DE102020204949A1

DE102020204949A1 - Sensor für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE102020204949A1
Application number: DE102020204949.1A
Authority: DE
Inventors: Tolga Calik; Sascha Hartmann; Christian STENGER
Original assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2040-04-21
Also published as: DE102020204949B4; DE102020204949A9

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf einen Sensor (310), insbesondere zur Auslösung einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung (301), mit einem beweglichen Trägheitskörper (350), der relativ zu einem Trägerelement (340) des Sensors (310) beweglich ist, wobei der Trägheitskörper (350) im Falle einer abrupten Geschwindigkeitsänderung oder einer Neigung des Sensors (310) über ein vorgegebenes Maß hinaus trägheitsbedingt gegenüber dem Trägerelement (340) bewegt und aus der Ruhelage in eine Auslöselage gebracht wird, durch die eine Auslösestellung des Sensors (310) hervorgerufen wird.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sensor (310) zusätzlich mit einer Aktivierungseinrichtung (600) ausgestattet ist, die dazu geeignet ist, im aktivierten Zustand die Auslöselage des Trägheitskörpers (350) zu erzwingen, indem sie mechanisch auf den Trägheitskörper (350) einwirkt und diesen aus der Ruhelage heraus in die Auslöselage bewegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung, insbesondere für einen Gurtaufroller zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Fahrzeugsicherheitseinrichtungen, insbesondere in Form von Gurtaufrollern, die mit einem solchen Sensor ausgestattet sind.
Aus der europäischen Patentschrift EP 2 780 201 B1 ist ein Gurtaufroller mit einem Sensor bekannt, der die Merkmale gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist. Der vorbekannte Sensor arbeitet trägheitsbedingt und basiert auf einem Trägheitskörper in Form einer Kugel, die bei einer abrupten Änderung des Fahrzustands, insbesondere einer abrupten Bremsung, oder einer zu großen Neigung des Fahrzeugs von einer Ruhelage in eine Auslöselage ausgelenkt wird und dadurch den Sensor aktiviert und den Gurtaufroller blockiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auslösen einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung auch dann in einfacher Weise zu ermöglichen, wenn der Trägheitskörper selbst den Sensor nicht auslöst oder womöglich nicht auslösen würde.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Sensor mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sensors sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Sensor zusätzlich mit einer Aktivierungseinrichtung ausgestattet ist, die dazu geeignet ist, im aktivierten Zustand die Auslöselage des Trägheitskörpers zu erzwingen, indem sie mechanisch auf den Trägheitskörper einwirkt und diesen aus der Ruhelage heraus in die Auslöselage bewegt.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Sensors ist darin zu sehen, dass bei diesem der Trägheitskörper eine Doppelfunktion ausübt, da er trägheitsbedingt selbst unmittelbar auslösen kann sowie darüber hinaus auch mittelbar auslösen kann, und zwar als Reaktion auf eine äußere mechanische Einwirkung durch die Aktivierungseinrichtung. Das erfindungsgemäße Zusammenspiel von Trägheitskörper und Aktivierungseinrichtung spart Teile und ermöglicht einen einfachen, robusten und zuverlässigen Sensorbetrieb mit zwei möglichen Auslösungen, nämlich trägheitsbedingter Auslösung und externer Auslösung, beispielsweise bei Vorliegen eines elektrischen Auslösesignals.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Aktivierungseinrichtung ein bewegliches Auslöseelement umfasst, das in einer Trennstellung den Trägheitskörper unbeeinflusst lässt und in einer Auslösestellung den Trägheitskörper aus seiner Ruhelage heraus in die Auslöselage bewegt. Das bewegliche Auslöseelement ist vorzugsweise mit einer Verstelleinrichtung verstellbar und kann von dieser in die Trennstellung und die Auslösestellung gestellt werden. Die Verstelleinrichtung stellt vorzugsweise bei jeder Verstellbewegung jeweils die Stellung des Auslöseelements um, sie stellt also ausgehend von der Auslösestellung die Trennstellung und ausgehend von der Trennstellung die Auslösestellung ein.
Das Auslöseelement ist vorzugsweise strang- oder rohrförmig und wird beispielsweise als Auslösestange ausgeführt.
Vorteilhaft ist es, wenn die Verstelleinrichtung einen Schieber aufweist, der axial verschieblich ist und allein durch ein axiales Verschieben entlang einer vorgegebenen Verschiebeachse ein Umstellen des Auslöseelements auslöst, wobei die axiale Verschiebebewegung des Schiebers stets in derselben Weise und in ein und derselben Richtung - sozusagen bezogen auf den Verstellvorgang unidirektional - erfolgt.
Mit Blick auf einen geringen Stromverbrauch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Aktivierungseinrichtung einen Antrieb, insbesondere Elektromagneten, umfasst, der bei kurzzeitiger Aktivierung, insbesondere bei Anliegen eines elektrischen Steuerpulses, eine Verstellbewegung der Verstelleinrichtung auslöst und ein Umstellen der Stellung des Auslöseelements hervorruft. Die Verstelleinrichtung hält nachfolgend vorzugsweise jeweils die eingestellte Stellung des Auslöseelements durch Formschluss fest. Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb, beispielsweise Elektromagnet, zum Umstellen des Auslöseelements nur kurzzeitig aktiviert, insbesondere bestromt, werden muss, nicht hingegen in den Endlagen bzw. der Trennstellung oder der Auslösestellung des Auslöseelements. In den Endlagen kann der Antrieb abgeschaltet sein, da die Stellung des Auslöseelements durch Formschluss gehalten wird.
Der Antrieb, insbesondere Elektromagnet, erzeugt bei kurzzeitiger Aktivierung, insbesondere bei Anliegen eines elektrischen Steuerpulses, vorzugsweise ein Magnetfeld, insbesondere einen Magnetfeldpuls, durch den die Verstellbewegung der Verstelleinrichtung ausgelöst und ein Umstellen der Stellung des Auslöseelements hervorgerufen wird.
Vorteilhaft ist es, wenn das Auslöseelement allein dadurch verstellt werden kann, dass eine axiale Verschiebebewegung eines mit dem Auslöseelement verbundenen oder durch das Auslöseelement selbst gebildeten Zwischenelements wiederholt in derselben Weise und in ein und derselben Richtung - sozusagen bezogen auf die Auslösung des Verstellvorgangs unidirektional - durchgeführt wird.
Vorteilhaft ist es, wenn die Verstelleinrichtung einen Schieber aufweist, der axial verschieblich ist und allein durch ein axiales Verschieben entlang einer vorgegebenen Verschiebeachse ein Umstellen der Abstützstelle des Zwischenelements auslöst, nämlich ausgehend von einer ersten Abstützstelle zur zweiten Abstützstelle und umgekehrt ausgehend von der zweiten Abstützstelle zur ersten Abstützstelle. Die erste Abstützstelle wird vorzugsweise durch ein axial fixiertes Halteelement gebildet und die zweite Abstützstelle durch den Schieber selbst.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung besteht der Schieber ganz oder zumindest zum Teil (insbesondere im Falle einer mehrteiligen Ausführung des Schiebers) aus einem magnetisierbaren Material, sodass er durch ein äußeres magnetisches Feld beispielsweise einer elektrischen Spule axial verschieblich ist und dadurch die Abstützstelle des Zwischenelements umstellen kann.
