DE10338057A1 - Gurtkraft-Messeinrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Gurtkraft-Messeinrichtung hat eine Messfeder (12), deren Dehnung ein Maß für die Gurtkraft ist. Die Messfeder (12) ist als Zugfeder so angeordnet und ausgebildet, dass sie sich zwischen der ersten und zweiten Lagerung abhängig von der Gurtkraft ausdehnt. DOLLAR A Sie weist ferner eine Dehnungsmessstruktur (23) auf, die an der Messfeder (12) starr angeordnet ist, wobei die Messfeder (12) in einem Gehäuse (2) eines Gurtschlosses (1) integriert angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Gurtkraft-Messeinrichtung zum Messen einer an einem Gurtschloss wirkenden Gurtzugkraft in einem Kraftfahrzeug.
• Für einen verbesserten Insassenschutz in einem Pkw ist es erforderlich, die Gurtkraft einer angeschnallten Person zu messen. Die Daten werden verarbeitet und zum Beispiel während eines Unfalls zur Berechnung der optimalen Zündung von Gurtstraffern und Airbags eingesetzt.
• Ein weiterer wichtiger Anwendungsfall für eine derartige Vorrichtung besteht in der zuverlässigen Erkennung eines Kindersitzes, der auf einem Platz angeordnet und durch einen Sicherheitsgurt fixiert ist. Gerade ein sehr kleines Kind, das in einem Styropor-Sitz angegurtet ist, übt bei einer geringfügig von Null verschiedenen Gurtkraft eine sehr geringe Sitzkraft aus. Damit werden hohe Anforderungen an eine Vorrichtung zur Gurtzugkrafterkennung gestellt, um auch in einem unteren Messbereich sicher und zuverlässig zu sein.
• US 6,230,088 B1 offenbart ein Gurtschlossgehäuse, das über eine Gurtkraft-Messeinrichtung mit einer Verankerung verbunden ist, die an der Karosserie eines Fahrzeugs befestigt ist. Die Gurtkraft- Messeinrichtung umfasst ein erstes Teil, das mit dem Gurtschloss gekoppelt ist, und an dem ein als Magnet ausgebildeter Geber angeordnet ist. Ferner ist ein zweites Teil vorgesehen, welches mit der Verankerung gekoppelt ist. An dem zweiten Teil ist ein Sensorelement angeordnet, das als magneto-resistiver bzw. GMR-Sensor ausgebildet ist. Das erste und zweite Teil sind über zwei Federn, die jeweils frei aufliegend miteinander gekoppelt sind, verbunden. Durch die Gurtkraft wird eine Verformung der Federelemente hervorgerufen, so dass sich der Abstand zwischen dem Geber und dem Sensorelement ändert, was als Messsignal ausgewertet wird für die Gurtkraft.
• Eine derartige Gurtkraft-Messeinrichtung hat den Nachteil, dass im Betrieb des Fahrzeugs sich häufig eine Verschiebung der Kennlinie des Sensors ergibt, d. h. es erfolgt eine Nullpunktverschiebung. Ferner weisen die Messsignale auch eine unerwünschte Hysterese auf.
• Ferner ist bekannt, die Wegmessung an einem im Kraftfluss liegenden federnden Element vorzunehmen. Eine derartige Vorrichtung ähnelt einer Federwaage. Eine erhöhte Kraft dehnt das federnde Element, der Dehnungsweg wird gemessen und z.B. mittels einer linear-HALL-Zelle oder einem Differentialtransformator in ein elektrisches Signal gewandelt. Der Weg wird dabei meist zwischen Federträger und Gehäuse gemessen. Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung ist in der US 6352312 B1 offenbart.
