WO1999014081A1 - Schutzvorrichtung für fahrzeuginsassen - Google Patents

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WO1999014081A1
WO1999014081A1 PCT/EP1998/005813 EP9805813W WO9914081A1 WO 1999014081 A1 WO1999014081 A1 WO 1999014081A1 EP 9805813 W EP9805813 W EP 9805813W WO 9914081 A1 WO9914081 A1 WO 9914081A1
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hollow body
gas
liquid
outlet opening
impact
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PCT/EP1998/005813
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Martin Kreuzer
Willi Wissel
Alexander Heilig
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Trw Automotive Safety Systems Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/0472—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall characterised by comprising a damping device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/04—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R2021/0414—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings using energy absorbing ribs

Definitions

  • the invention relates to a device for protecting vehicle occupants in the event of an impact on interior areas of the vehicle body.
  • airbags which consist of a folded envelope, which can be inflated explosively by means of a gas filling and form soft, energy-consuming cushions between the vehicle occupants and the interior areas of the vehicle body when corresponding sensors register the exceeding of predetermined deceleration limit values and via an electronic control device cause the airbag to inflate.
  • the most widespread are the airbags for the vehicle driver housed in the steering wheel.
  • airbags for the passenger side are also being installed as standard.
  • so-called side airbags can already be supplied as standard in some vehicle types and as special equipment in other vehicle types.
  • special airbags for certain areas of the body for example for the driver's head, have already been designed and presented.
  • Airbags of this type are intended to increase the safety of the vehicles and to reduce the risk of injury. It is known that optimal protection can only be achieved if the driver assumes a certain starting position when the airbag is deployed or if there is a certain accident situation, focusing primarily on harmful delays in the normal direction of travel and in various forms of the side impact. Optimal protection of the vehicle occupants by means of several airbags can only be achieved if the deployment of the airbags depends on the size and the deceleration values that occur Direction are triggered. It is readily apparent that a corresponding number of sensors and extensive evaluation and control electronics are required for this. This means that the greatest possible protection is very expensive and is therefore often only available at an additional cost.
  • the object of the invention is to ensure the greatest possible protection of vehicle occupants in the event of an impact on the interior of the vehicle body without the need for a large number of airbags, a large number of sensors and corresponding evaluation and control electronics for distinguishing deceleration forces by size and direction are.
  • a device which is characterized by a hollow body with a deformable wall which is filled with a gas or with a liquid, and with an outlet opening through which the enclosed gas or the enclosed liquid in the event of an impact can escape.
  • Such hollow bodies can be arranged in different sizes and numbers wherever the vehicle occupant must fear an impact on the interior of the vehicle body.
  • prophylactic pads are already provided, which are deformable upon impact with the absorption of energy.
  • the placement of such devices requires a certain amount of space, but its provision should not be questionable for security reasons.
  • this means that the inside of the body can be “padded” * , and in particular it can also be used to mitigate those hazard areas in which the known airbags cannot be used or in which delays below the triggering threshold for airbags can lead to injuries.
  • the outlet opening of the hollow body is expediently closed, a closure being provided which opens automatically when a defined overpressure in the hollow body is reached. It is particularly expedient if the outlet opening is designed as a throttle point, through which the amount of gas or liquid escaping per unit time can be limited to a predetermined level. That way you can Influence the energy absorption behavior of the device according to the invention.
  • the closure can expediently consist of a membrane with a defined tear resistance so that the deformable wall of the gas-filled hollow body is not deformed in the event of an accidental, unintentional impact far below the desired triggering limit.
  • the arrangement of devices according to the invention allows the vehicle body to be designed on the inside in such a way that the risk of injury in the event of an impact is considerably reduced.
  • additional elements can be provided which are plastically deformable by taking up deformation work and thereby result in a further improvement.
  • the shape of the hollow bodies according to the invention can of course be adapted to the area of the body or the interior of the vehicle to be covered, and “superficially” optically and haptically to the body environment. Suitable plastics and the processing methods commonly used for this purpose are particularly suitable for their production.
