Aus
DE 101 11 020 A1 ist
ein Verbindungselement bekannt, das zur Kraftmessung konfiguriert ist.
Insbesondere weist es eine Hülse
und einen Biegebalken auf.
Vorteile der
Erfindung
Das
erfindungsgemäße Verbindungselement mit
den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, dass zumindest ein Luftspalt vorgesehen ist, der als Überlastschutz
dient, wobei der Luftspalt zwischen dem Biegebalken und der Hülse vorgesehen
ist, und dass der Luftspalt dann mittels einer Dichtung abgedichtet
ist, um das Eindringen von Medien zu vermeiden, die die Funktion
des Luftspalts beeinträchtigen
könnten.
Der Luftspalt und das Verbindungselement sind derart gestaltet,
dass im Überlastfall
die Kraft so abgeleitet wird, dass eine Zerstörung oder Beeinträchtigung
der Funktionsweise des Verbindungselements vermieden wird.
Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch
angegebenen Verbindungselements möglich.
Besonders
vorteilhaft ist, dass die Dichtung derart eingebaut ist, dass die
Dichtung eine Bewegung der Hülse
gegenüber
dem Biegebalken ausgleicht, ohne aus einer Nut zu rutschen, in die
die Dichtung eingebracht wurde. Damit wird insbesondere vermieden,
dass die Hülse
und der Biegebalken aneinander gleiten. Dies vermeidet einen Materialverschleiß bzw. Zerstörung.
Weiterhin
ist es vorteilhaft, dass die Dichtung aus einem selbsthaftenden
Silikon besteht. Dieses Material eignet sich, um in die Nut durch
die Montage hineinzugleiten. Außerdem
ist dieses Material elastisch und kostengünstig.
Alternativ
ist es von Vorteil, dass die Dichtung aus nichthaftendem Silikon
besteht und mechanisch mit der Dichtscheibe durch eine um die Scheibe umlaufende
Umspritzung verbunden ist oder dass in der Dichtscheibe die gleiche
Nut wie in der Hülse
ist, so dass die Dichtung zwischen den beiden Nuten eingepresst
wird.
Schließlich ist
es auch von Vorteil, dass die Dichtung auf eine Scheibe aufgebracht
ist, die im Fall von selbsthaftendem Silikon aufgespritzt ist, wobei die
Scheibe auf dem Biegebalken auf Anschlag aufgepresst ist, so dass
die Dichtung in die Nut, die sich in der Hülse befindet, eingepresst wird.
Damit liegt eine einfach montierbare Dichtung vor, die die Luftspalte
bzw. den Luftspalt optimal abdichtet.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es
zeigen
1 eine erste schematische
Queransicht des Verbindungselements,
2 eine zweite schematische
Queransicht des Verbindungselements,
3 eine perspektivische Ansicht
des Verbindungselements,
4a einen Querschnitt durch
den dichtungsrelevanten Teil des Verbindungselements und
4b einen weiteren Querschnitt
dieses Ausschnitts.
Beschreibung
Sitzkraftsensoren
werden zunehmend zur Charakterisierung der Belegung eines Fahrzeugsitzes
verwendet. Insbesondere können
solche Sitzkraftsensoren als Verbindungselemente ausgebildet sein,
die anstatt von Schrauben oder Bolzen den Sitz mit der Sitzhalterung
am Chassis verbinden und so es vermieden wird, dass die Bauhöhe der Fahrzeugsitze
erhöht
wird. Diese Verbindungselemente weisen einen Permanentmagneten und
einen Hallsensor auf, wobei eine Gewichtsbelastung zu einer Verschiebung
dieser beiden Elemente führt
und damit zu einem veränderten
Magnetfeld, das der Hallsensor wahrnimmt. Daraus lässt sich
dann die Kraft bestimmen, die auf den Sitzkraftsensor ausgeübt wird. Üblicherweise
werden vier Sitzkraftsensoren verwendet, um einen Fahrzeugsitz vollständig zu
charakterisieren.
Erfindungsgemäß wird ein
Verbindungselement vorgeschlagen, das einen Überlastschutz aufweist, der
durch einen Luftspalt zwischen der Hülse des Verbindungselements
und dem Biegebalken realisiert wird. Um die Funktionsweise dieses
Luftspalts auf Dauer zu sichern, wird ebenfalls erfindungsgemäß vorgeschlagen,
diesen Luftspalt durch eine Dichtung gegenüber dem Eindringen von Medien
wie Wasser oder Staub abzudichten. Als besonders vorteilhaft hat
sich eine Dichtung erwiesen, die auf eine Scheibe aufgebracht ist,
wobei die Scheibe dann auf dem Biegebalken auf Anschlag aufgepresst
wird, so dass sich die Dichtung in eine in der Hülse vorgesehene Nut hineindrückt. Die
Dichtung sorgt dafür,
dass eine Bewegung der Hülse
gegenüber
dem Biegebalken ausgeglichen wird, ohne dass die Dichtung selbst
aus der Nut rutscht. Damit wird es vermieden, dass der Biegebalken
und die Hülse
gegeneinander reiben.