• In einem PKW treten jedoch insbesondere nahe eines Gurtschlosses in zunehmendem Maße Störmagnetfelder auf, die z.B. durch magnetische oder magnetisierte Schlüsselanhänger, nachträglich angebrachte Lautsprecherboxen usw. ausgesandt werden. Das dadurch auf den Bereich des Gurtschlosses wirkende Magnetfeld darf nicht zu Fehlmessungen führen, da sonst die Airbagsteuerung irregeführt wird. Daher fordern verschiedene Autohersteller einen Magnetfeldtest mit einem 1,3 T starken Magnetfeld, das den Sensor nicht wesentlich beeinflussen darf. Ein derartiges Störfeld von einem Linear-Hall-Messelement hinreichend abzuschirmen, ist für vertretbare Kosten nahezu unmöglich.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gurtkraft-Messeinrichtung zu schaffen, welche einfach und im Betrieb einer Gurtkraft- Messeinrichtung zuverlässig, magnetfeldtolerant und präzise ist.
• Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Der Erfindung liegt demnach die Erkenntnis zugrunde, dass sich die in der Aufgabe gestellten Anforderungen sehr gut durch die Verwendung von Dehnungsmessstreifen DMS erfüllen lassen. Um die Empfindlichkeit der Messung steigern zu können, wird ein Federelement in Form einer Messfeder eingeführt, die über eine erste Lagerung und eine zweite Lagerung so im Kraftfluss angeordnet ist, dass sie sich zwischen der ersten und zweiten Lagerung abhängig von der Gurtkraft ausdehnt. An oder auf der Messfeder ist der Dehnungsmesssensor angeordnet. Eine bevorzugte Sensoranordnung wird unter Bezug auf die Zeichnung nachfolgend noch im Detail beschrieben werden. Vorteilhafterweise ist eine erfindungsgemäße Anordnung sehr kompakt, da die Messfeder in einem ohnehin vorhandenen Gehäuse eines jeweiligen Gurtschlosses integriert angeordnet ist, insbesondere nach Art eines weiteren Glieds in einer Kraftkette oder einem Kraftzug vom Gurt über mehrere Elemente hinweg. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Eine Messeinrichtung soll Gurtkräfte im Bereich 0-150 N mit einer Genauigkeit von ca. +/-2,5% messen. Im normalen Betrieb können Gurtkräfte bis 10.000 N auftreten. Diese dürfen nicht zu Beschädigung der Messeinrichtung oder des Gurtschlosses führen. Während eines Unfalls kann die Gurtkraft bis zu F = 20.000 N ansteigen, wobei sich Gurtschloss und Messeinrichtung auch in diesem Fall zwar bleibend verformen, aber nicht versagen dürfen. Es wird daher als Überlastungsschutz für die Messfeder ein in dem Gehäuse und/oder dem Gurtschloss vorgesehener mechanischer Anschlag genutzt. Dieser Anschlag kommt ab einer vorbestimmten Maximalbelastung durch die Dehnung der Messfeder automatisch zustande. Sowohl das Gurtschloss, als auch das Gehäuse müssen für die vorstehend genannten maximalen Gurtkräfte ausgelegt sein. So ist eine Realisierung der vorgeschlagenen Überlastsicherung mit keinem weiter nennenswerten Mehraufwand verbunden.
• Die Messfeder ist in einer Weiterbildung der Erfindung so angeordnet, dass ihre von der Gurtkraft abhängige Ausdehnung vorzugsweise durch das Spiel einer in einem Gehäuse der Gurtkraft-Messeinrichtung mit Spiel gelagerten Verriegelungslasche mechanisch begrenzt ist. Da eine erfindungsgemäße Gurtkraftmesseinrichtung in ein vorhandenes Gurtschloss integriert wird und so auch deren Verriegelung und Überlastschutzeinrichtung nutzen kann, ist der zusätzliche bauliche und montagetechnische Aufwand für das Messsystem vergleichsweise gering. Das nachfolgend noch im Detail beschriebene Messsystem kann als komplette Elektronikkomponente an den Gurtschlosshersteller geliefert und dort als Baugruppe eingebaut werden.
