DE19941005B4 - Belt force measuring device - Google Patents

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Abstract

Eine zum Messen der während des normalen Fahrbetriebs auf einen Sicherheitsgurt wirkenden Kräfte dienende Gurtkraft-Meßanordnung umfaßt einen Kraftmeßelement-Träger (3), auf dem ein Kraftmeßelement (4) zum Erzeugen eines Meßsignals, welches einer auf den Gurt (1) wirkenden Kraft entspricht, engeordnet ist. Der Kraftmeßelement-Träger (3) ist beidseitig mit Ösen (2) verbunden, in die der Gurt (1) eingeführt und mit Hilfe eines Klemmbügels (5, 6) fixiert werden kann. Als Kraftmeßelement (4) kann beispielsweise ein Dehnungsmeßstreifen verwendet werden.A force measuring element support (3) for measuring forces acting on a safety belt during normal driving comprises a force measuring element support (3) on which a force measuring element (4) for generating a measuring signal corresponding to a force acting on the belt (1), is ordered. The Kraftmeßelement carrier (3) is connected on both sides with eyelets (2), in which the belt (1) can be inserted and fixed by means of a clamping bracket (5, 6). As a force measuring element (4), for example, a strain gauge can be used.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gurtkraft-Meßanordnung, mit der sich auf einen Gurt, insbesondere einen Kraftfahrzeug-Sicherheitsgurt, wirkenden Kräfte messen lassen.The The present invention relates to a belt force measuring device with which a belt, in particular a motor vehicle seat belt, acting personnel can be measured.

Für Kraftfahrzeuge sind unterschiedliche Sicherheitsgurtsysteme bekannt. So wird beispielsweise in der DE 195 17 440 A1 der Anmelderin ein Sicherheitsgurtsystem vorgeschlagen, welches einen Gurtaufroller mit Kraftbegrenzung umfaßt, wobei zum Abbau von unfallbedingten Lastspitzen ein kraftbegrenzendes Deformationselement in den Kraftfluß von einer den Sicherheitsgurt aufnehmenden Wickeltrommel zum Gehäuse des Gurtaufrollers eingesetzt wird.For motor vehicles different safety belt systems are known. For example, in the DE 195 17 440 A1 the applicant proposed a seat belt system comprising a belt retractor with force limitation, wherein a power-limiting deformation element in the power flow is used by a seat belt receiving winding drum to the housing of the belt retractor to reduce accidental load peaks.

Für die Entwicklung derartiger Sicherheitsgurtsysteme sind genaue Kenntnisse über die während des normalen Fahrbetriebs sowie im Falle eines Unfalls auftretenden und auf den Sicherheitsgurt wirkenden Kräfte erforderlich. So sind bereits Kraftmeßanordnungen bekannt, welche in Crash-Versuchen die während eines Unfalls auf den Sicherheitsgurt wirkenden Kräfte erfassen können. Da während eines Unfalls erhebliche Zugkräfte auf den Sicherheitsgurt wirken, müssen diese Kraftmeßanordnungen einen Meßbereich > 10 kN aufweisen.For the development Such safety belt systems are accurate knowledge of the while normal driving and in the event of an accident and forces acting on the seatbelt are required. So already are Kraftmeßanordnungen known in crash tests during an accident on the Safety belt acting forces can capture. Because while an accident considerable pulling forces act on the safety belt, these force measuring arrangements have a measuring range> 10 kN.