Die dem Zwischenelement zugewandte Stirnfläche des Schiebers, die dem Schieber zugewandte Stirnfläche des Zwischenelements und die dem Zwischenelement zugewandte Stirnfläche des Halteelements sind vorzugsweise jeweils zumindest abschnittsweise rampenförmig, um beim Verschieben des Zwischenelements in axialer Richtung jeweils ein Verdrehen des Zwischenelements und dadurch einen Wechsel der Abstützstelle hervorzurufen.
In vielen Fällen, insbesondere bei den oben beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen der Verstelleinrichtung, wird eine ausreichende Sicherheit, dass das Auslöseelement die jeweils richtige Lage einnimmt, auch ohne eine zusätzliche Überwachung erreicht werden. Mit Blick auf eine noch weitere Erhöhung der Sicherheit kann in vorteilhafter Weise zur Überwachung der korrekten Stellung des Auslöseelements ein Endlagensensor vorhanden sein.
Eine mit dem Endlagensensor verbundene Steuereinrichtung wird vorzugsweise den Antrieb, insbesondere Elektromagneten, erneut betätigen, wenn eine gewünschte Endstellung des Auslöseelements nicht vorliegt oder nicht erreicht worden ist.
Auch kann in vorteilhafter Weise mit Blick auf zusätzliche Redundanz vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Endlagensensoren vorhanden sind. Bei der letztgenannten Variante wird die erwähnte Steuereinrichtung vorzugsweise die Sensorsignale der beiden Endlagensensoren vergleichen und beispielsweise ein Warnsignal erzeugen, wenn die Sensorsignale divergieren bzw. unterschiedliche Endlagen anzeigen.
Die Aktivierungseinrichtung umfasst vorzugsweise als das Auslöseelement eine Auslösestange, die entlang ihrer Stangenlängsrichtung beweglich ist und bei Aktivierung der Aktivierungseinrichtung von einer Verstelleinrichtung in Richtung des Trägheitskörpers bewegt wird und diesen in die Auslöselage stößt oder schiebt. Die Stangenlängsrichtung entspricht vorzugsweise der Richtung der axialen Verschiebebewegung, entlang derer das Zwischenelement wiederholt in derselben Weise und in ein und derselben Richtung - sozusagen bezogen auf die Auslösung des Verstellvorgangs unidirektional - bewegt wird.
Der Trägheitskörper ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung eine Kugel, die auf einer Mulde oder Rollfläche des Trägerelements aufliegt und darauf rollen kann.
Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird der Trägheitskörper von einem Pendelgelenk gehalten, das ein Pendeln des Trägheitskörpers relativ zum Trägerelement ermöglicht.
Die Verstelleinrichtung umfasst vorzugsweise ein mit dem Auslöseelement verbundenes oder durch das Auslöseelement selbst gebildetes Zwischenelement.
Das Zwischenelement ist um die Verschiebeachse drehbar und ist vorzugsweise axial entlang der Verschiebeachse verschiebbar.
Vorteilhaft ist es, wenn das Zwischenelement bei jedem Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung jeweils um einen ersten Drehwinkel um die Verschiebeachse gedreht wird und beim Übergang von der Auslösestellung in die Trennstellung jeweils um einen zweiten Drehwinkel um die Verschiebeachse gedreht wird.
Die Verstelleinrichtung weist bevorzugt ein drehfestes und entlang der vorgegebenen Verschiebeachse axial festes Halteelement auf, demgegenüber das Zwischenelement axial entlang der vorgegebenen Verschiebeachse verschiebbar ist.
Das Zwischenelement ist vorzugsweise derart verschiebbar, dass es relativ zu dem Halteelement eine erste oder eine zweite axiale Relativlage aufweisen kann.
Eine der axialen Relativlagen legt vorzugsweise die Auslösestellung und die andere die Trennstellung fest.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Halteelement zumindest zwei Stützabschnitte aufweist, die sich - beabstandet von der Verschiebeachse - parallel zu der Verschiebeachse in Richtung auf das Zwischenelement erstrecken und zwischen sich einen Aufnahmespalt bilden, das Zwischenelement zumindest zwei Eingriffsabschnitte aufweist, die sich - beabstandet von der Verschiebeachse - parallel zu der Verschiebeachse in Richtung auf das Halteelement erstrecken und zwischen sich einen Spalt bilden, und das Zwischenelement und das Halteelement in der ersten Relativlage tiefer ineinander geschoben sind als in der zweiten Relativlage.
Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn in der ersten Relativlage die in den Aufnahmespalt des Halteelements eingeschobenen Eingriffsabschnitte des Zwischenelements und die in den Spalt des Zwischenelements eingeschobenen Stützabschnitte des Halteelements eine Art Feder-Nut-Verbindung bzw. einen Formschluss (zumindest in Drehrichtung des Zwischenelements) bilden.
Die Eingriffsabschnitte sind vorzugsweise drehsymmetrisch angeordnet.
Die Stützabschnitte sind vorzugsweise drehsymmetrisch angeordnet.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Zwischenelement und das Halteelement in der ersten Relativlage derart ineinander geschoben sind, dass die mindestens zwei Eingriffsabschnitte jeweils in einen zugeordneten Aufnahmespalt in dem Halteelement eingesteckt sind und sich axiale Seitenwände der Eingriffsabschnitte auf axialen Seitenwänden der Stützabschnitte abstützen und eine Relativdrehung zwischen dem Zwischenelement und dem Halteelement durch die axialen Seitenwände blockiert wird. In der zweiten Relativlage liegen vorzugsweise endseitige Stirnflächen der Eingriffsabschnitte jeweils auf einer endseitigen Stirnfläche eines der Stützabschnitte auf.
Die endseitigen Stirnflächen der Eingriffsabschnitte und die endseitigen Stirnflächen der Stützabschnitte greifen in der zweiten Relativlage vorzugsweise ineinander, insbesondere bilden sie vorzugsweise einen Formschluss (zumindest in Drehrichtung des Zwischenelements).
Die endseitigen Stirnflächen der Stützabschnitte sind relativ zur Verschiebeachse vorzugsweise in einem Winkel zwischen 10 und 80 Grad geneigt.
Die endseitigen Stirnflächen der Eingriffsabschnitte weisen vorzugsweise jeweils zwei zueinander axial versetzte Rampenflächen, die parallel zu den geneigten Stirnflächen der Stützabschnitte angeordnet sind, und jeweils eine zwischen den zwei Rampenflächen befindliche stirnseitige Anschlagsfläche auf.
Die stirnseitigen Anschlagsflächen blockieren vorzugsweise in der zweiten Relativlage eine Relativdrehung des Zwischenelements.
Der Schieber weist bevorzugt auf der dem Zwischenelement zugewandten Stirnfläche eine Zahnstruktur, insbesondere eine Sägezahnstruktur, auf.
