Airbags und Lenkräder der nächsten Generation

Lenkräder mit neuartiger Airbag-Konfiguration bieten erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten für Displays in Fahrzeuginnenräumen.

Die Positionierung des Fahrerairbags ermöglicht zukunftsweisende Gestaltungsmöglichkeiten für das Lenkrad und seine Bedienelemente.

Foto: ZF Lifetec

„Das Bedürfnis nach sicherer Mobilität ist universell. Der Anteil der Sicherheitsausstattung in neuen Pkw wird daher voraussichtlich deutlich steigen – sowohl bei Elektrofahrzeugen als auch bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Getrieben wird die Nachfrage durch weltweit steigende Sicherheitsvorschriften und Megatrends in der Automobilindustrie“, sagt Rudolf Stark, Leiter von ZF Lifetec. „Unser Ziel ist es, stärker als der Markt zu wachsen. Unser technologiegetriebener Ansatz in Kombination mit führenden Innovationen sind eine hervorragende Basis dafür. Sobald die Ausgliederung erfolgreich abgeschlossen ist, verfügen wir als eigenständiges Unternehmen über mehr unternehmerische Flexibilität, um damit noch gezielter auf die Bedürfnisse unserer Kunden einzugehen.“

Rudolf Stark, Leiter von ZF Lifetec.

Foto: ZF Lifetec

Neue Schutzsysteme eröffnen Gestaltungsmöglichkeiten

Automatisiertes Fahren, Elektrifizierung des Antriebsstrangs und neue Innenraumkonzepte sind Haupttreiber des Wandels in der Automobilindustrie. Einerseits muss der Insassenschutz beispielsweise an neue Sitzpositionen beim automatisierten Fahren angepasst werden, andererseits können neue Schutzsysteme den Fahrzeugherstellern auch innovative Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen.

Lösungen auf dem ZF Lifetec Technology Day 2024:

Ein Lenkrad mit einem innovativen nahtlosen Design, das eine individuelle Anpassung und ein verbessertes Benutzererlebnis ermöglicht.
Ein Fahrerairbag, der sich im oberen Bereich des Lenkrads statt in der Frontfläche entfaltet. Dadurch wird der bisher vom Airbag belegte Platz im Lenkrad für neue Funktionen frei.
Eine Fahrer-Airbag-Lösung (Dual-Contour-Bag) zum Schutz des Fahrers bei normaler Fahrweise oder in Komfortsitzpositionen.
Ein interner Seitenairbag, der kurz vor einem Seitenaufprall ausgelöst werden kann und in zwei Stufen eine zusätzliche Knautschzone zwischen Seitentür und Fahrer schafft. Dadurch wird das Verletzungsrisiko reduziert.

Seit der Einführung von Fahrerairbags in den 1980er-Jahre hat dieser seinen festen Platz in der Mitte des Lenkrads, in dessen Nabe. Seitdem ist das Lenkrad nicht mehr nur die Schnittstelle zwischen Fahrer und Auto zur Übermittlung von Lenkbefehlen, sondern übernimmt auch eine Schutzfunktion im Falle eines Unfalls. Seit etwa drei Jahrzehnten gehört der Fahrerairbag zur Serienausstattung fast aller Autos und trägt dazu bei, Leben zu retten und Verletzungen zu verringern. Zusätzlich entwickelte sich das Lenkrad zur Kommandozentrale für Entertainment- und Assistenzfunktionen moderner Autos. Um die Designmöglichkeiten zukunftsweisender Innenraumkonzepte zu erweitern, hat ZF Lifetec eine neue Generation von Lenkrädern entworfen.

Weil sich der Fahrerairbag im oberen Bereich des Lenkrads statt in der Frontfläche entfaltet, wird der bisher vom Airbag belegte Platz im Lenkrad für neue Funktionen frei.

Foto: ZF Lifetec

Der Fahrerairbag ist jetzt hinter dem Lenkrad montiert statt in seiner Nabe. Bei einem Unfall entfaltet er sich bei diesem Konzept von hinten durch das Lenkrad in Richtung Fahrer. Durch diese neue Einbauposition des Airbags kann die waagerechte Speiche einschließlich Nabe in einem nahtlosen, Smartphone-ähnlichen Design gestaltet werden. Hinter einer durchgängigen Oberfläche sind druckempfindliche Bedienelemente für Entertainment- und Assistenzfunktionen des Fahrzeugs integriert. Dieses Design geht wiederum nahtlos in die digital gestalteten Armaturenbretter moderner Fahrzeuginnenräume über. „Mit diesem neuen Konzept ermöglichen wir Designfreiheiten für Lenkräder ohne Kompromisse bei der Sicherheit“, erklärt Harald Lutz, Entwicklungsleiter von ZF Lifetec.

Der zweistufige, interne Pre-Crash-Seitenairbag schiebt den Insassen vor dem seitlichen Aufprall in Richtung Fahrzeugmitte und sorgt damit für eine vergrößerte Knautschzone.

Foto: ZF Lifetec

Der Trend des nahtlosen Designs, der sich bei Elektronik-Komponenten in den letzten Jahren in vielen Bereichen wie etwa bei Smartphones immer weiter durchsetzt, findet sich auch in modernen Fahrzeuginnenräumen wieder. Gerade Fahrzeuge aus dem Premiumbereich verzichten beim Interieur immer mehr auf Fugen und Spalten. Das zeigt sich auch in neuartigen Beleuchtungsmöglichkeiten und Displays, die zunehmend im gesamten Fahrzeuginnenraum integriert werden. Diese Entwicklung wird sich auch bei zukünftigen Lenkrädern fortsetzen. Nahtlose Designvarianten mit einer höheren Integration von HMI-Funktionen und neuen Oberflächen werden das Erscheinungsbild und den Funktionsumfang des Lenkrads von morgen maßgeblich bestimmen.

Der Dual-Contour-Fahrerairbag kann sich in zwei unterschiedlichen Größen entfalten, abhängig von der Sitzposition bzw. der Größe des Fahrers.

Foto: ZF Lifetec

Mit dem nahtlosen Design eröffnen sich nicht nur viele Möglichkeiten bei der Verwendung neuer Materialien und Formen, sondern auch bei der Funktion. So sind sogenannte On-Demand-Funktionen (frei belegbare Felder), Touchdisplay oder ein zentraler Bildschirm denkbar. Da das Lenkrad allerdings auch ein sicherheitsrelevantes Bauteil im Fahrzeug ist, steht die Bedienerfreundlichkeit über allem. Bei diesem Konzept sind deshalb auch hybride Lösungen realisierbar. Zu diesen gehören zum Beispiel die Kombination einer sogenannten Daumenwalze mit einem ebenfalls im Lenkrad integrierten, berührungsempfindlichen Bildschirm als Ankerpunkt, die so eine entsprechende Bedienungssicherheit für die Fahrerin oder Fahrer ermöglichen.

Kombinieren lassen sich diese Funktionen auch mit einer sogenannten Hands-on-Detection, die Bestandteil von aktuellen und zukünftigen Lenkrädern ist. Ein kapazitiver Sensor unter der Lederoberfläche erkennt, ob der Fahrer das Lenkrad nur leicht berührt es sicher umgreift. Diese Technik ist ein weiterer Baustein für die sichere Fahrzeugsteuerung.