專利名稱：特別是用于確定汽車座椅重量的測(cè)力計(jì)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1所述的測(cè)力計(jì)，特別是用于確定汽車座椅重量的測(cè)力計(jì)。
在由未在先公開的DE 102 16 723 A1公開的這種測(cè)力計(jì)中，把測(cè)量?jī)x連同它的磁鐵放入傳感器元件的形如孔的開口里面。因?yàn)榇盆F到鐵磁材料各個(gè)面的距離都是相等的，所以垂直于座椅重量平面并導(dǎo)入傳感器元件的力被測(cè)量?jī)x所檢測(cè)。這樣的力通常由于汽車的加速或減速而產(chǎn)生。與此相反，希望只有座椅重量平面上的、導(dǎo)入傳感器元件的力被檢測(cè)。
另外，從WO 00/116054中已知，考慮到水平導(dǎo)入座椅的力，傳感器元件形狀配合地固定在座椅導(dǎo)軌內(nèi)，這樣傳感器元件就只在座椅重量方向上變形。但是，這種機(jī)械防止傳感器元件橫向變形，需要特殊幾何形式的傳感器元件和特殊幾何形狀的在座椅導(dǎo)軌上的固定。
發(fā)明優(yōu)點(diǎn)按照本發(fā)明的測(cè)力計(jì)，尤其是具有權(quán)利要求1的特征性特征的確定汽車座椅重量的測(cè)力計(jì)，比較下來其優(yōu)點(diǎn)是，傳感器元件在水平方向上的可能的變形，即垂直于座椅重量的變形，不會(huì)導(dǎo)致被測(cè)量?jī)x所檢測(cè)的磁鐵的磁場(chǎng)的明顯改變因此不會(huì)被檢測(cè)到，其中，傳感器元件和其在座椅導(dǎo)軌中的安裝相對(duì)比較簡(jiǎn)單。這可以通過把磁鐵安置在一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的間隙里面來實(shí)現(xiàn)，其中，細(xì)長(zhǎng)間隙的縱軸線垂直于座椅重量施加的力。這樣傳感器元件垂直于座椅重量變形時(shí)，磁鐵平行地在間隙內(nèi)偏移，其到鐵磁性材料的距離沒有改變，而這種改變會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)的改變。然而，由于座椅重量使磁鐵垂直于間隙縱軸的偏轉(zhuǎn)可直接導(dǎo)致到鐵磁材料的距離的變化并因此改變了被檢測(cè)的磁場(chǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的測(cè)力計(jì)的優(yōu)選改進(jìn)方案，特別是用于確定汽車座椅重量的測(cè)力計(jì)，在從屬權(quán)利要求中給出。
在本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施方式中，細(xì)長(zhǎng)的間隙設(shè)計(jì)為狹縫，這樣這個(gè)間隙就更容易制造。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在傳感器元件與環(huán)繞其周圍的支承元件之間的距離要選擇得使傳感器元件的變形受到限制，一方面當(dāng)超載時(shí)來保護(hù)傳感器元件，另一方面當(dāng)傳感器元件折斷時(shí)使座椅牢固的固定在座椅導(dǎo)軌上。
另外，通過磁鐵的磁軸在間隙中的特殊的布置可以提高測(cè)量?jī)x對(duì)座椅重量的靈敏度。


附圖中示出了本發(fā)明實(shí)施例，下面作更詳細(xì)的說明。
圖1 按照本發(fā)明的第一種測(cè)力計(jì)的簡(jiǎn)化的縱截面圖；圖2 第二種改進(jìn)的測(cè)力計(jì)，同樣是縱截面圖；圖3 第三種測(cè)力計(jì)的一部分的縱截面圖。
具體實(shí)施例描述在圖1中示出的第一種測(cè)力計(jì)10用于汽車中確定汽車座椅重量。這樣的汽車座椅重量的確定對(duì)于現(xiàn)代汽車是必需的，例如在車禍的一剎那，安全帶的應(yīng)用力量和安全氣囊的釋放可以適應(yīng)需要的進(jìn)行控制。
