DE2750311A1 - Reibgedaempfter pendelsensor - Google Patents

Reibgedaempfter pendelsensor

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DE2750311A1
DE2750311A1 DE19772750311 DE2750311A DE2750311A1 DE 2750311 A1 DE2750311 A1 DE 2750311A1 DE 19772750311 DE19772750311 DE 19772750311 DE 2750311 A DE2750311 A DE 2750311A DE 2750311 A1 DE2750311 A1 DE 2750311A1
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Description

27503 Π
Allied Chemical Corporation, lorri" tov/n, :Jew Jersey O706O /USA
Peibged"impfter Pendelsensor
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung an einem Pendel, das als Sensor fir Veränderungen der Beschleunigung, Abbremsung oder der Ausrichtung verwendet wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Pendel, bei welchem ein Pendelkopf und -iine Pendelstütze jeweils eine Berührungsoberfl.iche haben, welche Vibrationen, Schwingung und eine nendel- oder schraubenförmige Bewegung dämpft, um eine unerwünschte Tätigkeit zu verhindern. Das pond3l kann in einem Sicherheitsgurtretraktor in einer, Fahrzeug, ζ. Ώ. einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. In Einern Sicherheitsgurtaufroller als Sensor verwendete Pendel sind in den folgenden US-Patentschriften beschrieben: 3 480 367 (Kovacs et al); 3 838 831 (Bell); 3 22·') O53 (Petty); 3 343 765 (Baker); 3 503 720 und 3 573 (Kell); 3 835 753 (Connors); 3 889 808 (Ziv) ; 3 331 878 (Γ-riffin); 3 439 032 (Lewis et al); und in der US-Patentanmeldung nit der Serial-Uo. 660 503, angemeldet am 23. l^ebruar 1976 i;i ".SA auf die lanen Γ.. Huff und J. P laut.
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nie vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ^iiid richtung zum Abfühlen der verMndorun-fen der Beschleunigung, Abbrersung odar Ausrichtung, nie Vorrichtung '.reist ir. '.-/esontlichen ainen kreisförmigen Pendelkopf, einen Pendelschaft und eine im './osontlichan kreisförmige Halterung fir den Pendolkoof auf. Insbesondere betrifft die vorliegend-; Erfindung eine "orbmsorung zur Verhinderung unerwünschter '"'itigkoit der Pendelvorrichtung. Κίτ1 solche unerwünschte T :it irrkeit kann z. 13. aln "rgebnis der Vibration, Oszillation oder ler ' i^iralförr.igon g" oder "schraubenförmigen ne-veaung" er folgen.
Di? Pendelvorrichtuno '.'Pist folgende Teile auf: eine erste Ur"-f angsber Tirungsoberf IM ehe und eine ■r/oite Urf ingsberihrungsoLierfl-äche. nie ersto Umfangsb'jr'ihrungsoberfl'iche befindet sich auf einer Unterseite des Pendelkonfes. Die erste ''eruhrunfsoberflache erstreckt sich im ".-.'Gsentlichen längs des Umfangs um einen inneren Umfang von mindestens einem Teil der Unterseite der, Pendelkopfes herum und erstreckt sich radial nach außerhalb von einer Stelle neben den Pendelschaft.
Die zweite Umfangsberührungsoberflache befindet sich auf der Pendelhalterung oder -stutze. Die erste Beriihrungsoberflache des Pendelkopfes ruht auf der zweiten Berührungsoberfläche der Halterung. Die zweite Berührungsoberfliehe haltert oder stützt den Pendelkonf. Die erste 3erflhrung3Oberfliehe und die zweite Berührungsoberfl'iche haben jeweils ein ar Umfang schräg geneigtes Teil, nie Schrägteile sind unter einem Winkel zur Vertikalebene
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anneordnet. Mindestens ein Teil des Schr'igteils der ersten 3eriihrun<73oborfl'iche ruht auf mindestens einem Teil des Schrägteils der zweiten Herihruncsoberflache.
Die Pendelhalterung '/^ist einen sich nach oben erstreckenden Unfangsvorsprung auf, der ein oberes Teil und ein Bodenteil
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöolichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine vertikale Schnittanaicht der Pendelvorrichtung gemäß der Erfinduna und
Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht einer Fahrzeug-Sicherheitsourt-Aufwickelvorrichtung unter Verwendung der Pendelvorrichtung gemäß der Erfindung.
