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Die vorliegende Erfindung betrifft einen aufblasbaren Sicherheitsgurt sowie eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Sicherheitsgurt.
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Aus der
DE 43 26 481 A1 ist ein aufblasbarer Sicherheitsgurt bekannt, bei dem ein elastischer Schlauch vollständig in einem Gurtband angeordnet ist. Bei einem Unfall wird der Schlauch aufgeblasen und expandiert elastisch. Das Gurtband ist aus Gestrick so gebildet, dass es in Lateralrichtung eine geringe, senkrecht hierzu und zur Gurtlängsrichtung eine hohe Steifigkeit aufweist. Auf diese Weise dehnt sich das Gurtband im Wesentlichen in Lateralrichtung und bewirkt so eine flächige Expansion des elastischen Schlauchs vor dem Träger des Sicherheitsgurtes.
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Nachteilig limitiert die in der Regel geringere Dehnfähigkeit des gestrickten Gurtbandes die Ausdehnung und Geschwindigkeit des expandierenden Schlauches.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Sicherheit eines Insassen eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Sicherheitsgurt für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personen- oder Lastkraftwagen, weist einen oder mehrere Gurtteile auf. Ein Gurtteil im Sinne der vorliegenden Erfindung kann insbesondere ein Abschnitt eines ein- oder mehrteiligen Sicherheitsgurtes sein, der dazu vorgesehen ist, sich in einem angelegten Zustand vor einem Träger bzw. Fahrzeuginsassen zwischen zwei Fix- bzw. Umlenkpunkten zu erstrecken. Ein einfacher Zweipunktgurt weist somit beispielsweise einen Gurtteil auf, ein Dreipunktgurt zwei Gurtteile, insbesondere einen Schulter- und einen Beckengurtteil, ein Vier- oder Sechspunktgurt entsprechend mehr Gurtteile.
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Ein oder mehrere Gurtteile weisen ein oberes und ein unteres Band auf. Ein oder beide Bänder eines Gurtteils können ein- oder mehrlagig ausgebildet sein, wobei eine oder mehrere Lagen vorzugsweise Textilmaterial, insbesondere Gewebe aufweisen und bevorzugt hieraus bestehen.
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Zwischen zwei Bändern eines oder mehrerer Gurtteile sind jeweils ein oder mehrere Expansionskörper angeordnet, die eine elastische Membran aufweisen, welche einen Hohlraum begrenzt.
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Unter einer Membran im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere ein Körper verstanden, dessen Wandstärke im Verhältnis zu seiner Oberfläche in einem elastisch nicht verformten Zustand klein ist, insbesondere ein Körper, bei dem der Quotient von Wandstärke dividiert durch Oberfläche höchstens 0,05%, bevorzugt höchstens 0,01% beträgt, wie dies beispielsweise bei einer rechteckigen Platte mit 10 cm Kantenlänge und 1 mm Wandstärke der Fall ist (1/(100 × 100) = 0,01%).
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Unter einer elastischen Membran im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine Membran verstanden, die elastisch stark verformbar ist, insbesondere eine Membran, deren Reißdehnung, beispielsweise im Zugversuch nach DIN 53504, wenigstens 100% und vorzugsweise wenigstens 500% beträgt und/oder deren Elastizitätsmodul bei Raumtemperatur höchstens 0,5 GPa, vorzugsweise höchstens 0,1 GPa beträgt.
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Eine elastische Membran weist in einer bevorzugten Ausführung ein oder mehrere Elastomere auf, in einer bevorzugten Weiterbildung besteht sie hieraus. Ein Elastomer kann insbesondere Natur- oder synthetischer Kautschuk, Gummi, Silikon oder ein thermoplastischer Elastomer (TPE) sein.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist das obere und/oder untere Band in wenigstens einer Richtung, vorzugsweise in zwei oder drei zueinander senkrechten Richtungen, eine höhere Steifigkeit bzw. einen größeren Elastizitätsmodul und/oder eine geringere Reißdehnung auf als die elastische Membran.
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In einem nicht aktivierten Zustand, in dem ein oder mehrere Hohlräume nicht oder nur vorgefüllt, d. h. noch nicht mit einer hierzu vorgesehenen Maximalmenge bzw. vollständig mit Füllfluid gefüllt sind, sind der oder die Expansionskörper zwischen dem oberen und unteren Band des jeweiligen Gurtteils aufgenommen. Vorzugsweise ragen der bzw. die Expansionskörper nicht lateral bzw. seitlich über die Bänder hinaus. Bevorzugt ist ein Expansionskörper im nicht aktivierten Zustand über seinen gesamten Umfang von den beiden Bändern umschlossen.
