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Die Erfindung betrifft ein Lawinenairbagsystem mit einem aufblasbaren Airbag, einer Fülleinheit zum Befüllen des Airbags mit einem Fluid, umfassend zumindest einen Druckbehälter, der ein Fluid enthält, und einen Auslösemechanismus zum bedarfsweisen Öffnen des zumindest einen Druckbehälters.
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Im schneebedeckten Gelände wird eine Lawine als eine abrutschende Schneemasse verstanden. Der größte Teil der Lawinen, welche eine Person unter sich begraben, wird von den Verschütteten selbst ausgelöst. Pro Jahr sterben allein im europäischen Alpenraum durchschnittlich 109 Personen an den Folgen einer Lawine.
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Systeme zur Verschüttungsprävention (Lawinenairbagsysteme) versuchen die Verschüttung zu verhindern. Das Funktionsprinzip basiert auf einem Entmischungsprozess. Die im Verhältnis kleineren Teile der Masse wandern nach unten, wobei sich die größeren, voluminöseren Teile nach oben bewegen. Dieses Sortierungsprinzip wird als inverse Segregation bezeichnet. Nach diesem Prinzip wird das Volumen einer Person mithilfe eines Airbags so erhöht, dass ein Absinken unter die Schneedecke verhindert wird. Der Airbag ist im Ruhezustand in komprimierter und/oder gefalteter Form in Verschlusstaschen verstaut. Durch das Ziehen an einem im Brustbereich angebrachten Auslösegriff wird der Airbag aufgeblasen. Bisherige Systeme blasen den Auftriebskörper (Airbag) entweder durch Hochdruckkartuschen oder einen elektrisch bzw. batteriebetriebenen Ventilator auf. Die bekannten Systeme, die Hochdruckkartuschen verwenden, sind relativ schwer. Die einen Ventilator verwendenden Systeme benötigen eine Energiequelle. Somit sind mit beiden Systemen Nachteile verbunden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lawinenairbagsystem bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Lawinenairbagsystem mit
- a) zumindest einem einem aufblasbaren Airbag,
- b) einer Fülleinheit zum Befüllen des Airbags mit einem Fluid, umfassend
- i. zumindest einen Druckbehälter, der ein Fluid enthält,
- ii einen Auslösemechanismus zur bedarfsweisen Freigabe des in dem zumindest einen Druckbehälter enthaltenen Fluids, wobei
- c) die Fülleinheit ein Gehäuse aufweist, welches
- i. einen Fluidauslass aufweist, der fluidisch mit dem Airbag verbunden ist,
- ii ein in dem Gehäuse angeordnetes Lüfterrad aufweist, das zumindest mittelbar durch das aus dem zumindest einen Druckbehälter ausströmende Fluid antreibbar ist.
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Das erfindungsgemäße Lawinenairbagsystem stellt somit eine Hybridform aus den bekannten Systemen dar. Die Druckbehälter können als Fluid CO2 enthalten. Somit kann als Energiespeicher, der zum Aufblasen des Airbags verwendet wird, eine handelsübliche CO2 Kartusche verwendet werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass eine solche CO2-Kartusche nicht direkt zum Füllen des Airbags verwendet wird, sondern mit dem unter Druck entweichenden Gas das Lüfterrad direkt oder indirekt angetrieben wird. Ähnlich einem Turbolader erzeugt das Lüfterrad einen Luftstrom, der zum Füllen des Airbags verwendet wird. Die Verbindung eines Druckbehälters und eines Lüfterrads macht es möglich, Vorteile beider bekannter Systeme zu kombinieren und die Nachteile fast gänzlich zu eliminieren.
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Sowohl im Vergleich zum System, welches ausschließlich Hochdruckkartuschen zum Aufblasen des Airbags verwendet, als auch zum bekannten System, welches einen Ventilator, der elektrisch angetrieben wird, verwendet, bestehen deutliche Gewichtsvorteile. Es reicht eine deutlich geringere Menge an Gas aus, den Airbag zu befüllen, was eine erhebliche Reduktion des Gewichts zur Folge hat. Bei den Druckbehältern aktueller Systeme handelt es sich meist um kostenintensive Spezialanfertigungen. Im Gegensatz dazu ist es bei einem erfindungsgemäßen System möglich, handelsübliche Gaskartuschen als Druckbehälter zu verwenden. Somit ist ein deutlicher Kostenvorteil realisierbar. Weiterhin sind diese handelsüblichen Druckbehälter weltweit verfügbar und können einfach entsorgt werden.
