DE60204311T2

DE60204311T2 - Einstellvorrichtung und -verfahren für eine Kalibrierfeder

Info

Publication number: DE60204311T2
Application number: DE60204311T
Authority: DE
Inventors: Alan George Corby Hill Smithson; Paul Ian Henderson
Original assignee: Joyson Safety Systems Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2022-09-03
Also published as: EP1393987B1; EP1393987A1; US6735999B2; DE60204311D1; US20040040367A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kalibrierfedereinstellvorrichtung für einen Sicherheitsgurtspannungssensor.
Sicherheitsgurtspannungssensoren sind erforderlich, um beim Unterscheiden zwischen einem erwachsenen Insassen auf einem vorderen Fahrgastsitz und einem Kind in einem Kindersitz, der den Sitz einnimmt, behilflich zu sein, um so das Entfalten des Fahrgast-Airbags in geeigneter Weise zu steuern.
Es ist bekannt, dass ein Gewichtssensor im vorderen Fahrgastsitz verwendet wird, um das Gewicht der erwachsenen Insassen nachzuweisen, und um dadurch das Entfalten des Airbags passend zum Gewicht des Insassen zu steuern. Das Signal vom Gewichtssensor wird einem elektronischen Steuergerät (ECU) zugeführt, das als Folge den Airbag steuert. Es wurde jedoch bemerkt, dass ein derartiger Gewichtssensor manchmal eine fehlerhafte Ausgabe liefern wird, die auf einen erwachsenen Insassen hinweist, wenn nur ein Kind in einem Kindersitz den Fahrzeugsitz einnimmt, insbesondere, wenn der Sicherheitsgurt sehr fest um den Rahmen des Kindersitzes gezogen wird. Es wird natürlich bevorzugt, den Kindersitz so fest wie möglich zu sichern, und einige Sicherheitsgurte weisen einen „Child Hold Out Mechanism" (CHOM) auf, um das wirksam zustande zu bringen. Ein normaler moderner Sicherheitsgurtmechanismus gestattet eine begrenzte Bewegung des Insassen, um beispielsweise das Autoradio oder das Handschuhfach zu erreichen, und er verriegelt erst den Gurt, wenn ein Zusammenstoß erfasst wird. Ein derartiger Mechanismus ist bequemer als ein fest verriegeltes System. Es ist jedoch an sich für ein Kind in einem Kindersitz gefährlicher, da es nicht vollständig die Bewegung des Kindersitzes verhindert.
Ein CHOM-Mechanismus nimmt diesen „Trägheits"-Mechanismus außer Betrieb und verriegelt den Gurtaufroller dauerhaft, wodurch gestattet wird, dass der Gurt sicher um den Kindersitz gestrafft wird. Je mehr jedoch der Gurt gestrafft wird, desto größer ist die Möglichkeit, dass der Gewichtssensor dem ECU ein Signal liefern wird, das anzeigt, dass ein Erwachsener den Sitz einnimmt. In jenem Fall wird sich der Airbag bei einem Zusammenstoß entfalten, und das kann eine ernsthafte Verletzung eines Kindes im Sitz hervorrufen.
Um das zu vermeiden, wird ein Sicherheitsgurtspannungssensor (SBTS) in der Kraftlinie des Sicherheitsgurtes bereitgestellt. Das liefert eine Ausgabe proportional zur Last im Sicherheitsgurt und liefert ein Signal zum ECU. Wenn das ECU ein „Erwachsenengewicht"-Signal empfängt und ein hohes Gurtspannungssignal, dann weiß es, dass das scheinbare Gewicht im vorderen Sitz auf einen Kindersitz zurückzuführen ist, der eher fest angezogen wurde, als auf einen erwachsenen Insassen, und es wird den Airbag außer Betrieb setzen.
Ein derartiger Sensor ist entweder zwischen dem Gurtschloss und der Fahrzeugkarosserie oder zwischen dem Ende des Sicherheitsgurtes und der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Er weist eine Kalibrierfeder auf, um seine Ausgabe zu steuern, und es ist wichtig, dass die Vorlast in dieser Feder richtig eingestellt wird. Die Kalibrierfedervorlast wird bei Verwendung einer Einstellvorrichtung eingestellt, um so Bauteiltoleranzen zu berücksichtigen. Gegenwärtig weist die Einstellvorrichtung im wesentlichen eine Schraube und eine Mutter auf, und die Einstellung wird nach der Montage des vollständigen Sensormechanismus vorgenommen, wobei die Mutter auf der Schraube durch Ultraschallschweißen verriegelt wird. Ein derartiger Sensor wird im US 6400145 beschrieben.
