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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Gurtschloss einer Sicherheitsgurteinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Gurtschlösser in Sicherheitsgurteinrichtungen von Kraftfahrzeugen dienen im Allgemeinen dazu, ein Ende eines Sicherheitsgurtbandes über eine in einem Schlosskopf des Gurtschlosses verriegelte Gurtzunge fahrzeugfest zu befestigen. In modernen 3-Punkt-Sicherheitsgurteinrichtungen dienen die Gurtschlösser ferner dazu, eine auf einem Sicherheitsgurtband verschieblich geführte Gurtzunge fahrzeugfest zu verriegeln, um das Gurtband in einen das Becken des Insassen kreuzenden Beckengurtabschnitt und einen die Brust des Insassen kreuzenden Diagonalgurtabschnitt zu unterteilen.
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Sofern der Schlosskopf aufgrund einer erschwerten Zugänglichkeit oder für in der Bewegungsmöglichkeit eingeschränkte Insassen schwer zu erreichen ist, ist es bekannt, den Schlosskopf des Gurtschlosses zur Vereinfachung des Anschnallvorganges aus einer Normalstellung in eine Präsentierstellung zu verfahren. Der verfahrbare Schlosskopf wird dann zum Anlegen der Sicherheitsgurteinrichtung aus der Normalstellung in die ausgefahrene Präsentierstellung verfahren, in der der Insasse die Gurtzunge bequem in dem Schlosskopf verriegeln kann. Nach dem Verriegeln der Gurtzunge wird der Schlosskopf mit der verriegelten Gurtzunge wieder in die für die Rückhaltung des Insassen vorgesehene Normalstellung zurückgezogen.
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Ein solches Gurtschloss ist z.B. aus der
DE 10 2011 114 497 A1 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Gurtschloss ist der Schlosskopf mittels einer elektromotorischen Antriebseinrichtung aus der Normalstellung in eine ausgefahrene Präsentierstellung verfahrbar. Die elektromotorische Antriebseinrichtung ist durch einen Elektromotor mit einem Gewindespindeltrieb gebildet, wobei der Elektromotor die Gewindespindel des Gewindespindeltriebes zu einer Drehbewegung um ihre Längsachse antreibt. Die Gewindespindel greift ihrerseits mit ihrem Gewinde in ein Gleitstück ein, welches in einer Profilschiene längsverschieblich und in Bezug zu der Drehbewegung der Gewindespindel drehfest geführt ist, so dass das Gleitstück bei einer Drehbewegung der Gewindespindel zu einer Längsbewegung angetrieben wird. Der Schlosskopf des Gurtschlosses ist wiederum über Seile mit dem Gleitstück verbunden, welche die Bewegungen des Gleitstückes auf den Schlosskopf übertragen. Die Gewindespindel ist durch die Welle des Elektromotors selbst gebildet und greift in die im Querschnitt U-förmige, stirnseitig offene Profilschiene ein. Die stirnseitig offene, im Querschnitt Uförmige Profilschiene ist eine längliche, mehrfach umgebogene Metallschiene, welche durch ihre Längserstreckung die Bewegungsrichtung des Gleitstücks vorgibt. Die Profilschiene ist so ausgerichtet, dass ihre Längsrichtung parallel zu der Drehachse der Gewindespindel ausgerichtet ist. Der Elektromotor ist an der Stirnseite der Profilschiene angeordnet, so dass die Gewindespindel durch die offene Seite der Profilschiene in die Profilschiene eingeführt ist und dort in das darin geführte Gleitstück eingreift. Die Gewindespindel ist hier offensichtlich durch eine Verlängerung der Antriebswelle des Elektromotors gebildet, so dass der Elektromotor und der Gewindespindeltrieb eine nicht trennbare Baugruppe bilden.
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Ein grundsätzlich zu lösendes Problem ist die Anordnung und Befestigung des Gurtschlosses und der dazugehörigen Antriebseinrichtung im Kraftfahrzeug, da der zur Verfügung stehende Bauraum in Kraftfahrzeugen grundsätzlich sehr klein ist. Ferner sollte das Gurtschloss mit der Antriebseinrichtung unter Berücksichtigung der Zugänglichkeit des Schlosskopfes und des freizuhaltenden Verfahrweges so angeordnet sein, dass die Antriebseinrichtung möglichst vor äußeren mechanischen Einwirkungen geschützt ist.