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Im Vergleich zu bestehenden Systemen, die einen Ventilator verwenden, wird aufgrund der fehlenden Energiequelle (Akku oder Batterie) sowie Kondensatoren eine erhebliche Volumeneinsparung mit halbiertem Platzbedarf möglich. Da Lawinenairbagsysteme häufig in einem Rucksack angeordnet werden, führt dies dazu, dass einem Benutzer mehr Raum für die Unterbringung von Ausrüstungsgegenständen verbleibt. Ein weiterer Vorteil gegenüber batteriebetriebenen Systemen ist die nicht vorhandene Kälteempfindlichkeit. Insgesamt ergeben sich sowohl gegenüber Systemen mit Hochdruckkartuschen als auch Batteriesystemen erhebliche Verbesserungen.
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Der zumindest eine Druckbehälter kann durch Betätigung des Auslösesystems geöffnet werden. Alternativ kann auch bereits mit dem fixieren des Druckbehälters dieser geöffnet werde, dies kann zum Beispiel über einschrauben passieren. Durch Betätigung des Auslösesystems wird dann die unter Druck stehende Auslöseeinheit das Fluid aus dem Druckbehälter frei geben.
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Es können ein oder mehrere Druckbehälter vorgesehen sein. Wenn mehrere Druckbehälter vorgesehen sind, können diese gleichzeitig durch das Auslösesystem oder nacheinander aktiviert und somit geöffnet werden. Es ist denkbar, Behälter unterschiedlicher Größe vorzusehen. Grundsätzlich ist auch denkbar, mehr als ein Lüfterrad vorzusehen. Denkbar ist es mehrere Lüfterräder in einem Gehäuse vorzusehen.
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Alternativ oder zusätzlich können mehrere Fülleinheiten, d.h. mehrere Gehäuse mit jeweils zugeordnetem Lüfterrad vorgesehen sein. Somit ergibt sich eine die Sicherheit verbessernde Redundanz. Jedem Lüfterrad können ein oder mehrere Druckbehälter zugeordnet sein.
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Zwischen dem mindestens einem Druckbehälter und dem Lüfterrad kann zumindest eine Düse angeordnet sein. Die Düse kann dabei vor dem Gehäuse oder in dem Gehäuse angeordnet sein. Insbesondere kann die zumindest eine Düse in das Gehäuse integriert sein. Wenn mehrere Düsen vorgesehen sind, können diese an versetzten Positionen angeordnet sein. Durch die Düsen kann der aus dem Druckbehälter entweichende Gasstrom gezielt auf das Lüfterrad oder ein noch später zu beschreibendes Antriebsrad geleitet werden. Das aus dem zumindest einen Druckbehälter entweichende Gas kann ausschließlich zum Antrieb des Lüfterrads verwendet werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass das entweichende Gas nicht nur das Lüfterrad antreibt, sondern auch zumindest teilweise zur Befüllung des Airbags verwendet wird. Das von dem Gasstrom angetriebene Lüfterrad erzeugt selbst ein Luftvolumen, durch welches der Airbag aufgeblasen wird.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet keine Vermehrung des Gasvolumens statt, welches in den Druckbehältern vorhanden ist. Die Hauptaufgabe der Druckbehälter ist es, einen Energiespeicher darzustellen, welcher über den gespeicherten Gasdruck das Lüfterrad antreibt. Das Gasvolumen, welches den Airbag befüllt, wird über das Lüfterrad erzeugt. Das verwendete Fluid kann ein Gas sein, dieses muss aber in komprimierter Form nicht zwingend als Gas im Druckbehälter vorliegen, sondern kann auch in flüssiger Form im Druckbehälter vorliegen.
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Der Airbag kann als luftundurchlässige Hülle, zum Beispiel als Stoffsack oder Kunststoffgewebe, ausgebildet sein.
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Die zumindest eine Airbag richtet sich in Größe, Material und sonstigen Ausführungsmerkmalen nach der gängigen Norm. Beispielsweise kann er ein Volumen von mehr als 150 I aufweisen.
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Das Gehäuse kann zumindest zwei Teile aufweisen. Dadurch wird die Montage des Lüfterrads in dem Gehäuse erleichtert. Die Gehäuseteile können zusammengesteckt werden.
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Das Lüfterrad kann als Axiallüfterrad oder als Radiallüfterrad ausgebildet sein.
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Das Gehäuse kann einen spiralförmigen Hohlraum ausbilden. Insbesondere, wenn das Lüfterrad als Radiallüfterrad ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn dieses in dem spiralförmigen Hohlraum angeordnet ist. Der spiralförmige Hohlraum kann jeweils zur Hälfte durch eine Gehäusehälfte ausgebildet werden.
