HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Sicherheitsvorrichtung zum Abfangen des Körpers eines Fahrzeuginsassen, um das
Ausmaß und die Stärke von Verletzungen zu vermindern, die er
während seitlicher oder schräger Zusammenstöße erleidet.
Insbesondere bezieht sie sich auf ein System von Teilen, die
aufgeblasen werden, um den Oberkörper gegen ein seitliches Aufprallen
auf den Seitenaufbau des Fahrzeuginneren zu schützen und/oder zu
polstern und die seitliche Bewegung eines Fahrzeuginsassen zu
beschränken.
Hintergrund der Erfindung
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Seiten- oder Lateralaufpralle sind ein schwerwiegender Grund für
Verletzungen und Todesfälle bei Kraftfahrzeugunfällen. Nach den
Erkenntnissen des Insurance Institute for Highway Safety (IIHS)
sind bei 30% aller Todesfälle von Fahrzeuginsassen in den
Vereinigten Staaten im Jahre 1989 Seitenaufprallzusammenstöße die
Ursache.
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Insassen, die bei Seitenaufprallzusammenstößen getötet werden,
zeigen normalerweise deutliche Anzeichen von
Oberkörperverletzungen. Seitenaufprallzusammenstöße verursachen zudem schwere
Verletzungen an weiteren Körperteilen, wie etwa am Kopf, Nacken,
Unterleib, Becken und an den Extremitäten.
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Fig. 1 faßt die Verteilung der Verletzungen der Körperteile
basierend auf einer IIHS-Untersuchung von 91 Todesfällen auf der
Aufprallseite und 49 Todesfällen auf der gegenüberliegenden
Seite in Großbritannien aus dem Jahre 1985 zusammen.
"Aufprallseite" bezieht sich auf Insassen, die auf der Seite des Fahrzeugs
saßen, die getroffen wurde, während sich
"gegenüberliegende Seite" auf Insassen bezieht, die auf der Seite saßen, die
nicht getroffen wurde. Fig. 1 zeigt die Verteilung von
Verletzungen mit einer Stärke, die größer oder gleich 3 auf der
Abbreviated Injuy Scale (Verkürzte Verletzungsskala) (AIS) sind, auf
die Körperbereiche für Todesfälle bei Unfällen auf der Aufprall-
und der gegenüberliegenden Seite. Gemäß der IIHS-Untersuchung
erlitten 85% der Insassen auf der Aufprallseite
Brustkorbverletzungen; 59% Unterleibsverletzungen; 26% Beckenverletzungen; 64%
Kopfverletzungen; 12% Halsverletzungen; und 2% erlitten
Verletzungen an ihren oberen Gliedmaßen und 21% an ihren unteren
Gliedmaßen. Fig. 1 zeigt außerdem, daß 73% der Insassen auf der
gegenüberliegenden Seite Brustkorbverletzungen erlitten; 49%
Unterleibsverletzungen; 14% Beckenverletzungen; 82%
Kopfverletzungen; 20% Halsverletzungen; und 10% erlitten Verletzungen an
ihren oberen Gliedmaßen und 12% Verletzungen an ihren unteren
Gliedmaßen. Die Verletzungsstatistiken für die Insassen auf der
Aufprallseite und auf der gegenüberliegenden Seite ergeben
zusammen mehr als 100%, da Unfallopfer häufig mehrfache
Verletzungen erleiden.
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Herkömmliche Kraftfahrzeugsicherheitsgurte und Airbag-Systeme
bieten einen unzureichenden Oberkörperschutz bei
Seitenaufprallunfällen. Diese Systeme sind im allgemeinen darauf ausgelegt,
die Insassen vor Primärverletzungen zu schützen, die nur bei
Frontalzusammenstößen oder seitlichen Zusammenstößen bis zu
einem Winkel ±30º (gemessen in Bezug auf die Mittenlinie des
getroffenen Fahrzeugs) auftreten.
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Der Federal Motor Vehicle Standard ("FMVSS") 214 gibt derzeit
die Testverfahren und die Leistungsanforderungen für den
Insassenschutz bei Seitenaufprallunfällen vor. Die dynamischen
Anforderungen der FMVSS 214 wurden auf der Basis eines ansteigenden
Prozentsatzes der Jahresproduktion jedes Herstellers eingeführt.
