惯性传感器和减小惯性传感器的两个部件之间的摩擦的方法

摘要

一种特别是设置在安全带卷收器(12)上的惯性传感器(10)包括至少两个相对于彼此可逆地可移动的部件，并且这些部件中的每个部件包括至少一个接触表面(20，22，34，36)，这些部件在接触表面上彼此接触，其中，接触表面(20，22，34，36)中的至少一个接触表面涂覆有石墨粉(38)。

说明书

本发明涉及一种设置在安全带卷收器上的惯性传感器以及一种用于减小惯性传感器的两个部件之间的摩擦的方法。

为了在大的车辆减速的情况下触发安全带卷收器的车辆敏感阻挡，惯性传感器是已知的，这些惯性传感器包括惯性元件，该惯性元件基于其质量惯性作用在传感器元件上，该传感器元件进而致动安全带卷收器的棘轮。支撑在设置在安全带卷收器处的固持器中的钢球例如用作惯性元件。替代性地，呈稍微倾斜支撑的实心体形式的惯性元件也是已知的。通常，这些惯性元件的尺寸为几毫米。

本发明的目的是以简单且低成本的方式提高惯性传感器的响应性。

此目的通过包括权利要求1的特征的惯性传感器来实现。该惯性传感器包括至少两个相对于彼此可逆地可移动的部件，并且这些部件中的每个部件包括至少一个接触表面，这些部件在接触表面上彼此接触，这些接触表面中的至少一个接触表面涂覆有石墨粉。惯性传感器设置在安全带卷收器上，并且可以形成安全带卷收器的一部分。

事实证明，已经很薄的石墨粉层可以显著地减小接触表面之间的摩擦，因此，肯定可以改善惯性传感器的激活。石墨层减小了可抵靠彼此移动的接触表面的摩擦，因此也同时减小了由表面和材料的制造差异引起的摩擦力引起的激活值的分散。因此，可以省去将减小摩擦的物质嵌入部件的材料中。石墨粉不损害材料的机械强度也是有利的。

当应用于精细的、轻质的或惯性约束的部件时，用石墨粉涂覆接触表面的另一个优点在于部件之间、尤其是惯性传感器的部件之间的激活和传递力最小。与此相比，在这些应用中，外部施加的物质、例如油脂或油通常不能在不由润滑剂在接触部件之间产生的干扰的粘附效应(这种效应可能导致例如分离力增大)的情况下帮助实现相同的摩擦减小。在相互接触的部件的接触表面之间由润滑剂、例如油脂或油引起的那些粘附效应可以通过用石墨粉涂覆来抑制或至少大大降低。因此，在部件的接触表面相对于彼此平移移动的情况下，至少一个接触表面的石墨涂层可以帮助实现与惯性传感器的激活相关的分离力的减小。以此方式，可以减少惯性传感器的由粘附效应引起的激活值分散。

此外，石墨即使在小晶粒度下也是无毒的，并且可以以低成本获得，并且由于涂层的质量非常小，所以即使部件的设计非常精细并且轻质，石墨对部件的质量惯性的影响可以忽略不计。

优选地，一个或两个部件的至少接触表面由塑料制成。特别优选的是，这些部件中的至少一个部件完全由塑料制成。例如，聚甲醛(POM)已被证明是合适的材料。在这种情况下，石墨粉的使用提供了额外的优点，即石墨极好地粘附至由这种塑料材料制成的表面。

通过在从粘附到滑动摩擦的转变期间减少摩擦力的传递，可以特别强烈地减小摩擦。因此，有利的使将部件布置成使得接触表面抵靠彼此移位。

例如，通过石墨颗粒的平均晶粒度为2μm至15μm、特别优选为5μm的石墨粉，可以获得良好的结果。

石墨涂层的层厚度可以选择得非常小，并且例如可以在大约2μm至200μm的范围内。

一般而言，惯性传感器是可逆的，并且被设计用于多种用途。

在优选实施例中，惯性传感器包括惯性元件、与所述惯性元件直接接触的偏转元件、以及与偏转元件直接接触的传感器元件，偏转元件具有在相反的外部面中的每个外部面上的接触表面，并且两个接触表面都涂覆有石墨粉。偏转元件的两个外部面与惯性元件和传感器元件直接接触。

在这种情况下，尤其是惯性元件相对于偏转元件移位，由此偏转元件进而相对于传感器元件移位，并且因此传感器元件从其原始位置移动到偏转位置。当车辆的加速结束时，惯性元件再次返回到其原始位置，并且对应地，偏转元件和传感器元件相对于彼此相等地移动到它们相应的原始位置。

因此，在惯性传感器响应的每个加速情况下，偏转元件经历相对于惯性元件和相对于传感器元件两者的移位移动。因此，在接触惯性元件和传感器元件的两个接触表面上涂覆石墨粉是特别有利的。

