RO120896B1

RO120896B1 - Carcasă pentru broasca de centură, cu dispozitiv dinamometric integrat

Info

Publication number: RO120896B1
Application number: ROA200200991A
Authority: RO
Inventors: Ante Johannes; Reinhold Leif; Dorin Diaconu
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2006-09-29
Also published as: US7007976B2; US20040044455A1; DE10322700A1; DE10322700B4

Abstract

Invenţia se referă la o carcasă pentru o broască de centură, cu dispozitiv dinamometric integrat, pentru măsurarea forţei de tracţiune care acţionează asupra broaştei centurii de siguranţă a unui autoturism. Carcasa pentru broasca de centură, cu dispozitiv dinamometric (1) integrat, pentru măsurarea forţei de tracţiune care acţionează asupra broaştei centurii, cuprinde o ancoră mobilă (5), care pătrunde printr-un orificiu (6) prevăzut într-un perete frontal (7) al carcasei (2) şi prezintă un limitator de cursă (9), care limitează posibilitateade deplasare a ancorei (5) în carcasă (2), în contra unui element elastic de sprijinire (12, 21 şi 23), care acţionează între carcasa (2) şi ancora mobilă (5), precum şi un senzor (18) amplasat pe carcasă (2), pentru sesizarea poziţiei ancorei mobile (5).

Description

Invenția se referă la o carcasă pentru o broască de centură, cu dispozitiv dinamometric integrat, pentru măsurarea forței de tracțiune care acționează asupra broaștei centurii de siguranță a unui autoturism.

Pentru o mai bună protecție a călătorilor într-un autoturism, este necesară măsurarea forței din centura cu care se leagă persoana respectivă. Datele sunt prelucrate și sunt folosite, de exemplu, în timpul unui accident, pentru calcularea acționării optime a elementelor de întindere a centurii și a air-bag-urilor.

Un dispozitiv de măsurare ar trebui să măsoare forțele din centură cu o precizie de circa + 2,5% în domeniul 0 -150 N. La o folosire normală a dispozitivului dinamometric al autoturismului cu o persoană care și-a pus centura de siguranță, pot să apară în centură forțe de până la 10,000 N, care trebuie să fie măsurate fără greșeală și nu trebuie să ducă la deteriorarea dispozitivului de măsurare. în momentul unui accident, forța din centură poate să crească până la 20,000 N și mai mult, și în acest caz, broasca centurii și, respectiv, carcasa acesteia pot suferi deformări remanente, însă nu trebuie să cedeze.

Un principiu care s-a dovedit corespunzător pentru măsurarea forței constă în măsurarea drumului parcurs de către niște elemente elastice supuse acțiunii unei forțe (de exemplu, arcuri supuse la încovoiere, arcuri elicoidale sau arcuri spirale). O suprasarcină poate fi ușor preluată în acest caz, prin aceea că elementul elastic parcurge o cale stabilită constructiv sau un unghi până la un opritor mecanic, reprezentat de un prag sau o muchie.

Descrierea brevetului de invenție US 6230088 B1 prezintă o carcasă a unei broaște de centură care este legată prin intermediul unui dispozitiv dinamometric cu un element de ancorare, care este fixat de caroseria vehiculului.

Elementul de măsurare este alcătuit dintr-un suport culisant, îndoit în forma literei “U”, și care, pe două părți opuse, prezintă niște șlițuri, cu ajutorul cărora este ghidat într-o decupare practicată într-un element de ancorare de formă plană, deplasare prin care niște arcuri spirale sunt comprimate, sub acțiunea forțelor de tracțiune exercitate de o buclă a centurii de siguranță propriu-zise. Mărimea deplasării și implicit a forței care acționează, este sesizată și măsurată cu ajutorul interacțiunii dintre un magnet permanent, solidar cu suportul culisant, și un senzor al variației câmpului magnetic încorporat într-un circuit integrat, fixat pe axa magnetului permanent, în elementul de ancorare, considerat fix, senzorul fiind conectat electric la un microprocesor.