  • Fig. 1 shows a simple gas-filled hollow body according to the invention in section and in perspective
  • Fig. 2 is a composite gas-filled hollow body according to the invention again in section and in perspective 3 shows a horizontal section through a hollow body according to FIG. 2.
  • the gas-filled hollow body 1 according to FIG. 1 has an essentially rectangular basic shape with a deformable wall 2 and an outlet opening 3 which is closed by a molded-in closure 4.
  • a hollow body can have a larger longitudinal extent and can be used to cover dangerous edges in the interior of a motor vehicle.
  • a hollow body can also be implemented in any other form and can be adapted to the respective local circumstances.
  • FIG. 2 shows how a gas-filled hollow body 1 according to the invention with a deformable wall 2 can be subdivided by additional elements in the form of webs 5 and / or intermediate walls 6 in order to increase its capacity for deformation work.
  • partial cavities 7, 8, 9 can be created, the outlet openings 3 of which, in turn, are closed by closures 4, the enclosed gas being able to escape into the other partial cavities and possibly finally into the environment depending on the impact strength.
  • care must be taken to ensure that the outer wall 2 and the inner wall parts are deformable in the form of webs 5 or partition walls 6, which creates a structure which can take up considerable deformation work and therefore represents effective protection for the vehicle occupants.
  • a decorative layer 10 is applied, which is visually and haptically adapted to the body environment.
  • the structures with partial cavities can of course also be produced not only in the cuboid shape shown, but in any shape adapted to the respective installation location.
  • the webs 5 are arranged in a honeycomb shape and have different wall thicknesses, as a result of which the resistance to deformation in the useful area of the gas-filled hollow body 1 can be of different sizes.
  • a decorative layer 10 is in turn attached to the outer surface facing the passenger compartment.
  • gas- or liquid-filled hollow bodies can be created, the filling volume of which, in conjunction with the deformable wall, provides excellent protection for vehicle occupants in the event of an impact on the interior of the vehicle body. By dividing the hollow body, its ability to take up deformation work can be increased significantly.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf Innenbereiche der Fahrzeugkarosserie wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen Hohlkörper (1) mit deformierbarer Wandung (2), der mit einem Gas oder mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einer Auslassöffnung (3), durch die das eingeschlossene Gas bzw. die eingeschlossene Flüssigkeit bei einem Aufprall entweichen kann. Die Auslassöffnung ist zweckmässigerweise verschlossen, und es ist ein Verschluss (4) vorgesehen, der sich erst bei Erreichen eines definierten Überdrucks im Hohlkörper (1) selbsttätig öffnet. Durch Ausbildung der Auslassöffnung (3) als Drosselstelle und/oder durch im Hohlkörper (1) vorgesehene Zusatzelemente (5) kann das Aufnahmevermögen der erfindungsgemässen Vorrichtung für Formänderungsarbeiten noch erheblich gesteigert werden.

Description

Schutzvorrichtung für Fahrzeuginsassen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf Innenbereiche der Fahrzeugkarosserie.
Für derartige Zwecke sind sogenannte Airbags bekannt, die aus einer zusammengefalteten Umhüllung bestehen, die mittels einer Gasfüllung explosionsartig aufblasbar sind und zwischen den Fahrzeuginsassen und den Innenbereichen der Fahrzeugkarosserie weiche, energieverzehrende Polster bilden, wenn entsprechende Sensoren das Überschreiten vorgegebener Verzögerungsgrenzwerte registrieren und über eine elektronische Steuereinrichtung das Aufblasen des Airbags bewirken. Am weitesten verbreitet sind die im Lenkrad untergebrachten Airbags für den Fahrzeuglenker. In zunehmenden Maße werden aber auch Airbags für die Beifahrer Seite serienmäßig eingebaut. Darüber hinaus kann man bei einigen Fahrzeugtypen sogenannte Seitenairbags schon serienmäßig, bei anderen Fahrzeugtypen als Sonderausstattung erhalten. Schließlich sind auch schon spezielle Airbags für bestimmte Körperbereiche, beispielsweise für den Kopf des Fahrers konzipiert und vorgestellt worden.
