DE2443267A1 - SAFETY DEVICE FOR MOTOR VEHICLE OCCUPANTS - Google Patents
SAFETY DEVICE FOR MOTOR VEHICLE OCCUPANTSInfo
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Description
7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 3487300 Esslingen (Neckar), Fabrikstrasse 24, PO Box 348
10. September 1974 Τβ|.θ{οη September 10, 1974 Τβ |. θ {οη
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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuginsassen, mit einem bei einem Zusammenstoß aufblasbaren und in aufgeblasenem Zustand den Aufprall der Kraftfahrzeuginsassen dämpfenden hohlen Gebilde/ sowie mit einem ein unter Druck stehendes Gas enthaltenden, ringförmigen Speicherbehälter, der bei einem Aufprall mit dem aufblasbaren, hohlen Gebilde verbindbar'ist,und einem pyrotechnischen Gaserzeuger, der bei einem Aufprall elektrisch auslösbar ist. Solche Sicherheitseinrichtungen werden, wenn sie zum Schütze des Kraftfahrzeugfahrers bestimmt sind, aus konstruktiven Gründen zweckmäßigerweise an dem Lenkrad des Kraftfahrzeugs angebracht. Das aufblasbare hohle Gebilde kann dabei im zusammengelegten Zustand bequem um eine mittig an dem Lenkrad angeordnete Druckgasquelle herum untergebracht werden. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die an dem Lenkrad angebrachte Druckgasquelle so auszubilden, daß sie sich mit dem Lenkrad mitdreht, da auf diese Art bewegliche Druckdichtungen zwischen der Druckgasquelle und dem ausblasbaren Gebilde entfallen.The invention relates to a safety device for motor vehicle occupants, with a safety device in the event of a collision inflatable and, when inflated, the impact of the vehicle occupants attenuating hollow structures / and with an annular storage container containing a pressurized gas, which in the event of an impact the inflatable, hollow structure is connectable, and one pyrotechnic gas generator that can be triggered electrically in the event of an impact. Such safety devices if they protect the motor vehicle driver are intended, expediently attached to the steering wheel of the motor vehicle for structural reasons. That inflatable hollow structure can be collapsed State can be conveniently housed around a centrally located on the steering wheel compressed gas source. It has found to be useful to train the pressure gas source attached to the steering wheel so that it is with the steering wheel rotates with it, because in this way movable pressure seals between the pressurized gas source and the inflatable one Structures are omitted.
Voraussetzungen für eine an dem Lenkrad unterzubringende 509812/0341Requirements for a 509812/0341 to be accommodated on the steering wheel
Sicherheitseinrichtung sind ein kleines Trägheitsmoment und ein geringer Platzbedarf der Druckgasquelle in Bezug auf die von dem Lenkrad umfaßte Flächenausdehnung. Um eine ausreichende Menge Druckgas aus einer Druckgas- , quelle mit den erforderlichen geringen Abmessungen liefern zu können, hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, einen Speicherbehälter, der ein unter Druck stehendes Gas aufnimmt, mit einem pyrotechnischen Gaserzeuger oder -generator zu kombinieren, der nach Auslösung heiße Gase erzeugt. Eine solche kombinierte Druckgasquelle ist üblicherweise unter dem Namen "verstärktes"oder "hybrides" System bekannt. Ein hybrides System ist zweckmäßig, da es bei einer relativ kleinen Druckgasquelle eine große Menge Füllgas liefert. Außerdem hat das hybride System den Vorteil, daß das auf pyrotechnischem Wege erzeugte Gas durch Mischen mit dem unter Druck gespeicherten Gas gekühlt wird und die in ihm möglicherweise enthaltenen giftigen Reaktionsbestandteile verdünnt werden.Safety devices are a small moment of inertia and a small footprint of the compressed gas source in relation on the area covered by the steering wheel. To get a sufficient amount of pressurized gas from a pressurized gas, To be able to supply the source with the required small dimensions, it has proven to be useful a storage container that holds a pressurized gas, with a pyrotechnic gas generator or -generator that generates hot gases when triggered. One such combined source of pressurized gas is commonly known as the "reinforced" or "hybrid" system. A hybrid system is expedient because it supplies a large amount of filling gas with a relatively small compressed gas source. Also has the hybrid system has the advantage that the pyrotechnically generated gas is mixed with the gas stored under pressure is cooled and the poisonous reaction components it may contain be diluted.