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Dazu wurde in der nachveröffentlichten
DE 10 2015 208 587 A1 vorgeschlagen, dass die elektromotorische Antriebseinrichtung des Gurtschlosses in einer Hohlstrebe einer Tragstruktur eines Fahrzeugsitzes des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass durch diese Lösung bisher nicht genutzter Bauraum einer Verwendung zugeführt wird, und der zur Verfügung stehende Bauraum im Fahrzeuginnenraum nicht reduziert wird. Ferner wird die Antriebseinrichtung durch die vorgeschlagene Anordnung gleichzeitig vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt.
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Ein Problem bei einem Gurtschloss mit einer in einer Hohlstrebe angeordneten Antriebseinrichtung ist der beengte Bauraum in der Hohlstrebe, in dem die Antriebseinrichtung angeordnet werden soll, wozu die Antriebseinrichtung diesen möglichst optimal ausnutzen muss und daher zumindest abschnittsweise an der inneren Wandung der Hohlstrebe anliegt. Sofern die Antriebseinrichtung und ihre Bauteile dabei während des Einbaus in der Hohlstrebe leicht verzogen wird, kann es passieren, dass während der Aktivierung der Antriebseinrichtung Geräusche entstehen oder die Funktion als solche sogar beeinträchtigt ist. Ferner können auch leichte Verformungen der Hohlstrebe mit der eingebauten Antriebseinrichtung, hervorgerufen durch äußere mechanische Einflüssen, zu einer Funktionsbeeinträchtigung und zu Geräuschentwicklungen der Antriebseinrichtung führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebseinrichtung für ein Gurtschloss einer Sicherheitsgurteinrichtung zum Einbau in einer Hohlstrebe einer Tragstruktur mit einer verbesserten Funktionssicherheit bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung eine Antriebseinrichtung für ein Gurtschloss einer Sicherheitsgurteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird nach Anspruch 1 vorgeschlagen, dass der Gewindespindeltrieb eine koaxial zu der Antriebswelle des Elektromotors angeordnete Gewindespindel aufweist, und zwischen der Gewindespindel und der Antriebswelle eine zu der Längsrichtung der Antriebwelle querelastische Kupplung vorgesehen ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung weist damit zwei gedanklich voneinander zu trennende Schritte auf. In einem ersten Schritt wird der Antriebsstrang zwischen dem Elektromotor und dem Gewindespindeltrieb aufgetrennt, indem eine von der Antriebswelle des Elektromotors getrennte Gewindespindel vorgesehen wird. In einem zweiten Schritt wird die Antriebswelle dann über eine Kupplung mit der Gewindespindel verbunden, wobei die Kupplung bewusst querelastisch ausgebildet ist. Durch die querelastische Ausbildung der Kupplung können Spannungen und Geräuschentwicklungen in dem aufgetrennten Antriebsstrang vermieden werden, welche z.B. dadurch hervorgerufen sein können, wenn die Antriebswelle und die Gewindespindel einen geringfügigen seitlichen exzentrischen Versatz zueinander aufweisen. Ein solcher Versatz kann z.B. durch Formungenauigkeiten der Hohlstrebe oder Ungenauigkeiten der Befestigung des Elektromotors oder des Gewindespindeltriebes in der Hohlstrebe hervorgerufen werden und einen oder mehrere Zehntel Millimeter betragen. Diese Problematik ergibt sich insbesondere daraus, dass die Antriebseinrichtung in der Hohlstrebe mit dem sehr geringen Bauraum angeordnet werden soll und dadurch zwangsläufig wenigstens abschnittsweise an der Innenwandung der Hohlstrebe anliegt. Sofern die Befestigungsansätze der Bauteile in der Hohlstrebe oder die Form der Hohlstrebe geringfügig von einer Sollform abweichen, führt dies zwangsläufig zu einer Veränderung der Ausrichtung und Position der Bauteile zueinander. Diese Veränderung der Ausrichtung und Position zueinander kann zu Spannungen in der Verbindung der Bauteile und der Befestigung derselben führen, wodurch wiederum Geräusche verursacht und die Funktionsfähigkeit der Antriebseinrichtung beeinträchtigt werden können. Durch die querelastische Kupplung wird ein Freiheitsgrad in dem Antriebsstrang geschaffen, durch den ein Ausgleich von geringen Verformungen der Hohlstrebe oder Lageabweichungen der Bauteile von der Soll-Lage ermöglicht wird, so dass die dadurch bedingten Spannungen zumindest verringert werden können und die Funktionssicherheit verbessert wird. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass die Elastizität der Kupplung quer zu der Längsrichtung der Antriebswelle vorgesehen ist, damit ein Versatz der Antriebswelle zu der Gewindespindel quer zu ihrer Längsrichtung ausgeglichen werden kann.