• Die Messfeder ist vorzugsweise in der ersten Lagerung gelenkig gelagert. Damit kann unabhängig von der Ausführung eines jeweiligen Verschluss-Mechanismus des eigentlichen Gurtschlosses sichergestellt werden, dass keine Biegebeanspruchungen auf die Messfeder übertragen werden. So werden durch Biegespannungen innerhalb der Messfeder hervorgerufene Messfehler oder größere Abweichungen vermieden. Die sonst durch Querkräfte möglicherweise auftretende Biegung erzeugt gewisse Reibung und reibungsbedingte Hysterese an einer Verriegelungslasche der Messfeder, jedoch keine biegebedingte Fehlmessung, da die Biegung nicht an die Messfeder weitergegeben wird. In einer Ausführungsform ist die Messfeder auch in der zweiten Lagerung gelenkig gelagert, um auch von der entgegengesetzten Seite auf die Messfeder keine Biegebeanspruchungen übertragen zu können. Zudem wird die Messfeder vorzugsweise auch verdrehsicher in dem Gehäuse angeordnet, was vorteilhafterweise ebenfalls über eine der Lagerungen bewerkstelligt wird.
• Das Sensorelement umfasst in einer Ausführungsform mindestens einen auf der Messfeder aufgedruckten Dehnungsmesssensor in Form einer Dehnungsmessstruktur. Hierbei können Dickschicht wie auch Dünnschicht-Elemente zum Einsatz kommen. In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Sensorelement mindestens eine Dehnungsmessstruktur, die als Chip-Dehnungsmesssensor auf der Messfeder aufgeglast oder aufprozessiert ist. Vorzugsweise kommt ein silicon strain gage-Bauteil als Dehnungsmesser zum Einsatz. Dieses Bauteil ist beispielsweise gemäß der Lehre der internationalen Patentanmeldung WO01/08227 A1 aufgebaut. Hierbei handelt es sich um eine nur ca. 8 μm dicke Messbrücke, die das Ergebnis eines Abdünnungsprozesses aus einer Halbleiterschicht mit Eindiffundierungen ist.
• Das bei anderen Vorrichtungen auftretende Problem einer Nullpunktverschiebung durch Auflagerverschiebung und Hysterese durch Auflagerreibung wird durch die direkte Fixierung der Dehnmessstrukturen auf die Messfeder vermieden. Resistive Dehnungsmesswiderstände ändern ihre Eigenschaften zudem auch in Magnetfeldern nicht, daher wird die Systemgenauigkeit nicht von störenden Magnetfeldern beeinträchtigt, wie dies insbesondere bei Hall-Messsensoren der Fall ist.
• Vorzugsweise ist das Sensorelement als Brückenschaltung gleichartiger Dehnungsmesssensoren ausgebildet. Insbesondere wird die Bauform einer Wheatstone-Brückenschaltung gewählt, in der zwei Dehnungsmesssensoren zur Messung und zwei weitere als Referenzen genutzt werden.
• Bei Überlastung des Gurtschlosses wird die Überlast im Wesentlichen von der Verriegelungsmechanik aufgenommen. Bis diese in Kontakt kommt, wird die Messfeder gedehnt. Eine sehr hochfeste Messfeder, die diese Last elastisch erträgt, ist in Kombination mit sehr guter Passgenauigkeit aller Komponenten der Messfeder realisierbar. Um diese Genauigkeitsanforderungen wesentlich reduzieren zu können, wird eine Messfeder vorzugsweise etwas "zu kurz" hergestellt. Nach oder bei einer Montage in einem Gurtschloss wird eine jeweilige Gebrauchs- oder Einsatzlänge durch im Wesentlichen ein malige kräftige Belastung eingestellt. Um bei diesem Recken die eigentliche Messbrücke nicht zu beschädigen, wird die Verformung bewusst in eine andere Zone als die Messbrücke gelegt. In einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung weist die Messfeder daher zwischen den Befestigungs- oder Krafteinleitungsstellen mindestens zwei Zonen unterschiedlicher Federsteifigkeit auf. Diese Zonen liegen in Serie zueinander. Sie schließen den Bereich der Messstruktur dabei im Wesentlichen ein.
