DE102020204949B4 - Sensor for a vehicle safety device - Google Patents
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Abstract
Sensor (310), insbesondere zur Auslösung einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung (301), mit einem beweglichen Trägheitskörper (350), der relativ zu einem Trägerelement (340) des Sensors (310) beweglich ist,- wobei sich der Trägheitskörper (350) im Falle einer abrupten Geschwindigkeitsänderung oder einer Neigung des Sensors (310) über ein vorgegebenes Maß hinaus trägheitsbedingt gegenüber dem Trägerelement (340) bewegt und aus seiner Ruhelage in seine Auslöselage gebracht wird, durch die eine Auslösestellung des Sensors (310) hervorgerufen wird, und- wobei der Sensor (310) zusätzlich mit einer Aktivierungseinrichtung (600) ausgestattet ist, die dazu geeignet ist, im aktivierten Zustand die Auslöselage des Trägheitskörpers (350) zu erzwingen, indem sie mechanisch auf den Trägheitskörper (350) einwirkt und diesen aus der Ruhelage heraus in die Auslöselage bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass- die Aktivierungseinrichtung (600) ein bewegliches Auslöseelement umfasst, das in einer Trennstellung den Trägheitskörper (350) unbeeinflusst lässt und in einer Auslösestellung den Trägheitskörper (350) aus seiner Ruhelage heraus in die Auslöselage bewegt,- das bewegliche Auslöseelement mit einer Verstelleinrichtung (30) verstellbar ist und von dieser in die Trennstellung und die Auslösestellung gestellt werden kann,- wobei die Verstelleinrichtung (30) bei jeder Verstellbewegung jeweils die Stellung des Auslöseelements umstellt, also ausgehend von der Auslösestellung die Trennstellung einstellt und ausgehend von der Trennstellung aus die Auslösestellung einstellt, und die jeweils eingestellte Stellung durch Formschluss hält,- wobei die Verstelleinrichtung (30) einen axial verschieblichen Schieber und ein mit dem Auslöseelement verbundenes oder durch das Auslöseelement selbst gebildetes Zwischenelement (20) aufweist, das um die Verschiebeachse (Vx) drehbar und axial entlang der Verschiebeachse (Vx) verschiebbar ist,- wobei das Zwischenelement (20) bei jedem Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung jeweils um einen ersten Drehwinkel um die Verschiebeachse (Vx) gedreht wird und beim Übergang von der Auslösestellung in die Trennstellung jeweils um einen zweiten Drehwinkel um die Verschiebeachse (Vx) gedreht wird, und- wobei eine dem Zwischenelement (20) zugewandete Stirnfläche des Schiebers (50) und eine dem Schieber (50) zugewandete Stirnfläche des Zwischenelements (23) jeweils zumindest abschnittsweise rampenförmig sind und beim Verschieben des Zwischenelements (20) in axialer Richtung jeweils das Verdrehen des Zwischenelements (20) um die Verschiebeachse (Vx) herum und dadurch einen Wechsel der Abstützstelle hervorrufen.Sensor (310), in particular for triggering a vehicle safety device (301), with a movable inertial body (350) which is movable relative to a carrier element (340) of the sensor (310), - the inertial body (350) moving in the event of an abrupt Change in speed or an inclination of the sensor (310) beyond a predetermined amount is moved relative to the carrier element (340) due to inertia and is brought from its rest position into its trigger position, which causes a trigger position of the sensor (310), and - the sensor ( 310) is additionally equipped with an activation device (600), which is suitable for forcing the triggering position of the inertial body (350) in the activated state by mechanically acting on the inertial body (350) and moving it from the rest position into the triggering position , characterized in that - the activation device (600) comprises a movable triggering element, which leaves the inertial body (350) unaffected in a separation position and in a triggering position moves the inertial body (350) from its rest position into the triggering position, - the movable triggering element with an adjusting device (30) can be adjusted and from this can be placed in the separation position and the release position, - the adjustment device (30) changes the position of the release element with each adjustment movement, i.e. sets the separation position starting from the release position and starting from the separation position from the triggering position, and holds the respectively set position by means of positive locking, - the adjusting device (30) having an axially displaceable slide and an intermediate element (20) connected to the triggering element or formed by the triggering element itself, which rotates about the displacement axis (Vx) rotatable and axially displaceable along the displacement axis (Vx), - the intermediate element (20) being rotated by a first angle of rotation about the displacement axis (Vx) during each transition from the separation position to the release position and during the transition from the release position to the separation position is each rotated by a second angle of rotation about the displacement axis (Vx), and - wherein an end face of the slide (50) facing the intermediate element (20) and an end face of the intermediate element (23) facing the slide (50) are each at least partially ramp-shaped and When moving the intermediate element (20) in the axial direction, the intermediate element (20) is rotated around the displacement axis (Vx) and thereby causes a change in the support point.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung, insbesondere für einen Gurtaufroller zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Fahrzeugsicherheitseinrichtungen, insbesondere in Form von Gurtaufrollern, die mit einem solchen Sensor ausgestattet sind.The invention relates to a sensor for a vehicle safety device, in particular for a belt retractor for winding and unwinding a seat belt. The invention also relates to vehicle safety devices, in particular in the form of belt retractors, which are equipped with such a sensor.