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Als Reaktion auf die FMVSS 214 wurden viele Entwicklungen in
Bezug auf Gegenmaßnahmen für Seitenaufpralle gemacht. Diese
Gegenmaßnahmen beinhalten in erster Linie die Verstärkung der
Seitenbauteile und der Türkonstruktionen mit verbesserten Türstreben,
modifizierten Stützen und einer verbesserten
Energieabsorptionsfüllung.
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Die meisten dieser Entwicklungen als Reaktion auf die FMVSS 214
konzentrieren sich auf die Begrenzung des Eindringens eines
Objekts in die Fahrgastzelle. Zusätzlich hilft eine
Energieabsorptionsfüllung, die Aufprallkraft auf den Insassen auf der
Aufprallseite auf eine größere Fläche zu verteilen. Ein exzellentes
Herstellungsbeispiel dieser Technologien stellt das
Seitenaufprall-Schutzsystem dar, das in Volvo-Kraftfahrzeugen enthalten
ist, mit dem die Türstrebenkräfte durch die Frontsitze in den
Mitteltunnelaufbau abgeleitet werden.
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Derzeit werden Seitenaufprall-Airbag-Gegenmaßnahmen auch von
einer Reihe von Kraftfahrzeugherstellern, wie etwa Audi und
General Motors in Erwägung gezogen. Diese Airbags entfalten sich im
allgemeinen aus der Türverkleidung, um Schutz für den Brustkorb,
den Unterleib und den Beckenbereich zu bieten. Volvo hat einen
Seitenaufprall-Airbag beschrieben, der für den Oberkörperschutz
gedacht ist. Er befindet sich in der Rückenlehne und ist als "in
der Größe eines großen Brotlaibs oder Brots" beschrieben. Der
Airbag von Volvo bläst sich auf, wenn die Türverkleidung in eine
Sensorvorrichtung bricht, die sich etwa 4 Zoll entfernt vom
Sitzaufbau befindet.
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Diese Seitenaufprall-Airbagsysteme haben eine Reihe von
Nachteilen. Erstens bieten sie nur Aufprallschutz für die Seite des
Insassen, die nächst der Tür ist. Zweitens können Seitenaufprall-
Airbags, die sich in Richtung zum Insassen entfalten, in manchen
Fällen Verletzungen verursachen. Lehnt sich ein Insasse
beispielsweise gegen die Tür, kann er oder sie, wenn der Airbag
ausgelöst wird, Rücken-, Seiten- oder Nierenverletzungen
erleiden, die durch die Expansion des Airbags gegen den Körper
verursacht werden. Drittens bieten diese Seitenaufprall-Airbagsysteme
im allgemeinen keinen Aufprallschutz vor nachfolgenden
Aufprallen, die nach dem ersten Aufprall auftreten können, da sie
schnell die Luft ablassen. Viertens bieten sie keinerlei
Einrichtungen, um die seitliche Bewegung des Oberkörpers zu
stabilisieren, und bewahren oder schützen den Insassen somit nicht
vor Verletzungen, die aus dem Zurückschleudern des Körpers nach
dem Erstaufprall resultieren können. Fünftens befinden sich die
Gasgeneratoren dieser Systeme im allgemeinen aus Wartungsgründen
an erreichbaren Stellen (d. h. innerhalb des Sitzpolsters oder
des Türrahmens).
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Im Hinblick auf diese Nachteile sollte ein verbessertes
Seitenaufprall-Oberkörperschutzsystem im Idealfall den Oberkörper
gegen einen direkten Zusammenstoß mit den Innenausbauteilen eines
Kraftfahrzeugs polstern oder schützen, einen dauerhaften
Aufprallschutz für mögliche zusätzliche Seitenaufpralle bei einem
Unfall bieten und den Körper vor im wesentlichen seitlicher
Körperbewegung bewahren.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
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Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein
Seitenaufprall-Oberkörperschutzsystem mit aufblasbaren, schlauchförmigen
Teilen, die in den Sitzaufbau integriert sind, wie in der JP
03281455 beschrieben ist, die den nächstkommenden Stand der
Technik bildet. Es kann in Personenkraftwagen, Kleinbussen,
Bussen oder LKW wie auch in anderen Fahrzeugtypen verwendet werden,
wie etwa in Booten, Schiffen, Zügen und Flugzeugen. Beabsichtigt
ist eine Verwendung zusätzlich zu herkömmlichen
Sicherheitsgurten und Airbags.