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Wenn eine Steuereinrichtung, die beispielsweise einen oder mehrere Abstands-, Beschleunigungs-, Deformations- und/oder Kraftsensoren aufweisen kann, einen bevorstehenden oder eingetretenen Unfall des Fahrzeugs erfasst, aktiviert sie eine Füllfluidquelle. Die Füllfluidquelle ist zur Befüllung wenigstens eines Hohlraums wenigstens eines Expansionskörpers mit einem Füllfluid eingerichtet, insbesondere mit einem Gas, vorzugsweise mit Luft. Die Füllfluidquelle kann insbesondere einen oder mehrere pyrotechnische und/oder Druckgasgeneratoren aufweisen. Die Füllfluidquelle kann einen oder mehrere Hohlräume eines oder mehrerer Expansionskörper beliefern, sie kann zusätzlich auch einen oder mehrere weitere entfaltbare Luftsäcke beliefern. Zusätzlich oder alternativ können zwei oder mehr Füllfluidquellen zur Befüllung desselben Hohlraums vorgesehen sein. In einer bevorzugten Weiterbildung weist eine Füllfluidquelle einen oder mehrere Mikrogasgeneratoren (MGG) auf.
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Die aktivierte Füllfluidquelle füllt den bzw. die Hohlräume, so dass der Expansionskörper unter elastischer Dehnung der Membran expandiert. Dabei tritt er lateral über die beiden Bänder vor, so dass er sich im aktivierten Zustand über die beiden Bänder hinaus erstreckt. Lateral bzw. seitlich bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere die Richtung senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Gurtteils und senkrecht zu dessen Oberflächennormale, bei einem Gurtteil mit 1 m Länge, 5 cm Breite und 5 mm Wandstärke also beispielsweise in Richtung der Breite.
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Vorteilhafterweise kann somit eine Auffangfläche für den Träger des Gurtes bzw. Fahrzeuginsassen rasch und/oder mit einer großen Fläche zur Verfügung gestellt werden, da der nicht mehr allseitig von den Bändern umschlossene, sondern lateral über diese hinausragende Expansionskörper sich rascher und/oder starker ausdehnen kann als die Bänder.
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Ein oder mehrere Expansionskörper können sich im aktivierten Zustand beidseitig lateral über die beiden Bänder hinaus erstrecken, d. h. über die beiden einander gegenüberliegenden Kanten der Bänder hinaus. Gleichermaßen können ein oder mehrere Expansionskörper sich im aktivierten Zustand einseitig lateral über die beiden Bänder hinaus erstrecken, d. h. nur über eine der beiden einander gegenüberliegenden Kanten der Bänder hinaus, während diese(r) Expansionskörper auf der anderen Seite weiterhin von beiden Bändern umschlossen bleibt.
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Zusätzlich zu der lateralen Erstreckung können ein oder mehrere Expansionskörper sich im aktivierten Zustand im Wesentlichen plan bzw. fluchtend mit einem oder beiden Bändern erstrecken, d. h. in Richtung der Wandstärke des jeweiligen Bandes nicht über dieses hinausragen oder unter diesem liegen. Gleichermaßen ist es in einer bevorzugten Weiterbildung möglich, dass sich Expansionskörper im aktivierten Zustand in Richtung der Wandstärke des jeweiligen Bandes gesehen unter- oder oberhalb von diesem erstrecken. Für die letztgenannte Weiterbildung kann es vorteilhaft sein, wenn der bzw. die Expansionskörper eine Vertiefung zur Aufnahme wenigstens eines von den beiden Bänder aufweisen.