Aus der europäischen Patentschrift
Ein Gurtaufroller mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auslösen einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung auch dann in einfacher Weise zu ermöglichen, wenn der Trägheitskörper selbst den Sensor nicht auslöst oder womöglich nicht auslösen würde.The invention is based on the object of enabling a vehicle safety device to be triggered in a simple manner even if the inertial body itself does not trigger the sensor or would possibly not trigger it.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Sensor mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sensors sind in Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a sensor with the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the sensor according to the invention are specified in the subclaims.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Sensors ist darin zu sehen, dass bei diesem der Trägheitskörper eine Doppelfunktion ausübt, da er trägheitsbedingt selbst unmittelbar auslösen kann sowie darüber hinaus auch mittelbar auslösen kann, und zwar als Reaktion auf eine äußere mechanische Einwirkung durch die Aktivierungseinrichtung. Das erfindungsgemäße Zusammenspiel von Trägheitskörper und Aktivierungseinrichtung spart Teile und ermöglicht einen einfachen, robusten und zuverlässigen Sensorbetrieb mit zwei möglichen Auslösungen, nämlich trägheitsbedingter Auslösung und externer Auslösung, beispielsweise bei Vorliegen eines elektrischen Auslösesignals.A significant advantage of the sensor according to the invention can be seen in the fact that the inertial body performs a dual function, since it can trigger itself directly due to inertia and can also trigger indirectly, in response to an external mechanical influence by the activation device. The inventive interaction of inertial body and activation device saves parts and enables simple, robust and reliable sensor operation with two possible triggering, namely inertia-related triggering and external triggering, for example in the presence of an electrical triggering signal.
Das Auslöseelement ist vorzugsweise strang- oder rohrförmig und wird beispielsweise als Auslösestange ausgeführt.The trigger element is preferably strand-shaped or tubular and is designed, for example, as a trigger rod.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schieberallein durch ein axiales Verschieben entlang einer vorgegebenen Verschiebeachse ein Umstellen des Auslöseelements auslöst, wobei die axiale Verschiebebewegung des Schiebers stets in derselben Weise und in ein und derselben Richtung - sozusagen bezogen auf den Verstellvorgang unidirektional - erfolgt.It is advantageous if the slide triggers a repositioning of the trigger element by axial displacement along a predetermined displacement axis, the axial displacement movement of the slide always taking place in the same way and in one and the same direction - so to speak, unidirectional in relation to the adjustment process.
Mit Blick auf einen geringen Stromverbrauch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Aktivierungseinrichtung einen Antrieb, insbesondere Elektromagneten, umfasst, der bei kurzzeitiger Aktivierung, insbesondere bei Anliegen eines elektrischen Steuerpulses, eine Verstellbewegung der Verstelleinrichtung auslöst und ein Umstellen der Stellung des Auslöseelements hervorruft. Die Verstelleinrichtung hält nachfolgend vorzugsweise jeweils die eingestellte Stellung des Auslöseelements durch Formschluss fest. Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb, beispielsweise Elektromagnet, zum Umstellen des Auslöseelements nur kurzzeitig aktiviert, insbesondere bestromt, werden muss, nicht hingegen in den Endlagen bzw. der Trennstellung oder der Auslösestellung des Auslöseelements. In den Endlagen kann der Antrieb abgeschaltet sein, da die Stellung des Auslöseelements durch Formschluss gehalten wird.With a view to low power consumption, it is considered advantageous if the activation device comprises a drive, in particular an electromagnet, which, upon short-term activation, in particular when an electrical control pulse is applied, triggers an adjustment movement of the adjustment device and causes the position of the trigger element to be changed. The adjusting device then preferably holds the set position of the triggering element by positive locking. In other words, it is advantageous if the drive, for example an electromagnet, only has to be activated, in particular energized, for a short time in order to change the triggering element, but not in the end positions or the disconnected position or the triggering position of the triggering element. The drive can be switched off in the end positions because the position of the trigger element is maintained by positive locking.
Der Antrieb, insbesondere Elektromagnet, erzeugt bei kurzzeitiger Aktivierung, insbesondere bei Anliegen eines elektrischen Steuerpulses, vorzugsweise ein Magnetfeld, insbesondere einen Magnetfeldpuls, durch den die Verstellbewegung der Verstelleinrichtung ausgelöst und ein Umstellen der Stellung des Auslöseelements hervorgerufen wird.When activated for a short time, in particular when an electrical control pulse is applied, the drive, in particular an electromagnet, preferably generates a magnetic field, in particular a magnetic field pulse, by which the adjustment movement of the adjustment device is triggered and the position of the trigger element is changed.
