DE19903653C2

DE19903653C2 - Gurtstraffer

Info

Publication number: DE19903653C2
Application number: DE1999103653
Authority: DE
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2019-01-30
Also published as: DE19903653A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gurtstraffervorrichtung, die we nigstens aufweist

1. eine Straffungseinheit, mit der ein angelegter Gurt bei einem Unfall zu straffen ist, und
- - eine Getriebeeinheit mit einem Zahnrad, das durch das Herausziehen des Gurtes zwischen 0° und 110° zu verdre hen ist,
- - eine Drehwinkelsensoreinheit.

Aus der DE 195 20 721 A1 ist ein Gurtstraffersystem eines passiven Rückhaltesystems für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Stellglied verwendet wird, das variable Kräfte für die Straffung und Zurückhaltung der Insassen in den Sicher heitsgurt einleiten kann in Abhängigkeit von Steuersignalen, die ihm von einer Auswerteelektronik zugeführt werden, nach dem diese von einem Sensor- und Informationssystem aktiviert worden ist. Das erfolgt, nachdem von der Auswerteelektronik die aktuelle Unfallschwere und der individuelle Schutzbedarf des Insassen über geeignete Sensoren ermittelt worden ist.

An die Sensoren werden allerdings nur Anforderungen ge stellt, Gurtauszugslängen zu ermitteln, die als Werte an die Elektronik weiterzugeben sind. Als Gurtauszugssensoren wer den Potentiometer bzw. optische Inkrementalgeber genannt.

Über deren Aufbau und deren Montage werden keine Angaben ge macht.

Eine bekannte Gurtstraffervorrichtung umfaßt eine Straf fungseinheit, die mit einem Gurt verbunden ist und eine Ge triebeeinheit mit einem Zahnrad, das sich von einer Aufroll- bis zu einer vollständigen Auszugstellung von 0° bis 110° dreht. Das Zahnrad wird zur Kontrolle und Anzeige für das Anlegen des Gurtes eingesetzt.

Kommt es zu einem Unfall, rollt die Straffungseinheit den Gurt auf und legt ihn straff auf eine in einem Autositz be findliche Person. Da die Straffungseinheit nicht weiß, ob ein kräftiger Erwachsener oder ein schmächtiges Kind ange gurtet ist, zieht er in beiden Fällen den Gurt mit der glei chen Kraft straff. Das Kind, das dank des Gurtes den Unfall überlebt hat, kann nun durch diesen Gurt zu Schaden kommen.

Ein 90°-Drehwinkelsensor ist in der WO 95 14 911 A1 be schrieben. Er besteht aus einer stationären Formation, ge genüber der eine rotierende Formation bewegbar ist. Die sta tionäre Formation ist ein Statorelement, das aus zwei halb mondförmigen Statorteilelementen besteht, zwischen denen sich eine Abstandsausnehmung befindet, in der der Hallsensor angeordnet ist. Die rotierende Formation ist ein Ringmag netelement, das von einer Magnethalteeinheit gehalten ist.

Ein 110°-Drehwinkelsensor ist aus der DE 295 20 111 U1 be kannt. Zwischen einem Stator und einem Rotor befindet sich ein Luftspalt. Der Rotor weist wenigstens einen Ringmagneten mit in radialer Richtung ausgerichteter Polarisierung auf. Ein Ringmagnet hat einen Winkelbereich größer 180°.

Ein 360°-Drehwinkelsensor ist aus der DE 197 16 985 A1 be kannt. Er besteht aus einem zweipolig radialen Magnetele ment, das sich um ein Statorelement dreht, in das in einem gleichen Winkel vier Luftspalte eingebracht sind. In zwei nebeneinander liegenden Luftspalten ist jeweils ein Hall-IC- Element angeordnet. Beide Hall-IC-Elemente sind mit einer Auswerteeinheit verbunden, die mit einem Entscheidungspro gramm einen Stellungswinkel auf den Hallspannungsverläufen zuordnet.

Den drei letzten bekannten Lösungen ist gemeinsam, daß sie für Drosselklappeneinrichtungen bzw. Winkelstellungen von Wellen in Motoren eingesetzt werden.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Gurtstraffervor richtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß die Gurtstraffung personenbezogen vorgenommen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß beim Herausziehen des Gurtes das Zahnrad die angekuppelte Drehwinkelsensoreinheit mit dreht. Hierbei wird ein Signal abgegeben, das dem zurückgelegten Winkel des Zahnrades entspricht. Der Winkel wiederum ist ein Maß für die Länge des ausgezogenen Gurtes und der durch den Gurt an gegurteten Person. Das durch die Drehwinkelsensoreinheit ausgegebene Signal wird der Straffungseinheit zugeführt und dort derart verarbeitet, daß bei einem Unfall der Gurt in Abhängigkeit vom Stellungswinkel des Zahnrades unterschied lich straff gezogen wird, so daß Kinder durch den straff gezogenen Gurt nicht zu Schaden kommen können. Es ist mög lich, den Drehwinkelsensor vormontiert im Deckel anzuordnen.

