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Die
Erfindung betrifft eine Anschnallerkennungseinrichtung für
einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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In
Fahrzeugen ist es üblich, dass eine Anschnallerkennungsvorrichtung
einen Gurtstatus erfasst, welcher angeben soll, ob ein Insasse einen
Sicherheitsgurt angelegt hat. Dieser Gurtstatus wird üblicherweise
an eine andere Vorrichtung weitergeleitet, welche den Gurtstatus
berücksichtigt. Beispiele für eine solche Vorrichtung
sind eine Warneinrichtung zur Aufforderung zum Anschnallen oder
ein Airbag-Steuergerät zur Ansteuerung von Insassenschutzeinrichtungen,
wie beispielsweise Airbags oder Gurtstraffer. Es sind verschiedene
Arten von Anschnallerkennungseinrichtungen bekannt, welche oftmals
ein Verriegeln einer am Gurtband eines Sicherheitsgurtes befestigten
Schlosszunge in einem Gurtschloss mit einem Sensor abfragen. Ein
typischer Sensor ist ein Schalter oder ein nach dem Hall-Effekt
arbeitender Sensor.
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Aus
der
DE 43 27 989 C2 ist
eine Anschnallerkennungseinrichtung am Gurtschloss eines Kraftfahrzeugs
bekannt mit einem Stromkreis aus zwei parallelen Leitungszweigen
mit unterschiedlichen Widerständen und einem Umschalter,
welcher je nach Schließzustand des Gurtschlosses zwischen
den Leitungszweigen umschaltet, sowie einer Widerstandsmesseinrichtung
zur Bestimmung des Schließzustandes.
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In
der
DE 10 2005
017 282 A1 wird ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung
eines elektrischen Gurtaufrollers beschrieben, wobei ein Elektromotor
zur Straffung eines Gurtbandes angesteuert und ein Gurtbandauszug
erfasst wird. Dadurch soll ein elektrischer Gurtaufroller mit verringerter
Belastung und verbessertem Komfort für den Fahrzeuginsassen
geschaffen werden. In der Figurenbeschreibung sind Ausführungsbeispiele
für den Gurtbandauszugssensor dargestellt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Anschnallerkennungseinrichtung zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt,
wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus-
und Weiterbildungen kennzeichnen.
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Die
erfindungsgemäße Anschnallerkennungseinrichtung
für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges umfasst
eine Verriegelungserkennung für den Schließzustand
eines Gurtschlosses des Sicherheitsgurtes sowie einen zusätzlichen
Gurtbandauszugssensor, welcher eine Auszugslänge eines
Gurtsbandes des Sicherheitsgurtes erfasst.
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Die
Erfindung schafft eine Anschnallerkennungseinrichtung, welche zuverlässig
angibt, ob ein Insasse den Sicherheitsgurt angelegt hat, indem die Verriegelungserkennung
für den Schließzustand des Gurtschlosses durch
die zusätzliche Erfassung der Auszugslänge des
Gurtbandes durch den Gurtbandauszugssensor plausibilisiert wird.
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Die
Verriegelungserkennung erkennt ein Verriegeln einer in der Regel
an dem Gurtband des Sicherheitsgurtes befestigten Schlosszunge,
welche auch Steckzunge genannt wird, in dem Gurtschloss. Ein Ausführungsbeispiel
für die Verriegelungserkennung ist in der
DE 43 27 989 C2 beschrieben.
Der Schließzustand des Gurtschlosses kann den Zustand eines
verriegelten Gurtschlosses oder den Zustand eines nicht verriegelten
Gurtschlosses einnehmen. Ein verriegeltes Gurtschloss bedeutet,
dass die Steckzunge in das Gurtschloss eingesteckt und verriegelt
ist. Ein nicht verriegeltes Gurtschloss bedeutet, dass die Steckzunge
im Gurtschloss nicht verriegelt ist, so dass ausgeschlossen werden
kann, dass ein Insasse mit dem Sicherheitsgurt bestimmungsgemäß angegurtet
ist.
