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HINTERGRUND
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Schräge Aufprälle stellen für die Fahrzeuginsassen besondere Risiken dar. Ein schräger Aufprall ist ein Aufprall, bei dem ein Fahrzeug in einem Winkel auf ein anderes Objekt auftrifft, z.B. in einem Winkel einer Längsachse des Fahrzeugs bezüglich des Objekts, wobei der Winkel z.B. ungefähr 15 Grad beträgt. Wenn ein schräger Aufprall auf einer Vorderseite eines Fahrzeugs auftritt, kann sich ein Fahrzeuginsasse in einem Winkel bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs bewegen. Das heißt, dass bei Auftreten eines schrägen Aufpralls der Fahrzeuginsasse in eine Richtung bewegt werden kann, die von dem Aufprallwinkel bestimmt wird, d.h. der Fahrzeuginsasse oder zumindest der Kopf und/oder Oberkörper des Fahrzeuginsassen kann in eine Richtung im Winkel zu der Längsachse des Fahrzeugs, das an dem schrägen Aufprall beteiligt ist, bewegt werden. Folglich können Fahrzeugsicherheitsmechanismen (z.B. ein Rückhaltesystem), die einen Fahrzeuginsassen im Fall eines Frontalaufpralls schützen, weniger oder unzureichenden Schutz im Fall eines schrägen Aufpralls bereitstellen.
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Beispielsweise kann ein Fahrerairbag (DAB), der z.B. aus einem Lenkrad des Fahrzeugs ausgelöst wird, unzureichenden Schutz für den Fahrer bei einem schrägen Aufprall bereitstellen. Bei einem nicht-schrägen Aufprall, z.B. einem Frontalaufprall, kann der Kopf des Fahrers auf einen DAB nach der Auslösung in oder in der Nähe der Mitte des Airbags auftreffen, wodurch der Airbag allgemein direkt von dem Fahrzeug-Lenkrad unterstützt wird. Im Fall eines schrägen Aufpralls kann der Kopf des Fahrers aber auf den Airbag (z.B. den DAB) in einem Winkel von weniger als 90 Grad aufprallen, wodurch sich der Kopf nach außen dreht und vollständig vom Airbag herunterrutscht. In diesem Fall bietet das Lenkrad unzureichende Unterstützung für den Airbag und der Fahrer erleidet mit größerer Wahrscheinlichkeit eine Kopfverletzung und/oder eine erlittene Kopfverletzung kann schwerer sein.
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ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Lenkradsystems mit einem ausziehbaren Lenkrad in einem nicht ausgezogenen Zustand.
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2. ist eine perspektivische Ansicht des Lenkradsystems aus 1, die das ausziehbare Lenkrad in einem ausgezogenen Zustand zeigt.
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3 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines Lenkrads des Systems aus 1 in einem nicht ausgezogenen Zustand.
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4 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines Lenkrads des Systems aus 1 in einem ausgezogenen Zustand.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht mit weiteren beispielhaften Elementen des Systems aus 1, wobei sich das Lenkrad in einem nicht ausgezogenen Zustand befindet.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht mit weiteren beispielhaften Elementen des Systems aus 1, wobei sich das Lenkrad in einem ausgezogenen Zustand befindet.
