DE19903653A1

DE19903653A1 - Gurtstraffer

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Publication number: DE19903653A1
Application number: DE1999103653
Authority: DE
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2019-01-30
Also published as: DE19903653C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gurtstraffervorrichtung, die wenigstens eine Straffungseinheit, mit der ein angelegter Gurt bei einem Unfall zu straffen ist, und eine Getriebeeinheit mit einem Zahnrad (15), das mit dem Gurt zwischen 0 DEG und 110 DEG zu verdrehen ist, aufweist. DOLLAR A Damit die Gurtstraffung personenbezogen vorgenommen werden kann, ist das Zahnrad (15) an einem Rotor (19) eines Drehwinkelsensors angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gurtstraffervorrichtung, die wenigstens aufweist

- eine Straffungseinheit, mit der ein angelegter Gurt bei einem Unfall zu straffen ist, und
- eine Getriebeeinheit mit einem Zahnrad, das mit dem Gurt zwischen 0° und 110° zu verdrehen ist.

Eine bekannte Gurtstraffervorrichtung umfaßt eine Straffungs einheit, die mit einem Gurt verbunden ist und eine Getriebe einheit mit einem Zahnrad, das sich von einer Aufroll- bis zu einer vollständigen Auszugstellung von 0° bis 110° dreht. Das Zahnrad wird zur Kontrolle und Anzeige für das Anlegen des Gurtes eingesetzt.

Kommt es zu einem Unfall, rollt die Straffungseinheit den Gurt auf und legt ihn straff auf eine in einem Autositz be findliche Person. Da die Straffungseinheit nicht weiß, ob ein kräftiger Erwachsener oder ein schmächtiges Kind ange gurtet ist, zieht er in beiden Fällen der. Gurt mit der glei chen Kraft straff. Das Kind, das dank des Gurtes den Unfall überlebt hat, kann nun durch diesen Gurt zu Schaden kommen.

Ein 90°-Drehwinkelsensor ist in der WO 95 14 911 A1 beschrie ben. Er besteht aus einer stationären Formation, gegenüber der eine rotierende Formation bewegbar ist. Die stationäre Formation ist ein Statorelement, das aus zwei halbmondför migen Statorteilelementen besteht, zwischen denen sich eine Abstandsausnehmung befindet, in der der Hallsensor angeord net ist. Die rotierende Formation ist ein Ringmagnetelement, das von einer Magnethalteeinheit gehalten ist.

Ein 110°-Drehwinkelsensor ist aus der DE 295 20 111 U1 be kannt. Zwischen einem Stator und einem Rotor befindet sich ein Luftspalt. Der Rotor weist wenigstens einen Ringmagneten mit in radialer Richtung ausgerichteter Polarisierung auf. Ein Ringmagnet hat einen Winkelbereich größer 180°.

Ein 360°-Drehwinkelsensor ist aus der DE 197 16 985 A1 be kannt. Er besteht aus einem zweipolig radialen Magnetele ment, das sich um ein Statorelement dreht, in das in einem gleichen Winkel vier Luftspalte eingebracht sind. In zwei nebeneinanderliegenden Luftspalten ist jeweils ein Hall-IC- Element angeordnet. Beide Hall-IC-Elemente sind mit einer Auswerteeinheit verbunden, die mit einem Entscheidungspro gramm einen Stellungswinkel auf den Hallspannungsverläufen zuordnet.

Den drei letzten bekannten Lösungen ist gemeinsam, daß sie für Drosselklappeneinrichtungen bzw. Winkelstellungen von Wellen in Motoren eingesetzt werden.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Gurtstraffervorrich tung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß die Gurtstraffung personenbezogen vorgenommen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß beim Herausziehen des Gurtes das Zahnrad die angekuppelte Drehwinkelsensoreinheit mitdreht. Hierbei wird ein Signal abgegeben, das dem zurückgelegten Winkel des Zahnrades entspricht. Der Winkel wiederum ist ein Maß für die Länge des ausgezogenen Gurtes und der durch den Gurt angegurteten Person. Das durch die Drehwinkelsensoreinheit ausgegebene Signal wird der Straffungseinheit zugeführt und dort derart verarbeitet, daß bei einem Unfall der Gurt in Abhängigkeit vom Stellungswinkel des Zahnrades unterschied lich straff gezogen wird, so daß Kinder durch den straff gezogenen Gurt nicht zu Schaden kommen können.

Die Drehwinkeleinheit kann als ein nach einem widerstands- oder magnetoelektrischen Prinzip arbeitender Drehwinkel sensor sein. Der widerstandselektrische Drehwinkelsensor kann ein Potentiometer-Drehwinkelgeber sein.

Der Drehwinkelsensor kann ein 90°-, ein 110°- oder ein 360°- Drehwinkelsensor sein. Es kann auch ein anderer Drehwinkel sensor sein, der zwischen 0 und 360° arbeitet. Welcher Dreh winkelsensor verwendet wird, hängt von den jeweiligen Ein satzbedingungen ab. In der Regel reicht aber ein 90°-Dreh winkelsensor aus.

