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DE20311357U1 - Beheizbare Airbagvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Beheizbare Airbagvorrichtung für ein Fahrzeug

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DE20311357U1
DE20311357U1 DE20311357U DE20311357U DE20311357U1 DE 20311357 U1 DE20311357 U1 DE 20311357U1 DE 20311357 U DE20311357 U DE 20311357U DE 20311357 U DE20311357 U DE 20311357U DE 20311357 U1 DE20311357 U1 DE 20311357U1
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Description

4964-DP05772DE 22.07.2003
Beheizbare Airbagvorrichtung für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Airbagvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Obergriff des Schutzanspruchs 1.
Aus der EP 0 595 374 Al ist eine Airbagvorrichtung bekannt, bei der ein Gasgenerator und ein von diesem aufblasbarer Luftsack in einem Vorrichtungsgehäuse untergebracht sind, welches mittels einer Gehäuseabdeckung verschließbar ist. Diese Gehäuseabdeckung weist eine Materialschwächung im Sinne einer von außen üblicherweise nicht oder nur wenig sichtbare Trennlinie auf, die durch den Druck des in den Gassack entlassenen Treibgases des Gasgenerators aufgesprengt wird und so die vollständige Entfaltung des Gassacks ermöglicht.
Gemäß dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, das Entstehen und Herumfliegen von Abdeckmaterialbruchstücken bei dem explosionsartigen Öffnen der Gehäuseabdeckung dadurch zu vermeiden, dass in dieser im Bereich der Materialschwächung ein elektrisches Heizelement, eine dünne Schicht eines elektrisch zündbaren Explosivmaterials oder eine Sprengschnur angeordnet ist, welche im Rückhaltefall aufgeheizt beziehungsweise gezündet wird. Dadurch kommt es zu einer thermisch bedingten Änderung der Materialeigenschaften der Gehäuseabdeckung, insbesondere zu einem Aufschmelzen der Gehäuseabdeckung in dem Bereich der Trennlinie, so dass letztere gemäß dieser Druckschrift von dem sich entfaltenden Gassack ohne ein Entstehen von Abdeckungsbruchstücken geöffnet werden kann.
Wenngleich diese Airbagvorrichtung die in der
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EP 0 595 374 Al genannten Vorteile haben mag, so wird durch diesen Stand der Technik jedoch nicht das Problem gelöst, dass das Material für die Gehäuseabdeckung bei vergleichsweise tiefen Temperaturen von beispielsweise minus 30° CeI-sius deutlich spröder ist als bei Temperaturen zwischen plus 10° und 30° Celsius. Dies bewirkt, dass bei einer Airbagauslösung bei tiefen Temperaturen das Öffnungsverhalten der Gehäuseabdeckung nicht immer wie gewünscht ist. Zudem nimmt bei solchen Materialien die mechanische Integrität der Gehäuseabdeckung aufgrund der reduzierten Materialelastizität ab.
Die genannten Nachteile lassen sich zwar durch den Einsatz von teureren Werkstoffen für die Gehäuseabdeckung reduzieren oder gar beseitigen, im Bestreben nach einer kostengünstigen Fertigung solcher Airbagvorrichtungen wird dies aber nur ungern in Kauf genommen.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe an die Erfindung darin, eine Airbagvorrichtung vorzustellen, die unter Nutzung von preiswerteren Materialien für die Gehäuseabdeckung auch bei vergleichsweise tiefen Temperaturen eine gute Elastizität und die gewünschte mechanische Integrität aufweist. Zudem soll gewährleistet sein, dass bei einer Betätigung der Airbagvorrichtung die Gehäuseabdeckung an der Trennlinie aufreist, ohne dass wie bei einem Sprödbruch Bruchstücke der Gehäuseabdeckung entstehen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht im Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs nun darin, dass die Airbagvorrichtung eine ihren Innenraum erwärmende elektrisch betreibbare Heizung aufweist.
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Durch diesen Aufbau wird erreicht, dass beim Betrieb des Fahrzeuges der Innenraum und vorzugsweise alle dort befindlichen Bauteile der Airbagvorrichtung auf ein Temperaturniveau erwärmbar sind, welches auch bei tiefen Außentemperaturen und bei Nutzung der oben erwähnten preiswerten Materialien für die Gehäuseabdeckung eine gute mechanische Integrität im Nichtrückhaltefall sowie ein optimales, das heißt bruchstückloses oder bruchstückarmes Öffnungsverhalten der Gehäuseabdeckung garantiert. Im Gegensatz zu dem eingangs genannten Stand der Technik wird also nicht nur ein sehr schmaler Bereich entlang der Trennlinie der Gehäuseabdeckung erwärmt, sondern die gesamte Gehäuseabdeckung.
