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Die
Erfindung betrifft eine Ladegutrückhaltevorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug, mit einer Rolloanordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Eine
gattungsbildende Ladegutrückhaltevorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug mit einer Rolloanordnung ist aus der
DE 44 10 209 C2 bekannt.
Das Rollo wird bei Nichtbenutzung in einem Gehäuse auf einer Wickelwelle verstaut
und kann bei Bedarf über
einen Abwickelmechanismus herausgezogen werden. Endseitig ist eine
teleskopartig ausgebildete Rohranordnung am Rollo befestigt, über die
das Rollo am Rohbau des Kraftfahrzeugs arretiert und somit im abgewickelten
Zustand aufgespannt werden kann. Bei Belastung des aufgespannten
Rollos beispielsweise durch Gepäckstücke in einem
Crash erfolgt eine Durchbiegung der Rohranordnung. Weitere Ladegutrückhaltevorrichtungen
sind beispielsweise aus der
DE
27 49 560 A1 und
DE
196 43 691 A1 bekannt und werden insbesondere bei Pkw-Kombis
und Mehrzweck-Pkws
eingesetzt, wobei das Rollo als mobile Trennwand zwischen Laderaum
und Fahrgastraum oder als Abdeckung für den Laderaum dient und ein Eindringen
von Ladegut über
die hinterste Sitzreihe hinweg in den Fahrgastraum verhindert, wenn
das Kraftfahrzeug frontal auf ein Hindernis aufprallt und das Ladegut
infolge seiner Trägheit
in Bezug zum Kraftfahrzeug nach vorne beschleunigt wird. Die Rolloanordnung
wird gewöhnlich
an der Oberkante der Rückenlehne
der hintersten Sitzreihe befestigt, weil das Rollo dann sowohl bei
aufrechter und bei gekippter Rückenlehne
vertikal zwischen dem Lade- und dem Fahrgastraum aufgespannt und
ggf. zusätzlich oder
auch alternativ bei aufrechter Rückenlehne durch
horizontales Aufspannen nach hinten über den Laderaum als Abdeckung
für denselben
verwendet werden kann. Der Blockiermechanismus verhindert ein Abwickeln
des auf der Rollowelle aufgewickelten Restwickels bei einer ruckartigen
Belastung des Rollos, während
der Aufwickelmechanismus gewöhnlich einen
Kraftspeicher in Form einer Spiralfeder enthält, die beim Abziehen des Rollos
von der Rollowelle gespannt wird und später dann für ein selbsttätiges Aufwickeln
des Rollos auf die Rollowelle sorgt.
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Diejenigen
Rollos, die zur Anbringung zwischen der hintersten Sitzreihe und
dem Dachhimmel des Fahrzeugs vorgesehen sind, bestehen gewöhnlich aus
einem Netzmaterial, um die Sicht des Fahrers nicht zu behindern,
während
primär
als Abdeckung für
den Laderaum vorgesehene Rollos üblicherweise
aus einem undurchsichtigen Gewebematerial bestehen, um das Ladegut
vor neugierigen Blicken zu schützen.
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Wenn
bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis im
Laderaum des Kraftfahrzeugs mitgeführtes Ladegut infolge seiner
Trägheit
in Bezug zum Fahrzeug nach vorne beschleunigt und von hinten gegen
das Rollo geworfen wird, wird der Blockiermechanismus der Rolloanordnung ähnlich wie
derjenige eines Sicherheitsgurtes selbsttätig aktiviert und damit die
Rollowelle blockiert. Bei blockierter Rollowelle steigt jedoch infolge
der Fahrzeugverzögerung
die vom Ladegut auf das Rollo ausgeübte Belastung stetig an, was
dazu führen
kann, daß das
Rollo im Bereich seiner Anbindung am Dachhimmel oder eine Rollokassette
der Rolloanordnung im Bereich ihrer Anbindung an der Rückenlehne
ausreißt,
wodurch das von hinten gegen das Rollo drückende Ladegut in den Fahrgastraum
eindringt, was unter ungünstigen
Umständen
schwere Verletzungen der Fahrzeuginsassen zur Folge hat.
