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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug mit zumindest einem Fahrzeugsitz, welcher ein Sitzpolster, eine Sitzlehne und eine Kopfstütze aufweist.
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Aus der
DE 10 2010 007 242 A1 ist eine Fahrzeugsitzanordnung zum Schützen eines Fahrzeuginsassen eines Fahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, bekannt. Bei der Fahrzeugsitzanordnung ist mindestens ein an einem Fahrzeugsitz angeordnetes, zum Schutz des auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen auslösbares Schutzelement bei einer sich anbahnenden Kollision oder bei einer Kollision auslösbar. Der Fahrzeugsitz weist als Schutzelemente zumindest zwei gegenüberliegende aufblasbare Elemente in den Seitenwangen auf, wobei nur das der voraussichtlichen Kollisionsstelle zugewandte aufblasbare Element in Abhängigkeit von einem Steuersignal auslösbar und in Richtung des Fahrzeuginsassen aufblasbar ist. Beim Auslösen des Schutzelementes wird ein Impuls auf den Fahrzeuginsassen oder zumindest auf einen Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen ausgeübt, durch welchen der Fahrzeuginsasse oder zumindest der Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen von einem Kollisionsabschnitt des Fahrzeuges, der mit einem Objekt kollidiert oder kollidieren wird, weg bewegbar ist. Dabei sind die aufblasbaren Elemente mehrfach und reversibel aufblasbar ausgebildet und mit einer Gasquelle gekoppelt, die austauschbar, regenerierbar oder zum wiederholten Aufblasen des Schutzelementes einsetzbar ist.
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Darüber hinaus ist aus der
DE 10 2009 043 113 A1 ein Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeuges, insbesondere Personenkraftwagen, bekannt. Der Fahrzeugsitz umfasst zumindest eine Sitzfläche, eine Sitzlehne und eine Kopfstütze, wobei bei einem sich anbahnenden Heckaufprall oder bei einem Heckaufprall durch eine aktive Bewegung der Sitzlehne und/oder der Kopfstütze eine Kraft in Wirkrichtung der durch den Heckaufprall wirkenden Stoßkraft auf den Fahrzeuginsassen aufgebracht wird.
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Weiterhin beschreibt die
DE 10 2008 032 981 A1 eine Fahrzeugsitzanordnung für ein Kraftfahrzeug. Die Fahrzeugsitzanordnung umfasst
- – einen Fahrzeugsitz, der mindestens ein zum Schutz eines auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen aufblasbares Element aufweist;
- – Mittel zum Aufblasen des aufblasbaren Elementes, die ausgebildet sind, das aufblasbare Element als Reaktion auf ein Signal einer Pre-Crash-Sensorik des Kraftfahrzeuges, das eine sich anbahnende Kollision des Kraftfahrzeuges signalisiert, aufzublasen; sowie
- – Mittel zum Abströmen von Gas aus dem aufblasbaren Element, um einen Aufprall des Fahrzeuginsassen auf das aufblasbare Element zu dämpfen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Vorrichtung zum Insassenschutz in einem Fahrzeug umfasst zumindest einen Fahrzeugsitz, welcher ein Sitzpolster, eine Sitzlehne und eine Kopfstütze aufweist. Erfindungsgemäß ist in der Kopfstütze wenigstens ein aufblasbares Element angeordnet, welches bei einer erfassten dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision oder bei einer Heckkollision aufblasbar ist, so dass ein Abstand zwischen der Kopfstütze und dem Kopf eines Fahrzeuginsassen verringerbar ist.
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Dadurch, dass der Abstand zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und der Kopfstütze des entsprechenden Fahrzeugsitzes mittels des aufgeblasenen Elementes verringerbar ist, ist in besonders vorteilhafter Weise das Risiko von Nackenverletzungen des Fahrzeuginsassen, beispielsweise durch Überdehnung der Nackenmuskulatur, insbesondere bei einer Heckkollision des Fahrzeuges, zumindest vermindert.