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Dabei kann die Kupplung konstruktiv mit einem möglichst geringen Bauraumbedarf ausgelegt werden, wenn die Kupplung zwei die Drehbewegung der Antriebswelle über ein Polygonprofil übertragende Kupplungshälften aufweist. Die Kupplungshälften werden dann während der Montage über das Polygonprofil zusammengesteckt. Das Polygonprofil ist dabei idealerweise konzentrisch zu der Antriebswelle und der Gewindespindel ausgerichtet, so dass eine dadurch bedingte Unwucht möglichst gering und idealerweise gleich null ist.
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Dabei kann die querelastische Eigenschaft der Kupplung bevorzugt dadurch erzielt werden, indem wenigstens eine der Kupplungshälften querelastisch ausgebildet oder gelagert ist. Eine querelastische Lagerung einer der Kupplungshälften ist dabei bevorzugt zwischen der Kupplungshälfte und der Antriebswelle oder der Gewindespindel vorgesehen. Alternativ kann die Kupplungshälfte auch vollständig aus einem elastischen Material ausgebildet sein oder in der Kontaktfläche zu der jeweils anderen Kupplungshälfte eine elastische Auskleidung aufweisen.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die beiden Kupplungshälften über einen koaxial zu der Antriebswelle und der Gewindespindel angeordneten Transferstab miteinander verbunden sind. Durch den Transferstab kann durch eine entsprechende Bemessung der Länge desselben bewusst eine Querelastizität in die Kupplung eingebracht werden. Ferner kann durch den vorgesehenen Transferstab ein Abstand zwischen dem Ende der Antriebswelle und der Gewindespindel überbrückt werden, sofern dies konstruktiv erforderlich ist.
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Die gewünschte Querelastizität kann besonders einfach verwirklicht werden, indem zwischen den beiden Kupplungshälften oder zwischen einer der Kupplungshälften und dem Transferstab ein elastischer Lagerring vorgesehen ist. Durch den Lagerring können ansonsten formsteife Kupplungshälften und eine entsprechend steife Lagerung derselben vorgesehen werden, die so bemessen sind, dass zwischen ihnen ein in Axialrichtung sich erstreckender Ringspalt vorgesehen ist. In diesem Ringspalt ist dann der elastische Lagerring vorgesehen, wobei der Lagerring den besonderen Vorteil bietet, dass die Kupplungshälften in allen Radialrichtungen querelastisch aneinander anliegen.
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Dabei kann eine besonders zuverlässige Übertragung der Antriebsdrehbewegung verwirklicht werden, indem das Polygonprofil durch einen Rechteckquerschnitt mit gerundeten Ecken gebildet ist.
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Weiterhin kann an dem Gewindespindeltrieb bevorzugt eine Leiterplatte mit wenigstens einem darauf angeordneten Sensor gehalten sein, welche sich ausgehend von dem Gewindespindeltrieb in Richtung der Kupplung erstreckt, und diese seitlich abdeckt, wobei die Leiterplatte derart angeordnet ist, dass der Sensor jeweils einem mit der Antriebswelle und/oder der Gewindespindel gekoppelten Signalgeber gegenüberliegend angeordnet ist. Durch die vorgeschlagene Lösung können die Drehbewegungen der Antriebswelle und/oder der Gewindespindel besonders leicht detektiert werden. Die Leiterplatte kann dabei neben den Sensoren zusätzliche IC-Bausteine und eine Leiterstruktur aufweisen. Als Signalgeber kann z.B. ein Magnetrad, eine Schlitzscheibe oder dergleichen verwendet werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
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1: ein Gurtschloss mit einer in einer Hohlstrebe angeordneten Antriebseinrichtung;
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2: die Antriebseinrichtung mit einem Gewindespindeltrieb und einer Kupplung;
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3: die Antriebseinrichtung mit einem Gewindespindeltrieb und einer Kupplung und einem Transferstab; und
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4: die Antriebseinrichtungen mit den Gewindespindeltrieben aus den 2 und 3 mit einer Leiterplatte.