Das Zwischenelement weist auf der der Zahnstruktur des Schiebers zugewandten Stirnfläche bevorzugt eine korrespondierende Zahnstruktur, insbesondere Sägezahnstruktur, auf.
Die Zahnstrukturen sind vorzugsweise jeweils aus „steilen“ Flächen und „flachen“ Flächen zusammengesetzt.
Die steilen Flächen liegen vorzugsweise parallel zur Verschiebeachse oder weisen zumindest einen Winkel dazu von weniger als 10° auf. Die steilen Flächen können somit auch als axiale Flächen bezeichnet werden.
Die flachen Flächen weisen vorzugsweise einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise von 45°, zur Verschiebeachse auf.
Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Schieber auf der dem Zwischenelement zugewandten Stirnfläche Spitzen aufweist, die eine Drehbewegung erzeugen, sobald der Schieber das Zwischenelement über das Halteelement hinaus aussteuert.
Auch ist es von Vorteil, wenn in der Aktivierungsposition des Verstellelements der Schieber - angetrieben durch die Federkraft einer Entsperrfeder - seine Zahnstruktur gegen die des Zwischenelements drückt, dadurch das Zwischenelement relativ zum Halteelement anhebt sowie das Zwischenelement um die Verschiebeachse um einen durch die Zahnstrukturen definierten Verstelldrehwinkel dreht, sobald das Zwischenelement und das Halteelement durch das Anheben außer Eingriff stehen.
Der erste Drehwinkel, um den das Zwischenelement bei jedem Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung gedreht wird, wird vorzugsweise durch den Abstand zwischen den axialen Seitenwänden (auf denen sich jeweils die in Drehrichtung vordere axiale Seitenwand der Eingriffsabschnitte abstützen kann) benachbarter Stützelemente abzüglich des Abstands zwischen der stirnseitigen Anschlagsfläche in den endseitigen Stirnflächen der Eingriffsabschnitte und der in Drehrichtung jeweils davor liegenden axialen Seitenwand des jeweiligen Eingriffsabschnitts festgelegt.
Der zweite Drehwinkel, um den das Zwischenelement bei jedem Übergang von der Auslösestellung in die Trennstellung gedreht wird, wird vorzugsweise durch den Abstand zwischen der stirnseitigen Anschlagsfläche in den endseitigen Stirnflächen der Eingriffsabschnitte und der in Drehrichtung jeweils davor liegenden axialen Seitenwand des jeweiligen Eingriffsabschnitts festgelegt.
Die Verstelleinrichtung weist vorzugsweise einen Elektromagneten auf, der im eingeschalteten Zustand das Verstellelement von dem Halteelement wegzieht und dadurch in die Aktivierungsposition bewegt und im ausgeschalteten Zustand es der Federkraft einer oder mehrerer Rückstellfedern (Solenoidfeder und/oder Sperrfeder) ermöglicht, das Verstellelement und das Zwischenelement in Richtung auf das Halteelement zu bewegen bzw. zu drücken.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Elektromagnet im eingeschalteten Zustand unmittelbar den Schieber bewegt. Der Schieber besteht zu diesem Zwecke vorzugsweise ganz oder zumindest abschnittsweise aus Eisen oder einem anderen von einem Magnetfeld anziehbaren bzw. magnetisierbaren Material.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung, insbesondere in Form eines Gurtraufrollers, die mit einem Sensor wie oben beschrieben ausgestattet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen 1 bis 14 und 16 bis 19 drei Ausführungsbeispiele für einen Sensor und 15 eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung mit einem solchen Sensor. In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung 301, die mit einem Gurtaufroller 305 und einem Sensor 310 ausgestattet ist. Der Gurtaufroller 305 umfasst ein Sperrrad 315, das drehfest mit einer in der 1 nicht gezeigten Gurtspule des Gurtaufrollers 305 in Verbindung steht. Das Sperrrad 315 kann von dem Sensor 310 gesperrt werden, sodass eine Rotation des Sperrrades 315 und damit eine Rotation der Gurtspule des Gurtaufrollers 305 unterbunden wird, wenn der Sensor 310 ausgelöst ist, beispielsweise im Falle einer abrupten Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
In der 15 erkennt man darüber hinaus einen Rahmen 320 des Gurtaufrollers 305, der eine Platte 325 mit einer Durchgangsöffnung 330 aufweist. Die Platte 325 mit der Durchgangsöffnung 330 bildet eine Trägereinrichtung 335 zum Befestigen des Sensors 310.
Der Sensor 310 umfasst ein Trägerelement 340, das mit einer unteren Rollfläche 345 ausgestattet ist. Auf der unteren Rollfläche 345 liegt ein Trägheitskörper 350 rollbar auf, bei dem es sich beispielsweise um eine Kugel handeln kann. Auf dem Trägheitskörper 350 liegt ein Sensorglied 355 auf, das durch Bolzen 360 schwenkbar an dem Trägerelement 340 gelagert ist.
Das Sensorglied 355 ist mit einem Sperrabschnitt 365 verbunden, der je nach dem Schwenkwinkel des Sensorgliedes 355 in das Sperrrad 315 eingreifen und eine Rotationsbewegung des Sperrrades 315 verhindern kann. Der Schwenkwinkel des Sensorgliedes 355 relativ zu dem Trägerelement 340 hängt von der jeweiligen Position des Trägheitskörpers 350 ab, der auf der unteren Rollfläche 345 rollen kann, wenn der Sensor 310 bzw. der Gurtaufroller 305 abrupt bewegt werden.
Ein Bewegen des Trägheitskörpers 350 und damit ein Schwenken des Sensorgliedes 355 kann darüber hinaus von einer Aktivierungseinrichtung 600 ausgelöst werden, von der ein Auslöseelement beispielsweise in Form einer Auslösestange 601 in der 15 näher erkennbar ist.
Zur Befestigung des Sensors 310 an der Trägereinrichtung 335 bzw. in der Durchgangsöffnung 330 der Platte 325 ist der Sensor 310 mit einem Gehäuseteil 370 ausgestattet, das in die Durchgangsöffnung 330 der Platte 325 derart eingesetzt wird, dass der ringförmige Anschlagsabschnitt 375 auf der dem Trägerelement 340 zugewandten Seite 385 der Platte 325 aufliegt. Nach dem Einsetzen des Sensors 310 in die Durchgangsöffnung 330 können der Sensor 310 sowie auch das Sperrrad 315 mittels eines Abdeckelements 390 abgedeckt werden, das auf die Platte 325 bzw. den Rahmen 320 des Gurtaufrollers 305 aufgesetzt wird.
Die 16 zeigt Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels für eine Aktivierungseinrichtung 600, die bei dem Sensor 310 gemäß der 15 eingesetzt werden kann, näher im Detail.