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Um
eine Überlastung
eines im Falle einer aufprallbedingten Negativbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs
vom Ladegut beaufschlagten Bauteils zu verhindern, wird in der
DE 44 35 770 C2 eine
Vorrichtung zur Verbesserung des Insassenschutzes von Kraftfahrzeugbenutzern
vorgeschlagen, die zur Kraftbegrenzung unter Energieabsorption einen
zwischen der Karosserie des Kraftfahrzeugs und dem jeweiligen Bauteil
befestigten Blechstreifen aufweist, der um eine Umlenkachse des
Bauteils herumgeschlungen und in Wirkrichtung der Kraft unter Verformung
begrenzt verschiebbar am Bauteil befestigt ist. Um bei einer Verwendung
der bekannten Vorrichtung in Verbindung mit einer Rolloanordnung
auch dann eine Überbelastung
zu vermeiden, wenn der Kraftangriffspunkt des Ladeguts außerhalb
der Mitte des Rollos liegt, beispielsweise in der Nähe eines
seiner Anbindungspunkte am Dachhimmel, müsste jedoch an sämtlichen
Anbindungspunkten des Rollos und der Rollokassette eine derartige
Vorrichtung vorgesehen werden, was sowohl unter ästhetischen als auch wirtschaftlichen
Gesichtspunkten ungünstig
ist.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ladegutrückhaltevorrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei einem
Unfall die Energie von auf das Rollo treffendem Gut weitgehend vernichtet
wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Rolloanordnung, die ein auf einer Rollowelle aufgewickeltes
flächig
aufspannbares Rollo aus einem Netz- oder Gewebematerial, einen Aufwickelmechanismus für das Rollo,
sowie einen Blockiermechanismus zum Blockieren der Rollowelle bei
einer ruckartigen Belastung des aufgespannten Rollos umfasst und
bei der sich bei Überschreiten
eines vorgegebenen Belastungswerts im aufgespannten Rollo ein Energieabsorptionselement
verformt, wobei das im Kraftübertragungspfad
zwischen der Rollowelle und dem Blockiermechanismus angeordnete
Energieabsorptionselement eine begrenzte Drehung der blockierten Rollowelle
durch seine Verformung bewirkt.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß durch die Verformung eines
derartigen Energieabsorptionselements das gesamte Rollo etwas nachgibt,
wenn der vorgegebene Belastungswert überschritten wird, so daß die Kraftbegrenzung
unabhängig
vom Kraftangriffspunkt des Ladeguts im gesamten Rollo sichergestellt
werden kann.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das in
die Rolloanordnung integrierte Energieabsorptionselement bei Überschreiten des
vorgegebenen Belastungswerts unter Torsion, d.h. unter Verdrehen,
verformt wird, so daß eine
aus der Torsion resultierende Drehbewegung des Elements unmittelbar
in eine Drehung der blockierten Rollowelle umgesetzt werden kann.
Aus konstruktiven Gründen
und wegen der allgemein sehr starken Beschädigung des Kraftfahrzeugs bei
einem zur Verformung des Energieabsorptionselements führenden Aufprall
ist dessen Torsion bevorzugt eine irreversible Torsion, das heißt das Energieabsorptionselement wird
beim Verdrehen plastisch verformt, wodurch zudem verhältnismäßig große Energiemengen
abgebaut werden können.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Energieabsorptionselement
im Kraftübertragungspfad
zwischen der Rollowelle und dem Blockiermechanismus angeordnet, wobei
es sich vorzugsweise als Torsionsstab im Inneren der hohlen Rollowelle über deren
gesamte Länge erstreckt
und am einen Ende drehfest mit der Rollowelle und am anderen Ende
drehfest mit einem drehbaren Teil des Blockiermechanismus verbunden
ist.