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Die vorliegende Erfindung verwendet zwei aufblasbare
Gewebeschläuche, die im Fahrzeugsitz untergebracht sind. Wird ein
Aufprall erfaßt, blasen sich die Gewebeschläuche auf, um den
Oberkörper des Insassen vor einer Verletzung während seitlicher und
schräger Aufprallunfälle zu schützen. Werden sie aufgeblasen,
entfalten sie sich zu beiden Seiten eines sitzenden Fahrgastes
und erstrecken sich diagonal vom Seitenrand des oberen
Abschnitts der Rückenlehne zum Seitenrand des Frontabschnitts der
Sitzfläche. Die vorliegende Erfindung kann sich auch bei
Frontaufprallen entfalten, um Halt und Polsterung für sekundäre
Aufpralle zu bieten.
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Im unaufgeblasenen Zustand nimmt jeder Gewebeschlauch eine
flache Gestalt an und ist ein einer Schutzumhüllung verstaut, die
innerhalb oder außerhalb entlang der Seitenränder des
Rückenlehnen- und Sitzflächenaufbaus angebracht sein kann. Die
Umhüllungen enthalten eine Bruchnaht, die beim Aufblasen des
Gewebeschlauchs bricht. Das obere Ende jedes Gewebeschlauchs ist
schwenkbar am Rückenlehnenaufbau angebracht, während das untere
Ende schwenkbar am Sitzflächenaufbau angebracht ist. Jeder
unaufgeblasene Schlauch folgt im wesentlichen den Seitenkonturen
des Sitzaufbaus und ist mit einem geringen Spielraum befestigt,
um unterschiedliche Sitzneigungen zuzulassen.
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Jeder Schlauch besteht aus zusammenhängenden hochfesten Fasern,
die sich im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn in
Spiralen um den Schlauch winden. Um ein besseres Gashaltevermögen zu
gewährleisten, kann der Schlauch zusätzlich einen Innenbalg
enthalten. Wenn sich der Gewebeschlauch aufbläst, vergrößert sich
der Durchmesser des Schlauchs, während sich seine Länge deutlich
verringert. Wenn sich die Länge des sich aufblasenden Aufbaus
verringert, werden die Befestigungen geschwenkt und durchbricht
der sich vergrößernde Durchmesser die Bruchnaht der
Schutzumhüllung. Dadurch kann der Gewebeschlauch aus seinem
Aufbewahrungsort heraustreten und eine im wesentlichen gerade Linie zwischen
seinen zwei Verankerungspunkten bilden. Die Gewebeschläuche
bilden dadurch straffe, aufgeblasene Polsterelemente, die sich
entlang der Seite eines jeden Sitzes spannen.
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Die Gewebeschläuche sind mit dem Unfall-Aufpralldetektorsystem
des Fahrzeugs verbunden. Tritt eine Kollision auf, sendet ein
Aufprallsensor ein Signal zu den Gewebeschlaucheinheiten, die
sowohl auf der Aufprallseite als auch auf der gegenüberliegenden
Seite angebracht sind. Das Signal löst die Zündung des
Generatortreibmittels aus, wodurch die Gewebeschläuche auf der
Aufprallseite und auf der gegenüberliegenden Seite aufgeblasen
werden. Die Gasgeneratoren können in der Grundplatte des
Sitzaufbaus integriert sein, um eine Geräuschdämpfung und einen
einfacheren Zugriff für Wartungszwecke zu ermöglichen.
