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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Sitz, insbesondere Kindersitz, mit mindestens einem aufblasbaren Airbag.
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Sitze, insbesondere Sitze in einem KFZ und Kindersitze mit integriertem Airbag, sind grundsätzlich bekannt, um Personen, insbesondere Kinder, besonders gut bei einem Unfall zu schützen. Problematisch an solchen Sitzen ist, dass es aufwändig ist, den Sitz nach erfolgter Airbag-Auslösung erneut in einen gebrauchsfertigen Zustand zu versetzen. In der Regel muss eine nur einmal verwendbare, teure Gaskartusche ausgetauscht werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung einen komfortabler zu benutzenden Sitz mit Airbag zu entwickeln.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sitz zum Schutz des Kopfs einer Person mit
- a. einem Sitzteil,
- b. mindestens einem aufblasbaren Airbag,
- c. mindestens einer mehrmals mit einem Gas, insbesondere Luft, befüllbaren Druckkammer,
- d. mindestens einem zwischen dem mindestens einen Airbag und der mindestens einen Druckkammer angeordneten Absperrorgan,
- e. einer Auslöseeinrichtung, die mit dem Absperrorgan zum Öffnen des Absperrorgans zusammenwirkt, so dass bei geöffnetem Absperrorgan Gas aus der mindestens einen Druckkammer in den mindestens einen Airbag strömt.
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Die Druckkammer kann ein Ventil zum Befüllen der Druckkammer mit Gas, insbesondere komprimierter Luft, aufweisen. Somit kann an die Druckkammer eine externe Gasquelle, beispielsweise eine Druckluftquelle, insbesondere ein Kompressor, angeschlossen werden, um die Druckkammer mit unter Druck stehendem Gas, insbesondere Luft, zu befüllen. Dadurch ist es problemlos möglich, die Druckkammer nach einer Airbag-Auslösung wieder zu befüllen und den Sitz mehrfach zu verwenden. Eine Kartusche muss nicht mitgeführt werden. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Gewichts- und Kostenersparnis. Der erfindungsgemäße Sitz ist demnach kartuschen- und gebläselos. Außerdem ist das System weniger fehleranfällig als bekannte Systeme. Das System kann so ausgelegt werden, dass es stromlos funktioniert. Die Druckkammer ist vorzugsweise geeignet, Gase bei einem Druck > 200 bar aufzunehmen.
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Durch den Begriff „Druckkammer“ wird zum Ausdruck gebracht, dass die Druckkammer geeignet ist, Gase aufzunehmen, die einen Druck deutlich über 1 bar aufweisen. An die Druckkammer kann auch eine Handpumpe angeschlossen werden, um die Druckkammer aufzublasen und Gase unter Druck in der Druckkammer zu speichern. Weiterhin ist es denkbar, Kartuschen vorübergehend an die Druckkammer anzuschließen, um die Druckkammer zu befüllen.
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Es können mehrere Druckkammern vorgesehen sein, die mit einem Airbag verbunden sind. Es können auch mehrere Airbags vorgesehen sein. An jeden Airbag können eine oder mehrere Druckkammern angeschlossen sein. Es ist auch denkbar, dass eine Druckkammer vorgesehen ist, um mehrere Airbags aufzublasen.
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Es können mehrere Absperrorgane zwischen einer Druckkammer und einem Airbag vorgesehen sein. Wenn alle Absperrorgane gleichzeitig geöffnet werden, kann der Airbag besonders schnell befüllt werden. Ein Absperrorgan kann beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet sein. Es können mehrere separate Druckkammern vorgesehen sein. Es können mehrere Druckkammern vorgesehen sein, die miteinander verbunden sind.
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Das Sitzteil dient der Anordnung der wesentlichen Komponenten des Systems am Sitz selbst. Außerdem dient das Sitzteil der Aufnahme der zu schützenden Person. Das Sitzteil kann als Sitzschale ausgebildet sein. Das Sitzteil kann im Wesentlichen steif und/oder starr ausgebildet sein.