Mit derartigen Airbags will man die Sicherheit der Fahrzeuge erhöhen und die Verletzungsgefahr herabsetzen. Dabei ist man sich bewußt, daß ein optimaler Schutz nur dann erreicht werden kann, wenn der Fahrer bei Auslösung des Airbags eine bestimmte Ausgangsposition einnimmt bzw. wenn eine bestimmte Unfallsituation vorliegt, wobei man sich vor allem auf schädliche Verzögerungen in normaler Fahrtrichtung und auf verschiedene Formen des Seitenaufpralls konzentriert hat. Ein optimaler Schutz der Fahrzeuginsassen durch mehrere Airbags kann nur erreicht werden, wenn die Auslösung der Airbags in Abhängigkeit von den auftretenden Verzögerungswerten nach Größe und Richtung ausgelöst werden. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß dazu eine entsprechende Anzahl von Sensoren und eine umfangreiche Auswert- und Ansteuerelektronik erforderlich sind. Dies führt dazu, daß ein möglichst weitgehender Schutz sehr kostenaufwendig ist und daher häufig nur wahlweise gegen Aufpreis zu erhalten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst umfassenden Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf Innenbereiche der Fahrzeugkarosserie sicherzustellen ohne daß eine Vielzahl von Airbags, eine Vielzahl von Sensoren und eine entsprechende Auswert- und Ansteuerelektronik zur Unterscheidung von Verzögerungskräf- ten nach Größe und Richtung erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch einen Hohlkörper mit deformierbarer Wandung, der mit einem Gas oder mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einer Auslaßöffnung, durch die das eingeschlosse- ne Gas bzw. die eingeschlossene Flüssigkeit bei einem Aufprall entweichen kann.
Derartige Hohlkörper können in verschiedener Größe und Anzahl überall dort angeordnet werden, wo ein Aufprallen des Fahrzeuginsassen auf Innenbereiche der Fahrzeugkarosserie befürchtet werden muß. Mit anderen Worten, es werden bereits prophylaktisch Polster vorgesehen, die beim Aufprall unter Absorption von Energie verformbar sind. Die Unterbringung derartiger Vorrichtungen erfordert zwar einen gewissen Platz, dessen Bereitstellung aus Sicherheitsgründen jedoch nicht fraglich sein dürfte. Auf der anderen Seite kann dadurch die Karosserie innenseitig „ausgepolstert'* werden, und es können insbesondere auch solche Gefährdungsstellen entschärft werden, bei denen die bekannten Airbags nicht einsetzbar sind oder bei denen Verzögerungen unterhalb der Auslöseschwelle für Airbags zu Verletzungen führen können.
Die Auslaßöffnung des Hohlkörpers ist zweckmäßigerweise verschlossen, wobei ein Verschluß vorgesehen ist, der sich bei Erreichen eines definierten Überdrucks im Hohl- körper selbsttätig öffnet. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Auslaßöffnung als Drosselstelle ausgebildet ist, durch die die pro Zeiteinheit austretende Gas- oder Flüssigkeitsmenge auf ein vorgegebenes Maß begrenzt werden kann. Auf diese Weise kann man Einfluß auf das Energieabsorptionsverhalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung nehmen.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn im Hohlkörper ein höherer Druck herrscht, als au- ßerhalb des Hohlkörpers, weil dann die deformierbare Wandung zwangsläufig eine höhere Formbeständigkeit hat, was für manche Anwendungsbereiche notwendig sein kann. Außerdem kann der Verschluß zweckmäßigerweise aus einer Membran mit definierter Aufreißfestigkeit bestehen, damit die deformierbare Wandung des gasgefüllten Hohlkörpers bei einem zufälligen, unbeabsichtigten Stoß weit unterhalb der gewünschten Auslö- segrenze nicht deformiert wird.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß sich mit der Anordnung erfindungsgemäßer Vorrichtungen die Fahrzeugkarosserie innen so gestalten läßt, daß die Verletzungsgefahr bei einem Aufprall erheblich herabgesetzt ist. Außer der Gas- bzw. Flüssig- keitsfüllung können noch Zusatzelemente vorgesehen werden, die unter Aufnahme von Formänderungsarbeit plastisch verformbar sind und dadurch eine weitere Verbesserung ergeben. Außerdem lassen sich selbstverständlich die erfindungsgemäßen Hohlkörper in ihrer Form an den abzudeckenden Bereich der Karosserie bzw. des Fahrzeuginnenraums sowie „oberflächlich" optisch und haptisch an die Karosserieumgebung anpassen. Für ihre Herstellung kommen insbesondere geeignete Kunststoffe und dafür gebräuchliche Verarbeitungsverfahren in Betracht.