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Bei den Gewebeschläuchen handelt es sich nicht um Airbags im
herkömmlichen Sinn. Sie arbeiten mit Drücken, die höher sind als
die Drücke, die bei herkömmlichen Kraftfahrzeug-Airbags
verwendet werden, sie entfalten sich nicht in der Richtung, aus der
sich der Insasse wegbewegt, sie werden nach der Entfaltung nicht
entlüftet und sie behalten ihre Position und Steifigkeit
aufgrund der Spannungskräfte sowohl während des Aufprallvorgangs
als auch für eine deutliche Zeitdauer danach bei. Selbst nachdem
das Gas abgekühlt ist, bleibt der Aufbau ausreichend
aufgeblasen, um einen dauerhaften Schutz des Oberkörpers für mögliche
nachfolgende Aufpralle während eines Unfalls zu bieten. Da sie
ihre Steifigkeit und Position aufgrund der Spannungskräfte
beibehalten, benötigen sie keine Auflagerfläche. Da die
aufblasbaren Schläuche anders als Seitenaufprall-Airbags auf beiden
Seiten des Sitzes installiert werden können, bietet die vorliegende
Erfindung Schutz für Insassen auf der Aufprallseite und auf der
gegenüberliegenden Seite auf beiden Seiten ihres Oberkörpers.
Die aufgeblasenen Schläuche schränken zudem die seitliche
Bewegung des Oberkörpers ein, um Verletzungen zu vermindern, die aus
einem Zurückschleudern nach dem ersten Aufprall resultieren
können.
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Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Schutzvorrichtung anzugeben, die sich aufbläst, um die auf der
Aufprallseite und der gegenüberliegenden Seite sitzenden
Insassen eines Fahrzeugs bei einem seitlichen oder schrägen Aufprall
oder bei einem Überrollunfall zu schützen.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
System aufblasbarer Komponenten anzugeben, die den Oberkörper
eines Insassen vor einem direkten Zusammenstoß mit den
Innenbauteilen des Fahrzeugs schützen.
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Weiterhin besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein
System aufblasbarer Komponenten anzugeben, die die seitliche
Bewegung eines Insassen während eines Unfalls einschränken.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System
aufblasbarer Komponenten anzugeben, die nicht entlüftet und
unter einem ausreichend hohen Druck gehalten werden, um einen
dauerhaften Schutz im Falle von zusätzlichen Aufprallen oder
Überschlägen zu bieten.
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Diese und weiter Ziele der vorliegenden Erfindung werden genauer
mit der detaillierten Beschreibung, den beiliegenden Zeichnungen
und den anhängenden Ansprüchen erläutert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 zeigt die Verteilung von Verletzungen auf Körperbereiche
für Zusammenstöße auf der Aufprall- und der gegenüberliegenden
Seite unter Verwendung der verkürzten Verletzungsskala (AIS).
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Fig. 2a ist eine Seitenansicht der vorliegenden Erfindung vor
dem Aufblasen.
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Fig. 2b ist eine Seitenansicht der Erfindung unmittelbar nicht
dem Aufblasen.
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Fig. 2c ist eine Perspektivansicht der Erfindung unmittelbar
nach dem Aufblasen.
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Fig. 2d ist ein alternatives bevorzugtes Verfahren zum Verstauen
es unaufgeblasenen Gewebeschlauchs, bei dem der Gewebeschlauch
zu weiten Teilen von den Abdeckungen der Rückenlehne und der
Sitzfläche eingeschlossen ist.
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Fig. 3a zeigt den Gewebeschlauch, der bei der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, in unaufgeblasenem Zustand.
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Fig. 3b zeigt den Gewebeschlauch, der bei der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, in aufgeblasenem Zustand.
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Fig. 4a ist eine Querschnittsansicht eines ersten, bevorzugten
Innenaufbaus des Gewebeschlauchs der vorliegenden Erfindung, der
einen Innenbalg aufweist.
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Fig. 4b ist eine Querschnittsansicht eines zweiten, bevorzugten
Innenaufbaus des Gewebeschlauchs der vorliegenden Erfindung, der
einen Innenbalg mit Naht aufweist.
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Fig. 4c ist eine Querschnittsansicht eines dritten, bevorzugten
Innenaufbaus des Gewebeschlauchs der vorliegenden Erfindung, der
einen nahtlosen Innenbalg aufweist.