• In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Messfeder zwei Zonen mit geringerer Federsteifigkeit auf, die an eine Zone höherer Federsteifigkeit anschließen. Der Messsensor ist in der Zone höherer Federsteifigkeit angeordnet. Dabei ist die Messfeder in ihrer Gesamtlänge über eine Verformung der Zonen mit geringerer Federsteifigkeit einstellbar, so dass die Messefeder auch in Ruhelage unter Vorspannung einsetzbar ist. Hier kann eine thermische Erweichung, z.B. induktiv, dieser Zone während des Reckenvorganges angewendet werden, wenn die Plastizität des Materials nicht ausreicht.
• Dabei können auch die Befestigungs- oder Krafteinleitungsstellen der Messfeder zu einer Verdrehsicherung ausgebildet werden, indem jeweils eine mindestens doppelt ausgeführte Lagerung der Messfeder vorgesehen ist. Vorzugsweise wird jeweils ein Zapfen gewählt, der durch eine Ausnehmung hindurch oder in diese hineingreift. Werden Zapfen und Ausnehmung in aufeinander angepasster Form im Wesentlichen senkrecht zu einer Belastungsrichtung länglich ausgebildet, so ergibt sich ebenfalls eine ausreichende Verdrehsicherung für die Messfeder bei nur einfacher Lagerung. Die letztgenannte Lösung zeichnet sich dabei durch eine Fertigungsvereinfachung aus.
• Die vorliegende Erfindung wird zur Darstellung weiterer Merkmale und Vorteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine Draufsicht auf ein Gurtschloss mit einer Gurtkraft-Messeinrichtung,
• 2 einen Schnitt durch das Gurtschloss mit Gurtkraft-Messeinrichtung gemäß 1 längs einer Linie II, II'
• 3 eine Messfeder, die in der Gurtkraft-Messeinrichtung gemäß 1 und 2 angeordnet ist.
• Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• In 1 ist ein geöffnetes Gurtschloss 1 in einer Draufsicht dargestellt, wie es in einem nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeug in bekannter Weise eingesetzt wird. Das Gurtschloss 1 umfasst ein Gehäuse 2, in das eine Niete 3 formschlüssig eingebracht ist. Die Niete 3 verbindet das Gehäuse 2 über ein Seil 4 mit einem Anker 5. Der Anker 5 ist schließlich an der Karosserie des Fahrzeugs oder auch an einem Sitz des Fahrzeugs befestigt. In dem Gehäuse 2 ist ein Schlitz 6 zum Einführen eines Gegenstücks vorgesehen, das nicht weiter dargestellt ist. Das Gegenstück ist in bekannter Weise mit einem Gurt gekoppelt, um eine i.d.R. als Dreipunkt-Gurt ausgebildete Sicherungsvorrichtung zu schaffen.
• Ferner ist in dem Gehäuse 2 des Gurtschlosses 1 eine Ver- und Entriegelungsvorrichtung 7 vorgesehen, die das Gegenstück in dem Gurtschloss 1 ver- bzw. entriegelt. Die Ver- und Entriegelungsvorrichtung 7 umfasst ein Rastteil 8, das aus Plastik ausgebildet ist, und ferner eine Feder 9. Die Feder 9 ist einerseits mit dem Rastteil 8 und andererseits mit einer Verriegelungslasche 10 gekoppelt. Die Ver- und Entriegelungsvorrichtung 7 ist dabei so ausgebildet und angeordnet, dass der Kraftfluss im verrasteten Zustand des Rastteils 8 von dem Gegenstück über das Rastteil 8 direkt zu der Verriegelungslasche 10 erfolgt.
• Die Verriegelungslasche 10 ist mit Spiel derart in dem Gehäuse 2 gelagert, dass sie sich parallel zu einer Achse 11 hin- und herbewegen kann. Dabei ist ein axiales Spiel, das diese Beweglichkeit ermöglicht, in etwa in einem Bereich von 1 mm gewählt.
