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Die Erfindung betrifft ein Gurtschloss mit Verriegelungszustandserkennung, mit einem Schaltkontakt und einem Gegenkontakt, wobei der Schaltkontakt und der Gegenkontakt elektrisch leitende Teile eines Schalters sind.
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Verriegelungszustandserkennungen in Gurtschlössern für Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen dienen dazu, feststellen zu können, ob der Fahrzeuginsasse ordnungsgemäß angeschnallt ist. Dazu wird in der Regel geprüft, ob eine Gurtzunge eines Sicherheitsgurtes im Gurtschloss verriegelt ist. Diese Information wird zur optischen oder akustischen Anschnallerinnerung oder für ein anderes Sicherheitssystem verwendet.
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Ein weitverbreitetes Prinzip zur Erkennung des Verriegelungszustands ist ein elektrischer Kontaktschalter, der beim Einführen der Gurtzunge in das Gurtschloss betätigt wird.
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Allgemein bekannt sind Gurtschlösser, die einen Mikroschalter aufweisen, der von der eingeführten Gurtzunge betätigt wird. Hierbei wird der elektrische Kontakt durch eine federnde Kontaktfahne, die mit einem Gegenkontakt in Berührung gebracht werden kann, geschlossen. Die Kontaktkraft des Mikroschalters entspricht dabei der Federvorspannung der mechanischen Kontaktfahne. Nachteilig an diesen Systemen ist, dass die Kontaktkraft durch das Material und die Wandstärke der Kontaktfahne bestimmt wird. Weiterhin verschmutzen die Kontakte des Mikroschalters leicht, was zu Beeinträchtigungen der Funktion des Mikroschalters führen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter für eine Verriegelungszustandserkennung eines Gurtschlosses bereitzustellen, der eine erhöhte Kontaktsicherheit aufweist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Gurtschloss der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Schaltkontakt den Gegenkontakt in einer Zwischenposition des Schalters in einem ersten Kontaktbereich am Gegenkontakt und in einer Endposition des Schalters in einem um einen Verschiebeweg vom ersten Kontaktbereich entfernten zweiten Kontaktbereich am Gegenkontakt kontaktiert. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch den Verschiebeweg des Schaltkontaktes auf dem Gegenkontakt der Schalter selbstreinigende Eigenschaften erhält. Während des Übergangs von der Zwischenposition zur Endposition des Schalters bewegt sich der Schaltkontakt von dem ersten Kontaktbereich zum zweiten Kontaktbereich am Gegenkontakt. Dabei reiben die beiden Kontakte aneinander, sodass Verschmutzungen oder Verunreinigungen der Oberfläche der Kontakte abgerieben werden. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass sich die Kontakte selbst reinigen und sich zu jeder Zeit wie vorgesehen kontaktieren, ohne dass Verschmutzungen oder Verunreinigungen die Leitfähigkeit des Kontaktes herabsetzen. Die Effektivität der Selbstreinigung hängt dabei von der Länge des Verschiebeweges ab, wobei ein langer Verschiebeweg zu einer verbesserten Selbstreinigung führt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Schaltkontakt federnd ausgebildet. Dadurch ist gewährleistet, dass sich der Schaltkontakt vom Gegenkontakt löst, wenn sich der Schalter nicht in der Zwischen- oder Endposition befindet. Somit bewirkt die federnde Ausbildung des Schaltkontaktes das Öffnen des Schalters.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist der Schaltkontakt einen Kontaktabschnitt auf, der mit dem Gegenkontakt zur Kontaktierung in Verbindung tritt. Der Kontaktabschnitt ist federnd am Schaltkontakt ausgebildet, wodurch auf einfache Weise ein Kontaktverlust zwischen Schaltkontakt und Gegenkontakt während des Übergangs von der Zwischen- zur Endposition vermieden werden kann.
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Beispielsweise ist am Schaltkontakt ein Zwischenabschnitt vorgesehen, der an den Kontaktabschnitt, insbesondere eine V-Form bildend, angrenzt. Durch diese Form der Konstruktion des Schaltkontakts wird eine federnde Ausbildung des Kontaktabschnittes erleichtert und die Dauerfestigkeit des Schaltkontaktes gewährleistet, da Materialermüdung vorgebeugt wird.