O astfel de alcătuire este greu de montat și prezintă un flux de forțe necorespunzător. Problema pe care o rezolvă prezenta invenție este punerea la dispoziție a unui dispozitiv dinamometric cu o construcție simplă și ușor de montat, la care fluxul de forțe să fie îmbunătățit.

Conform invenției, prin integrarea dispozitivului dinamometric în broasca de centură se reduce numărul elementelor necesare. Afară de aceasta, se face economie de spațiu și este posibilă obținerea unui design superior. Ca urmare a reducerii elementelor componente, precum și a numărului operațiilor de montaj, se obține un preț redus. în plus, ca urmare a integrării dispozitivului dinamometric în broasca de centură, se elimină punctele de fixare realizate între broasca de centură și dispozitivul dinamometric, astfel încât este posibilă obținerea unui flux de forțe optim.

Carcasa broaștei de centură, conform invenției, este prevăzută cu o ancoră mobilă, care este readusă de către un arc supus la încovoiere într-o poziție de plecare, atunci când nu mai acționează nici o forță în centură. Acest lucru prezintă avantajul că se poate constata ușor dacă senzorul trebuie schimbat. în cazul în care arcul supus la încovoiere și/sau carcasa ajung să fie deformate, de exemplu, din cauza unei forțe prea mari ca urmare a unui accident, avem de-a face cu o deplasare a punctului zero al senzorului. în acest caz, senzorul trebuie înlocuit.

RO 120896 Β1

Carcasa pentru broasca centurii, cu dispozitiv dinamometric integrat, conform inven- 1 ției, este prevăzută cu o rezemare elastică, formată dintr-un arc ce constituie un singur element cu carcasa broaștei centurii și, ca urmare, se economisesc, suplimentar, spații și 3 costuri. Totodată, carcasa pentru broasca de centură este prevăzută cu un magnet fixat pe ancora mobilă și care se deplasează față de un senzor Hali care furnizează un semnal 5 electric, reprezentând o măsură a forței care acționează asupra centurii.

între ancora mobilă și senzorul Hali, menționat, este interpus un element de ecranare 7 care modifică în așa fel semnalul electric emis de senzori, încât, suplimentar, în afara măsurării forței, să poată fi sesizată și blocarea broaștei centurii de siguranță. 9

Carcasa broaștei de centură, cu dispozitiv dinamometric integrat, conform invenției, poate fi folosită, practic, pentru toate felurile de centuri de siguranță și permite nu numai 11 recunoașterea faptului dacă o centură este aplicată în mod corespunzător, ci și pentru a comanda o acționare optimă a unui element de întindere a centurii și/sau a unui air-bag. 13 în cele ce urmează, sunt descrise exemple preferate de realizare a invenției, cu referire și la desenele alăturate, care prezintă următoarele:15

- fig. 1, o vedere în perspectivă a unei carcase pentru broasca de centură, cu dispozitiv dinamometric integrat, conform unui prim exemplu de realizare a invenției, în stare 17 montată și fără capacul carcasei;

- fig. 2a, o vedere de sus a carcasei pentru broasca de centură din fig. 1;19

- fig. 2b, o vedere laterală a carcasei pentru broasca de centură din fig. 2;

- fig. 3, o reprezentare “explodată”, în perspectivă, a broaștei de centură din fig. 1;21

- fig. 4, o vedere parțială, de sus, a unei carcase pentru broasca de centură, conform unui al doilea exemplu de realizare a invenției, capacul fiind înlăturat;23

- fig. 5, o vedere în perspectivă a unei carcase pentru broasca de centură, conform unui al treilea exemplu de realizare a invenției, dar fără capacul carcasei;25

- fig. 6a, o vedere de sus a carcasei pentru broasca de centură, reprezentată în fig. 5;

- fig.6b, o secțiune longitudinală după planul C - C prin carcasa pentru broasca de 27 centură din fig. 6a;

- fig. 7, o vedere în perspectivă a unei carcase pentru broasca de centură, conform 29 unui al patrulea exemplu de realizare a invenției, fără capacul carcasei, în poziția înzăvorită;

- fig. 8a, o vedere de sus a carcasei pentru broasca de centură din fig. 7, în poziția 31 neînzăvorâtă;

- fig. 8b, o vedere laterală a carcasei pentru broasca de centură reprezentată în 33 fig. 8a.