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7 stellt eine perspektivische Ansicht des Lenkradsystems aus 1 bereit, wobei sich das Lenkrad in einem ausgezogenen Zustand befindet und ein passives Rückhaltesystem ausgelöst wurde.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Hierin wird ein ausziehbares Lenkradsystem 10 offenbart und in den diversen Figuren gezeigt. Ein ausziehbares Lenkrad 12 weist ausziehbare Stützarme 22 und Verlängerungselemente 34 auf, wobei das Lenkrad 12 ausgezogen werden kann, um eine größere Reaktionsfläche für ein passives Rückhaltesystem, z.B. einen Airbag 36, bereitzustellen als es mit einem langgestreckten Lenkrad 12 möglich wäre.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Lenkradsystems 10 mit einem ausziehbaren Lenkrad 12 in einem nicht ausgezogenen Zustand, während 2 eine perspektivische Ansicht des ausziehbaren Lenkradsystems 10 aus 1 ist, die das ausziehbare Lenkrad 12 in einem ausgezogenen Zustand zeigt. Wie in 1 zu sehen ist, weist das Lenkrad 12 in einem nicht ausgezogenen Zustand zwei Lenkradabschnitte 14 auf, die an einer Verbindungsstelle 24 miteinander verbunden sind. Ausziehbare Stützarme 22 befestigen das Lenkrad 12 an einer Lenksäulenanordnung 32, die eine Lenksäule 16 und eine Lenkradabdeckungsstütze 26 aufweist. Obwohl in den vorliegenden Abbildungen zwei Stützarme 22 gezeigt sind, sind zusätzliche Stützarme 22 möglich. Ferner sind die Lenkradabschnitte 14 als zwei halbe Teile des Lenkrads 12 gezeigt, sie könnten aber auch mehr als zwei Abschnitte 14 aufweisen. Im Allgemeinen benötigt jeder Lenkradabschnitt 14 mindestens einen Stützarm 22, aber er könnte auch von mehr als einem Stützarm 22 abgestützt werden. Ein Stützarm 22 kann an einem Lenkradabschnitt 14 unter Verwendung von einem oder mehreren einer Vielzahl von bekannten Mechanismen, wie z.B. Klebstoff, Bolzen, Schweißnähte usw. befestigt werden.
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Die Arme 22 können auf herkömmliche Weise an der Anordnung 32 befestigt werden, z.B. mit Bolzen, Schweißnähten oder dergleichen. Wie in 2 zu sehen ist, können die Stützarme 22 aber jeweilige Stützarmverlängerungen 30 aufweisen. Ebenso kann das Lenkrad 12 zwei oder mehr Verlängerungselemente 34 aufweisen. Im Allgemeinen ist ein Verlängerungselement 34 für jede Verbindungsstelle 24 zwischen den Lenkradabschnitten 14 vorgesehen. Die Armverlängerungen 30 und Verlängerungselemente 34 sind allgemein röhrenförmig, um einer Gestalt der Lenkradabschnitte 14 und der Stützarme 22 zu entsprechen. Ferner können Armverlängerungen 30 und Verlängerungselemente 34 aus jedem nachgiebigen, flexiblen Material geformt sein, das ausreichende Festigkeit und Flexibilität bereitstellt, damit das Lenkradsystem 10 wie hierin offenbart Leistung erbringen kann. Beispielsweise könnten die Verlängerungen 30 und/oder Verlängerungselemente 34 aus Gummi, Kunststoff usw. gefertigt sein.
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Verschiedene Mechanismen können zum Auslösen des Übergangs des Lenkrads 12 aus dem nicht ausgezogenen Zustand, wie er in 1 zu sehen ist, in einen ausgezogenen Zustand, wie er in 2 zu sehen ist, verwendet werden. Ferner stellen 3 und 4 Querschnittsansichten eines Teils des Lenkrads 12 in einem nicht ausgezogenen Zustand bzw. einem ausgezogenen Zustand bereit. Wie in 3 und 4 zu sehen ist, kann eine Wand jedes Lenkradabschnitts 14 einen allgemein röhrenförmigen inneren Hohlraum 15 definieren, wobei jeder Hohlraum 15 zumindest einen Teil eines Elements 34 aufnimmt. Ferner sind die Elemente 34 allgemein so geformt, dass sie in einem Hohlraum 15 untergebracht werden können, d.h. ein Durchmesser eines röhrenförmigen Elements 34 liegt allgemein nahe bei, z .B. innerhalb eines Millimeters oder weniger, einem Durchmesser eines röhrenförmigen Hohlraums 15.
