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Dokumentenidentifikation DE10039807A1 02.05.2002
Titel Kopfstütze, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einer Sicherheitseinrichtung
Anmelder Volkswagen AG, 38440 Wolfsburg, DE
Erfinder Wohllebe, Thomas, 38110 Braunschweig, DE
DE-Anmeldedatum 16.08.2000
DE-Aktenzeichen 10039807
Offenlegungstag 02.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.05.2002
IPC-Hauptklasse B60R 21/16
IPC-Nebenklasse B60R 21/22   B60R 21/32   B60N 2/48   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze (5; 19; 24), insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz (2), mit einer Sicherheitseinrichtung, die an einer Sitzlehne (4) eines Fahrzeugsitzes (2) angeordnet ist, wobei in der Kopfstütze (5; 17; 24) wenigstens ein Airbag als Bestandteil einer Sicherheitseinrichtung angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Airbag als Rolloverairbag (7; 18) ausgebildet, der sich im aktivierten, aufgeblasenen Zustand von der Kopfstütze (5) weg nach oben in den Bereich oberhalb wenigstens eines Insassensitzbereichs entlang eines Fahrzeugdachs (9) erstreckt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz mit einer Sicherheitseinrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kopfstützen für Fahrzeugsitze, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze, sind allgemein bekannt. Eine gattungsgemäße Kopfstütze für einen Kraftfahrzeugsitz ist aus der DE 94 15 511 U1 bekannt. Die Kopfstütze ist hier an einer Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes angeordnet, wobei in der Kopfstütze wenigstens ein Airbag als Bestandteil einer Sicherheitseinrichtung angeordnet ist.

Konkret ist hier der Airbag so in die Kopfstütze integriert, dass dieser sich im aktivierten entfalteten Zustand seitlich des Kopfbereichs eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen und im wesentlichen in Vorwärtsfahrrichtung erstreckt. Vorzugsweise ist hier zu beiden Seiten des Kopfbereichs jeweils ein Airbag vorgesehen. Zudem kann ein weiterer Airbag vorgesehen sein, der sich von der Kopfstütze weg im wesentlichen in Rückwärtsfahrrichtung erstreckt. Mit den beiden seitlichen sich in Vorwärtsfahrrichtung erstreckenden Airbags soll der Kopf gegen einen Seitenaufprall auf harte Gegenstände im Fahrzeuginnenraum, wie z. B. einem Säulenbereich oder einem Seitenscheibenbereich, geschützt werden. Mit dem sich in Rückwärtsfahrtrichtung erstreckenden Airbag soll ein auf der Rückbank sitzender Fahrzeuginsasse gegen einen Aufprall auf die Rückseite des Vordersitzes geschützt werden. Ein ähnlicher Aufbau einer Kopfstütze ist auch aus der DE 195 05 216 A1 bekannt.

Mit einem derartigen Aufbau kann jedoch bei einer Fahrzeugkollision im wesentlichen nur ein seitlicher Aufprall eines Insassen gedämpft werden, d. h. dass dieser Aufbau somit im wesentlichen nur einen Aufprallschutz während einer Frontalkollision bietet. Bei einem Fahrzeugüberschlag, einem sogenannten Rollover, besteht jedoch die Gefahr, dass die Insassen mit dem Kopf auf das Fahrzeugdach oder harte Strukturen, wie z. B. einen Schiebedachrand, einen Dachrahmen etc. aufprallen. Dabei wird die Kopffreiheit bei einem derartigen Rollover zusätzlich durch die Deformation des Daches eingeschränkt.

Besonders problematisch ist ein derartiger Kopfaufschlag, wenn der Fahrzeuginsasse unvorschriftsmäßig nicht angeschnallt ist.

Aus der US 3 753 576 ist eine Sicherheitseinrichtung bekannt, bei der ein auf einem Fahrzeugsitz sitzender Fahrzeuginsasse im Falle eines Unfalls mittels der Sicherheitseinrichtung eingekapselt wird. Dazu umfasst die Sicherheitseinrichtung ein aus einem inneren und einem äußeren Schild aufgebautes Element, das sich im Falle der Aktivierung vom Kopfstützenbereich ausgehend in einem Bogen nach unten über den Kopf bis zum Bauchbereich des Fahrzeuginsassen erstreckt und diesen einschließt. An diesem Element sind ferner eine Vielzahl von schlauchartigen Röhren ausgebildet, die nachdem sich das expandierende Element um den Kopf- und Oberkörperbereich des Fahrzeuginsassen herum entfaltet hat, in Richtung auf den Kopf- und Oberkörperbereich des Fahrzeuginsassen hin aufgeblasen werden, um diesen mit dem Kopf und dem Oberkörper auf den Fahrzeugsitz gepresst festzuhalten. Nachteilig bei einem derartigen Aufbau ist, dass eine derartige Einkapselung insgesamt relativ aggressiv ist und damit zu Beeinträchtigungen des Fahrzeuginsassen führen kann. Dies umso mehr, als hier Abweichungen von der normalen Sitzposition, d. h. sogenannte out-of-position- Stellungen eines Fahrzeuginsassen nicht berücksichtigt werden können, wodurch sich eine zusätzliche erhebliche Gefahr an Beeinträchtigungen ergibt. Ein derartiger Aufbau verhindert zwar auch im Falle eines Rollovers, dass der Kopfbereich des Fahrzeuginsassens von einer sich ggf. einbeulenden Dachstruktur ferngehalten wird, aufgrund der eben beschriebenen Nachteile ist einer derartiger Aufbau aber insgesamt wenig praktikabel.