Gemäß Fiaur 1 v/eist die allgemein mit 2 bezeichnete Pendelvorrichtung gemäß der Erfindung einen im wesentlichen kreisförmigen Pendelkopf 4, einen Pendelschaft 6 und eine im wesentlichen kreisförmige Stütze, die im allgemeinen mit 8 bezeichnet ist, für den Pendelkopf 4 auf. Die Verbesserung gemäß der Erfindung für die Pendelvorrichtung 2 weist folgendes auf: Eine erste Umf angsberiihrungsoberflache, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, und eine zweite Umfangsberührungsoberflache,
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die allgemein mit 12 bezeichnet ist. Die erste Umfangsberührungsoberfläche 10 befindet eich auf mindestens einem Teil einer Unterseite des Psndelkopfes 4. Die erste BarührungToberflüche 10 erstreckt sich längs des ümfanges um einen inneren Umfang der Unterseite des Pendelkopfes 4 herum und erstreckt sich radial nach außen von einer Stelle 14 aus neben dem Pendelschaft 6 zu einer schräggeneigten Timfangsausladung 15 oder einem Umfangsvorsprung 15 auf dem äußeren Umfang des Pendelkopfes 4.
Die zweite Umfangsberührungsoberflache 12 befindet sich auf der Pendelhalterung 8. Mindestens ein Teil der ersten Berührungsoberfläche 10 des Pendelkopfes 4 ruht auf mindestens einem Teil der zweiten Berührungsoberfläche 12 der Halterung 8. Mindestens ein Teil der zweiten Berührungsoberflache 12 stützt den Pendelkopf 4 ab. Die erste Berührungsoberi:lache 10 und die zweite Berührungsoberfläche 12 haben jeweils ein am Umfang geneigtes Teil 16. Vorzugsweise weist die erste .Berührungsoberfläche 10 ein horizontales Umfangsteil 18 auf, und die zweite Bcrührungsoberflächa 12 weist auch ein horizontales Umfangsteil 19 auf. Die schrägen Teile 16 sind unter einem Winkel 20 zur Vertikalebene 22 angeordnet. Vorzugsweise liegt der Winkel 2o -3er geneigten Teile 16 der ersten B3rührungsoberflache 10 und der zweiten Berührungsoberfläche 12 zur Vertikalebene 22 zwischen 30 und 60 . Vrozugsweise beträgt der Winkel 2O der SchrägteilG 16 niherungsweise 4 5°.
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T is horizontale Toil 18 erstreckt sich radial nach außen von derr "">chi-T'i erteil 1" der ersten Torührungsoiier fläche 10 zu dem Vor.Tnrung oder der Ausladung 15 hin. Das horizontals Teil dor zweiten lorührungso^erfleiche erstreckt ~>ich radial nach außen von den·: aenoiiten Teil 16 der zweiten Perihrungsoberflache 12 zu einer :iußeren Umfang auf der zweiten 3erührungsoberfläche 12 hin. Mindestens ein Teil de-, geneigten Teils der ernten BerührungsoberflMche 10 ruht auf mindestens einem Teil des geneigten Teils 16 der zweiten Herührungsoberflüche 12. Im Idealfall kann mindestens ein Teil des horizontalen Teilr. 18 der ersten Berührungsoberflache 10 auf mindestens einam Teil des horizontalen Teils 19 der zweiten Berührungsoberfläche 12 ruhen. Vorzugsweise und für eine leichte Herstellung sowie für die Ermöglichung vernünftiger Toleranzen ruht das horizontale Teil 18 nicht auf dem horizontalen Teil 19. Stittdessen befindet sich ein kleiner Spalt 24 zwischen deir horizontalen Teil 18 und dem horizontalen Teil 19. Wenn die Pendelvorrichtung 2 durch Beschleunigung, Abbremsung oder Richtungsänderung betätigt wird, können der Pendelkopf 4 und der Schaft 6 in einer beliebigen seitlichen Richtung schwingen oder schwenken. Falls die Schwingung oder Schwenkbewegung groß genug ist, schwenkt das horizontale Teil 18 auf dem horizontalen Teil 19 an einer Schwenkstelle 25, die auf dem äußeren Umfang des horizontalen Teils 19 angeordnet ist. Die Pendelhalterung 8 weist einen sich nach aufwärts erstreckenden Umfanqsvorsprung 26 auf. Der obere Teil des Vorsprungs 26 ist zum Bodenteil des Vorsprungs 26 unter einem
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Winkel 28 zwischen 10 und 45 nach innen geneigt.