Vorteilhaft ist es, wenn das Auslöseelement allein dadurch verstellt werden kann, dass eine axiale Verschiebebewegung eines mit dem Auslöseelement verbundenen oder durch das Auslöseelement selbst gebildeten Zwischenelements wiederholt in derselben Weise und in ein und derselben Richtung - sozusagen bezogen auf die Auslösung des Verstellvorgangs unidirektional - durchgeführt wird.It is advantageous if the triggering element can be adjusted solely by carrying out an axial displacement movement of an intermediate element connected to the triggering element or formed by the triggering element itself repeatedly in the same way and in one and the same direction - so to speak, unidirectionally in relation to the triggering of the adjustment process becomes.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schieber allein durch ein axiales Verschieben entlang einer vorgegebenen Verschiebeachse ein Umstellen der Abstützstelle des Zwischenelements auslöst, nämlich ausgehend von einer ersten Abstützstelle zur zweiten Abstützstelle und umgekehrt ausgehend von der zweiten Abstützstelle zur ersten Abstützstelle. Die erste Abstützstelle wird vorzugsweise durch ein axial fixiertes Halteelement gebildet und die zweite Abstützstelle durch den Schieber selbst.It is advantageous if the slide triggers a change in the support point of the intermediate element simply by axial displacement along a predetermined displacement axis, namely starting from a first support point to the second support point and vice versa starting from the second support point to the first support point. The first support point is preferably formed by an axially fixed holding element and the second support point by the slide itself.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung besteht der Schieber ganz oder zumindest zum Teil (insbesondere im Falle einer mehrteiligen Ausführung des Schiebers) aus einem magnetisierbaren Material, sodass er durch ein äußeres magnetisches Feld beispielsweise einer elektrischen Spule axial verschieblich ist und dadurch die Abstützstelle des Zwischenelements umstellen kann.In a preferred embodiment, the slider consists wholly or at least partially (particularly in the case of a multi-part design of the slider) from a magnetizable material, so that it can be displaced axially by an external magnetic field, for example of an electrical coil Lich and can thereby change the support point of the intermediate element.
Die dem Zwischenelement zugewandte Stirnfläche des Schiebers, die dem Schieber zugewandte Stirnfläche des Zwischenelements und die dem Zwischenelement zugewandte Stirnfläche des Halteelements sind vorzugsweise jeweils zumindest abschnittsweise rampenförmig, um beim Verschieben des Zwischenelements in axialer Richtung jeweils ein Verdrehen des Zwischenelements und dadurch einen Wechsel der Abstützstelle hervorzurufen.The end face of the slider facing the intermediate element, the end face of the intermediate element facing the slider and the end face of the holding element facing the intermediate element are preferably each ramp-shaped at least in sections in order to cause the intermediate element to rotate and thereby change the support point when the intermediate element is moved in the axial direction .
In vielen Fällen, insbesondere bei den oben beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen der Verstelleinrichtung, wird eine ausreichende Sicherheit, dass das Auslöseelement die jeweils richtige Lage einnimmt, auch ohne eine zusätzliche Überwachung erreicht werden. Mit Blick auf eine noch weitere Erhöhung der Sicherheit kann in vorteilhafter Weise zur Überwachung der korrekten Stellung des Auslöseelements ein Endlagensensor vorhanden sein.In many cases, particularly in the advantageous embodiments of the adjustment device described above, sufficient security that the trigger element assumes the correct position can be achieved even without additional monitoring. With a view to further increasing safety, an end position sensor can advantageously be present to monitor the correct position of the triggering element.
Eine mit dem Endlagensensor verbundene Steuereinrichtung wird vorzugsweise den Antrieb, insbesondere Elektromagneten, erneut betätigen, wenn eine gewünschte Endstellung des Auslöseelements nicht vorliegt oder nicht erreicht worden ist.A control device connected to the end position sensor will preferably actuate the drive, in particular the electromagnet, again if a desired end position of the trigger element is not present or has not been reached.
Auch kann in vorteilhafter Weise mit Blick auf zusätzliche Redundanz vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Endlagensensoren vorhanden sind. Bei der letztgenannten Variante wird die erwähnte Steuereinrichtung vorzugsweise die Sensorsignale der beiden Endlagensensoren vergleichen und beispielsweise ein Warnsignal erzeugen, wenn die Sensorsignale divergieren bzw. unterschiedliche Endlagen anzeigen.With a view to additional redundancy, it can also advantageously be provided that two or more end position sensors are present. In the latter variant, the control device mentioned will preferably compare the sensor signals of the two end position sensors and, for example, generate a warning signal if the sensor signals diverge or indicate different end positions.
Die Aktivierungseinrichtung umfasst vorzugsweise als das Auslöseelement eine Auslösestange, die entlang ihrer Stangenlängsrichtung beweglich ist und bei Aktivierung der Aktivierungseinrichtung von einer Verstelleinrichtung in Richtung des Trägheitskörpers bewegt wird und diesen in die Auslöselage stößt oder schiebt. Die Stangenlängsrichtung entspricht vorzugsweise der Richtung der axialen Verschiebebewegung, entlang derer das Zwischenelement wiederholt in derselben Weise und in ein und derselben Richtung - sozusagen bezogen auf die Auslösung des Verstellvorgangs unidirektional - bewegt wird.The activation device preferably comprises, as the triggering element, a triggering rod which is movable along the longitudinal direction of the rod and, when the activation device is activated, is moved by an adjusting device in the direction of the inertial body and pushes or pushes it into the triggering position. The rod longitudinal direction preferably corresponds to the direction of the axial displacement movement, along which the intermediate element is repeatedly moved in the same way and in one and the same direction - so to speak, unidirectionally in relation to the triggering of the adjustment process.
Der Trägheitskörper ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung eine Kugel, die auf einer Mulde oder Rollfläche des Trägerelements aufliegt und darauf rollen kann.In a preferred embodiment, the inertial body is a ball which rests on a trough or rolling surface of the carrier element and can roll on it.
Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird der Trägheitskörper von einem Pendelgelenk gehalten, das ein Pendeln des Trägheitskörpers relativ zum Trägerelement ermöglicht.In another preferred embodiment, the inertial body is held by a pendulum joint, which enables the inertial body to oscillate relative to the support element.