Für eine Montage wird dann dieses vormontierte Teil nur noch auf das Gehäuse bzw. an das Zahnrad auf einfache Art und Weise angekuppelt. Es ist hierdurch möglich, den Drehwinkel sensor an einer anderen Stelle vorzumontieren und die End montierung der gesamten Gurtstraffervorrichtung an einer an deren Stelle vorzunehmen.

Die Drehwinkeleinheit kann als ein nach einem widerstands- oder magnetoelektrischen Prinzip arbeitender Drehwinkel sensor sein. Der widerstandselektrische Drehwinkelsensor kann ein Potentiometer-Drehwinkelgeber sein.

Der Drehwinkelsensor kann ein 90°-, ein 110°- oder ein 360°- Drehwinkelsensor sein. Es kann auch ein anderer Drehwinkel sensor sein, der zwischen 0 und 360° arbeitet. Welcher Dreh winkelsensor verwendet wird, hängt von den jeweiligen Ein satzbedingungen ab. In der Regel reicht aber ein 90°-Dreh winkelsensor aus. Der Rotor kann ein zweipolig-radiales Ringmagnetelement aufweisen. Ein Stator kann aus einem magnetisch leitenden Material bestehen, um den unter Belas sung eines Luftspaltes das Ringmagnetelement positioniert ist und in den um einen gleichen Winkel versetzt vier Luftspalte eingebracht sind. Zwei Hall-IC-Elemente können entweder in zwei sich gegenüberliegenden oder zwei nebenein anderliegenden Luftspalten angeordnet sein. Sind die Hall- IC-Elemente in zwei sich gegenüberliegenden Luftspalten an geordnet, ist durch die gewählte redundante Lösung eine er höhte Sicherheit gewährleistet. Die um 90° versetzt angeord neten Hall-IC-Elemente hingegen realisieren einen Drehwin kelsensor über 90° hinaus.

Die Hall-IC-Elemente können mit einer Auswerteeinheit ver bunden und mit dieser zusammen auf einer Leiterplatte angeordnet sein. Hierdurch ist ein kompaktes Realisierungssystem möglich, das eine einfache Montage mit sich bringt.

Der Rotor kann mit Rotorstiftausnehmungen versehen sein, der Deckel kann wenigstens teilweise von einem Deckelring umge ben sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zei gen:

Fig. 1 eine Gurtstraffervorrichtung in einem Innenraum eines Personenkraftwagens in einer schematischen, perspektivischen Teildarstellung,

Fig. 2 eine Teildraufsicht auf eine Gurtstraffervorrich tung gem. Fig. 1 in einer schematischen Darstel lung und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Gurtstraffervorrichtung gem. Fig. 2 mit eingebautem Drehwinkelsensor ent lang der Linie III-III.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Fahrgastraum eines Personenkraftwagens gezeigt. Mit 3 ist ein Rücksitzelement bezeichnet, auf das ein Rückenelement 4 zurückgeklappt ist. Es gibt damit den Blick auf eine Gurtstraffereinrichtung 1 und einen Gurt 2 frei, die im Bereich einer Tür 5 angeordnet sind.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausschnitt aus der Gurtstraffer vorrichtung 1 gezeigt.

Die Gurtstraffervorrichtung 1 weist eine Gurtstraffungsein heit und eine Getriebeeinheit auf. Von der Getriebeeinheit ist ein Zahnrad 15 dargestellt. Auf dem Zahnrad sind Mit nehmerstifte 18 angeordnet. Das Zahnrad 15 befindet sich in einem Gehäuse 17.

Das Gehäuse 17 wird von einem Deckel 16 mit einem Deckel klemmring 26 verschlossen. Ein Deckeldichtungselement 24 sorgt für eine Abdichtung des Innenraums zwischen Deckel und Gehäuse.

Erfindungswesentlich ist, daß in dem Deckel 16 ein 90°-Dreh winkelsensor 6 angeordnet ist.

Der Drehwinkelsensor 6 weist einen Rotor 19 auf, der ein zweipolig-radiales Ringelement 14 hält. Das Ringmagnetele ment 14 dreht sich unter Belassung eines Luftspaltes um einen Stator 23 aus einem ferritischen Material, in dem wenigstens zwei sich gegenüberliegende Luftspalte jeweils ein Hall-IC-Element positioniert ist. Der Stator 23 wird mit Hilfe einer Statorfixierung 13 im Deckel 16 gehalten.

Die Hall-IC-Elemente 11 sind mit einer Auswerteeinheit ver bunden. Die Hall-IC-Elemente und die Auswerteeinheit sind auf einer Leiterplatte 12 angeordnet. Von der Leiterplatte 12 führt aus dem Gehäuse 16 ein Flachstecker 21. Mit dem Flachstecker 21 ist ein Steuerungskabel verbunden, das zu einer Steuereinheit 22 für die Steuereinheit führt.