Gemäß Figur 2 kann die Pendelvorrichtung 2 in einer Sicherheitsgurt-Aufwickelvorrichtung 28 zwecks Betätigung einer Klinke 30 unter Notfallbedingungen verwendet werden, um mit einem Ratschenrad 32 in Eingriff zu kommen und eine Haspel 34 zu blockieren oder zu sperren, um ein weiteres Abwickeln eines Sicherheitsgurtes 36 zu verhindern. Ms Ergebnis kann die Pendelvorrichtung 2 gemäß der Erfindung als Sensor zum Abfühlen einer Veränderung der Beschleunigung, Abbremsung oder Richtung eines Fahrzeuges verwendet werden, in welchem der Retraktor oder die Gurtaufwickelvorrichtung 28 angebracht ist. Weitere Einzelheiten und Ausführu-ngen des Betriebes eines solchen Pendelsensors in einer Gurtaufwickelvorrichtung 28 sind in der US-Patentschrift 3 838 831 beschrieben, die auf den Namen Lon E. Bell am 1. Oktober 1974 ausgegeben ist.
Ein Feststellen ist vorgesehen durch die Schwenkbewegung zwischen dem Kopf 4 und der Schwenkstelle 25 oben auf dem Vorsprung 26. Die Pendelvorrichtung 2 beginnt sich erst zu bewegen, wenn das Massenzentrum des Pendelgewichts 38 der Pendelvorrichtung 2 in Flucht zu einer im wesentlichen vertikalen Ebene liegt, welche durch die Schwenkstelle 25 geht. Beschleunigungen unterhalb einer vorgewählten Größe oder Amplitude, z. B. solche, wie sie durch Straßenschwingungen und dergleichen erzeugt werden, haben eine Größe oder einen Ausschlag, der nicht ausreicht,
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um das MaswnzentruF des Pendelgewichts 38 in Flucht zu der irr wesentlichen vertikalen Ebene durch die Schwenksteile 25 zu bringen, nie Pendelvorrichtung 2 verbleibt in der im v;esentlichen vertikalen Stellung und wird erst in Hievsgung gesetzt, wenn ihre BetJ'tigungsbewegung erforderlich ist. Der Pendelkopf 4 wird erst dann zur Betätigung der Klinke 30 angehoben, wrnn die 3eschleunigungskraft auf ds1! Pendelgev/icht 33 ein Moment überwindet, velc'.ies das Produkt derjenigen Kraft ist, die sich aus den Gewicht der Pendelvorrichtung 2 plus der Klinke 30 ergibt, und dem Abotand von der Schweißstelle 25 zu einer vertikalen Mittellinie 40. Deshalb unterliegen die Pendelbestandteile weniger den Abrieb, und der Abstand, um den sich der Pendelkopf 4 während der Betätigung der Klinke 30 bewegt, verbleibt konstant. Der Retraktor bzw. die Hurtaufwickelvorrichtung 2R hat also eiie höhere Zuverlässigkeit und niedrigere Wartungskoster als durch Trägheit durch Pendeleinrichtungen betätigte Petraktoren, welche von einer Befestigung mit Kugel und Sockel oder Büchse abhängen.
Durch die vorliegende Erfindung werden Schwingungen, Oszillationen, Vibrationen und "wendelförmige Bewegungen" gedämpft und infolgedessen eine unerwünschte Betätigung der Pendelvorrichtung 2 sowie ein unerwünschtes Sperren des Retraktors 28 verhindert. Beispielsweise kann eine in einem Gurtaufwickler, der in einem Fahrzeug befestigt ist, verwendete Pendelvorrich tung 2 Schwingungen unterworfen werden, die sich von Straßen-
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Unebenheiten oder Motorvibrationen ergeben. Tie vorliegende Erfindung sorgt fär eine Dämpfung dieser Vibrationen oder Schwingungen, bis die Schwenkbewegung des Pendelkopfos 4 und des Pendelschaftes 6 einen vorbestimmten 3etrag erreicht haben. Als weiteres Beispiel kann die in einer CurtauWickelvorrichtung verwendete Pendelvorrichtung 2 betätigt werden, sobald das Fahrzeug um eine scharfe Kurve fährt. Machdem das Fahrzeug die Kurve ganz durchfahren hat und der Pendelkopf 4 sowie der Pendelschaft δ zu einer im wesentlichen vertikalen Position zurückschwenken7versuchen Pendelkopf 4 und Pendelschaft 6 zu schwingen, bevor sis in einer im wesentlichen vertikalen Stellung zur Puhe kommen. Während dieser Oszillation oder Schwingung kann der Sperrmechanismus der Gurtaufwickelvorrichtung sonst den Retraktor oder die Gurtaufwickelvorrichtung in einer gesperrten Position halten. ErfindungsgemäO ist diese Schwingung gedämpft, und der Pendelkopf 4 sowie der Pendelschaft 6 werden veranlaßt, schneller in eine Ruhestellung in einer in wesentlichen vertikalen Konfiguration zurückzukehren, was zu einem schnelleren Entsperren der Gurtaufwickelvorrichtung führt. r*alls als drittes Beispiel das Fahrzeug von der Seite gestoßen wird und sich zu drehen beginnt, kann dies verursachen, daß der Pendelkopf 4 sich in einer im wesentlichen horizontalen Ebene zur Pendelhalterung 8 dreht. Eine solche schnelle Rotation kann die "wendeiförmige bzw. schraubenförmige Bewegung" hervorrufen, d. h. eine fortlaufende schnelle Drehung des Pendelkopfes 4 in einer im wesentlichen horizontalen Ebene, nachdem das Fahrzeug mit der schnellen Drehung
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aufhört. Oie vorlieaende Erfinduna reduziert solche "spiralförmigen oder v/ende 1 form igen Bewegungen" .