Diese bekannten Meßanordnungen sind jedoch nicht dazu geeignet, die während des normalen Fahrbetriebs auf den Sicherheitsgurt wirkenden Auszugs- oder Rückzugskräfte zu erfassen, da diese um mehrere Größenordnungen unterhalb der bei einem Unfall auftretenden Zugkräfte liegen. Zum Messen derartiger kleiner Kräfte, die während des normalen Fahrbetriebs auftreten, sind vielmehr Kraftmeßanordnungen mit einem Meßbereich < 20 N erforderlich.These known measuring arrangements However, they are not suitable for use during normal driving detecting pull-out or withdrawal forces acting on the seatbelt, since these are several orders of magnitude lie below the tensile forces occurring in an accident. For measuring such small forces, the while occur during normal driving, but are Kraftmeßanordnungen with a measuring range <20 N required.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gurtkraft-Meßanordnung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und eine zuverlässige Messung von relativ kleinen Kräften, die auf einen Gurt wirken können, ermöglicht. Insbesondere soll die Gurtkraft-Meßanordnung zum Einsatz in Kraftfahrzeugen für die Messung der während des normalen Fahrbetriebs auf den Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs wirkenden Auszugs- und/oder Rückzugskräfte geeignet und mobil ausgestaltet sein.Of the The present invention is therefore based on the object to provide a belt force measuring arrangement, which is simple and reliable measurement of relatively small forces which can act on a belt, allows. Especially should the belt force measuring arrangement for use in motor vehicles for the measurement of during the normal driving operation on the seat belt of the motor vehicle acting extract and / or Suitable for retreat and be designed mobile.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Gurtkraft-Meßanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.These Problem is in accordance with the present invention by a belt force measuring arrangement solved with the features of claim 1. Define the subclaims respectively preferred and advantageous embodiments of the present invention Invention.

Die erfindungsgemäße Gurtkraft-Meßanordnung umfaßt einen Kraftmeßelement-Träger, auf dem ein Kraftmeßelement zum Erzeugen eines Meßsignals, welches einer auf den Gurt wirkenden Kraft entspricht, angebracht ist, Gurtaufnahmemittel, welche an zwei Seiten des Kraftmeßelement-Trägers angeordnet und mit diesem verbunden sind, um den Gurt an den zwei Seiten des Kraftmeßelement-Trägers aufzunehmen, sowie Gurtbefestigungsmittel, um den Gurt in den Gurtaufnahmemitteln zu fixieren.The Belt force measuring arrangement according to the invention comprises a load cell carrier on which a force measuring element for generating a measuring signal, which corresponds to a force acting on the belt, attached is, Gurtaufnahmemittel, which arranged on two sides of the Kraftmeßelementträger and connected to this, to the strap on the two sides of the To include load cell carrier, and strap attachment means to the strap in the strap receiving means to fix.

Die Gurt-Kraftmeßanordnung, in der als Kraftmeßelement insbesondere ein Dehnungsmeßstreifen (DMS) mit einem Meßbereich < 20 N eingesetzt werden kann, ist derart ausgestaltet, daß sie von dem Gurt lösbar und beliebig an einer anderen Stelle plazierbar ist. Zu diesem Zweck können die Gurtbefestigungsmittel ösenförmig ausgestaltet sein, so daß der Gurt in Form einer Schleife in jeder der Ösen sowohl hinein- als auch herausgeführt wird. In jede Gurtschleife wird dann ein Fixierelement des Gurtbefestigungsmittels eingeführt, welche einen größeren Durchmesser als die Öffnung der entsprechenden Öse besitzt, so daß in jeder Öse eine zuverlässige Fixierung des Gurts möglich ist.The Belt force measurement, in the as a force measuring element in particular a strain gauge (DMS) with a measuring range <20 N used can be, is designed such that they are detachable from the belt and can be placed anywhere in another place. To this end can the Gurtbefestigungsmittel designed eye-shaped be so that the Belt in the form of a loop in each of the eyelets both in and out led out becomes. In each belt loop then a fixing element of the belt fastening means introduced, which has a larger diameter as the opening the corresponding eyelet owns, so that in every eyelet a reliable one Fixation of the belt possible is.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, um ohne Beeinträchtigung des normalen Fahrbetriebs und ohne Umbau des Sicherheitsgurtsystems die während des normalen Fahrbetriebs auf den Sicherheitsgurt wirkenden Kräfte messen und erfassen zu können. Die vorliegende Erfindung ist jedoch selbstverständlich nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann grundsätzlich auf allen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, wo eine möglichst flexible und mobile Erfassung von relativ kleinen Gurtkräften erforderlich ist.The present invention is particularly suitable for use in motor vehicles, around without impairment normal driving and without the safety belt system being remodeled the while Measure forces acting on the seat belt during normal driving and to be able to grasp. Of course, the present invention is not limited to this field of application limited, but basically be used in all fields of application, where possible flexible and mobile detection of relatively small belt forces required is.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention will be described below with reference to the drawing a preferred embodiment explained in more detail.

