DE4029441A1 - Sensoreinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Sensoreinrichtung, insbesondere zur Aktivierung der Sperrung von Kraft­ fahrzeugsicherheitsgurtaufrollern, mit einer Sensor­ masse, die sich während des normalen Fahrbetriebs in einer Ruhelage befindet und bei einer vorbestimm­ ten Beschleunigung und/oder bei einem vorbestimmten Kippwinkel des Kraftfahrzeuges aus ihrer Ruhelage bewegt wird.

Sensoreinrichtungen dieser Art sind seit langem in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Sensor­ massen in der Form von Kugeln, Pendeln, oder der so­ genannte "tumbling man" werden direkt im Sicher­ heitsgurtaufroller eingebaut. Diese bekannten Lösun­ gen haben sich bei Aufrollautomaten bewährt, die an der B-Säule oder am Boden des Kraftfahrzeuges ange­ bracht werden.

Seit kurzem sind sogenannte sitzintegrierte Gurtsy­ steme bekanntgeworden. Bei diesen Systemen findet ein herkömmlicher 3-Pkt-Gurt Verwendung, dessen Ver­ ankerungspunkte allerdings nicht mehr an der Karos­ serie direkt, sondern am Sitz des Fahrzeuges befe­ stigt sind. Der Gurtaufroller selbst kann sich da­ bei entweder unter dem Sitzkissen oder in der Lehne befinden. Da in modernen, komfortabel ausgestatte­ ten Fahrzeugen sowohl das Sitzkissen als auch die Rückenlehne in ihrer Neigung verstellt werden kön­ nen, findet sich somit kein Platz, an dem der Gurt­ aufroller ein relativ zur Karosserie feste Lage einnehmen kann. Da der fest mit dem Aufroller ver­ bundene Sensor an dieser Neigungsverstellung teil­ nimmt, ändern sich damit seine Ansprechwerte in die verschiedenen Richtungen, im Extremfall sperrt der Aufroller sogar ohne die geringste Beschleunigung. Um dieses Problem zu lösen werden beispielsweise in der DE OS 26 58 747 Einrichtungen gezeigt, die den Sensor oder den ganzen Aufroller entsprechend den Neigungsverstellungen des Sitzes nachführen und so­ mit eine relativ zur Karosserie des Kraftfahrzeugs feste Lage des Sensors gewährleisten. Diese Lösun­ gen bedeuten den Aufbau einer relativ komplizierten und teuren Mechanik, besonders dann, wenn der Sitz so aufgebaut ist, daß sich beispielsweise bei einer Neigungsverstellung des Sitzkissens ebenfalls die Neigung der Lehne ändert. Bei Sitzen, die mit Hilfe von Elektromotoren verstellt werden können, ergibt sich das zusätzliche Problem, das für die Mechanik zur Lageanpassung des Sensors oder des Aufrollers praktisch kein Platz mehr zur Verfügung steht.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Sensorein­ richtung für einen Sicherheitsgurtaufroller zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und praktisch keinen zusätzlichen Platz im Fahrzeugsitz benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Sensormasse an einem fest mit dem Kraftfahrzeug verbundenen Teil angebracht und die Bewegung der Sensormasse über ein druckleitendes Medium zu einem oder mehreren Si­ cherheitsgurtaufrollern übertragen. Die Übertragung des Bewegungsimpulses kann pneumatisch oder hydrau­ lisch erfolgen. Das Sensorgehäuse mit der Sensormas­ se ist dabei vorteilhaft auf dem Boden des Fahrzeu­ ges im Bereich unterhalb des Sitzes angebracht. Von dem Sensor führt eine flexible Druckmittelleitung zu dem unter dem Sitzkissen oder in der Lehne befe­ stigten Gurtaufroller. Da an dem Aufroller selbst keine Sensormasse mehr angebracht ist, können seine Abmessungen den Platzverhältnissen im Sitz besser angepaßt werden. Um in der Druckleitung eine ent­ sprechende Stoßwelle zu erhalten, wird vorteilhaf­ terweise eine Sensormasse verwendet, die ein binäres Ansprechverhalten zeigt. Das bedeutet, daß bei­ spielsweise eine Kugel bis zum Erreichen einer vor­ bestimmten Grenzbeschleunigung auf einer ringförmi­ gen Kante aufliegt und nach Erreichen dieser Be­ schleunigung über diese Kante in ihre Endlage kippt. Die Bewegung der Sensormasse wird in bekann­ ter Weise mit einem entsprechend geformten Sensorhe­ bel abgenommen.