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Um
sicherzustellen, daß die
Verformung des Torsionsstabs erst oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes
der Belastung einsetzt, ist gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zwischen dem Blockiermechanismus
und der Rollowelle mindestens ein Scherelement angeordnet, das die
Rollowelle unter Umgehung des Torsionsstabs unmittelbar mit einem
drehbaren Teil des Blockiermechanismus verbindet und bei Überschreitung
dieses Schwellenwertes ebenfalls unter Energieaufnahme abgeschert
wird. Nach dem Abscheren des Scherelements erfolgt die Kraftübertragung
von der Rollowelle zum Blockiermechanismus über den Torsionsstab, der bei
weiter ansteigender Belastung über
seine gesamte Länge
zunehmend in sich verdreht wird. Dabei wird das drehfest mit dem
Blockiermechanismus verbundene Ende von diesem festgehalten, während sich
das drehfest mit der Rollowelle verbundene Ende langsam dreht und
dadurch für
ein langsames definiertes Abwickeln des Rollos sorgt.
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Ein übermäßiges Ausbeulen
des belasteten Rollos in Richtung des Fahrgastraums kann dadurch vermieden
werden, daß die
Drehung der Rollowelle auf einen vorgegebenen Drehwinkel begrenzt
wird, vorzugsweise durch zusammenwirkende Anschläge auf der Rollowelle bzw.
auf dem drehbaren Teil des Blockiermechanismus, die miteinander
in Eingriff treten, sobald ein vorbestimmter Drehwinkel der Rollowelle,
zum Beispiel 270 oder 360 Grad, überschritten wird.
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Während es
grundsätzlich
möglich
ist, den Aufwickelmechanismus und den Blockiermechanismus innerhalb
der Rollokassette jeweils am gleichen Stirnende der Rollowelle anzuordnen,
sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Aufwickelmechanismus
und der Blockiermechanismus an den entgegengesetzten Stirnenden der
Rollowelle innerhalb der Rollokassette angeordnet sind, wodurch
der Überstand
der Rollokassette über
die beiden Seitenränder
des Rollos an ihren beiden Stirnenden in gleicher Weise gering gehalten werden
kann.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
eine perspektivische Ansicht einer Ladegutrückhaltevorrichtung nach ihrer
Montage in einem Pkw-Kombi;
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2:
eine teilweise geschnittene Ansicht der Ladegutrückhaltevorrichtung von hinten;
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3:
eine teilweise weggeschnittene auseinandergezogene perspektivische
Ansicht von Teilen der Ladegutrückhaltevorrichtung;
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4:
eine Stirnseitenansicht eines Profilkopfs eines Blockiermechanismus
der Rollowelle.
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Die
in der Zeichnung dargestellte Ladegutrückhaltevorrichtung für einen
Pkw-Kombi 2 besteht im wesentlichen aus einer Rolloanordnung 4 mit
einer quer zur Fahrtrichtung am oberen Ende einer Rückenlehne 6 einer
hinteren Sitzbank des Pkw-Kombi 2 montierbaren langgestreckten
Rollokassette 8, einer im Inneren der Rollokassette 8 drehbar
gelagerten Rollowelle 10, einem auf der Rollowelle 10 aufgewickelten
Netzrollo 12, das sich von der Rollowelle 10 abziehen
und zwischen der Rollokassette 8 und jeweils zwei im wesentlichen
senkrecht über
dem oberen Ende der aufgerichteten bzw. der umgeklappten Rückenlehne 6 paarweise
an gegenüberliegenden Seiten
eines Dachhimmels des Pkw-Kombi 2 angeordneten Anbindungspunkten 14 (nur
zwei dargestellt) aufspannen läßt, einem
Blockiermechanismus 16, der bei einer ruckartigen Belastung
des aufgespannten Rollos 12, z.B. durch nach vorne fliegendes Ladegut
im Laderaum, die Rollowelle 10 blockiert, um ein weiteres
Abwickeln des Rollos 12 zu verhindern, einem Aufwickelmechanismus 18 zum
Spannen des unbelasteten Rollos 12 und zum Aufwickeln des
gelösten
Rollos 12 auf der Rollowelle 10, sowie einem Energieabsorptionselement 20 in
Form eines Torsionsstabs, der innerhalb der hohlen Rollowelle 10 angeordnet
ist und bei Überschreiten
einer vorgegebenen Belastung des aufgespannten Rollos 12 unter
plastischer Verformung in sich verdreht wird.