• Die Verriegelungslasche 10 ist mit einer Messfeder 12 gekoppelt. Die Messfeder 12 ist an einem freien Ende 13 mit der Niete 3 und damit dem Gehäuse 2 gekoppelt. Die im Gurt wirkende Kraft wird somit bei verriegeltem Gegenstück über dieses und anschließend das Rastteil 8, die Verriegelungslasche 10, die Messfeder 12, die Niete 3 schließlich hin zum Anker 5 übertragen, solange die Kraft noch nicht so hoch ist, dass die Verriegelungslasche 10 im Rahmen ihrer mit Spiel vorgesehenen Lagerung an einen ihrer Anschlagpunkte am Gehäuse 2 gelangt ist. Sobald die Verriegelungslasche an einem ihrer Anschlagpunkte angelangt ist, wird ein Teil der Kraft dann direkt von der Verriegelungslasche 10 über das Gehäuse 2, die Niete 3 hin zu dem Anker 5 übertragen.
• Die Messfeder 12 weist mehrere Abschnitte auf. Dem freien Ende 13 gegenüberliegend ist ein freies Ende 14 angeordnet. Beide freien Enden 13, 14 weisen längliche Ausnehmungen 15, 16 zur Fixierung im Kraftfluss des Gurtschlosses 1 auf. Die Ausnehmung 15 ist über einen Zapfen 17 mit der Verriegelungslasche 10 gelenkig angekoppelt. Die Ausnehmung 16 bildet zusammen mit der Niete 3 eine zweite Lagerung der Messfeder 12, die hier starr ausgebildet ist. Die Ausnehmungen 15, 16 dienen also der Anbringung der Messfeder 12 im Gurtschloss 1 und der Krafteinleitung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Verriegelungslasche 10 bei Gebrauch eine mindestens teilweise rotierende Bewegung ausübt, so dass Biegespannungen auf die Messfeder 12 übertragen werden könnten.
• Eine erste Lagerung der Messfeder 12 erfolgt am freien Ende 13 über die Ausnehmung 15 und den Zapfen 17, die so ausgebildet sind, dass die Lagerung gelenkig erfolgt. Dadurch ist gewährleistet, dass von der Verriegelungslasche 10 hin zu der Messfeder 12 und umgekehrt keine Biegekräfte übertragen werden können, welche das Messsignal verfälschen würde. Der Zapfen 17 und die Ausnehmung 15 sind in aufeinander angepasster Form im Wesentlichen senkrecht zu einer Belastungsrichtung länglich ausgebildet. So ergibt sich bei einfacher Fertigung neben einer gelenkigen Anbindung auch eine ausreichende Verdrehsicherung für die Messfeder 12, insbesondere bei Krafteingriff. Auch die zweite Lagerung, d. h. die Kopplung der kreisförmigen Ausnehmung 29 mit der Niete 3 ist gelenkig ausgebildet, so dass auch hier keine Biegekräfte auf die Messfeder 12 übertragen werden können und somit auch von dieser Seite eine Verfälschung des Messsignals verhindert ist.
• Zwischen den freien Enden 13, 14 der Messfeder 12 sind zwei im Wesentlichen ovale Ausnehmungen 18, 19 in der Messfeder 12 vorgesehen. Hierdurch werden um die Ausnehmungen 18, 19 zwei Bereiche 20, 21 geringer Federsteifigkeit geschaffen, die zum Toleranzausgleich und auch zu einer Anpassung einer Gesamtlänge L der Messfeder 12 genutzt werden können. Die Bereiche 20, 21 werden durch einen Abschnitt 22 mit höherer Federsteifigkeit und entsprechend bei Belastung geringerer Längenausdehnung miteinander verbunden.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Messfeder 12 aus 420 Stahl-Blech einstückig ausgestanzt worden. Im Bereich des Abschnitts 22 ist eine Dehnungsmessstruktur 23 aufprozessiert worden. Hierzu ist ein Dickschichtverfahren angewendet worden. Eine noch höhere Genauigkeit lässt sich mit einer Messfeder aus 17-4PH und Dünnfilm- Dehnmesswiderständen oder auf geglasten micro strain gage erzielen. Das Sensorelement wird als Dehnungsmessstruktur 23 vorzugsweise in Form eines ASICs ausgebildet und umfasst auch eine Auswerte- und Signalaufbereitungselektronik.