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Bei nicht aktiviertem Expansionskörper sind die beiden Bänder vorzugsweise beidseits des Expansionskörpers miteinander verbunden, um diesen festzulegen und/oder vor Umwelteinflüssen wie Abrieb oder dergleichen zu schützen. Die beiden Bänder können auf einer oder beiden Seiten neben dem nicht aktiviertem Expansionskörper insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden sein, insbesondere verklebt, verschweißt und/oder vernäht. Gleichermaßen können die beiden Bänder auf einer oder beiden Seiten neben dem nicht aktivierten Expansionskörper formschlüssig, insbesondere mittels Klettverschluss, miteinander verbunden sein. Die beiden Bänder können auch auf einer oder beiden Seiten neben dem nicht aktivierten Expansionskörper einteilig miteinander ausgebildet sein. Bei einer einteiligen Ausbildung auf einer Seite neben dem nicht aktivierten Expansionskörper können sie auf der gegenüberliegenden Seite insbesondere in der vorstehend erläuterten Weise, vorzugsweise stoff- oder formschlüssig, miteinander verbunden werden. Bei einer einteiligen Ausbildung auf beiden Seiten neben dem nicht aktivierten Expansionskörper können die Bänder als Schlauch hergestellt werden.
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Sind die beiden Bänder beidseits des Expansionskörpers miteinander verbunden, ist in einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass die beiden Bänder entlang wenigstens einer Austrittskante für den Expansionskörper in einem Ausgangszustand lösbar miteinander verbunden sind. Unter einer lösbaren Verbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine wiederverschließbare Verbindung, wie sie beispielsweise ein Klettverschluss darstellt, sowie eine Verbindung verstanden, die beim Lösen wenigstens teilweise zerstört wird. Eine solche zerstörend lösbare Verbindung kann insbesondere durch eine Aufreißnäh-, -schweiß- oder -klebenaht, aber auch durch eine Materialschwächung, insbesondere Wandstärkenverdünnung, hergestellt werden. Eine Materialschwächung kann bereits bei der Herstellung der Verbindung, gleichermaßen auch nachträglich, etwa durch spanende Bearbeitung, Lasern oder dergleichen, hergestellt werden. Insofern kann auch eine zunächst einstückige Ausbildung von zwei Bändern mit einer bei deren Herstellung oder nachträglich ausgebildeten Materialschwächung, etwa einer linienförmigen Wandstärkenreduzierung, eine lösbare Verbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellen.
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In einer bevorzugten Ausführung sind ein oder mehrere Expansionskörper an dem oberen und/oder unteren Band befestigt. Expansionskörper und Band können insbesondere stoffschlüssig, vorzugsweise durch Kleben, Nähen oder Schweißen aneinander befestigt werden. Gleichermaßen können Expansionskörper und Band auch formschlüssig aneinander befestigt werden. Hierzu kann insbesondere einer von dem Expansionskörper und dem Band eine oder mehrere Aussparungen aufweisen, die Vorsprünge von dem anderen von dem Expansionskörper und dem Band durchgreifen. In einer bevorzugten Weiterbildung kann ein Expansionskörper eine Aussparung aufweisen, die ein Faden durchgreift, der an den beiden einander und dem Expansionskörper zugewandten Innenseiten der beiden Bänder befestigt ist.
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Insbesondere hierdurch können die beiden Bänder im Bereich des Expansionskörpers auch im aktivierten Zustand des Expansionskörpers aneinander gefesselt sein. Eine Fesselung, unter der vorliegend insbesondere eine Begrenzung einer Auseinanderbewegung der beiden Bänder verstanden wird, kann gleichermaßen auch von Fäden an den Bandrändern dargestellt werden. Vorzugsweise weisen solche Fäden, die an den Bandrändern angeordnet sind oder eine Aussparung des Expansionskörpers durchgreifen, im Ausgangszustand Lose auf, die bei expandierendem Expansionskörper durch die Auseinanderbewegung der beiden Bänder aufgebraucht wird.
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Durch eine Befestigung von Band und Expansionskörper aneinander kann in einer vorteilhaften Ausführung eine Last, insbesondere eine abzufangende Trägheit eines Insassen, auf beide Elemente eingeleitet bzw. verteilt werden.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1 einen Fahrzeuginsassen mit einem angelegten Sicherheitsgurt nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Frontalansicht; und
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2A, 2B einen Schnitt längs der Linie II-II in 1 durch einen Gurtteil in einem nicht aktivierten (2A) bzw. aktivierten (2B) Zustand.
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1 zeigt in einer Frontalansicht von vorne einen Fahrzeuginsassen in einem Sitz mit einem angelegten Dreipunkt-Sicherheitsgurt nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Sowohl der Schulter- als auch der Beckengurtteil 10, 20 weisen, wie im Schnitt der 2 für den Schultergurtteil 10 näher dargestellt, jeweils ein oberes, insassenfernes Band 10.1 und ein unteres, insassennahes Band 10.2 auf. Der Beckengurtteil 20 entspricht dem Schultergurtteil 10, so dass nachfolgend nur dieser näher erläutert wird.