Es hat sich aber als schwierig herausgestellt, den pyrotechnischen Gaserzeuger innerhalb des für den Druckgaserzeuger zur Verfügung stehenden kleinen Raumes unterzubringen. Die Größe eines Speicherbehälters, der in der Lage ist, genügend Druckgas zu speichern, um das pyrotechnisch erzeugte Gas abzukühlen und um das aufblasbare Gebilde der Sicherheitseinrichtung genügend aufzuweiten, läßt innerhalb d.er erlaubten Grenzen sehr wenig Platz für einen pyrotechnischen Gaserzeuger übrig.It turned out to be difficult, however, the pyrotechnic To accommodate gas generator within the small space available for the compressed gas generator. The size of a storage container that is able to store enough pressurized gas to hold the To cool pyrotechnically generated gas and around the inflatable structure of the safety device enough to expand leaves very much within the permitted limits little space left for a pyrotechnic gas generator.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung der genannten Art mit einer Druckgasquelle zu schaffen, die bei ausreichendem Gasliefervermögen bequem innerhalb des Lenkrades unterzubringen ist.The invention is therefore based on the object of providing a safety device of the type mentioned with a pressurized gas source to create that can be conveniently accommodated within the steering wheel with sufficient gas delivery capacity is.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Mitte des Speicherbehälters ein mit dem Innern des Speicherbehälters über Öffnungen verbundener und durch eine Berstscheibe verschlossener axialer Strömungsauslaß sowie eine durch einen lösbaren Verschluß von dem Strömungsausiaß und den öffnungen druckdicht abgetrennte Kammer angeordnet sind, in welcher der Gaserzeuger sowie eine Zündeinrichtung enthalten sind, durch die der Gaserzeuger im Falle eines Zusammenstosses erregbar und der Verschluß lösbar sowie durch Verschieben des Verschlusses der Weg für das erzeugte Gas in das Innere des Speicherbehälters freigebbar und die Berstscheibe zerstörbar ist.According to the invention, this object is achieved by that in the middle of the storage container is connected to the interior of the storage container via openings and an axial flow outlet closed by a rupture disk and one by a releasable closure of the flow outlet and the openings Pressure-tight separated chamber are arranged in which the gas generator and an ignition device are contained, through which the gas generator in the event of a Collision excitable and the lock releasable and the way for by moving the lock the gas generated can be released into the interior of the storage container and the bursting disc can be destroyed.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention are characterized in claims 2 to 11.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen: In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown. Show it:
Fig. 1 ein mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ausgerüstetes Kraftfahrzeug, in einer Seitenansicht im Ausschnitt, in der die an dem Lenkrad befestigte Druckgasquelle zu erkennen ist,1 shows a motor vehicle equipped with a safety device according to the invention, in a Side view in detail, in which the compressed gas source attached to the steering wheel can be seen is,
Fig. 2 die Sicherheitseinrichtung nach Fig. 1, in einer Ansicht von dem Fahrersitz aus,FIG. 2 shows the safety device according to FIG. 1, in a view from the driver's seat,
Fig. 3 die Sicherheitseinrichtung nach Fig. 1, in einer Schnittansicht gemäß der Linie III-III von Fig. und3 shows the safety device according to FIG. 1, in a sectional view along the line III-III of FIG. and