• Auf eine graphische Darstellung dieser Variationen wird hier verzichtet, da diese Lösungen alle auf dem Einbau der Messfeder 12 basieren und durch ihre direkte Befestigung auf der Messfeder 12 in einem besonderen Bereich, dem Abschnitt 22, ohne nennenswerte Hysterese-Verluste arbeiten. Das Messsignal des Sensorelements ist damit charakteristisch für die auf die Messfeder 12 einwirkende Kraft.
• Das gezeigte Ausführungsbeispiel eines Gurtschlosses 1 mit integrierter Kraftmess-Einrichtung besitzt eine Messfeder 12 mit aufprozessierter Wheatstonescher Brücke 24 als Dehnungsmessstruktur 23. Die nebeneinander in dem Abschnitt 22 dargestellten Widerstände 25 liefern das eigentliche Messsignal. Die einzeln in den Bereichen 20, 21 angeordneten Widerstände 26 dienen als Referenz. Über Kontaktpunkte 27 werden die Signale in bekannter Weise abgegriffen und zur Aufbereitung und Weiterverarbeitung abgeleitet.
• Die Federkonstante der gesamten Messfeder 12 wird so gewählt, dass der zu messende Kraftbereich, der beispielsweise 0 bis 150 N beträgt, von dem Sensorelement erfasst wird. Von der Erkennung einer geringen Gurtkraft bei Fixierung eines Kindersitzes, bis hin zu einer Airbag-Ansteuerung für einen Erwachsenen bei einem Unfall kann jede Belastung sicher gemessen werden. D. h. die Auslenkung der Messfeder 12 bei der maximal zu erfassenden Kraft muss so sein, dass die Verriegelungslasche 10 bei dieser Kraft gerade noch nicht ihren Anlagepunkt innerhalb des Gehäuses 2 erreicht hat. Steigt die Kraft, die vom Gurt übertragen wird, über einen Wert an, der über dem Wert liegt, der zu einer Auslenkung der Messfeder 12 führt, bei der die Messfeder 12 über die Verriegelungslasche 10 an ihrem Anschlag anliegt, so bleibt die über die Messfeder 12 übertragene Kraft auch bei weiter ansteigender Kraft konstant und begrenzt. Die Feder 12 wird über das Gehäuse 2 abgestützt und so vor Überlastung geschützt. Dadurch ist dann sichergestellt, dass die Messfeder 12 im Einsatzfall nicht plastisch verformt wird und somit stets zuverlässig und dauerhaft einsatzfähig ist.
• Die Messfeder 12 ist im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel als Stanzteil aus einem Federstahlband ausgebildet. Sie kann aber durch einen Fachmann auch in ihrer Funktion als Zugfeder mit Dehnungsmessstruktur 23 als Drahtbiegefeder mit entsprechenden Ösen zur Fixierung und Bereichen für die Widerstände 25, 26 oder einen ASIC-Chip ausgebildet sein.
• In jedem Fall ist die Messfeder 12 in der dargestellten Weise in dem Gehäuse 2 eines bekannten Gurtschlosses 1 integrierbar. Eine besondere Anpassung der bereits vorhandenen Teile ist dazu in keinem großen Umfang erforderlich. Der Gurtkraftsensor braucht Schutz durch ein Gehäuse oder eine Abdeckung gegen äußerliche Einflüsse, es kann aber hierzu das Gehäuse 2 des Gurtschlosses 1 in der vorstehenden Weise genutzt werden. Hierzu ist eine nur geringfügige Verlängerung des Gehäuses 2 erforderlich.
