmatte  im Sitzkissen
  • Erfassung Gewicht
  • Erfassung Grösse (Hüftbreite)
  • Erfassung Kindersitz Ja/Nein

• Mittels Hallsensoren
• Zur Erfassung der Distanz Sitz / Airbag

• Crash-Telegramm wird ausgelöst
  • Kraftstoffpumpenabschaltung
  • Zentralverriegelung öffnen
  • Warnblinker ein
  • Batterie - Anlasser und Generator trennen
  • Notruf absetzen

• Airbag-Einheit nur mit gepolsterten Seite nach oben lagern
• Nach Herstellerangabe bei Auslösung Airbag, Steuergerät ersetzen
• Es dürfen keine Änderungen am Airbag-System vorgenommen werden.
  • Keine Reparaturen