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In der 1 sind eine Hohlstrebe 1 und ein Gurtschloss 2 zu erkennen. Das Gurtschloss 2 ist über Zugseile mit einer in der Hohlstrebe 1 angeordneten Antriebseinrichtung 3 verbunden, welche nur in den 2 bis 4 zu erkennen ist. Die Zugseile sind durch eine Abdeckung 4 nach außen hin abgedeckt und in der Abdeckung 4 aus dem Verlauf aus der Hohlstrebe 1 in eine Richtung umgelenkt, in der das Gurtschloss 2 in der Normalstellung gehalten ist, und aus der das Gurtschloss bei einer Aktivierung der Antriebseinrichtung 3 in die Präsentierstellung ausgefahren wird. Die Hohlstrebe 1 ist Teil einer Tragstruktur eines Fahrzeugsitzes eines Kraftfahrzeuges und hier als beidseitig offenes Rohr ausgebildet. Die Antriebseinrichtung 3 ist durch die in der Darstellung rechte erste Öffnung 5 der Hohlstrebe 1 eingeführt. Die Hohlstrebe 1 ist ein Teil einer Tragstruktur, welche unter einer Sitzfläche des Fahrzeugsitzes angeordnet ist. Die Hohlstrebe 1 verläuft quer zur Längsrichtung der Sitzfläche bzw. parallel zu der vorderen Kante der Sitzfläche, so dass das Gurtschloss 2 seitlich der Sitzfläche in Richtung des auf der Sitzfläche sitzenden Insassen hochsteht. Für den Fall, dass der Fahrzeugsitz in Fahrtrichtung an dem Fahrzeug montiert ist, verläuft die Hohlstrebe 1 damit quer zur Fahrtrichtung.
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In den
2 und
3 ist die Antriebseinrichtung
3 jeweils mit einem Elektromotor
6 und einem Gewindespindeltrieb
7 und einer dazwischen angeordneten Kupplung
10 in zwei verschiedenen Ausführungsformen in Explosionsdarstellung und in montierter Stellung zu erkennen. Die Antriebsbewegung des Gurtschlosses
2 und des Gewindespindeltriebes
7 erfolgt in identischer Weise, wie dies in der
DE 10 2011 114 497 A1 beschrieben ist, so dass diesbezüglich auf diese Druckschrift verwiesen wird.
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Der Elektromotor 6 und der Gewindespindeltrieb 7 der Antriebseinrichtung 3 sind in einer derartigen Position in der Hohlstrebe 1 gehalten, dass der Elektromotor 6 mit einer Antriebswelle 8 koaxial zu einer Gewindespindel 9 des Gewindespindeltriebes 7 angeordnet ist. Die Antriebswelle 8 und die Gewindespindel 9 sind über die Kupplung 10 miteinander verbunden, welche zwei Kupplungshälften 11 und 12 umfasst, wobei die erste Kupplungshälfte 11 drehfest mit der Antriebswelle 8 und die zweite Kupplungshälfte 12 drehfest mit der Gewindespindel 9 verbunden ist. Die erste Kupplungshälfte 11 ist mit einem Polygonprofil 15 versehen, welches hier durch eine im Querschnitt rechteckige Form mit abgerundeten Kanten gebildet ist. Die zweite Kupplungshälfte 12 ist mit einer im Querschnitt maßstabsvergrößerten Ausnehmung 16 versehen, so dass die erste Kupplungshälfte 11 mit dem Polygonprofil 15 in die Ausnehmung 16 eingeführt werden kann. Ferner ist ein elastischer Lagerring 13 vorgesehen, welcher vor dem Einführen auf das Polygonprofil 15 aufgeschoben wird. Die erste Kupplungshälfte 11 wird dann mit dem auf das Polygonprofil 15 aufgeschobenen Lagerring 13 in die Ausnehmung 16 eingeführt. Der Lagerring 11 selbst ist aus einem elastischen Werkstoff, wie z.B. einem Elastomer, gebildet und bildet hier eine querelastische Verbindung zwischen den beiden Kupplungshälften 11 und 12. Die Antriebseinrichtung 3 mit dem Elektromotor 6 und dem Gewindespindeltrieb 7 wird in montierter Stellung, d.h. mit ineinander gesteckten Kupplungshälften 11 und 12, in ein nicht dargestelltes zusätzliches Gehäuse eingeführt, oder das Gehäuse wird in Form von zwei miteinander verbindbaren Gehäusehälften um die Baugruppe herum montiert. Anschließend wird die durch das Gehäuse umfasste Antriebseinrichtung 3 in die Hohlstrebe 1 eingeführt. Für den Fall, dass der Elektromotor 6 und der Gewindespindeltrieb 7 dabei mit der Antriebswelle 8 und der Gewindespindel 9 aus der koaxialen Ausrichtung seitlich versetzt werden, verhindert die querelastische Verbindung in der Kupplung 10 das Entstehen von Spannungen oder einer Geräuschentwicklung während der Aktivierung, indem der geringfügige seitliche Versatz durch den elastischen Lagerring 13 kompensiert wird.