1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Gurtkraft-Meßanordnung, 1 shows a plan view of a belt force measuring arrangement according to the invention,

2 zeigt eine Teilquerschnittsansicht entlang einer in 1 dargestellten Schnittlinie A-A', und 2 shows a partial cross-sectional view along a in 1 illustrated section line A-A ', and

3 zeigt einen in 1 und 2 dargestellten Klemmbügel. 3 shows an in 1 and 2 illustrated clamp.

Die in 1 gezeigte mobile Gurtkraft-Meßanordnung zum Messen der auf einen Gurt 1, insbesondere einen Kfz-Sicherheitsgurt, wirkenden Gurtkräfte, umfaßt als wesentliche Bestandteile einen Kraftmeßelement-Träger 3, damit verbundene oder daran befestigte Ösen 2, durch die jeweils das Gurtband 1 wie in 2 gezeigt zu führen ist, sowie einen in Einzeldarstellung in 3 gezeigten Klemmbügel 5 mit Fixierelementen 6, um das Gurtband 1 in den Öffnungen der beiden Ösen zu fixieren und somit die Gurtkraft-Meßanordnung in einer gewünschten Position an dem Gurt 1 zu befestigen.In the 1 shown mobile belt force measuring assembly for measuring the on a belt 1 , In particular a motor vehicle seat belt, acting belt forces, comprises as essential components a Kraftmeßelementträger 3 , eyelets attached or attached to them 2 , through each of which the webbing 1 as in 2 shown is to lead, as well as one in detail in 3 shown clamp 5 with fixing elements 6 to the webbing 1 to fix in the openings of the two eyelets and thus the belt force measuring arrangement in a desired position on the belt 1 to fix.

Auf dem Kraftmeßelement-Träger 3 ist ein Kraftmeßelement 4 angebracht, welches einen relativ kleinen Meßbereich, insbesondere < 10 N, aufweist. Bei dem in 1 gezeigten Kraftmeßelement 4 handelt es sich insbesondere um einen Dehnungsmeßstreifen, der bei Dehnung des in diesem Fall aus einem dehnbaren Material bestehenden Kraftmeßelement-Trägers 3 ein entsprechendes Meßsignal liefert, welches einer auf den Gurt 1 wirkenden Auszug- oder Rückzugkraft entspricht und von einem (nicht gezeigten) externen handelsüblichen Meßgerät nach entsprechender Eichung ausgewertet und aufgezeichnet werden kann.On the force measuring element carrier 3 is a force measuring element 4 attached, which has a relatively small measuring range, in particular <10 N has. At the in 1 shown force measuring element 4 in particular, it is a strain gauge which, upon elongation of the force measuring element carrier in this case made of a stretchable material 3 provides a corresponding measurement signal, which one on the belt 1 acting extract or retraction force and can be evaluated and recorded by an (not shown) external commercial meter after appropriate calibration.

Zum Befestigen der Gurtkraft-Meßanordnung an dem Gurtband 1 wird folgendermaßen vorgegangen.To attach the belt force measuring assembly to the webbing 1 the procedure is as follows.