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Besonders bevorzugt ist der Winkel zwischen Kontaktabschnitt und Zwischenabschnitt in der Zwischenposition des Schalters kleiner als in der Endposition des Schalters. Durch Benutzung des Schaltkontaktes in dieser Weise werden die federnden Eigenschaften des Kontaktabschnittes optimal ausgenutzt.
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In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung weist das Gurtschloss ein Schließelement auf, das auf der vom Gegenkontakt abgewandten Seite des Schaltkontaktes angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist eine einfache Betätigung des Schaltkontaktes nur mittels Druckkräften möglich.
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Beispielsweise stützt sich in der Zwischenposition des Schalters der Zwischenabschnitt am Schließelement ab und ermöglicht damit die Betätigung des Schaltkontaktes, ohne die federnden Eigenschaften des Kontaktabschnitts zu beeinflussen.
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Vorzugsweise weist der Schaltkontakt einen Verbindungsbereich auf, in dem der Kontaktabschnitt an den Zwischenabschnitt angrenzt, wobei der Verbindungsbereich in der Endposition des Schalters auf dem Schließelement aufliegt. Diese Anordnung stellt eine einfache, jedoch effektive Möglichkeit zur Verriegelung des Schalters dar und erhöht somit die Kontaktsicherheit des Schalters.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gurtschloss einen Grundkörper und einen Schieber auf, der am Grundkörper geführt ist, wobei das Schließelement mit dem Schieber verbunden ist, insbesondere einstückig ausgeführt ist. Die Ausbildung eines mit dem Schließelement verbundenen Schiebers schafft eine Führung des Schließelements und stellt gleichzeitig eine Möglichkeit zur Betätigung des Schließelements dar.
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Der Grundkörper könnte ein Federelement, insbesondere eine Schraubendruckfeder, aufweisen, das das Schiebeelement mittels des Schiebers mit einer Kraft in Richtung seiner Position in der Endposition des Schalters beaufschlagen könnte. Auf diese Weise würde die Kontaktsicherheit weiter erhöht, da sich der Schalter ohne externe Krafteinwirkung stets in seine Endposition zurückbewegen würde.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Gegenkontakt federnd ausgebildet. Dadurch wird der Verschiebeweg weiter verlängert.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Grundkörper eine Zwischenwand zwischen Gegenkontakt und Schaltkontakt aufweist, wobei der Gegenkontakt in der Zwischenposition des Schalters gegen die Zwischenwand vorgespannt ist. Die Vorspannung des Gegenkontaktes führt dazu, dass vom Moment der Berührung der Kontakte an eine ausreichend große Kontaktkraft bereitgestellt wird, sodass ein Wackelkontakt ausgeschlossen wird.
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In der Endposition des Schalters beaufschlagt beispielsweise der Schaltkontakt den Gegenkontakt mit einer Kraft entgegen der Federkraft des Gegenkontaktes. Dies führt zu einer Vergrößerung der Kontaktkraft und erhöht damit die Kontaktsicherheit des Schalters.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Grundkörper wenigstens zwei innen liegende, elektrisch leitende Verbindungsflächen auf, wobei sich der Schaltkontakt und der Gegenkontakt von jeweils einer der Verbindungsflächen erstrecken, insbesondere mit jeweils einer der Verbindungsflächen einstückig ausgeführt sind. Auf diese Weise ausgebildete Schalt- und Gegenkontakte sind kostengünstig herzustellen und ermöglichen eine einfache Montage am Grundkörper, ohne ihre federnden Eigenschaften zu beeinträchtigen.
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In einer Ausführungsvariante der Erfindung weist der Grundkörper einen Zugentlastungsbereich mit Rippen auf, der eine bauteileffiziente Zugentlastung eines Kabels, das den Schalter kontaktiert, ermöglicht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Gurtschloss mit Schaltermodul zur Verriegelungszustandserkennung,
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2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schaltermoduls, und
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die 3a bis 3c einen Schalter des Schaltermoduls nach 2 in offener, Zwischen- und Endposition.