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Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht im Schnitt eines
bevorzugten Verfahrens zum Verschließen und zur Endbearbeitung der
Enden des Gewebeschlauchs der vorliegenden Erfindund.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER
VORLIEGNDEN ERFINDUNG
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Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in
Fig. 2a bis 2c gezeigt. Fig. 2a zeigt die vorliegende Erfindung
vor dem Aufblasen, wie sie in einem herkömmlichen
Kraftfahrzeugsitz untergebracht ist. Fig. 2b und 2c zeigen die vorliegende
Erfindung unmittelbar nach dem Aufblasen. Fig. 2c zeigt die
vorliegende Erfindung nach der Entfaltung mit Bezug auf einen
sitzenden Insassen.
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Die Hauptbestandteile des Oberkörperschutzsystems 130 sind zwei
Gewebeschläuche 131, die den Gewebeschläuchen gleichen, die im
US-Patent 5 322 322 und der US-Patentanmeldung Nr. 08/181 768,
eingereicht am 21. Januar 1994, beschrieben sind, und auf die
hier Bezug genommen wird. Der Gewebeschlauch 131 ist detailliert
in Fig. 3a und 3b gezeigt. Jeder Gewebeschlauch 131 besteht aus
zusammenhängenden hochfesten Fasern, die mit einem
Elastomermaterial, wie etwa Silikongummi imprägniert sein können oder
nicht. Typische Fasermaterialien umfassen Kevlar®-, Aramid-Nylon-
Dacron®-(Polyethylenterephtalat-) und Polyesterfasern. Im
unaufgeblasenen Zustand, der in Fig. 3a gezeigt ist, ist der
Gewebeschlauch 131 länger, wobei seine Gewebefasern im Uhrzeigersinn
und gegen den Uhrzeigersinn Spiralen bilden, die sich in
stumpfen und spitzen Winkeln an den Faserkreuzungspunkten 138 schneiden.
Aus Verständnis- und Deutlichkeitsgründen werden die
Winkel, die in Fig. 3a
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spitz sind (die mit einer Linie parallel zur Längsachse des
Gewebeschlauchs gebildet werden), Längswinkel genannt. Die Winkel,
die in Fig. 3a stumpf sind (die mit einer Linie parallel zum
Umfang des Gewebeschlauchs gebildet werden), Umfangswinkel
genannt. Der Winkel 201 in Fig. 3a ist ein Längswinkel, und der
Winkel 202 in Fig. 3a ist ein Umfangswinkel.
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Die Fasern im Gewebeschlauch bilden Spiralen im Uhrzeigersinn
und gegen den Uhrzeigersinn sowohl vor als auch unmittelbar nach
den Aufblasen. Vor dem Aufblasen sind die Spiralen in
Längsrichtung ausgestreckt und haben einen relativ geringen Durchmesser.
Unmittelbar nach dem Aufblasen liegen die Spiralen in
Längsrichtung dichter zusammen und haben einen relativ größeren
Durchmesser. Dies erfolgt, weil die Fasern beim Aufblasen des Schlauchs
eine Ausrichtung suchen, die ein größeres Volumen innerhalb des
Schlauchs zuläßt. Diese Aufbau des Gewebeschlauchs mit Spiralen
im und gegen den Uhrzeigersinn führt zu einem Schlauch, dessen
Kontraktion beim Aufblasen proportional zu seiner Länge ist,
d. h. wenn LP die Länge des Gewebeschlauchs vor dem Aufblasen ist
und LS die Länge des Gewebeschlauchs nach dem Aufblasen ist, dann
ist die Kontraktion AL des Gewebeschlauchs infolge des
Aufblasens wie folgt gegeben:
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ΔL = LP - LS.
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Fig. 3b zeigt, daß der Gewebeschlauch 131 seine Länge
verringert, während sich sein Durchmesser vergrößert. Die Gewebefasern
suchen sofort eine Ausrichtung, in der sich die Längswinkel
wesentlich vergrößern, wenn sich der Durchmesser vergrößert.
Während sich der Schlauchdurchmesser vergrößert, verringert sich
die Schlauchlänge. Wäre der Schlauch nicht eingespannt, würde
sich seine Länge um mehr als 50% verringern. Der bevorzugte
Bereich
für eine nicht eingespannte Verringerung der Schlauchlänge
beträgt 10 bis 50%.
