DE102012103979B3

DE102012103979B3 - Gurtkraftaufnehmer

Info

Publication number: DE102012103979B3
Application number: DE201210103979
Authority: DE
Inventors: Andreas Marroquín; Norbert Gehri
Original assignee: Mg Sensor GmbH
Current assignee: Mg Sensor GmbH
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2032-05-08

Abstract

Bekannte Gurtkraftaufnehmer besitzen einen Grundkörper, an welchem ein Sicherheitsgurt im Rahmen von Crashtests oder Komfortmessungen mithilfe von Haltebolzen gehalten wird. Die Haltebolzen werden hierfür im Stand der Technik mit dem Grundkörper verschraubt, mit dem Ergebnis, dass die Zugkraft des Gurtes wegen der Unbeweglichkeit der Bolzen nicht einwandfrei gemessen werden kann. Zudem ist ein Abnehmen des Gurtkraftaufnehmers hierdurch zeitaufwändig. Die Erfindung soll diese Problematik beheben. Dies gelingt durch die Verwendung von Kugelsperrbolzen als Haltebolzen, wobei per Knopfdruck ein Lösen der Bolzen möglich ist und eine zeitaufwändige Verschraubung entfallen kann. Zudem ist bei dieser Befestigungsmethode die Drehbarkeit der Bolzen auch im Verriegelten Zustand gewährleistet, so dass die Krafteinleitung in den zugehörigen Dehnmessstreifen verbessert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtkraftaufnehmer zur Messung auftretender Zugkräfte an Sicherheitsgurten von Fahrzeugen, mit einem Grundkörper, welcher eine beiderseits von Widerlagern begrenzte Durchführung für einen Sicherheitsgurt aufweist, wobei wenigstens eines der Widerlager mit einem Dehnmessstreifen zur Erfassung einer Materialbiegung versehen ist, unter Verlegung eines geradlinigen Weges alternierend in die Durchführung einragen und wenigstens einseitig als von dem Grundkörper lösbare Haltebolzen ausgestaltet sind.
Derartige Gurtkraftaufnehmer werden im Stand der Technik regelmäßig bei Crashtests und Komfortmessungen für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Diese bestehen grundsätzlich aus einem Grundkörper, über welchen der Sicherheitsgurt geführt wird und aufgrund von dessen Formgebung der Sicherheitsgurt in Wellenform geführt wird. Im Falle einer Zugkraft auf den Gurt wird dieser bestrebt sein, sich auf dem kürzesten Wege auszurichten, welcher aufgrund der Formgebung des Gurtkraftaufnehmers jedoch versperrt ist. In seinem Bestreben, sich gerade auszurichten wird der Sicherheitsgurt also gegen die Widerlager drücken, so dass deren Verbiegung ein Maß für die auf den Gurt wirkende Zugkraft ist. Die Verbiegung wird mithilfe des wenigstens einem der Widerlager zugeordneten Dehnmessstreifens erfasst und kann auf diese Art und Weise quantifiziert werden.
Der bekannte Stand der Technik sieht hierfür vor, dass der Sicherheitsgurt an dem Grundkörper zwischen einem Widerlagerbock, welcher üblicherweise auch den Dehnmessstreifen enthält, und zwei Haltebolzen gelagert ist, wobei diese Haltebolzen über ein Schraubgewinde mit dem Grundkörper verbunden werden können. In dieser Situation ist der Sicherheitsgurt so an dem Gurtkraftaufnehmer befestigt, dass er während der Messung nicht verloren gehen kann. Die Verschraubung der Haltebolzen mit dem Grundkörper sorgt hierbei für eine Unverlierbarkeit der Haltebolzen, welche jedoch eine relativ zeitintensive Art und Weise der Befestigung darstellt.