Aus der DE-OS 15 55 142 ist ein Fahrzeugsitz ohne Kopfstützen bekannt, bei dem zur Erhöhung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen über Zugglieder, wie z. B. Gurte, Netze oder Kabel, die an der Innenwand der Karosserie angebracht sind und um den Kopfbereich der Fahrzeuginsassen herumgeführt sind, mehrere Airbag-Schutzelemente halbkreisförmig anordenbar sind. Ferner können diese Airbag-Schutzelemente den Kopf des Fahrzeuginsassen auch nach oben hin überragen. Ein derartiger Aufbau ist sehr aufwendig und kompliziert und zudem mit modernen Fahrzeugstandards nicht vereinbar. Des weiteren kann hier mit den Airbag-Schutzelementen eine Sitzverstellung nur ungenügend berücksichtigt werden. Daher ist auch ein derartiger Aufbau insgesamt unpraktikabel.

Ein weiteres Problem bei einer Fahrzeugkollision ist bei einem Heckaufprall gegeben, da hier der Kopf eines Sitzbenutzers stark in Heckrichtung beschleunigt wird. Die Kopfstütze als Sicherheitselement verhindert hierbei, dass der Kopf relativ zum Fahrzeug mit hoher Verletzungsgefahr der Halswirbelsäule in einem Peitschenschlag nach hinten geschleudert wird. Die Gefahr solcher Whiplash-Verletzungen besteht aber bei üblichen Kopfstützen auch dann, wenn der Abstand des Kopfes zur Kopfstütze trotz Anlage des Rückens an der Rückenlehne bei ungünstigen Einstellungen der Kopfstütze verhältnismäßig groß ist. Um diese Gefahr zu verringern, sind Vorrichtungen in Verbindung mit einer Kopfstütze allgemein bekannt, die diese bei einem Heckaufprall nach vorne in Richtung auf den Kopf eines Sitzbenutzers verlagern, um den Abstand zwischen Kopf und Kopfstütze zu verringern und damit den Kopf und die Halswirbel möglichst früh abstützen, so dass möglichst keine Whiplash-Bewegungen auftreten. Beispielsweise sind solche Anordnungen aus der EP 0 627 340 B1 und der DE 197 57 533 A1 bekannt. Nachteilig bei diesen Anordnungen ist jedoch, dass die Antriebsbewegungen für die Kopfstütze hier ruckartig sind, so dass davon eine Aggressivität mit unerwünschten Belastungen ausgehen kann.

Aus der DE 197 31 058 A1 ist eine crashaktive Kopfstütze bekannt, die durch eine bei einem Frontal- bzw. Heckaufprall auslösbare Antriebseinrichtung in der Höhe verstellbar ist, wodurch die Kopfstütze ein die Abstützfläche für den Kopf eines Sitzbenutzers bildendes Polsterteil sowie eine das Polsterteil in der jeweiligen Stützposition haltende Trageinrichtung aufweist, die durch eine Tragstange mit der Rückenlehne verbunden ist. Die Antriebseinrichtung wird hier durch einen sich zumindest im Bereich zwischen der Rückenlehne und der Kopfstütze bzw. im Polsterteil entfaltenden Airbag gebildet. Mit einem derartigen Aufbau kann die Kopfstütze im Falle eines Frontal- bzw. Heckaufpralls durch die als Airbag ausgebildete Antriebseinrichtung derart in der Höhe verstellt werden, dass eine Kopfabstützung sowohl bei großem als auch bei kleinem Sitzbenutzer sowie bei ungünstigen Einstellungen des Abstands des Kopfes zur Kopfstütze hin möglich ist. Eine höhenverstellbare Kopfstütze ist auch aus der EP 0 678 418 B1 sowie aus der US 4 645 233 bekannt.

Weiter ist auch aus der DE 197 42 876 A1 ein Nackenairbag bekannt, der im nichtaktivierten Grundzustand im oberen Lehnenbereich angeordnet ist und sich im aktivierten Zustand vor der Kopfstütze und dem oberen Lehnenbereich zur Abstützung des Halswirbelbereichs aufbläst.

Nachteilig bei allen diesen insbesondere für einen Heckaufprall in Verbindung mit einer Kopfstütze vorgesehenen Anordnungen ist, dass mit diesen kein wirksamer Aufprallschutz für einen Fahrzeugüberschlag als Rollover möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kopfstütze, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, zu schaffen, mit dem auch bei einem Rollover die Gefahr von Beeinträchtigungen reduzierbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß Anspruch 1 ist der wenigstens eine Airbag als Rolloverairbag ausgebildet, der sich im aktivierten, aufgeblasenen Zustand von der Kopfstütze weg nach oben in den Bereich oberhalb wenigstens eines Insassensitzbereichs entlang eines Fahrzeugdachs erstreckt.

Mit einem derartigen sich von der Kopfstütze weg, entlang, vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Dachhimmels entfaltenden Rolloverairbag wird die Gefahr reduziert, dass der Airbag direkt in Richtung auf den Kopf eines Fahrzeuginsassens zu aufgeblasen wird, was insbesondere bei großen Fahrzeuginsassen ein Problem darstellt. Insbesondere wird mit einem derartigen sich im Bereich oberhalb wenigstens eines Insassensitzbereichs entlang eines Fahrzeugdachs erstreckenden Rolloverairbag auch eine gewisse Unabhängigkeit von der Sitzposition bei einem Rollover erreicht, d. h., dass sich out-of-position-Stellungen eines Fahrzeuginsassen weniger negativ auf die Schutzwirkung des Rolloverairbags auswirken können. Dies umso mehr als mit einem derartigen, in die Kopfstütze integrierten Rolloverairbag auch eine einfache Anpassung an die jeweilige Sitzposition möglich ist, da der Rolloverairbag über die Sitzverstellung auch mitverstellt wird. Vorteilhaft können für einen wirksamen Aufprallschutz daher insgesamt im Aufblasvolumen optimierte Rolloverairbags eingesetzt werden, da nicht von vorneherein ein die Sitzverstellung berücksichtigender Rolloverairbag benötigt wird, wie dies z. B. bei im Dachbereich angeordneten großflächigen Rolloverairbags der Fall ist, die den potentiellen Aufprallbereich in Abhängigkeit von der Sitzverstellung großflächig abdecken müssen.

