DE102017009788B4

DE102017009788B4 - Messvorrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge und/oder der Gurtzugkraft eines Gurtbands einer Sicherheitsgurtanlage

Info

Publication number: DE102017009788B4
Application number: DE102017009788.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf Mönkemöller
Original assignee: Paragon AG
Current assignee: Paragon AG
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2020-12-31
Anticipated expiration: 2037-10-21
Also published as: US20200114868A1; US10682979B2; DE102017009788A1; CN109696113B; CN109696113A

Abstract

Messvorrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge und/oder der Gurtzugkraft eines Gurtbands (2) einer Sicherheitsgurtanlage, wobei die Messvorrichtung (1) einen elektrischen Leiter, der in dem Gurtband (2) angeordnet ist, sich in Längsrichtung des Gurtbands (2) erstreckt, mit dem Gurtband (2) auf- und ab- rollbar ist und mit einem elektrischen Signal beaufschlagbar ist, und ein Messelement aufweist, in das mittels des den elektrischen Leiter des Gurtbands (2) beaufschlagenden elektrischen Signals eine mittels der Messvorrichtung (1) messbare Spannung influenzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement der Vorrichtung (1) als Empfangselektrode (4) ausgebildet ist, die in Bezug auf einen Wickel (3), auf den das Gurtband (2) aufroll- und von dem das Gurtband (2) abrollbar ist, so angeordnet ist, dass sich mit zunehmender Auszuglänge des Gurtbands (2) der Abstand (x) zwischen dem auf dem Wickel (3) verbleibenden Gurtband (2) einerseits und der Empfangselektrode (4) andererseits vergrößert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge und/oder der Gurtzugkraft eines Gurtbands einer Sicherheitsgurtanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Messvorrichtungen sind zweckmäßigerweise in Auslösevorrichtungen ud.dgl. integriert, mittels denen die Airbag-Anlage eines Kraftfahrzeugs auslösbar ist bzw. mittels denen erfassbar ist, ob ein Fahrzeugsitz besetzt ist oder nicht. Für derartige Messvorrichtungen kommen elektrische Leiter zum Einsatz, die in Verbindung mit Gurtbändern von Sicherheitsgurtanlagen stehen.
Aus der EP 1 633 609 B1 ist eine Messvorrichtung bekannt, bei der ein elektrischer Leiter in einem Gurtband vorgesehen ist, der innerhalb des Gurtbands an zwei Positionen kontaktiert wird, um ihn mit einem Messstrom für eine Induktivitätsmessung zu beaufschlagen. Da lediglich ein Ende des Gurtbands räumlich fixiert in Bezug auf die Gurtbandanlage angeordnet ist, muss das nicht fixierte Gurtbandende bzw. die dort vorgesehene Position des in das Gurtband integrierten elektrischen Leiters über einen Schleifkontakt oder ein Spiralkabel kontaktiert werden, was mit einem erheblichen technisch-konstruktiven und wirtschaftlichen Aufwand einhergehend ist.
Aus der DE 100 26 444 A1 ist eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Gurtzugkraft eines Gurtbands einer Sicherheitsgurtanlage bekannt, zu der ein innerhalb eines Gurtbands einer Sicherheitsgurtanlage integrierter Leiter gehört, der mit einem elektrischen Signal beaufschlagbar ist. Des Weiteren gehören zu dieser Messvorrichtung Sensoren, mit denen eine Änderung der elektrischen Eigenschaften des Gurtbands detektierbar sind.
Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge und/oder der Gurtzugkraft eines Gurtbands einer Sicherheitsgurtanlage zur Verfügung zu stellen, die ohne einen aufwendig zu realisierden Stromkreis betreibbar ist und die darüber hinaus mit einem vergleichsweise geringen technisch-konstruktiven Aufwand herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Messelement der Messvorrichtung als Empfangselektrode ausgebildet ist, die in Bezug auf einen Wickel, auf den das Gurtband aufroll- und von dem das Gurtband abrollbar ist, so angeordnet ist, dass sich mit zunehmender Auszugslänge des Gurtbands der Abstand zwischen dem auf dem Wickel verbleibenden Gurtband einerseits und der Empfangselektrode andererseits vergrößert.