Das zeigt mehrere Nachteile darin, dass die Federvorlast nicht in der vollständigen Sensorbaugruppe gemessen werden kann, und dass der Zugang für eine Einstellung und Schweißvorrichtungen extrem begrenzt ist. Die Einstellung muss ebenfalls beim Hauptmontageverfahrensfluss erfolgen und tendiert dahin, die Herstellungszeit zu erhöhen.
Das U.S.Patent Nr. 2868309 offenbart einen Zündsicherheitssystemausschalter, der funktioniert, um einen Zündstromkreis eines Fahrzeuges im Fall eines Unfalls außer Betrieb zu nehmen. Mindestens ein Ende des Sicherheitsgurtes ist an einer Betätigungseinrichtung befestigt, die in einer Richtung federbelastet ist, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der eine Kraft über den Sicherheitsgurt angewandt wird. Bei einem Unfall überwindet die Kraft, die durch den Sicherheitsgurt an der Betätigungseinrichtung angewandt wird, die Kraft in der Feder und bewirkt ein Zusammendrücken der Feder. Im Ergebnis dieser Bewegung bewirkt die Betätigungseinrichtung, dass ein elektrischer Stromkreis freigegeben wird, was wiederum die Außerbetriebnahme des Zündstromkreises des Fahrzeuges bewirkt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kalibrierfedergehäuse und Verfahren zur Einstellung der Vorlast in der Feder bereitzustellen.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kalibrierfederspannungseinstellvorrichtung für einen Sicherheitsgurtspannungssensor bereitgestellt, die aufweist: ein stationäres Teil; ein bewegliches Teil; einen Halter, der so angeordnet ist, dass er am stationären Teil befestigt wird; und eine Kalibrierfeder, die zwischen dem Halter und dem beweglichen Teil gehalten wird, wobei das stationäre Teil und das bewegliche Teil einander benachbart sind und gegenseitig gegenüberliegende abgestufte schraubenförmige Flächen aufweisen, die so angeordnet sind, dass das bewegliche Teil relativ zum stationären Teil gedreht werden kann, wodurch bewirkt wird, dass die entsprechenden Stufen übereinander gleiten, um einen Spalt zwischen den abgestuften Flächen zu verändern und die Feder zu spannen.
Vorzugsweise sind die Stufen so angeordnet, dass einer Bewegung des beweglichen Teils in einer Richtung ein Widerstand entgegengesetzt wird. Die Veränderung kann eine Vergrößerung der Abmessung des Spaltes sein, um die Feder zusammenzudrücken.
Vorzugsweise werden das stationäre Teil, das bewegliche Teil und der Halter alle aus gespritztem Kunststoffmaterial gebildet.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführung weist der Halter eine Federanstoßfläche auf, wobei sich ein Stab daraus erstreckt, um durch die Mitte der Feder hindurchzugehen, und das distale Ende des Stabes weist ein Befestigungselement auf, um ihn am stationären Teil zu befestigen. Das Befestigungselement kann ein geteilter kegelförmiger Kopf sein, wobei zwei Teile elastisch mit Abstand eingestellt sind. Die Feder kann eine gewundene Druckfeder sein.
Jede Stufe kann annähernd 0,1 mm hoch und 7,5 Grad der Drehung in der Länge äquivalent sein.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenbauen und Kalibrieren einer Kalibrierfederspannungseinstellvorrichtung bereitgestellt, wie es vorangehend in Übereinstimmung mit Patentanspruch 9 beschrieben wird.
Vorzugsweise weist das Verfahren den weiteren Schritt des Einschätzens auf, ob die Vorlast zu hoch ist, und wenn das der Fall ist, dann des Drehens der Einstellvorrichtung weiter in der Richtung des Zusammendrückens der Feder, um zur axialen Ausgangsposition zurückzukehren.