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Der Querschnitt des Hohlraums kann konstant sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn sich der Querschnitt des Hohlraums zum Fluidauslass hin vergrößert. Durch die Konstruktion des Hohlraums als spiralförmig und mit sich vergrößerndem Querschnitt kann eine Druckerhöhung erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das Lüfterrad unmittelbar durch das aus dem Druckbehälter ausströmende Fluid antreibbar sein. Der Druckbehälter bzw. die Düse können demnach so angeordnet sein, dass das Lüfterrad unmittelbar durch das aus dem Druckbehälter entweichende Fluid angeströmt und somit angetrieben wird. Insbesondere können Schaufeln des Lüfterrads durch das Fluid angeströmt werden, um das Lüfterrad so in Bewegung zu versetzen.
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Alternativ kann ein mit dem Lüfterrad verbundenes Antriebsrad vorgesehen sein, das durch das Fluid des zumindest einen Druckbehälters anströmbar ist. Somit wird durch das aus dem Druckbehälter entweichende Fluid zunächst ein Antriebsrad angetrieben. Insbesondere werden Flügel eines Antriebsrads entsprechend angeströmt.
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Dazu kann das Antriebsrad in einem Antriebsradgehäuse angeordnet sein. Das Antriebsradgehäuse kann ein separates Gehäuse sein oder es kann Bestandteil des Gehäuses des Lüfterrads sein.
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Das Antriebsrad kann mit dem Lüfterrad direkt über eine Achse, also insbesondere drehfest, gekoppelt sein. Alternativ kann das Antriebsrad mit dem Lüfterrad über ein Übersetzungsgetriebe gekoppelt sein.
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Um zu verhindern, dass Fluid, insbesondere Gas, aus dem Airbag entweichen kann, kann im Bereich des Fluidauslasses eine Rückschlagarmatur angeordnet sein. Insbesondere kann eine Klappe oder ein Rückschlagventil vorgesehen sein.
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Das Auslösesystem kann eine Auslöseeinheit umfassen. Insbesondere können der oder die Druckbehälter an der Auslöseeinheit befestigt sein. Die Auslöseeinheit kann die Aufgabe haben, die Druckbehälter in Position zu halten, dicht abzuschließen und bei Zug an einem Auslösegriff, der Bestandteil des Auslösesystems sein kann, den Behälter zu öffnen und das Fluid aus dem Druckbehälter entweichen zu lassen. Der Auslösegriff kann beispielsweise mit einem Bowdenzug verbunden sein. Ebenfalls denkbar ist es, durch Betätigung eines Auslösegriffs ein Signal an die Auslöseeinheit zu übertragen. Beispielweise könnten elektrische Impuls übertragen werden, welche ein Magnetventil ansteuern und dadurch könnte der Druckbehälter geöffnet werden. Es ist somit eine mechanische und eine elektrische Auslösung bzw. Aktivierung oder Öffnung der Druckbehälter denkbar. Es können ein oder mehrere Auslösesysteme vorgesehen sein. Wenn mehrere Auslösesysteme vorgesehen sind, können diese bei einmaliger Aktivierung durch den Benutzer gleichzeitig oder nacheinander wirken.
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Die Auslöseeinheit kann in das Gehäuse integriert sein. Dadurch ist diese geschützt angeordnet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibungen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßgeblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
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In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in verschieden Stadien der Benutzung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine erste Darstellung eines Lawinenairbagsystems mit aufgeblasenem Airbag;
- 2 eine Explosionsdarstellung der Fülleinheit des Lawinenairbagsystems;
- 3 eine Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform einer Fülleinheit;
- 4 eine dritte Ausführungsform einer Fülleinheit eines Lawinenairbagsystems.
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Die 1 zeigt ein Lawinenairbagsystem 1 mit einem Airbag 2 und einer Fülleinheit 3. Im nicht aktivierten, d. h. ungefüllten Zustand kann der Airbag 2 in einem Rucksack angeordnet sein. Die Fülleinheit 3 kann in oder an dem Rucksack angeordnet sein. Ein Auslösegriff 4 ist Teil eines Auslösemechanismus und kann für einen Benutzer einfach zugänglich am Rucksack oder beispielsweise einem Trägergurt des Rucksacks angeordnet sein, sodass ein Benutzer das Lawinenairbagsystem 1 schnell und zuverlässig auslösen kann, wenn er in eine Lawine gerät. Der Auslösegriff 4 ist über einen Bowdenzug 5 mit einer Fülleinheit 6 verbunden.
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Der Airbag 2 ist aus einem gasundurchlässigen Material hergestellt. Er kann ein Volumen von mindestens 150 l aufweisen. Wenn mehrere Airbags vorgesehen sind, können sie gemeinsam ein Volumen von mindestens 150 l aufweisen.