An der zum Messen vorgesehenen Stelle des Gurtbands 1 wird das Gurtband beidseitig durch die Ösen 2 des Kraftmeßelement-Trägers 3 geführt, wobei dies insbesondere wie in 2 gezeigt geschieht. D. h. das Gurtband 1 wird in jede der beiden Ösen 2 sowohl von oben nach unten als auch wieder von unten nach oben (oder umgekehrt) geführt, so daß in jeder Öse 2 eine Gurtschlaufe vorhanden ist. In diese Gurtschlaufen werden die Fixierelemente 6 des Klemmbügels 5 seitlich derart eingeführt, daß das Gurtband 1 zwischen dem jeweiligen Fixierelement 6 und der Berandung der jeweiligen Öse 2 eingeklemmt wird.At the location of the webbing intended for measurement 1 The webbing is on both sides through the eyelets 2 of the force-measuring element carrier 3 this particular as in 2 shown happening. Ie. the webbing 1 gets into each of the two eyelets 2 both from top to bottom and again from bottom to top (or vice versa) out, so that in each eyelet 2 a belt loop is present. In these belt loops, the fixing elements 6 of the clamp 5 inserted laterally so that the webbing 1 between the respective fixing element 6 and the border of the respective eyelet 2 is trapped.

Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, können die Fixierelemente 6 insbesondere dreieckförmig oder giebeldachförmig ausgestaltet und mit ihrer Unterseite mit dem Klemmbügel 5 verbunden, beispielsweise aufgeschweißt sein. Durch die Dreiecksform wird gewährleistet, daß sich der Durchmesser des Fixierelements 6 zu der Öffnung der Öse 2 hin verringert, wobei jedoch Voraussetung für die Klemmwirkung ist, daß der größte Durchmesser des Fixierelements 6 größer als der Öffnungsdurchmesser der entsprechenden Öse 2 ist. Der Spitzendurchmesser des dreieckförmigen Fixierelements ist kleiner als der Öffnungsdurchmesser der entsprechenden Öse 2, so daß die Spitze des Fixierelements 6 in die Ösenöffnung 2 hineinragen kann. Auf diese Weise wird insbesondere bei Ausübung einer beidseitigen Zugkraft auf das in der Öse 2 befindliche Gurtband 1 ein zuverlässiges Einklemmen und Arretieren des Gurtbands 1 in der Öse 2 gewährleistet. Selbstverständlich kann der Klemmbügel 5 bzw. die daran befestigten Fixierelemente 6 auch andersartig geformt sein.How out 2 and 3 it can be seen, the fixing elements 6 in particular triangular or gabled roof-shaped and with its underside with the clamp 5 connected, for example, be welded. The triangular shape ensures that the diameter of the fixing 6 to the opening of the eyelet 2 reduced, but is a prerequisite for the clamping effect that the largest diameter of the fixing 6 larger than the opening diameter of the corresponding eyelet 2 is. The tip diameter of the triangular-shaped fixing element is smaller than the opening diameter of the corresponding eyelet 2 so that the tip of the fixing element 6 in the eyelet opening 2 can protrude. In this way, in particular when exercising a bilateral tensile force on the in the eyelet 2 located webbing 1 a reliable clamping and locking of the webbing 1 in the eyelet 2 guaranteed. Of course, the clamp 5 or the fixing elements attached thereto 6 also be shaped differently.

Nach Anschluß des Kraftmeßelements 4 an ein Meßgerät kann schließlich die gewünschte Gurtkraftmessung durchgeführt werden.After connection of the force measuring element 4 Finally, the desired belt force measurement can be performed on a measuring device.

Die in 1–3 gezeigte Gurtkraft-Meßanordnung kann jederzeit wieder von dem Gurtband 1 gelöst werden, wozu einfach der Klemmbügel 5 mit den daran befestigten Fixierelementen 6 seitlich aus den beiden Gurtschlaufen herausgezogen werden muß. Anschließend kann die Meßanordnung wie oben beschrieben wieder an jeder beliebigen Stelle desselben Gurtbands 1 oder auch eines anderen Gurtbands befestigt werden.In the 1 - 3 shown belt force measuring assembly can at any time again from the webbing 1 to be solved, what the clamp simply 5 with the fixing elements attached thereto 6 must be pulled out laterally from the two belt loops. Subsequently, the measuring arrangement as described above again at any point of the same webbing 1 or another webbing attached.