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Umgekehrt
bedeutet ein verriegeltes Gurtschloss nicht zwingend, dass der Insasse
mit dem Sicherheitsgurt bestimmungsgemäß angegurtet
und damit im Falle eines Unfalls geschützt ist. Es kann beispielsweise
vorkommen, dass ein Insasse, welcher sich sowohl durch das über
seinen Körper verlaufende Gurtband als auch durch eine
akustische Anschnallaufforderung gestört fühlt,
das Gurtband – in Fahrtrichtung des Fahrzeuges – hinter
sich und dem Sitz hindurch führt und die am Gurtband befestigte
Steckzunge im Gurtschloss verriegelt. Das Gurtband umschlingt in
diesem Falle den Insassen nicht, wodurch der Sicherheitsgurt den
Insassen im Falle eines Unfalles nicht schützen kann. Obwohl
die Verriegelungserkennung in diesem Beispiel ein verriegeltes Gurtschloss
erkennt, ist der Insasse nicht bestimmungsgemäß angegurtet.
Entsprechendes gilt, wenn ein Insasse zum Abschalten der akustischen Anschnallaufforderung
eine zusätzliche, lose Steckzunge in das Gurtschloss einsteckt
und verriegelt, wobei die zusätzliche, lose Steckzunge
nicht mit dem Gurtband verbunden ist.
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Durch
die Plausibilisierung der Verriegelungserkennung mittels Erfassung
der Auszugslänge des Gurtbandes können die oben
beschriebenen Umgehungsmöglichkeiten für eine
einfache Anschnallerkennungseinrichtung mit nur einer Verriegelungserkennung
verhindert werden. Das Gurtband ist üblicherweise auf einem
Gurtbandaufroller aufgewickelt, wobei der Gurtbandaufroller das
Gurtband beispielsweise federbeaufschlagt mit einer Rückzugkraft
einzieht. Wird das Gurtband gegen diese Rückzugkraft aus
dem Gurtbandaufroller herausgezogen, kann die ausgezogene Länge
des Gurtbandes, die sogenannte Auszugslänge, erfasst werden.
Die Auszugslänge des Gurtbandes kann beispielsweise durch
einen Gurtbandauszugssensor erfasst werden, wie dieser in der
DE 10 2005 017 282
A1 beschrieben ist. Die Erfassung der Auszugslänge
kann proportional oder digital erfolgen. Bei einer proportionalen
Erfassung der Auszugslänge stellt der Gurtbandauszugssensor
ein Ausgangssignal bereit, welches sich proportional zur Auszugslänge
des Gurtbandes verändert. Bei einer digitalen Erfassung
der Auszugslänge verändert sich der Ausgangswert
des Gurtbandauszugssensors in zumindest zwei Stufen. Der Sprung
von einer Stufe auf eine andere erfolgt bei einem Schwellwert der
Auszugslänge. Dieser Schwellwert der Auszugslänge
kann beispielsweise durch die Erfassung einer optischen Markierung
am Gurtband erfasst werden. Prinzipiell kann ein Gurtbandauszugssensor
die Auszugslänge des Gurtbandes auch mittels Kraftmessung
bestimmen. In einem Ausführungsbeispiel wird hierfür
eine Rückzugkraft gemessen, mit welcher das Gurtband von
dem Gurtbandaufroller mittels Federkraft eingezogen wird. Diese
Federkraft verändert sich proportional zur Auszugslänge
des Gurtbandes. Durch die gemessene Auszugskraft kann somit auf
die Auszugslänge des Gurtbandes geschlossen werden.
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In
einer Ausführung zeigt die Anschnallerkennungseinrichtung
nur dann als Gurtstatus einen angegurteten Zustand eines Insassen
an, wenn sowohl die Verriegelungserkennung ein verriegeltes Gurtschloss
erkennt, als auch der Gurtbandauszugssensor eine Auszugslänge
erfasst, welche größer oder gleich einer Mindestauszugslänge
ist. Der Gurtstatus beschreibt, ob ein Insasse mit dem Sicherheitsgurt
angegurtet ist oder nicht. Damit als Gurtstatus von der Anschnallerkennungseinrichtung
ein angegurteter Insasse ausgegeben werden kann, muss als notwendige
aber nicht hinreichende Bedingung die Verriegelungserkennung, wie
oben ausgeführt, ein verriegeltes Gurtschloss erkennen.
Damit von der Anschnallerkennungseinrichtung das verriegelte Gurtschloss
plausibilisiert werden kann, muss durch den Gurtbandauszugssensor
eine Auszugslänge erfasst werden, welche darauf schließen
lässt, dass das Gurtband den Insassen wie oben beschrieben bestimmungsgemäß umschlingt.