Für ein besseres Verständnis und um zu zeigen, wie die gleiche zur Wirkung gebracht werden kann, bezieht man sich jetzt auf die beigefügten Zeichnungen, die zeigen:
1 eine auseinandergezogene Darstellung der Teile eines Sicherheitsgurtspannungssensors entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
2 eine Darstellung des Sicherheitsgurtspannungssensors aus 1 im zusammengebauten Zustand;
3 eine Schnittdarstellung des Sensors aus 1 und 2 in der Ebene des Papiers;
4 eine Schnittdarstellung des Sensors aus 1 und 2 orthogonal zur Ebene des Papiers;
5 bis 9 aufeinanderfolgende Montagedarstellungen eines Sicherheitsgurtspannungssensors, die das Verfahren des zweiten Aspektes der Erfindung veranschaulichen.
1 veranschaulicht, dass der Sicherheitsgurtspannungssensor ein stationäres Teil 1, ein bewegliches Teil 2, eine Feder 3 und einen Halter 4 aufweist. Das stationäre Teil 1 weist eine Basis 5 auf, aus der sich ein hohles zylindrisches Teil 6 erhebt, das durch einen schraubenförmigen abgestuften Abschnitt 7 umgeben wird. Ein komplementär geformter schraubenförmiger abgestufter Abschnitt 8 bildet den Teil des beweglichen Teils 2, der in der Form eines hohlen Ringes vorliegt. Die Fläche 9 entgegengesetzt dem abgestuften Abschnitt 8 bildet eine erste Lagerfläche für ein Ende der Feder 3. Die Feder 3 ist eine schraubenförmige Druckfeder, und das andere Ende liegt an der zweiten Lagerfläche 10 am Halter 4 an.
Der Halter 4 ist ein Magnethalter und weist einen Rahmen 11 auf, in dem ein Magnet oder Magneten (nicht gezeigt) gesichert werden kann. Diese Magneten werden verwendet, um den Sensor zu betätigen, und sie werden nicht durch oder seitens des Vorlasteinstellsystems beeinflusst. Aus der Lagerfläche 10 erstreckt sich ein Stab 12, bei dem am Ende ein sich in Längsrichtung geteilter Abschnitt 13 vorhanden ist, der in einem zweiteiligen Pfeilkopf 14 endet. Dieser geteilte Abschnitt gestattet, dass das Ende des Stabes 12 in den hohlen Zylinder 6 des stationären Teils eingesetzt wird und der Pfeilkopf 14 an einem Vorsprung 15 (siehe 3) innerhalb des Hohlkörpers einschnappt, um die Teile des Sensors miteinander zu verriegeln. Das kann ebenfalls durch Verwendung anderer Typen von Klemmen oder einer Bajonettfassung bewirkt werden.
In 2 werden die Teile zusammengebaut gezeigt, wobei die Feder 3 noch nicht zwischen der ersten Lagerfläche 9 des beweglichen Teils 2 und der zweiten Lagerfläche 10 des Gehäuses 4 gespannt wurde. Das bewegliche Teil 2 wird in seiner untersten Position gezeigt und ist zur Drehung bereit, bis seine Fläche 9 die Feder berührt und sie dann bis zur gewünschten Vorlast zusammendrückt.
3 ist eine Schnittdarstellung der 2, die zeigt, wie der Pfeilkopf 14 im hohlen Zylinder 6 in Eingriff kommt und am Vorsprung 15 einschnappt. Der Stab 12 des Gehäuses 4 gelangt durch die Mitte der Feder 3.
Die Teile der Unterbaugruppe werden zusammengebracht, wie in 5 bis 9 gezeigt wird. In 5 wird das stationäre Teil 1 selbst gezeigt. In 6 ist das bewegliche Teil 2 auf dem stationären Teil 1 angeordnet, wobei die abgestuften Flächen in der untersten Einstellposition anstoßen. Danach wird die Feder 3 hinzugefügt, so dass ein Ende an die erste Lagerfläche 9 stößt, wie in 7 gezeigt wird. Anschließend wird das Gehäuse 4 befestigt, indem der Stab 12 durch die Mitte der Feder 3 und in den hohlen Zylinder 6 des stationären Teils 1 gedrückt wird. Während der Stab 12 in den Hohlkörper gedrückt wird, werden die zwei Teile des Pfeilkopfes 14 zusammengedrückt, und während sie in das Innere des Zylinders gelangen, schnappen sie am Vorsprung 15 ein und sichern die Teile miteinander, um eine Unterbaugruppe zu bilden.