In einem ersten Ausführungsbeispiel sind das obere und das untere Ende der Druckleitung jeweils mit ei­ nem Membran versehen, während sich innerhalb der Druckleitung eine hydraulische Flüssigkeit be­ findet. Bewegt sich nun die Sensormasse in ihre End­ lage, so schlägt der Sensorhebel gegen die untere Membran der Druckleitung. Dabei wird eine Stoßwelle ausgelöst, die sich durch die Flüssigkeit bis an das andere Ende der Druckleitung fortsetzt und die dort befindliche obere Membran nach außen wölbt. Diese Membran kann in Verbindung mit einem Sperrhe­ bel stehen, der dann die Sperrung des Gurtaufrol­ lers aktiviert. Um ein sofortiges Zurückfallen des Sperrhebels zu verhindern, ist in der Druckleitung ein Rückschlagventil und parallel eine Drossel vorge­ sehen, so daß sich die Druckwelle durch das Rück­ schlagventil ungehindert von der unteren bis zur oberen Membran bewegen kann, der Druck im oberen Teil der Leitung jedoch nur langsam durch die Dros­ selöffnung wieder abgebaut wird. Um eine Aktivie­ rung der Sperreinrichtung bei hohen Innentemperatu­ ren im Fahrzeug zu verhindern, kann in der Leitung entstehender Überdruck durch einen Ausgleichsbehäl­ ter abgebaut werden. Der Ausgleichsbehälter ist zwi­ schen unterer Membran und Rückschlagventil über ei­ ne Drossel, die bei einem vorbestimmten Überdruck öffnet, an die Druckleitung angeschlossen. Damit kann die obere Membran im Ruhezustand immer auf gleichem Niveau gehalten werden. Um entstehenden Un­ terdruck wieder ausgleichen zu können ist der Aus­ gleichsbehälter an seiner Unterseite über ein Rück­ schlagventil an der Leitung angeschlossen.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine pneu­ matische Übertragung der Sensorbewegung an den Gurt­ aufroller vorgesehen. Der Sensor und das untere Lei­ tungsende können dabei wie im vorhergehenden Bei­ spiel ausgeführt sein. Am oberen Leitungsende ist ein Zylinder angesetzt, in dem ein Kolben geführt ist. Der Außendurchmesser des Kolbens ist etwas ge­ ringer als der Innendurchmesser des Zylinders, so daß eine gewollte Undichtigkeit in Form eines Ring­ spaltes entsteht. Der Kolben ist an seinem unteren Ende konusförmig ausgebildet, so daß bei Druckbeauf­ schlagung eine gewisse Zentrierung stattfindet.

In einem dritten Ausführungsbeispiel ist auch das untere Leitungsende mit einer Zylin­ der-/Kolben-Einheit versehen, so daß das System an beiden Enden eine gewollte Undichtigkeit aufweist. Temperaturbedingte Über- und Unterdrücke wirken sich daher nicht negativ auf die Impulsübertragung aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeich­ nung näher erläutert.

Fig. 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors,

Fig. 2 ein in der Leitung eingebautes Rückschlagventil mit danebenlie­ gender Drosselöffnung,

Fig. 3 eine Kolbenzylindereinheit für ein zweites Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist von einem Sicherheitsgurtaufroller lediglich das Ratschenrad 1 zur Einleitung einer Sperrung dargestellt.

Die Sperrklinke 2 ist um den Punkt 3 drehbar und mit der Spitze 4 versehen, die bei einem Drehen der Klinke in die Verzahnung 5 des Ratschenrades 1 ein­ greift. Das am Fahrzeugboden befestigte Sensorgehäu­ se 6 weist in seinem Boden eine Bohrung 7 auf. Auf der ringförmigen Kante 8 liegt die kugelförmige Sen­ sormasse 9 auf. Der Sensorhebel 10 ist um die Achse 11 drehbar und liegt auf der Kugel 9 auf. Die Spit­ ze 12 liegt an der Membran 13 an, die das untere En­ de der Druckleitung 14 verschließt. Ebenso kann die Spitze 12 in der Ruhelage von der Membran 13 beab­ standet sein, so daß die Spitze 12 erst am Ende der Bewegung des Sensorhebels 10 auf die Membran 13 auf­ trifft. In ähnlicher Weise verschließt die Membran 15 das obere Ende der Druckleitung. Der Sperrhebel 2 liegt mit einem Fordsatz 16 auf die Membran 15 auf. Um zu gewährleisten, daß der Sperrhebel 2 si­ cher in die Verzahnung des Ratschenrades eingreift, kann die untere Membran 13 mit einem größeren Durchmesser als die obere Membran 15 ausgebildet sein. Dadurch wird es möglich, daß der Betrag, um den sich die Membran 13 nach innen wölben muß gerin­ ger sein kann als der Betrag um den sich die Mem­ bran 15 nach außen wölben muß um den Hebel 2 sicher einzusteuern. In der Druckleitung 14 befindet sich ein Rückschlagventil 18 mit danebenliegender Dros­ selöffnung 19 (Fig. 2). Weiterhin ist an die Lei­ tung ein Ausgleichsbe­ hälter 20 über ein Überdruckventil 21 und über ein nicht näher dargestelltes Rückschlagventil 22 ange­ schlossen.

Sollte bei einer Temperaturerhöhung ein Überdruck in der Leitung entstehen, der eine Einsteuerung des Sperrhebels 20 bewirken würde, so kann sich dieser Druck über das Überdruckventil 21 abbauen. Dabei läuft hydraulische Flüssigkeit in den Ausgleichsbe­ hälter 20. Bei Temperaturerniedrigung und damit ent­ stehendem Unterdruck öffnet das Rückschlagventil 22 und sorgt somit wiederum für einen Ausgleich.