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Darüber hinaus können die Elemente 34 Flanschenden 38 aufweisen. Ein erstes Flanschende 38 eines Elements 34 kann an einem Ende eines ersten Lenkradabschnitts 14 befestigt sein, z.B. unter Verwendung von Klebstoff oder einer anderen Verbindung, so dass das Flanschende 38 und damit das Element 34 sicher an dem Abschnitt 14 befestigt bleibt, wenn das Lenkrad 12 aus einem nicht ausgezogenen in einen ausgezogenen Zustand übergeht. Ein zweites Flanschende 38 des Elements 34 kann durch eine Umfangslippe 40 in einem zweiten Abschnitt 14 des Lenkrads 12 festgehalten werden, wenn das Lenkrad 12 aus einem nicht ausgezogenen in einen ausgezogenen Zustand übergeht. Folglich kann die Lippe 40 eine Ausdehnung des Lenkrads 12 begrenzen, wodurch eine Gestalt des ausgezogenen Lenkrads 12 bereitgestellt wird, die ein passives Rückhaltesystem 36 (siehe 7), z.B. einen Airbag unterstützt.
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Obwohl es in den separaten Zeichnungen zur Vermeidung von Duplizierung nicht gezeigt ist, können die Stützarme 22 ähnliche Konstruktionen wie die Lippe 40 zum Halten eines Flansches oder dergleichen einer Stützarmverlängerung 30 aufweisen, wenn das Lenkrad 12 von einem nicht ausgezogenen in einen ausgezogenen Zustand übergeht. Alternativ oder zusätzlich kann ein Ende einer Stützarmverlängerung 30 sicher an einem Lenkradabschnitt 14 oder der Lenksäulenanordnung 32 befestigt werden, so dass eine Verbindung, welche die Verlängerung 30 fixiert, nicht unterbrochen wird, wenn das Lenkrad 12 von einem nicht ausgezogenen in einen ausgezogenen Zustand übergeht.
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Zusätzlich zu der Aufnahme zumindest eines Teils eines Elements 34 kann ein Hohlraum 15 auch einen Auslösemechanismus 42 aufnehmen. Beispielsweise kann ein Auslösemechanismus 42 eine bekannte pyrotechnische Vorrichtung, eine gespannte Feder oder eine andere mechanische Vorrichtung aufweisen, die gegen ein Ende des Elements 34 vorgespannt ist. Eine Steuereinheit oder dergleichen in einem Fahrzeug, z.B. eine Airbag-Steuereinheit usw. kann zur Betätigung des Auslösemechanismus 42 verwendet werden, wodurch veranlasst wird, dass sich die Abschnitte 14 an der Verbindungsstelle 24 trennen. Beispielsweise könnte eine Steuereinheit ein Signal für den Auslösemechanismus 42 unter Verwendung eines Kollisionserkennungsalgorithmus und von Unfalldaten, die von einem bekannten fahrzeugbasierten Sensor gemessen wurden, erzeugen. Solche Steuereinheiten sind allgemein bekannt und weisen einen Prozessor und einen Speicher auf, wobei der Speicher Programmanweisungen speichert, die von dem Prozessor ausführbar sind, z.B. könnte hier eine Steuereinheit eine Programmierung aufweisen, um zu ermitteln, wann die Anweisungen zur Auslösung eines Mechanismus 42 und/oder anderen Trennmechanismus bereitgestellt werden sollen. Anweisungen, wie etwa ein Signal zum Betätigen des Auslösemechanismus 42 könnten über einen Controller Area Network (CAN) Bus oder ähnlichen Kommunikationsmechanismus in einem Fahrzeug kommuniziert werden.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem Auslösemechanismus 42 könnten andere Trennmechanismen verwendet werden, um zu veranlassen, dass die Verbindung 24 unterbrochen wird und das Lenkrad 12 ausgezogen werden kann. Beispielsweise könnte ein Teil des Gases, das von dem Gasgeneratorsystem eines Lenkradairbags verwendet wird, in einen Hohlraum 15 geleitet werden und zum Drücken eines Elements 34 verwendet werden, wodurch die Verbindung 24 unterbrochen wird. Ferner könnte die Verbindung 24 einen Klebstoff oder eine andere Verbindung aufweisen, in der bei Aufbringen von starker Hitze Klebekraft aufgelöst wird oder verloren geht. In diesem Beispiel könnte ein Element 34 mit einer gespannten Feder oder dergleichen vorgespannt werden und der Auslösemechanismus könnte zum Trennen der Verbindung 24 ein Brennen zünden, wonach der Vorspannungsmechanismus, z.B. die gespannte Feder, die Elemente 34 zwangsweise auslösen könnte, so dass das Lenkrad 12 dadurch ausgezogen wird.