în cele ce urmează, pentru aceleași elemente reprezentate în fig. 1 la 8 vor fi folosite 35 aceleași semne de referință.

După cum se arată în fig. 1 la 3, un dispozitiv dinamometric 1 este integrat într-o car- 37 casă 2 a unei broaște de centură, de construcție în sine cunoscută, și este legat prin intermediul unui element de ancorare 3, de un șasiu sau de o caroserie a unui autoturism. 39

O zonă 4 a carcasei broaștei de centură, în care este amplasat dispozitivul dinamometric 1, este învecinată cu o zonă a carcasei broaștei de centură, în care este prevăzut un 41 mecanism de blocare în sine cunoscut (nereprezentat).

în zona 4 a carcasei este prevăzută o ancoră mobilă 5. Porțiunea ancorei 5, care în 43 stare asamblată a carcasei broaștei de centură este orientată înspre exterior, este alcătuită sub forma unei eclise 8, care trece printr-un orificiu 6 prevăzut într-un perete 7 al zonei 4 a 45 carcasei 2 a broaștei de centură și este prevăzută cu un limitator de cursă 9 în forma unei flanșe și formând o treaptă, care limitează posibilitatea de deplasare a ancorei 5 în afara 47 zonei 4 a carcasei 2.

RO 120896 Β1

De la limitatorul de cursă 9 se extinde înspre interiorul carcasei un fus 10, la a cărei extremitate este montat un magnet 11. Pornind de la fusul 10, de ambele părți ale zonei 4 a carcasei se întind niște brațe ale unui arc 12 supus la încovoiere. Limitatorul de cursă 9, fusul 10 și arcul 12 supus la încovoiere sunt confecționate, de exemplu, astfel încât să formeze o singură piesă. Este însă, de asemenea posibil, ca arcul 12 supus la încovoiere să treacă printr-o gaură de trecere (nereprezentată) realizată în corpul fusului 10.

în zonele extreme ale arcului 12 supus la încovoiere sunt montate, cu posibilitatea de a se roti, niște role de ghidare 13a și 13b. Ca soluție alternativă, rolele de ghidare 13a și 13b pot fi înlocuite prin niște piese de ghidare fixe, constituite dintr-un material cu un coeficient de frecare mic sau pot să lipsească cu desăvârșire. Rolele de ghidare 13a și 13b ale ancorei 5 sunt ghidate în niște ghidaje 14a și 14b, care sunt formate în pereții laterali 15a și 15b opuși ai carcasei 4 și se termină înspre elementul de ancorare 3, cu niște suprafețe de reazem. Ghidajele 14a și 14b sunt alcătuite, de preferință, sub forma unor șlițuri deschise la partea superioară, la extremitățile lor opuse suprafețelor de reazem, astfel încât rolele de ghidare 13a și 13b ale arcului 12 supus la încovoiere să poată fi ușor introduse în carcasa 2.

După cum se arată cel mai bine în fig. 3, eclisa 8 prezintă o gaură 16, prin care carcasa 2 a broaștei de centură, în care este prevăzut dispozitivul dinamometric 1, este legată rigid cu elementul de ancorare 3, de exemplu, prin intermediul unui nit 17.

în baza modificării intensității câmpului magnetic, o mișcare a ancorei 5 și a magnetului 11 este sesizată de un senzor Hali 18, care este amplasat în zona 4 a carcasei broaștei de centură și emite semnale electrice. Aceste semnale pot fi trimise, de exemplu, unui dispozitiv de comandă, nereprezentat, pentru comanda unui element de întindere a centurii sau a unui air-bag.