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Fig. 4 die Sicherheitseinrichtung nach Fig. 1 nach der Auslösung, in einer gleichen Schnittansicht wie Fig. 3.4 shows the safety device according to FIG. 1 after it has been triggered, in the same sectional view like Fig. 3.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung schließt eine Druckgasquelle 10 (Fig. 1 und 2) ein, deren äußerer Umfang im wesentlichen kreisförmig ist und die an einem Lenkrad SW eines Kraftfahrzeugs so befestigt ist, daß sie sich zusammen mit ihm mitdreht. Die Druckgasquelle 10 ist dazu in der Mitte des Lenkrads SW angeordnet und an dessen Nabe oder dessen Speichen befestigt. Ein aufblasbares Gebilde 12 umschließt die Druckgasquelle 10 und ist mit dieser druckdicht verbunden, so daß es bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs durch die der Druckgasquelle entströmenden Gase aufgeweitet werden kann, um den Aufprall der Kraftfahrzeuginsassen aufzufangen und abzubremsen.The safety device according to the invention includes a pressurized gas source 10 (FIGS. 1 and 2), the outer The circumference is substantially circular and which is attached to a steering wheel SW of a motor vehicle so that she turns with him. To this end, the compressed gas source 10 is arranged in the center of the steering wheel SW and attached to its hub or its spokes. An inflatable structure 12 encloses the pressurized gas source 10 and is connected to this pressure-tight, so that it is in a collision of the motor vehicle by the Compressed gas source escaping gases can be expanded to absorb the impact of the vehicle occupants and slow down.
In Fig. 3 ist die Druckgasquelle 10 in ihrem Ausgangszustand, d.h. bevor sie im Falle eines Aufpralls ausgelöst wird, dargestellt. Die Druckgasquelle 10 schließt einen Kreisring- oder torusförmigen Speicherbehälter 14 ein, der vorzugsweise aus einer die radial außen liegende Wandung bildenden äußeren Schale 16 und einem rohrförmigen Einsatz 18 besteht, der in die Mitte des Speicherbehälters 14 eingefügt und somit von der äußeren Schale 16 umschlossen ist. Der Einsatz 18 ist mit der äußeren Schale 16 druckdicht, beispielsweise durch Schweißen, verbunden. Der Speicherbehälter 14 weist somit eine kreisringförmige Kammer auf, die durch die innere Oberfläche der Schale und die äußere Oberfläche des Einsatzes 18 begrenzt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die äußere Schale 16 durch zwei an ihrem äußeren Umfang mit einer Schweißnaht verbundene topfförmige Teile 15 und 16 ge-In Fig. 3, the pressurized gas source 10 is in its initial state, i.e. before it is triggered in the event of an impact is shown. The pressurized gas source 10 closes an annular or toroidal storage container 14 one, which preferably consists of an outer shell 16 forming the radially outer wall and a tubular shell Insert 18 is made, which is inserted into the center of the storage container 14 and thus enclosed by the outer shell 16 is. The insert 18 is connected to the outer shell 16 in a pressure-tight manner, for example by welding. The storage container 14 thus has an annular chamber which extends through the inner surface of the shell and the outer surface of the insert 18 is limited. In the illustrated embodiment, the outer Shell 16 by two cup-shaped parts 15 and 16 connected on their outer circumference with a weld seam.
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bildet. Das topfförmige Teil 17 weist in seiner Mitte eine konzentrische öffnung 17a auf.forms. The cup-shaped part 17 has a concentric opening 17a in its center.
