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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum unterstützten Anschnallen für Fahrzeuginsassen, mit einem Gurtschloss und einem quer zum Fahrzeugsitz zwischen mindestens zwei Befestigungspunkten angebrachten Gurt mit einem Gurtband, welche eine magnetische Paarung, bestehend aus zwei Teilkomponenten, aufweist, wobei eine erste Teilkomponente dem Gurtschloss und eine zweite Teilkomponente dem Gurt zugeordnet ist, durch welche der Einzug des Gurtes in das Gurtschloss ermöglicht wird und dieses Gurtschloss weiterhin eine Fixiereinheit aufweist, die das Festsetzen des Gurtes in einer Fixierposition verwirklicht, wobei ein selbsttätiges Einführen und Fixieren des Gurtes im Gurtschloss erfolgt.
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Die derzeitig in Kraftfahrzeugen eingesetzten Rückhaltesysteme für Fahrzeuginsassen bestehen in der Regel aus einem konventionellen Drei-Punkt-Sicherheitsgurt an dem eine, in einem gewissen Rahmen, bewegliche Gurtzunge angebracht ist. Diese Gurtzunge dient zur Arretierung des seitlich im Bereiches des Fahrzeugsitzes an der Karosserie angebrachten Sicherheitsgurtes im an der gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugsitzes vorhandenen Gurtschloss.
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Diese Gurtschlösser sind konventionell als meist rein mechanisch ausgeführte Vorrichtungen zur manuellen Bedienung mit, je nach Ausführung, vorhandenen Sensorelementen zur Bestimmung des Verriegelungszustandes des Schlosses ausgeführt.
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Im Rahmen der zunehmenden Automatisierung im Automobil zielen die Bestrebungen zur Erhöhung des Komforts der Fahrzeuginsassen jedoch darauf ab, den Insassen von unliebsamen Aufgaben zu entlasten. Dies ist vor allem im aufstrebenden Markt des autonomen Fahrens von zusätzlicher Bedeutung. Hier erfolgen Bestrebungen, den Fahrer weitestgehend von der Fahrzeugführung zu entbinden, gleichzeitig muss aber die Sicherheit der Insassen weiterhin in vollem Umfang erhalten bleiben. Dies betrifft in hohem Maße auch den Anschnallvorgang, wodurch neue Optionen zur Durchführung dieses Vorganges bereitgestellt werden müssen.
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Ausgehend von dieser Prämisse sind in zukünftigen Anschnallmechanismen bereits automatisierte Gurtschlösser vorgesehen, die den Anschnallvorgang deutlich komfortabler gestalten, eine erhöhte Bewegungsfreiheit eines Fahrzeuginsassen bei gleichbleibender Sicherheit garantieren und somit im Bereich des autonomen Fahrens einen vielversprechenden Vorteil bieten. Abgesehen von zukünftigen Vorhaben ist es ebenso möglich, solch ausgeführte Gurtschlösser in Fahrzeugen abseits des autonomen Fahrens zur Steigerung des Komforts einzusetzen.
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In der
US 7,178,208 B2 ist eine Verriegelungsmechanik für eine magnetische Gurtzunge dargestellt, welche über einen Elektromagneten verfügt, der es ermöglicht, diese Gurtzunge in die Mechanik einzuziehen. Die Gurtzunge wird darauf folgend mittels einer Sperrklinke in der Verriegelungsmechanik arretiert, wobei eine Sperrklinkennase der Sperrklinke formschlüssig in eine Öffnung der Gurtzunge greift. Diese Arretierung kann über einen Hebelmechanismus, welcher mittels eines Stellgliedes betätigt wird, gelöst und die Gurtzunge aus der Verriegelungsmechanik entfernt werden. Es liegt somit lediglich ein konventionelles Gurtschloss vor, welches über eine Zusatzfunktion des Einzuges der üblichen Gurtzunge verfügt. Durch die formschlüssige Arretierung der Gurtzunge mittels einer Sperrklinke in einer festen Position wird es z.B. nicht ermöglicht, eine Gurtlose zu erzeugen, die eine erhöhte Bewegungsfreiheit des Fahrzeuginsassen gewährleistet.