測(cè)力計(jì)10有一個(gè)縱軸線為12的傳感器元件11。由鐵磁材料構(gòu)成的傳感器元件11在其相對(duì)的端面上分別具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱末端部分13、14，其直徑小于中間部分15。在每個(gè)末端部分13、14和中間部分15之間都設(shè)計(jì)有凸緣16、17，其作為縱軸線12方向上的止動(dòng)器。
傳感器元件11的末端部分13可以導(dǎo)入座椅導(dǎo)軌19的一個(gè)孔18里面，其作為位置固定的軸承。傳感器元件11借助于與末端部分13上的螺紋22相配合的螺母21，剛性固定在座椅導(dǎo)軌19上。在傳感器元件11的另一個(gè)末端部分14上是一個(gè)剛性的、罐狀軸承體23，可以向上移走和固定，且與平衡桿20連接，平衡桿是本發(fā)明沒有示出的汽車座椅的另一個(gè)組成部件。在此，在軸承體23與傳感器元件11之間在末端部分14范圍內(nèi)只有一個(gè)連接，例如借助于環(huán)形的焊縫連接25，同時(shí)在軸承體23和傳感器元件11的中間部分15之間形成狹縫24。
一個(gè)待測(cè)量的座椅力F要通過平衡桿20和軸承體23作用到傳感器元件11的末端部分14上，其中由于在導(dǎo)軌19里單面支承產(chǎn)生彈性變形。
由力F引起的傳感器元件11的變形的大小取決于導(dǎo)軌19與軸承體23在傳感器元件11上焊縫25范圍內(nèi)的固定點(diǎn)的距離，其中，座椅力F作為彎曲應(yīng)力作用在傳感器元件11上。
在傳感器元件11內(nèi)設(shè)計(jì)形如通孔27的第一個(gè)間隙，其大致在中間部分15的位置上。通孔27尤其是通過銑削加工產(chǎn)生的，為了在受到作用力F產(chǎn)生的負(fù)載時(shí)減少集中應(yīng)力，其在面對(duì)末端部分13、14的面的范圍內(nèi)具有倒圓角的內(nèi)壁28、29。從完全面對(duì)座椅導(dǎo)軌19的內(nèi)壁28開始是第二個(gè)間隙。第二個(gè)間隙形狀細(xì)長(zhǎng)，這樣，它的縱軸垂直于圖1的圖面延伸。第二個(gè)間隙優(yōu)選設(shè)計(jì)成連續(xù)狹縫30，它的主延伸方向垂直于圖1的圖面。
在狹縫30里面至少伸入一個(gè)傳感器33的永磁鐵32，其與狹縫30的上下壁31、31a形成微小縫隙34。傳感器裝置33在永磁鐵32周圍還圍繞有磁敏傳感器35，其最好設(shè)計(jì)成霍耳集成電路。永磁鐵32與傳感器35在支架36上相互位置固定，其中永磁鐵32的磁軸最好垂直于傳感器元件11的縱軸線12，也就是說對(duì)準(zhǔn)座椅力F中心。支架36被連接器37固定，連接器本身在傳感器元件11的端面39上穿過通孔突起，并且在那里牢牢的與傳感器元件11耦合。通過連接器37的設(shè)計(jì)，使得傳感器裝置33通過連接器37的內(nèi)壁利用導(dǎo)線40可以通電。
由于所描述的傳感器元件11的結(jié)構(gòu)具有通孔27，設(shè)計(jì)兩條在圖1的圖面上平行于縱軸線12相對(duì)細(xì)長(zhǎng)，垂直于圖1的圖面方向相對(duì)較寬的連接橋41、42，這樣傳感器元件11在作用力F的作用下是雙彎曲橫梁變形。其優(yōu)點(diǎn)在于，作用力F由于純座椅作用力引起較強(qiáng)的變形或傳感器元件11的偏移。另一方面垂直于圖1圖面的導(dǎo)入傳感器元件11里的作用力(例如，汽車加速或減速的力)，由于垂直于圖1圖面的相對(duì)較寬的連接橋41、42，使傳感器元件11產(chǎn)生相對(duì)小的變形。
重要的是，連接器37沒有參與軸承體11的變形。實(shí)際上，連接器37由靜止位置移出了縱軸線12。在如圖所示的垂直于狹縫30的延伸方向的作用力F的作用下，永磁鐵32到狹縫30的壁31、31a間的縫隙34改變了。由于縫隙34的改變，使得永磁鐵32的磁力線的場(chǎng)強(qiáng)在較小縫隙34的方向上增強(qiáng)，在較大縫隙34的方向上減小。這種場(chǎng)強(qiáng)的變化將被傳感器35檢測(cè)并且利用一個(gè)計(jì)算電路使其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的座椅作用力F信號(hào)。
而在垂直于圖1圖面且導(dǎo)入傳感器元件11的作用力F的作用下，僅僅引起永磁鐵32垂直于圖1圖面方向上的偏移，從而永磁鐵32到壁31、31a的距離不變，并且磁場(chǎng)強(qiáng)度也不變。