Die vorstehend geschilderte erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge und/oder der Gurtzugkraft eines Gurtbands einer Sicherheitsgurtanlage benötigt keinen Stromkreis. Der elektrische Leiter, der in das Gurtband integriert ist, wird lediglich mit einer Signalspannung beaufschlagt, wobei bei dieser Signalspannungsbeaufschlagung lediglich winzigste kapazitive Ströme fließen. Diese Signalspannung influenziert in der Empfangselektrode der Messvorrichtung eine messbare Spannung. Diese Messspannung ist u.a. abhängig vom Abstand zwischen dem die Signalspannung führenden elektrischen Leiter und der Empfangselektrode.
Um über den gesamten Auszugslängenbereich des Gurtbands aussagekräftige Messwerte zur Verfügung zu stellen, ist es vorteilhaft, wenn sich der elektrische Leiter der Messvorrichtung über die Gesamtlänge des Gurtbands der Sicherheitsgurtanlage erstreckt.
Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Empfangselektrode mit einem festen Radialabstand zu einer Drehachse des Wickels der Gurtbandanlage angeordnet ist.
Um die Auswertung des von der Empfangselektrode empfangenen und mittels der Messvorrichtung erfassten Messsignals möglichst zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn in der Messvorrichtung eine mathematische Formel oder eine Wertetabelle abgespeichert ist, mittels der in der Messvorrichtung jedem zwischen der Empfangselektrode einerseits und dem auf dem Wickel befindlichen Gurtband andererseits gemessene Abstand eine zugehörige Auszugslänge des Gurtbands zuordnungsbar ist.
Rückschlüsse auf die auf das Gurtband einwirkende Gurtzugkraft lassen sich in einfacher Weise mittels einer gattungsgemäßen Messvorrichtung ziehen, wenn diese ein Federelement, über das das Gurtband der Sicherheitsgurtanlage geführt und das entsprechend der am Gurtband der Sicherheitsgurtanlage geführt und das entsprechend der am Gurtband wirkenden Gurtzugkraft aus seiner Ruhestellung auslenkbar ist, und eine weitere Empfangselektrode aufweist, die nahe dem Federelement angeordnet und in der mittels des den elektrischen Leiter des Gurtbands beaufschlagenen elektrischen Signals eine mittels der Messvorrichtung messbare Spannung influenzierbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die weitere Empfangselektrode derselben in Bezug auf das Federelement, über das das Gurtband der Sicherheitsgurtanlage geführt ist, so angeordnet, dass sich mit sich ändernder Auslenkung des Federelements aus seiner Ruhestellung der Abstand zwischen dem über das Federelement geführten Gurtband einerseits und der weiteren Empfangselektrode andererseits ändert.
Hierbei ist vorteilhaft die weitere Empfangselektrode in Bezug auf das Federelement bzw. das über das Federelement geführte Gurtband so angeordnet, dass sich der Abstand zwischen dem über das Federelement geführten Gurtband einerseits und der weiteren Empfangselektrode andererseits proportional oder umgekehrt proportional zur Gurtzugkraft ändert.
Um mit einem möglichst geringen Aufwand zuverlässige Rückschlüsse auf die Gurtzugkraft schließen zu können, ist es vorteilhaft, wenn in der Messvorrichtung eine mathematische Formel oder eine Wertetabelle abgespeichert ist, mittels der in der Messvorrichtung jedem zwischen der weiteren Empfangselektrode einerseits und dem über das Federelement geführten Gurtband andererseits gemessenen Abstand eine zugehörige Gurtzugkraft zuordnungsbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge eines Gurtbands einer Sicherheitsgurtanlage;
2 eine 1 entsprechende Darstellung, wobei ein größerer Abschnitt des Gurtbands der Sicherheitsgurtanlage von einem Wickel derselben abgezogen ist;
3 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Gurtzugkraft eines Gurtbands einer Sicherheitsgurtanlage; und
4 eine 3 entsprechende Darstellung, wobei die am Gurtband der Sicherheitsgurtanlage angreifende Gurtzugkraft größer ist als bei der Darstellung in 3.