Die Verstelleinrichtung umfasst vorzugsweise ein mit dem Auslöseelement verbundenes oder durch das Auslöseelement selbst gebildetes Zwischenelement.The adjusting device preferably comprises an intermediate element connected to the triggering element or formed by the triggering element itself.
Die Verstelleinrichtung weist bevorzugt ein drehfestes und entlang der vorgegebenen Verschiebeachse axial festes Halteelement auf, demgegenüber das Zwischenelement axial entlang der vorgegebenen Verschiebeachse verschiebbar ist.The adjusting device preferably has a rotationally fixed holding element that is axially fixed along the predetermined displacement axis, in contrast to which the intermediate element is axially displaceable along the predetermined displacement axis.
Das Zwischenelement ist vorzugsweise derart verschiebbar, dass es relativ zu dem Halteelement eine erste oder eine zweite axiale Relativlage aufweisen kann.The intermediate element is preferably displaceable in such a way that it can have a first or a second axial relative position relative to the holding element.
Eine der axialen Relativlagen legt vorzugsweise die Auslösestellung und die andere die Trennstellung fest.One of the axial relative positions preferably determines the release position and the other the separation position.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Halteelement zumindest zwei Stützabschnitte aufweist, die sich - beabstandet von der Verschiebeachse - parallel zu der Verschiebeachse in Richtung auf das Zwischenelement erstrecken und zwischen sich einen Aufnahmespalt bilden, das Zwischenelement zumindest zwei Eingriffsabschnitte aufweist, die sich - beabstandet von der Verschiebeachse - parallel zu der Verschiebeachse in Richtung auf das Halteelement erstrecken und zwischen sich einen Spalt bilden, und das Zwischenelement und das Halteelement in der ersten Relativlage tiefer ineinander geschoben sind als in der zweiten Relativlage.It is considered particularly advantageous if the holding element has at least two support sections which - spaced apart from the displacement axis - extend parallel to the displacement axis in the direction of the intermediate element and form a receiving gap between them, the intermediate element has at least two engagement sections which - spaced from the displacement axis - extend parallel to the displacement axis in the direction of the holding element and form a gap between them, and the intermediate element and the holding element are pushed deeper into one another in the first relative position than in the second relative position.
Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn in der ersten Relativlage die in den Aufnahmespalt des Halteelements eingeschobenen Eingriffsabschnitte des Zwischenelements und die in den Spalt des Zwischenelements eingeschobenen Stützabschnitte des Halteelements eine Art Feder-Nut-Verbindung bzw. einen Formschluss (zumindest in Drehrichtung des Zwischenelements) bilden.In other words, it is advantageous if, in the first relative position, the engagement sections of the intermediate element inserted into the receiving gap of the holding element and the support sections of the holding element inserted into the gap of the intermediate element form a type of tongue-and-groove connection or a positive connection (at least in the direction of rotation of the intermediate element ) form.
Die Eingriffsabschnitte sind vorzugsweise drehsymmetrisch angeordnet.The engagement sections are preferably arranged rotationally symmetrically.
Die Stützabschnitte sind vorzugsweise drehsymmetrisch angeordnet.The support sections are preferably arranged rotationally symmetrically.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Zwischenelement und das Halteelement in der ersten Relativlage derart ineinander geschoben sind, dass die mindestens zwei Eingriffsabschnitte jeweils in einen zugeordneten Aufnahmespalt in dem Halteelement eingesteckt sind und sich axiale Seitenwände der Eingriffsabschnitte auf axialen Seitenwänden der Stützabschnitte abstützen und eine Relativdrehung zwischen dem Zwischenelement und dem Halteelement durch die axialen Seitenwände blockiert wird. In der zweiten Relativlage liegen vorzugsweise endseitige Stirnflächen der Eingriffsabschnitte jeweils auf einer endseitigen Stirnfläche eines der Stützabschnitte auf.It is also advantageous if the intermediate element and the holding element are pushed into one another in the first relative position in such a way that the at least two engagement sections each fit into an assigned receiving gap in the holding element are inserted and axial side walls of the engagement sections are supported on axial side walls of the support sections and a relative rotation between the intermediate element and the holding element is blocked by the axial side walls. In the second relative position, end faces of the engagement sections preferably rest on an end face of one of the support sections.
Die endseitigen Stirnflächen der Eingriffsabschnitte und die endseitigen Stirnflächen der Stützabschnitte greifen in der zweiten Relativlage vorzugsweise ineinander, insbesondere bilden sie vorzugsweise einen Formschluss (zumindest in Drehrichtung des Zwischenelements).The end faces of the engagement sections and the end faces of the support sections preferably engage one another in the second relative position, in particular they preferably form a positive connection (at least in the direction of rotation of the intermediate element).
Die endseitigen Stirnflächen der Stützabschnitte sind relativ zur Verschiebeachse vorzugsweise in einem Winkel zwischen 10 und 80 Grad geneigt.The end faces of the support sections are preferably inclined at an angle between 10 and 80 degrees relative to the displacement axis.
Die endseitigen Stirnflächen der Eingriffsabschnitte weisen vorzugsweise jeweils zwei zueinander axial versetzte Rampenflächen, die parallel zu den geneigten Stirnflächen der Stützabschnitte angeordnet sind, und jeweils eine zwischen den zwei Rampenflächen befindliche stirnseitige Anschlagsfläche auf.The end faces of the engagement sections preferably each have two ramp surfaces which are axially offset from one another and which are arranged parallel to the inclined end faces of the support sections, and each have an end stop surface located between the two ramp surfaces.