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In 1 ist ein Gurtschloss 10 mit einem Rahmen 12, einem Auswerfer 14, einer Auswurftaste 16 und einem Schaltermodul 18 zur Verriegelungszustandserkennung dargestellt. Ein die Funktionsteile umgebendes Gehäuse ist der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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2 zeigt das Schaltermodul 18 einzeln. Zu sehen ist der Grundkörper 20 des Schaltermoduls 18, dessen eines Ende als Zugentlastungsbereich 21 mit Rippen ausgebildet ist. Im mittleren Bereich des Grundkörpers 20 ist ein Schalter angeordnet, und ein Schieber 22 ist in diesem Bereich verschiebbar am Grundkörper 20 angebracht.
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Der Schalter besteht im Wesentlichen aus Verbindungsflächen 23, einem Gegenkontakt 24 und einem Schaltkontakt 26, die aus einem elektrisch leitenden Material sind. Die Verbindungsflächen 23 sind am Grundkörper 20 befestigt, und der Gegenkontakt 24 und der Schaltkontakt 26 erstrecken sich von jeweils einer der Verbindungsflächen 23 von der dem Zugentlastungsbereich 21 abgewandten Seite. Vorzugsweise sind der Gegenkontakt 24 und der Schaltkontakt 26 einstückig mit jeweils einer der Verbindungsflächen 23 ausgeführt. Der Schaltkontakt 26 weist ausgehend von den Verbindungsflächen 23 zunächst einen von dem Gegenkontakt 24 weggewinkelten Zwischenabschnitt 28 auf. An diesen grenzt ein Kontaktabschnitt 30 an, wobei der Bereich, in dem der Zwischenabschnitt 28 an den Kontaktabschnitt 30 angrenzt, als Verbindungsbereich 32 bezeichnet wird. Der Kontaktabschnitt 30 läuft auf den Gegenkontakt 24 in einem Winkel zu und ist vom Zwischenabschnitt 28 abgewinkelt, vorzugsweise bilden der Zwischenabschnitt und der Kontaktabschnitt eine V-Form.
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Zudem weist der Grundkörper 20 im Bereich des Schalters eine Zwischenwand 34 auf, die sich zwischen Gegenkontakt 24 und Schaltkontakt 26 erstreckt. Die Länge der Zwischenwand 34 ist geringer als die Länge des Gegenkontaktes und der des Schaltkontaktes, sodass sie ausgehend von den Verbindungsflächen 23 die beiden Kontakte nicht vollständig separiert. Somit befindet sich an der den Verbindungsflächen 23 abgewandten Seite der Zwischenwand 34 ein Bereich, in dem der Gegenkontakt 24 und der Schaltkontakt 26 in Kontakt treten können.
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Am Schieber 22 sind Betätigungsabschnitte 36 und ein Schließelement 38 ausgebildet. Vorzugsweise sind sie mit dem Schieber 22 einstückig ausgeführt. Die Betätigungsabschnitte 36 erstrecken sich in Richtung des dem Zugentlastungsbereich 21 gegenüberliegenden Endes des Grundkörpers 20. Das Schließelement 38 ist auf der dem Gegenkontakt 24 abgewandten Seite des Schaltkontaktes 26 angeordnet. Der Schieber 22 und das Schließelement 38 sind verschiebbar längs der beiden Kontakte 24, 26 ausgebildet. Hierzu sind am Grundkörper 20 Führungen 40 vorgesehen, die den Schieber 22 und damit auch das Schließelement 38 führen. An den Schalter angrenzend weist der Grundkörper 20 eine Gegenwand 42 auf, an der sich ein Federelement 44, das vorzugsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, mit einem Ende abstützt. Das Federelement 44 ist mit seinem anderen Ende an dem den Verbindungsflächen 23 abgewandten Ende des Schiebers 22 angebracht, sodass das Federelement 44 den Schieber 22 mit einer Kraft hin zum dem Zugentlastungsbereich 21 gegenüberliegenden Ende des Grundkörpers 20 beaufschlagt.
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Die Funktionsweise des Schalters wird anhand der 3a bis 3c erläutert. In 3a ist die offene Position des Schalters dargestellt, in der der Gegenkontakt 24 und der Schaltkontakt 26 nicht in Kontakt stehen und den größten Abstand zueinander aufweisen. Dieser Zustand entspricht einer eingesteckten Gurtzunge. Dabei befindet sich der Schaltkontakt 26 in Normallage, und der Verbindungsbereich 32 liegt am Grundkörper 20 auf. Der Gegenkontakt 24 ist gegen die Zwischenwand 34 vorgespannt und ragt mit seinem freien Ende über diese hinaus. Das Schließelement 38 hat keinen Kontakt zum Schaltkontakt 26 und befindet sich in einer Position, in der es den Verbindungsflächen 23 am nächsten kommt. Der mit dem Schließelement 38 verbundene Schieber 36 befindet sich somit in einer Stellung, in der das Federelement 44 stark eingefedert ist.