Darüber hinaus ist es wichtig, dass der Sicherheitsgurt beweglich zwischen den einander alternierend gegenüberliegenden Widerlagern gehalten ist, so dass die Gurtstraffung während der Messung gut erfasst werden kann und keine Verfälschungen der Messergebnisse aufgrund einer Verklemmung des Sicherheitsgurtes an dem Grundkörper oder zwischen den Widerlagern stattfinden kann.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, bekannte Gurtkraftaufnehmer dahingehend zu verbessern, dass eine gleichmäßige Krafteinleitung im Sinne einer zuverlässigen Messung stattfinden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Gurtkraftaufnehmer gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere, sinnvolle Ausgestaltungen eines derartigen Gurtkraftaufnehmers können den Unteransprüchen entnommen werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Haltebolzen im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik drehbar gelagert werden, wobei in einer konkreten Lösung verschiedene Ausgestaltungen eines solchen drehbaren Haltebolzens denkbar sind. Aufgrund der Drehbarkeit des Haltebolzens wird der Sicherheitsgurt bei einer Zugbeaufschlagung nicht zwischen den Widerlagern eingeklemmt, sondern kann über die drehbaren Haltebolzen abrollen und sich über dem mit dem Dehnmessstreifen versehenen Widerlagerbock unter Verbiegung desselben straffen.
In konkreter Ausgestaltung eines solchen Gurtkraftaufnehmers kann es sich bei dem drehbar gelagerten Haltebolzen insbesondere um einen Kugelsperrbolzen handeln, der auf wenigstens einer Position seiner Längserstreckung über seinen Umfang verteilte Sperrkugeln aufweist. Diese Sperrkugeln können mithilfe eines Auslösers aus dem Schaft des Kugelsperrbolzens ausgerückt werden und dabei in ein Gegenrastmittel eingreifen, um den Kugelsperrbolzen gegen ein Entnehmen zu sichern. Als ein solches Gegenrastmittel eignet sich im vorliegenden Fall eine Halteöse des Grundkörpers, durch welche der Haltebolzen bei der Befestigung mit dem Grundkörper hindurch geschoben wird. Eine derartige Halteöse kann hierbei eine innen liegende Nut aufweisen, welche idealerweise die Innenfläche der Halteöse, welche direkt mit dem Bolzenschaft in Kontakt tritt, idealerweise als umlaufende Nut teilt.
Die Gesamtanordnung des Gurtkraftaufnehmers sieht idealerweise zwei Kugelsperrbolzen vor, welche alternierend gegenüber von einem Widerlagerbock angeordnet sind und damit den Sicherheitsgurt beidseits des Widerlagerbocks an diesem herab drücken und somit für eine enge Anlage des Sicherheitsgurts an dem Widerlagerbock sorgen. Ohne Weiteres ist es jedoch möglich, zusätzliche Widerlagerböcke sowie zusätzliche Haltebolzen anzuordnen, oder auch mit einem Haltebolzen und zwei Widerlagerböcken zu arbeiten. Ebenfalls ist es möglich, den Dehnmessstreifen entweder dem Widerlagerbock, oder aber den Haltebolzen zuzuordnen. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Dehnmessstreifen jedoch dem Widerlagerbock zugeordnet, so dass ein Entnehmen des Dehnmessstreifens nicht gleichzeitig mit dem Haltebolzen erfolgen muss. Idealerweise ist hierbei zudem der Dehnmessstreifen dem Widerlagerbock mittig zugeordnet, wo die Verbiegung des Widerlagerbocks durch den Sicherheitsgurt im Falle einer Zugbeaufschlagung am Größten ist.
In konkreter Ausgestaltung kann der Kugelsperrbolzen wenigstens eine Öffnung aufweisen, durch welche eine Sperrkugel die Wand des Bolzenschafts durchragen kann. Hierbei ist die Öffnung so dimensioniert, dass die Kugel die Öffnung nicht vollständig passieren kann, um ein Verlieren der Sperrkugel zu verhindern. Um eine gleichmäßige Drehbarkeit zu gewährleisten und ein Verkanten des Kugelsperrbolzens zu verhindern, ist es vorgesehen, mehrere Sperrkugeln über dessen Umfang zu verteilen.