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Der unaufgeblasene Gewebeschlauch hat normalerweise einen
Längswinkel von 30º bis 70º. Da die Fasern naturgemäß einen
Längswinkel von 110º anstreben, beträgt der optimale Winkel nach dem
Aufblasen etwa 100º, obwohl der nutzbare Bereich für den
Längswinkel nach dem Aufblasen 50º (wenn der Längswinkel in
unaufgeblasenem Zustand klein ist) bis 110º beträgt. Vorzugsweise
vergrößern sich die Längswinkel beim Aufblasen um wenigstens 10º.
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Fig. 2a bis 2c zeigen, wie die Gewebeschläuche 131 im Sitz eines
Fahrzeugs untergebracht sind. Jeder Sitz ist mit zwei
Gewebeschläuchen 131 auf jeder Seite des Sitzes ausgestattet. Jedes
Gewebeschlauchende ist vorzugsweise durch Vernähen mit einem
Befestigungsstreifen 135 verbunden. Bei jedem Schlauch ist ein
Befestigungsstreifen 135 am oberen Abschnitt des Seitenrandes der
Rückenlehne 136 mit einer schwenkbaren Befestigung 132
angebracht. Der andere Befestigungsstreifen 135 ist am vorderen
Abschnitt des Seitenrandes der Sitzfläche 137 mit einer zweiten
Befestigung 132 angebracht. Jeder Gewebeschlauch 131 hat einen
zugehörigen Gasgenerator 133, der vorzugsweise in der Sitzbasis
befestigt ist, um ihn vor Stößen zu schützen und die Geräusche
zu dämpfen, die er erzeugt, wenn er aktiviert wird. Eine
wärmewiderstandsfähige Leitung 134 bildet einen Strömungsweg von
jedem Gasgenerator 133 zu seinem jeweiligen Gewebeschlauch 131.
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Im unaufgeblasenen Zustand ist der Gewebeschlauch 131 flexibel.
Somit paßt er sich den Konturen der Seitenränder der Rückenlehne
136 und der Sitzfläche 137 an, wie es in Fig. 2a gezeigt ist.
Der Gewebeschlauch 131 ist mit ausreichendem Spielraum
installiert, so daß die Rückenlehne 136 den gesamten Umfang von
Stellungen einnehmen kann. Er ist vorzugsweise von einer Abdeckung
umschlossen, wie etwa einer Schutzumhüllung mit einer Bruchnaht.
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Er kann extern an der Sitzkonstruktion angebracht oder extern
oder intern in die Sitzkonstruktion als Teil der Sitzfasern oder
Kippvorrichtung (wie in Fig. 2d gezeigt ist) integriert sein.
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Fig. 2d zeigt ein alternatives, bevorzugtes Verfahren zum
Verstauen des aufgeblasenen Gewebeschlauchs 131, bei dem der
Schlauch weitgehend in der Rückenlehne und der Sitzschale 137
eingeschlossen ist. Man kann einen Abschnitt des Gewebeschlauchs
131 erkennen, der von einer Schutzumhüllung umschlossen ist, wo
er von der Rückenlehne 136 zur Sitzschale 137 übergeht. In
diesem Fall entfaltet sich der Gewebeschlauch 131 aus dem Innern
der Sitzkonstruktion, indem eine Bruchnaht 139 in der
Sitzabdeckung durchbricht, wenn er sich aufbläst. Schwenkbare
Befestigungen 132 (gezeigt in Fig. 2a-2c) können von einem Faser- oder
Materialüberzug umschlossen oder in die Sitzkonstruktion
integriert sein.
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Erfolgt ein Aufprall, sendet ein Aufprallsensor 150 (gezeigt in
Fig. 2b), der elektrisch mit dem Gasgenerator 133 verbunden ist,
ein Signal zum Auslöser im Gasgenerator 133. Der Auslöser zündet
dann das Generatortreibmittel, wodurch ein Gas erzeugt wird, das
den Gewebeschlauch 131 aufbläst. Wenn das Gas in die Kammer des
Gewebeschlauchs 131 strömt, vergrößert der Innendruck den
Schlauchdurchmesser und verringert die Schlauchlänge, wie es
oben erläutert wurde. Die schwenkbaren Befestigungen 132
verhindern jedoch, daß sich die Enden des Gewebeschlauchs 131
aufeinander zu bewegen. Dies zwingt die Gewebeschläuche 131 dazu, sich
selbst aus ihrer verstauten Position entlang (oder innerhalb)
der Seiten der Rückenlehne 136 und der Sitzschale 137 zu ziehen.