Darüber hinaus führt die Nutzung einer Heizung für die Airbagvorrichtung zu dem weiteren Vorteil, dass eine Erwärmung auch des Gasgenerators bei tiefen Temperaturen, wie sie beispielsweise im Winter in höheren geographischen Breiten oder im Hochgebirge auftreten können, zu einem verbesserten Betriebsverhalten desselben führt. Diese Verbesserung des Betriebsverhaltens besteht vor allem in einer weitgehend konstanten Gasausbeute über den gesamten Betriebstemperaturbereich eines Fahrzeugs, da das Gasgeneratorgehäuse im Rückhaltefall nun nicht mehr auf vergleichsweise tiefe Außentemperaturen abgekühlt ist. Dies ermöglicht wiederum eine optimalere Auslegung des Rückhaltesystems Airbagvorrichtung im Hinblick auf einen konkreten Rückhaltefall.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigsten ein Bestandteil der Airbagvorrichtung mit der genannten Heizung ausgestattet ist. Dies kann beispielsweise ein Luftsack, ein Teil eines Luftsacks, eine Gassackabdeckung, ein Gassackniederhalter, ein Gasge-
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neratorgehäuse und/oder die Gehäuseabdeckung der Airbagvorrichtung sein.
Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Heizung aus einem kleinen elektrischen Heizlüfter oder aus Heizwiderständen besteht, die an geeigneter Stelle in das Airbagvorrichtungsgehäuse integriert sind.
Darüber hinaus kann die elektrische Heizung auch als Schwingungserreger ausgebildet sein, dessen Abstrahlleistung die umgebende Luft erwärmt. Ein solcher Schwingungserreger kann beispielsweise ein Piezoelement, eine Schallsonotrode, ein Ultraschallsender oder ein Mikrowellensender sein.
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Vorzugsweise ist diese Art der elektrischen Heizung oder die Heizlüfter und die Heizwiderstände in einem Hohlraum zwischen der Gehäuseabdeckung der Airbagvorrichtung und der genannten Gassackabdeckung oder dem Gassackniederhalter angeordnet.
In den Fällen, in denen die Heizung in eines der Bauteile der Airbagvorrichtung integriert ist, besteht die Heizung aus elektrischen Leitern, die auf oder in das Material dieses Airbagvorrichtungsbauteils aufgebracht beziehungsweise eingearbeitet sind.
Dazu ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die elektrischen Leiter aus einem Metall, einer Metallbeschichtung oder einem elektrisch leitenden Polymeer bestehen, wobei diese Leiter bandförmig, fadenförmig oder drahtförmig ausgebildet sein können.
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Sofern die elektrischen Leiter aufgrund ihrer Materialeigenschaften und ihrer Abmessungen flexibel genug sind, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die elektrischen Leiter in das Gewebe des wenigstens einen Gassacks, der Gassackabdeckung oder des Gassackniederhalters eingenäht oder eingewoben sind.
Des weiteren wird es als vorteilhaft angesehen, wenn zur Erzielung einer angemessen hohen Temperatur ohne zu starke thermische Belastung der Bauteile die elektrischen Leiter auf dem Bauteil oder in dem Bauteil eine Netzstruktur bilden.
Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung zweckmäßig, dass die Heizung mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle über elektrische Leitungen verbunden ist. Wenigstens eine dieser Leitungen kann in Weiterbildung der Erfindung mittels eines Schalters vorzugsweise temperaturgesteuert geöffnet oder geschlossen werden, so dass die Heizung die Bestandteile der Airbagvorrichtung während des Fahrzeugbetriebes beim Unterschreiten einer vorgegebenen Mindesttemperatur aktiviert und beim Überschreiten einer vorgegebenen Höchsttemperatur ausgeschaltet wird.
Als Alternative dazu kann eine zeitliche Regelung in der Art erfolgen, dass die Heizung nach dem Starten des Fahrzeugs für einen vorbestimmten Zeitraum in Betrieb ist. Dieser Zeitraum, beispielsweise 15 Minuten, ist so bemessen, dass innerhalb diesem der Innenraum des Fahrzeuges und damit auch die Gehäuseabdeckung durch eine konventionelle Fahrzeugheizung aufgeheizt ist.