Eine anhand der 1 und 2 im Folgenden prinzipiell erläuterte und beschriebene Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 1 zur Bestimmung der Auszugslänge eines Gurtbands 2 einer Sicherheitsgurtanlage, von der in den 1 und 2 lediglich das Gurtband 2 sowie ein Wickel 3 dargestellt sind, auf den das Gurtband 2 aufroll- und von dem das Gurtband 2 abrollbar ist, hat einen elektrischen Leiter, der in dem Gurtband 2 angeordnet ist und sich etwa über die Gesamtlänge des Gurtbands 2 der Sicherheitsgurtanlage erstreckt.
Bei einer vergleichsweise geringen Auszugslänge des Gurtbands 2 befindet sich ein Großteil desselben in einem auf dem Wickel 3 aufgerollten Zustand, wie dies in 1 gezeigt ist. Bei einer vergleichsweise großen Auszugslänge ist der sich auf dem Wickel 3 befindende Anteil des Gurtbands 2 vergleichsweise gering, wie dies in 2 dargestellt ist.
In einem festen Abstand zu einer Drehachse des Wickels 3 ist, wie aus den 1 und 2 hervorgeht, eine Empfangselektrode 4 der Messvorrichtung angeordnet. Die Empfangselektrode 4 der Messvorrichtung ist an eine Messeinheit 5 angeschlossen.
Der in das Gurtband 2 integrierte elektrische Leiter ist mit einer Signalspannung beaufschlagbar. Hierbei fließen ausschließlich äußerst geringe kapazitive Ströme.
Die den in das Gurtband 2 integrierten elektrischen Leiter beaufschlagende Signalspannung influenziert in die Empfangselektrode 4 der Messvorrichtung 1 eine messbare Spannung. Diese Messspannung ist u.a. eine Funktion eines Abstandes x zwischen dem im Gurtband 2 integrierten elektrischen Leiter einerseits und der in einem festen Abstand zur Drehachse des Wickels 3 der Sicherheitsgurtbandanlage angeordneten Empfangselektrode 4.
Wie sich aus den 1 und 2 ergibt, ist dieser Abstand im Falle des in 1 gezeigten Zustands der Sicherheitsgurtanlage, bei der ein Großteil des Gurtbands 2 auf dem Wickel 3 aufgewickelt ist, mit x1 kleiner als im Falle des in 2 dargestellten Zustands der Sicherheitsgurtanlage, bei der lediglich ein kleiner Teil des Gurtbands 2 auf dem Wickel 3 aufgewickelt ist und entsprechend der Abstand x2 zwischen dem im Gurtband 2 integrierten elektrischen Leiter einerseits und der mit einem festen Abstand zur Drehachse des Wickels 3 der Sicherheitsgurtanlage andererseits angeordneten Empfangselektrode 4 vergleichsweise groß ist.
Aus der Stärke der in der Empfangselektrode 4 der Messvorrichtung 1 influenzierten Messspannung kann dann die Auszugslänge des Gurtbands 2 der Sicherheitsgurtanlage bestimmt werden.
Mittels der in der Messeinheit 5 erfassten, in der Empfangselektrode 4 influenzierten Spannung wird dann der Abstand zwischen der Empfangselektrode 4 und dem in dem Gurtband 2 integrierten elektrischen Leiter bestimmt, z.B. indem in einem in den Figuren nicht dargestellten Mikrocomputer der Messvorrichtung 1 aufgrund einer dort hinterlegten Tabelle oder Formel die dem betreffenden Wert der Messspannung zugeordnete Auszuglänge des Gurtbands 2 der Sicherheitsgurtanlage bestimmt wird.
In den 3 und 4 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 zur Bestimmung der Gurtzugkraft des Gurtbands 2 der Sicherheitsgurtanlage dargestellt. Das Gurtband 2 dieser Sicherheitsgurtanlage ist ebenfalls mit dem vorstehend bereits erwähnten elektrischen Leiter versehen, wobei dieser elektrische Leiter mit einem elektrischen Signal beaufschlagbar ist.
Zu dieser Messvorrichtung 10 gehört eine Empfangselektrode 11, an die eine Messeinheit 12 angeschlossen ist. Mittels der Messeinheit 12 der Messvorrichtung 10 ist ein Messsignal erfassbar, welches dem in den elektrischen Leiter des Gurtbands 2 eingeleiteten elektrischen Signal entspricht, mittels dem in die Empfangselektrode 11 eine messbare Spannung influenzierbar ist.
Die Empfangselektrode 11 ist in einem festen Abstand zur Drehachse des Wickels 3 der Gurtbandanlage bzw. zu einem festen Federlager 13 eines Federelements 14 der Messvorrichtung 10 angeordnet.
Das Gurtband 2 der Sicherheitsgurtanlage wird um ein Führungselement 15 geführt, welches am freien Ende des am anderen Ende im Federlager 13 gehalterten Federelements 14 angeordnet ist.
In Abhängigkeit von der auf das Gurtband 2 einwirkenden Gurtzugkraft, die im Falle der Darstellung in 3 in Form des Pfeils F1 gezeigt und vergleichsweise klein und im Falle der Darstellung in 4 als Pfeil F2 dargestellt und vergleichsweise groß ist, wird das Federelement 14 mittels der über sein Führungselement 15 auf es einwirkenden Kraft zusammengedrückt. Hierdurch ändert sich der Abstand zwischen der Empfangselektrode 11 der Messvorrichtung 10 und dem den elektrischen Leiter tragenden Gurtband 2. Je weiter das Federelement 14 aus seiner Ruheposition in Richtung auf sein Federlager 13 zusammengedrückt wird, desto größer wird der Abstand zwischen der Empfangselektrode 11 der Messvorrichtung 10 einerseits und dem dieser Empfangselektrode 11 gegenüberliegenden Abschnitt des Gurtbands 2 andererseits.
Entsprechend ist das in der Messeinheit 12 erfasste Messsignal, welches der in der Empfangselektrode 11 influenzierten Spannung entspricht, eine Messgröße, aus der sich Rückschlüsse aus dem Abstand zwischen der Empfangselektrode 11 und dem über das Führungselement 15 des Federelements 14 geführten Gurtbands machen lassen. Da dieser Abstand, der in 3 mit x3 und in 4 mit x4 bezeichnet ist, von dem Betrag der Gurtzugkraft F1 bzw. F2 abhängig ist, können mittels der Messvorrichtung 10 aktuelle Werte für die aktuelle Gurtzugkraft ermittelt werden.
In der Messvorrichtung 10 kann ein Mikrocomputer vorhanden sein, in dem eine Tabelle oder eine Formel hinterlegt ist, aus der der Zusammenhang zwischen der Gurtzugkraft F einerseits und dem in der Messeinheit 12 der Messvorrichtung 10 erfassten Messsignal andererseits hervorgeht.
Selbstverständlich ist es möglich, die in 1 und 2 dargestellte Messvorrichtung 1 und die in den 3 und 4 dargestellte Messvorrichtung 10 zu kombinieren. Hierbei ist dann ein einziger elektrischer Leiter innerhalb des Gurtbands 2 ausreichend. Auch ist lediglich eine einzige Vorrichtung zur Erzeugung der den elektrischen Leiter beaufschlagenden Signalspannung erforderlich. Dasselbe gilt für den Mikrocomputer der kombinierten Messvorrichtung 1, 10.