圖2中所述的本發(fā)明的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例具有測(cè)力計(jì)10a，一個(gè)相對(duì)于測(cè)力計(jì)10有改進(jìn)的傳感器元件11a和一個(gè)改進(jìn)的軸承體23a?？梢钥闯?，平衡桿20a在凸肩44上借助于安全環(huán)45與軸承體23a連接。另外，在傳感器元件11a上在面對(duì)座椅導(dǎo)軌19的面上設(shè)計(jì)一個(gè)臺(tái)階46。臺(tái)階46被徑向上向內(nèi)凸出并軸承體23a的環(huán)形部分47所包圍，其中在環(huán)形部分47與座椅導(dǎo)軌19之間還設(shè)置一個(gè)O型環(huán)48。在環(huán)形部分47的內(nèi)壁與傳感器元件11a之間設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的徑向狹縫49。在傳感器元件11a受到大于規(guī)定的許用應(yīng)力的(按照該許用應(yīng)力設(shè)計(jì)徑向狹縫49)作用力F的沖擊時(shí)，環(huán)形部分47的內(nèi)圍側(cè)壁直接支承在傳感器元件11a上并作用于此，這樣傳感器元件11a就不會(huì)繼續(xù)變形。軸承體23a的結(jié)構(gòu)由于受環(huán)形部分47的作用產(chǎn)生過載保護(hù)。另外由于傳感器元件11a應(yīng)該在臺(tái)階46以外形成臺(tái)階，所以結(jié)構(gòu)應(yīng)該在軸承體23a與傳感器元件11a之間有形狀配合連接。
在圖3示出的本發(fā)明第三個(gè)的優(yōu)選實(shí)施例中，測(cè)力計(jì)10b具有傳感器元件11b。這種傳感器元件11b與傳感器元件11不同，根本在于由鐵磁性材料制成的銷釘型突起50，設(shè)置在通孔27b里面。在此，比如說突起50與傳感器元件11b為一體式，其從內(nèi)壁28b向面對(duì)座椅導(dǎo)軌19的一面延伸。在受到作用力F的加載的時(shí)候，并沒有參加傳感器元件11b變形的突起50在其自由端具有形如狹縫30b的第二個(gè)空隙。其中，突起50或者狹縫30凸出接近末端部分14b，這樣在傳感器元件11b變形時(shí)就可得到盡可能大的偏移。傳感器裝置33的永磁鐵32凸出至狹縫30b中，該裝置的直通孔51中設(shè)置有環(huán)狀的軸承座52，其中就軸承座52而言設(shè)置在直通孔53里在末端部分14b上。另外，永磁鐵32的磁軸在本實(shí)施例中沿著縱軸線12。
要補(bǔ)充說明的是，軸承體23、23a和傳感器元件11、11a、11b的橫截面不只可以是環(huán)形的，而且例如還可以設(shè)計(jì)成正方形或者橢圓形。這樣以簡(jiǎn)單的方式使不同的超負(fù)荷打擊(與測(cè)力計(jì)11a對(duì)應(yīng))，和必要時(shí)不同的阻力矩在不同的負(fù)載方向上實(shí)現(xiàn)。另外，不同的實(shí)施例的特征相互組合當(dāng)然是可能的。因此，本發(fā)明沒有限制于某個(gè)單獨(dú)所述的實(shí)施方式，而是可以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的組合。
權(quán)利要求
1.測(cè)力計(jì)(10；10a；10b)，特別是用于確定汽車座椅重量的測(cè)力計(jì)，具有一個(gè)傳感器元件(11；11a；11b)，其有兩個(gè)相互間隔的支承部位(16，17)，具有一個(gè)開口(27；27a；27b)，其位于傳感器元件(11；11a；11b)中在兩個(gè)支承部位(16，17)之間的區(qū)域內(nèi)，具有一個(gè)在彎曲應(yīng)力作用下不偏轉(zhuǎn)的棒狀元件(37；50)，此元件的自由端在傳感器元件(11；11a；11b)加載一個(gè)要測(cè)量的力(F)時(shí)將偏移，并且具有一個(gè)測(cè)量?jī)x(33)，其用來識(shí)別棒狀元件(37；50)的自由端的偏移，