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Vorrichtung für Energieverzehr und Stoßdämpfung, insbesondere für
Sicherheitsgurte Technischer Stand Autosicherheitsgurte haben sich bewährt.
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Ein Gesetz über die Pflichtbenützung steht bevor.
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Im sog. Wald der Sicherheitsschlösser lichtet es sich und man kann
erwarten, daß nur einige wenige übrigbleiben, die wirklich den Anforderungen, wie
in meiner Patentanmeldung P 21 369 21.1 dargestellt, entsprechen.
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Man darf davon ausgehen, daß der Dreipunktgurt mit Automatikroller
den derzeitigen Höcbtstand der Technik aufzeigt. Der Roller hat noch sehr viele
Mängel und von seinem Wesen her große Nachteile. Er vermeidet zwar das Herumhängen
bzw. Herumliegen der Gurte im Fahrzeug, aber er spannt sie nach dem Anschnallen
nicht fest und was sich noch nachteiliger auswirkt ist, daß beim auftretenden Unfallstoß
5 - 10 cm Weg des Menschen im Gurt verlorengehen, was bei einer derzeit bestimmten
Gefahrenzone von ca. 30 cm lebensgefährlich sein kann.
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Die Beseitigung dieser Nachteile ist nach neuesten Expertenaussagen
eine große Aufgabe.
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Der Anmeldungsgegenstand löst in Verbindung mit einem Energieverzehr
und Stoßdämpfer diese Aufgabe.
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Ein noch größeres und ungelöstes Problem sind die Stoßdämpfung und
der Energieverzehr bei Sicherheitsgurten. Soweit ich den augenblicklichen Stand
ermitteln konnte, sind nur sog. Dehnglieder oder Reißnähte bekannt, die meiner Meinung
nach nicht als erhöhte Sicherheitselemente anzusprechen sind.
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Nach Forschungsaussagen und Berechnungen hält der menschliche Körper
im Durchschnitt über Brust- und Schultergurte maximal 1300 kp ohne erheblichen Schaden
aus. Diese Kräfte treten schon bei 18 km/h auf. Stoßspitzen dieser Größenordnung
ergeben sich schon bei 10 - 12 km/h.
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Um 600 - 700 kp zu vernichten, sind bei reinem Energieverzehr 300
- 400 mm Weg erforderlich, der bei den jetzigen Gurten gar nicht zur Verfügung steht.
Der Roller verschlingt bis zum Einsatz 5 - 10 cm, ein Dehnglied weitere 5 - 10 cm.
Kommt eine Reißnaht durch die entsprechende Belastung zu Bruch, benötigt sie ebenfalls
ca. 10 cm, d. h., der Mensch schlägt schon mit seinem Körper am Armaturenbrett oder
sonst irgendwo auf.
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Kommt es zu Serien von Auffahrtstößen, wird das Dilemma wesentlich
größer.
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Wenn ein Fachmann sich den Vorgang eines Zusammenstoßes oder eines
Auffahrunfalles bei nur 20 - 25 km/h genau überlegt, dann wird er feststellen, daß
Dehnglieder und Reißnähte zwar einen ersten Stoß oder eine Stoß spitze dämpfen können,
.anschließend aber, je nach den Gegebenheiten, auch sehr große Nachteile durch Dehnglieder
und Reißnähte entstehen können. Bei höheren Geschwindigkeiten dürfte ihr Sinn durch
die dabei auftretenden Kräfte sehr fragwürdig sein.
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Man mußte nun zu Lösungen kommen, wie bereits in der Beschreibung
und in Anspruch 7 meiner Patentanmeldung P 21 369 21.1 ausgesagt, welche nicht nur
Spitzenstöße dämpfen, sondern auch echte Energie verzehren und so den Menschen wirkliche
Sicherheit bieten. Dies ist besonders schwierig, weil zu den technischen und physikalischen
Lösungen auch erhebliche fabrikatorische und wirtschaftliche Schwierigkeiten kommen.
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Insbesondere die Personenwagen haben sehr wenig Pilz, um nachträglich
solche Einrichtungen unterbringen zu können. Die Autohersteller haben eine große
Abneigung ihre Konstruktionen zu ändern und sind während laufender Serien überhaupt
nicht bereit Anregungen aufzunehmen. Gewichtserhöhungen, insbesondere aber Preiserhöhungen
werden meistens abgiehnt.