Während seines Betriebes besitzt der Kugelsperrbolzen insgesamt zwei Zustände, nämlich einen Auslösezustand, in welchem die Sperrkugeln aus ihrer Sperrposition wegrücken und das Einsetzen oder Entnehmen des Kugelsperrbolzens ermöglichen. Im zweiten Zustand, nämlich dem Sperrzustand, werden die Sperrkugeln in ihre Sperrposition gedrückt, in welcher ein Einschieben des Kugelsperrbolzens in die Halteöse aufgrund der Sperrkugeln nicht möglich ist. Im eingelegten Zustand greifen die Sperrkugeln hingegen in die innen liegende Nut der Halteöse ein, so dass in diesem Fall ein Herausnehmen des Kugelsperrbolzens verhindert wird. Das Auslösen bzw. Sperren der Sperrkugeln erfolgt über einen Dorn, welcher in einem Sperrabschnitt einen größeren Durchmesser aufweist, wie in einem Auslöseabschnitt. Durch ein Verschieben des Dorns in eine Sperrposition geraten die Sperrkugeln in Anlage zu dem breiteren Sperrabschnitt, so dass sie aufgrund des größeren Durchmessers des Sperrabschnitts durch die Öffnungen hindurch die Bolzenwand durchgreifen und nicht mehr in das Bolzeninnere ausweichen können. Durch eine Verschiebung des Dorns in seine Auslöseposition geraten die Sperrkugeln lediglich noch in den Eingriff des schlankeren Auslöseabschnitts des Dorns, so dass ein Zurückweichen in das Bolzeninnere ermöglicht wird.
Das Auslösen des Kugelsperrbolzens kann über einen mit dem Dorn verbundenen Druckknopf erfolgen, welcher als Auslöser dient. Der Druckknopf wird gegen die Kraft einer Rückstellfeder betätigt, so dass eine Rückstellung in die Sperrposition bei einer fehlenden Betätigung des Druckknopfs erfolgt.
Der Druckknopf ist stirnseitig einem Bolzenkopf des Kugelsperrbolzens zugeordnet, so dass sich eine leichte Bedienung mithilfe von zwei Fingern und einem Daumen ergibt. Zum Greifen des Bolzens weist der Bolzenkopf mit einigem Vorteil eine umlaufende Eingriffsmulde auf, in welche die verwendeten beiden Finger eingreifen können, während der Daumen gegen den Druckknopf drückt.
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
1 einen Gurtkraftaufnehmer mit zwei Kugelsperrbolzen in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben,
2 den Gurtkraftaufnehmer gemäß 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung durch einen der Kugelsperrbolzen, sowie
3 den Gurtkraftaufnehmer gemäß 1 in einer Querschnittsdarstellung.
1 zeigt einen Gurtkraftaufnehmer, wie er zur Messung von Zugkräften 41 am Sicherheitsgurt 40 im Rahmen von Crashtests eingesetzt wird. Ein solcher Gurtkraftaufnehmer besteht aus einem Grundkörper 10, welcher in seiner Mitte einen Widerlagerbock 11 bildet. Oberhalb des Widerlagerbocks 11 sind beiderseits Halteösen 13 angeordnet, in welche Kugelsperrbolzen 20 eingeschoben werden können. Oberhalb des Widerlagerbocks 11 bildet diese Anordnung eine Durchführung für den Sicherheitsgurt 40, an dem eine Messung durchgeführt werden soll. Hierbei greifen der Widerlagerbock 11 und die Kugelsperrbolzen 20 wechselseitig in diesem Durchgang ein, um einen geradlinigen Weg des Sicherheitsgurtes 40 durch die Durchführung zu verhindern.
Aufgrund der Verwendung von Kugelsperrbolzen 20 ist es ermöglicht, dass sich diese Kugelsperrbolzen 20 in ihrem Montagezustand drehen lassen, so dass im Falle einer Gurtstraffung während der Messung aufgrund der ermöglichten Drehung der Kugelsperrbolzen 20 eine realistische Messung der herrschenden Zugkräfte 41 durchführen lässt. Im Falle der aus dem Stand der Technik bekannten, mit dem Grundkörper 10 verschraubten Haltebolzen geht einiges an Zugkraft 41 für die Reibung über die Haltebolzen verloren, so dass die Messung diesbezüglich verfälscht würde.