Wird nun einer Beschleunigung die Sensormasse über die Kante 8 bewegt, so hebt sich der Sensorhebel 10 und wölbt die Membran 13 nach oben. Die entstehende Druckwelle setzt sich durch das Rückschlagventil 18 bis zur Membran 16 fort und wölbt diese nach au­ ßen. Dadurch hebt sich der Sperrhebel 2 und kommt in Eingriff mit der Verzahnung 5 des Ratschenrades 1. Da der Überdruck im oberen Teil der Leitung 14 nur langsam durch die Drosselöffnung 19 wieder abge­ baut werden kann, ist sichergestellt, daß der Sperr­ hebel 2 solange in seiner Eingriffsstellung bleibt, bis durch einen eventuellen Gurtbandabzug das Rat­ schenrad 1 gedreht wird und den Hebel 2 in seiner Eingriffsstellung hält.

Fig. 3 zeigt eine Zylinderkolbeneinheit, wie sie bei einer pneumatischen Druckübertragung am oberen Ende angebracht sein kann. Der Außendurchmesser des Kolbens 23 ist etwas geringer als der Innendurchmes­ ser des Zylinders 24. Zwischen Kolben und Zylinder entsteht dadurch der Ringspalt 25. Im unteren be­ reich des Kolbens ist ein Konus 26 angeformt. Im oberen Bereich ist der Kolben in den Lagern 27, 28 geführt. Die Sperrklinke 29 für den Eingriff mit dem Ratschenrad ist fest mit dem Kolben verbunden.

Wird wie in Fig. 1 beschrieben bei einer Auslen­ kung der Sensormasse ein Druck der Leitung 14 aufge­ baut, so hebt sich der Kolben 23 und bringt die Klinke 29 in Eingriffstellung. Durch den Konus 26 wird der Kolben bei Druckbeaufschlagung soweit zen­ triert, daß zwischen der Außenwand des Kolbens und der Innenwand des Zylinders kaum Reibung entsteht. Da das System über den Ringspalt 25 offen ist kön­ nen keine Probleme mit temperaturbedingten Druckun­ terschieden im Inneren der Leitung 14 entstehen.

Es ist selbstverständlich, daß auch am unteren Ende der Leitung 14 eine Zylinderkolbeneinheit verwendet werden kann, die ähnlich aufgebaut ist wie in Fig. 3 beschrieben, die aber statt der Klinke 29 eine An­ schlagfläche für die Spitze 12 des Sensorhebels 10 aufweist.

Claims (12)

1. Sensoreinrichtung, insbesondere zur Aktivierung der Sperrung von Kraftfahrzeug-Sicherheitsgurt­ aufrollern, mit einer Sensormasse, die sich wä­ rend des normalen Fahrbetriebs in einer Ruhela­ ge befindet und bei einer vorbestimmten Be­ schleunigung und/oder bei einem vorbestimmten Kippwinkel des Kraftfahrzeugs aus ihrer Ruhela­ ge bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormasse an einem fest mit dem Kraft­ fahrzeug verbundenen Teil angebracht ist, und die Bewegung der Sensormasse über ein drucklei­ tendes Medium zu einem oder mehreren Sicher­ heitsgurtaufrollern übertragen wird.

2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sensormasse bei einer vorbestimm­ ten Grenzbeschleunigung sofort in ihre Endlage bewegt.

3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Sensormasse ein Hebel betätigt wird, der in Wirkverbindung mit einer Membrane steht, die das untere Ende einer Druckleitung verschließt.

4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung eine Drossel und ein Rückschlagventil parallel vorgesehen sind.

5. Sensoreinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Sensormasse hydraulisch übertragen wird und, daß das obere Leitungsende mit einer Membrane verschlossen ist, die in Wirkverbindung mit einem Hebel zur Aktivierung der Sperrvorrichtung steht.

6. Sensoreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Druckleitung über eine bei vorbe­ stimmtem Druck öffnende Drossel und ein Rück­ schlagventil ein Ausgleichsbehälter ange­ schlossen ist.

7. Sensoreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsbehälter im Bereich zwischen dem unteren Leitungsende und der mit dem Rück­ schlagventil parallel geschalteten Drossel ange­ schlossen ist.

8. Sensoreinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Sensormasse pneumatisch übertragen wird.

9. Sensoreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Leitungsende mit einem Zylinder in Verbindung steht, in dem ein Kolben geführt ist, der an seinem oberen Ende so geformt ist, daß bei einem Anheben die Sperrvorrichtung akti­ viert wird.

10. Sensoreinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben so dimensioniert ist, daß sich zwischen seiner Außenwand und der Zylinderinnen­ wand ein schmaler Ringspalt ergibt.

11. Sensoreinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben in seinem unteren Bereich ko­ nisch ausgebildet ist, so daß der Konus in der obersten Stellung des Kolbens den Zylinder be­ reits zum Teil verlassen hat.

12. Sensoreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Leitung mit einem Zylin­ der verbunden ist, in dem ein Kolben geführt ist, der so diemensioniert ist, daß sich zwi­ schen dem Kolben und dem Zylinder ein Ringspalt ergibt.