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Es ging also darum, nicht nur ein technisch hochwertiges Gerät zu
schaffen, es sollte auch überaus billig und überall einzubauen sein sowie möglichst
ohne großen Aufschub dem Verbraucher zur Wahrung seiner Sicherheit zur Verfügung
stehen.
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Ich bin der Meinung, daß die nachfolgend beschriebene Lösung fast
allen Wünschen Rechnung trägt und eine Erfindungshöhe aufweist, die eine baldige
Erteilung des Patentes rechtfertigt, weshalb ich darum bitte.
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Beschreibung Figur 1 stellt eine konstruktive Lösungsform dar. Die
einzelnen Teile sind: 1 = Polplatten aus festem Material, wie z. B. Blech, Hartgummi
und dergleichen 2 -= hochfeste elastische Materialien, wie z. B. Gummi, konischer
Gummi, verrippter Gummi, Metallgummi, Metalldrahtstückgewebe und dergleichen 3 =
vorgesetzter Dämpfer, z. -B. Gummi, Gummimetall, Tellerfeder, Spiralfeder und dergleichen
4 = Anschlag am Fahrzeug, z. B. Bodenblech, Tunnelblech und dergleichen 5 = Maul
des Sicherheitsschlosses 6 = Zugstange, verbundenmit dem Maul dgs Schlosses und
der unteren Polplatte 7 = einfaches Luft - Gasventil 8 = Luftkammer - Gaskammer
9 = mechanische Dämpfer, hier Druckfeder, kann auch Tellerfeder sein, spezialgefüllte
Tellerfeder, übereinanderliegende Reibelemente, Gummi und dergleichen 10 = dauerplastisch
- elastische Mittel 11 = dauerplastisch - elastische Mittel mit mechanischen Elastomern,
z. B. Styropor, Luftkugeln und dergleichen angereichert zur zusätzlichen Endkraftdämpfung
Funktionsbeschreibung Ein Behälter nach Figur 1 ist hinter dem Tunnel oder unter
dem Boden eines Fahrzeuges angebracht, darüber ein Dämpfer 3, der sich am Anschlag
4 abstützt. Die Sicherheitsgurte wird mit dem Maul 5 durch das Schloßgegenstück
gelenkig verbunden. Durch automatisch gegebene Bewegungen des Körpers entweicht
Luft, die Luftkammer wird verkleinert, außerdem wird über die Stange 6 der Dämpfer
9 etwas gesperrt, das Mittel 10, welches im Ruhezustand fließt, wird gegen die elastischen
Zonen gedrückt. Es entstehen
leichte Kräfte, die beim Ruhigsitzen des Angeschnallten wieder in ihre Ausgangsstellung
drängen, wodurch der Gurt automatisch an den Körper angelegt wird. Der Angeschnallte
hat also jederzeit die Möglichkeit, sich auf seinem Sitz zu bewegen, wobei durch
die Eigenschaften des Mittels 10 und die Konstruktion des Behälters mehr oder weniger
auch ein Roller eingespart wird.
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Der weitere Vorteil liegt aber noch darin, daß ohne einen Leerweg,
bei einem Aufprall, die Gurtfunktion in Verbindung mit dem Behälter sofort einsetzt.
Konstruktion, Mittel 10, die Einstellung des Ventiles 7 und der Luftkammer 8 sind
diesen Forderungen angepaßt.
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Kommt es zu einem Unfall oder Aufprall, wird je nach Geschwindigkeit
und Gestaltung des Fahrzeuges selbst, der Körper nach vorne katapultiert, über die
Gurte, das Gurtschloß 5 und die Stange 6 wird der Behälter zusammengedrückt, das
Mittel 10 weicht teilweise in die elastischen Zonen 2 (Steuerzonen) aus, der verbleibende
Teil des Mittels 10 umschließt den Dämpfer 9, die Luft entweicht über das Ventil
7, der elastomeraufgeladene Teil des Mittels 11 dämpft die Endkraft. Folgende Dämpfungs-
und Energieverzehreigen schaften sind in Bruchteilen von Sekunden wirksam geworden:
Der Dämpfer 3 die Luftkammer 8 die elastischen Zonen 2 das Mittel 10, der Dämpfer
9 und der Dämpfer 11.
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Nach Versuchen, Erfahrungen und neuester Literatur kann man davon
ausgehen, daß ein mechanischer Dämpfer etwa 20 % Dämpfung aufnimmt. Ein Luftpolster
von nur 5 - 10 mm baut Stoßspitzen bis zu einer harmonischen Belastungskrurve ab.