Des weiteren ist mit einem derartigen sich im Bereich oberhalb des Kopfbereichs eines Insassen unterhalb des Dachhimmels aufblasenden Rolloverairbag sichergestellt, dass dieser im Falle eines Fahrzeugüberschlags durch seine vorzugsweise unmittelbare Anlage am Fahrzeugdach weniger leicht durch z. B. unkontrollierte Bewegungen des Fahrzeuginsassen weggedrückt werden kann.

Der Kopf des Fahrzeuginsassen kann somit mit dem erfindungsgemäßen Aufbau besonders wirksam gegen einen Aufprall auf das Dach geschützt werden, wobei der Insasse hier insbesondere auch gegen harte Strukturen im Dachbereich, z. B. den Rand eines Schiebedachs oder den Dachraum abgeschirmt werden kann. Vorteilhaft können somit die Kontaktkräfte bei einer Deformation des Dachbereichs und einem Kopfaufprall reduziert werden. Eine Reduzierung der Gefahr von Beeinträchtigungen ergibt sich mit einem derartigen Rolloverairbag ferner auch dann, wenn ein Insasse in unvorschriftsmäßiger Weise nicht angeschnallt ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kopfstütze als crashaktive Kopfstütze ausgebildet und zur Höhenverstellung im Falle eines Aufpralls auf das Fahrzeug mittels einer Antriebseinrichtung gekoppelt. Die Antriebseinrichtung kann beispielsweise eine über eine Sensoreinrichtung aktivierbare pyrotechnische Airbag- oder Zylinder-Kolben-Anordnung sein. Dadurch wird sichergestellt, dass zusätzlich zu dem wirksamen Rolloverairbagschutz auch die Kopfstütze durch die Antriebseinrichtung derart in der Höhe verstellt wird, dass auch bei ungünstigen Abständen zwischen dem Kopf und der Kopfstütze eine die Gefahr von Beeinträchtigungen reduzierende Kopfabstützung möglich ist. Zudem wird in Verbindung mit einer derartigen crashaktiven Kopfstütze die Gefahr für den Fahrzeuginsassen durch den sich aufblasenden Rolloverairbag nochmals erheblich reduziert, da sich die Kopfstütze stets in der optimalen Höhenposition befindet, wodurch ein optimiertes Rolloverairbagaufblasverhalten mit reduzierten Gefahrenpotential auf besonders einfache Weise einstellbar ist.

Grundsätzlich ist es möglich, dass die Antriebseinrichtung direkt in der Kopfstütze des Fahrzeugsitzes integriert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung jedoch in der Sitzlehne des Fahrzeugsitzes, vorzugsweise in einem oberen, kopfstützennahen Lehnbereich, angeordnet. Dadurch kann vermieden werden, dass ggf. aufprallharte Teile im Bereich der Kopfstütze angeordnet sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung als pyrotechnisch zündbare Zylinder-Kolben-Einrichtung ausgebildet, wobei die Kopfstütze über wenigstens ein Kopfstützenrohr oder wenigstens eine Kopfstützenstange höhenverstellbar mit der Sitzlehne verbunden ist und dass wenigstens ein Kopfstützenrohr oder die wenigstens eine Kopfstützenstange am freien Ende als Kolben der Zylinder-Kolben-Einrichtung ausgebildet ist. Mit einem derartigen Aufbau ergibt sich eine besonders vorteilhafte und funktionssichere Höhenverstellung der crashaktiven Kopfstütze. Ferner ist hier eine die Bauteilvielfalt reduzierende Funktionsintegration möglich, indem manche Bauteile eine Doppelfunktion aufweisen.

Um eine besonders schnelle, vorteilhafte und funktionssichere Entfaltung im Bereich oberhalb wenigstens eines Insassensitzbereichs entlang eines Fahrzeugdachs zu erreichen, kann ferner vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Rolloverairbag in einem oberen, zum Fahrzeugdach hin weisenden Kopfstützenbereich integriert ist.

Vorteilhaft erstreckt sich der wenigstens eine Rolloverairbag dabei im aufgeblasenen Zustand von der Kopfstütze weg in einem Bogen nach oben in Richtung zum Fahrzeugdach hin und verläuft dort wenigstens im aufprallkritischen Bereich großflächig entlang des Fahrzeugdachs. Mit einer derartigen konkreten Ausführungsform wird eine besonders funktionssichere Airbagentfaltung erreicht, mit der auf einfache Weise sichergestellt ist, dass sich der Rolloverairbag nicht in unerwünschter Weise zum Kopf des Fahrzeuginsassen hin aufbläst. Vielmehr wird der Airbag hier in einem Bogen um den Kopf eines Sitzbenutzers herum nach oben zum Fahrzeugdach geführt.

