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27.02.2017

Automatisches Dichtheitsprüfsystem LDS3000 von Inficon

Sicherer Airbag

Entscheidend für die potenziell lebensrettende Funktionssicherheit von Airbag-Systemen ist die Zuverlässigkeit der verbauten Gasgeneratoren. Diese werden daher bei einem Automobilzulieferer mit Helium-Lecksuchgeräten auf ihre Dichtheit geprüft.

Gasgeneratoren in Airbags werden mit automatischen Dichtheitsprüfsystem geprüft (© 1223RF.fom/thierry VIALARD)

2014 war für die Autohersteller ein Jahr mit sehr vielen Rückrufaktionen. Einer der wichtigsten Gründe: die Sorge um die Sicherheit der verbauten Airbag-Systeme. Weltweit wurden deswegen 14 Millionen Fahrzeuge von den Herstellern zurückgerufen.

In Neuwagen gibt es inzwischen bis zu zwölf verschiedene Airbags – auch etliche zum Schutz bei Seitenaufprall. Entsprechend hoch ist der Bedarf an Systemen, mit denen sich die Dichtheit der kleinen Druckbehälter in den Aufblassystemen prüfen lässt.

Helium-Lecksuchgeräte prüfen Gasgeneratoren

Automatische Dichtheitsprüfsysteme wie der LDS3000 von Inficon, Köln, der Helium als Spürgas verwendet und auf dem Massenspektrometer-Prinzip basiert, sind auch beim schwedisch-amerikanischen Hersteller Autoliv für automobile Sicherheitssysteme im Einsatz. Mit den Geräten führt der Automobilzulieferer allein an seinem Produktionsstandort Brigham City in Utah jährlich rund drei Millionen automatisierte Dichtheitstests durch.

Dort werden alle Gasgeneratoren mit Helium-Lecksuchgeräten auf ihre Dichtheit geprüft, unabhängig davon, ob sie pyrotechnisch oder mit komprimiertem Edelgas funktionieren.

Warum kein Edelgas aus dem Hochdruckspeicher entweichen darf, ist klar: Der Luftsack würde sich nicht füllen. Auch ein pyrotechnischer Generator darf kein Leck aufweisen. Wenn dort Wasserdampf eindringt und mit dem brennbaren Material reagiert, kann dies den Airbag unbeabsichtigt auslösen. Prinzipiell enthält jeder Gasgenerator einen pyrotechnischen Zünder – auch wenn dieser nur dazu dient, das komprimierte Edelgas mit explosionsartiger Geschwindigkeit freizusetzen.

Der offensichtliche Vorteil von Kaltgasgeneratoren besteht darin, dass das komprimierte, reaktionsträge Gas, das sie enthalten, sehr oft Helium oder zumindest ein Helium-Argon-Gemisch ist. Das Prüfgas ist im Kaltgasgenerator also ohnehin schon vorhanden – was den Prozess der integralen Dichtheitsprüfung in der Linie nochmals beschleunigt.

Hohe Prozessgeschwindigkeiten in der Serienfertigung

Das Helium-Dichtheitsprüfgerät bietet seit seiner Markteinführung 2012 laut Hersteller die höchsten Prozessgeschwindigkeiten, die bei der Dichtheitsprüfung in der Serienfertigung derzeit zu erreichen sind. Weltweit sind bereits mehr als 4000 Dichtheitsprüfgeräte der LDS-Serie im Einsatz. Mit seinen kompakten Abmessungen (330 mm x 240 mm x 280 mm) lässt sich das Gerät nach Herstellerangaben besonders leicht in Prüfanlagen in der Linie integrieren. Der Platzbedarf und die Installationskosten sind zudem dadurch reduziert, dass das Dichtheitsprüfgerät auf ein 19-Zoll-Steuermodul verzichtet und eine noch bessere Verkabelung hat als seine Vorgänger. Optional erhältlich sind zudem ein Feldbusanschluss und ein Touchscreen zur bequemen Bedienung. Der Wartungsaufwand für das Dichtheitsprüfgerät liegt nach Firmenangaben weit unter dem Durchschnitt, und die Robustheit des Geräts erlaubt einen zuverlässigen Non-Stop-Einsatz in der Produktion, 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche. Nicht selten müssen Dichtheitsprüfgeräte wie der LDS3000 erst nach 24 000 Einsatzstunden rekalibriert werden.

Fahrzeug mit bis zu zwölf Airbags ausgestattet

Neue Fahrzeug sind mit bis zu zwölf Airbags ausgestattet. Dazu gehören Kopf-Airbags, die bekanntermaßen gegen den Seitenaufprall schützen, Doppelkammer-Seiten-Airbags, die den Thorax- und Beckenbereich zu schützen haben, und Knie-Airbags, die das Verletzungsrisiko in der bei Frontalaufprall besonders gefährdeten Knie-Bein-Becken-Region minimieren. Neuere Entwicklungen sind Sitzpolster-Airbags an der vorderen Sitzkante. Sie verhindern, dass ein Insasse beim Aufprall unter seinem Gurt hindurch nach vorne rutscht. In die Sicherheitsgurte integrierte Gurt-Airbags sollen in Zukunft die Belastung der Rippen beim Frontalaufprall reduzieren. Und schließlich werden unsere Autos durch zusätzliche Rücksitz-Airbags sicherer, die sich beim Unfall genau zwischen den Insassen aufblasen.

Entscheidend für die – potenziell lebensrettende – Funktionssicherheit eines Airbag-Systems ist die Zuverlässigkeit des verbauten Gasgenerators. Nur wenn der im Bedarfsfall den Luftsack auch tatsächlich innerhalb von Millisekunden aufbläst, bleiben die Insassen geschützt. Derzeit gibt es drei verschiedene Typen von Gasgeneratoren:

  • pyrotechnische Systeme, die das benötigte Gas erst unmittelbar nach ihrer Auslösung durch die Verbrennung eines Treibmittels erzeugen,
  • Kaltgasgeneratoren, die ein unter Hochdruck komprimiertes inertes Gas wie Helium oder Argon bereithalten, um damit im Bedarfsfall den Luftsack zu füllen,
  • hybride Lösungen, die die pyrotechnische Erzeugung mit der Kaltgasmethode kombinieren.

Die lebensrettende Bedeutung der Gasgeneratoren macht klar, warum die Anforderungen an ihre Dichtheit zu den höchsten in der Automobilbranche gehören. Tatsächlich sind die Dichtheitsstandards für Gasgeneratoren noch weit höher als beispielsweise die für Treibstoff- oder sogar Bremssysteme.W

Sandra Seitz

Inficon GmbH
www.inficon.com

Unternehmensinformation

INFICON GmbH

Bonner Str. 498
DE 50968 Köln
Tel.: 0221 56788-0
Fax: 0221 56788

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