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Die 2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Fülleinheit 3. Wie im Zusammenhang mit der 1 beschrieben, ist ein Auslösegriff 4 über einen Bowdenzug 5 mit einer Auslöseeinheit 6 verbunden. An der Auslöseeinheit 6 ist ein Druckbehälter 10 angeordnet, in dem sich ein Fluid in flüssigem oder gasförmigem Zustand befindet. Durch Zug am Auslösegriff 4 kann ein Benutzer die Auslöseeinheit 6 betätigen, sodass der Druckbehälter 10 geöffnet wird und unter Druck stehendes Gas aus dem Druckbehälter 10 entweichen kann.
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Zwischen dem Druckbehälter 10 und einem Gehäuse 12, welches die Gehäusehälften 14,16 aufweist, ist eine Düse 18 angeordnet. Die optionale Düse 18 ist so angeordnet und ausgerichtet, dass das aus dem Druckbehälter 10 entweichende Gas auf das Lüfterrad 20 gerichtet wird, insbesondere auf die Schaufeln 22 des Lüfterrads 20. Die Düse 18 kann als Auslassöffnung ausgebildet sein, die in das Gehäuse 12 integriert ist. Durch diese Maßnahme wird das Lüfterrad 20 in eine Drehbewegung versetzt. Das Lüfterrad 20 ist drehbar im Gehäuse 12 angeordnet. Das Lüfterrad 20 ist als Radiallüfterrad ausgebildet. Durch Drehung des Lüfterrads 20 wird im Gehäuse 12 ein Luftstrom erzeugt. Dazu weist das Gehäuse 12 einen spiralförmigen Hohlraum 24 auf. Insbesondere wird der Hohlraum 24 durch die Gehäusehälften 14,16 ausgebildet. Der Querschnitt des spiralförmigen Hohlraums 24 erweitert sich zu einem Fluidauslass 26 hin, an den der Airbag 2 angeschlossen ist. Im Bereich des Fluidauslasses 26 ist eine Rückschlagarmatur 28 angeordnet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Rückschlagklappe ausgebildet ist. Hierdurch wird verhindert, dass Gas aus dem Airbag zurückfließt.
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Die 3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Fülleinheit 3'. Elemente, die denen der 1 oder 2 entsprechen, sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Auch in diesem Fall ist ein Lüfterrad 20 drehbar in dem Gehäuse 12 mit den Gehäusehälften 14,16 angeordnet. Das Lüfterrad 20 ist über eine Achse 30 drehfest mit einem Antriebsrad 32 verbunden. Das Antriebsrad 32 ist in einem Gehäuse 34 angeordnet, wobei das Gehäuse 34 quasi eine zweite Kammer des Gehäuses 12 darstellt. Die Auslöseeinheit 6' weist eine etwas andere Form auf als die Auslöseeinheit 6, ist ansonsten jedoch ausgebildet wie die Auslöseeinheit 6. Auch die Auslöseeinheit 6' ist mit einem Druckbehälter 10 verbunden, der durch die Auslöseeinheit 6' aktiviert bzw. geöffnet werden kann, wenn ein Benutzer an dem Auslösegriff 4 zieht. Wird der Druckbehälter 10 geöffnet, gelangt das ausströmende Gas auf das Antriebsrad 32, welches dadurch angetrieben wird. Das Antriebsrad 32 nimmt aufgrund der starren Kopplung über die Achse 30 das Lüfterrad 20 mit, sodass dieses einen Luftstrom erzeugt, durch den der Airbag 2 aufgeblasen wird.
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Eine weitere alternative Ausführungsform 3" ist in der 4 gezeigt. Ein Druckbehälter 10 ist mit der Auslöseeinheit 6 verbunden. Durch Zug am Auslösegriff 4 kann ein Benutzer den Druckbehälter 10 über die Auslöseeinheit 6" öffnen, sodass Gas aus dem Druckbehälter 10 in das Gehäuse 12 strömt und dort ein Lüfterrad 20' antreibt, welches drehbar im Gehäuse 12' angeordnet ist. In diesem Fall ist das Lüfterrad 20' jedoch nicht als Radiallüfterrad, sondern als Axiallüfterrad ausgebildet. Auch das Lüfterrad 20' wird durch den Gasstrom aus dem Druckbehälter 10 angetrieben und erzeugt dadurch einen Luftstrom in axialer Richtung des Gehäuses 12' zu dem Fluidauslass 26', in dem eine Rückschlagarmatur 28 angeordnet ist. Zu erkennen ist, dass sich das Gehäuse 12' zum Fluidauslass 26' hin verjüngt. Dadurch kann eine Druckerhöhung erfolgen und der Airbag zuverlässiger aufgeblasen werden.