Grundsätzlich ist es möglich, dass in der Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes lediglich ein Rolloverairbag angeordnet ist, so dass jedem Insassensitzbereich ein hinsichtlich Airbagvolumen optimierter separater Rolloverairbag zugeordnet ist. In einer weiteren Ausbildung kann jedoch vorgesehen sein, dass in einer Kopfstütze eines Fahrersitzes und/oder eines Beifahrersitzes jeweils zwei Rolloverairbags integriert sind, von denen sich jeweils ein erster Rolloverairbag in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach vorne in den Frontinsassenbereich und jeweils ein zweiter Rolloverairbag in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach hinten in den Fondinsassenbereich erstreckt. Die zweiten Rolloverairbags sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass im aufgeblasenen Zustand der gesamte aufprallkritische Bereich sowohl in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeugquerrichtung überdeckt ist, d. h. dass insbesondere auch ein mittlerer Sitzbereich von einem der zweiten Rolloverairbags oder zumindest anteilig von jedem der zweiten Rolloverairbags überdeckt wird.

Der wenigstens eine Rolloverairbag ist mit einem ein- oder mehrstufigen Gasgenerator als weiteren Bestandteil der Sicherheitseinrichtung gekoppelt, wobei als Gasgeneratoren vorzugsweise Kaltgasgeneratoren verwendet werden, mit denen die thermische Bauteilbelastung erheblich reduziert werden kann. Zudem weisen diese Kaltgasgeneratoren den Vorteil auf, dass mit ihnen relativ hohe Standzeiten des Rolloverairbags erreicht werden können, da keine oder kaum Druckverminderung durch Abkühlen des Gases auftreten kann. Die Standzeiterhöhung kann aber auch dadurch erfolgen, dass die Rolloverairbags keine Ausströmöffnungen aufweisen bzw. aus einem gasundurchlässigen Gewebe hergestellt sind. Hohe Standzeiten sind für einen Rolloverairbag insbesondere deshalb wichtig, da ein Fahrzeugüberschlag als Rollover in der Regel erst nach einem erfolgten Primäraufprall stattfindet.

Der Gasgenerator kann ebenfalls in die Kopfstütze integriert sein, so dass insgesamt ein relativ kompaktes Airbagmodul als Sicherheitseinrichtung ausgebildet wird, was insbesondere für die beengte Einbausituation im Kopfstützenbereich von Vorteil ist, oder aber auch kopfstützenfern in der Sitzlehne des Fahrzeugsitzes integriert sein und über eine Gaslanzenanordnung ggf. unter Einbeziehung eines Kopfstützenrohres mit dem wenigstens einen Rolloverairbag verbunden sein. Mit letzterem Aufbau ergibt sich ebenfalls eine vorteilhafte Funktionsintegration durch Benutzung der ohnehin benötigten Bauteile, wie z. B. eines Kopfstützenrohres als Gasführung. Bei in die Kopfstütze integriertem Airbagmodul ist dieses vorzugsweise so anzuordnen, dass keine Verletzungsgefahr für den Sitzbenutzer bei einem Aufprall gegeben ist.

Um ein Durchschlagen des Kopfes, z. B. durch Hin- und Herdrücken des Gases in den Airbags, zu vermeiden, ist der Rolloverairbag vorzugsweise in Fahrzeuglängs- und/oder in Fahrzeugquerrichtung gesehen in mehrere Kammern unterteilt, die vorzugsweise durch Überströmöffnungen miteinander verbunden sind.

Der Rolloverairbag kann zur Seitenstabilisierung des Kopfes in Fahrzeugquerrichtung gesehen vorzugsweise randseitig angeordnete und sich nach unten in den Fahrzeuginnenraum erstreckende Seitenkammern aufweisen. Ein derartiger Rolloverairbag ist einfach und preiswert herstellbar und weist eine zusätzliche Schutzfunktion für einen Seitenaufprall auf, ohne dass hierfür ggf. separate Seitenairbagmodule vorgesehen werden müssen. Des weiteren kann ein derartiger Rolloverairbag alternativ oder zusätzlich dazu auch eine sich unmittelbar vor der Kopfstütze aufblasende Kopfstützenkammer als Heckaufprallschutz aufweisen. Eine derartige Kopfstützenkammer ist wenig aggressiv auszubilden, d. h. dass sie beim Aufblasen, vorzugsweise nur mit relativ geringem Volumen kissenartig vor der Kopfstütze aufblasbar ist. Dies kann auf einfache Weise erreicht werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kopfstütze, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, zu schaffen, mit der sowohl bei einem Rollover als auch bei einem Heckaufprall die Gefahr von Beeinträchtigungen eines Fahrzeuginsassen reduziert werden kann.

Dazu ist gemäß Anspruch 14 vorgesehen, dass in der Kopfstütze ein Rolloverairbag und ein Kopfstützenairbag, insbesondere für einen Heckaufprall, integriert sind, wobei sich der Rolloverairbag im aktivierten, aufgeblasenen Zustand im Bereich oberhalb eines Insassensitzbereichs erstreckt und der Kopfstützenairbag im aktivierten, aufgeblasenen Zustand in Fahrzeuglängsrichtung gesehen im Bereich vor der Kopfstütze zwischen einer Kopfstützenvorderseite und einem Hinterkopfbereich eines Fahrzeuginsassen aufgeblasen ist.