Man erkennt in der 16 die Auslösestange 601, die mit ihrem vom Trägheitskörper 350 entfernten bzw. abgewandten Stangenende an einem Zwischenelement 20 angebracht oder an diesem einteilig angeformt, also mit diesem durch ein einziges Bauteil gebildet, ist. Das Zwischenelement 20 dient dazu, in einer Trennstellung die Auslösestange 601 von dem Trägheitskörper 350 zu trennen und den Trägheitskörper 350 unbeeinflusst zu lassen und in einer Auslösestellung bzw. Stoßstellung die Auslösestange 601 gegen den Trägheitskörper 350 - ähnlich wie ein Billardqueue - zu stoßen und dadurch den Trägheitskörper 350 aus seiner Ruhelage herauszubewegen und ein Verschwenken des Sperrabschnitts 365 in das Sperrrad 315 hinein auszulösen, wodurch wiederum ein Drehen der Gurtspule in Gurtabwickelrichtung unterbunden wird.
Zum Verstellen des Zwischenelements 20 von der in der 16 gezeigten Trennstellung in die Auslösestellung und umgekehrt dient eine Verstelleinrichtung 30. Von der Verstelleinrichtung 30 sind in der 16 ein drehfestes sowie axial festes Halteelement 40, ein entlang der Verschiebeachse Vx verschiebbarer Schieber 50, eine Rückholfeder 602, die auf den Schieber 50 einwirkt und diesen entlang der Verschiebeachse Vx entgegen der Verschieberichtung X nach links zieht, eine Entsperrfeder 603 sowie eine elektrische Spule 604.
Die Rückholfeder 602 hält den Schieber 50 auf Spannung und wirkt vorzugsweise gegen ein Klappern des Schiebers 50. Die Kraft der Verstelleinheit 30 und die der Rückholfeder 602 übersteigen vorzugsweise die Kraft der Entsperrfeder 603.
Zum Bewegen des Zwischenelements 20 und damit der Auslösestange 601 dient die Spule 604, die einen Elektromagneten bildet und den magnetisierbaren Schieber 50 entlang der Verschieberichtung X verschieben kann, um die Stellung des Zwischenelements 20 und damit die Lage der Auslösestange 601 zu verstellen.
Zum Erfassen der jeweiligen Lage der Auslösestange 601 dient ein Endlagensensor 200, der beispielsweise kapazitiv oder induktiv arbeitet und vorzugsweise ein detektierbares Element 605 - beispielsweise in Form einer Metall- oder Magnetplatte - detektieren kann, die zwischen der Auslösestange 601 und dem Zwischenelement 20 angeordnet ist.
Die 17 zeigt den Bewegungsablauf der einzelnen Teile beim Umstellen der Endlage der Auslösestange 601. Die obere Darstellung zeigt die Aktivierungseinrichtung 600 bei ausgefahrener Auslösestange, also in der Auslösestellung.
Die mittlere Darstellung zeigt das Verschieben des Schiebers 50 durch das Magnetfeld der Spule 604 entlang der Verschieberichtung X. Es lässt sich erkennen, dass es zu einer Rotation des Zwischenelements 20 kommt, sodass die Rampenflächen 20a des Zwischenelements 20 gegenüber den gegenüberliegenden Rampenflächen 50a des Schiebers 50 und den gegenüberliegenden Rampenflächen 40a des Halteelements 40 versetzt werden, sodass die letztgenannten Rampenflächen 40a des Halteelements 40 nun jeweils einem Spalt 20b im Zwischenelement 20 gegenüberliegen. Dies ermöglicht nachfolgend ein Verschieben des Zwischenelements 20 entgegen der Verschieberichtung X und ein Verschieben der Auslösestange 601 in die Trennstellung (siehe untere Darstellung in 17).
Bei dem nächsten Strompuls durch die Spule 604 wird der Schieber 50 wiederum entlang der Verschieberichtung X verschoben, wodurch es wiederum zu einer Rotation des Zwischenelements 20 kommt; bei dieser Rotation werden nun die Rampenflächen 20a des Zwischenelements 20 wieder auf Rampenflächen 40a des Halteelements 40 gedreht, sodass sich die Rampenflächen 20a des Zwischenelements 20 wieder auf den Rampenflächen 40a des Halteelements 40 abstützen können und die Auslösestange 601 in der Auslösestellung verbleibt (siehe wieder obere Darstellung in 17).
Die 18 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel für eine Aktivierungseinrichtung 600 eine Ausführungsvariante des ersten Ausführungsbeispiel, bei der am Schieber 50 Spitzen 50b und an dem Zwischenelement 20 Spitzen 20c angeordnet sind. Die Spitzen 20c und 50b dienen dazu, eine Drehbewegung zu erzeugen, sobald der Schieber 50 das Zwischenelement 20 über das Halteelement 40 hinaus aussteuert. Sobald das Zwischenelement 20 nicht mehr über das Halteelement 40 ausgesteuert wird, findet eine weitere Drehung aufgrund der Kontur bzw. Stirnflächenausgestaltung (Rampenflächen) des Zwischenelements 20 und des Halteelements 40 statt.
Die 19 zeigt Bestandteile eines dritten Ausführungsbeispiels für einen Sperrmechanismus 600 näher im Detail. Man erkennt die Auslösestange 601, die mit ihrem vom Trägheitskörper 350 entfernten bzw. abgewandten Stangenende an einem Zwischenelement 20 angebracht ist, in der Freigabestellung.
Die gestrichelte Auslösestange 601' zeigt - zum besseren Verständnis - nochmals dieselbe Auslösestange, ebenfalls in der Freigabestellung, nachdem diese nach mehrmaliger Betätigung des Sperrmechanismus 600 um die Verschiebeachse Vx rotiert ist.
Zum Verstellen des Zwischenelements 20 von der in der 19 gezeigten Freigabestellung in die Auslösestellung und umgekehrt dient eine Verstelleinrichtung 30. Von der Verstelleinrichtung 30 sind in der 19 ein drehfestes sowie axial festes Halteelement 40, ein entlang der Verschiebeachse Vx verschiebbarer Schieber 50, eine Entsperrfeder 60, die auf den Schieber 50 einwirkt und diesen entlang der Verschiebeachse Vx entgegen der Verschieberichtung X nach links drückt, eine Sperrfeder 70 sowie ein Verstellelement 80. Die Sperrfeder 70 drückt das Zwischenelement 20 - entlang der Verschieberichtung X - in Richtung auf das Halteelement 40.
Zum Bewegen des Verstellelements 80 und damit mittelbar der Auslösestange 601 dient ein Antrieb bzw. Aktor, der beispielsweise als Elektromagnet 120 ausgeführt sein kann.
Die 1 bis 14 zeigen die Bestandteile des dritten Ausführungsbeispiels gemäß 19 in verschiedenen Darstellungen näher im Detail; dabei ist aus Gründen der Übersicht das stangenförmige Auslöseelement 601 aufgrund seiner Länge nur in der 1 näher dargestellt.