Montarea dispozitivului dinamometric, în situația în care capacul (nereprezentat) al carcasei 2 a broaștei centurii este îndepărtat, se face prin trecerea eclisei 8 a ancorei 5 prin orificiul 6 și apoi prin introducerea rolelor de ghidare 13a și 13b de la extremitățile brațelor care se pot încovoia elastic ale arcului 12 supus la încovoiere, în ghidajele 14a și 14b. Apoi se montează senzorul 18 și se introduce conductorul 19 în carcasa 2. După montarea capacului, dispozitivul dinamometric este protejat și amplasat în mod corespunzător în carcasa 2 a broaștei.

Dimensiunile rolelor de ghidare 13a și 13b și ale limitatorului de cursă 9 sunt de preferință astfel alese, încât ancora 5 să se poată mișca în interiorul unui gol, care într-un sens este limitat prin atingerea cu rolele de ghidare a suprafețelor de reazem ale ghidajelor 14a și 14b, iar în celălalt sens de către un element de oprire 20, format de exemplu în cel puțin unul din ghidajele 14a și 14b, după cum se arată în fig. 2a, pentru a se limita mișcarea de pătrundere în carcasa 2 a ancorei 5.

Atunci când se pune centura și un mecanism de blocare, prevăzut în carcasa 2 a broaștei centurii și a cărei structură este cunoscută, ajunge să fie blocat, forța din centură care acționează este mică. Această forță din centură are ca efect un contact constant al rolelor de ghidare ale arcului 12 supus la încovoiere cu suprafețele de reazem ale ghidajelor 14a și 14b. Odată cu creșterea în continuare a forței din centură, ca urmare a deformării crescânde a arcului 12 supus la încovoiere, ancora 5 este extrasă din orificiul 6 până ce limitatorul de cursă 9 al ancorei 5 ajunge în contact cu fața interioară a feței frontale 7 a carcasei 2 din zona 4, pentru a se evita deformări inadmisibil de mari, respectiv, deteriorări ale arcului 12 supus la încovoiere.

RO 120896 Β1

Cu dispozitivul dinamometric, conform invenției, se poate constata cu precizie dacă 1 o centură este aplicată în mod corect, adică rolele de ghidare 13a și 13b să fie în contact cu suprafețele de reazem, precum și absența deformării arcului supus la încovoiere sau o va- 3 loare redusă a acesteia. în domeniul de funcționare a dispozitivului dinamometric (domeniul de deformare elastică a arcului supus la încovoiere), pot fi măsurate cu precizie forțe până 5 la, de exemplu, circa 10,000 N. Forțe mai mari, așa cum apar la o ciocnire, sunt preluate de către limitatorul de cursă 9. Variația în timp a valorii froței în domeniul de funcționare permite 7 obținerea de informații cu privire la o ciocnire care urmează să aibă loc, care pot fi folosite pentru comanda unui element de întindere a centurii sau a unui air-bag. O deteriorare a 9 dispozitivului dinamometric poate fi recunoscută, de aceea, prin deplasarea punctului zero al acestuia (contactul rolelor de ghidare 13a și 13b cu suprafețele de reazem, fără exercitare 11 de forță).

în conformitate cu primul exemplu de realizare, datorită ancorei 5 simetrice și a 13 dimensiunilor acesteia, în esență, nu apar eforturi de răsturnare.

Fig. 4 prezintă o vedere parțială a unei carcase a broaștei de centură, fixată de un 15 element de ancorare 3, conform unui al doilea exemplu de realizare a invenției.

Cel de-al doilea exemplu de realizare se deosebește de primul exemplu prin aceea 17 că arcul 12 supus la încovoiere este înlocuit cu niște elemente de arc 21a și 21b, care acționează între peretele frontal 7 al zonei 4 a carcasei și limitatorul de cursă 9. Elementele 19 de arc 21a și 21b sunt alcătuite, de preferință, astfel încât să formeze un tot cu peretele carcasei 2, fiind realizate prin decupare parțială prin ștanțare din peretele carcasei 2 și în- 21 doire corespunzătoare. Ca alternativă este de asemenea posibil, ca elementele de arc 21a și 21 b să fie formate într-un alt loc corespunzător din zona 4 a carcasei 2, de exemplu, în pe- 23 reții laterali 15a și 15b sau în peretele posterior al zonei 4 a carcasei 2, așa după cum se arată în fig. 5, 6a și 6b. 25

Fig. 5,6a și 6b prezintă un al treilea exemplu de realizare, conform invenției, în care, spre deosebire de primul și de cel de-al doilea exemplu de realizare, rezemarea elastică 27 constituie o singură piesă cu peretele posterior 22 al carcasei 2 a broaștei de centură.