Die Kugelsperrbolzen 20, welche in die Halteösen 13 eingeführt werden, bestehen im Wesentlichen aus einem Bolzenkopf 21 und einem Bolzenschaft 30, wobei der Bolzenschaft 30 durch die Halteösen 13 des Grundkörpers 10 hindurchgeführt wird. Der Bolzenschaft 30 weist dabei in einem Abschnitt, welcher innerhalb einer der Halteösen 13 zum Liegen kommt, über den Umfang verteilte Öffnungen 32 auf, durch welche im Falle einer Nichtbetätigung eines als Druckknopf 22 ausgestalteten Auslösers Sperrkugeln 31 durch die Wand des Bolzenschafts 30 hindurch ragen, welche dann in eine innen liegende Nut 14 der Halteösen 13 eingreift und ein Herausfallen des Kugelsperrbolzens 20 verhindert. Aufgrund einer Eingriffsmulde 24, welche als umlaufende Sicke am Bolzenkopf 21 vorgesehen ist, ist der Kugelsperrbolzen 20 mit zwei Fingern greifbar, während mithilfe des Daumens der Druckknopf 22 zum Auslösen des Kugelsperrbolzens 20 verwendet werden kann.
2 zeigt deutlicher den Auslösemechanismus des Kugelsperrbolzens 20, sowie den Kugelsperrbolzen 20 in seiner Sperrposition. Für die Sperrung besitzt der Kugelsperrbolzen 20 über seinen Umfang verteilte Sperrkugeln 31, welche hier in einem ausgerückten Zustand gezeigt sind. In diesem Zustand greifen sie in die genannte Nut 14 innerhalb der Halteösen 13 ein und verhindern dadurch ein Herausnehmen oder Herausfallen des Kugelsperrbolzens 20 aus den Halteösen 13, was den eingeklemmten Sicherheitsgurt 40 ansonsten freigeben würde. Die Sperrkugeln 31 werden in ihrer Sperrposition mithilfe eines Dorns 33 gehalten, welcher in einem Sperrabschnitt 35 eine Verbreiterung aufweist. Diese Verbreiterung drückt die Sperrkugeln 31 durch die Öffnungen 32 des Bolzenschafts 30 und hält die Sperrkugeln 31 in ihrer Sperrposition fest. Bei einem Druck auf den Druckknopf 22 wird gegen die Kraft einer Rückstellfeder 36 der Dorn 33 in Längsrichtung des Kugelsperrbolzens 20 verschoben, so dass die Sperrkugeln 31 in den Bereich eines Auslöseabschnitts 34 gelangen, welcher gegenüber dem Sperrabschnitt 35 verjüngt ist. Aufgrund des hierdurch entstehenden zusätzlichen Raumangebotes kann die Sperrkugel 31 in Richtung der Bolzenmitte ausweichen, so dass sie nicht mehr in die Nut 14 eingreift und dadurch auch den Kugelsperrbolzen 20 nicht mehr hält.
3 zeigt den Gurtkraftaufnehmer in einer Querschnittsdarstellung, wobei in dieser Querschnittsdarstellung ein Sicherheitsgurt 40 zwischen den Kugelsperrbolzen 20 und dem Widerlagerbock 11 eingespannt ist. Wie aus der 3 hervorgeht, ist es hierfür erforderlich, dass der Sicherheitsgurt 40 über den Widerlagerbock 11 gespannt ist, so dass im Falle einer Zugkraft 41 auf den Sicherheitsgurt 40 der Widerlagerbock 11 im Zuge einer Gurtstraffung nach unten gedrückt wird. In einer Aufnahme für Dehnmessstreifen 12 unterhalb des Widerlagerbocks 11 ist ein Dehnmessstreifen angeordnet, welcher den Grad der Verbiegung des Widerlagerbocks 11 misst und welcher über ein Verbindungskabel 15 mit einer entfernt gelegenen Messeinrichtung kommuniziert. Mithilfe der in ihrer Montageposition drehbaren Kugelsperrbolzen 20, welche mit einem einfachen Knopfdruck aus ihrer Position lösbar sind, kann der Sicherheitsgurt 40 schnell eingelegt und schnell wieder gelöst werden, und erlaubt auch gleichzeitig eine saubere Krafteinkopplung in den Widerlagerbock 11 und den darin aufgenommenen Dehnmessstreifen 12, ohne dass zusätzliche Reibungskraft durch eine Reibung über den verwendeten Bolzen verloren gehen würde.