Vorteilhaft wird damit erreicht, dass in einem einzigen Airbagmodul sowohl ein Rolloverairbag für einen Fahrzeugüberschlag als auch ein Kopfstützenairbag, insbesondere für einen Heckaufprall, zur Verfügung steht. Durch diese Funktionsintegration der zwei Airbags in einem Airbagmodul in der Kopfstütze ergibt sich eine kompakte Bauweise, die insbesondere für die dort gegebenen beengten Einbausituationen geeignet ist und daher eine erhöhte Flexibilität bei der Integration einer derartigen Sicherheitseinrichtung an der Kopfstütze ermöglicht. Nach dem Auslösen breitet sich der Rolloverairbag zwischen dem Kopf eines Fahrzeuginsassen und dem Fahrzeugdach aus, so dass der Kopf des Insassen wirksam gegen einen Aufprall auf das Dach geschützt ist. Dabei wird der Insasse vorteilhaft auch gegen harte Strukturen im Dachbereich, z. B. den Rand eines Schiebedachs oder den Dachrahmen abgeschirmt und können zudem vorteilhaft die Kontaktkräfte bei einer Deformation des Dachbereichs durch den Überschlag reduziert werden. Gleichzeitig kann durch den Kopfstützenairbag die Gefahr von Whiplash-Verletzungen bei einem Heckaufprall erheblich reduziert werden. Die Kombination des Kopfstützenairbags mit dem Rolloverairbag in einem einzigen Airbagmodul kann auch den Aufwand zur Verlegung von Signal- und Steuerleitungen reduzieren, da für beide Airbags z. B. nur ein Leitungsstrang verlegt werden muss.

Die beiden Airbags sind vorzugsweise über ein in der Kopfstütze oder in der Sitzlehne angeordneten zweistufigen Gasgenerator als weiteren Bestandteil der als Airbagmodul ausgebildeten Sicherheitseinrichtungen mittelbar oder unmittelbar aufblasbar, wobei eine erste Gasgeneratorstufe dem Rolloverairbag und eine zweite Gasgeneratorstufe dem Kopfstützenairbag zugeordnet ist. Alternativ dazu sind die beiden Airbags über einen in der Kopfstütze oder in der Sitzlehne angeordneten einstufigen Gasgenerator als weiteren Bestandteil der als Airbagmodul ausgebildeten Sicherheitseinrichtung mittelbar oder unmittelbar aufblasbar, wobei mit dem einstufigen Gasgenerator in Abhängigkeit von der konkreten Aufprallsituation entweder nur der Rolloverairbag oder nur der Kopfstützenairbag aufblasbar sind, die vorzugsweise ein in etwa gleiches Aufblasvolumen aufweisen.

Grundsätzlich kann der Kopfstützenairbag jede beliebige und geeignete Geometrie aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kopfstützenairbag wenigstens die Kopfstützenvorderseite abdeckt. Damit ist ein wirksamer Aufprallschutz für einen Heckaufprall gegeben.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Kopfstützenairbag hierbei im Querschnitt ovalartig mit in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen parallel verlaufenden geraden Seitenwänden ausgebildet.

Die Aktivierung des oder der Rolloverairbags erfolgt über eine mit der Sicherheitseinrichtung gekoppelte Rollover-Sensorvorrichtung, die einen drohenden oder tatsächlichen Fahrzeugüberschlag als Rollover erfasst. Gegebenenfalls erfolgt bei einem in die Kopfstützen integrierten Kopfstützenairbag die Aktivierung des Kopfstützenairbags über eine mit der Sicherheitseinrichtung gekoppelte Heckaufprall-Sensorvorrichtung, die einen drohenden oder tatsächlichen Heckaufprall erfasst. Hierdurch ergibt sich eine besonders funktionssichere Aktivierung der einzelnen Airbags, mit der diese rechtzeitig aufgeblasen werden können.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung kann zudem vorgesehen sein, dass die Aktivierung des oder der Airbags in Abhängigkeit einer von einer Sitzbelegungserkennung erfassten tatsächlichen Sitzbelegung erfolgt.

Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten, den Airbag im nichtaktivierten Grundzustand zusammengefaltet in der Kopfstütze anzuordnen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jeder Airbag im nichtaktivierten Grundzustand zusammengefaltet hinter einer in einem Wandbereich der Kopfstütze ausgebildeten Airbagaustrittöffnung angeordnet, die im Grundzustand mittels einer Abdeckung verschlossen ist. Vorzugsweise ist die Airbagaustrittöffnung dabei samt Abdeckung jeweils durch einen mit Sollbruchstellen oder eine Sollaufreißlinie umgrenzten Wandbereich der Kopfstütze gebildet. Mit einem derartigen Aufbau wird ein besonders vorteilhafter und funktionssicherer Aufbau zur Verfügung gestellt.

In einer weiteren Ausführungsform, die zudem auch separat beansprucht wird, kann in die Kopfstütze ein U-förmiger Überrollbügel integriert sein, wobei eine U-Basis in die Kopfstütze integriert ist und die U-Schenkel an einer nach unten zur Lehnenoberseite hin weisenden Seite aus der Kopfstütze herausgeführt sind. Die Abstützung und damit ein geeigneter Kraftfluss können hier ggf. über eine spezielle Trägerkonstruktion im oder außerhalb des Fahrzeugsitzes erreicht werden. Beispielsweise kann hier z. B. ein üblicherweise gestalteter Überrollbügel mit seinem oberen Ende als Kopfstützenersatz in den Bereich der Kopfstütze geführt sein und in einer Doppelfunktion dann mit dem Polster einer Kopfstütze umkleidet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Fahrzeug mit einer an einem Kraftfahrzeugsitz angeordneten Kopfstütze, in die ein Rolloverairbagmodul integriert ist,

Fig. 2 ein schematischer Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug entsprechend Fig. 1 mit einer höhenverstellbaren Kopfstütze,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Kopfstütze an einer Sitzlinie eines Kraftfahrzeugsitzes, in die ein Rolloverairbagmodul integriert ist,

Fig. 4 ein schematischer Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug mit in eine Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes integriertem Rolloverairbag- und Kopfstützenairbagmodul, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines in eine Kopfstütze integrierten Überrollbügels.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt, in dem ein Kraftfahrzeugsitz 2 beispielhaft im Beifahrerbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Dieser Kraftfahrzeugsitz 2 umfasst ein Sitzunterteil 3, eine Sitzlehne 4 und eine an einem oberen Sitzlehnenbereich angeordnete Kopfstütze 5.