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Die
CN 103284408 A zeigt einen Verschlussmechanismus für einen Sicherheitsgurt, in dessen Formkörper ein Magnet vorgesehen ist, der ein komfortables Einführen des Formkörpers in eine Formkörperaufnahme ermöglicht. Die Aufnahme ist hierfür mit einer dem Formkörper entsprechenden Führung versehen. Die Arretierung von Formkörper und -aufnahme erfolgt mittels zweier Sperrklinken, wodurch ein manuelles Betätigen des Verschlussmechanismus ermöglicht wird.
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Aus der
US 3,341,906 A ist eine Verschlussvorrichtung für Sicherheitsgurte bekannt, welche aus zwei Hälften besteht, in deren erster Hälfte Zacken vorgesehen sind, die in Öffnungen in der zweiten Verschlusshälfte eingreifen und somit den Verschluss beider Hälften ermöglichen. Zusätzlich hierzu sind in der ersten der beiden Hälften zylinderförmige Magnete eingelassen, die eine Haltekraft auf die zweite Hälfte des Verschlussmechanismus ausüben.
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Weiterhin geben die Schriften
DE 10 2011 112 989 A1 ,
DE 1 194 279 B sowie
US 3,144,274 A Vorrichtungen wieder, die zur Befestigung von Sicherheitsgurten, bei Nichtgebrauch derer, unter Verwendung von Magneten dienen. Hierbei kann sich der Befestigungspunkt des Magneten an Teilen der Fahrzeugkarosserie, siehe
DE 10 2011 112 989 A1 und
US 3,144,274 A , und/oder am freien Ende des Sicherheitsgurtes befinden, hier
DE 1 194 279 B .
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Zusätzlich zeigt die
DE 10 2014 001 949 A1 einen Endbeschlag für Sicherheitsgurteinrichtungen, welcher in ein Verriegelungsgehäuse einsteck- und verriegelbar ist, wobei dieses Gehäuse in einer Weiterbildung ein magnetbeaufschlagtes Auswurfelement umfassen kann.
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Weiterhin ist denkbar, dass die bereits erwähnten automatisierten Gurtschlösser so gestaltet sind, dass ein Gurtbandende manuell in eine dafür vorgesehene Öffnung eingeführt bzw. dieses Ende manuell im Gurtschloss positioniert wird. Dieses Vorgehen bietet ebenfalls einen geringen Komfort. Zudem ist diese Positionierung z.B. bei schlechten Lichtverhältnissen oder Dunkelheit durch ein eventuell dadurch bedingtes unsachgemäßes Einführen unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit zu vermeiden.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass der Anschnallvorgang vereinfacht und der Komfort der Fahrzeuginsassen, bei gleichbleibend hohen Sicherheitsanforderungen, somit verbessert wird, und der Vorrichtung zusätzliche Funktionen, die über das bloße Sichern des Fahrzeuginsassen hinausgehen, hinzugefügt und somit das Anschnallen variabler ausgestaltet wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung zum unterstützten Anschnallen innerhalb einer Rückhaltevorrichtung für Fahrzeuginsassen mit einem Gurt und einem Gurtschloss vorgesehen, bei der dem Gurtschloss eine positionsvariable Magnetfeld-erzeugende Teilkomponente, welche ein selbsttätiges Einführen des Gurtes in das Gurtschloss ermöglicht sowie eine Fixiereinheit zugeordnet sind. Diese Fixiereinheit ist so realisiert, dass eine selbsttätige kraftschlüssige Fixierung des Gurtbandes in diesem Gurtschloss erfolgt. Die magnetische Teilkomponente des Gurtes ist so ausgeführt, dass ein Gurtbandende dieses Gurtes eine mechanisch flexible Beschaffenheit aufweist und somit in bestimmten Grenzen bieg- und/oder dehnbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass lediglich noch das Ende des Gurtbandes in die Nähe des Gurtschlosses geführt werden muss, woraufhin ein automatisierter Einzug und eine Fixierung des Gurtes mittels Magnetkraft und einer kraftschlüssigen Klemmung des Gurtbandes