Die stirnseitigen Anschlagsflächen blockieren vorzugsweise in der zweiten Relativlage eine Relativdrehung des Zwischenelements.The end stop surfaces preferably block a relative rotation of the intermediate element in the second relative position.
Der Schieber weist bevorzugt auf der dem Zwischenelement zugewandten Stirnfläche eine Zahnstruktur, insbesondere eine Sägezahnstruktur, auf.The slide preferably has a tooth structure, in particular a sawtooth structure, on the end face facing the intermediate element.
Das Zwischenelement weist auf der der Zahnstruktur des Schiebers zugewandten Stirnfläche bevorzugt eine korrespondierende Zahnstruktur, insbesondere Sägezahnstruktur, auf.The intermediate element preferably has a corresponding tooth structure, in particular a sawtooth structure, on the end face facing the tooth structure of the slide.
Die Zahnstrukturen sind vorzugsweise jeweils aus „steilen“ Flächen und „flachen“ Flächen zusammengesetzt.The tooth structures are preferably composed of “steep” surfaces and “flat” surfaces.
Die steilen Flächen liegen vorzugsweise parallel zur Verschiebeachse oder weisen zumindest einen Winkel dazu von weniger als 10° auf. Die steilen Flächen können somit auch als axiale Flächen bezeichnet werden.The steep surfaces are preferably parallel to the displacement axis or at least have an angle to it of less than 10°. The steep surfaces can therefore also be referred to as axial surfaces.
Die flachen Flächen weisen vorzugsweise einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise von 45°, zur Verschiebeachse auf.The flat surfaces preferably have an angle between 30° and 60°, preferably 45°, to the displacement axis.
Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Schieber auf der dem Zwischenelement zugewandten Stirnfläche Spitzen aufweist, die eine Drehbewegung erzeugen, sobald der Schieber das Zwischenelement über das Halteelement hinaus aussteuert.It can also be advantageously provided that the slide has tips on the end face facing the intermediate element, which generate a rotational movement as soon as the slide controls the intermediate element beyond the holding element.
Auch ist es von Vorteil, wenn in der Aktivierungsposition des Verstellelements der Schieber - angetrieben durch die Federkraft einer Entsperrfeder - seine Zahnstruktur gegen die des Zwischenelements drückt, dadurch das Zwischenelement relativ zum Halteelement anhebt sowie das Zwischenelement um die Verschiebeachse um einen durch die Zahnstrukturen definierten Verstelldrehwinkel dreht, sobald das Zwischenelement und das Halteelement durch das Anheben außer Eingriff stehen.It is also advantageous if, in the activation position of the adjusting element, the slide - driven by the spring force of an unlocking spring - presses its tooth structure against that of the intermediate element, thereby lifting the intermediate element relative to the holding element and the intermediate element about the displacement axis by an adjustment rotation angle defined by the tooth structures rotates as soon as the intermediate element and the holding element are disengaged due to the lifting.
Der erste Drehwinkel, um den das Zwischenelement bei jedem Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung gedreht wird, wird vorzugsweise durch den Abstand zwischen den axialen Seitenwänden (auf denen sich jeweils die in Drehrichtung vordere axiale Seitenwand der Eingriffsabschnitte abstützen kann) benachbarter Stützelemente abzüglich des Abstands zwischen der stirnseitigen Anschlagsfläche in den endseitigen Stirnflächen der Eingriffsabschnitte und der in Drehrichtung jeweils davor liegenden axialen Seitenwand des jeweiligen Eingriffsabschnitts festgelegt.The first angle of rotation by which the intermediate element is rotated during each transition from the separation position to the release position is preferably determined by the distance between the axial side walls (on which the front axial side wall of the engagement sections in the direction of rotation can be supported) of adjacent support elements minus the distance between the front stop surface in the end faces of the engagement sections and the axial side wall of the respective engagement section located in front of it in the direction of rotation.
Der zweite Drehwinkel, um den das Zwischenelement bei jedem Übergang von der Auslösestellung in die Trennstellung gedreht wird, wird vorzugsweise durch den Abstand zwischen der stirnseitigen Anschlagsfläche in den endseitigen Stirnflächen der Eingriffsabschnitte und der in Drehrichtung jeweils davor liegenden axialen Seitenwand des jeweiligen Eingriffsabschnitts festgelegt.The second angle of rotation by which the intermediate element is rotated during each transition from the release position to the separation position is preferably determined by the distance between the front stop surface in the end faces of the engagement sections and the axial side wall of the respective engagement section located in front of it in the direction of rotation.