In diese Kopfstütze 5 ist ein Rolloverairbagmodul 6 integriert, das einen Rolloverairbag 7 und einen Gasgenerator 8, der vorzugsweise als Kaltgasgenerator ausgebildet ist, integriert ist.

Wie dies in der Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt ist, ist das Rolloverairbagmodul 6 in einem oberen, zu einem Fahrzeugdach 9 hin weisenden Kopfstützenbereich integriert, wobei der Rolloverairbag 7 im nichtaktivierten Grundzustand zusammengefaltet hinter einer in einem Wandbereich der Kopfstütze 5 ausgebildeten und hier nicht dargestellten Airbagaustrittöffnung angeordnet ist, die im Grundzustand mittels einer Abdeckung, die hier ebenfalls nicht dargestellt ist verschlossen ist. Die Airbagaustrittöffnung samt Abdeckung kann dabei jeweils durch einen mit Sollbruchstellen oder eine Sollaufreißlinie, z. B. eine Naht, umgrenzten Wandbereich der Kopfstütze 5 gebildet sein.

Ferner ist das Rolloverairbagmodul mit einer hier ebenfalls nicht dargestellten Rollover- Sensorvorrichtung gekoppelt, die einen drohenden oder tatsächlichen Fahrzeugüberschlag als Rollover erfasst und dann den Rolloverairbag 7 aktiviert, wobei sich der Rolloverairbag 7, wie dies in der Fig. 1 schematisch dargestellt ist, von der Kopfstütze 5 weg in einem Bogen um den Kopf 10 eines Fahrzeuginsassen 11 herum nach oben in Richtung Fahrzeugdach 9 erstreckt und dort im aufprallkritischen Bereich unmittelbar unterhalb des Fahrzeugdachs 9 verläuft.

Mit einem derartigen Rolloverairbag 7 wird erreicht, dass dieser nicht in Richtung auf den Kopf 10 des Fahrzeuginsassen 11 zu aufgeblasen wird, sondern von der Austrittöffnung in der Kopfstütze 5 weg unmittelbar nach oben in Richtung Fahrzeugdach 9 aufgeblasen wird, um dort einen Aufprallschutz zur Verfügung zu stellen. Dadurch ergibt sich ein wirksamer Aufprallschutz im Fahrzeugdachbereich, wobei insbesondere auch eine Unabhängigkeit von out-of-position-Stellungen des Fahrzeuginsassen gegeben ist.

Wie dies aus der Fig. 1 weiter ersichtlich ist, kann der Rolloverairbag 7 zur Seitenstabilisierung des Kopfes 10 in Fahrzeugquerrichtung gesehen vorzugsweise randseitig angeordnete und sich nach unten in den Fahrzeuginnenraum erstreckende Seitenkammern 12 aufweisen. Ebenso kann der Rolloverairbag auch eine sich unmittelbar vor der Kopfstütze aufblasende Kopfstützenkammer 13 als Heckaufprallschutz aufweisen, wie dies schematisch und strichliert in der Fig. 2 dargestellt ist, die einen grundsätzlich identischen Aufbau zur Fig. 1 zeigt mit dem Unterschied, dass die Kopfstütze 5 hier als crashaktive Kopfstütze höhenverstellbar ausgebildet ist.

Als Antriebseinrichtung zur Höhenverstellung ist hier eine pyrotechnisch zündbare Zylinder-Kolben-Einrichtung 14 vorgesehen, wobei die Kopfstütze 5 über eine Kopfstützenstange 15 höhenverstellbar mit der Sitzlehne 4 verbunden ist und die Kopfstützstange 15 am freien Ende als Kolben 16 der Zylinder-Kolben-Einrichtung 14 ausgebildet ist. Diese Zylinder-Kolben-Einrichtung 14 als Antriebseinrichtung wird insbesondere bei einem Heckaufprall aktiviert und fährt die Kopfstütze 5 in allgemein bekannter und zuvor beschriebener Weise in eine geeignete Position, wobei hierdurch insbesondere sichergestellt werden kann, dass der Rolloverairbag 7 hier oberhalb des Fahrzeuginsassen 11 aufgeblasen wird, wodurch die Gefahr einer Beeinträchtigung des Fahrzeuginsassen durch den sich aufblasenden Rolloverairbag 7 nochmals erheblich reduziert werden kann.

In der Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß der Fig. 1 und 2 dargestellt, die insbesondere die großflächige Entfaltung des Rolloverairbags 7 im Beifahrerbereich zeigt. Grundsätzlich kann dabei jedem Sitzplatz im Fahrzeug eine Kopfstütze mit jeweils einem darin integrierten Rolloverairbag zugeordnet sein, was hier jedoch nicht mehr dargestellt ist.

In der Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform einer Kopfstütze 17 dargestellt, in der ein Rolloverairbag 18 und ein Kopfstützenairbag 19 integriert ist. Der Rolloverairbag 18 erstreckt sich im aktivierten, aufgeblasenen Zustand, wie dies in der Fig. 4 strichliert eingezeichnet ist im Bereich oberhalb eines Insassensitzbereichs, vorzugsweise ebenfalls unmittelbar unterhalb des Fahrzeugdachs 9, während sich der Kopfstützenairbag 19 im aktivierten, aufgeblasenen Zustand, wie dies in der Fig. 4 ebenfalls lediglich strichliert eingezeichnet ist, im Querschnitt ovalartig mit in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen parallel verlaufenden geraden Seitenwänden 20, 21 in Fahrzeuglängsrichtung gesehen im Bereich vor der Kopfstütze 17 zwischen einer Kopfstützenvorderseite 22 und einem hier nicht dargestellten Hinterkopfbereich eines Fahrzeuginsassen erstreckt.