Vorstehend beschrieben ist somit ein Gurtkraftaufnehmer, welcher durch die Verwendung eines drehbaren, insbesondere Kugelsperrbolzens zur Halterung des Sicherheitsgurtes an einem Grundkörper sowohl eine leichtere Bedienbarkeit aufgrund einer einfachen, auf Knopfdruck möglichen Entnahme der verwendeten Haltebolzen ermöglicht, als auch eine verbesserte Messung sicherstellt.
Bezugszeichenliste

10: Grundkörper
11: Widerlagerbock
12: Aufnahme für Dehnmessstreifen
13: Halteöse
14: Nut
15: Verbindungskabel
20: Kugelsperrbolzen
21: Bolzenkopf
22: Druckknopf
23: Druckknopfhülse
24: Eingriffsmulde
30: Bolzenschaft
31: Sperrkugel
32: Öffnung
33: Dorn
34: Auslöseabschnitt
35: Sperrabschnitt
36: Rückstellfeder
40: Sicherheitsgurt
41: Zugkraft

Claims

Gurtkraftaufnehmer zur Messung auftretender Zugkräfte an Sicherheitsgurten von Fahrzeugen, mit einem Grundkörper (10), welcher eine beiderseits von Widerlagern begrenzte Durchführung für einen Sicherheitsgurt (40) aufweist, wobei wenigstens eines der Widerlager mit einem Dehnmessstreifen zur Erfassung einer Materialbiegung versehen ist, die Widerlager unter Verlegung eines geradlinigen Weges alternierend in die Durchführung einragen und wenigstens einseitig als von dem Grundkörper (10) lösbare Haltebolzen ausgestaltet sind, wobei wenigstens einer der Haltebolzen gegenüber dem Grundkörper (10) in einem Verrastungszustand drehbar gelagert ist.
Gurtkraftaufnehmer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Haltebolzen als Kugelsperrbolzen (20) ausgestaltet ist, welcher mit einem Bolzenschaft (30) in zwei einander gegenüberliegende, eine Drehung des Bolzenschafts (30) gestattende Halteösen (13) des Grundkörpers (10) eingreift, wobei wenigstens eine der Halteösen (13) eine innen liegende Nut (14) aufweist, welche mit wenigstens einer teilweise aus dem Bolzenschaft (30) ausrückbaren Sperrkugel (31) zusammenwirkt.
Gurtkraftaufnehmer gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Grundkörper (10) zwei Kugelsperrbolzen (20) zugeordnet sind, welche beiderseits eines Widerlagers in Form eines Widerlagerbocks (11) angeordnet sind.
Gurtkraftaufnehmer gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dehnmessstreifen dem Widerlagerbock (11), vorzugsweise im Bereich der Mitte der Durchführung, zugeordnet ist.
Gurtkraftaufnehmer gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kugelsperrbolzen (20) wenigstens eine Öffnung (32) zur unverlierbaren Aufnahme jeweils einer durch die jeweilige Öffnung (32) ausrückbaren Sperrkugel (31) aufweist.
Gurtkraftaufnehmer gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sperrkugel (31) mittels eines die Sperrkugel (31) hintergreifenden Dorns (33) zwischen einer ausgerückten Sperrposition und einer eingerückten Auslöseposition verlegbar sind, wobei der Dorn (33) einen Sperrabschnitt (35) sowie einen gegenüber diesem verjüngten Auslöseabschnitt (34) aufweist.
Gurtkraftaufnehmer gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (33) durch Betätigung eines stirnseitig angeordneten Auslösers des Kugelsperrbolzens (20) in eine Auslöseposition verschiebbar ist, in welcher die wenigstens eine Sperrkugel (31) an dem Auslöseabschnitt (34) anliegen, und mit einer Rückstellfeder (36) versehen ist, welche nach dem Ende einer Betätigung des Auslösers eine Rückstellung des Dorns (33) in eine Sperrposition bewirkt, in welcher die Sperrkugeln (31) an dem Sperrabschnitt (35) des Dorns (33) anliegen.
Gurtkraftaufnehmer gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöser in Form eines stirnseitig des Kugelsperrbolzens (20) angeordneten Druckknopfs (22) ausgebildet ist.
Gurtkraftaufnehmer gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelsperrbolzen (20) einseitig mit einem Bolzenkopf (21) versehen ist, welcher eine umlaufende Eingriffsmulde (24) aufweist.