Der Rotor kann ein zweipolig-radiales Ringmagnetelement auf weisen. Ein Stator kann aus einem magnetisch leitenden Mate rial bestehen, um den unter Belassung eines Luftspaltes das Ringmagnetelement positioniert ist und in den um einen glei chen Winkel versetzt vier Luftspalte eingebracht sind. Zwei Hall-IC-Elemente können entweder in zwei sich gegenüberlie genden oder zwei nebeneinanderliegenden Luftspalten angeord net sein. Sind die Hall-IC-Elemente in zwei sich gegenüber liegenden Luftspalten angeordnet, ist durch die gewählte redundante Lösung eine erhöhte Sicherheit gewährleistet. Die um 90° versetzt angeordneter. Hall-IC-Elemente hingegen reali sieren einen Drehwinkelsensor über 90° hinaus.

Die Hall-IC-Elemente können mit einer Auswerteeinheit ver bunden und mit dieser zusammen auf einer Leiterplatte ange ordnet sein. Hierdurch ist ein kompaktes Realisierungssystem möglich, das eine einfache Montage mit sich bringt.

Der Stator kann mit einer Statorfixierung, die Leiterplatte mit den auf ihr befindlichen Hall-IC-Elementen und der Aus werteeinheit, und der Rotor mit dem Ringmagnetelement vormon tiert in einem Deckel angeordnet sein. Der Rotor kann mit Rotorstiftausnehmungen versehen sein, der Deckel kann wenig stens teilweise von einem Deckelring umgeben sein. Das Zahn rad kann in einem Gehäuse angeordnet sein. Hierdurch ist es möglich, den Drehwinkelsensor vormontiert im Deckel anzu ordnen. Für eine Montage wird dann dieses vormontierte Teil nur noch auf das Gehäuse bzw. an das Zahnrad auf einfache Art und Weise angekuppelt. Es ist hierdurch möglich, den Drehwinkelsensor an einer anderen Stelle vorzumontieren und die Endmontierung der gesamten Gurtstraffervorrichtung an einer anderen Stelle vorzunehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zei gen:

Fig. 1 eine Gurtstraffervorrichtung in einem Innenraum eines Personenkraftwagens in einer schematischen, perspek tivischer Teildarstellung,

Fig. 2 eine Teildraufsicht auf eine Gurtstraffervorrichtung gem. Fig. 1 in einer schematischen Darstellung und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Gurtstraffervorrichtung gem. Fig. 2 mit eingebautem Drehwinkelsensor entlang der Linie III-III.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Fahrgastraum eines Personenkraftwagens gezeigt. Mit 3 ist ein Rücksitzelement bezeichnet, auf das ein Rückenelement 4 zurückgeklappt ist. Es gibt damit den Blick auf eine Gurtstraffereinrichtung 1 und einen Gurt 2 frei, die im Bereich einer Tür 5 angeordnet Sind.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausschnitt aus der Gurtstraffer vorrichtung 1 gezeigt.

Die Gurtstraffervorrichtung 1 weist eine Gurtstraffungsein heit und eine Getriebeeinheit auf. Von der Getriebeeinheit ist ein Zahnrad 15 dargestellt. Auf dem Zahnrad sind Mit nehmerstifte 18 angeordnet. Das Zahnrad 15 befindet sich in einem Gehäuse 17.

Das Gehäuse 17 wird von einem Deckel 16 mit einem Deckel klemmring 26 verschlossen. Ein Deckeldichtungselement 24 sorgt für eine Abdichtung des Innenraums zwischen Deckel und Gehäuse.

Erfindungswesentlich ist, daß in dem Deckel 16 ein 90°-Dreh winkelsensor 6 angeordnet ist.

Der Drehwinkelsensor 6 weist einen Rotor 19 auf, der ein zweipolig-radiales Ringelement 14 hält. Das Ringmagnetele ment 14 dreht sich unter Belassung eines Luftspaltes um einen Stator 23 aus einem ferritischen Material, in dem wenigstens zwei sich gegenüberliegende Luftspalte jeweils ein Hall-IC-Element positioniert ist. Der Stator 23 wird mit Hilfe einer Statorfixierung 13 im Deckel 16 gehalten.

Die Hall-IC-Elemente 11 sind mit einer Auswerteeinheit ver bunden. Die Hall-IC-Elemente und die Auswerteeinheit sind auf einer Leiterplatte 12 angeordnet. Von der Leiterplatte 12 führt aus dem Gehäuse 16 ein Flachstecker 21. Mit dem Flachstecker 21 ist ein Steuerungskabel verbunden, das zu einer Steuereinheit 22 für die Steuereinheit führt.