Für die Umschlingung des Insassen ist entsprechend der
geometrischen Gegebenheiten im Fahrzeug die Mindestauszugslänge
des Gurtbandes notwendig. Die geometrischen Gegebenheiten sind beispielweise
durch die räumliche Lage der Anbindungspunkte des Sicherheitsgurtes,
wie beispielsweise Gurtaufroller, Gurtumlenker, Gurtschloss oder
Gurtendbeschlag, sowie eine Position des Sitzes relevant. Anhand
dieser Informationen ergibt sich beispielsweise, welche Auszugslänge
des Gurtbandes sich in einer Ablageposition ergibt, in welcher sich
das Gurtband bei Nichtgebrauch des Sicherheitsgurtes befindet. Diese
Auszugslänge wird als Ablage-Auszugslänge bezeichnet.
Ebenso lässt sich eine Leer-Auszugslänge des Gurtbandes
bestimmen, welches sich ergibt, wenn die am Gurtband befestigte
Steckzung im Gurtschloss verriegelt ist, ohne dass das Gurtband
den Insassen umschlingt. Die Bestimmung der Mindestauszugslänge,
der Ablage-Auszugslänge oder der Leer-Auszugslänge
kann alternativ oder ergänzend zu der konstruktiven Bestimmung
anhand der geometrischen Informationen auch experimentell im Fahrzeug
erfolgen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Mindestauszugslänge
größer als die Leer-Auszugslänge des
Gurtbandes. Durch diese Bedingung erfolgt eine positive Plausibilisierung
des verriegelten Gurtschlosses durch die Anschnallerkennungseinrichtung
nur dann, wenn durch den erfassten Gurtbandauszug davon ausgegangen
werden kann, dass das Gurtband den Insassen bestimmungsgemäß umschlingt.
Bei einer positiven Plausibilisierung des verriegelten Gurtschlosses
zeigt die Anschnallerkennungseinrichtung als Gurtstatus einen angegurteten Zustand
des Insassen an.
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Die
Anschnallerkennungseinrichtung kann beispielsweise als ein Steuergerät
ausgeführt sein, an welchem die Verriegelungserkennung
und der Gurtbandauszugssensor angeschossen sind. Das Steuergerät
kann separat ausgeführt sein oder in einem anderen Steuergerät
integriert sein. Die Anzeige des Gurtstatus kann beispielsweise
mittels einer an dem Steuergerät angeschlossenen Anzeige
oder mittels eines vom Steuergerät ausgegebenen Signals
erfolgen.
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Eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in exemplarischer
Weise mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Dabei
zeigt:
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Figur
einen auf einem Sitz angegurteten Insassen.
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Die
Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Insassen 9,
welcher auf einem Sitz 10 eines hier nicht dargestellten
Fahrzeuges sitzt. Der Insasse 9 ist mit einem Sicherheitsgurt 1 bestimmungsgemäß angegurtet.
Der Sicherheitsgurt 1 umfasst ein Gurtband 2, 2', 2'',
einen Endbeschlag 3, einen Gurtbandaufroller 4,
eine Steckzunge 5 sowie ein Gurtschloss 6. Das
Gurtschloss 6 umfasst eine Verriegelungserkennung 7.
Der Gurtbandaufroller 4 umfasst einen Gurtbandauszugssensor 8.
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Das
mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Gurtband 2 zeigt
einen beispielhaften Verlauf des Gurtbandes 2, wenn das
Gurtband 2 den Insassen 9 bestimmungsgemäß umschlingt,
so dass der Insasse 9 bestimmungsgemäß angegurtet
ist. Das Gurtband 2 verläuft für diesen
Fall vom Endbeschlag 3 über den Insassen 9 zu
der im Gurtschloss 6 verriegelten Steckzunge 5 und
von dort erneut über den Insassen 9 zu dem Gurtbandaufroller 4.
Die Verriegelungserkennung 7 erkennt in diesem Falle ein
verriegeltes Gurtschloss 6, da die Steckzunge 5 in
dem Gutschloss 6 eingesteckt und verriegelt ist.
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Das
als gepunktete Linie dargestellte Gurtband 2'' stellt den
Gurtbandverlauf dar, welcher sich in einer Ablageposition des Gurtbandes 2'' ergibt, wenn
der Sicherheitsgurt nicht in Gebrauch ist, das heißt nicht
angelegt ist. In diesem Fall verläuft das Gurtband 2'' vom
Endbeschlag direkt zum Gurtbandaufroller 4. Die Steckzunge 5 ist
der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Das
gestrichelt dargestellte Gurtband 2' stellt den Gurtbandverlauf
dar, welcher sich ergibt, wenn das Gurtband 2' des Sicherheitsgurtes 1 – in
Fahrtrichtung des Fahrzeuges – hinter dem Insassen 9 zwischen
Insasse 9 und Sitz 10 hindurch geführt
und die am Gurtband 2' befestigte Steckzunge 5 im
Gurtschloss 6 verriegelt wird. Die Verriegelungserkennung 7 erkennt
auch in diesem Fall ein verriegeltes Gurtschloss 6.