Tie auf das Fahrzoua aufaebrachte Kraft, die notwendig ist, um die Pendelvorrichtung 2 zu betätigen, kann in Begriffen der Beschleunigung aufgrund der .Schwerkraft ausgedrückt werden, die nähorungsweise 32,2 Fuß/Sek. beträgt, die nachfolgend als "α" abgekürzt wird. Bei einem typischen Beispiel kann die Pendelvorrichtung 2 so ausgestaltet sein, daß sie in Tätigkeit tritt und die Gurtaufwickelvorrichtung 23 zu sperren veranlaßt, wenn eine Kraft von etwa 0,4 g auf die Gurtaufwickelvorrichtung 2 8 aufgebracht wird, wodurch die Pendelvorrichtung 2 um etwa 12 aus ihrer vertikalen Stellung herauszuschwenken veranlaßt wird. Falls das Pendel unter solchen Umständen um mehr als 12° schwenkt, sperrt die Gurtaufwickelvorrichtung 23. Falls das Pendel weniger als 12 schwenkt oder schwingt, sperrt die Gurtaufwickelvorrichtung 28 nicht. Ks gibt ferner 3° Bewegungsverlust in der Pendelschwingung.Ein solcher Bewegunasverlust ist das Ergebnis von "ieibkräften in den verschiedenen Bestandteilen des Systems, einschließlich der Klinke und des Ratschenrades.
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L e e r s e i t e

Claims (7)

Dr. Hans-Heinrich Willrath t Dr. Dieter Weber Dipl.-Fhys. Klaus beiffert PATENTANWÄLTE d-62 Wiesbaden ι s/3 Guittv-Freytan-Stnie B Telegrammadresse: WILLPATENT Τβ|βχ: 4 .186Z47 File 2OOO-505 Allied Chemical Corporation, Morristovm, Jew Jersey O70<iO / ν .1 ■'.eibnerl'ipofter Pendel sensor Priorität: 11. November 10 7ü in US*, Serial-Io. 740 9O Patentansprüche
1. Pendelvorrichtung zum Abfühlen von Veränderungen der Beschleunigung, Abbremsung oder Ausrichtung der Vorrichtung, vorzugsv/eise für eine Sicharheitsgurtaufwickelvorrichtung, wobei die Vorrichtung einen in wesentlichen kreisförmigen "endelkopf und einen an einen Pendelgevicht angeordneten Pendelechaft sowie eine im wesentlichen kreisförmige Halterung f;ir den Pendelkopf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verneidung einer uner-
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wünschten ritifkcit der Pendelvorrichtung eine erste Umfangs-" lerührungsnberf l'ic ie (10) auf einer Unterseite des Pendelko-»- fes (-1) vornesehen ist, di-"> inte '5erTirungsoberflache (10) ii^h linos des Urfangs um einen inneren Umfang mindestens oine:3 Toil3 dor Unterseite des Pendelkonfes (4) und radial auswärts von einer Stelle (14) neben der Penclelschaft (6) ■erstreckt, eine zweite Umfanasberährunasoberflache (12) auf der Halteruna (°>) vorossehon ist, mindestens ein Teil der ersten BerühruncTo'vjrfl:iche (10) des Pendelkonfes (4) auf irindestens einen Teil der zweiten Ber'ihrungsoberflache (12) der Halterung (8) ruht, mindestens ein Teil der zweiten Berihrunasoberflache (12) den Pendelkonf (4) haltert, die erste Berührungsoberfläche (10) und die zweite Berührungsoberflüche (12) jev;eils ein irn wesentlichen lineares oder geradliniges, geneigtes, Unfangsteil (15) aufweisen, das unter einen 'iinkel (20) zu einer vertikalen Linie (22) anaeordnet ist, daß das geneigte Teil (16) der ersten Berührungsoberflache (10) auf mindestens einem Teil des geneigten Teils der zweiten "Serahrunasoberflache (12) ruht und daß die Pendelhalterung (8) einen sich nach oben erstreckenden Umfangsvorsnrung (26) aufweist, auf welchem der Pendelkopf (4) während der Betätigung schwenkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die arste Berührung-Oberfläche (10) und die zweite Berührungsoberflache (12) jeweils ferner ein horizontales Umfangsteil (18, 10) aufweisen, welches sich radial auswärts von einem äußeren
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IJrfang der Schr'igteile (1G) erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch rekennzeichnet, r^aii der Winkel (20) der Sehrigteile (16) flor ernten und der zweiten ^erührunosoberf Tichc (10, 12) zur Vertikale1.one (22) zwischen 30° und G0° liegt.