Andere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 6 bis 18 beschrieben. Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen einfachen gasgefüllten Hohlkörper gemäß der Erfindung im Schnitt und in perspektivischer Darstellung
Fig. 2 einen zusammengesetzten gasgefüllten Hohlkörper gemäß der Erfindung wiederum im Schnitt und in perspektivischer Darstellung Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch einen Hohlkörper gemäß Fig. 2.
Der gasgefüllte Hohlkörper 1 gemäß Fig. 1 hat eine im wesentlichen rechteckige Grundform mit einer deformierbaren Wandung 2 sowie einer Auslaßöffnung 3, die durch einen eingeformten Verschluß 4 verschlossen ist. Ein derartiger Hohlkörper kann eine größere Längserstreckung aufweisen und zur Abdeckung gefährlicher Kanten im Innenbereich eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Selbstverständlich ist ein derartiger Hohlkörper aber auch in jeder anderen Form ausführbar und an die jeweiligen örtlichen Gegebenheit anpaßbar.
Fig. 2 zeigt, wie ein erfmdungsgemäßer, gasgefüllter Hohlkörper 1 mit einer deformierbaren Wandung 2 durch Zusatzelemente in Form von Stegen 5 und/oder Zwischenwänden 6 unterteilt werden kann, um sein Aufnahmevermögen für Formänderungsarbeit zu erhöhen. Auf diese Weise können Teilhohlräume 7, 8, 9 geschaffen werden, deren Aus- laßöffnungen 3 wiederum durch Verschlüsse 4 verschlossen sind, wobei je nach Aufprallstärke das eingeschlossene Gas nacheinander in die anderen Teilhohlräume und ggf. zuletzt in die Umgebung entweichen kann. In allen Fällen muß dafür gesorgt werden, daß die äußere Wandung 2 sowie die inneren Wandungsteile in Form von Stegen 5 bzw. Zwischenwänden 6 deformierbar sind, wodurch eine Struktur entsteht, die erhebliche Formänderungsarbeit aufnehmen kann und daher einen wirksamen Schutz für die Fahrzeuginsassen darstellt. Auf der zum Fahrgastraum weisenden Oberfläche ist eine Dekorschicht 10 aufgebracht, die optisch und haptisch an die Karosserieumgebung angepaßt ist. Auch die Strukturen mit Teilhohlräumen lassen sich selbstverständlich nicht nur in der dargestellten Quaderform, sondern in jeder beliebigen, an den jeweiligen Einbauort angepaßten Form herstellen.