Der rohrförmige Einsatz 1^ ist in die öffnung 17a eingeführt und mit deren Umrandung druckdicht verschweißt. Das gegenüberliegende Ende des rohrförmigen Einsatzes 18 ist mit der inneren Oberfläche des topfförmigen Teils 15 ebenfalls druckdicht verschweißt. Das topfförmige Teil 15 weist in seiner Mitte eine Berstscheibe 20 auf, die das Ende des rohrförmigen Einsatzes 18 abdeckt und verschließt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet die Berstscheibe einen Bestandteil des topfförmigen Teils 15 und ist in diesem durch eine Sollbruchstelle in Form einer an dessen innerer Oberfläche vorgesehenen Ringnut 21 abgegrenzt.The tubular insert 1 ^ is inserted into the opening 17a and welded to its border in a pressure-tight manner. The opposite end of the tubular insert 18 is also welded to the inner surface of the cup-shaped part 15 in a pressure-tight manner. The cup-shaped part 15 has in its center a rupture disk 20 which covers and closes the end of the tubular insert 18. In the present exemplary embodiment, the bursting disc forms part of the pot-shaped part 15 and is delimited therein by a predetermined breaking point in the form of an annular groove 21 provided on its inner surface.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zu der äußeren Schale 16 gehörende topfförmige Teil 15 aus einem Blechabschnitt gezogen und die Ringnut 21 in seine innere Oberfläche eingeprägt.In the present exemplary embodiment, the cup-shaped part 15 belonging to the outer shell 16 is made of drawn a sheet metal section and embossed the annular groove 21 in its inner surface.
Der der Berstscheibe 20 benachbarte Bereich des rohrförmigen Einsatzes 18 bildet einen Strömungsauslaß 22, der über mindestens zwei axial gegeneinander versetzte Bohrungen 24 und 26 in der Wand des Einsatzes 18 mit dem Inneren des Speicherbehälters 14 verbunden ist.The region of the tubular insert 18 adjacent to the rupture disk 20 forms a flow outlet 22, the at least two axially offset bores 24 and 26 in the wall of the insert 18 with the Inside the storage container 14 is connected.
Der von der Berstscheibe 20 abgewandte Bereich des rohrförmigen Einsatzes 18 ist durch einen lös- oder zerstörbaren Verschluß 28 verschlossen, der im axialen Abstand von der Berstscheibe 20 quer in der Innenbohrung des Einsatzes 18 angeordnet ist und somit, ähnlich wie die Berstscheibe 20, ein Ausströmen des in dem Speicher-The area of the tubular insert 18 facing away from the rupture disk 20 is provided with a detachable or Destructible closure 28 closed, which is at an axial distance from the rupture disc 20 transversely in the inner bore of the insert 18 is arranged and thus, similar to the bursting disc 20, an outflow of the in the storage
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behälter 14 enthaltenen Druckgases über die Bohrungen 24, 26 und den Strömungsauslaß 22 verhindert. Der lösbare Verschluß 28 ist mit einem länglichen Vorsprung oder Stift 29 versehen, der sich axial in Richtung auf die Berstscheibe 20 und ganz bis in deren Nähe erstreckt. Die axiale Anordnung der öffnungen 24 und 26 ist so gewählt, daß bei in seiner Ausgangsstellung befindlichem Verschluß 28 (vgl. Fig. 3) das in dem Speicherbehälter enthaltene Druckgas in den Strömungsauslaß 22 gelangen kann, an einem weiteren Ausströmen aber durch die Berstscheibe 20 und den Verschluß 28 gehindert ist. Das bedeutet, daß die öffnungen 24,26 zwischen der Berstscheibe 20 und der Ausgangsstellung des Verschlusses 28 angeordnet sein müssen. Außerdem muß der axiale Abstand zwischen den Bohrungen oder Gruppen von Bohrungen 24 und 26 notwendigerweise größer als die axiale Stärke des Verschlusses 28 sein, wie weiter unten noch zu erläutern sein wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand zwischen dem Ende des Stiftes 29 und der Berstscheibe 20 bei in seiner Ausgangsstellung gemäß Fig. 3 befindlichem Verschluß 28 etwa 0,8 mm (1/32 Zoll).container 14 contained pressurized gas through the bores 24, 26 and the flow outlet 22 prevented. The solvable one Lock 28 is provided with an elongated projection or pin 29 which extends axially in the direction of the Rupture disc 20 and extends very close to it. The axial arrangement of the openings 24 and 26 is like this selected that when the closure 28 is in its starting position (see. Fig. 3) that in the storage container contained pressurized gas can get into the flow outlet 22, but at a further outflow through the rupture disc 20 and the shutter 28 is prevented. This means that the openings 24,26 between the rupture disc 20 and the starting position of the shutter 28 must be arranged. In addition, the axial distance between the bores or groups of bores 24 and 26 necessarily greater than the axial thickness of the Be closure 28, as will be explained below. In the present exemplary embodiment, the distance between the end of the pin 29 and the rupture disc 20 in its starting position according to FIG 3, the closure 28 is approximately 0.8 mm (1/32 inch).