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Die
Anschnallerkennungseinrichtung umfasst ein in der Figur nicht dargestelltes
Steuergerät, an welches die Verriegelungserkennung 7 und
der Gurtbandauszugssensor 8 angeschlossen sind. Das Steuergerät
wertet die Verriegelungserkennung 7 und den Gurtbandauszugssensor 8 aus
und gibt einen Gurtstatus aus. Der Gurtstatus gibt an, ob der Insasse 9 mit
dem Sicherheitsgurt 1 angegurtet ist. Das Steuergerät
kann ein Anzeigeelement ansteuern, welches den Gurtstatus anzeigt.
Alternativ oder ergänzend kann das Steuergerät
ein Ausgangssignal bereitstellen, welches den Gurtstatus wiedergibt,
wobei das Ausgabesignal von einem anderen Steuergerät weiterverarbeitet
werden kann.
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Im
Folgenden werden die verschiedenen Gurtbandverläufe und
ihre Auswirkungen auf die Anschnallerkennungseinrichtung beschrieben.
Die verschiedenen, alternativen Verläufe des Gurtbandes 2, 2', 2'' sind
zur Unterscheidung wie oben dargestellt in der Figur als durchgezogene
Linie, gestrichelte Linie oder gepunktete Linie eingezeichnet.
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In
einer ersten Betrachtung befindet sich das in der Figur gepunktet
dargestellte Gurtband 2'' in der Ablageposition. Eine am
Gurtband 2'' befestigte Steckzunge 5, welche in
der Figur für die erste Betrachtung zur besseren Übersicht
nicht dargestellt ist, ist nicht im Gurtschloss 6 verriegelt.
Die Verriegelungserkennung 7 erkennt kein verriegeltes
Gurtschloss 6. Der Gurtbandauszugssensor 8 erfasst
als Auszugslänge des Gurtbandes 2'' die Ablage-Auszugslänge,
welche kleiner ist als eine auch weiter unten beschriebene Mindestauszugslänge.
Die Anschnallerkennungseinrichtung zeigt in dieser ersten Betrachtung
als Gurtstatus keinen angegurteten Zustand eines Insassen an, da
weder die Verriegelungserkennung 7 ein verriegeltes Gurtschloss 6 erkennt,
noch der Gurtbandauszugssensor 8 eine Auszugslänge
erfasst, welche größer oder gleich der Mindestauszugslänge
ist.
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In
einer erweiterten ersten Betrachtung, in welcher ein Insasse wie
oben beschrieben eine zusätzliche, nicht am Gurtband 2'' befestigte
Steckzunge 5 in dem Gurtschloss 6 verriegelt,
erkennt die Verriegelungserkennung 7 ein verriegeltes Gurtschloss 6.
Die Anschnallerkennungseinrichtung zeigt aber auch in der erweiterten
ersten Betrachtung als Gurtstatus keinen angegurteten Zustand des
Insassen an, da die zusätzlich zur Erkennung eines verriegelten
Gurtschlosses notwendige Bedingung, dass der Gurtbandauszugssensor 8 eine
Auszugslänge erfasst, welche größer oder
gleich der Mindestauszugslänge ist, für das Gurtband 2'' in
seiner Ablageposition nicht erfüllt ist.
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In
einer zweiten Betrachtung verläuft das Gurtband 2' wie
oben beschrieben zwischen Insasse 9 und Sitz 10.
Das Gurtband 2' umschlingt den Insassen 9 in dieser
zweiten Betrachtung nicht. Die am Gurtband 2' befestigte
Steckzunge 5 ist im Gurtschloss 6 verriegelt.
Die Verriegelungserkennung 7 erkennt ein verriegeltes Gurtschloss 6.