in beliebigen Positionen innerhalb eines Vorganges erfolgt. Durch die flexible Gestaltung des Gurtbandendes ist es möglich, dieses ohne signifikante Einschränkungen über im Schloss vorhandene Bauelemente zu führen und/oder zu klemmen, was mittels einer starren Auslegung des Bandendes hohen Aufwand bedeutet. Durch diese Ausführung ist es somit möglich, dass eine Positionierung des Gurtbandendes durch eine Kraftwirkung auf dieses in Richtung des Gurtschlosses, ohne zusätzliche Aktion des Fahrzeuginsassen, selbsttätig in das Gurtschloss eingeführt und mittels der Fixiereinheit eine in bestimmten Grenzen beliebige Gurtlose erzeugt wird, um dem Insassen eine erhöhte Bewegungsfreiheit zu gewährleisten. Zusätzlich hierzu ist durch die Vorrichtung eine variable Spannung des Gurtes mittels einer stufenlos veränderlichen kraftschlüssigen Fixierung realisierbar, die in Abhängigkeit der Intensität eines Verkehrsunfalles eine ideale Rückhaltekraft für den Fahrzeuginsassen bereitstellt.
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Eine besonders vorteilhafte technische Ausführung wird dadurch erreicht, dass die im Gurtschloss vorhandene Magnetfeld-erzeugende Teilkomponente als eigenständige Teilkomponente verwirklicht und in einer definierten Position ausgeführt oder zwischen einer ersten Position, nach Einzug des Gurtbandendes in das Gurtschloss, und einer zweiten Übergabeposition, zur Überführung des Gurtes an die Fixiereinheit, verstellbar realisiert ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, diese Magnetfeld-erzeugende Teilkomponente als eine bereits vorhandene Teilkomponente der Fixiereinheit auszuführen, was die vielfältigen Möglichkeiten der variablen Positionierung der Magnetfeld-erzeugenden Teilkomponente innerhalb des Gurtschlosses aufzeigt. Zum einen kann diese Teilkomponente als für sich stehendes Bauteil, wie ein im Einzugsbereich des Schlosses positionierter Elektro- oder Permanentmagnet, ausgeführt sein, der in einer zweiten Variante auch zwischen zwei Positionen beweglich ausgelegt sein kann, um eine Verschiebung des Gurtbandendes, mittels der erzeugten Magnetkraft als Haltekraft des Endes, innerhalb des Gurtschlosses zu ermöglichen. Zum anderen ist zu erwägen, eine bereits vorhandene Teilkomponente der Fixiereinheit als Magnetfeld-erzeugendes Element auszulegen.
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Wie im oben stehenden Abschnitt erwähnt, besteht die Möglichkeit, die Magnetfeld-erzeugende Teilkomponente als eine bereits vorhandene Teilkomponente der Fixiereinheit auszuführen. Diese in der Fixiereinheit bereits vorhandene Teilkomponente erzeugt das für den Einzug hinreichend ausgeprägte Magnetfeld und ist als mindestens eine Einzugsrolle und/oder eine Aufwickelrolle, mittels derer das Gurtbandende geführt und das Gurtband kraftschlüssig fixiert wird, ausgeführt. Hierdurch wird einer Einzugsrolle oder mehreren Einzugsrollen oder auch einer Aufwickelrolle für das Gurtband neben der ursprünglich vorgesehenen Funktion, wie das Führen oder Klemmen des Gurtbandes, eine weitere Funktion zum Einzug des Gurtbandendes in das Gurtschloss hinzugefügt. Auch hier ist es möglich, dass eine Elektro- oder Permanentmagnetintegration durchgeführt wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann ein Einzugsbereich des Gurtschlosses eine den Einzug des Gurtbandenendes in das Gurtschloss begünstigende Form aufweisen, wobei diese Form durch eine geringere Querschnittsfläche der Austrittsöffnung im Vergleich zur Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung gekennzeichnet ist. In einer einfachen Ausgestaltung ist hier eine Trichterform des Einzugsbereiches denkbar, wodurch eine gezielte Führung des Gurtbandendes in das Gurtschloss ermöglicht wird.
