Gesundheit : Warum bläst sich der Airbag auf?

Thomas de Padova

Sie werden zahlreicher. Und kleiner. Airbags vorne, hinten, seitlich, einer für den Kopf, ein anderer für die Brust, der nächste fürs Knie. Bis zu 16 Airbags sollen die Insassen eines Luxusautos vor Verletzungen schützen. Im Falle eines schweren Unfalles müssen sie sich in Null Komma nichts mit Luft füllen, um den nach vorne fallenden Körper des Fahrers oder Beifahrers zirka fünf Hundertstel Sekunden nach einem Aufprall aufzufangen.

Viele Airbags zünden daher ähnlich wie ein Silvesterkracher: mit einem pyrotechnischen Treibsatz. Ein kleiner Glühdraht setzt zunächst über eine Zündpaste ein paar Gramm Schwarzpulver in Brand. Durch den entstehenden Druck und die hohe Temperatur fängt kurz darauf der eigentliche Treibstoff Feuer: zum Beispiel Natriumazid.

„Natriumazid verbrennt bei relativ niedriger Temperatur und hoher Gasausbeute von ungiftigem Stickstoff“, sagt Karl-Friedrich Ziegahn, Physiker am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie in Pfinztal-Berghausen. 200 bis 300 Gramm Natriumazid ergäben genug Stickstoffgas, um auf der Fahrerseite innerhalb von wenigen Hunderstel Sekunden einen Luftsack zu füllen, der 70 Liter fasst. Auf der Beifahrerseite, wo die Armaturentafel weiter entfernt ist, bläht sich das Luftkissen auf ein doppelt so großes Volumen auf.

Das Gas entweicht allerdings fast so schnell wieder, wie es gekommen ist. Es strömt durch Öffnungen im Luftsack aus. Der Airbag muss gleich wieder in sich zusammenfallen, um den Aufschlag weich abzufedern. Das genaue Timing ist sehr wichtig, weil der Fahrer sonst mit aller Wucht in den Sitz zurückgeschleudert würde. Schon Bruchteile einer Sekunde nach dem Aufprall hängt der Airbag da wie ein schlaffer, leerer Sack.

Aber nur ein „Big Bang“, ein wirklich schwerer Unfall, soll den Airbag entfesseln. Ein Fehlalarm könnte fatale Folgen haben. Deshalb gilt es zunächst, den Zusammenstoß mit geeigneten Sensoren sicher und rasch zu erfassen.

Das gelingt zum Beispiel mit Hilfe eines Kristalls, der wegen einer kleinen inneren Asymmetrie besondere Eigenschaften besitzt. Wirkt auf einen solchen Piezokristall infolge einer Kollision eine äußere Kraft ein, so verschieben sich positive und negative Ladungen darin: eine winzige Deformation verursacht eine elektrische Spannung. Anhand eines solchen Spannungssignals erkennt ein Rechner binnen weniger Tausendstel Sekunden, ob es sich um einen gefährlichen Crash handelt.

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