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Mittels des in der Kopfstütze angeordneten und aufgeblasenen Elementes ist die Kopfstütze in Bezug auf den Kopf des Fahrzeuginsassen im Wesentlichen optimal positioniert, um insbesondere der Überdehnung der Nackenmuskulatur bei einer Heckkollision entgegen zu wirken, wodurch auf den Fahrzeuginsassen wirkende kollisionsbedingte Belastungswerte verringert werden können.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass sich das aufblasbare Element in der Kopfstütze im aufgeblasenen Zustand der Form des Kopfes des Fahrzeuginsassen anpasst, wodurch beispielsweise auch ein seitliches Halten des Kopfes im Fall einer Heckkollision realisierbar ist.
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Bevorzugt ist das aufblasbare Element, bei welchem es sich im aufgeblasenen Zustand um ein Luftkissen handelt, in einem vorderen Bereich, also in einem dem Kopf des Fahrzeuginsassen zugewandten Bereich, der Kopfstütze angeordnet, um den Abstand zwischen Kopf und Kopfstütze optimal verringern zu können, so dass das Risiko einer Verletzung der Nackenmuskulatur des Fahrzeuginsassen weitestgehend ausgeschlossen werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest das in der Kopfstütze aufblasbare Element mehrfach und reversibel aufblasbar ausgebildet, so dass in besonders vorteilhafter Weise eine mehrmalige Anwendung hinsichtlich des aufblasbaren Elementes bei einer dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision oder bei einer Heckkollision möglich ist. Dadurch kann ein Service- und/oder Wartungsaufwand zumindest in Bezug auf das aufblasbare Element deutlich verringert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in einer jeweiligen Seitenwange der Sitzlehne ein weiteres aufblasbares Element angeordnet ist, welches bei einer dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision des Fahrzeuges aufblasbar ist, so dass ein Fahrzeuginsasse auf dem Fahrzeugsitz durch Aufblasen des Elementes von einer Kollisionsseite des Fahrzeuges weg bewegbar ist und somit der Insassenschutz des Fahrzeuges erhöht werden kann.
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Durch das Aufblasen des in der Seitenwange angeordneten weiteren aufblasbaren Elementes wirkt ein Impuls auf den Fahrzeuginsassen, wodurch derselbe vorteilhaft von der Kollisionsseite weg bewegbar ist, so dass ein Verletzungsrisiko des Fahrzeuginsassen durch kollisionsbedingt in den Fahrzeuginnenraum intrudierende Fahrzeugteile zumindest reduziert werden kann.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit einer ermittelten Kollisionsart das in der Seitenwange angeordnete aufblasbare Element oder das in der Kopfstütze angeordnete aufblasbare Element aufblasbar ist. Dabei ist das in der Seitenwange angeordnete aufblasbare Element vorteilhaft bei einer ermittelten Seitenkollision des Fahrzeuges und das in der Kopfstütze angeordnete aufblasbare Element ist bei einer ermittelten Heckkollision des Fahrzeuges aufblasbar. Dadurch ist es möglich, den insassenschutz entsprechend der ermittelten Kollisionsart weitestgehend sicherzustellen.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind beide aufblasbaren Elemente über einen Gasstromverteiler mit einem Gasdruckspeicher verbunden, wobei die beiden aufblasbaren Elemente mittels des eines Gasdruckspeichers mit einem Gas beaufschlagbar und somit aufblasbar sind. Dadurch, dass nur ein Gasdruckspeicher zum Aufblasen der aufblasbaren Elemente vorgesehen ist, ist die Vorrichtung im Vergleich zu einer Vorrichtung mit jeweils einem Gasdruckspeicher für ein aufblasbares Element kostengünstiger. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gasstromverteiler um ein Ventil, welches im Kollisionsfall des Fahrzeuges ansteuerbar ist und dadurch eine jeweilige Leitung zum Aufblasen des entsprechenden aufblasbaren Elementes öffnet. Dazu verfügt das Ventil beispielsweise über eine Einlassöffnung und zwei Auslassöffnungen, wobei eine der Auslassöffnungen strömungstechnisch mit einem aufblasbaren Element verbunden ist.