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Zudem ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn die magnetischen Teilkomponenten in Gurtschloss und Gurtbandende so ausgestaltet sind, dass eine hinreichend hohe Kraftwirkung auf das Gurtbandende ausgeübt wird, um dieses Gurtbandende innerhalb eines Nahbereiches des Gurtschlosses in den Einzugsbereich dieses Gurtschlosses selbsttätig einzuführen. Somit kann das Ende des Gurtbandes über einen Weg von mehreren Zentimetern in das Gurtschloss eingezogen werden.
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Die Kennzeichnung einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist darin bestimmt, dass ein Befestigungspunkt des Gurtes einen Gurtaufroller aufweist, wobei dieser Gurtaufroller so ausgeführt ist, dass dieser ein Rückstellelement für den Gurt aufweist, welches von diesem Gurt entkoppelbar ist und/oder dieser Gurtaufroller ein Stellglied enthält, welches den Abrollvorgang des Gurtes aus dem Gurtaufroller unterstützt oder durchführt. Durch die Entkopplung des im Gurtaufroller vorhandenen Rückstellelementes vom Gurt bzw. der Verwendung eines Stellgliedes zum Abrollen des Gurtes wird erreicht, dass beim Einzug des Gurtbandendes in das Gurtschloss keine zusätzliche Kraftwirkung zum Überwinden der Rückstellkraft des Gurtaufrollers durch die Magnetfeld-erzeugende Teilkomponente aufgebracht werden muss.
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Bevorzugt erfolgt der Auswurf des Gurtbandendes aus dem Gurtschloss dadurch, dass die Fixiereinrichtung die kraftschlüssige Fixierung des Gurtbandendes löst und die magnetischen Teilkomponenten in Gurtschloss und Gurtbandende eine der Einzugsrichtung gegensinnig gerichtete Kraftwirkung erzeugen. Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass ein Auswurf des Gurtbandendes aus dem Gurtschloss ohne Zutun des Fahrzeuginsassen erfolgen kann.
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In Zusammenhang mit den vorhergehenden Abschnitten kann das in dem Gurtaufroller vorhandene Rückstellelement und/oder das Stellglied eine zusätzliche, ebenso der Einzugsrichtung des Gurtes gegensinnig gerichtete Kraft auf den Gurt, zum Zwecke des unterstützen Auswurfes des Gurtbandendes aus dem Gurtschloss und/oder zum Aufrollen des Gurtes in dem Gurtaufroller, ausüben. Hierdurch wird es ermöglicht, dass eine zusätzliche Zugkraft auf den Gurt ausgeübt wird und die magnetischen Teilkomponenten während des Auswurfes durch den Gurtaufroller unterstützt werden. Zusätzlich kann mittels des Rückstellelementes und/oder des Stellgliedes der Gurt im Gurtaufroller teilweise oder vollständig in diesen selbsttätig eingerollt werden. Das Rückstellelement an sich kann hierbei einen Federmechanismus enthalten, das Stellglied wiederum elektrisch betrieben sein.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass die magnetische Teilkomponente im Gurtbandende als mechanisch flexibles, Magnetfeld-erzeugendes Element ausgelegt ist. Durch diese flexible Auslegung des Magnetfeld-erzeugenden Elementes wird es ermöglicht, dass das Gurtbandende an sich eine bieg- und/oder dehnbare Beschaffenheit erhält, was dazu führt, dass die Führung und Klemmung des Gurtbandendes ermöglicht wird. Weiterhin wird durch diese Flexibilität erreicht, dass das Gurtbandende in den Gurtaufroller vollständig eingerollt werden kann. Es ist hierbei denkbar, dass die Ausführung der Magnetfeld-erzeugenden Komponente als permanentmagnetisches Material oder als Elektromagnet, z.B. in Form einer Planarspule, auch in möglicher Verbindung mit einem weichmagnetischen Material erfolgt. Die Gestaltung des Materials kann z.B. in dünner Blechform erfolgen, wobei ein zusammenhängendes Stück oder auch mehrere Einzelstücke möglich sind.