Damit die Mitnehmerstifte 18 des Zahnrads 15 kraftschlüssig mit dem Rotor 19 beim Aufsetzen des Deckels verbunden werden können, weist der Rotor 19 Rotorstiftausnehmungen 25 auf. Der Rotor 19 selbst dreht sich mit einer Rotorachse 20. Das komplette Vormontieren des so aufgeführten Drehwinkelsensors 6 im Inneren des Deckels 15 hat den Vorteil, daß der Dreh winkelsensor 6 mit dem Deckel 16 an anderer Stelle montiert werden kann, als die übrigen Teile der Gurtstraffervorrich tung 1. Bei der Endmontage braucht so der Deckel mit dem Drehwinkelsensor nur noch auf das Zahnrad 15 und das Gehäuse 17 gesteckt werden.

Ist die Gurtstraffervorrichtung fest montiert, wird durch ein Herausziehen des Gurtes 2 aus der Gurtstraffervorrich tung zugleich das Getriebe und damit das Zahnrad 15 mitbe wegt. Der Winkel, um den das Zahnrad 15 verdreht ist, ist bei angelegtem Gurt 2 indirekt ein Maß für die durch den Gurt 2 angeschnallte Person. Ist die Person ein Kind, ist der zurückgelegte Winkel des Zahnrades 15 klein, ist hin gegen die angeschnallte Person ein kräftiger Erwachsener, ist der zurückgelegte Winkel des Zahnrads 15 wesentlich größer.

Durch den Drehwinkelsensor 6 wird ein Signal über den Flach stecker 21 an die Steuereinheit 22 der Gurtstraffungseinheit gegeben. Kommt es zu einem Unfall, strafft die Straffungs eirheit den Gurt 2 in Abhängigkeit von diesem Signal. Ist das Signal durch einen kleinen Winkel niedrig, wird wesent lich weniger Kraft aufgewendet, als wenn ein hohes Signal durch einen großen Winkel zu verarbeiten ist. Durch programm technische Mittel wird der jeweilige Winkel mit einer be stimmten Kraft in Verbindung gebracht. Diese Kraft hält bei einem Unfall die angegurtete Person wirksam zurück, ohne sie dabei zu erdrücken oder ihr sonstige Schäden beizubringen. Da Kinder überwiegend auf den Rücksitzen in Personenkraft wagen sitzen, ist ein Einsatz von Gurtstraffungsvorrichtun gen 1 mit einem eingebauten Drehwinkelsensor 6 besonders vorteilhaft dort einzusetzen. Wegen der positiven Wirkung des Einsatzes des Drehwinkelsensors 6 kann die komplette Lösung aber auch für sämtlich ein Auto verwendeten Gurte zum Einsatz kommen.

Bezugszeichenliste

1

Gurtstraffervorrichtung

2

Gurt

3

Rücksitzelement

4

Rücklehnenelement

5

Tür

6

90°-Drehwinkelsensor

11

Hall-IC-Element

12

Leiterplatte

13

Statorfixierung

14

Ringmagnetelement

15

Zahnrad

16

Deckel

17

Gehäuse

18

Mitnehmerstifte

19

Rotor

20

Rotorachse

21

Flachstecker

22

Steuereinheit

23

Stator

24

Deckeldichtungselement

25

Rotorstiftausnehmunge

26

Deckelklemmring

Claims

1. Gurtstraffervorrichtung, die wenigstens aufweist

- eine Straffungseinheit, mit der ein angelegter Gurt (2) bei einem Unfall zu straffen ist, und
- eine Getriebeeinheit mit einem Zahnrad (15), das mit dem Gurt (2) zwischen 0° und 110° zu verdrehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (15) an einen Rotor (19) einer Drehwinkelsensoreinheit (6) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwinkelsensoreinheit eine nach einem widerstands- oder magnetoelektrischen Prinzip arbeitender Drehwinkel sensor (6) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkelsensor (6) 90°-, ein 110°- oder ein 360°- Drehwinkelsensor ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (19) ein zweipolig-radia les Ringmagnetelement (14) aufweist.

5. Verrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (23) aus einem magnetisch leitenden Material vorgesehen ist, um den unter Belassung eines Luftspaltes das Ringmagnetelement (14) positioniert ist und in den um einen gleichen Winkel versetzt vier Luftspalte eingebracht sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei sich gegenüberliegenden ersten Luftspalte ein erstes und ein zweites Hall-IC- Element (11) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei um 90° nebeneinanderliegen den zweiten Luftspalten ein drittes und ein viertes Hall-IC-Element angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die Hall-IC-Elemente (11) mit einer Auswerteeinheit verbunden und mit dieser zusammen auf einer Leiterplatte (12) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (23) mit einer Statorfi xierung (13), die Leiterplatte (12) mit den auf ihr befindlichen Hall-IC-Elementen (11) und der Auswerte einheit, und der Rotor (19) mit dem Ringmagnetelement (14) vormontiert in einem Deckel (16) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Zahnrad (15) in einem Gehäuse (17) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem, der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (19) Rotorstiftausnehmun gen aufweist, in die auf dem Zahnrad (15) angeordnete Mitnehmerstifte (18) zu stecken sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (16) wenigstens teilweise von einem Deckelklemmring (26) umgeben ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprache 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem aufgesetzten Deckel und dem Gehäuse (17) ein Deckeldichtungselement (24) angeord net ist.