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Die Auslöseeinrichtung kann mindestens einen Sensor umfassen. Der mindestens eine Sensor kann als Crash-Sensor ausgebildet sein. Insbesondere kann der Sensor als Geschwindigkeitssensor, Beschleunigungssensor, G-Kraftsensor, Gierratensensor oder dergleichen ausgebildet sein. Der Sensor ist dabei eingerichtet, ein Ereignis zu signalisieren, das zur Befüllung des Airbags führen soll. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mehr als ein Sensor, insbesondere zwei Sensoren vorgesehen sind, die miteinander kommunizieren. Beispielsweise kann sich ein Sensor am Sitz befinden. Ein weiterer Sensor kann sich beispielsweise an einem Fortbewegungsmittel, beispielsweise einem Fahrrad, wenn der Sitz als Fahrradkindersitz ausgebildet ist, befinden und Erschütterungen detektieren. Die Sensorsignale können ausgewertet werden und bei vordefinierten Konstellationen kann es zu einer Airbag-Auslösung kommen.
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Der Sensor kann kabelgebunden oder kabellos mit dem übrigen Sitz gekoppelt sein. Dabei kann der Sensor am eigentlichen, den Airbag aufweisenden Sitz selbst, insbesondere am Sitzteil, angeordnet sein. Alternativ kann er, insbesondere bei kabelloser Kopplung, extern angeordnet sein, z. B. an einem Sicherheitsgurt, über den der Sitz in einem Fahrzeug befestigt ist.
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Der Sitz kann eine Notruffunktion aufweisen. Dazu kann der Sitz ein Mobilfunkmodul aufweisen oder mit einem Mobiltelefon koppelbar sein, sodass beim Auslösen des Airbags eine voreingestellte Notrufnummer angerufen wird und/oder GPS-Daten übermittelt werden. Dieser Anruf kann zeitverzögert ausgelöst werden. Beispielsweise kann der Anruf nur dann getätigt werden, wenn nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit die Notruffunktion abgeschaltet wird.
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Das Sitzteil kann starr, insbesondere als Sitzschale, ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher struktureller Schutz eines Benutzers.
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Die Druckkammer kann im Sitzteil geschützt angeordnet sein. Insbesondere, wenn das Sitzteil als Sitzschale ausgebildet ist, kann die Druckkammer in das Sitzteil integriert sein und durch das Sitzteil vor äußeren Einflüssen geschützt sein.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn mindestens eine Druckkammer als Druckschlauch ausgebildet ist. Ein Druckschlauch kann einen Innendurchmesser im Bereich 5 bis 11 mm, vorzugsweise im Bereich 6 bis 10 mm aufweisen. Wenn eine Druckkammer als Druckschlauch ausgebildet ist, kann sie besonders platzsparend angeordnet werden. Außerdem ist eine solche Druckkammer besonders leicht. Druckschläuche können Gase mit einem hohen Druck, insbesondere einem höheren Druck als Gaskartuschen, aufnehmen. Somit können größere Airbags als bisher befüllt und am Sitz verwendet werden. Druckschläuche mit geringem Durchmesser können unsichtbar am Sitz verbaut werden.
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Ein Druckschlauch kann aus Kunststoff, insbesondere Teflon, oder Gummi ausgebildet sein und eine Ummantelung aufweisen. Ein solcher Schlauch ist besonders gut geeignet, Gase bei Drücken über 200 bar, insbesondere im Bereich 200 bar - 300 bar, zu speichern.
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Die Ummantelung des Druckschlauchs kann Metall, insbesondere Edelstahl, Carbon und/oder Kunststoff aufweisen. Weiterhin kann die Ummantelung als Helix, Geflecht oder Gewebe ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Ummantelung flexibel ausgebildet, sodass der Druckschlauch geeignet am Sitz angeordnet werden kann.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn eine Absaugeinheit zum Absaugen von Gas aus dem Airbag vorgesehen ist. Insbesondere kann es notwendig sein, dass Rettungskräfte schnell zu einem Verletzten vordringen müssen. Dies könnte dadurch erschwert sein, dass der Verletzte durch den Airbag zumindest teilweise umgeben ist. Die Rettungskräfte können dann die Absaugeinheit betätigen und das Gas schnell aus dem Airbag absaugen.