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Eine weitere Alternative sieht vor, dass die Heizung derart mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle verbunden ist, dass diese Heizung ständig oder zumindest nach dem Start ständig im Betrieb ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Gassack mit einer
Heizvorrichtung,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Airbagvorrichtung mit dem Gassack gemäß der Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine flexible Gassackabdeckung für einen Gassack mit einer Heizvorrichtung,
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch eine Airbagvorrichtung mit der Gassackabdeckung gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen flexibler Gassackhalterniederhalter mit einer Heizvorrichtung, und
Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch ein Gasgeneratorgehäuse mit dem flexiblen Gas
sackhalterniederhalter gemäß Fig. 5.
Fig. 1 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel eine schematisch Draufsicht auf einen entfalteten Gassack 1 einer erfindungsgemäßen Airbagvorrichtung 10, in dessen Gewebe elektrische Leiter 4 einer elektrischen Widerstandsheizung 2 derartig eingewoben sind, dass diese etwa wie eine Heckscheibenheizung aussieht. Die zugehörige Airbagvorrich-
• ·
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tung 10 ist in einer schematischen Querschnittdarstellung in Fig. 2 gezeigt.
Die elektrischen Leiter 4 sind mit einer Stromquelle verbunden, die hier vereinfacht durch die zwei elektrischen Anschlusspole 3 dargestellt ist. Sobald ein elektrischer Strom durch die Leiter 4 der Heizung 2 fließt, erwärmen sich diese aufgrund deren elektrischen Widerstandes und geben diese Wärme 6 an den Gassack 1 beziehungsweise an die den Gassack 1 umgebenden Bauteile der Airbagvorrichtung 10 ab.
Nur am Rande sei an dieser Stelle bemerkt, dass die Stromversorgung der Heizung 2 wie bei jeder anderen bekannten Widerstandsheizung von einem hier nicht dargestellten Regelungsgerät zumindest derart geregelt wird, dass die elektrischen Leiter 4 nicht durchschmelzen und/oder Bauteile der Airbagvorrichtung 10 keinen Schaden nehmen.
Die hier in das Gassackmaterial eingewebten oder eingenähten elektrischen Leiter 4 sind vorzugsweise als elektrisch leitende Metall- oder Polymeerfäden ausgebildet.
Fig. 1 kann aber auch so verstanden werden, dass die elektrischen Leiter 4 als dünne flexible Bahnen auf die Oberfläche des Gassacks 1 aufgebracht sind. Als Fertigungsverfahren kommt dabei das Aufdampfen oder Aufkleben solcher Schichten zur Anwendung.
Wie Fig. 2 verdeutlicht, ist der mit der elektrischen Heizung 2 ausgestattete Gassack 1 im Einbauzustand zusammengefaltet in einem Gehäuse 12 der Airbagvorrichtung 10 aufgenommen, in dem auch ein Gasgeneratorgehäuse 8 befes-
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tigt ist. Während die elektrischen Zuleitungen 4 der elektrischen Heizung zu den Anschlusspolen 3 aus dem Gehäuse 12 in Richtung zu einem, zur besseren Übersichtlichkeit hier nicht dargestellten Aufnahmebauteil eines Kraftfahrzeuges herausgeführt sind, ist das Gehäuse 12 der Airbagvorrichtung 10 in der Gegenrichtung durch eine Gehäuseabdeckung 5 verschlossen.
Diese Gehäuseabdeckung 5 kann bekanntermaßen beispielsweise die Oberfläche von einem Lenkradtopf oder eines Handschuhfachdeckels bilden. Auf deren Innenseite ist entlang einer Trennlinie 7 eine Materialschwächung ausgebildet. Beim Auslösen des Gasgenerators 8 verlässt diesen ein Treibgas, welches den Gassack 1 aufbläst. Durch diese Gassackexpansion reist die Gehäuseabdeckung entlang der genannten Trennlinie 7 auf.
Da die Airbagvorrichtung 10 und in diesem Ausführungsbeispiel der Gassack 1 erfindungsgemäß mit einer Wärme 6 abgebenden Heizung 2 ausgestattet ist, wird sichergestellt, dass die Gehäuseabdeckung 5 auch bei vergleichsweise niedrigen Außentemperaturen immer eine solche Mindesttemperatur aufweist, bei der deren Material eine für den Aufreisvorgang optimale Temperatur hat. Dadurch wird erreicht, dass optimalerweise keine Teile der Gehäuseabdeckung herausgelöst werden.