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Vorzugsweise kann der Gasdruckspeicher austauschbar und/oder mittels einer Gaspatrone wieder befüllbar sein, so dass es bei entleertem Gasdruckspeicher nicht erforderlich ist, die gesamte Vorrichtung auszutauschen, um den Insassenschutz mittels einer solchen Vorrichtung weitestgehend sicherstellen zu können.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug mit zumindest einem Fahrzeugsitz, welcher ein Sitzpolster, eine Sitzlehne und eine Kopfstütze aufweist. Erfindungsgemäß ist in der Kopfstütze ein aufblasbares Element angeordnet, welches bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision oder bei einer Heckkollision aufgeblasen wird, so dass ein Abstand zwischen der Kopfstütze und dem Kopf des Fahrzeuginsassen verringert wird.
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Vorzugsweise ist in einer jeweiligen Seitenwange der Sitzlehne ein weiteres aufblasbares Element angeordnet, welches bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision oder bei einer Kollision des Fahrzeuges aufgeblasen wird, so dass ein Fahrzeuginsasse auf dem Fahrzeugsitz durch Aufblasen des Elementes von einer Kollisionsseite des Fahrzeuges weg bewegt wird. Der Fahrzeugsitz weist also zumindest ein in der Kopfstütze angeordnetes und ein in der jeweiligen Seitenwange der Sitzlehne angeordnetes aufblasbares Element auf, so dass dadurch ein Insassenschutz des Fahrzeuges bei einer Kollision desselben sichergestellt werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Kollisionsart ermittelt und in Abhängigkeit der ermittelten Kollisionsart wird das in der Seitenwange angeordnete aufblasbare Element oder das in der Kopfstütze angeordnete aufblasbare Element aufgeblasen, so dass ein im Wesentlichen optimaler Insassenschutz ermöglicht werden kann.
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Dabei erfolgt das Aufblasen der aufblasbaren Elemente über einen Gastromverteiler, der mit einem Gasdruckspeicher verbunden ist, wodurch eine Komponentenanzahl der Vorrichtung dahingehend verringert werden kann, als das für jedes aufblasbare Element ein separater Gasdruckspeicher verwendet wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch einen auf einem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen,
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2 schematisch einen auf einem Fahrzeugsitz mit einer aktiven Kopfstütze sitzenden Fahrzeuginsassen,
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3 schematisch einen auf einem Fahrzeugsitz mit einem in der Kopfstütze angeordneten aufgeblasenen Element sitzenden Fahrzeuginsassen,
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4 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit in der Kopfstütze und in Seitenwangen der Sitzlehne angeordneten aufblasbaren Elementen und
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5 schematisch eine Vorrichtung zum Aufblasen des jeweiligen aufblasbaren Elementes.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Fahrzeugsitz 1 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug nach dem Stand der Technik, wobei auf dem Fahrzeugsitz 1 ein Fahrzeuginsasse 2 sitzt.
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Bei dem Fahrzeugsitz 1 kann es sich insbesondere sowohl um einen Fahrersitz als auch um einen Beifahrersitz handeln.
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Der Fahrzeugsitz 1 weist ein Sitzpolster 1.1, eine Sitzlehne 1.2 und eine Kopfstütze 1.3 auf, wobei die Sitzlehne 1.2 dieselbe seitlich begrenzende Seitenwange 1.4 aufweist.
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Das Fahrzeug verfügt über eine Umfeldsensorik, die eine Anzahl von im oder am Fahrzeug angeordnete Erfassungseinheiten aufweist, die mit einer Steuereinheit verbunden sind. Von den Erfassungseinheiten erfasste Signale sind der Steuereinheit zuführbar, welche die Signale verarbeitet und auswertet.
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Mittels der Umfeldsensorik ist ein Fahrzeugumfeld erfassbar, wobei anhand erfasster Signale ermittelbar ist, ob ein im Fahrzeugumfeld erfasstes Objekt ein potentielles Kollisionsobjekt für das Fahrzeug darstellt. Dazu werden vorzugsweise ebenfalls der Steuereinheit zugeführte Fahrzeugparameter, wie z. B. eine momentane Fahrgeschwindigkeit, eine Querbeschleunigung und/oder ein Lenkradwinkel herangezogen.
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Handelt es sich bei dem erfassten Objekt um ein für das Fahrzeug potentielles Kollisionsobjekt, so wird in der Steuereinheit ermittelt, dass dem Fahrzeug eine Kollision bevorsteht.
