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Gastbeitrag

Klein und leicht

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Eine innovative Airbag-Konstruktion von ZF bietet branchenweit geringstes Gewicht und kleinste Baugröße.
Frank Mertens , 07. Juni, 2018
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Frank Mertens berichtet seit 2005 über die Autobranche. Dieser Artikel erschien zuerst auf seinem Portal www.autogazette.de
ZF bringt im Jahr 2019 den branchenweit ersten Knie-Airbag mit Gewebegehäuse für einen großen, europäischen Fahrzeughersteller auf den Markt. Er ist bis zu 30 Prozent leichter als herkömmliche Modelle mit Metallgehäuse. Im Interview erläutern Norbert Kagerer, Leiter des Geschäftsfeldes Insassenschutz, und Werner Freisler, Verantwortlicher für den Bereich Knie-Airbags, die Hintergründe der Innovation.

Der neue Knie-Airbag von ZF soll der branchenweit leichteste sein, da er auf ein Gewebe- statt ein Metallgehäuse setzt. Das Gewicht konnte um 30 Prozent reduziert werden. Wieviel Einsparung wurde genau erreicht?
Werner Freisler: Das komplette Knie-Airbag-Modul wiegt jetzt weniger als 700 Gramm. Das sind rund 300 Gramm weniger als beim bisherigen Airbag mit Metallgehäuse. Zusätzlich kann bei der Instrumententafel Gewicht und Bauraum gespart werden. Die gesamte Gewichtsreduzierung ist von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich.

Ermöglicht die Verwendung des Gewebegehäuses auch eine schnellere Zündung des Airbags?
Freisler: Nein, die bekannte und robuste Technologie bleibt bestehen, das macht unsere Entwicklung so interessant. Doch wir sorgen ohne Einschränkung der Funktionalität für eine große Gewichtseinsparung.
ZF hat angekündigt, dass der Knie-Airbag im kommenden Jahr bei einem großen europäischen Hersteller zum Einsatz kommt. Sprechen wir dann von der Oberklasse?
Norbert Kagerer: Nein, wir reden von einem Volumenhersteller, nicht nur von wenigen Fahrzeugen in der Oberklasse. Damit tragen wir deutlich dazu bei, die Effizienz beim Flottenverbrauch zu steigern.
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Das Gehäuse des Knie-Airbags besteht aus Gewebe.

Die CO2-Gesetzgebung wird immer strenger. Welche Rolle spielte dies bei der Entwicklung des Knie-Airbags?
Freisler: Das war ein entscheidender Aspekt. Gewichtseinsparung ist für die Branche wichtig. Deshalb haben wir die Module entsprechend gewichtsoptimiert entwickelt. Uns ist der Wurf gelungen, nicht nur etwas Gewicht einzusparen, sondern gleich eine Menge. Dazu muss sich vor Augen führen, dass es bisher schon enorm viel war, wenn man 50 oder 100 Gramm einspart. Wenn man einen derart großen Sprung von rund 300 Gramm macht, ist das enorm attraktiv für den Kunden.

Wie lange hat die Entwicklung des Knie-Airbags gedauert?
Freisler: Von den ersten Überlegungen bis zur Produktreife können wir von drei bis vier Jahren sprechen.
Wird es Gewebegehäuse auch bei anderen Airbags geben?
Kagerer: Wir arbeiten daran, sie auch beim Beifahrer-Airbag zum Einsatz zu bringen. Dafür gibt es bereits außerhalb Europas Interessenten.
Durch das autonome Fahren kommt viel Neues auf uns zu.
— Norbert Kagerer, Leiter des Geschäftsfeldes Insassenschutz bei ZF

Welche Vorteile bietet der Knie-Airbag unter Sicherheitsaspekten? Welche Körperbereiche außer den Unter- und Oberschenkel werden geschützt?
Freisler: Der Knie-Airbag entfaltet sich zwischen der Armaturentafel und dem Schienbein bis hoch zu den Knien. Dort bleibt er liegen und sorgt dafür, dass die unteren Extremitäten dazu beitragen, dass der Körper zurückgehalten wird. Er schützt die Knie, aber er beeinflusst auch die Insassenkinematik und bietet dadurch ein optimiertes Schutzpotenzial. Er arbeitet nach dem Motto: Kleine Ursache, große Wirkung.
Kagerer: Wir sprechen von einem Gesamtsystem. Es fängt beim Sicherheitsgurt an, reicht vom Fahrer- bzw. Beifahrer-Airbag bis zum Knie-Airbag. Dadurch gelingt es uns, die Gesamtkinematik, die im Falle eines Crashes auftritt, für den Körper bestmöglich zu optimieren. Der Knie-Airbag ist dabei ein Baustein des Gesamtsystems. Wir sorgen so für einen optimalen Schutz des Insassen.