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Im Allgemeinen ist die Steuereinheit ausgelegt, das Ausziehen des Lenkrads 12 vor der Auslösung eines Airbags 36 (siehe 7) oder dergleichen auszulösen. Beispielsweise kann ein Lenkrad 12 im Wesentlichen innerhalb der ersten 20 Millisekunden nach Erkennung eines schrägen Aufpralls ausgezogen werden, wonach ein Airbag 36 ausgelöst werden könnte.
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Auf jeden Fall ist die Verbindung 24 allgemein ausgelegt, durch einen vorbestimmten Druck, z.B. einen Druck, der durch Betätigung des Auslösemechanismus 42 resultiert, unterbrochen zu werden. Beispielsweise können die Abschnitte 14 an einer Verbindungsstelle 24 aneinander verklebt oder anderweitig verbunden werden. Eine Festigkeit des Klebstoffs oder einer anderen Verbindung kann so kalibriert werden, dass das Lenkrad 12 in Abwesenheit einer Kraft, die durch Betätigung des Auslösemechanismus 42 aufgebracht wird, in einem nicht ausgezogenen Zustand gehalten wird. Der Auslösemechanismus 42 kann wiederum ausgelegt sein, eine Kraft zu verursachen, die größer als die Klebekraft an der Verbindungsstelle 24 ist, wenn der Auslösemechanismus 42 betätigt wird, wodurch die Verbindung 24 unterbrochen wird und das Lenkrad 12 von einem nicht ausgezogenen Zustand in einen ausgezogenen Zustand übergeht.
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels des Lenkradsystems 10 aus 1 mit einem ausziehbaren Lenkrad 12 in einem nicht ausgezogenen Zustand. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht mit weiteren beispielhaften Elementen des Systems 10, einschließlich einer Lenkradnabenabdeckung 18, die über der Lenkradabdeckungsstütze 26 (in 5 nicht sichtbar) angebracht werden kann. Wie bekannt ist, kann ein Fach, das von der Radnabenabdeckung 18 und der Lenkradabdeckungsstütze 26 geformt wird, verschiedene Bauteile aufweisen, einschließlich eines passiven Rückhaltesystems, wie etwa ein Airbag, z.B. ein DAB. Alternativ oder zusätzlich kann ein Airbag von einer Lenksäule 16 ausgelöst werden. Andere Bauteile können in einem Fach untergebracht werden, das von der Abdeckung 18 und der Abdeckungsstütze 26 geformt wird, beispielsweise Fahrzeugelektronik oder dergleichen.
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Auf jeden Fall kann die Abdeckungsstütze 26 Reißgriffe 20 aufweisen, z.B. aus geformten Kunststoff oder dergleichen, die um das Lenkrad 12 angebracht sind. Wie in 6 zu sehen ist, sind die Reißgriffe 20 allgemein ausgelegt zu brechen, wenn der Auslösemechanismus 42 veranlasst, dass die Lenkradabschnitte 14 auseinander gedrückt werden, und das Element 34 sowie die Stützarmverlängerungen 30 ausgelöst werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein anderer Teil der Lenkradnabenabdeckung 18 und/oder der Abdeckungsstütze 26 ausgelegt sein, zu brechen, wenn das Lenkrad 12 von einem nicht ausgezogenen Zustand in einen ausgezogenen Zustand übergeht.
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7 stellt eine perspektivische Ansicht des Lenkradsystems 10 aus 1 bereit, wobei sich das Lenkrad 12 in einem ausgezogenen Zustand befindet und ein passives Rückhaltesystem, in diesem Fall ein Airbag, z.B. ein DAB 36 ausgelöst wurde. Wie zu sehen ist, stellt das ausgezogene Lenkrad 12 eine Unterstützung für den Airbag 36 sogar an dessen Rändern bereit. Folglich werden der Kopf eines Fahrers und/oder ein anderer Körperteil, der auf den Airbag 36 aufprallt, bei einem schrägen Aufprall besser geschützt, weil der Airbag 36 an seinen Rändern abgestützt wird. Somit stellt das hier offenbarte System 10 den Vorteil der verbesserten Fahrersicherheit in einer Situation mit schrägem Aufprall bereit. Ein weiterer Vorteil ist, dass Parameter zum Einbauen und Auslösen eines passiven Rückhaltesystems, wie etwa eines Fahrerseitenairbags, zur Verwendung des Systems 10 und zur Erzielung der erhöhten Fahrersicherheit nicht verändert werden müssen.