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Zusätzlich ist es von Sinn geprägt, wenn Gurt und Gurtschloss eine Sensorpaarung aufweisen, die aus einer Sensorsignalquelle und einer Sensorsignalsenke besteht und so ausgeführt ist, dass diese Sensorpaarung eine Annäherung des Gurtbandendes an das Gurtschloss detektiert und eine Aktivierung der magnetischen Paarung in Gurt und Gutschloss realisiert und im Fahrzeuginneren eine signalgebende Einheit ausgeführt ist, der eine Signalfunktion zur Mensch-Maschine-Interaktion über diese Aktivierung zugordnet ist. Somit kann das Anziehen des Gurtbandendes dann gesteuert erfolgen, wenn mittels der Sensorpaarung festgestellt wird, dass sich das Ende des Gurtbandes in der Nähe des Gurtschlosses befindet. Dem Fahrzeuginsassen kann dann über die signalgebende Einheit, die z.B. eine akustische und/oder optische Rückmeldung mittels Lautsprecher und/oder Display gibt, angezeigt werden, dass das Einziehen in das Gurtschloss eingeleitet wird. Zusätzlich ist es ebenso möglich, dass hierüber eine Aufforderung zum Anschnallen erfolgt und/oder Hinweise zur Positionierung des Gurtbandendes gegeben werden.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
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1 eine Aufsicht auf einen Fahrzeugsitz samt Fahrzeuginsasse mit grundlegenden Komponenten der Vorrichtung;
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2 eine schematische Darstellung eines Gurtschlosses in einer Weiterbildung mit einem Gurt vor Einzug in das Gurtschloss;
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3 eine schematische Darstellung eines Gurtschlosses in einer Weiterbildung mit einem Gurt vor Auswurf aus dem Gurtschloss.
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1 zeigt einen Fahrzeuginsassen 1, der auf einem Fahrzeugsitz 3 positioniert und mit einer Vorrichtung der genannten Art auf diesem Fahrzeugsitz 3 gesichert ist. Der in dieser Weiterbildung ausgeprägte Gurt 4 mit einem Gurtband 5 und einem Gurtbandende 9, welches eine magnetische Teilkomponente 8 aufweist, ist zwischen dem Befestigungspunkt B1 und dem Befestigungspunkt B2 quer zum Fahrzeugsitz 3 angebracht. Hierbei ist im Befestigungspunkt B1 ein Gurtschloss 2 realisiert, in welchem das Gurtbandende 9 mittels der im Gurtschloss 2 vorgesehenen Magnetfeld-erzeugenden Teilkomponente 7 eingeführt ist. Der im Befestigungspunkt B2 ausgeführte Gurtaufroller 15 ist mit einem Rückstellelement 16 zum Zurückziehen des Gurtes 4 in den Gurtaufroller 15 sowie einem Stellglied 17 versehen, welches dem unterstützten Abrollen des Gurtes 4 aus dem Gurtaufroller 15 dient.