Die Verstelleinrichtung weist vorzugsweise einen Elektromagneten auf, der im eingeschalteten Zustand das Verstellelement von dem Halteelement wegzieht und dadurch in die Aktivierungsposition bewegt und im ausgeschalteten Zustand es der Federkraft einer oder mehrerer Rückstellfedern (Solenoidfeder und/oder Sperrfeder) ermöglicht, das Verstellelement und das Zwischenelement in Richtung auf das Halteelement zu bewegen bzw. zu drücken.The adjusting device preferably has an electromagnet which, when switched on, pulls the adjusting element away from the holding element and thereby moves it into the activation position and, when switched off, allows the spring force of one or more return springs (solenoid spring and/or locking spring) to move the adjusting element and the intermediate element in To move or press the direction towards the holding element.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Elektromagnet im eingeschalteten Zustand unmittelbar den Schieber bewegt. Der Schieber besteht zu diesem Zwecke vorzugsweise ganz oder zumindest abschnittsweise aus Eisen oder einem anderen von einem Magnetfeld anziehbaren bzw. magnetisierbaren Material.Alternatively or additionally, it can be provided that the electromagnet directly moves the slide when switched on. For this purpose, the slide preferably consists entirely or at least in sections of iron or another material that can be attracted or magnetized by a magnetic field.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung, insbesondere in Form eines Gurtraufrollers, die mit einem Sensor wie oben beschrieben ausgestattet ist.The invention also relates to a vehicle safety device, in particular in the form of a belt retractor, which is equipped with a sensor as described above.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen
Die
In der
Der Sensor 310 umfasst ein Trägerelement 340, das mit einer unteren Rollfläche 345 ausgestattet ist. Auf der unteren Rollfläche 345 liegt ein Trägheitskörper 350 rollbar auf, bei dem es sich beispielsweise um eine Kugel handeln kann. Auf dem Trägheitskörper 350 liegt ein Sensorglied 355 auf, das durch Bolzen 360 schwenkbar an dem Trägerelement 340 gelagert ist.The
Das Sensorglied 355 ist mit einem Sperrabschnitt 365 verbunden, der je nach dem Schwenkwinkel des Sensorgliedes 355 in das Sperrrad 315 eingreifen und eine Rotationsbewegung des Sperrrades 315 verhindern kann. Der Schwenkwinkel des Sensorgliedes 355 relativ zu dem Trägerelement 340 hängt von der jeweiligen Position des Trägheitskörpers 350 ab, der auf der unteren Rollfläche 345 rollen kann, wenn der Sensor 310 bzw. der Gurtaufroller 305 abrupt bewegt werden.The
Ein Bewegen des Trägheitskörpers 350 und damit ein Schwenken des Sensorgliedes 355 kann darüber hinaus von einer Aktivierungseinrichtung 600 ausgelöst werden, von der ein Auslöseelement beispielsweise in Form einer Auslösestange 601 in der
Zur Befestigung des Sensors 310 an der Trägereinrichtung 335 bzw. in der Durchgangsöffnung 330 der Platte 325 ist der Sensor 310 mit einem Gehäuseteil 370 ausgestattet, das in die Durchgangsöffnung 330 der Platte 325 derart eingesetzt wird, dass der ringförmige Anschlagsabschnitt 375 auf der dem Trägerelement 340 zugewandten Seite 385 der Platte 325 aufliegt. Nach dem Einsetzen des Sensors 310 in die Durchgangsöffnung 330 können der Sensor 310 sowie auch das Sperrrad 315 mittels eines Abdeckelements 390 abgedeckt werden, das auf die Platte 325 bzw. den Rahmen 320 des Gurtaufrollers 305 aufgesetzt wird.To attach the
Die
Man erkennt in der
Zum Verstellen des Zwischenelements 20 von der in der
Die Rückholfeder 602 hält den Schieber 50 auf Spannung und wirkt vorzugsweise gegen ein Klappern des Schiebers 50. Die Kraft der Verstelleinheit 30 und die der Rückholfeder 602 übersteigen vorzugsweise die Kraft der Entsperrfeder 603.The
Zum Bewegen des Zwischenelements 20 und damit der Auslösestange 601 dient die Spule 604, die einen Elektromagneten bildet und den magnetisierbaren Schieber 50 entlang der Verschieberichtung X verschieben kann, um die Stellung des Zwischenelements 20 und damit die Lage der Auslösestange 601 zu verstellen.To move the
Zum Erfassen der jeweiligen Lage der Auslösestange 601 dient ein Endlagensensor 200, der beispielsweise kapazitiv oder induktiv arbeitet und vorzugsweise ein detektierbares Element 605 - beispielsweise in Form einer Metall- oder Magnetplatte - detektieren kann, die zwischen der Auslösestange 601 und dem Zwischenelement 20 angeordnet ist.An
Die
Die mittlere Darstellung zeigt das Verschieben des Schiebers 50 durch das Magnetfeld der Spule 604 entlang der Verschieberichtung X. Es lässt sich erkennen, dass es zu einer Rotation des Zwischenelements 20 kommt, sodass die Rampenflächen 20a des Zwischenelements 20 gegenüber den gegenüberliegenden Rampenflächen 50a des Schiebers 50 und den gegenüberliegenden Rampenflächen 40a des Halteelements 40 versetzt werden, sodass die letztgenannten Rampenflächen 40a des Halteelements 40 nun jeweils einem Spalt 20b im Zwischenelement 20 gegenüberliegen. Dies ermöglicht nachfolgend ein Verschieben des Zwischenelements 20 entgegen der Verschieberichtung X und ein Verschieben der Auslösestange 601 in die Trennstellung (siehe untere Darstellung in