ZF spricht davon, dass durch einen neuen Produktionsprozess neue Bauraumkonfigurationen ermöglicht werden, wodurch die Schutzfunktion erhöht wird. Was bedeutet das genau?
Kagerer: Das Thema Bauraum und Packaging wird zunehmend wichtiger. Wir schauen, wo wir heute den Insassen mehr Raum, mehr Möglichkeiten bieten können. Das natürlich bei gleicher, wenn nicht sogar besserer Schutzwirkung. Die ganze Industrie arbeitet daran, die Generatoren für die Airbags in ihren Bauräumen zu reduzieren.
Freisler: Die Bauraumgrößen konnten wir sehr klein halten – und damit erfüllen wir die Ansprüche, die auf künftige Innenraumkonzepte beim automatisierten Fahren zukommen werden.

Wenn man über das autonome Fahren spricht, spricht man auch vom Auto als rollendes Büro. Bereitet Ihnen diese Vorstellung unter Sicherheitsgesichtspunkten Sorgen?
Kagerer: Natürlich müssen wir schauen, wie wir den Schutz der Insassen weiter optimieren können, wenn das Auto beispielsweise zum fahrenden Büro wird. Wenn ich die Raumfreiheiten dem Insassen gebe, dann muss ich schauen, wo die Sicherheitssysteme untergebracht werden. Wenn sich der Sitz weiter verändern wird, wird es zwangsläufig Veränderungen geben. Die Airbags, die heute im Lenkrad oder der B-Säule untergebracht sind, werden an andere Orte wandern. Wir werden immer stärker zur Sitzintegration kommen. Die Sitzintegration ist eines der Kernthemen, mit denen wir uns sehr intensiv befassen.
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Der Center-Airbag von ZF

Wird es perspektivisch keinen Airbag mehr in der B-Säule geben?
Kagerer: In der B-Säule werden wir wahrscheinlicher weniger Airbags sehen, dafür bleiben Kopf-Airbags. Wir werden zusätzlich Veränderungen in der Größe und der genauen Platzierung sehen. Es wird, wie gesagt, viel in den Bereich der Sitzintegration gehen.

Welche Anforderungen kommen für Sie unter Sicherheitsaspekten mit Blick auf autonome Fahrzeuge zu, bei den die Passagiere auch entgegen der Fahrtrichtung oder liegend im Auto unterwegs sind?
Kagerer: Solange wir noch nicht zu null Unfällen im Verkehr gekommen sind, werden wir weiter die bekannten Systeme wie Sicherheitsgurt oder Airbags sehen. Wir müssen in die Sitze gehen, damit wir uns an die Situation im Fahrzeug anpassen können. Wir denken über viele Möglichkeiten nach, wie wir den Schutz auch bei gedrehten Sitzen hinbekommen können.
Freisler: In diesem Kontext wird das Thema Sensorik immer wichtiger. Denn ich muss wissen, wo die Insassen sitzen, wenn ich sie schützen soll.
Kagerer: Für einen optimalen Schutz bedarf es einer Individualanpassung. Das heißt: Wo sitzt der Insasse, wie sitzt er, welches Alter hat er? Das Alter ist dabei ein wichtiger Aspekt. Gerade bei älteren Menschen muss man an die Knochensubstanz denken, um die Energie für das Schutzsystem bestmöglich einbringen zu können.

Sind die Airbags bereits heute mit der Sensorik des Fahrzeuges verknüpft, sodass er wie beim Pre-Safe in einen Vorbereitungszustand geht?
Kagerer: Das gibt es noch nicht, aber es wird schnell kommen, dass wir vor dem Crash die Schutzsysteme aktivieren können. Es wird dann so sein wie beim Sicherheitsgurt, der sich vor einem Zusammenstoß bereits strafft.
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Der Dach-Airbag von ZF

Wie schwierig ist es, etwas zu entwickeln, von dem Sie zum einen nicht wissen, wann es wirklich kommen wird und vor allem welche gesetzlichen Vorschriften es dafür geben wird?
Kagerer: Natürlich kommt durch das autonome Fahren viel Neues auf uns zu. Auch in den NCAPs wird es Änderungen geben. Wir entwickeln nicht ins Blaue hinein. Wir haben ja bereits heute Erkenntnisse darüber, welche Belastungsfälle auf uns zukommen werden. Wir wissen, was wir tun.

Muss sich die Auslösezeit des Airbags mit Blick auf autonome Fahrzeuge verkürzen?
Kagerer: Die Auslösezeit muss sich nicht verändern. Wir sind bereits heute bei einer Auslösezeit von Millisekunden. Was sich indes verändern wird, ist das vorausschauende Fahren.
Es gibt mittlerweile Front-, Seiten- Dachairbags, Airbags auf der Motorhaube und bald auch einen Center-Airbag von ZF. Wird das Auto der Zukunft nur noch ein einziger Airbag sein?
Kagerer (lacht): Nein, natürlich nicht. Wir arbeiten an der Vision von null Unfällen, der Vision Zero. Ob wir Airbags in den kommenden Jahren direkt ums Fahrzeug herumbauen, glaube ich nicht.

Airbags von ZF

ZF produziert eine Vielzahl von Airbag-Sicherheitssystemen, die helfen den Insassenschutz zu verbessern.