Din peretele posterior 22 este decupată prin ștanțare o limbă 23, care este îndoită 29 înspre interiorul carcasei, terminându-se cu o piesă de capăt 24 îndoită aproximativ paralel cu peretele posterior. Piesa de capăt 24 prezintă, văzută de sus ca în fig. 6a, o scobitură 31 centrală în care pătrunde un fus de legătură 25 care trece prin fusul 10 al ancorei 5 și din care se extind spre exterior niște porțiuni 25a, în așa fel încât acestea ajung în contact cu 33 limba 23 și pot să exercite o forță asupra acesteia. Limba 23 preia funcția arcului supus la încovoiere, conform fig. 1 la 3; funcționarea dispozitivului reprezentat în fig. 5, 6a și 6b este, 35 de altfel, aceeași cu cea a dispozitivului din fig. 1 la 3.

Fig. 7, 8a și 8b prezintă un al patrulea exemplu de realizare a invenției, care se deo- 37 sebește de primul exemplu, în esență, prin aceea ca un element aflat în zona dispozitivului dinamometric 1 este astfel alcătuit, încât atunci când broasca de centură nu este blocată, 39 câmpul magnetic generat de magnetul 11 în zona senzorului Hali este astfel modificat, încât poate fi perceput de către un bloc de decodificare, nereprezentat. 41

La cea de-a patra formă de realizare este prevăzut un element de ecranare 36 (fig.

8a), care se poate deplasa între senzorul Hali 18 și magnetul 11 atunci când broasca de cen- 43 tură nu este blocată. în exemplul reprezentat, elementul de ecranare 36 este constituit dintr-o limbă din tablă (de exemplu, tablă de fier), alcătuită pe o pârghie 38 cu două brațe, care este 45 rezemată de carcasa 2 în zona 40. Brațul acestei pârghii 38, în sine cunoscut, îndreptat spre broasca centurii, prezintă două picioare 42, ale căror extremități ajung în contact inferior cu 47

RO 120896 Β1 un pivot 44, în sine cunoscut, care este ghidat în niște orificiî longitudinale 46 ale carcasei

2, mai întâi, orizontale și apoi orientate în sus. Pe pivotul 44 reazemă, într-un mod în sine cunoscut, o piesă basculantă 48, între aceasta și o proeminență a pârghiei 38 fiind rezemat un arc elicoidal 50.

Un braț 52 al pârghiei 38, opus picioarelor 42, este îndoit în jos prin intermediul fusului 10 al ancorei 5, pentru a forma o piesă de bază 54 și prezintă o scobitură 56 realizată în zona fusului 10. Din piesa de bază 54 se extinde elementul de ecranare 36. Funcționarea construcției descrise mai sus este următoarea: atunci când broasca de centură este deblocată (fig. 8a și 8b), pivotul 44 se găsește la extremitățile superioare ale orificiilor longitudinale 46, astfel încât pârghia 38 basculează sub acțiunea arcului 50, în sensul acelor de ceasornic și elementul de ecranare 36 ecranează senzorul 18 față de acțiunea magnetului 11.

La blocarea broaștei centurii, piesa basculantă 48 cu pivotul 44 este deplasată în poziția indicată în fig. 7, astfel încât pivotul 44 ajunge în zona orizontală a orificiilor longitudinale 46 și basculează pârghia 38 în sens contrar acelor de ceasornic, iar elementul de ecranare 36 ajunge în afara spațiului dintre magnetul 11 și senzorul 18. Prin prelucrarea semnalelor senzorului 18 poate fi sesizată, în acest fel, starea blocată, respectiv, deblocată, a broaștei centurii.