• Die Wirkungsweise über die Messung einer Dehnung der Messfeder 12 unter Zug ist durch die Verwendung mindestens einer direkt mit der Messfeder 12 Dehnungsmessstruktur 23 auch gegenüber starken Magnetfeldern unempfindlich. Ferner liefert eine Messung der vorstehend beschriebenen Art auch in einem unteren Messbereich ausreichend genaue Ergebnisse, um z.B. einen auf einem Sitzplatz positionierten und mittels Gurt fixierten Kindersitz für einen Säugling sicher zu erkennen. Gerade bei Leichtbau-Ausführungen aus Styropor oder anderen Leicht-Schäumen kommt es bei bekannten Vorrichtungen aufgrund der geringen Sitzkraft und einer unwesentlichen Gurtkraft zu Erkennungsfehlern. Bei einer schwereren Anordnung, die im Wesentlichen durch den Gurt unter höherer Gurtkraft auf dem Sitzplatz eingespannt werden, wird nach bekannten Verfahren und den entsprechenden Vorrichtungen statt eines Kindes ein Erwachsener detektiert. Diese Fehldiagnose kann insbesondere im Fall einer Airbag-Auslösung für ein Kind lebensgefährlich sein. Durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine jeweilige Gurtkraft störungsarm und zuverlässig bestimmt werden, so dass wesentliche Fehlerquellen ausgeschaltet werden können: Das Federelement 12 steht unter Vorspannung und die Messstruktur 23 spricht sofort an. Der integrierte Überlastungsschutz mit dem Zusammenwirken von Verriegelungslasche 10 und dem Gehäuse 2 des Gurtschlosses 1 garantiert dabei eine fehlerfreie Funktion auch nach mehrfacher, hoher Beanspruchung des Gurtkraftmesssystems mit einer mehr als 10-fachen Überlast.

Claims (13)

1. Gurtkraft-Messeinrichtung mit einer Messfeder (12), die im Kraftfluss angeordnet ist und deren Dehnung ein Maß für die Gurtkraft ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) so ausgebildet und über eine erste Lagerung und eine zweite Lagerung so im Kraftfluss angeordnet ist, dass sie sich zwischen der ersten und zweiten Lagerung abhängig von der Gurtkraft ausdehnt, wobei an oder auf der als Zugfeder ausgebildeten Messfeder (12) eine Dehnungsmessstruktur (23) angeordnet ist und die Messfeder (12) in einem Gehäuse (2) eines Gurtschlosses (1) integriert angeordnet ist.
2. Gurtkraft-Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) so angeordnet ist, dass ihre von der Gurtkraft abhängige Ausdehnung durch das Spiel einer in einem Gehäuse (2) der Gurtkraft-Messeinrichtung gelagerten Verriegelungslasche (10) mechanisch begrenzt ist.
3. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) in der ersten Lagerung gelenkig gelagert ist.
4. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) in der zweiten Lagerung gelenkig gelagert ist.
5. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) verdrehsicher in dem Gehäuse (1) angeordnet ist.
6. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement mindestens eine auf die Messfeder (12) aufgedruckte Dehnungs messstruktur (23) umfasst.
7. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement mindestens einen auf der Messfeder (12) aufgeglasten oder aufprozessierten Chip- Dehnungsmesssensor umfasst.
8. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement als Brückschaltung gleichartiger Dehnungsmesssensoren ausgebildet ist.
9. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) zwischen den Befestigungs- oder Krafteinleitungsstellen mindestens zwei Bereiche (20, 21, 22) unterschiedlicher Federsteifigkeit aufweist, die in Serie zueinander liegen.
10. Gurtkraft-Messeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) zwei Bereiche (20, 21) mit geringerer Federsteifigkeit aufweist, die über einen Abschnitt (22) höherer Federsteifigkeit verbunden sind.
11. Gurtkraft-Messeinrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Dehnungsmessstruktur (23) in dem Abschnitt (22) höherer Federsteifigkeit angeordnet ist.
12. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) in ihrer Gesamtlänge (L) über eine Verformung der zwei Bereiche (20, 21) mit geringerer Federsteifigkeit einstellbar ist.
13. Gurtkraft-Messeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (12) aus Federstahlband ausgebildet ist.