Anstelle der oben beschriebenen Ösenlösung mit Klemmbügel sind auch andere Lösungen denkbar, die ein Anbringen der Gurtkraft-Meßanordnung an einer beliebigen Stelle des Gurtbands 1 erlauben. So ist beispielsweise eine Ausgestaltung der Gurtkraft-Meßanordnung derart möglich, daß sie an dem Gurtband 1 mit Hilfe von Klemmen lösbar befestigt werden kann. Darüber hinaus können neben Dehnungsmeßstreifen selbstverständlich auch andere Kraftaufnehmer als Kraftmeßelement 4 verwendet werden.Instead of the above-described Ösenlösung with clamp other solutions are conceivable, attaching the belt force measuring assembly at any point of the webbing 1 allow. Thus, for example, an embodiment of the belt force measuring arrangement is possible such that it on the belt 1 can be releasably secured by means of clamps. In addition to strain gauges, of course, other force transducer as force measuring 4 be used.

11
Sicherheitsgurtsafety belt
22
Öseeyelet
33
Kraftmeßelement-TrägerForce measuring carrier
44
Kraftmeßelementforce measuring element
55
Klemmbügelclamp
66
Klemmelementclamping element

Claims (10)

Gurtkraft-Meßanordnung zum Messen der auf einen Gurt wirkenden Kräfte, gekennzeichnet durch einen Kraftmeßelement-Träger (3), an dem ein Kraftmeßelement (4) zum Erzeugen eines Meßsignals, welches einer auf den Gurt (1) wirkenden Kraft entspricht, angebracht ist, Gurtaufnahmemittel (2), welche an zwei Seiten des Kraftmeßelement-Trägers (3) angeordnet und mit diesem verbunden sind, um den Gurt (1) an den zwei Seiten des Kraftmeßelement-Trägers (3) aufzunehmen, und Gurtbefestigungsmittel (5, 6), um den Gurt in den Gurtaufnahmemitteln (2) zu fixieren.Belt force measuring arrangement for measuring the forces acting on a belt, characterized by a force measuring element carrier ( 3 ), on which a force measuring element ( 4 ) for generating a measuring signal, which one on the belt ( 1 ) acting force, is attached, webbing receiving means ( 2 ), which on two sides of the Kraftmeßelementträger ( 3 ) are arranged and connected to this to the belt ( 1 ) on the two sides of the force-measuring element carrier ( 3 ) and belt fasteners ( 5 . 6 ) to the belt in the webbing receiving means ( 2 ) to fix. Gurtkraft-Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmeßelement (4) ein Dehnungsmeßstreifen-Element ist, und daß das Kraftmeßelement (4) fest mit dem Kraftmeßelement-Träger (3), der aus einem dehnungsfähigen Material gefertigt ist, verbunden ist.Belt force measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the force measuring element ( 4 ) is a strain gauge element, and that the force measuring element ( 4 ) fixed to the force-measuring element carrier ( 3 ), which is made of a stretchable material is connected. Gurtkraft-Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtkraft-Meßanordnung lösbar von dem Gurt (1) ausgestaltet ist.Belt force measuring arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the belt force measuring arrangement is detachable from the belt ( 1 ) is staltet. Gurtkraft-Meßanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtaufnahmemittel (2) jeweils eine Öffnung zur Aufnahme des Gurts (1) aufweisen.Belt force measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the belt receiving means ( 2 ) each have an opening for receiving the belt ( 1 ) exhibit. Gurtkraft-Meßanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtbefestigungsmittel (5, 6) derart ausgestaltet sind, daß durch die Gurtbefestigungsmittel (5, 6) der Gurt (1), welcher in die Öffnung jedes Gurtaufnahmemittels (2) sowohl hinein- als auch herausgeführt ist, in jedem Gurtaufnahmemittel (2) fixierbar ist.Belt force measuring arrangement according to Claims 3 and 4, characterized in that the belt fastening means ( 5 . 