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Zusätzlich zu dem hierin offenbarten Lenkradsystem 10 versteht es sich, dass ein Verfahren zum Ausziehen des Lenkrads 12 und/oder zum Auslösen eines passiven Rückhaltesystems 36 ebenfalls hierin offenbart wird. Bei Erkennung eines schrägen Aufpralls durch eine Steuereinheit eines Fahrzeugs kann beispielsweise der Auslösemechanismus 42 z.B. wie oben besprochen, betätigt werden, wodurch ein Druck oder eine Kraft auf ein Element 34 in einem Hohlraum 15 des Lenkradabschnitts 14 aufgebracht werden kann. Wie oben besprochen wird darüber hinaus eine Verbindung 26 zwischen den Lenkradabschnitten 14 bei Aufbringen einer angemessenen Kraft unterbrochen, wodurch ein Element 34 ausgelöst wird, das in einem oder mehreren Abschnitten 14 des Hohlraums 15 verstaut ist, und eine Stützarmverlängerung 30 ausgelöst wird, die in einem Stützarm 22 verstaut ist. Nach der Auslösung des Elements 34 und der Stützarmverlängerung 30 ist das Lenkrad 12 von einem nicht ausgezogenen Zustand in einen ausgezogenen Zustand übergegangen.
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Wie hierin verwendet bedeutet das Adverb „im Wesentlichen“, das ein Adjektiv modifiziert, dass eine Gestalt, Konstruktion, Messung usw. von einer exakt beschriebenen Geometrie, Strecke, Messung usw. aufgrund von Imperfektionen in Werkstoffen, bei der Bearbeitung, Herstellung usw. abweichen kann.
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In den Zeichnungen weisen gleiche Bezugsziffern auf gleiche Elemente hin. Ferner könnten einige dieser Elemente oder alle Elemente verändert werden. Folglich versteht es sich, dass die obige Beschreibung der Veranschaulichung dient und nicht einschränkend ist. Viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die beschriebenen Beispiele werden beim Lesen der obigen Beschreibung für den Fachmann ersichtlich. Der Umfang der Erfindung ist nicht mit Bezug auf die obige Beschreibung zu bestimmen, sondern mit Bezug auf die anhängenden Ansprüche und den vollen Umfang von Äquivalenten solcher Ansprüche. Es wird vorhergesehen und ist beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen in den hierin besprochenen Technologien stattfinden werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen aufgenommen werden. Zusammenfassend ist zu verstehen, dass die Erfindung abgewandelt und variiert werden kann und nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt wird.
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Alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe haben die normalen Bedeutungen, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet verstanden werden, sofern hierin nicht ausdrücklich das Gegensätzliche angegeben ist. Insbesondere ist die Verwendung von Artikeln im Singular, z.B. „ein/e“, „der/die/das“, „besagte/besagter/besagtes“ usw. so zu lesen, als ob sie eines oder mehrere der angegebenen Elemente bedeuten würden, sofern ein Anspruch nicht eine ausdrückliche gegensätzliche Einschränkung enthält.
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Es wird ferner beschrieben:
- A. Vorrichtung, umfassend:
eine Vielzahl von Lenkradabschnitten, die zur Bildung eines Lenkrads miteinander verbunden werden können;
ein Element, das teilweise in einem ersten Lenkradabschnitthohlraum und teilweise in einem zweiten Lenkradabschnitthohlraum angeordnet ist;
eine Vielzahl von Stützarmen, wobei in jedem der Vielzahl von Stützarmen eine Stützarmverlängerung angeordnet ist; und
zumindest einen Trennmechanismus, der ausgelegt ist, eine Verbindung zwischen ersten und zweiten Lenkradabschnitten zu unterbrechen;
worin die Stützarmverlängerungen ausgelegt sind, sich zwischen den Stützarmen und den Lenkradabschnitten zu erstrecken, wenn sich das Lenkrad in einem ausgezogenen Zustand befindet.