Das Mittel selbst hat eine Kompressibilität von 10 - 15 %, mit Anreicherern versehen
bis zu 25 %, so daß sich ein Gesamtdämpfungsfaktor über die Aggregate addiert bis
zu 50 - 60 % ergibt.
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Energieverzehr tritt auf in den Randzonen der Stange 6, des Dämpfers
9, der elastischen Teile 2 und im Mittel 10 selbst, weil das Mittel so gestaltet
wird, daß es bei hoher Geschwindigkeit, in Bruchteilen von Sekunden, über Wärme
in den Zonen fester Körper aufhärtet und somit die Rückfederkraft der Energiespeicher
kurzzeitig unwirksam macht, ohne den Energieverzehr über die Wegstrecke gern. den
physikalischen Gesetzen zu beeinflussen. Nehmen wir an, der Behälter hat einen Ausgangszustand
von ca. 120 mm Höhe, nach einem Aufprall ca. 50 mm (s. Figur 2), so wird rein rechnerisch
über ca. 70 mm Weg ein entscheidendes Maß an Energie verzehrt.
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Man darf behaupten, daß über Dämpfung und Energieverzehr mit der beschriebenen
Vorrichtung das Höchstmaß an Sicherheit für den im Auto sitzenden Menschen, nach
dem heutigen Stand der Technik, erreicht ist.
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Einfache Versuche haben schon gezeigt, daß bei den fraglichen 1300
kp mit einem dem Anmeldungsgegnstand zugrundeliegenden Behälter wie beschrieben,
eine Herabminderung auf ca. 800 - 900 kp erreicht wurde. Dabei sind aber nicht alle
Gegebenheiten voll ausgenützt worden, weil eine entsprechend genaue Apparatur dazu
fehlte.
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Wie bereits gesagt, hat das Mittel 10 die Eigenschaft, daß es in Bruchteilen
von Sekunden im Ruhezustand wieder fließend wird, da mit werden alle eingesperrten
Kräfte der Energiespeicher frei, wirken in entgegengesetzter Richtung, so daß der
Ausgangszustand schnellstmöglich wieder hergestellt wird und Mehrfachunfallstöße
voll beherrscht werden können.
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Der Behälter mit seinem mechanischen Dämpfer ist konstruktiv so einfach
getaltet und verhältnismäßig so billig herzustellen, daß es kein Problem ist, mehrere
dieser Behälter, je nach -Platzverhältnissen, übereinander oder hintereinander anzuordnen,
wobei die Sicherheit des Menschen praktisch ganz nach Wunsch geregelt werden kann.
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Diese Behälter lassen sich einzeln, aber auch übereinander, in Verbindung
mit Gurt und Schloß in die Sitzrückenlehnen einbauen (s. Figur 3), übernehmen damit
auch die Funktion eines Rollers, schaffen ein6 besseres Anschnallsystem, übernehmen
ferner bei entsprechender Konstruktionsgestaltung die Funktion der sog. Nackenstütze
und vermeiden das von Psychologen festgestellte Abneigungsgefühl des bisherigen
Angeschnalltseins.
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Die überlegenen Sicherheitseigenschaften sind schon eingehend beschrieben.
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Die gleichen Elemente können sowohl zum Schutz gegen vordere als auch
hintere Auffahrstöße, zwischen dem Autositz und Fahrzeugboden eingesetzt werden,
wodurch die gleichen Sicherheitseigenschaften wie vor beschrieben bestehen, und
zudem die bekannten Kriterien der Autositzbefestigungen mitgelöst werden (s. Figur
4).
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Genauso erfolgreich kann man sie zwischen Fahrzeugrahmen oder Teile
davon und Stoßstangen einsetzen (s. Figur 5), hier selbstverständlich als Druckelemente.
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Mit dieser simplen, billigen und platzsparenden Losung kann ein ganzes
Sicherheitssystem verwirklicht werden, das m. E. den heute gitenden Sicherheitsgrad
bei etwa 18 km/h auf 35 - 50 km/h erhöht.
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Erwähnt sei noch, daß selbstverständlich verschiedene-konstruktive
Lösungen möglich sind und diese weitgeh3ndst vom Grad der betrffenden Lasten, Geschwindigkeiten
usw. abhängen.