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In 2 ist eine Weiterbildung eines Gurtschlosses 2 sowie eines Gurtes 4 vor Einzug des Gurtes 4 in das Gurtschloss 2 dargestellt. An dem Gurtbandende 9 des Gurtes 4, mit einem Gurtband 5, sind eine magnetische Teilkomponente 8 sowie eine Sensorsignalquelle 18 realisiert. Bei Annäherung des Gurtbandendes 9 an das Gurtschloss 2 detektiert die im Gurtschloss 2 ausgeführte Sensorsignalsenke 19 diese Annäherung in Verbindung mit der Sensorsignalquelle 18. Nach Detektion des Gurtbandendes 9 wird mittels der im Gurtschloss 2 realisierten Magnetfeld-erzeugenden Teilkomponente 7, welche in diesem Fall als Elektromagnet ausgeführt ist, eine Kraftwirkung F1 auf das Gurtbandende 9 erzeugt und dieses in das Gurtschloss 2 eingezogen. Hierbei durchläuft der Gurt 4 den Einzugsbereich 12 des Gurtschlosses 2, welcher so ausgeführt ist, dass die Austrittsöffnung 13 durch eine geringere Querschnittsfläche im Vergleich zur Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 14 gekennzeichnet ist. Die in dieser Variante im Gurtschloss 2 ausgeführten Einzugsrollen 10 führen den eingezogen Gurt 4 in die Fixiereinheit 6, in welcher hier eine Aufwickelrolle 11 realisiert ist, die das Gurtband 5 innerhalb der Fixiereinheit 6 kraftschlüssig festsetzt.
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Anhand 3 lässt sich ein weiteres Ausführungsbeispiel beschreiben, welches die Vorrichtung innerhalb des Auswurfes des Gurtes 4 aus dem Gurtschloss 2 aufzeigt. Das Gurtband 5 befindet sich im bereits von der Aufwickelrolle 11 gelösten Zustand. Das Gurtbandende 9 ist mittels der Einzugsrollen 10 aus der Fixiereinheit 6 entkoppelt und im Bereich der Einzugsrollen 10 positioniert. Eine dieser Einzugsrollen 10 ist in einer Doppelfunktion als Magnetfeld-erzeugende Teilkomponente 7 realisiert, wobei diese in der vorliegenden Variante aus permanentmagnetischem Material ausgeführt ist. Mittels dieser Magnetfeld-erzeugenden Teilkomponente 7 sowie der im Gurtbandende 9 verwirklichten magnetischen Teilkomponente 8, welche in dieser Weiterbildung als Elektromagnet ausgebildet ist, ist bei entsprechend gegengerichteten Magnetfeldern von Magnetfeld-erzeugender Teilkomponente 7 und magnetischer Teilkomponente 8 ein Auswurf des Gurtes 4 aus dem Gurtschloss 2 mittels der Kraftwirkung F2 angezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeuginsasse
- 2
- Gurtschloss
- 3
- Fahrzeugsitz
- 4
- Gurt
- 5
- Gurtband
- 6
- Fixiereinheit
- 7
- Magnetfeld-erzeugende Teilkomponente
- 8
- Magnetische Teilkomponente
- 9
- Gurtbandende
- 10
- Einzugsrolle
- 11
- Aufwickelrolle
- 12
- Einzugsbereich
- 13
- Austrittsöffnung
- 14
- Eintrittsöffnung
- 15
- Gurtaufroller
- 16
- Rückstellelement
- 17
- Stellglied
- 18
- Sensorsignalquelle
- 19
- Sensorsignalsenke
- B1
- Erster Befestigungspunkt
- B2
- Zweiter Befestigungspunkt
- F1
- Kraftwirkung
- F2
- Kraftwirkung
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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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- US 7178208 B2 [0006]
- CN 103284408 A [0007]
- US 3341906 A [0008]
- DE 102011112989 A1 [0009, 0009]
- DE 1194279 B [0009, 0009]
- US 3144274 A [0009, 0009]
- DE 102014001949 A1 [0010]