In der 1 erkennt man - in einer dreidimensionalen Darstellung - das drehfeste sowie axial feste Halteelement 40, den entlang der Verschiebeachse Vx verschiebbaren Schieber 50, die Entsperrfeder 60, die auf den Schieber 50 einwirkt und diesen entlang der Verschiebeachse Vx entgegen der Verschieberichtung X bei der Darstellung gemäß der 1 nach oben drückt, die Sperrfeder 70 sowie das Verstellelement 80. Die Sperrfeder 70 drückt das Zwischenelement 20 entlang der Verschiebeachse Vx und entlang der Verschieberichtung X nach unten und somit das Zwischenelement 20 in Richtung auf das Halteelement 40.
Das Halteelement 40 weist eine topfförmig umlaufende Seitenwand auf, die aus Gründen der Übersicht in der 1 nicht näher gezeigt ist. Die topfförmig umlaufende Seitenwand dient dazu, die radiale Position des Zwischenelements 20 relativ zu bzw. innerhalb des Halteelements 40 festzulegen.
Die 1 zeigt die Stoßstellung der Auslösestange 601, also die Stellung, in der die Auslösestange mit ihrem Stangende 601a auf den Trägheitskörper 350 (siehe 15 und 16) stößt, diesen verschiebt und dadurch den Sperrabschnitt 365 in das Sperrrad 315 schwenkt.
Die 1 zeigt außerdem ein Getriebeelement 10, bei dem es sich beispielsweise um ein Zahnrad mit einer Außenverzahnung handelt. Das Getriebeelement 10 wirkt mit dem Zwischenelement 20 zusammen und wird in der Stoßstellung der Auslösestange 601 mit dem Zwischenelement 20 verkuppelt, sodass ein weiteres Drehen des Getriebeelements 10 unterbunden wird; in der Trennstellung der Auslösestange (siehe 16) ist das Getriebeelement 10 von dem Zwischenelement 20 getrennt und kann sich folglich drehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 hat die Verstelleinrichtung 30 also eine Doppelfunktion: In der Stoßstellung wird durch die Auslösestange 601 der Trägheitskörper 350 bewegt und das Sperrrad 15 gemäß 15 blockiert und gleichzeitig das Zwischenelement 20 mit dem Getriebeelement 10 verkuppelt und in der Drehung blockiert. In der Trennstellung bleibt der Trägheitskörper 350 unbeeinflusst und das Zwischenelement 20 und das Getriebeelement 10 sind entkuppelt.
Das Getriebeelement 10 kann zum Steuern weiterer Komponenten des Fahrzeugs herangezogen werden; das Getriebeelement 10 ist aber nicht zwingend nötig, sondern nur eine vorteilhafte Variante; das Getriebeelement 10 kann auch entfallen, sodass ein Verstellen des Zwischenelements 20 nur ein Verschieben der Auslösestange 601 bewirkt.
Die 2 zeigt die Bestandteile gemäß 1 in einer anderen Darstellung, wobei das Zwischenelement 20 seine Trennstellung einnimmt. Es lässt sich erkennen, dass das Zwischenelement 20 in axialer Richtung von dem ersten Getriebeelement 10 getrennt ist.
Darüber hinaus lässt sich die topfförmig umlaufende Seitenwand 49 erkennen, die das Halteelement 40 randseitig abschließt bzw. umhüllt.
Die 3 zeigt das Zwischenelement 20 nochmals in der in der 2 gezeigten Trennstellung, wobei die topfförmig umlaufende Seitenwand 49 zum besseren Verständnis weggelassen ist. Die 11 zeigt denselben Zustand, wobei - zur besseren Übersicht - hier zusätzlich noch die Federn 60 und 70 und der Schieber 50 weggelassen worden sind.
Die 12 und 13 zeigen das Zwischenelement 20 und das Halteelement 40 in einer dreidimensionalen Darstellung schräg vor der Seite.
Es lässt sich in den 3, 11 und 12 erkennen, dass das Zwischenelement 20 Eingriffsabschnitte 21 aufweist, die sich - beabstandet von der Verschiebeachse Vx - parallel zu der Verschiebeachse Vx in Richtung auf das Halteelement 40 erstrecken und jeweils zwischen sich einen Spalt 22 bilden.
Bei der in den 3 und 11 gezeigten Trennstellung liegen die Stirnflächen 23 der Eingriffsabschnitte 21 auf zugeordneten Stirnflächen 43 von Stützabschnitten 41 des Halteelements 40 auf.
Die Stützabschnitte 41 des Halteelements 40 sind ebenfalls beabstandet von der Verschiebeachse Vx angeordnet und erstrecken sich parallel zur Verschiebeachse Vx in Richtung auf das Zwischenelement 20. Die Stützelemente 41 bilden zwischen sich jeweils einen Aufnahmespalt 42.
Die Größe der Aufnahmespalte 42 zwischen den Stützabschnitten 41 ist jeweils derart bemessen, dass die Eingriffsabschnitte 21 des Zwischenelements 20 in die Aufnahmespalte 42 eintauchen können, sodass sich das Zwischenelement 20 entlang der Verschieberichtung X, also in der 3 nach unten, in das Halteelement 40 hinein erstrecken und mit diesem einen Formschluss in der Art einer Feder-Nut-Verbindung bilden kann. Dabei wird das Zwischenelement 20 relativ zum ersten Getriebeelement 10 abgesenkt, sodass es in Eingriff mit diesem gelangen kann und die Auslösestellung erreichen kann, wie sie in der 1 gezeigt ist.
Die 3 und 11 lassen darüber hinaus erkennen, dass die Formgestaltung der Stirnflächen 23 der Eingriffsabschnitte 21 des Zwischenelements auf die Formgestaltung der Stirnflächen 43 der Stützabschnitte 41 des Halteelements 40 abgestimmt ist, um ein Abrutschen der Eingriffsabschnitte 21 von den zugeordneten Stützabschnitten 41 zu vermeiden.
Die 4 zeigt die Ausgestaltung der Stirnflächen 23 der Eingriffsabschnitte 21 näher im Detail. Es lässt sich erkennen, dass die Stirnflächen 23 jeweils zwei zueinander radial versetzte Rampenflächen 231 und 232 aufweisen, die parallel zu den geneigten Stirnflächen 43 der Stützabschnitte 41 angeordnet sind. Die Rampenflächen 231 und 232 sind voneinander durch eine stirnseitige Anschlagsfläche 233 getrennt.
Die stirnseitige Anschlagsfläche 233 verhindert in der in den 3 und 11 gezeigten Trennstellung ein Verdrehen der Eingriffsabschnitte 21 entlang der Drehrichtung D, weil sie am Rand des darunter befindlichen Stützabschnitts 41 (vgl. 3 und 11) aufliegt.
Die entlang der Drehrichtung D vordere axiale Seitenwand der Eingriffsabschnitte 21 ist in der 4 mit dem Bezugszeichen 234 gekennzeichnet, die entlang der Drehrichtung D gesehen hintere axiale Seitenwand trägt das Bezugszeichen 235.
Der Abstand zwischen der entlang der Drehrichtung D vorderen axialen Seitenwand 234 und der stirnseitigen Anschlagsfläche 233 ist in der 4 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet. Auf den Abstand A wird weiter unten im Zusammenhang mit den Drehwinkeln, um die das Zwischenelement 20 bei jedem Übergang von einer Auslösestellung in die Trennstellung und umgekehrt gedreht wird, noch näher eingegangen.