Bei dem nächsten Strompuls durch die Spule 604 wird der Schieber 50 wiederum entlang der Verschieberichtung X verschoben, wodurch es wiederum zu einer Rotation des Zwischenelements 20 kommt; bei dieser Rotation werden nun die Rampenflächen 20a des Zwischenelements 20 wieder auf Rampenflächen 40a des Halteelements 40 gedreht, sodass sich die Rampenflächen 20a des Zwischenelements 20 wieder auf den Rampenflächen 40a des Halteelements 40 abstützen können und die Auslösestange 601 in der Auslösestellung verbleibt (siehe wieder obere Darstellung in
Die
Die
Die gestrichelte Auslösestange 601' zeigt - zum besseren Verständnis - nochmals dieselbe Auslösestange, ebenfalls in der Freigabestellung, nachdem diese nach mehrmaliger Betätigung des Sperrmechanismus 600 um die Verschiebeachse Vx rotiert ist.The dashed release rod 601 'shows - for better understanding - the same release rod again, also in the release position, after it has rotated about the displacement axis Vx after the
Zum Verstellen des Zwischenelements 20 von der in der
Zum Bewegen des Verstellelements 80 und damit mittelbar der Auslösestange 601 dient ein Antrieb bzw. Aktor, der beispielsweise als Elektromagnet 120 ausgeführt sein kann.A drive or actuator is used to move the adjusting
Die
In der
Das Halteelement 40 weist eine topfförmig umlaufende Seitenwand auf, die aus Gründen der Übersicht in der
Die
Die
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Das Getriebeelement 10 kann zum Steuern weiterer Komponenten des Fahrzeugs herangezogen werden; das Getriebeelement 10 ist aber nicht zwingend nötig, sondern nur eine vorteilhafte Variante; das Getriebeelement 10 kann auch entfallen, sodass ein Verstellen des Zwischenelements 20 nur ein Verschieben der Auslösestange 601 bewirkt.The
Die
Darüber hinaus lässt sich die topfförmig umlaufende Seitenwand 49 erkennen, die das Halteelement 40 randseitig abschließt bzw. umhüllt.In addition, the cup-shaped
Die
Die
Es lässt sich in den
Bei der in den
Die Stützabschnitte 41 des Halteelements 40 sind ebenfalls beabstandet von der Verschiebeachse Vx angeordnet und erstrecken sich parallel zur Verschiebeachse Vx in Richtung auf das Zwischenelement 20. Die Stützelemente 41 bilden zwischen sich jeweils einen Aufnahmespalt 42.The
Die Größe der Aufnahmespalte 42 zwischen den Stützabschnitten 41 ist jeweils derart bemessen, dass die Eingriffsabschnitte 21 des Zwischenelements 20 in die Aufnahmespalte 42 eintauchen können, sodass sich das Zwischenelement 20 entlang der Verschieberichtung X, also in der
Die
Die
Die stirnseitige Anschlagsfläche 233 verhindert in der in den
Die entlang der Drehrichtung D vordere axiale Seitenwand der Eingriffsabschnitte 21 ist in der
Der Abstand zwischen der entlang der Drehrichtung D vorderen axialen Seitenwand 234 und der stirnseitigen Anschlagsfläche 233 ist in der
Die
Es lässt sich erkennen, dass das Zwischenelement 20 entlang der Verschiebeachse Vx vom Schieber 50 angehoben wird, wodurch die Stirnflächen 23 der Eingriffsabschnitte 21 von den zugeordneten Stirnflächen 43 der Stützabschnitte 41 getrennt werden.It can be seen that the
Das Anheben des Zwischenelements 20 kann erfolgen, sobald das in der
Sobald das Zwischenelement 20 in axialer Richtung von dem Halteelement 40 getrennt ist, kann es entlang der Drehrichtung D gedreht werden. Das Drehen des Zwischenelements 20 beruht auf Zahnstrukturen im Zwischenelement 20 und korrespondierenden Zahnstrukturen im Schieber 50, die in der
Die
Die
Die
In der
Die
Durch das Verdrehen des Zwischenelements 20 relativ zum Schieber 50 erfolgt gleichzeitig das Verdrehen des Zwischenelements 20 relativ zu den Stützabschnitten 41 des Halteelements 40, wie beispielsweise für den Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung in den
Wieder Bezug nehmend auf die
Wird nun das Zwischenelement 20 mittels des Schiebers 50 ausgehend von der Position gemäß der
Mit anderen Worten kommt es bei jedem kurzzeitigen Anheben des Verstellelements 80 und des Schiebers 50 zu einem Verdrehen des Zwischenelements 20 entlang der Drehrichtung D, sei es durch das Zusammenwirken der Zahnstrukturen 25 mit den Zahnstrukturen 51 oder durch das Abrutschen der Stirnflächen 23 des Zwischenelements 20 auf den Stirnflächen 43 des Halteelements 40, und damit nachfolgend zu einem Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung oder umgekehrt.In other words, every time the adjusting
Bezüglich der Zahnstrukturen 251 und 511 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese Sägezahnstrukturen sind, die aus steilen und flachen Flächen zusammengesetzt sind. Die steilen Flächen sind vorzugsweise parallel zur Verschiebeachse Vx. Die flachen Flächen weisen vorzugsweise einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise von 45° zur Verschiebeachse Vx auf.Regarding the
Wieder Bezug nehmend auf die
Der zweite Drehwinkel, um den das Zwischenelement 20 bei jedem Übergang von der Auslösestellung in die Trennstellung gedreht wird, wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den