Schließlich wird die Unterbaugruppe kalibriert. Um die Vorlast für die Feder 3 einzustellen, wird die Unterbaugruppe in einer Prüfvorrichtung montiert, die eine vorher festgelegte Abmessung zwischen den Bezugspositionen der Unterbaugruppe aufweist, und eine Kraftmessdose wird an der Vorrichtung angebracht. Danach wird das bewegliche Teil 2 relativ zum stationären Teil 1 so gedreht, dass sich die Stufen über die entsprechenden Stufen auf dem stationären Teil 1 eine nach der anderen bewegen. Das kann für den Bediener als eine Reihe von Klicktönen hörbar sein. Jede Stufe oder jeder „Klick" verkörpert 0,1 mm des Zusammendrückens der Feder und 7,5 Grad der Drehung. Das bewegliche Teil 2 wird gedreht, bis die geeignete Vorlast erreicht ist. Wenn das bewegliche Teil 2 zu weit gedreht wird und die Vorlast zu hoch ist, dann kann die Ausgangsposition durch Drehen des beweglichen Teils 2 weiter in der Richtung des Zusammendrückens der Feder wiedergefunden werden, beispielsweise bei diesem Beispiel um 120 Grad aus seiner ursprünglichen zusammengebauten Position. Die kalibrierte Unterbaugruppe wird danach für eine spätere Montage in vollständige Sensoreinheiten gelagert.

Claims

Kalibrierfederspannungseinstellvorrichtung für einen Sicherheitsgurtspannungssensor, die aufweist: ein stationäres Teil (1); ein bewegliches Teil (2); einen Halter (4), der so angeordnet ist, dass er am stationären Teil (1) befestigt wird; und eine Kalibrierfeder (3), die zwischen dem Halter (4) und dem beweglichen Teil (2) gehalten wird, wobei das stationäre Teil (1) und das bewegliche Teil (2) einander benachbart sind und gegenseitig gegenüberliegende abgestufte schraubenförmige Flächen (7, 8) aufweisen, so dass das bewegliche Teil (2) relativ zum stationären Teil (1) gedreht werden kann, wodurch bewirkt wird, dass die entsprechenden Stufen übereinander gleiten, um einen Spalt zwischen den abgestuften Flächen (7, 8) zu verändern und die Feder (3) zu spannen.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Stufen so angeordnet sind, dass einer Bewegung des beweglichen Teils (2) in einer Richtung ein Widerstand entgegengesetzt wird.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das stationäre Teil (1) und das bewegliche Teil (2) aus gespritztem Kunststoffmaterial gebildet werden.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der der Halter (4) aus gespritztem Kunststoffmaterial gebildet wird.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei der der Halter (4) eine Federanstossfläche (10) aufweist, wobei sich ein Stab (12) daraus erstreckt, um durch die Mitte der Feder (3) hindurchzugehen, und wobei das distale Ende des Stabes (12) ein Befestigungselement (14) aufweist, um ihn am stationären Teil (1) zu befestigen.
Einstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Feder (3) eine gewundene Druckfeder ist, die durch Vergrößern des Spaltes zwischen den entsprechenden Stufen gespannt wird.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Befestigungselement ein geteilter kegelförmiger Kopf (14) ist, wobei die zwei Teile elastisch mit Abstand eingestellt sind.
Einstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Stufe annähernd 0,1 mm hoch und 7,5 Grad der Drehung in der Länge äquivalent ist.
Verfahren zum Zusammenbauen und Kalibrieren einer Kalibrierfederspannungseinstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren das Herstellen einer Unterbaugruppe aus einem stationären Teil (1), einem beweglichen Teil (2), einer Kalibrierfeder (3) und einem Halter (4) aufweist, indem das stationäre Teil (1) hergenommen wird, das bewegliche Teil (2) mit der niedrigsten Einstellung hinzugefügt wird, die Feder hinzugefügt wird, damit sie auf dem beweglichen Teil (2) aufliegt, der Halter (4) am stationären Teil (1) befestigt wird, um die Feder (3) zwischen dem Halter (4) und dem beweglichen Teil (2) zu spannen, eine Kraftmessdose befestigt wird und das bewegliche Teil (2) eine Stufe auf einmal gedreht wird, um die Feder (3) auf ein vorgegebenes Kalibrierniveau zusammenzudrücken.
Verfahren nach Anspruch 9, das außerdem den Schritt des Einschätzens, ob die Vorlast zu hoch ist, und wenn das der Fall ist, dann das Drehen des beweglichen Teils (2) weiter in der Richtung des Zusammendrückens der Feder aufweist, um zur axialen Ausgangsposition zurückzukehren.