Aus dem in Fig. 3 dargestellten Horizontalschnitt durch eine Struktur gemäß Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Stege 5 in Wabenform angeordnet sind und eine unterschiedlich starke Wandstärke aufweisen, wodurch der Formänderungswiderstand im Nutzbereich des gasgefüllten Hohlkörpers 1 unterschiedlich groß ausgebildet werden kann. Das gleiche gilt selbstverständlich für die Wandung 2 des Hohlkörpers 1. Auf der zum Fahrgastraum weisenden, äußeren Oberfläche ist wiederum eine Dekorschicht 10 angebracht. Wie bereits erwähnt, können gemäß der Erfindung gas- oder flüssigkeitsgefüllte Hohlkörper geschaffen werden, deren Füllvolumen in Verbindung mit der deformierbaren Wandung einen vorzüglichen Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf In- nenbereiche der Fahrzeugkarosserie bilden. Durch Unterteilung des Hohlkörpers läßt sich dessen Vermögen zur Aufnahme von Formänderungsarbeit noch wesentlich steigern.
Außerdem ist es möglich, zur Füllung ein Gas oder eine Flüssigkeit vorzusehen, das bzw. die hinsichtlich seiner bzw. ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaft, wie Dichte, Viskosität, u.s.w. auf den jeweiligen, konkreten Anwendungszweck abgestimmt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall auf Innenbereiche der Fahrzeugkarosserie, gekennzeichnet durch einen Hohlkörper (1) mit deformierbarer Wandung (2), der mit einem Gas oder mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einer Auslaßöffnung (3), durch die das eingeschlossene Gas bzw. die eingeschlossene Flüssigkeit bei einem Aufprall entweichen kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (3) verschlossen ist und daß ein Verschluß (4) vorgesehen ist, der sich bei Erreichen eines definierten Überdrucks im Hohlkörper (1) selbsttätig öffnet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (3) als Drosselstelle ausgebildet ist, die die pro Zeiteinheit austretende Gas- oder Flüssigkeitsmenge auf ein vorgegebenes Maß begrenzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlkör- per (1) ein höherer Druck herrscht als außerhalb des Hohlkörpers.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (4) aus einer Membran mit definierter Aufreißfestigkeit besteht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wandung (2) des Hohlkörpers (1) aus Kunststoff besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) durch das Blasformverfahren hergestellt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper durch das Spritzgießverfahren, vorzugsweise durch das Gasinnendruck- Spritzgießverfahren hergestellt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlkörper (1) Zusatzelemente (5) in Form von Rippen, Stegen, oder dergl. vorgesehen sind, die unter Aufnahme von Formänderungsarbeit plastisch verformbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) durch Zwischenwände (6) unterteilt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilhohlräume (7, 8, 9) gegeneinander abgeschlossen und mit als Drosselstelle wirkenden Auslaßöffnungen (3) ausgestattet sind, durch die das eingschlossene Gas bzw. die eingeschlossene Flüssigkeit nacheinander in die anderen Teilhohlräume (8, 9) und zuletzt in die Umgebung entweichen kann.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) für die Abdeckung bestimmter Karosseriebereiche ausgebildet und in seiner Form an diese Karosseriebereiche angepaßt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) auf seine zum Fahrgastraum weisenden Oberfläche durch eine Dekorschicht (10) aus Folie. Stoff, oder dergl. optisch und haptisch an die Karosserieumgebung angepaßt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung eine Dekorschicht (10) vorzugsweise durch Zweikomponenten-Spritztechnik aufgebracht ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) auf eine Dekorschicht (10) mittels Folienhinterform - bzw. -hinterspritztechnik aufgebracht ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) aus Polypropylen, kaltschlagzähen Thermoplasten oder thermoplastischen Elastomeren besteht.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (2) des Hohlkörpers (1) in an sich bekannter Weise durch Einlagen aus Glasfasern oder dergl. verstärkt sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllung ein Gas oder eine Flüssigkeit vorgesehen wird, das bzw. die hinsichtlich seiner bzw. ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaft, wie Dichte, Viskosität, u.s.w., auf den jeweiligen, konkreten Anwendungszweck abgestimmt ist.
PCT/EP1998/005813 1997-09-13 1998-09-11 Schutzvorrichtung für fahrzeuginsassen WO1999014081A1 (de)

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DE19740326.3 1997-09-13
DE19740326 1997-09-13
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