其中測(cè)量?jī)x(33)包含一個(gè)磁鐵(32)和一個(gè)磁敏傳感器(35)，其中磁鐵(32)和磁敏傳感器(35)相對(duì)位置固定地安置，并且其中磁鐵(32)安置在距離鐵磁材料近的地方，其特征在于，磁鐵(32)安置在鐵磁材料的細(xì)長(zhǎng)的間隙(30；30a；30b)中，其特征還在于，間隙(30；30a；30b)的縱軸線垂直于要測(cè)量的力(F)的方向，并且在棒狀元件(37；50)的延長(zhǎng)線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，細(xì)長(zhǎng)的間隙是狹縫(30；30a；30b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，間隙(30b)位于一個(gè)突伸到間隙(27b)中的突起(50)的里面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，開口(30a；30b)起始于傳感器元件(11；11a)中的第一個(gè)開口(27；27a)的底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，傳感器元件(11；11a；11b)是帶有兩個(gè)相互平行布置的棒狀橫梁(41，42)的雙彎曲橫梁，棒狀元件(37；50)沿傳感器元件(11；11a；11b)的縱軸線(12)布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，傳感器元件(11；11a；11b)被一個(gè)座椅上聯(lián)接有平衡桿(20；20a)的罐狀軸承元件(23；23a)所包圍，要測(cè)量的力(F)通過罐狀軸承元件(23；23a)導(dǎo)入，傳感器元件(11；11a；11b)一面與作為第一支承部位的座椅導(dǎo)軌(19)相連，在其相對(duì)的一面與作為第二支承部位的罐狀軸承元件(23；23a)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，在軸承元件(23a)與傳感器元件(11a)之間，在面對(duì)座椅導(dǎo)軌(19)的面上設(shè)計(jì)一個(gè)在超過確定的許用應(yīng)力(F)時(shí)起作用的狹縫(49)，軸承元件(23a)放置在傳感器元件(11a)的上方并因此形成一個(gè)過載止動(dòng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，軸承元件(23；23a；23b)具有為圓形、正方形或者橢圓形斷面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，罐狀軸承元件(23a)在面對(duì)座椅導(dǎo)軌(19)的面上有一個(gè)向內(nèi)延伸的環(huán)形部分(47)，從后面卡住傳感器元件(11a)的臺(tái)階(46)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的測(cè)力計(jì)，其特征在于，磁鐵(32)的磁軸平行于要測(cè)量的力(F)的方向。
全文摘要
一種測(cè)力計(jì)(10；10a；10b)，其具有一個(gè)傳感器元件(11；11a；11b)，其中布置有一個(gè)永磁鐵(32)和一個(gè)傳感器(35)。至少永磁鐵(32)是由鐵磁材料封裝，其中永磁鐵(32)到鐵磁材料的距離在傳感器元件(11；11a；11b)加載力(F)的時(shí)候改變。這個(gè)距離的改變導(dǎo)致永磁鐵(32)的借助傳感器(35)測(cè)得的磁場(chǎng)強(qiáng)度的改變，其轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的信號(hào)。
文檔編號(hào)G01G7/00GK1692040SQ200380100448
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2003年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者A·杜卡特 申請(qǐng)人:羅伯特-博希股份公司