Der Rolloverairbag 18 und der Kopfstützenairbag 19 sind über einen in der Kopfstütze 17 integrierten zweistufigen Gasgenerator 23, der ebenfalls als Kaltgasgenerator ausgebildet sein kann, aufblasbar, wobei eine erste Gasgeneratorstufe dem Rolloverairbag 18 und eine zweite Gasgeneratorstufe dem Kopfstützenairbag 19 zugeordnet ist. Der Rolloverairbag 18 und der Kopfstützenairbag 19 sind über eine Sensorvorrichtung aktivierbar, die einen drohenden oder tatsächlich stattfindenden Heckaufprall und/oder Fahrzeugüberschlag als Rollover erfasst, und diese aktiviert. Dadurch wird ein wirksamer Aufprallschutz sowohl bei einem Rollover als auch bei einem Heckaufprall zur Verfügung gestellt, mit dem die Gefahr von Beeinträchtigungen eines Fahrzeuginsassen erheblich reduziert werden kann.

Auch hier ist der Rolloverairbag 18 und der Kopfstützenairbag 19 im nichtaktivierten Grundzustand zusammengefaltet hinter einer in einem Wandbereich der Kopfstütze 17 ausgebildeten Airbagaustrittöffnung angeordnet, die im Grundzustand mittels einer Abdeckung verschlossen ist, wobei die Airbagaustrittöffnung samt Abdeckung jeweils durch einen mit Sollbruchstellen oder einer Sollaufreißlinie, z. B. eine Naht, umgrenzten Wandbereich der Kopfstütze 17 gebildet ist.

In der Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der in eine Kopfstütze 24 ein U- förmig ausgebildeter Überrollbügel 25 integriert ist, wobei eine U-Basis 26 in der Kopfstütze 24 integriert ist und die U-Schenkel 27, 28 an einer zur Lehnenoberseite 29 hin weisenden Seite aus der Kopfstütze 24 herausgeführt sind. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Kraftfahrzeug