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Der
im wesentlichen zylindrische Torsionsstab 20 besteht aus
einem plastisch verformbaren Material, bevorzugt aus einem metallischen
Werkstoff oder auch aus plastisch verformbarem Kunststoff, wobei
die Materialeigenschaften und die Querschnittsabmessungen so gewählt sind,
daß sich
der einseitig eingespannte Torsionsstab 20 durch Torsion plastisch
verformt, wenn am anderen Stirnende ein vorgegebenes Drehmoment
um seine Längsachse aufgebracht
wird, wobei er sich im wesentlichen über seine gesamte Länge gleichmäßig um die
Längsachse
in sich verdreht. Das vorgegebene Drehmoment ist so gewählt, daß es bei
einer Anordnung des Torsionsstabs 20 im Kraftübertragungspfad
zwischen der Rollowelle 10 und dem Blockiermechanismus 16 zuerst
zu einer Torsion des Torsionsstabs 20 kommt, bevor die
Rollokassette 8 an ihren Anbindungspunkten an der Rückenlehne 6 oder
das Rollo 12 an seinen Anbindungspunkten 14 am
Dachhimmel ausreißen
können.
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Wie
am besten in 2 dargestellt, besteht die Rollokassette 8 im
wesentlichen aus einem hohlen rohrförmigen Gehäuse 22 aus Metallblech
oder Kunststoff, das einen über
seine gesamte Länge
verlaufenden geraden Austrittsschlitz für das Rollo 12 aufweist
und an seinen entgegengesetzten Stirnenden durch aufgesetzte Kappen 26 verschlossen
ist. Zwischen die beiden Kappen 26 und dem Gehäuse 22 ist
jeweils eine quer zur Längsachse
der Rollowelle 10 ausgerichtete Lagerplatte 28, 30 für die drehbare
Lagerung der Rollowelle 10 eingesetzt. Auf der Außenseite
der Rollokassette 8 sind in Längsrichtung nebeneinander mehrere
Befestigungselemente (nicht dargestellt) angebracht, die sich mit
den zugehörigen
Anbindungspunkten an der Rückseite
der Rückenlehne 6 in
Befestigungseingriff bringen lassen.
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Das
Netzrollo 12 besteht im wesentlichen aus einem trapezförmigen Zuschnitt
aus einem stabilen reißfesten
Netzmaterial, dessen breiterer unterer Rand (bei vertikaler Ausrichtung
des Rollos) an der Rollowelle 10 befestigt ist, während sein
schmalerer oberer Rand starr an einer Haltestange 32 befestigt ist,
deren entgegengesetzte Stirnenden an den Anbindungspunkten 14 des
Dachhimmels eingehängt werden
können.
Die Länge
des Zuschnitts quer zur Längsachse
der Rollowelle 10 ist so gewählt, daß sich bei umgelegter Rückenlehne 6,
d.h. bei maximalem Abstand zwischen der Rollokassette 8 und
den Anbindungspunkten 14 des Rollos 12 am Dachhimmel
noch ein kleiner Restwickel 24 auf der Rollowelle 10 befindet,
der diese mindestens ein- bis zweimal umschlingt.
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Der
Aufwickelmechanismus 18 ist an einem der beiden Stirnenden
der Rollokassette 8 innerhalb der aufgesetzten Kappe 26 zwischen
der Lagerplatte 28 und der Stirnwand der Kappe 26 angeordnet,
wobei sein Aufbau im wesentlichen demjenigen bei bekannten Rolloanordnungen
entspricht und eine Spiralfeder 34 umfaßt, deren äußeres Ende starr mit der Rollokassette 8 verbunden
ist und deren inneres Ende starr mit einer Vierkanthülse 36 verbunden
ist, in die ein drehfest mit der Rollowelle 10 verbundener Vierkantzapfen 38 eingreift.
Beim Abziehen des Rollos 12 von der Rollowelle 10 wird
die Spiralfeder 34 gespannt, so daß das Rollo 12 nach
seiner Freigabe von der Feder 34 selbsttätig wieder
aufgewickelt wird.