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Beide Bänder 10.1, 10.2 sind aus üblichem, textilen Sicherheitsgurtmaterial hergestellt und in einem in 2A dargestellten Ausgangszustand miteinander beidseitig längs ihrer Seitenkanten mit einer Naht 10.3 vernäht.
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Zwischen den beiden Bändern 10.1, 10.2 ist ein Expansionskörper 1 mit einer elastischen Membran aus Natur- oder synthetischem Kautschuk aufgenommen, die einen Hohlraum begrenzt. Im Ausgangszustand (2A) ist der Hohlraum unbefüllt und die Membran nicht gedehnt. Hierdurch ergibt sich vorteilhaft eine geringe Gesamtwandstärke des jeweiligen Gurtteils 10 bzw. 20.
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Erfasst eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) einen bevorstehenden oder bereits eingetretenen Unfall, aktiviert sie einen ersten Mikrogasgenerator, der über eine Schlauchleitung den Hohlraum des Expansionskörpers 1 im Schultergurtteil 10 befüllt, und einen zweiten Mikrogasgenerator, der über eine Schlauchleitung den Hohlraum des Expansionskörpers 2 im Schultergurtteil 20 befüllt. In einer Abwandlung kann auch ein Mikrogasgenerator beide Expansionskörper befüllen.
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Die Füllung des Hohlraums bewirkt eine Expansion des jeweiligen Expansionskörpers 1 → 1' bzw. 2 → 2' unter elastischer Dehnung der Kautschuk-Membran. Der expandierende Expansionskörpers 1' zerreibt die Nähte 10.3 und tritt beidseits der Bänder 10.1, 10.2 lateral aus diesen aus, wie in 1, 2B erkennbar. Auf diese Weise stellt der befüllte Expansionskörper 1' bzw. 2' rasch eine große Auffangfläche zur Verfügung, die die Belastung des Insassen infolge der auftretenden Trägheitskräfte großflächig und gleichmäßig verteilt.
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Der Expansionskörper 1 ist beidseitig mit den ihm zugewandten Innenseiten der beiden Bänder 10.1, 10.2 verklebt, so dass auch der befüllte Expansionskörper 1' an den Bändern 10.1, 10.2 befestigt ist. Zudem sind die beiden Bändern 10.1, 10.2 durch eine Naht 10.4 (gestrichelt in 2B angedeutet) aneinander gefesselt, die im Ausgangszustand mit Lose in einer Aussparung 1.1 des Expansionskörpers aufgenommen ist, die den Hohlraum durchgreift. Bei expandierendem Expansionskörper 1' fesselt diese Naht 10.4 nach Aufbrauchen der Lose die beiden Bänder 10.1, 10.2 aneinander und begrenzt so die Ausdehnung des Expansionskörpers 1' in Richtung der Oberflächennormale auf die Bändern 10.1, 10.2 (vertikal in 2).
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Auf diese Weise wird einerseits eine flächige Expansion des Expansionskörpers 1' gesteuert, die in 1 strichpunktiert angedeutet ist. Auf der anderen Seite bewirkt eine Auseinanderbewegung der beiden Bänder 10.1, 10.2 vorteilhaft eine Verkürzung des Gurtteils in dessen Längserstreckungsrichtung, so dass der Sicherheitsgurt gestrafft wird.
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Die Mikrogasgeneratoren können an oder in dem Sitz angeordnet sein. Gleichermaßen ist es möglich, sie am Sicherheitsgurt selber, vorzugsweise direkt an den jeweiligen Expansionskörpern, vorzusehen, so dass keine Fluidleitungen, sondern nur Signalleitungen zur Aktivierung der Mikrogasgeneratoren durch aufzuwickelnde Bereiche des Sicherheitsgurtes geführt werden müssen.
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Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste
| 1, 2 | Expansionskörper (nicht aktivierter Ausgangszustand) |
| 1', 2' | befüllter Expansionskörper (aktivierter Zustand) |
| 1.1 | Aussparung |
| 10 | Schultergurtteil |
| 20 | Beckengurtteil |
| 10.1/10.2 | oberes/unteres (Gurt)Band |
| 10.3, 10.4 | Naht |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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