Die 5 zeigt eine erste Phase des Übergangs des Zwischenelements 20 von der in den 2, 3 und 11 gezeigten Trennstellung in die in der 1 gezeigte Auslösestellung des Zwischenelements 20. Die 14 zeigt denselben Zustand bzw. dieselbe erste Phase, wobei - zur besseren Übersicht - hier zusätzlich die Federn 60 und 70 und der Schieber 50 weggelassen worden sind. In der 14 sind die axialen Seitenwände 44, auf denen sich die in Drehrichtung D vorderen axialen Seitenwände 234 der Eingriffsabschnitte 21 in der Auslösestellung abstützen, jeweils mit Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Abstand zwischen - in Drehrichtung gesehen - aufeinanderfolgenden Seitenwänden 44 ist mit dem Bezugszeichen B markiert.
Es lässt sich erkennen, dass das Zwischenelement 20 entlang der Verschiebeachse Vx vom Schieber 50 angehoben wird, wodurch die Stirnflächen 23 der Eingriffsabschnitte 21 von den zugeordneten Stirnflächen 43 der Stützabschnitte 41 getrennt werden.
Das Anheben des Zwischenelements 20 kann erfolgen, sobald das in der 1 gezeigte Verstellelement 80 entgegen der Verschieberichtung X angehoben wird, wodurch die Rückstellkraft der Sperrfeder 70 reduziert wird und die Entsperrfeder 60 in die Lage versetzt wird, den Schieber 50 in der gezeigten Weise anzuheben.
Sobald das Zwischenelement 20 in axialer Richtung von dem Halteelement 40 getrennt ist, kann es entlang der Drehrichtung D gedreht werden. Das Drehen des Zwischenelements 20 beruht auf Zahnstrukturen im Zwischenelement 20 und korrespondierenden Zahnstrukturen im Schieber 50, die in der 5 nicht näher dargestellt sind; die Zahnstrukturen werden weiter unten im Zusammenhang mit den 8 und 9 näher erläutert.
Die 6 zeigt das Zwischenelement 20 nach einer gewissen Drehung um die Drehachse D. Darüber hinaus zeigt die 6 den Zustand, bei dem das Verstellelement 80 (siehe 1) wieder seine Ausgangsposition eingenommen hat und somit die Sperrfeder 70 das Zwischenelement 20 entgegen der Kraft der Entsperrfeder 60 auf das Halteelement 40 drückt. Durch das Verdrehen des Zwischenelements 20 relativ zum Halteelement 40 ist die in Drehrichtung D hinten liegende Rampenfläche 231 der Eingriffsabschnitte 21 zur Auflage auf der Stirnfläche 43 des jeweiligen Stützabschnitts 41 gelangt, sodass die Eingriffsabschnitte 21 auf der schrägen Stirnfläche 43 abrutschen können und die Eingriffsabschnitte 21 in den jeweils nächstfolgenden Aufnahmespalt 42 rutschen können.
Die 7 zeigt die Auslösestellung des Zwischenelements 20, bei dem die Eingriffsabschnitte 21 vollständig im jeweils nächsten Aufnahmespalt 42 versenkt worden sind, wodurch das Zwischenelement 20 insgesamt in dem Halteelement 40 versenkt wurde und somit in Eingriff mit dem ersten Getriebeelement 10 gelangt.
Die 8 und 9 zeigen einen Querschnitt durch das Zwischenelement 20 und den Schieber 50 näher im Detail.
In der 8 lässt sich erkennen, dass das Zwischenelement 20 in seinem Mittenbereich bzw. seinem radialen Innenbereich stirnflächenseitig eine Zahnstruktur 25 aufweist, die mit einer korrespondierenden Zahnstruktur 51 des Schiebers 50 zusammenwirkt. Wird das Verstellelement 80 gemäß 1 angehoben und der Schieber 50 durch die Entsperrfeder 60 nach oben gedrückt, so bewirken die Zahnstrukturen 25 und 51 ein Drehen des Zwischenelements 20 entlang der Pfeilrichtung D, weil Rampenflächen 251 der Zahnstruktur 25 des Zwischenelements 20 auf zugeordneten Rampenflächen 511 der Zahnstruktur 51 des Schiebers 50 abrutschen. Durch das Abrutschen wird das Zwischenelement 20 entlang der Drehrichtung D relativ zum Schieber 50 verdreht.
Die 9 zeigt den Endzustand des Verdrehens des Zwischenelements 20 durch die Zahnstrukturen 25 und 51. Es lässt sich erkennen, dass die Rampenflächen 251 des Zwischenelements 20 nun vollständig auf den zugeordneten Rampenflächen 511 des Schiebers 50 aufliegen.
Durch das Verdrehen des Zwischenelements 20 relativ zum Schieber 50 erfolgt gleichzeitig das Verdrehen des Zwischenelements 20 relativ zu den Stützabschnitten 41 des Halteelements 40, wie beispielsweise für den Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung in den 3, 5 und 6 gezeigt wurde.
Wieder Bezug nehmend auf die 5 und 6 lässt sich dort erkennen, dass - ausgehend von der Trennstellung - bei dem Anheben des Zwischenelements 20 aufgrund des Anliegens der stirnseitigen Anschlagsflächen 233 am zugeordneten Stützabschnitt 41 zunächst keine Verdrehung möglich ist. Erst nachdem die stirnseitigen Anschlagsflächen 233 von den zugeordneten Stützabschnitten 41 getrennt sind, kann es zu dem in den 8 und 9 gezeigten Verdrehen des Zwischenelements 20 relativ zum Schieber 50 und relativ zum Halteelement 40 kommen, wodurch nachfolgend die Rampenflächen 231 auf den zugeordneten Stirnflächen 43 der Stützabschnitte 41 abrutschen können und das Zwischenelement 20 im Halteelement 40 versinkt, wie dies in der 7 gezeigt ist. Dabei wird das Zwischenelement 20 gegenüber dem nicht verdrehbaren Schieber 50 weitergedreht und gelangt wieder in die Zahnstrukturstellung gemäß der 8.
Wird nun das Zwischenelement 20 mittels des Schiebers 50 ausgehend von der Position gemäß der 7 erneut angehoben, so stehen die Zahnstrukturen 25 und 51 zu diesem Zeitpunkt in der verdrehten Position zueinander, wie sie in der 8 gezeigt ist, sodass bei dem erneuten Anheben wieder ein Verdrehen des Zwischenelements 20 in der Drehrichtung D auftritt. Bei dem erneuten Anheben des Zwischenelements 20 von der in der 7 gezeigten Stellung wird folglich danach die verdrehte Position der Eingriffsabschnitte 21 relativ zu den Stützabschnitten 41 gemäß den 3 und 11 erreicht.