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Zusätzlich zu den Erfassungseinheiten der Umfeldsensorik weist das Fahrzeug Aufprallsensoren auf, die auch mit der Steuereinheit verbunden sind. Mittels erfasster Signale der Aufprallsensoren ist ein Aufprall, also die Kollision des Fahrzeuges, selbst mit einem Objekt erfassbar, wobei die Aufprallsensoren beispielsweise als Drucksensoren ausgeführt sind.
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Mittels derartiger Drucksensoren ist eine kollisionsbedingte Druckerhöhung in einem Hohlraum der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise in einem Hohlraum einer Fahrzeugtür, erfassbar. Erfasste Signale sind der Steuereinheit zuführbar, so dass durch Auswertung und Verarbeitung der Signale ein Eintritt einer Kollision des Fahrzeuges ermittelbar ist.
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Um bei einem Heckaufprall das Risiko einer Verletzung der Nackenmuskulatur des Fahrzeuginsassen zumindest zu verringern, ist die Kopfstütze 1.3 als aktive Kopfstütze 1.3 ausgeführt.
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Hierzu sind im inneren der Kopfstütze 1.3 mit der Steuereinheit gekoppelte nicht näher dargestellte Federelemente angeordnet, welche im normalen Betrieb des Fahrzeuges vorgespannt sind.
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Wird mittels Signalen der Umfeldsensorik ermittelt, dass dem Fahrzeug eine Heckkollision mit einer bestimmten Kollisionsschwere bevorsteht, so wird mittels der Steuereinheit ein Steuersignal erzeugt und den Federelementen zugeführt, so dass die Federelemente entspannen und das Polsterelement der Kopfstütze 1.3 nach vorn in Richtung des Kopfes 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 und nach oben geschoben wird.
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In den 2 und 3 ist ein Fahrzeugsitz 1 mit einem Sitzpolster 1.1, einer Sitzlehne 1.2 mit seitlichen Sitzwangen 1.4 und einer Kopfstütze 1.3 dargestellt.
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Erfindungsgemäß ist in einem vorderen dem Fahrzeuginsassen 2 zugewandten Bereich der Kopfstütze 1.3 ein aufblasbares Element 3 als Bestandteil einer Vorrichtung zum Insassenschutz angeordnet.
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Das aufblasbare Element 3 wird bei einer mittels der Umfeldsensorik erfassten dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision oder bei einer mittels der Aufprallsensoren erfassten Heckkollision mit einem Gas, insbesondere Luft, aufgeblasen, so dass ein Abstand zwischen dem Kopf 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 und der Kopfstütze 1.3 verringert ist. Die Verringerung des Abstandes zwischen dem Kopf 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 und der Kopfstütze 1.3 dient dazu, Verletzungen der Nackenmuskulatur im Fall einer Heckkollision des Fahrzeuges zumindest zu verringern. Der Kopf 2.1 befindet sich, nachdem das aufblasbare Element aufgeblasen ist, nah an der Kopfstütze 1.3, so dass ein Überdehnen der Nackenmuskulatur aufgrund kollisionsbedingt auf den Fahrzeuginsassen 2 wirkender Beschleunigungen weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Dabei ist die Kopfstütze 1.3 mit dem aufgeblasenen Element 3 hinsichtlich des Kopfes 2.1 optimal positioniert, wodurch sich die Form des aufblasbaren Elementes 3 im aufgeblasenen Zustand der Form des Kopfes 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 wenigstens verbessert anpasst.
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In 2 ist das aufblasbare Element 3 im unaufgeblasenen Zustand und in 3 im aufgeblasenen Zustand gezeigt.
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Ist das aufblasbare Element 3 aufgeblasen, weist es die Form eines Luftkissens auf, welches mehrfach aufblasbar und reversibel ausgeführt ist. Vorzugsweise kann das aufblasbare Element 3 aus einem Gewebe wie herkömmliche Airbags gebildet sein.
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Dadurch, dass das aufblasbare Element 3 mehrfach aufblasbar ist, muss dasselbe beispielsweise nach einer Fehlauslösung nicht ausgetauscht werden, wodurch ein Service- und auch ein Wartungsaufwand reduziert werden können.