Der Gurtbandauszugssensor 8 erfasst als Auszugslänge
des Gurtbandes 2' eine Leer-Auszugslänge, welche
sich ergibt, wenn das Gutschloss 6 verriegelt ist, ohne dass
das Gurtband 2' den Insassen 9 umschlingt. Die Leer-Auszugslänge
ist kleiner als die für die Plausibilisierung der Verriegelungserkennung 7 wichtige
Mindestauszugslänge, damit anhand der Auszugslänge unterschieden
werden kann, ob das Gurtband 2, 2', 2'' den
Insassen 9 umschlingt oder nicht. Die Anschnallerkennungseinrichtung
zeigt als Gurtstatus in dieser zweiten Betrachtung keinen angegurteten
Zustand des Insassen 9 an, da zwar die Verriegelungserkennung 7 ein
verriegeltes Gurtschloss 6 erkennt, aber die zusätzlich
notwendige Bedingung nicht erfüllt ist, dass der Gurtbandauszugssensor 8 eine
Auszugslänge erfasst, welche größer oder
gleich der Mindestauszugslänge ist.
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In
einer dritten Betrachtung umschlingt das als durchgehende Linie
dargestellte Gurtband 2 den Insassen 9. Die am
Gurtband 2 befestigte Steckzunge 5 ist in dem
Gurtschloss 6 verriegelt. Der Insasse 9 ist bestimmungsgemäß angegurtet.
Die Verriegelungserkennung 7 erkennt ein verriegeltes Gurtschloss 6.
Der Gurtbandauszugssensor 8 erfasst eine Auszugslänge
des Gurtbandes 2, welche größer der Mindestauszugslänge
ist. Die Mindestauszugslänge ist derart festgelegt, dass
sie größer ist als die Leer-Auszugslänge,
aber kleiner als eine Auszugslänge, welche sich bei der
Umschlingung eines kleinstmöglichen Insassen ergibt. Die
Anschnallerkennungseinrichtung zeigt in dieser dritten Betrachtung
als Gurtstatus einen angegurteten Zustand des Insassen 9 an,
da sowohl die Verriegelungserkennung 7 ein verriegeltes
Gurtschloss 6 erkennt, als auch der Gurtbandauszugssensor 8 eine
Auszugslänge erfasst, welche größer oder
gleich der Mindestauszugslänge ist.
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In
anderen Worten kann die Erfindung wie folgt dargestellt werden:
Bei
bekannten Gurt-Anschnallüberwachungen für ein Fahrzeug
wird beispielsweise ein Warnsignal ausgegeben, wenn ein Sicherheitsgurt
nicht angelegt ist. Wenn das Gurtschloss des Sicherheitsgurtes verriegelt
ist, wird davon ausgegangen, dass ein Insasse angegurtet ist, und
das Warnsignal wird nicht ausgegeben. Falls das Gurtband des Sicherheitsgurtes
jedoch – in Fahrtrichtung des Fahrzeuges – hinter
dem Insassen zwischen Insasse und Sitz hindurch geführt und
eine am Gurtband befestigte Steckzunge im Gurtschloss verriegelt
wird, ertönt ebenfalls kein Warnsignal, obwohl der Insasse
durch den Sicherheitsgurt nicht geschützt wird.
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Die
vorgeschlagene, verbesserte Gurt-Anschnallüberwachung zeichnet
sich durch folgendes aus:
Die herausgezogene Länge
des Gurtbandes wird überwacht und beim Einstecken und Verriegeln
der Steckzunge im Gurtschloss ertönt weiterhin ein Warnsignal,
wenn das Gurtband hinter dem Insassen verläuft. (Freie
Einstecklänge des Gurtbandes) Erst bei einem weiteren Herausziehen
des Gurtbandes über den Körper des Insassen erlischt
das Warnsignal. Wenn die freie Einstecklänge des Gurtbandes um
eine vorbestimmte Länge x überschritten wird, wird
davon ausgegangen, dass das Gurtband richtig über den Körper
des Insassen verläuft.
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Die Überwachung
der herausgezogenen Länge des Gurtbandes wird mittels eines
Sensors oder eines geeigneten Messgerätes übernommen. Die Überwachung
kann auch mittels einer Kraftmessung erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sicherheitsgurt
- 2,
2', 2''
- Gurtband
- 3
- Endbeschlag
- 4
- Gurtbandaufroller
- 5
- Steckzunge
- 6
- Gurtschloss
- 7
- Verriegelungserkennung
- 8
- Gurtbandauszugssensor
- 9
- Insasse
- 10
- Sitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4327989
C2 [0003, 0009]
- - DE 102005017282 A1 [0004, 0011]