Mit anderen Worten kommt es bei jedem kurzzeitigen Anheben des Verstellelements 80 und des Schiebers 50 zu einem Verdrehen des Zwischenelements 20 entlang der Drehrichtung D, sei es durch das Zusammenwirken der Zahnstrukturen 25 mit den Zahnstrukturen 51 oder durch das Abrutschen der Stirnflächen 23 des Zwischenelements 20 auf den Stirnflächen 43 des Halteelements 40, und damit nachfolgend zu einem Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung oder umgekehrt.
Bezüglich der Zahnstrukturen 251 und 511 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese Sägezahnstrukturen sind, die aus steilen und flachen Flächen zusammengesetzt sind. Die steilen Flächen sind vorzugsweise parallel zur Verschiebeachse Vx. Die flachen Flächen weisen vorzugsweise einen Winkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise von 45° zur Verschiebeachse Vx auf.
Wieder Bezug nehmend auf die 4 und das Bezugszeichen A sei ergänzend erwähnt, dass bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 14 der erste Drehwinkel, um den das Zwischenelement 20 bei jedem Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung gedreht wird, durch den Abstand B zwischen aufeinander folgenden axialen Seitenwänden 44 benachbarter Stützelemente 41 abzüglich des Abstands A zwischen der stirnseitigen Anschlagsfläche 233 und der in Drehrichtung D jeweils davor liegenden axialen Seitenwand 234 des jeweiligen Eingriffsabschnitts 21 bestimmt wird.
Der zweite Drehwinkel, um den das Zwischenelement 20 bei jedem Übergang von der Auslösestellung in die Trennstellung gedreht wird, wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 14 durch den Abstand A zwischen der stirnseitigen Anschlagsfläche 233 und der in Drehrichtung D jeweils davor liegenden axialen Seitenwand 234 des jeweiligen Eingriffsabschnitts 21 bestimmt.
Das Zwischenelement 20 und das Halteelement 40 sind in der 10 in einer schematischen zweidimensionalen bzw. einer zweidimensional aufgeklappten Darstellung gezeigt.
Darüber hinaus erkennt man in der 10 das Zusammenwirken des Verstellelements 80 mit einem Elektromagneten 120, der im eingeschalteten Zustand das Verstellelement 80 von dem Halteelement 40 wegzieht und dadurch in eine Aktivierungsposition bewegt, in der die Verstelleinrichtung 30, insbesondere deren Entsperrfeder 60 und deren Schieber 50, das Zwischenelement 20 anheben und drehen kann, wodurch es von der Trennstellung in die Auslösestellung oder umgekehrt übergeht. Im ausgeschalteten Zustand drückt eine Rückstellfeder 121 des Elektromagneten 120 das Verstellelement 80 entlang der Verschieberichtung X wieder auf die Sperrfeder 70, die wiederum mittels ihrer Federkraft - entgegen der Federkraft der Entsperrfeder 60 - das Zwischenelement 20 in Richtung auf das Halteelement 40 bewegt.
Die Kraftsumme der Federkraft der Rückstellfeder 121 und der Federkraft der Sperrfeder 70 ist zu diesem Zwecke größer als die Federkraft der Entsperrfeder 60.
Mit anderen Worten erfolgt ein Umschalten von der Trennstellung in die Auslösestellung oder umgekehrt allein durch ein kurzzeitiges Aktivieren des Elektromagneten 120 bzw. eine kurzzeitige axiale Auslenkung des Verstellelements 80 in der Verschieberichtung Vx.
Zur Überwachung der korrekten Stellung des Zwischenelements 20 kann ein Endlagensensor 200 vorhanden sei. Wird eine gewünschte Endstellung des Zwischenelements 20 nicht erreicht, kann der Elektromagnet 120 erneut betätigt werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Getriebeelement
20: Zwischenelement
20a: Rampenfläche des Zwischenelements
20b: Spalt
20c: Spitzen
21: Eingriffsabschnitt
22: Spalt
23: Stirnfläche
25: Zahnstruktur
30: Verstelleinrichtung
40: Halteelement
40a: Rampenfläche des Halteelements
41: Stützabschnitt
42: Aufnahmespalt
43: Stirnfläche
44: axiale Seitenwand
49: Seitenwand
50: Schieber
50a: Rampenfläche des Schiebers
50b: Spitze
51: Zahnstruktur
60: Entsperrfeder
70: Sperrfeder
80: Verstellelement
120: Elektromagnet
121: Rückstellfeder
200: Endlagensensor
231: Rampenfläche
232: Rampenfläche
233: stirnseitige Anschlagsfläche
234: vordere axiale Seitenwand
235: hintere axiale Seitenwand
251: Rampenfläche
301: Fahrzeugsicherheitseinrichtung
305: Gurtaufroller
310: Sensor
315: Sperrrad
320: Rahmen
325: Platte
330: Durchgangsöffnung
335: Trägereinrichtung
340: Trägerelement
345: untere Rollfläche
350: Trägheitskörper
355: Sensorglied
360: Bolzen
365: Sperrabschnitt
370: Gehäuseteil
375: ringförmiger Anschlagsabschnitt
385: Seite
390: Abdeckelement
511: Rampenfläche
600: Aktivierungseinrichtung
601: Auslösestange
601': gestrichelte Auslösestange
601a: Stangenende
602: Rückholfeder
603: Entsperrfeder
604: Spule
605: detektierbares Element
A: Abstand
B: Abstand
D: Drehrichtung
Vx: Verschiebeachse
X: Verschieberichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2780201 B1 [0002]

Claims

Sensor (310), insbesondere zur Auslösung einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung (301), mit einem beweglichen Trägheitskörper (350), der relativ zu einem Trägerelement (340) des Sensors (310) beweglich ist, - wobei sich der Trägheitskörper (350) im Falle einer abrupten Geschwindigkeitsänderung oder einer Neigung des Sensors (310) über ein vorgegebenes Maß hinaus trägheitsbedingt gegenüber dem Trägerelement (340) bewegt und aus seiner Ruhelage in seine Auslöselage gebracht wird, durch die eine Auslösestellung des Sensors (310) hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (310) zusätzlich mit einer Aktivierungseinrichtung (600) ausgestattet ist, die dazu geeignet ist, im aktivierten Zustand die Auslöselage des Trägheitskörpers (350) zu erzwingen, indem sie mechanisch auf den Trägheitskörper (350) einwirkt und diesen aus der Ruhelage heraus in die Auslöselage bewegt.