2 Kraftfahrzeugsitz

3 Sitzunterteil

4 Kopfstütze

6 Rolloverairbagmodul

7 Rolloverairbag

8 Gasgenerator

9 Fahrzeugdach

10 Kopf

11 Fahrzeuginsassen

12 Seitenkammern

13 Kopfstützenkammer

14 Zylinder-Kolben-Einrichtung

15 Kopfstützenstange

16 Kolben

17 Kopfstütze

18 Rolloverairbag

19 Kopfstützenairbag

20 Seitenwand

21 Seitenwand

22 Kopfstützenvorderseite

23 Gasgenerator

24 Kopfstütze

25 Überrollbügel

26 U-Basis

27 U-Schenkel

28 U-Schenkel

29 Lehnenoberseite


Anspruch[de]
  1. 1. Kopfstütze, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einer Sicherheitseinrichtung, die an einer Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes angeordnet ist, wobei in der Kopfstütze wenigstens ein Airbag als Bestandteil einer Sicherheitseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Airbag als Rolloverairbag (7; 18) ausgebildet ist, der sich im aktivierten, aufgeblasenen Zustand von der Kopfstütze (5) weg nach oben in den Bereich oberhalb wenigstens eines Insassensitzbereichs entlang sowie unmittelbar eines Fahrzeugdachs (9) erstreckt.
  2. 2. Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (5) als crashaktive Kopfstütze ausgebildet ist und zur Höhenverstellung im Falle eines Aufpralls auf das Fahrzeug (1) mittels einer Antriebseinrichtung (14) gekoppelt ist.
  3. 3. Kopfstütze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (14) in der Sitzlehne (4) des Fahrzeugsitzes (2), vorzugsweise in einem oberen, kopfstütznahen Lehnenbereich, angeordnet ist.
  4. 4. Kopfstütze nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung als pyrotechnisch zündbare Zylinder-Kolben-Einrichtung (14) ausgebildet ist, dass die Kopfstütze (5) über wenigstens ein Kopfstützenrohr oder wenigstens eine Kopfstützenstange (15) höhenverstellbar mit der Sitzlehne (4) verbunden ist, und dass wenigstens ein Kopfstützenrohr oder die wenigstens eine Kopfstützenstange (15) am freien Ende als Kolben (16) der Zylinder-Kolben- Einrichtung (14) ausgebildet ist.
  5. 5. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rolloverairbag (7; 18) in einem oberen zum Fahrzeugdach (9) hinweisenden Kopfstützenbereich integriert ist.
  6. 6. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Rolloverairbag (7; 18) im aufgeblasenen Zustand von der Kopfstütze (5) weg in einem Bogen nach oben in Richtung Fahrzeugdach (9) erstreckt und dort wenigstens im aufprallkritischen Bereich großflächig entlang des Fahrzeugdachs (9) verläuft.
  7. 7. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kopfstütze (5; 17) eines Fahrersitzes und/oder eines Beifahrersitzes jeweils zwei Rolloverairbags (7; 18) integriert sind, von denen sich jeweils ein erster Rolloverairbag (7; 18) in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach vorne in den Frontinsassenbereich und jeweils ein zweiter Rolloverairbag in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach hinten in den Fondinsassenbereich erstreckt, wobei diese zweiten Rolloverairbags vorzugsweise so ausgebildet sind, dass im aufgeblasenen Zustand der gesamte aufprallkritische Bereich sowohl in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeugquerrichtung, insbesondere auch ein mittlerer Sitzbereich einer Rücksitzbank oder dergleichen, überdeckt ist.
  8. 8. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Sitzplatz im Fahrzeug (1) eine Kopfstütze (5; 17) mit jeweils einem darin integrierten Rolloverairbag (7; 18) zugeordnet ist.
  9. 9. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rolloverairbag (7; 18) mit einem ein- oder mehrstufigen Gasgenerator (8; 23), vorzugsweise einem Kaltgasgenerator, als weiterem Bestandteil der Sicherheitseinrichtung gekoppelt ist.
  10. 10. Kopfstütze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (8; 23) ebenfalls in die Kopfstütze (5; 17) integriert ist oder kopfstützenfern in der Sitzlehne (4) des Fahrzeugsitzes (2) integriert und über eine Gaslanzenanordnung ggf. unter Einbeziehung eines Kopfstützenrohres mit dem wenigstens einen Rolloverairbag (7) verbunden ist.
  11. 11. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rolloverairbag (7; 18) vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung gesehen, in mehrere Kammern unterteilt ist, die vorzugsweise durch Überströmöffnungen miteinander verbunden sind.
  12. 12. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rolloverairbag (7) zur Seitenstabilisierung des Kopfes in Fahrzeugquerrichtung gesehen vorzugsweise randseitig angeordnete und sich nach unten in den Fahrzeuginnenraum erstreckende Seitenkammern (12) und/oder eine sich unmittelbar vor der Kopfstütze (5; 17) aufblasende Kopfstützenkammer (13) als Heckaufprallschutz aufweist.
  13. 13. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rolloverairbag (7; 18) keine Ausströmöffnungen aufweist und/oder aus einem gasundurchlässigen Gewebe hergestellt ist.
  14. 14. Kopfstütze, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die an einer Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes angeordnet ist, wobei in der Kopfstütze wenigstens ein Airbag als Bestandteil einer Sicherheitseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kopfstütze (17) ein Rolloverairbag (18) und ein Kopfstützenairbag (19), insbesondere für einen Heckaufprall integriert ist, dass sich der Rolloverairbag (18) im aktivierten, aufgeblasenen Zustand im Bereich oberhalb eines Insassensitzbereichs erstreckt, und dass der Kopfstützenairbag (19) im aktivierten, aufgeblasenen Zustand in Fahrzeuglängsrichtung gesehen im Bereich vor der Kopfstütze (17) zwischen einer Kopfstützenvorderseite (22) und einem Hinterkopfbereich eines Fahrzeuginsassen aufgeblasen ist.
  15. 15. Kopfstütze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Airbags (18, 19) über einen in der Kopfstütze (17) oder in der Sitzlehne (4) angeordneten zweistufigen Gasgenerator (23) als weiteren Bestandteil der als Airbagmodul ausgebildeten Sicherheitseinrichtung mittelbar oder unmittelbar aufblasbar sind, wobei eine erste Gasgeneratorstufe dem Rolloverairbag (18) und eine zweite Gasgeneratorstufe dem Kopfstützenairbag (19) zugeordnet ist.
  16. 16. Kopfstütze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Airbags (18, 19) über einen in der Kopfstütze (17) oder in der Sitzlehne (4) angeordneten einstufigen Gasgenerator als weiteren Bestandteil der als Airbagmodul ausgebildeten Sicherheitseinrichtung mittelbar oder unmittelbar aufblasbar sind, wobei mit dem einstufigen Gasgenerator in Abhängigkeit von der konkreten Aufprallsituation entweder nur der Rolloverairbag (18) oder nur der Kopfstützenairbag (19) aufblasbar ist, die vorzugsweise ein in etwa gleiches Aufblasvolumen aufweisen.
  17. 17. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfstützenairbag (19) wenigstens die Kopfstützenvorderseite (22) abdeckt.
  18. 18. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfstützenairbag (19) im Querschnitt ovalartig mit in Fahrzeughochachsenrichtung gesehen parallel verlaufenden geraden Seitenwänden (20, 21) ausgebildet ist.
  19. 19. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des oder der Rolloverairbags (18) über eine mit der Sicherheitseinrichtung gekoppelte Rollover-Sensorvorrichtung erfolgt, die einen drohenden oder tatsächlichen Fahrzeugüberschlag als Rollover erfasst, und dass ggf. bei in die Kopfstütze (5; 17) integriertem Kopfstützenairbag (19) die Aktivierung des Kopfstützenairbags (19) über eine mit der Sicherheitseinrichtung gekoppelte Heckaufprall-Sensorvorrichtung erfolgt, die einen drohenden oder tatsächlichen Heckaufprall erfasst.
  20. 20. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des oder der Airbags (7; 18, 19) in Abhängigkeit einer von einer Sitzbelegungserkennung erfassten tatsächlichen Sitzbelegung erfolgt.
  21. 21. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Airbag (7; 18, 19) im nichtaktivierten Grundzustand zusammengefaltet hinter einer in einem Wandbereich der Kopfstütze (5; 17) ausgebildeten Airbagaustrittöffnung angeordnet ist, die im Grundzustand mittels einer Abdeckung verschlossen ist.
  22. 22. Kopfstütze nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Airbagaustrittöffnung samt Abdeckung jeweils durch einen mit Sollbruchstellen oder eine Sollaufreißlinie umgrenzten Wandbereich der Kopfstütze (5; 17) gebildet ist.
  23. 23. Kopfstütze, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kopfstütze (24) ein U-förmiger Überrollbügel (25) integriert ist, wobei eine U-Basis (26) in der Kopfstütze (24) integriert ist und die U- Schenkel (27, 28) an einer nach unten zur Lehnenoberseite hin weisenden Seite aus der Kopfstütze (24) herausgeführt sind.






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