Claims

Messvorrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge und/oder der Gurtzugkraft eines Gurtbands (2) einer Sicherheitsgurtanlage, wobei die Messvorrichtung (1) einen elektrischen Leiter, der in dem Gurtband (2) angeordnet ist, sich in Längsrichtung des Gurtbands (2) erstreckt, mit dem Gurtband (2) auf- und ab- rollbar ist und mit einem elektrischen Signal beaufschlagbar ist, und ein Messelement aufweist, in das mittels des den elektrischen Leiter des Gurtbands (2) beaufschlagenden elektrischen Signals eine mittels der Messvorrichtung (1) messbare Spannung influenzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement der Vorrichtung (1) als Empfangselektrode (4) ausgebildet ist, die in Bezug auf einen Wickel (3), auf den das Gurtband (2) aufroll- und von dem das Gurtband (2) abrollbar ist, so angeordnet ist, dass sich mit zunehmender Auszuglänge des Gurtbands (2) der Abstand (x) zwischen dem auf dem Wickel (3) verbleibenden Gurtband (2) einerseits und der Empfangselektrode (4) andererseits vergrößert.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, deren elektrischer Leiter sich über die Gesamtlänge des Gurtbands (2) der Sicherheitsgurtanlage erstreckt.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Empfangselektrode (4) mit einem festen Radialabstand zu einer Drehachse des Wickels (3) angeordnet ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der eine mathematische Formel oder eine Wertetabelle abgespeichert ist, mittels der in der Messvorrichtung (1) jedem zwischen der Empfangselektrode (4) einerseits und dem auf dem Wickel befindlichen Gurtband (2) andererseits gemessene Abstand eine zugehörige Auszugslänge des Gurtbands (2) zuordnungsbar ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Federelement (14), über das das Gurtband (2) der Sicherheitsgurtanlage geführt und dass entsprechend der am Gurtband (2) wirkenden Gurtzugkraft aus seiner Ruhestellung auslenkbar ist, und einer weiteren Empfangselektrode (11), die nahe dem Federelement (14) angeordnet und in der mittels des den elektrischen Leiter des Gurtbands (2) beaufschlagenden elektrischen Signals eine mittels der Messvorrichtung (10) messbare Spannung influenzierbar ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die weitere Empfangselektrode (11) in Bezug auf das Federelement (14), über das das Gurtband (2) der Sicherheitsgurtanlage geführt ist, so angeordnet ist, dass sich mit sich ändernder Auslenkung des Federelements (14) aus seiner Ruhestellung der Abstand (x) zwischen dem über das Federelement (14) geführten Gurtband (2) einerseits und der weiteren Empfangselektrode (11) andererseits ändert.
Messvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die weitere Empfangselektrode (11) in Bezug auf das Federelement (14) bzw. das über das Federelement (14) geführte Gurtband (2) so angeordnet ist, dass sich der Abstand (x) zwischen dem über das Federelement (14) geführten Gurtband (2) einerseits und der weiteren Empfangselektrode (11) andererseits proportional oder umgekehrt proportional zur Gurtzugkraft (F) ändert.
Messvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, in der eine mathematische Formel oder eine Wertetabelle abgespeichert ist, mittels der in der Messvorrichtung (10) jedem zwischen der weiteren Empfangselektrode (11) einerseits und dem über das Federelement (14) geführten Gurtband (2) andererseits gemessenen Abstand (x) eine zugehörige Gurtzugkraft (F) zuordnungsbar ist.