Sensor (310) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Aktivierungseinrichtung (600) ein bewegliches Auslöseelement umfasst, das in einer Trennstellung den Trägheitskörper (350) unbeeinflusst lässt und in einer Auslösestellung den Trägheitskörper (350) aus seiner Ruhelage heraus in die Auslöselage bewegt, - das bewegliche Auslöseelement mit einer Verstelleinrichtung (30) verstellbar ist und von dieser in die Trennstellung und die Auslösestellung gestellt werden kann, - wobei die Verstelleinrichtung (30) bei jeder Verstellbewegung jeweils die Stellung des Auslöseelements umstellt, also ausgehend von der Auslösestellung die Trennstellung einstellt und ausgehend von der Trennstellung aus die Auslösestellung einstellt, und die jeweils eingestellte Stellung durch Formschluss hält.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verstelleinrichtung (30) einen Schieber (50) aufweist, der axial verschieblich ist und allein durch ein axiales Verschieben entlang einer vorgegebenen Verschiebeachse (Vx) ein Umstellen des Auslöseelements auslöst, - wobei die axiale Verschiebebewegung des Schiebers (50) stets in derselben Weise und in ein und derselben Richtung - sozusagen bezogen auf den Verstellvorgang unidirektional - erfolgt.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verstelleinrichtung einen Schieber (50) aufweist, der axial verschieblich ist und allein durch ein axiales Verschieben entlang einer vorgegebenen Verschiebeachse (Vx) ein Umstellen der Abstützstelle eines Zwischenelements (20) auslöst, nämlich ausgehend von einer ersten Abstützstelle zur zweiten Abstützstelle und umgekehrt ausgehend von der zweiten Abstützstelle zur ersten Abstützstelle, - wobei die erste Abstützstelle durch ein axial fixiertes Halteelement (40) gebildet wird und die zweite Abstützstelle durch den Schieber (50).
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Schieber (50) ganz oder zumindest zum Teil aus einem magnetisierbaren Material besteht und durch ein äußeres magnetisches Feld axial verschieblich ist und dadurch die Abstützstelle des Zwischenelements (20) umstellen kann; und/oder - die dem Zwischenelement (20) zugewandete Stirnfläche des Schiebers (50), die dem Schieber (50) zugewandete Stirnfläche des Zwischenelements (23) und die dem Zwischenelement (20) zugewandete Stirnfläche des Halteelements (43) jeweils zumindest abschnittsweise rampenförmig sind und beim Verschieben des Zwischenelements (20) in axialer Richtung jeweils ein Verdrehen des Zwischenelements (20) um die Verschiebeachse (Vx) herum und dadurch einen Wechsel der Abstützstelle hervorrufen.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Aktivierungseinrichtung (600) einen elektrischen Antrieb, insbesondere Elektromagneten (120), umfasst, der bei kurzzeitiger Aktivierung, insbesondere bei Anliegen eines elektrisches Steuerpulses, eine Verstellbewegung der Verstelleinrichtung (30) auslöst und ein Umstellen der Stellung des Auslöseelements hervorruft und - die Verstelleinrichtung (30) die jeweils eingestellte Stellung des Auslöseelements durch Formschluss hält.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - zur Überwachung der korrekten Stellung des Auslöseelements zumindest ein Endlagensensor (200) vorhanden ist und - eine mit dem zumindest einen Endlagensensor (200) verbundene Steuereinrichtung den Elektromagneten (120) erneut betätigt, wenn eine gewünschte Endstellung des Auslöseelements nicht vorliegt oder nicht erreicht worden ist.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinrichtung (600) als das Auslöseelement eine Auslösestange (601) umfasst, die entlang ihrer Stangenlängsrichtung beweglich ist und bei Aktivierung der Aktivierungseinrichtung (600) von einer Verstelleinrichtung (300) in Richtung des Trägheitskörpers (350) bewegt wird und diesen in die Auslöselage stößt oder schiebt.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Trägheitskörper (350) eine Kugel ist, die auf einer Mulde oder Rollfläche (345) des Trägerelements (340) aufliegt und darauf rollen kann oder - der Trägheitskörper (350) von einem Pendelgelenk gehalten wird, das ein Pendeln des Trägheitskörpers (350) relativ zum Trägerelement (340) ermöglicht.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verstelleinrichtung (30) ein mit dem Auslöseelement verbundenes oder durch das Auslöseelement selbst gebildetes Zwischenelement (20) aufweist, das um die Verschiebeachse (Vx) drehbar und axial entlang der Verschiebeachse (Vx) verschiebbar ist und - das Zwischenelement (20) bei jedem Übergang von der Trennstellung in die Auslösestellung jeweils um einen ersten Drehwinkel um die Verschiebeachse (Vx) gedreht wird und beim Übergang von der Auslösestellung in die Trennstellung jeweils um einen zweiten Drehwinkel um die Verschiebeachse (Vx) gedreht wird.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verstelleinrichtung (30) ein drehfestes und entlang der vorgegebenen Verschiebeachse (Vx) axial festes Halteelement (40) aufweist, demgegenüber das Zwischenelement (20) axial entlang der vorgegebenen Verschiebeachse (Vx) verschiebbar ist, und - das Zwischenelement (20) relativ zu dem Halteelement (40) eine erste oder eine zweite axiale Relativlage aufweisen kann.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Halteelement (40) zumindest zwei Stützabschnitte (41) aufweist, die sich - beabstandet von der Verschiebeachse (Vx) - parallel zu der Verschiebeachse (Vx) in Richtung auf das Zwischenelement (20) erstrecken und zwischen sich einen Aufnahmespalt (42) bilden, - das Zwischenelement (20) zumindest zwei Eingriffsabschnitte (21) aufweist, die sich - beabstandet von der Verschiebeachse (Vx) - parallel zu der Verschiebeachse (Vx) in Richtung auf das Halteelement (40) erstrecken und zwischen sich einen Spalt (22) bilden, und - das Zwischenelement (20) und das Halteelement (40) in der ersten Relativlage tiefer ineinander geschoben sind als in der zweiten Relativlage.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - in der ersten Relativlage die mindestens zwei Eingriffsabschnitte (21) jeweils in einen zugeordneten Aufnahmespalt (42) in dem Halteelement (40) eingesteckt sind und sich axiale Seitenwände (234) der Eingriffsabschnitte (21) auf axialen Seitenwänden (44) der Stützabschnitte (41) abstützen und eine Relativdrehung zwischen dem Zwischenelement (20) und dem Halteelement (40) durch die axialen Seitenwände (234, 44) blockiert wird, und - in der zweiten Relativlage endseitige Stirnflächen (23) der Eingriffsabschnitte (21) jeweils auf einer endseitigen Stirnfläche (43) eines der Stützabschnitte (41) aufliegen.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die endseitigen Stirnflächen (23) der Eingriffsabschnitte (21) und die endseitigen Stirnflächen (43) der Stützabschnitte (41) in der zweiten Relativlage ineinander greifen, insbesondere - zumindest bezüglich der Drehrichtung (D) des Zwischenelements (20) - einen Formschluss bilden.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verstelleinrichtung (30) einen Schieber (50) aufweist, - der Schieber (50) auf der dem Zwischenelement (20) zugewandten Stirnfläche (23) eine Zahnstruktur (51) aufweist und - das Zwischenelement (20) auf der der Zahnstruktur (51) des Schiebers (50) zugewandten Stirnfläche eine korrespondierende Zahnstruktur (25) aufweist.
Sensor (310) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verstelleinrichtung (30) einen Schieber (50) aufweist, - der Schieber (50) auf der dem Zwischenelement (20) zugewandten Stirnfläche (23) Spitzen (50b) aufweist, die eine Drehbewegung erzeugen, sobald der Schieber (50) das Zwischenelement (20) über das Halteelement (40) hinaus aussteuert.