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Im unaufgeblasenen Zustand ist das aufblasbare Element 3 nicht sichtbar hinter einem Bezug des Polsterelementes im vorderen Bereich der Kopfstütze 1.3 angeordnet.
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Um das aufblasbare Element 3 im Fall einer Heckkollision des Fahrzeuges schlagartig mit einem Gas, insbesondere Luft, aufblasen zu können, ist das aufblasbare Element 3 strömungstechnisch mit einem in 5 schematisch dargestellten Gasdruckspeicher 5 verbunden. Der Gasdruckspeicher 5 ist vorzugsweise in einem vorhandenen Bauraum des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet. Dabei ist der Gasdruckspeicher 5 bevorzugt so angeordnet, dass derselbe vergleichsweise einfach und ohne grollen Aufwand zugänglich ist, um beispielsweise selbst ausgetauscht werden zu können und/oder um eine Gaspatrone austauschen zu können.
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Das aufblasbare Element 3 kann eine Ausströmöffnung aufweisen, so dass das Fluid, insbesondere die Luft, in dem aufgeblasenen Element 3 beim Anprall des Kopfes 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 an die Kopfstütze 1.3 entweichen kann, so dass der Anprall gedämpft wird, also Anprallenergie zumindest teilweise absorbiert wird. Dabei ist die Ausströmöffnung so konzipiert, dass ein Innendruck in dem aufgeblasenen Element 3 ohne auf dasselbe ausgeübten Druck weitestgehend aufrechterhalten wird und das Fluid nur bei wirkendem Druck über die Ausströmöffnung entweichen kann. Hierzu kann die Ausströmöffnung beispielsweise mit einer Membran versehen sein.
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In 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Fahrzeugsitzes 1 mit einer Vorrichtung zum Insassenschutz dargestellt. In der Kopfstütze 1.3 des Fahrzeugsitzes 1 ist ein aufblasbares Element 3 angeordnet, wobei in Seitenwangen 1.4 der Sitzlehne 1.2 jeweils ein weiteres aufblasbares Element 4 angeordnet ist.
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Das weitere aufblasbare Element 4 wird bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Seitenkollision beispielsweise mit Luft aufgeblasen, um den Fahrzeuginsassen 2 von einer Kollisionsseite des Fahrzeuges weg zu bewegen. Dem Fahrzeuginsassen 2 wird also mittels des weiteren aufblasbaren Elementes 4 ein Impuls aufgeprägt, wobei nur das weitere aufblasbare Element 4 aufgeblasen wird, welches der Kollisionsseite zugewandt ist.
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In Abhängigkeit der in der Steuereinheit ermittelten Kollisionsart wird bei einer erfassten Heckkollision das aufblase Element 3 in der Kopfstütze 1.3 aufgeblasen und bei einer erfassten Seitenkollision des Fahrzeuges wird das der ermittelten Kollisionsseite zugewandte weitere aufblasbare Element 4 der entsprechenden Seitenwange 1.4 der Sitzlehne 1.2 aufgeblasen.
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Sowohl das aufblasbare Element 3 in der Kopfstütze 1.3 als auch das jeweilige weitere aufblasbare Element 4 in den Seitenwangen 1.4 sind über einen Gasstromverteiler 6 mit dem Gasdruckspeicher 5 strömungstechnisch verbunden, wie als Blockschaltbild in 5 näher gezeigt ist. D. h. für die aufblasbaren Elemente 3, 4 ist ein Gasdruckspeicher 5 vorgesehen, wodurch eine Komponentenanzahl der Vorrichtung zum Insassenschutz in dem Fahrzeug vermindert werden kann.
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Bei dem Gasstromverteiler 6 handelt es sich um ein Ventil, welches bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision mittels eines erzeugten Steuersignals der Steuereinheit angesteuert wird. Dabei wird die Ausströmöffnung des Gasstromverteilers 6 durch die Ansteuerung geöffnet, welche dem der ermittelten Kollisionsart entsprechenden aufblasbaren Element 3, 4 zugeordnet ist, so dass dasselbe zum Insassenschutz aufgeblasen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010007242 A1 [0002]
- DE 102009043113 A1 [0003]
- DE 102008032981 A1 [0004]