Außen an dem Speicherbehälter 14 ist ein Strömungsverteiler 30 befestigt, der so gestaltet ist, daß er die beim Zerstören der Berstscheibe 20 herausfliegenden Teile auffangen kann. Der Strömungsverteiler 30 weist mehrere radial angeordnete Austrittskanäle 32 auf, die in gleichen Abständen über seinen äußeren Kreisumfang verteilt angeordnet sind und ein rückstoßfreies Ausströmen der Druckgase ergeben. Innerhalb des Strömungsverteilers 30 kann ein Sieb 34 vorgesehen sein, um von den strömenden Druckgasen möglicherweise mitgerissene Teilchen vor dem Durchtritt durch die Strömungskanäle zurückzuhalten.On the outside of the storage container 14, a flow distributor 30 is attached, which is designed so that it when the rupture disc 20 is destroyed, it can catch parts flying out. The flow distributor 30 has a plurality of radially arranged outlet channels 32 which are arranged distributed at equal intervals over its outer circumference and a recoil-free flow of the pressurized gases. A screen 34 may be provided within the flow distributor 30 in order to Particles possibly entrained by the flowing compressed gases before passing through the flow channels hold back.
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In dem Innern des rohrförmigen Einsatzes 18 ist in dem von der Berstscheibe 20 entfernten Bereich ein Gaserzeuger 40 enthalten, der in der Ausgangsstellung durch den lösbaren Verschluß 2 8 druckdicht gegenüber dem Innern des Speicherbehälters 14 verschlossen ist. Der Gasgenerator 40 schließt pyrotechnische Stoffe 42, vorzugsweise in Form von festen Treibstoffen, und einen Zünder 44 ein, der vorzugsweise als elektrisch auslösbarer Sprengsatz ausgebildet ist. Ein an dem von der Berstscheibe 20 entfernten Ende des rohrförmigen Einsatzes 18 mit diesem lösbar verbundener Stopfen 46 hält den Gasgenerator fest. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Stopfen 46 als Gewindestopfen ausgebildet und in ein entsprechendes Gewinde des Einsatzes 18 eingeschraubt. Außerdem weist er zwei öffnungen auf, durch die zwei elektrische Zuleitungen zum Zünden des Sprengsatzes 44 hindurchgeführt sind.In the interior of the tubular insert 18 is in the Contain a gas generator 40 removed from the rupture disc 20 area, which in the initial position by the releasable closure 28 is closed in a pressure-tight manner with respect to the interior of the storage container 14. Of the Gas generator 40 includes pyrotechnics 42, preferably in the form of solid propellants, and a Igniter 44, which is preferably designed as an electrically triggerable explosive device. One to the one from the Rupture disc 20 distal end of the tubular insert 18 with this detachably connected plug 46 holds the gas generator fixed. In the present embodiment, the plug 46 is designed as a threaded plug and screwed into a corresponding thread of the insert 18. It also has two openings through which two electrical leads for igniting the explosive device 44 are passed through.