Die schwenkbaren Befestigungen 132 schwenken daraufhin nach
innen zu den Seitenbereichen des Sitzes. Die Gewebeschläuche 131
blasen sich etwa gleichzeitig auf. Sind sie vollständig
aufgeblasen, bilden sie gerade Linien zwischen den schwenkbaren
Befestigungen 132, die in den Fig. 2b bis 2d gezeigt sind. Ein typischer
Gewebeschlauch 131 hat einen bevorzugten aufgeblasenen
Durchmesser von etwa 3 bis 6 Zoll und einen relativen Innendruck
von etwa 2 bis 5 bar (3 bis 6 bar absoluter Druck).
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Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die "natürliche Länge"
oder uneingeschränkte Länge des Gewebeschlauchs 131 nach dem
Aufblasen geringer als die kürzeste Verbindung zwischen den
schwenkbaren Befestigungen 132. Die schwenkbaren Befestigungen
132 verhindern somit die Verkürzung des Gewebeschlauchs 131,
d. h. der Gewebeschlauch steht nach dem Aufblasen und der
Entfaltung unter einer Zuglast, die durch die schwenkbaren
Befestigungen 132 verursacht wird.
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Fig. 2c zeigt das Oberkörperschutzsystem 130 im aufgeblasenen
Zustand, wobei die Gewebeschläuche 131 auf beiden Seiten eines
Fahrzeuginsassen entfaltet sind. Die Gewebeschläuche 131
polstern den Oberkörper gegen einen direkten Zusammenprall mit den
Innenbauteilen des Fahrzeugs und schränken die seitliche
Oberkörperbewegung ein, um das Ausmaß und die Stärke der
Verletzungen der Insassen auf der getroffenen und der gegenüberliegenden
Seite während Seitenaufprallunfällen, schrägen Aufprallunfällen
und Überrollunfällen zu vermindern.
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Die Gasgeneratoren, die bei der Erfindung verwendet werden,
gleichen vorzugsweise jenen, die bei Kraftfahrzeug-Airbags in
Europa verwendet werden, wie etwa der Gasgenerator, der beim
Livbag "Euroflater"-Airbag verwendet wird. Die aufblasbaren
Schläuche, die vorzugsweise bei dieser Erfindung verwendet
werden, müssen sich zweckmäßigerweise auf Drücke von 2 bar
Relativdruck (3 bar absoluter Druck) innerhalb 10 bis 20 ms aufblasen
und sich vollständig auf den vorbestimmten Druck innerhalb von
25 bis 35 ms aufblasen.
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Um ein verbessertes Gashaltevermögen zu gewährleisten, kann der
Gewebeschlauch 131 ein Innenbalgelement enthalten. Fig. 4a-4c
zeigen Querschnittsansichten von drei bevorzugten
Innenkonstruktionen von Gewebeschläuchen 131 der vorliegenden Erfindung. Wie
in Fig. 4a dargestellt, enthält die erste bevorzugte
Innenkonstruktion eines Gewebeschlauchs 131 einen Innenbalg 140, der aus
einem gasdichten Gewebe oder Material besteht, wie etwa ein
Material oder ein Gewebe, das einfach oder doppelt mit Silkikon,
Neopren, Urethan oder anderen geeigneten Elastomeren überzogen
ist. Der Innenbalg 140 kann an der Innenoberfläche des
Gewebeschlauchs 131 durch Verklebung an mehreren Stellen befestigt
sein. Teile des Innenbalgs 140 können mit einer oder mehreren
Schichten eines Materials, wie etwa einem Elastomermaterial,
verstärkt sein, um eine zusätzliche Hitzebeständigkeit gegen die
Ausgabeströmung des Gasgenerators zu erzeugen. Der Innenbalg 140
steht mit dem Gasgenerator 133 (gezeigt in Fig. 2a und 2b) über
eine hitzebeständige Leitung 134 in Strömungsverbindung.