所述三个部件(惯性元件、偏转元件和传感器元件)优选地形成惯性传感器的单一可移动部件。

惯性元件例如是金属球，其被支撑成在固定固持器内可自由旋转。

偏转元件在这种情况下优选地包括壳式部分，其中，一个接触表面设置在壳式部分的面向惯性元件的凹形侧上，并且一个接触表面设置在壳式部分的面向传感器元件的凸形侧上。

如上所述，在根据本发明的用于减小惯性传感器的至少两个部件之间的摩擦的方法中，其中部件包括相对于彼此可逆地可移动的接触表面，石墨粉涂层施加在这些接触表面中的至少一个接触表面。

可以用石墨粉完全涂覆至少一个或恰好一个部件。

当惯性传感器的部件如上所述包括惯性元件、与惯性元件直接接触的偏转元件、以及与偏转元件直接接触的传感器元件时，仅用石墨粉涂覆惯性传感器的这些部件中的恰好一个部件是特别有利的。在这种情况下，优选地，仅在相对的外部面的每个外部面上具有接触表面的偏转元件涂覆有石墨粉。为此目的，由于时间的原因，在一个单一的工作循环中，整个偏转元件涂覆有石墨粉是有利的。

在惯性传感器组装前合理地施加石墨粉的层。

石墨粉可以例如通过喷涂到接触表面上来施加。

也可以将相应的部件完全浸入石墨粉中，并除去多余的粉末。为此目的，可以充分抖落多余的石墨粉。

除了减小两个顶靠部件之间的摩擦之外，石墨粉还具有经由石墨层的永久电荷交换来减少部件之间的静电荷的优点。

在下文中，将通过实施例并参考附图来详细描述本发明，在附图中：

-图1示出了包括根据本发明的惯性传感器的安全带卷收器的切开部的示意性侧视图；

-图2示出了图1中安全带卷收器的端面上的俯视图；以及

-图3示出了根据本发明的惯性传感器沿着图1中的线III-III的示意性截面图。

附图展示了惯性传感器10，在此示例中，该惯性传感器是仅以部分示出的安全带卷收器12的一部分。

附图展示了最终安装在车辆上对准的安全带卷收器12。所示实施例中的惯性传感器10在安装状态下布置在安全带卷收器12的下端部处。

传感器壳体14通常一体地连接至安全带卷收器12的壳体。

此示例中的惯性传感器10包括可相对于彼此移动的三个部件。惯性元件16(这里呈金属球的形式)作为第一部件容纳在传感器壳体14中，使得该惯性元件可以在传感器壳体14内自由移动。在正常情况下，球滚离传感器壳体14的内部面。

在惯性元件16的和惯性元件16与传感器壳体14的接触区域相反的一侧，布置有作为第二部件的偏转元件18，使得接触表面20、22在惯性元件16和偏转元件18处恒定地彼此接触。

偏转元件18可移动地连接至传感器壳体14。在此示例中，在偏转元件18的一侧上设置有枢转轴24，该枢转轴被牢固地支撑在传感器壳体14内，并且偏转元件18可以绕该枢转轴枢转。

在这种情况下，偏转元件18包括壳式部分26(参见图3)，该壳式部分的凹形侧28面向惯性元件16并形成接触表面22，而该壳式部分的相反的凸形侧30背向惯性元件16。

在偏转元件18上方，布置有作为第三部件的传感器元件32，该传感器元件具有恒定地顶靠在偏转元件18的凸形侧30上的接触表面36上的接触表面34。例如，传感器元件32被固定成可在传感器壳体14上偏转。

当安装有安全带卷收器12的车辆经历正向或负向加速度时，惯性元件16相对于传感器壳体14移出图3所示的其原始位置。通过这样做，惯性元件16的球在这种情况下滚离传感器壳体14的内部面。因此，惯性元件16也相对于偏转元件18移动，其中两个接触表面20、22抵靠彼此移位，因此偏转元件18沿着惯性元件16的表面滑动。惯性元件16相对于偏转元件18的这种移动使得偏转元件18绕枢转轴24枢转，并且通过这样做，将传感器元件32从其原始位置(参见图3)偏转到偏转位置(未示出)。偏转元件18和传感器元件32的两个接触表面34、36抵靠彼此移位，并沿着彼此滑动。传感器元件32的移动确保棘轮枢转，该棘轮阻挡安全带卷收器12(未示出)的安全带卷轴。

惯性元件16通常由金属制成，而偏转元件18和传感器元件32两者通常都是塑料零件。例如，合适的塑料材料是POM(聚甲醛)。

在这里所示的实施例中，偏转元件18完全涂覆有石墨粉38。在这种情况下，例如使用平均晶粒度范围为2μm至15μm的石墨粉38。

为此目的，在组装惯性传感器10之前，整个偏转元件18被浸入例如石墨粉38中或者被喷涂有石墨粉38。然后，石墨粉38在没有任何进一步帮助的情况下粘附至接触表面。

因此，沿着偏转元件18和惯性元件16的接触表面20、22以及沿着偏转元件18和传感器元件32的接触表面34、36形成了石墨粉的薄的永久层38。例如，层厚度可以在大约2μm至200μm的范围内。由于层厚度小，该层在图中未明确展示。

石墨涂层减小了接触表面20、22和34、36上的摩擦。此外，石墨涂层确保惯性元件16、偏转元件18和传感器元件32之间的永久电荷交换。