Als gewünschter Nebeneffekt ist zudem festzustellen, dass durch die von der Heizung 2 des Gassacks 1 auch Wärme an die übrigen Bauteile der Airbagvorrichtung 10 abgegeben wird. Dies erhöht deren Funktionszuverlässigkeit insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Vor allem beim Betrieb des Gasgenerators 8 macht sich dies sehr vorteilhaft bemerkbar,
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da dessen Treibgasliefergrad zu Beginn der Gaserzeugung auch von der Temperatur des Gasgeneratorgehäuses beziehungsweise des darin befindlichen Treibstoffs abhängt. Für die Konstruktion und Auslegung der Airbagvorrichtung 10 sowie insbesondere des Gassacks 1 ist dies von besonderer Bedeutung, da bei einer beheizten Airbagvorrichtung 10 je nach Einstellung der Heizung beispielsweise keine Bauteiltemperaturen von weniger als 15° Celsius auftreten und die Treibgaserzeugung nun weniger umgebungstemperaturabhängig ist.
Fig. 3 zeigt, dass nicht unbedingt ein Gassack 1 einer Airbagvorrichtung mit der Heizung ausgestattet werden muss. In dieser Darstellung ist ein sogenanntes „Softcover", also eine flexible Gassackabdeckung 9 gezeigt, welche den zusammengefalteten Gassack 1 umgreift und an dem Gehäuse 12 der Airbagvorrichtung 26 gemäß Fig. 4 befestigt ist. Zur Befestigung dieser Gassackabdeckung 9 dienen Einhängeöffnungen 11, 15, die am Gehäuse 12 der Airbagvorrichtung oder am Gehäuse des Gasgenerators 8 eingehängt werden. Auch eine Verklebung ist möglich.
Diese Gassackabdeckung 9 ist mit einer elektrischen Heizung 13 ausgestattet, deren elektrische Leiter 14 über Anschlusspole 16, 17 mit einer Stromquelle verbunden sind. Die elektrischen Leiter 14 können wie bei dem Gassack gemäß Figur 1 in das Material der Gassackabdeckung 9 eingearbeitet oder auf dasselbe aufgebracht sein.
Wie Fig. 4 in einer schematischen Querschnittdarstellung der Airbagvorrichtung 26 verdeutlicht, liegt die Gassackabdeckung 9 dicht auf dem zusammengefalteten Gassack 1, so dass diese zusammen mit dem Gasgenerator 8 bei der Mon-
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tage der Airbagvorrichtung 2 6 eine einzige Montageeinheit bilden. Zudem ist erkennbar, dass zwischen der Außenseite der Gassackabdeckung 9 und der Unterseite der Gehäuseabdeckung 7 der Airbagvorrichtung 26 ein Freiraum 27 geschaffen ist, in dem sich durch die Heizung 13 erwärmte Luft gut verteilen und die Gehäuseabdeckung 7 von innen indirekt gut erwärmen kann (Wärmestrom 6).
Fig. 4 ist zudem deutlich entnehmbar, dass in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung in den genannten Freiraum 27 auch eine Heizung eingesetzt sein kann, die als konventioneller Heizwiderstand 28 oder als kleiner Heizlüfter ausgebildet ist. Zudem fallen unter den Begriff „Heizung" im Zusammenhang mit dieser Erfindung auch solche Schwingungserreger 29, durch deren Betrieb die diese umgebende Luft erwärmt wird. Als solche Schwingungserreger kommen beispielsweise Piezoelement, Schallsonotrode, Ultraschallsender oder Mikrowellensender in Betracht. Wenngleich in Fig. 4 diese Bauteile 28, 29 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur symbolisch dargestellt sind, versteht es sich für einen Fachmann von selbst, dass diese über entsprechende elektrische Leitungen direkt oder indirekt mit der Stromversorgungsquelle 16, 17 verbunden sind.
Darüber hinaus zeigen Figur 5 und Figur 6, dass in die Airbagvorrichtung 10, 26 eine elektrische Heizung 20 auch derart integrierbar ist, dass diese auf oder in einem Gassackniederhalter 19 ausgebildet ist, dessen elektrische Leitungen 21 in der bereits beschriebenen Weise zu Anschlusspolen 22, 23 für eine Stromversorgung geführt sind. Bei diesem Gassackniederhalter 19 handelt es sich ebenso wie bei der Gassackabdeckung 9 um ein flexibles Flächengebilde, welches bei einer Gassackentfaltung leicht zerreist
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und lediglich als Montagehilfsmittel den zusammengefalteten Gassack 18 beispielsweise an dem Gasgeneratorgehäuse 8 fixiert (Fig. 6). Dazu verfügt der Gassackniederhalter 19 an einer seiner Umfangsseiten über Einhängeöffnungen 24, die in Haken an dem Gasgeneratorgehäuse 8 eingehakt werden, während eine andere Umfangsseite mit dem Gassack 18 vernäht ist.