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Der Gewebeschlauch 131 wird durch vollständiges oder teilweises
Aufblasen des Innenbalgs 140 aufgeblasen. Insbesondere bläst das
erzeugte Gas den Innenbalg 140 auf, wodurch der Gewebeschlauch
131 aufgeblasen wird. Aufgrund der Durchmesserbeschränkungen,
die durch die hochfesten Fasern des Gewebeschlauchs 131 bedingt
sind, kann sich der Innenbalg 140 vollständig aufblasen oder
nicht. Der Innenbalg 140 kann eine Naht enthalten oder nicht,
die längs des Balgs 140 verläuft.
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Fig. 4b zeigt eine zweite bevorzugte Innenkonstruktion des
Gewebeschlauchs 131 der vorliegenden Erfindung. Diese
Innenkonstruktion ähnelt der ersten bevorzugten Innenkonstruktion, verwendet
jedoch einen Innenbalg 141 mit Naht. Der Innenbalg 141 besteht
aus einer oder mehreren Schichten eines gasdichten
Elastomermaterials, vorzugsweise Silikon, mit einer verklebten Naht 142,
die längs des Balgs verläuft. Im Gegensatz zum Innenbalg der
ersten
Ausführungsform ist der Innenbalg 141 mit Naht vollständig
mit der Innenoberfläche des Gewebeschlauchs 131 mittels eines
Klebstoffs (nicht gezeigt) verklebt.
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Eine dritte bevorzugte Innenkonstruktion eines Gewebeschlauchs
131 der vorliegenden Erfindung ähnelt der zweiten bevorzugten
Innenkonstruktion, verwendet jedoch einen nahtlosen Innenbalg
143 anstelle eines Balgs mit einer Naht.
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Das bevorzugte Verfahren zum Verschließen und für die
Endbearbeitung des Gewebeschlauchs 131 der vorliegenden Erfindung ist
in Fig. 5 dargestellt. Fig. 5 zeigt die Seitenansicht eines
vergrößerten Querschnitts eines Endabschnitts des Gewebeschlauchs
131. Der Gewebeschlauch 131 ist in seinem aufgeblasenen Zustand
gezeigt. Er enthält den Innenbalg 143. Es können jedoch anstelle
des Balgs 143 die Innenbalge 140 oder 141 (gezeigt in Fig. 4a
bzw. 4b) verwendet werden.
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Wie in Fig. 5 gezeigt, werden die Enden des Innenbalgs 143 nach
innen gedreht und abgeflacht und bilden im wesentlichen eine
obere und eine untere Schicht, die mit einem Klebstoff 144
miteinander verklebt werden. Die Enden des Gewebeschlauchs 131
werden zusammengebracht sowie abgeflacht und bilden eine obere und
eine untere Oberfläche, die miteinander mit einer Naht 145
verbunden werden. Das Ende des Gewebeschlauchs 131 wird
vorzugsweise mit einer oder mehreren Schichten eines verstärkenden
Gewebebandes 146 umwickelt, um ein Durchscheuern zu verhindern.
Das umwickelte Schlauchende wird dann an einen
Befestigungsstreifen 135 angenäht.
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Das bevorzugte Verschließ- und Endbearbeitungsverfahren aus Fig.
5 unterstützt die im wesentlichen "luftdichten" Eigenschaften
des Gewebeschlauchs 131 und gewährleistet eine adäquate
Kraftübertragung zwischen dem Gewebeschlauch 131 und der
Sitzkonstruktion.
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Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfolgte aus Gründen der
Darstellung und Erläuterung. Eine Einschränkung oder Begrenzung der
Erfindung auf die speziellen Ausführungsformen, die beschrieben
wurden, ist nicht beabsichtigt. Insbesondere kann die Erfindung
bei Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugen, wie auch in Automobilen,
Anwendung finden. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung
in Zügen, LKW, Bussen, Kleinbussen, Booten, Schiffen und
Flugzeugen eingesetzt werden. Im Zusammenhang mit der erfolgten
Beschreibung werden dem Fachmann viele Variationen und
Modifikationen der hier beschriebenen Ausführungsformen
selbstverständlich sein. Der Schutzumfang der Erfindung wird lediglich durch
anhängenden Ansprüche beschränkt.