- B. Vorrichtung nach A, ferner ein passives Rückhaltesystem umfassend.
- C. Vorrichtung nach A, worin das Lenkrad von einem nicht ausgezogenen Zustand in den ausgezogenen Zustand übergeht, wenn der Trennmechanismus ausgelöst wird.
- D. Vorrichtung nach B, ferner eine Steuereinheit umfassend, die bei Erkennung eines schrägen Aufpralls programmiert ist, den Trennmechanismus auszulösen und dann das passive Rückhaltesystem auszulösen.
- E. Vorrichtung nach A, worin das Element ein erstes Flanschende aufweist.
- F. Vorrichtung nach E, worin zumindest ein erstes Ende des Lenkradhohlraums eine Lippe aufweist, die zum Halten des ersten Flanschendes des Elements ausgelegt ist.
- G. Vorrichtung nach A, worin die Lenkradabschnitte mehr als zwei Lenkradabschnitte umfassen.
- H. Vorrichtung nach A, worin die Verbindung ausgelegt ist, bei einem vorbestimmten Druck zu brechen.
- I. Vorrichtung, umfassend:
eine Vielzahl von Lenkradabschnitten, die ein Lenkrad bilden;
eine Vielzahl von Verbindungsstellen, an denen jeweilige Lenkradabschnitte miteinander verbunden sind;
eine Vielzahl von Elementen, wobei jedes Element teilweise in einem ersten der Lenkradabschnitte und teilweise in einem zweiten der Lenkradabschnitte angeordnet ist;
eine Vielzahl von Stützarmen, wobei jeder Stützarm an einem der Lenkradabschnitte befestigt ist;
eine Vielzahl von Stützarmverlängerungen, wobei jede Stützarmverlängerung zumindest teilweise in einem der Stützarme angeordnet ist; und
einen Trennmechanismus, der ausgelegt ist, eine Kraft zum Trennen der Lenkradabschnitte an den Verbindungsstellen auszuüben, wodurch das Lenkrad von einem nicht ausgezogenen Zustand in einen ausgezogenen Zustand übergeht;
worin die Stützarmverlängerungen ausgelegt sind, sich zwischen den Stützarmen und den Lenkradabschnitten zu erstrecken, wenn sich das Lenkrad in dem ausgezogenen Zustand befindet.
- J. Vorrichtung nach I, worin der Trennmechanismus in einem Hohlraum zumindest eines Lenkradabschnitts angeordnet ist.
- K. Vorrichtung nach I, worin der Trennmechanismus zumindest eine Feder, Gas von einem Airbag-Gasgenerator und/oder eine pyromechanische Vorrichtung aufweist.
- L. Vorrichtung nach I, worin die Elemente einen im Wesentlichen röhrenförmigen Querschnitt aufweisen.
- M. Vorrichtung nach I, ferner ein passives Rückhaltesystem umfassend.
- N. Vorrichtung nach M, worin das Lenkrad ausgelegt ist, das passive Rückhaltesystem in dem ausgezogenen Zustand zu unterstützen.
- O. Vorrichtung nach M, ferner eine Steuereinheit umfassend, die bei Erkennung eines schrägen Aufpralls programmiert ist, den Trennmechanismus auszulösen und dann das passive Rückhaltesystem auszulösen.
- P. Vorrichtung nach I, worin die Lenkradabschnitte mehr als zwei Lenkradabschnitte umfassen.
- Q. Vorrichtung nach I, worin zumindest ein Element ein erstes Flanschende aufweist. R. Vorrichtung nach Q, worin ein Hohlraum zumindest eines ersten Endes der Lenkradabschnitte eine Lippe aufweist, die zum Halten des ersten Flanschendes des Elements ausgelegt ist.
- S. Vorrichtung nach Q, worin das erste Flanschende an einem Hohlraum eines der Lenkradabschnitte festgeklebt ist.
- T. Vorrichtung nach I, worin zumindest eine der Verbindungen ausgelegt ist, bei einem vorbestimmten Druck zu brechen.