Schließlich ist Fig. 6 entnehmbar, dass jede der vorgestellten Heizungen 2, 13, 20 über einen temperaturabhängig schaltbaren elektrischen Schalter 25 mit der genannten Stromversorgungsquelle verbindbar ist. Dazu kann das eingangs genannte Regelungsgerät genutzt werden, welches mit einem Temperatursensor verbunden ist und aufgrund vorgegebener Betriebsbedingungen mit Hilfe des Schalters 25 die Zuleitung eines Heizstromes zulässt oder unterbricht. Es ist aber auch möglich, dass dieser Schalter 25 als Bimetallschalter ausgebildet ist, der aufgrund seiner Auslegung bei vorgegebenen Temperaturen öffnet oder schließt.
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12
Bezugszeichen
1 Gassack
2 Elektrische Heizung
3 Anschlusspole
4 Elektrischer Leiter
5 Gehäuseabdeckung
6 Wärmestrom
7 Trennlinie
8 Gehäuse des Gasgenerators; Gasgenerator
9 Gassackabdeckung; Softcover
10 Airbagvorrichtung
11 Einhängeöffnung
12 Gehäuse der Airbagvorrichtung
13 Elektrische Heizung
14 Elektrischer Leiter
15 Einhängeöffnung
16 Anschlusspol
17 Anschlusspol
18 Gassack
19 Gassackniederhalter
20 Heizung
21 Elektrischer Leiter
22 Anschlusspol
23 Anschlusspol
24 Einhängeöffnung
25 Temperaturgesteuerter elektrischer Schalter
26 Airbagvorrichtung
27 Freiraum
28 Heizwiderstand
29 Schwingungserreger

Claims (12)

1. Airbagvorrichtung (10, 26) für ein Fahrzeug, mit einem elektrisch betätigbaren Mittel zur thermischen Beeinflussung der Materialeigenschaften wenigstens eines der Bestandteile dieser Airbagvorrichtung (10, 26), dadurch gekennzeichnet, dass die Airbagvorrichtung (10, 26) eine ihren Innenraum erwärmende, elektrisch betreibbare Heizung (2, 13, 20, 28, 29) aufweist.
2. Airbagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftsack (1, 9, 18), ein Teil eines Luftsacks (1, 9, 18), eine Gassackabdeckung (9), ein Gassackniederhalter (19), ein Gasgeneratorgehäuse (8) und/oder eine Abdeckung (7) der Airbagvorrichtung (10, 26) mit der Heizung (2, 13, 20) ausgestattet sind.
3. Airbagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung als elektrischer Heizlüfter oder als wenigstens ein Heizwiderstand (28) ausgebildet ist, der in die Airbagvorrichtung (10, 26) integriert ist.
4. Airbagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung als Schwingungserreger (29), beispielsweise als Piezoelement, als Schallsonotrode, als Ultraschallsender oder als Mikrowellensender ausgebildet ist.
5. Airbagvorrichtung nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung aus elektrischen Leitern (4, 14, 21) umfasst, die auf oder in das Material der Airbagvorrichtungsbauteile aufgebracht beziehungsweise eingearbeitet ist.
6. Airbagvorrichtung nach einem der Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (4, 14, 21) aus einem Metall, einer Metallbeschichtung oder einem elektrisch leitenden Polymeer bestehen.
7. Airbagvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (4, 14, 21) bandförmig, fadenförmig oder drahtförmig ausgebildet sind.
8. Airbagvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (4, 14, 21) in das Gewebe des wenigstens einen Gassacks (1, 9, 18), der Gassackabdeckung (9) oder des Gassackniederhalters (19) eingenäht oder eingewoben sind.
9. Airbagvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (4, 14, 21) auf dem Bauteil oder in dem Bauteil der Airbagvorrichtung (1, 26) eine Netzstruktur bilden.
10. Airbagvorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (2, 13, 20, 28, 29) mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle über wenigstens einen elektrischen Schalter (25) verbunden ist, der temperaturgesteuert geöffnet oder geschlossen werden kann.
11. Airbagvorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (2, 13, 20, 28, 29) mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle über wenigstens einen elektrischen Schalter (25) verbunden ist, der beim Start des Fahrzeuges zur Aktivierung der Heizung geschlossen und nach einer vorgegebenen Zeitspanne wieder geöffnet wird.
12. Airbagvorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (2, 13, 20, 28, 29) derart mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle verbunden ist, dass diese Heizung ständig oder zumindest nach dem Start ständig im Betrieb ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102022207667A1 (de) * 2022-07-27 2024-02-01 Zf Friedrichshafen Ag Vorheizen eines Temperaturelements eines Sicherheitssystems

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