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Das in einer der Druckkammern gespeicherte Gas kann insbesondere benutzt werden, um das Absaugen von Gas aus dem Airbag zu beschleunigen. Beispielsweise kann zu diesem Zweck eine Druckkammer an einen entsprechend verbundenen Verstärker, beispielsweise eine Venturi-Düse, angeschlossen sein, der bewirkt, Gas abzusaugen. Alternativ kann die Druckkammer an eine Turbine oder einen Lüfter angeschlossen sein, die dazu führen, das Gas aus dem Airbag abzusaugen.
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Weiterhin kann die Absaugeinheit ein Zeitelement, insbesondere ein Zeitventil, aufweisen. Wenn der Airbag befüllt wurde, kann durch das Zeitelement gesteuert werden, dass nach einer vorgegebenen Zeit der Airbag wieder entleert wird. Kinder, die in dem Sitz sitzen, geraten so nicht in Panik. Eltern oder Rettungskräfte kommen schnell und ungehindert an das Kind.
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Die Absaugeinheit kann ein an den Airbag angeschlossenes Absaugventil aufweisen. Das Absaugventil verhindert, dass aus dem Airbag Gas entweicht, wenn dies nicht gewünscht ist. Die Absaugeinheit öffnet das Absaugventil, sodass Gas aus dem Airbag abgesaugt werden kann.
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Zwischen der oder den Druckkammern und dem mindestens einen Airbag kann mindestens ein Verstärker, insbesondere eine mit der Umgebungsluft des Airbags kommunizierende Venturi-Düse, vorgesehen sein. Die Venturi-Düse kann dafür sorgen, dass auch Umgebungsluft in den Airbag geleitet werden kann. Sie unterstützt das Füllen des Airbags. Die Venturi-Düse kann in Strömungsrichtung vor oder nach einem Absperrorgan angeordnet sein. Ein Absperrorgan, insbesondere ein Rückschlagventil, und eine Venturi-Düse können als ein Bauteil ausgebildet sein. Alternativ kann der Verstärker einen Lüfter oder eine Turbine umfassen, die durch das Gas der Druckkammer angetrieben sind. Wie bereits erwähnt, kann ein Verstärker auch dazu eingesetzt werden, den Airbag schnell zu entleeren.
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Der Sitz kann einen Drucksensor aufweisen. Insbesondere kann ein Manometer vorgesehen sein. Der Drucksensor kann mit einem Mobilgerät kommunizieren, z. B. über Bluetooth, sodass der erfasste Druck am Mobilgerät ablesbar ist. Der Drucksensor kann insbesondere an der Druckkammer vorgesehen sein, sodass kontrolliert werden kann, ob der Druck des gespeicherten Gases für ein schnelles Aufblasen des Airbags ausreichend ist.
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Der mindestens eine Airbag kann in einem entnehmbaren Airbagmodul angeordnet sein. Das Airbagmodul kann an dem Sitzteil verriegelt werden. Wenn das Airbagmodul entnehmbar ist, kann der Airbag nach einer Auslösung einfach ausgetauscht werden. Es muss nicht der komplette Sitz ersetzt werden.
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Zumindest die mindestens eine Druckkammer und das Absperrorgan können in einer entnehmbaren Hochdruckeinheit angeordnet sind. Die Hochdruckeinheit kann an dem Sitzteil verriegelt werden. Somit kann die Hochdruckeinheit zum Befüllen der Druckkammer entnommen werden. Das Airbagmodul und die Hochdruckeinheit können auch zu einer entnehmbaren, insbesondere austauschbaren Komponente zusammengefasst sein. Wenn das Airbagmodul und die Hochdruckeinheit getrennt entnehmbar sind, weisen sie vorzugsweise eine geeignete Schnittstelle auf, die eine einfache und schnelle Verbindung der beiden Komponenten ermöglicht, wenn sie am Sitz positioniert werden.