Wenn bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs von einem geeigneten Geber ein elektrisches Zündsignal auf den Zünder 44 übertragen wird, explodiert dieser und zündet dabei den festen Treibstoff 42 an, der beim Verbrennen einen ausreichenden Gasdruck erzeugt, um den VerschlußIf, in the event of a collision with the motor vehicle, an electrical ignition signal is sent to the Igniter 44 is transmitted, it explodes and ignites the solid propellant 42, which is burned sufficient gas pressure is generated to close the closure
28 zu zerstören oder lösen. Nach dem Lösen wird der Verschluß 28 einschließlich des Stiftes 29 in dem rohrförmigen Einsatz 18 axial verschoben. Bei dieser axialen Bewegung des Verschlusses 28 trifft das Ende des Stiftes28 destroy or loosen. After releasing the closure 28 including the pin 29 in the tubular Insert 18 shifted axially. During this axial movement of the closure 28, the end of the pin strikes
29 auf die Berstscheibe 20 auf und reißt diese längs der Ringnut 21 heraus, wonach Druckgas aus dem Speicherbehälter 14 durch die öffnungen 24,26 und den Strömungsauslaß 22 hindurch in den Strömungsverteiler 30 auszuströmen beginnt. Der Verschluß 28 erfährt nach dem Lösen eine bestimmte axiale Verschiebung und gelangt dabei in29 on the rupture disc 20 and tears it longitudinally the annular groove 21, after which pressurized gas begins to flow out of the storage container 14 through the openings 24, 26 and the flow outlet 22 into the flow distributor 30. The lock 28 experiences after loosening a certain axial displacement and gets into
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den Bereich zwischen den axial gegeneinander versetzten öffnungen 24 und 26 (vgl. Fig. 4}. Nachdem der Verschluß 28 den Bereich zwischen den öffnungen 24 und 26 erreicht hat, wird er durch geeignete Anschläge, beispielsweise in Form eines Absatzes 48 im Innern des Einsatzes 18, an einer Weiterbewegung gehindert. Sowie sich der Verschluß 28 in der Stellung gemäß Fig. 4 befindet, gelangen die von den Treibstoffen 42 erzeugten Gase durch die dem Stopfen 46 näher liegenden öffnungen 24 hindurch in die ringförmige Kammer des Speicherbehälters 14. Die heißen Gase werden dabei mit dem in dem Behälter 14 gespeicherten Druckgas vermischt. Die gemischten Gase strömen dann durch die axial gegenüber den öffnungen 24 versetzten öffnungen hindurch in den Strömungsauslaß 22.the area between the axially offset openings 24 and 26 (cf. FIG. 4}. After the closure 28 has reached the area between the openings 24 and 26, it is closed by suitable stops, for example in the form of a shoulder 48 inside the insert 18, prevented from moving further. As well as the lock 28 is in the position shown in FIG. 4, the gases generated by the fuels 42 pass through the Stopper 46 closer openings 24 through into the annular chamber of the storage container 14. The hot Gases are mixed with the compressed gas stored in the container 14. The mixed gases then flow through the openings axially offset with respect to the openings 24 through into the flow outlet 22.
Anschließend strömen die miteinander vermischten Gase von dem Strömungsauslaß 22 durch eine sich bei der Zerstörung der Berstscheibe 20 ergebende öffnung 48 in den mittleren Bereich des Strömungsverteilers 30. Die Gase werden hier verteilt und gefiltert und treten dann durch die öffnungen 32 radial nach außen aus, wobei sie schließlich das aufblasbare Gebilde 12 der Sicherheitseinrichtung aufweiten.Subsequently, the gases mixed with one another flow from the flow outlet 22 through one upon destruction of the rupture disk 20 resulting opening 48 in the central region of the flow distributor 30. The Gases are distributed and filtered here and then exit radially outward through the openings 32, whereby they Finally, expand the inflatable structure 12 of the safety device.
Durch die Erfindung ist somit eine Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuginsassen geschaffen worden, deren Druckgasquelle in einfacher und raumsparender Weise an dem Lenkrad des Kraftfahrzeugs befestigt werden kann und noch genügend Raum übrig läßt, um um sie herum in sehr zweckmäßiger Anordnung das zusammengefaltete aufblasbare Gebilde unterzubringen.The invention thus creates a safety device for motor vehicle occupants, the compressed gas source of which can be attached to the steering wheel of the motor vehicle in a simple and space-saving manner and still leaves enough space to put the folded inflatable in a very convenient arrangement around it To accommodate structures.
- Patentansprüche -- patent claims -
509812/0341 - 9 -509812/0341 - 9 -
Claims (11)
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