Se înțelege că în funcție de alcătuirea senzorului (capacitiv, optic etc.), este posibilă prevederea de elemente de ecranare diferite, iar legătura dintre elementul de ecranare și zăvorul broaștei centurii poate fi realizată în alt mod.

Invenția descrisă mai sus are doar caracter de exemplu și nu limitează în nici un fel domeniul de protecție. Astfel, de exemplu, în conformitate cu cel de-al doilea și cu cel de-al treilea exemplu de realizare, magnetul 11 poate fi montat și direct pe limitatorul de cursă 9, astfel încât se mai poate economisi și mai mult spațiu. Este, de asemenea, posibilă folosirea în locul senzorului Hali 18, a unui senzor optic, astfel încât nu mai este necesară prevederea unui magnet. Acest senzor optic poate fi folosit în acest caz, pentru determinarea poziției ancorei 5 și deci pentru măsurarea forței.

Claims

1. Carcasă pentru broasca de centură, cu dispozitiv dinamometric (1) integrat, pentru măsurarea forței de tracțiune care acționează asupra broaștei centurii, ce cuprinde o ancoră mobilă (5), care pătrunde printr-un orificiu (6) prevăzut într-un perete frontal (7) al carcasei (2) și prezintă un limitator de cursă (9), care limitează posibilitatea de deplasare a ancorei mobile (5) în carcasă (2), împotriva unui element elastic de sprijinire (12, 21, 23) care acționează între carcasă (2) și ancoră (5), precum și un senzor (18) amplasat pe carcasă, pentru sesizarea poziției ancorei mobile (5).

2. Carcasă pentru broasca de centură, conform revendicării 1, în care rezemarea elastică este realizată prin intermediul unui arc (12) supus la încovoiere, care reazemă pe ancora mobilă (5) și pe carcasă (2), de ambele părți ale ancorei mobile (5).

3. Carcasă pentru broasca de centură, conform revendicării 2, în care arcul (12) supus la încovoiere prezintă două brațe, pornind de la ancora mobilă (5), în sensuri opuse unul altuia, transversal față de direcția de deplasare a ancorei mobile (5), ale căror extremități opuse sunt ghidate în niște ghidaje (14a și 14b) prevăzute în pereții carcasei (2) aproximativ paralel cu direcția de deplasare a ancorei (5), care se termină cu niște suprafețe de rezemare, extremitățile brațelor arcului (12) supus la încovoiere ajungând la o deplasare a ancorei (5) în contact cu suprafețele de rezemare, iar la o deplasare în continuare a ancorei (5), limitatorul de cursă (9) al ancorei ajunge în urma deformării elastice a brațelor în contact cu fața interioară a carcasei (2).

RO 120896 Β1

4. Carcasă pentru broasca de centură, conform revendicării 3, în care ghidajele (14a1 și 14b) sunt niște șlițuri care sunt deschise la o extremitate opusă suprafețelor de rezemare.

5. Carcasă pentru broasca de centură, conform revendicării 3 sau 4, în care arcul 3 (12) supus la încovoiere prezintă niște role de ghidare (13a și 13b) care sunt ghidate în ghidajele (14a și 14b).5

6. Carcasă pentru broasca de centură, conform uneia din revendicările 1 la 5, în care arcul (12) supus la încovoiere constituie un singur element cu ancora mobilă (5).7

7. Carcasă pentru broasca de centură, conform revendicării 1, în care rezemarea elastică este formată dintr-un arc (21 și 23), constituind un singur element cu carcasa (2)9 broaștei centurii.

8. Carcasă pentru broasca de centură, conform uneia din revendicările 1 la 7, în care 11 pe ancoră (5) este montat un magnet (11), iar senzorul (18) este un senzor Hali, care furnizează un semnal de ieșire corespunzător poziției magnetului (11).13

9. Carcasă pentru broasca de centură, conform revendicărilor 1 la 8, în care, între ancoră (5) și senzor (18) este prevăzut un element de ecranare (36), care modifică în așa 15 fel semnalul senzorului (18), încât poate fi sesizată blocarea broaștei centurii.