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Insbesondere kann eine erste Druckkammer mit zugeordnetem Absperrorgan und Betätigungseinrichtung und eine zweite Druckkammer mit zugeordnetem Absperrorgan und zweiter Betätigungseinrichtung vorgesehen sein. Dabei kann eine Druckkammer zum Befüllen und eine Druckkammer, vorzugsweise mit entsprechendem Verstärker, dazu vorgesehen sein, den Airbag zu entleeren.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
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- 1 zeigt einen Sitz mit Airbag.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufblasens eines Airbags und des Absaugens von Luft aus einem Airbag.
- 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Sitzes mit aufgeblasenem Airbag.
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Die 1 zeigt einen Sitz 10, insbesondere einen Kindersitz für ein Fahrzeug. Der Sitz 10 weist ein als Sitzschale ausgebildetes Sitzteil 12 auf. Am Sitzteil 12 sind mehrere Hochdruckeinheiten 14, 16, 18 sowie mehrere Airbagmodule 20, 22, 24, 26, 28 angeordnet. Die Hochdruckeinheiten 14, 16, 18 sowie die Airbagmodule 20, 22, 24, 26, 28 sind entnehmbar und durch eine Verriegelung 30, 32, 34 am Sitzteil 12 arretierbar bzw. von diesem lösbar. Die Hochdruckeinheiten 14, 16, 18 sowie die Airbagmodule 20, 22, 24, 26, 28 können an unterschiedlichen Stellen des Sitzteils 12, beispielsweise in Seitenwangen, Armlehnen oder dgl. angeordnet sein. Auch am Sicherheitsgurt 56 können Module 18, 28 angeordnet sein.
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Die Hochdruckeinheiten 14, 16, 18 sind mit den Airbagmodulen 20, 22, 24, 26, 28 verbunden. Die Airbags der Airbagmodule 20, 22, 24, 26, 28 sind unter einer Abdeckung 36 angeordnet, die eine Sollreißstelle 38 aufweist. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind nur die Abdeckung 36 und die Sollreißstelle 38 des Airbagmoduls 20 mit Bezugsziffern versehen.
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Den Hochdruckeinheiten 14, 16, 18 sind Drucksensor 40, 42, 44, insbesondere Manometer, zugeordnet. Weiterhin weisen die Hochdruckeinheiten 14, 16, 18 jeweils als Venturidüse ausgebildete Verstärker 46, 48, 50 auf.
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Um ein Ereignis zu detektieren, welches zu einer Auslösung eines Airbags führen soll, sind Sensoren 52, 54 vorgesehen, wobei der Sensor 52 am Sicherheitsgurt 56, der auch den Sitz 10 hält, und der Sensor 54 am Airbagmodul 28 angeordnet sind. Die Sensoren 52, 54 können kabelgebunden oder kabellos mit einer Auslöseeinrichtung verbunden sein, die einen Airbag auslösen kann. Insbesondere können die Sensoren 52, 54 Bestandteil einer Auslöseeinrichtung sein.
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Die 2 zeigt am Beispiel der Hochdruckeinheit 14 und dem Airbagmodul 20 die Funktionsweise des Systems. Die anderen Hochdruckeinheiten und Airbagmodule können analog ausgebildet ein. Eine Trennung in Hochdruckeinheit und Airbagmodul ist nicht zwingend. Die nachfolgend beschriebenen Komponenten können auch fest am Sitz 10 oder Sitzteil 12 verbaut sein.
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Eine Druckkammer 100 ist über ein Absperrorgan 102, insbesondere ein Ventil, mit einem aufblasbaren Airbag 104 verbunden ist. Die Druckkammer 100 ist eingerichtet, ein Gas bei einem Druck größer 200 bar, insbesondere im Bereich 200 bar bis 300 bar, zu speichern. Das in der Druckkammer 100 gespeicherte Gas, beispielsweise Luft, kann über eine Befüllöffnung 106 zugeführt werden. Die Druckkammer 100 kann befüllt werden, indem an die Befüllöffnung 106 beispielsweise eine Hochdruckpumpe, eine Gaskartusche oder eine sonstige Gasquelle angeschlossen wird. Damit das gespeicherte Gas nicht entweichen kann, ist an der Befüllöffnung 106 ein Ventil 108 vorgesehen.