Damit die Mitnehmerstifte 18 des Zahnrads 15 kraftschlüssig mit dem Rotor 19 beim Aufsetzen des Deckels verbunden werden können, weist der Rotor 19 Rotorstiftausnehmungen 25 auf. Der Rotor 19 selbst dreht sich mit einer Rotorachse 20. Das komplette Vormontieren des so aufgeführten Drehwinkelsensors 6 im Inneren des Deckels 15 hat den Vorteil, daß der Dreh winkelsensor 6 mit dem Deckel 16 an anderer Stelle montiert werden kann, als die übrigen Teile der Gurtstraffervorrich tung 1. Bei der Endmontage braucht so der Deckel mit dem Drehwinkelsensor nur noch auf das Zahnrad 15 und das Gehäuse 17 gesteckt werden.

Ist die Gurtstraffervorrichtung fest montiert, wird durch ein Herausziehen des Gurtes 2 aus der Gurtstraffervorrich tung zugleich das Getriebe und damit das Zahnrad 15 mitbe wegt. Der Winkel, um den das Zahnrad 15 verdreht ist, ist bei angelegtem Gurt 2 indirekt ein Maß für die durch den Gurt 2 angeschnallte Person. Ist die Person ein Kind, ist der zurückgelegte Winkel des Zahnrades 15 klein, ist hin gegen die angeschnallte Person ein kräftiger Erwachsener, ist der zurückgelegte Winkel des Zahnrads 15 wesentlich größer.

Durch den Drehwinkelsensor 6 wird ein Signal über den Flach stecker 21 an die Steuereinheit 22 der Gurtstraffungseinheit gegeben. Kommt es zu einem Unfall, strafft die Straffungs einheit den Gurt 2 in Abhängigkeit von diesem Signal. Ist das Signal durch einen kleinen Winkel niedrig, wird wesent lich weniger Kraft aufgewendet, als wenn ein hohes Signal durch einen großen Winkel zu verarbeiten ist. Durch programm technische Mittel wird der jeweilige Winkel mit einer be stimmten Kraft in Verbindung gebracht. Diese Kraft hält bei einem Unfall die angegurtete Person wirksam zurück, ohne sie dabei zu erdrücken oder ihr sonstige Schäden beizubringen. Da Kinder überwiegend auf den Rücksitzen in Personenkraftwagen sitzen, ist ein Einsatz von Gurtstraffungsvorrichtun gen 1 mit einem eingebauten Drehwinkelsensor 6 besonders vorteilhaft dort einzusetzen. Wegen der positiven Wirkung des Einsatzes des Drehwinkelsensors 6 kann die komplette Lösung aber auch für sämtlich ein Auto verwendeten Gurte zum Einsatz kommen.

Bezugszeichenliste

1

Gurtstraffervorrichtung

2

Gurt

3

Rücksitzelement

4

Rücklehnenelement

5

Tür

6

90°-Drehwinkelsensor

11

Hall-IC-Element

12

Leiterplatte

13

Statorfixierung

14

Ringmagnetelement

15

Zahnrad

16

Deckel

17

Gehäuse

18

Mitnehmerstifte

19

Rotor

20

Rotorachse

21

Flachstecker

22

Steuereinheit

23

Stator

24

Deckeldichtungselement

25

Rotorstiftausnehmungen

26

Deckelklemmring

Claims

1. Gurtstraffervorrichtung, die wenigstens aufweist

- eine Straffungseinheit, mit der ein angelegter Gurt (2) bei einem Unfall zu straffen ist,
- eine Getriebeeinheit mit einem Zahnrad (15), das durch das Herausziehen des Gurtes (2) zwischen 0° und 110° zu verdrehen ist, und
- eine Drehwinkelsensoreinheit (6)

dadurch gekennzeichnet,

- daß wenigstens das Zahnrad (15) in einem Gehäuse (17) angeordnet ist,
- daß in einem Deckel (16) ein Stator (23) mit einer Statorfixierung (13) und ein Rotor (19) der Drehwin kelsensoreinheit (6) vormontiert sind und
- daß mit dem Deckel (16) das Gehäuse (17) zu verschlie ßen ist und dabei der Rotor (19) mit dem Zahnrad (15) verbunden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwinkelsensoreinheit eine nach einem widerstands- oder magnetoelektrischen Prinzip arbeitender Drehwinkel sensor (6) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkelsensor (6) 90°-, ein 110°- oder ein 360°- Drehwinkelsensor ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (19) ein zweipolig-radia les Ringmagnetelement (14) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (23) aus einem magnetisch leitenden Material vorgesehen ist, um den unter Belas sung eines Luftspaltes das Ringmagnetelement (14) posi tioniert ist und in den um einen gleichen Winkel ver setzt vier Luftspalte eingebracht sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei sich gegenüberliegenden er sten Luftspalte ein erstes und ein zweites Hall-IC- Element (11) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei um 90° nebeneinanderliegen den zweiten Luftspalten ein drittes und ein viertes Hall-IC-Element angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die Hall-IC-Elemente (11) mit einer Auswerteeinheit verbunden und mit dieser zusammen auf einer Leiterplatte (12) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (19) Rotorstiftausnehmun gen aufweist, in die auf dem Zahnrad (15) angeordnete Mitnehmerstifte (18) zu stecken sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Deckel (16) wenigstens teilweise von einem Deckelklemmring (26) umgeben ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem aufgesetzten Deckel und dem Gehäuse (17) ein Deckeldichtungselement (24) ange ordnet ist.