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Die in 3b gezeigte Zwischenposition des Schalters wird ausgehend von der offenen Position dadurch erreicht, dass das Federelement 44 den Schieber 36 und somit das Schließelement 38 von den Verbindungsflächen 23 wegführt. Dies ist möglich durch das Entfernen der Gurtzunge. Dabei kommt das Schließelement 38 in Kontakt mit dem Zwischenabschnitt 28 und bewegt aufgrund der schrägen Ausführung des Zwischenabschnitts 28 den Schaltkontakt 26 in Richtung des Gegenkontakts 24. Diese Bewegung erfolgt, bis der Verbindungsbereich 32 mit einem ersten Kontaktbereich des Gegenkontakts 24 in Kontakt tritt und somit den Schalter schließt. Dabei wird der Schaltkontakt 26 elastisch gespannt.
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Das Schließelement 38 setzt seine Bewegung, angetrieben durch das Federelement 44, weiter fort, bis die Endposition des Schalters erreicht ist, wie sie beispielsweise in 3c dargestellt ist. Dabei übt das Schließelement 38 weiterhin eine Kraft auf den Schaltkontakt 26 aus. Diese Kraft bewirkt zum einen, dass der Gegenkontakt 24 entgegen seiner Federrichtung durch den Schaltkontakt 26 bewegt wird. Zum anderen verschiebt sich der Kontaktabschnitt 30 auf dem Gegenkontakt 24 um einen Verschiebeweg, sodass der Kontakt nun in einem zweiten Kontaktbereich hergestellt ist. Dabei federt der Kontaktabschnitt 30 gegenüber dem Zwischenabschnitt 28 aus, sodass sich der Winkel zwischen Zwischenabschnitt 28 und Kontaktabschnitt 30 vergrößert. In dieser Position liegt der Verbindungsbereich 32 auf dem Schließelement 38 auf und verhindert somit, dass der Kontaktabschnitt 30 zurückfedern kann, was zu einem unerwünschten Öffnen des Schalters führen würde.
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Der Schalter ist Teil eines Schaltkreises zur Verriegelungszustandserkennung. Die Kontaktierung des Schalters erfolgt mittels eines zumindest zweiadrigen Kabels, dessen Adern jeweils mit einer der Verbindungsflächen 23 verbunden sind. Das Kabel wird durch den Zugentlastungsbereich 21 am Grundkörper geführt, sodass Beschädigungen der Verbindung zwischen Kabel und Verbindungsflächen 23 bei starken Bewegungen des Kabels vermieden werden.
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Die Verriegelungszustandserkennung funktioniert nun wie folgt: Ist der Sicherheitsgurt unverriegelt, befindet sich also keine Gurtzunge (nicht gezeigt) des Sicherheitsgurtes im Gurtschloss 10, so befindet sich der Schalter in seiner Endposition und ist geschlossen. Wird nun der Sicherheitsgurt geschlossen – dies bedeutet, dass die Gurtzunge in das Gurtschloss 10 eingeführt wird – betätigt die Gurtzunge nun mittels des Auswerfers 14, der in die Betätigungsabschnitte 36 eingreift, den Schieber 22 und bewegt diesen entgegen der Federkraft des Federelements 44 in Richtung der Kontaktflächen 23. Ist die Gurtzunge vollständig eingeführt und das Gurtschloss 10 verriegelt, befindet sich der Schalter in seiner offenen Position, wie in 3a dargestellt. Somit signalisiert ein geschlossener Schalter einen unverriegelten Sicherheitsgurt, wogegen ein offener Schalter die ordnungsgemäße Verriegelung des Sicherheitsgurtes anzeigt. Die Stellung des Schalters kann mittels des Schaltkreises ausgelesen und damit der Verriegelungszustand des Sicherheitsgurtes bestimmt werden.
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Anstelle der hier beschriebenen Ausführung des Schalters in der Ausführung Öffner ist es auch möglich, diesen in der Ausführung Schließer zu gestalten.