1 erläutert in einer Querschnittsansicht den
Aufbau des Verbindungselements. Das Verbindungselement ist über einen
massiven Teil 17 in die Fahrzeugsitzhalterung am Chassis 18 fest
eingebracht. Das Verbindungselement weist einen Biegebalken 14 auf,
mit einem Permanentmagneten 15, der gegenüber einem
Hallsensor 16 angeordnet ist. Das Verbindungselement weist
weiterhin eine Hülse 13 auf, über die über eine
Aufnahme 12 die Kraft 11 eingeleitet wird. Die
Kraft 11 stammt vom Fahrzeugsitz. Das Verbindungselement
stellt daher die Verbindung zwischen der Fahrzeugsitzhalterung 18 und dem
Fahrzeugsitz her. Die Kraft 11 wird über die Hülse 13 in das Verbindungselement
eingeleitet. Eine Verschiebung zwischen dem Magneten 15 und
dem Hallsensor 16 führt
zu einem veränderten
Magnetfeld, das der Hallsensor 16 erkennt und somit eine Krafteinwirkung
messbar ist. Das Verbindungselement hier weist zwei Luftspalte 10 auf,
die zwischen der Hülse 13 und
dem Körper 17 des
Verbindungselements angeordnet ist. Hier liegt eine solche Dimensionierung
vor, dass der Luftspalt geschlossen wird, sobald eine Belastung
mit über
1000 Newton vorliegt. Was dann passiert ist in 2 dargestellt, die eine zweite schematische
Querschnittsansicht des Verbindungselements darstellt. Die Kraft 21 wird über die Aufnahme 22 in
die Hülse 23 eingeleitet.
Wiederum ist der Körper 24 des
Verbindungselements in die Fahrzeugsitzhalterung 25 am
Chassis montiert. Durch die große
Kraft, die hier aufgebracht wurde, ist der Luftspalt 20 geschlossen.
Folglich wird die Kraft nun nicht mehr über die Hülse an den Biegebalken geleitet,
sondern direkt in die Einspannung 24 und kann so ohne Folgen
für das
Verbindungselement abgeleitet werden. Die Funktion dieses Luftspalts 20 zu
sichern ist notwendig für
die dauerhafte Verwendung des Verbindungselements.
Dafür wird eine
Dichtung vorgeschlagen, die den Luftspalt 10 bzw. 20 abdichtet
und eine Bewegung zwischen Hülse
und Biegebalken ausgleicht. 3 zeigt
eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Verbindungselements.
Auf einem Biegeelement 1 ist eine Scheibe 3 mit
einer Dichtung 4 auf Anschlag gegen eine Hülse 2 gepresst.
Dadurch wird die Dichtung 4 in die Nut 5, die
sich an der Hülse 2 befindet,
eingepresst. Die Nut 5 ist umlaufend und befindet sich
an der Stirnseite der Hülse 2. Bedingt
durch die Maße
der Teile und den Anschlag wird die Dichtungslippe mit ca. 0,4mm
in die Nut verpresst und dichtet damit den Innenraum des Verbindungselements
ab. Die Öffnung 7 wird
später
mit einem Gehäuse
abgedichtet. Die Dichtung gleicht die Bewegung der Hülse zum
Biegelement aus, ohne aus der Nut 5 zu rutschen. Die Geometrie
wird so ausgelegt, dass das Dichtsystem nicht über die umlaufende Fläche 8 ragt,
da auf diesen Durchmesser die Sitzschiene montiert wird.
4a zeigt den relevanten Ausschnitt
des Verbindungselements, bevor die Dichtung in die Nut gepresst
wird. Das Biegeelement 1 dient als Halter, auf den die
Scheibe 3 gepresst wird. An der Scheibe 3 ist
die Dichtung 4, das ist hier selbsthaftendes Silikon, aufgespritzt,
um beim Aufpressen der Scheibe 3 gegen Anschlag in die
Nut 5 eingedrückt
zu werden. Die Nut 5 befindet sich in der Hülse 2. 4b zeigt dann den eingepressten
Zustand der Dichtung 4, so dass nunmehr der Hohlraum 6,
in dem der Luftspalt sich befindet, gegenüber der Außenwelt abgedichtet ist. Dabei
ist zusätzlich
gewährleistet,
dass das die Dichtung im eingepressten Zustand nicht über den Umfang
der umlaufenden Fläche 8 hinausragt,
da, wie oben dargestellt, auf diesem Durchmesser die Sitzschiene
montiert wird.