4. Vorrichtung nach Ansiruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (20) der Schr'icTteile (16) der ernten und zweiten Berührunosoberflücha (10, 12) zur Vertik^lebene et·.»α 4 5° betrat.
5. Vorrichtung nach in^iruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.n. -Vr Urfanqsvorsorung (2G) der Pendelhalterung (?) ein oberem und ein Hodente.il aufT-/oi3t und da3 da", obere Teil d-ίτ Vor-"ru'iqs (26) bezüglich des "odenteiln den Vor Sprunges (26) nach innen geneigt i^t.
6. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 1 '·■>!.- 5, dadurch gekennzeichnet, dg T die er-te i3erührungsoberfl'iche (^0) und die zweite '3erührungsoberfläche (12) jev/eils ein horizontales Umfangsteil (13, 11) haben, die Schrägteile (16) unter einen Winkel (20) in 3izug auf eine vertikale Linie (22) angeordnet sind und da"? horizontile Teil (13, 19) sich von den 3chr igtjil (T>) zu ">iner 7'u.°onunc^ng der ersten und zweiten 'ior'ihrungsober-ΓΓ-chen (1O, 12) er^jtreckt und daT die horizontalen Toile (1", T)) sich radial aiiT-z'irt'? von einem iußeren nr^fang der
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r.chr'"'r't° i Io (1 r>) erntric/.on, --.O-IOi rirrV^tons oin Toil ^■->-, .-τοΓ,τί^'ΐ'ίΛ ο''1^r "-c'ir'iat;i 1 ~ (1G) ;V;r or^ten 'lerährungsoborfl"chc (1°) auf mindestens einer Teil ilen geneigten odor Scurägteili (1^) dor zweiten "-jcührungsoborf l"lche (12) ru'it.
7. Vorrichtung nach ·2ίη?Γ der Annnr'äche 1 bis G, dadurch gekennzeichnet, da", der Pendelkonf (1) einen Vorsorung od^r ninon 'Jbarhann bzw. eine Ausladung (15) rund un den Müderen Mr-fang 'Ie^ r>endol1:opres (\) hit, eine erste Ur". fangsber"ihrunmoborfl'iche (1O) auf einem Teil einer Unterseite des Pendslkopfes (4) vorgesehen ist, die erste Derührungsoberfl'iche (10) 3ich arr: Um fan" um einen Innenumfang mindestens einen Teils der Unterseite des Pendelkopfes (4) erstreckt und sich radial von einer Stelle (14) neben den Pendelschaft K>) zu der Ausladung (15) hin erstreckt, daß die geneigten oder SehrMerteil* (16) unter einem Winkel (20) bezüglich einer Vertikalebene (22) angeordnet sind, das horizontale Teil (13) der ersten 3ejührungsoberflache (10) sich radial nach auswärts von dem Schrägteil (16) der ersten Berührungsober flache (10) zu der Ausladung (15) des Pendelkopfes (4) hin erstreckt, das horizontale Teil (19) der zweiten Beriihrungsoberflache (12) sich radial nach auswärts von dem Hchrügteil (16) der zweiten Uerhrungsoberflache (12) zu einem äußeren Umfang der zweiten Berührungsoberfläche (12) hin erstreckt und daß din horizontalen Teile (18, 10) sich radial auswärts von einem äußeren Umfang
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der Schrägteile (1G) erstrecken, mindestens ein Toil de3 Schräateils (16) der ersten Berührungsoherflache (10) auf mindestens einem Teil des Schr'igteils (16) der zv/eiten Berührungsoberfläche (12) ruht und daß dia Berührungsoberflächen (10, 12) einen Spalt (24) zwischen dem horizontalen Teil (18) der ersten Hex?firungoberfläche (12) und dom horizontalen Teil (19) der zweiten Herührunqsoberfläche (12) haben.
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