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In der 3 ist eine weitere Lösung zu erkennen, bei der in der Kupplung 10 zusätzlich ein Transferstab 14 vorgesehen ist, der an seinen Enden jeweils mit einem Polygonprofil 15 mit einem Rechteckquerschnitt ausgebildet ist. Die beiden Kupplungshälften 11 und 12 sind hier jeweils mit einer Ausnehmung 16 mit einer dem Polygonprofil 15 korrespondierenden Formgebung mit einem vergrößerten Maßstab versehen. Ferner sind hier zwei elastische Lagerringe 13 vorgesehen, welche auf die Polygonprofile 15 des Transferstabes 14 aufgesetzt und mit den Polygonprofilen 15 in die Ausnehmungen 16 der Kupplungshälften 11 und 12 eingeführt werden. Der Transferstab 14 ist dadurch mit den Polygonprofilen 15 querelastisch zu seiner Längsachse gegenüber den Kupplungshälften 11 und 12 gehalten. Ferner wird durch den Transferstab 14 ein Abstand zwischen den Kupplungshälften 11 und 12 überbrückt, so dass der Elektromotor 6 und der Gewindespindeltrieb 7 und die diesen zugeordneten Kupplungshälften 11 und 12 auch in einem Abstand angeordnet werden können. Dabei hat der größere Abstand der Kupplungshälften 11 und 12 den besonderen Vorteil, dass die Spannungen in der Kupplung 10 bedingt durch einen seitlichen Versatz des Elektromotors 6 bzw. der Antriebswelle 8 zu der Gewindespindel 9 und dem Gewindespindeltrieb 7 dadurch verringert werden, da der Versatz über eine größere Länge kompensiert werden kann, so dass die elastischen Verbindungen in den Kupplungshälften 11 und 12 geringeren Spannungen ausgesetzt sind. Es wäre auch denkbar, die beiden Kupplungshälften 11 und 12 ohne die elastischen Lagerringe 13 mit den Polygonprofilen 15 zu verbinden, sofern der Transferstab 14 selbst aufgrund seiner Länge bereits eine ausreichende querelastische Eigenschaft aufweist.
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In der 4 ist eine Weiterentwicklung zu erkennen, bei der eine Leiterplatte 17 an dem Gewindespindeltrieb 7 gehalten ist. Die Leiterplatte 17 erstreckt sich ausgehend von dem Gewindespindeltrieb 7 in Richtung des Elektromotors 6 und überragt dadurch die Kupplung 10 seitlich an der oberen Seite und weist an seiner der Kupplung 10 zugewandten Oberfläche einen nicht zu erkennenden Sensor auf. Auf der Antriebswelle 8 des Elektromotors 6 ist ferner ein Signalgeber 18 in Form eines Magnetrades drehfest gehalten. Der Sensor ist an der Leiterplatte 17 so positioniert, dass er in der montierten Stellung der Leiterplatte 17 dem Signalgeber 18 gegenüber liegt.
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Sofern die Kupplung 10 einen in der unteren Darstellung zu erkennenden Transferstab 14 aufweist, ist die Leiterplatte 17 entsprechend länger ausgeführt, um mit dem Sensor zu dem Signalgeber 18 gegenüberliegend angeordnet werden zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011114497 A1 [0004, 0024]
- DE 102015208587 A1 [0006]