Das Zwischenelement 20 und das Halteelement 40 sind in der
Darüber hinaus erkennt man in der
Die Kraftsumme der Federkraft der Rückstellfeder 121 und der Federkraft der Sperrfeder 70 ist zu diesem Zwecke größer als die Federkraft der Entsperrfeder 60.For this purpose, the sum of the spring force of the
Mit anderen Worten erfolgt ein Umschalten von der Trennstellung in die Auslösestellung oder umgekehrt allein durch ein kurzzeitiges Aktivieren des Elektromagneten 120 bzw. eine kurzzeitige axiale Auslenkung des Verstellelements 80 in der Verschieberichtung Vx.In other words, switching from the disconnected position to the release position or vice versa occurs solely by briefly activating the
Zur Überwachung der korrekten Stellung des Zwischenelements 20 kann ein Endlagensensor 200 vorhanden sei. Wird eine gewünschte Endstellung des Zwischenelements 20 nicht erreicht, kann der Elektromagnet 120 erneut betätigt werden.An
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by preferred embodiments, the invention is not limited by the examples disclosed and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- GetriebeelementGear element
- 2020
- ZwischenelementIntermediate element
- 20a20a
- Rampenfläche des ZwischenelementsRamp surface of the intermediate element
- 20b20b
- Spaltgap
- 20c20c
- Spitzensharpen
- 2121
- EingriffsabschnittIntervention section
- 2222
- Spaltgap
- 2323
- Stirnflächeface
- 2525
- ZahnstrukturTooth structure
- 3030
- VerstelleinrichtungAdjustment device
- 4040
- HalteelementHolding element
- 40a40a
- Rampenfläche des HalteelementsRamp surface of the holding element
- 4141
- StützabschnittSupport section
- 4242
- Aufnahmespaltreceiving gap
- 4343
- Stirnflächeface
- 4444
- axiale Seitenwandaxial side wall
- 4949
- SeitenwandSide wall
- 5050
- SchieberSlider
- 50a50a
- Rampenfläche des SchiebersRamp surface of the slider
- 50b50b
- SpitzeGreat
- 5151
- ZahnstrukturTooth structure
- 6060
- EntsperrfederRelease spring
- 7070
- SperrfederLocking spring
- 8080
- VerstellelementAdjusting element
- 120120
- ElektromagnetElectromagnet
- 121121
- Rückstellfederreturn spring
- 200200
- EndlagensensorEnd position sensor
- 231231
- RampenflächeRamp area
- 232232
- RampenflächeRamp area
- 233233
- stirnseitige Anschlagsflächefront stop surface
- 234234
- vordere axiale Seitenwandfront axial sidewall
- 235235
- hintere axiale Seitenwandrear axial sidewall
- 251251
- RampenflächeRamp area
- 301301
- FahrzeugsicherheitseinrichtungVehicle safety device
- 305305
- GurtaufrollerBelt retractor
- 310310
- Sensorsensor
- 315315
- SperrradRatchet wheel
- 320320
- RahmenFrame
- 325325
- Platteplate
- 330330
- DurchgangsöffnungPassage opening
- 335335
- TrägereinrichtungCarrier facility
- 340340
- TrägerelementSupport element
- 345345
- untere Rollflächelower rolling surface
- 350350
- TrägheitskörperInertial body
- 355355
- SensorgliedSensor link
- 360360
- Bolzenbolt
- 365365
- SperrabschnittBarrier section
- 370370
- GehäuseteilHousing part
- 375375
- ringförmiger Anschlagsabschnittring-shaped stop section
- 385385
- SeitePage
- 390390
- AbdeckelementCover element
- 511511
- RampenflächeRamp area
- 600600
- AktivierungseinrichtungActivation facility
- 601601
- AuslösestangeTrigger bar
- 601'601'
- gestrichelte Auslösestangedashed release rod
- 601a601a
- StangenendeRod end
- 602602
- Rückholfederreturn spring
- 603603
- EntsperrfederRelease spring
- 604604
- SpuleKitchen sink
- 605605
- detektierbares Element detectable element
- AA
- AbstandDistance
- Bb
- AbstandDistance
- DD
- DrehrichtungDirection of rotation
- VxVx
- Verschiebeachsedisplacement axis
- XX
- VerschieberichtungShift direction
Claims (14)
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DE102020204949.1A DE102020204949B4 (en) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | Sensor for a vehicle safety device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102020204949A1 DE102020204949A1 (en) | 2021-10-21 |
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Family
ID=77919766
Family Applications (1)
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
DE7630002U1 (en) | 1976-09-25 | 1978-05-11 | Kuehl, Hans, Dipl.-Ing., 7310 Plochingen | SAFETY BELT FOR VEHICLES |
DE10321730A1 (en) | 2002-05-27 | 2003-12-11 | Trw Repa Gmbh | Safety belt spooler for motor vehicle safety belt has blocking teeth formed on ring rotatably mounted on frame and ring has locking teeth in which locking pawl can engage |
DE102005024112A1 (en) | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Trw Automotive Gmbh | Vehicle seat belt rewinder, has electromagnet, which activates sensor to lock belt coil, and deactivates sensor by moving sensor lever from control disk to unlock belt coil |
EP2780201B1 (en) | 2011-11-18 | 2016-01-13 | Takata AG | Sensor |
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-
2020
- 2020-04-20 DE DE102020204949.1A patent/DE102020204949B4/en active Active
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DE102020204949A1 (en) | 2021-10-21 |
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