6 ) are configured such that by the Gurtbefestigungsmittel ( 5 . 6 ) the belt ( 1 ), which in the opening of each webbing receiving means ( 2 ) both in and out, in each webbing receiving means ( 2 ) is fixable. Gurtkraft-Meßanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtbefestigungsmittel (5, 6) zwei Fixierelemente (6) umfassen, wobei jedes Fixierelement (6) einem der Gurtaufnahmemittel (2) zugeordnet ist.Belt force measuring arrangement according to claim 5, characterized in that the belt fastening means ( 5 . 6 ) two fixing elements ( 6 ), each fixing element ( 6 ) one of the belt receiving means ( 2 ) assigned. Gurtkraft-Meßanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fixierelement (6) derart ausgestaltet ist, daß es in eine durch das Hinein- und Herausführen des Gurts (1) in die Öffnung des entsprechenden Gurtaufnahmemittels (2) gebildete Gurtschleife einführbar ist, wobei jedes Fixierelement (6) einen größeren Durchmesser als die Öffnung des entsprechenden Gurtaufnahmemittels (2) aufweist, so daß der Gurt (1) nach Einführen des Fixierelements (6) in die entsprechende Gurtschleife zwischen dem Fixierelement (6) und einer Berandung des entsprechenden Gurtaufnahmemittels (2) eingeklemmt wird.Belt force measuring arrangement according to claim 6, characterized in that each fixing element ( 6 ) is configured such that it is in a by the in and leading out of the belt ( 1 ) in the opening of the corresponding belt receiving means ( 2 ) formed Gurtschleife is insertable, each fixing element ( 6 ) has a larger diameter than the opening of the corresponding belt receiving means ( 2 ), so that the belt ( 1 ) after insertion of the fixing element ( 6 ) in the corresponding belt loop between the fixing ( 6 ) and a boundary of the corresponding belt receiving means ( 2 ) is trapped. Gurtkraft-Meßanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fixierelement (6) einen sich zu der Öffnung des entsprechenden Gurtaufnahmemittels (2) hin verringernden Durchmesser aufweist, wobei der größte Durchmesser des Fixierelements (6) größer als der Durchmesser der Öffnung des entsprechenden Gurtaufnahmemittels (2) und der kleinste Durchmesser des Fixierelements (6) kleiner als der Durchmesser der Öffnung des entsprechenden Gurtaufnahmemittels (2) ist.Belt force measuring arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that each fixing element ( 6 ) to the opening of the corresponding webbing take-up means ( 2 ) decreasing diameter, wherein the largest diameter of the fixing element ( 6 ) greater than the diameter of the opening of the corresponding webbing take-up means ( 2 ) and the smallest diameter of the fixing element ( 6 ) smaller than the diameter of the opening of the corresponding webbing take-up means ( 2 ). Gurtkraft-Meßanordnung nach einem der Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtbefestigungsmittel (5, 6) ein die beiden Fixierelemente (6) verbindendes Verbindungselement (5) umfassen.Belt force measuring arrangement according to one of claims 6-8, characterized in that the belt fastening means ( 5 . 6 ) one the two fixing elements ( 6 ) connecting connecting element ( 5 ). Verwendung einer Gurtkraft-Meßanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Messen von auf einen Kraftfahrzeug-Sicherheitsgurt (1) während des normalen Fahrbetriebs des entsprechenden Kraftfahrzeugs wirkenden Kräfte.Use of a belt force measuring arrangement according to one of the preceding claims for measuring for a motor vehicle seat belt ( 1 ) forces acting during normal driving operation of the corresponding motor vehicle.
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