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Wie
am besten in 3 dargestellt, wird die Rollowelle 10 von
einer langgestreckten Hohlwelle aus Kunststoff oder Leichtmetallguß gebildet
(nur teilweise dargestellt). Die hohle Rollowelle 10 weist
zwei in Längsrichtung
verlaufende Längsschlitze 40, 42 (in 2 nicht
dargestellt) auf, von denen einer eine etwas größere Schlitzbreite aufweist
und sich nach innen zu verjüngt.
Die beiden Längsschlitze 40, 42 dienen
zur Befestigung des im Querschnitt schlaufenförmig ausgebildeten unteren
Randes des Netzrollos 12 an der Rollowelle 10,
wobei der Rand zuerst durch den schmaleren und dann durch den breiteren Längsschlitz 40 bzw. 42 hindurchgeführt wird,
bevor ein dünner
Stab (nicht dargestellt) durch die vom Rand des Netzrollos 12 gebildete
Schlaufe geschoben und dann zusammen mit der Schlaufe durch Ziehen
am Netzrollo 12 im verjüngten
breiteren Längsschlitz 42 festgeklemmt
wird (nicht dargestellt).
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An
einem ihrer beiden Stirnenden weist die Rollowelle 10 eine
im Querschnitt sechseckige Öffnung 44 zur
Aufnahme des Torsionsstabs 20 auf, der angrenzend an sein
drehbar in der Lagerplatte 30 gelagertes zylindrisches
Stirnende 46 im Querschnitt seckseckig erweitert ist, wobei
der Querschnitt der Erweiterung 48 an den Querschnitt der Öffnung 44 angepaßt ist,
so daß nach
dem formschlüssigen
Einführen
der sechseckigen Erweiterung 48 des Torsionsstabs 20 in
die Öffnung 44 der
Rollowelle 10 diese drehfest mit dem einen Ende des Torsionsstabs 20 verbunden
ist.
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Das
andere Stirnende der Rollowelle 10 ist drehfest mit einem
Profilkopf 50 des Blockiermechanismus 16 verbunden,
der sich beim langsamen Auf- oder Abwickeln des Rollos 12 in
einer gezahnten Ausstanzung 52 der Lagerplatte 30 dreht
und auf seiner von der Rollowelle 10 abgewandten Stirnseite (4)
eine radial verschiebbar gelagerte Zahnscheibe 54 mit mehreren
Zähnen
aufweist, die bei einer ruckartigen Belastung des Rollos 12 zwischen
die jeweils benachbarten Zähne
der gezahnten Ausstanzung 52 einsteuern und die Rollowelle 10 bis
zu einer nachfolgenden Entlastung gegen ein weiteres Verdrehen blockieren.
Die Ausstanzung 52 ist leicht oval ausgebildet, um das
Einsteuern der Zähne
der Zahnscheibe 54 zu erleichtern, die unter einer stirnseitigen Abdeckplatte 56 des
Profilkopfs 50 entgegen der Kraft einer Feder (nicht dargestellt)
aus ihrer in 4 dargestellten Ruheposition
in Richtung des Pfeils nach außen
verschiebbar ist, um die Zähne
der Zahnscheibe 54 nach dem Einsteuern vollständig mit denjenigen
der Ausstanzung 52 in Eingriff zu bringen. Weiter weist
der Profilkopf 50 auf dieser Seite einen durch eine Bohrung
in der Abdeckplatte 56 axial überstehenden Wellenstumpf 58 auf,
der drehfest mit dem Profilkopf 50 verbunden ist und an
seinem Stirnende den in die Vierkanthülse 36 des Aufwickelmechanismus 18 eingreifenden
Vierkantzapfen 38 trägt. Ansonsten
entspricht der Blockiermechanismus 16 im wesentlichen dem
Blockiermechanismus 16 von Kraftfahrzeugsicherheitsgurten
und wird daher an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben.