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Das Absperrorgan 102 ist mit einem Auslösesystem 110 gekoppelt, welches den Sensor 52 umfasst. Bei entsprechendem Sensorsignal wird das Absperrorgan 102 geöffnet und der Airbag 104 befüllt.
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Die Druckkammer 100 kann als Druckschlauch ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich um einen Schlauch aus Kunststoff, beispielsweise PTFE oder Teflon, handeln, der eine Ummantelung aufweist. Die Ummantelung kann ein Gewebe, Geflecht oder dergleichen umfassen. Außerdem kann die Ummantelung Metall, Kunststoff, Aramid und/oder Carbon umfassen.
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Die Befüllung des Airbags 104 erfolgt über einen optionaler Verstärker 46, der im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Venturi-Düse 112 umfasst. Wenn das Absperrorgan 102 geöffnet wird, strömt komprimiertes Gas aus der Druckkammer 100 zunächst in die Venturi-Düse 112. Dadurch wird Umgebungsluft angesaugt und zusammen mit dem Gas aus der Druckkammer 100 in den Airbag 104 geführt. Dadurch kann das Aufblasen des Airbags 104 beschleunigt werden. Wenn ein solcher Verstärker 46 verwendet wird, kann die Druckkammer 100 gegebenenfalls kleiner ausgeführt werden, da weniger komprimiertes Gas benötigt wird, um den Airbag 104 zu befüllen.
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Alternativ zur Venturidüse 112 kann ein Turbinensystem oder ein Gebläse vorgesehen sein.
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Eine Absaugeinheit 202 dient dazu, das Absaugen von Gas aus dem befüllten Airbag 100 zu beschleunigen. Zu diesem Zweck ist die Absaugeinheit 202 mit einer zweiten Druckkammer 200 verbunden, die analog zur Druckkammer 100 ausgebildet sein kann und insbesondere auch eine Befüllöffnung 220 und ein 222 aufweisen kann.
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Durch den als Ventil ausgebildeten Wahlschalter 204 kann die Absaugeinheit 202 ein- bzw. ausgeschaltet werden. Die Absaugeinheit 202 weist weiterhin ein Zeitelement 206 auf. Das Zeitelement 206 sorgt dafür, dass der Airbag 104 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach der Befüllung wieder entleert wird. Wenn der Wahlschalter 204 geöffnet ist, verliert bei geöffnetem Absperrorgan 102, d. h. wenn der Airbag 104 befüllt wird, ein Pufferspeicher 208 über eine Drossel 210 ebenfalls Druck. Die Drossel 210 kann so eingestellt werden, dass es beispielsweise 5 Sekunden dauert, bis der Pufferspeicher 208 ausgelaufen ist. Wenn der Pufferspeicher 208 ausgelaufen ist, wird das Absperrorgan 212 geöffnet, sodass Gas aus der Druckkammer 200 auf einen Verstärker 214, insbesondere eine Venturi-Düse, geleitet wird. Gleichzeitig wird ein Niederdruckventil 216 geöffnet, sodass Gas aus dem Airbag 104 entweichen kann. Durch den Verstärker 214 wird das Gas aus dem Airbag 104 abgesaugt.
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Das Niederdruckventil 216 verhindert das Auslaufen des Airbags 100, wenn die Absaugung nicht aktiviert ist.
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Das Absperrorgan 212 kann auch durch die Betätigungseinrichtung 224 manuell betätigbar sein, sodass beispielsweise Rettungskräfte eine Entleerung des Airbags 104 erzwingen können.
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Die 3 zeigt, dass ein erfindungsgemäßer Sitz 300 als Fahrradkindersitz ausgebildet sein kann. Der Sitz 300 ist an einem Fahrrad 302 angeordnet. Der aufgeblasene Airbag 304 ist als Frontairbag ausgebildet und schützt Gesicht und Thorax eines Kindes. Der Airbag 306 ist als Rückenairbag ausgebildet und schützt insbesondere den Oberkörper und Kopf eines Kindes, welches sich auf dem Sitz 300 befindet.