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Die
drehfeste Verbindung zwischen dem Stirnende der Rollowelle 10 und
dem Profilkopf 50 wird durch zwei in axialer Richtung über eine
ebene Stirnfläche
der Rollowelle 10 überstehende
Scherbolzen (nicht sichtbar) gewährleistet,
die in entsprechenden Bohrungen 60 des Profilkopfs 50 verstemmt sind
und abgeschert werden, wenn nach einem Blockieren des Profilkopfs 50 in
der Ausstanzung 52 der Lagerplatte 28 eine durch
den Durchmesser und die Scherfestigkeit des Materials der Scherbolzen
vorgegebene Drehmomentgrenze in der Rollowelle 10 durch
eine Belastung des Rollos 12 überschritten wird.
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Der
Profilkopf 50 und das benachbarten Stirnende der Rollowelle 10 weisen
jeweils in radialer Richtung überstehende
Fortsätze 62, 64 auf,
die jeweils in der Ebene einer Längsmittelachse
der Rollowelle mit einer radial ausgerichteten Anschlagfläche 66, 68 versehen
sind, wobei sich diese Anschlagflächen 66, 68 in
Drehrichtung der Rollowelle 10 beim Abwickeln des Rollos 12 in
einem Winkelabstand von etwa 270 Grad gegenüberliegen, so daß sie nach
einem Abscheren der Scherbolzen eine Drehung der Rollowelle 10 in
Bezug zum blockierten Profilkopf 50 um 270 Grad gestatten,
bevor sie gegeneinander anschlagen und eine weitere Drehung der
Rollowelle 10 verhindern. Damit wird auch ein übermäßiges Verdrehen
des Torsionsstabs 20 verhindert, das zu einem Abscheren
desselben und damit zu einer Freigabe des Netzrollos 12 führen könnte, was
die Gefahr eines Eindringens von Ladegut in den Fahrgastraum zur
Folge hätte.
Bei einer durch Versuche zu ermittelnden ausreichenden Dimensionierung und/oder
einem geeigneten Material für
den Torsionsstab 20, die dessen Abscheren sicher verhindern, kann
auf die Fortsätze 62, 64 auch
verzichtet werden.
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Auf
seiner der Rollowelle 10 zugewandten Stirnseite weist der
Profilkopf 50 einen flachen axial überstehenden zylindrischen
Vorsprung 70 mit einer im Querschnitt sechseckigen mittigen
Aussparung 72 auf, in die das entsprechend angepaßte sechseckige profilkopfseitige
Stirnende 74 des Torsionsstabs 20 formschlüssig eingreift,
um dieses Stirnende 74 drehfest mit dem Profilkopf 50 des
Blockiermechanismus 16 zu verbinden. Angrenzend an das
vom Vorsprung 70 vollständig
aufgenommene sechseckige Stirnende 74 weist der Torsionsstab 20 einen
kreisförmigen Querschnitt
auf, so daß sich
die Rollowelle 10 dort frei gegenüber dem Torsionsstab 20 verdrehen
kann, wenn bei Überschreiten
eines vorgegebenen Schwellenwertes der Belastung im Rollo 14 zuerst die
beiden Scherbolzen abgeschert werden und dann bei weiter steigender
Rollobelastung schließlich der
nunmehr im Kraftübertragungspfad
zwischen der Rollowelle 10 und dem Profilkopf 50 angeordnete und
durch den Profilkopf 50 blockierte Torsionsstab 20 infolge
der Kraftübertragung
vom Rollo 12 auf die Rollowelle 10 in sich verdreht
wird.
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Wegen
der drehfesten Verbindung zwischen der Rollowelle 10 und
dem Torsionsstab 20 an dessen anderem, mit der Verdickung 48 in
die Öffnung 44 eingreifenden
Stirnende sowie wegen der Blockierung seines Stirnendes 74 durch
den Profilkopf 50, dreht sich die Rollowelle 10 bei
einer belastungsbedingten Torsion des Torsionsstab 20 mit
dessen Stirnende 46 mit, wobei sich das Netzrollo 12 etwas
von der Rollowelle 10 abwickelt. Dadurch wird die Verzögerung des
Ladeguts durch das Netzrollo 12 und damit dessen Belastung
verringert, so daß es
nicht zum Ausreißen
des Rollos 12 oder der Rollokassette 8 an deren
Anbindungspunkten am Dachhimmel bzw. an der Rückenlehne kommen kann.