DE10216704B4 - Crashsensor für einen Fahrzeugsitz - Google Patents

Abstract

Crashsensor (1) für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einem Gehäuse (11), einer innerhalb des Gehäuses (11) in Längsrichtung beweglich angeordneten Sensormasse (31), einer wenigstens teilweise innerhalb des Gehäuses (11) in Längsrichtung beweglich angeordneten, nach außen wirksamen Einheit (21), wobei die Einheit (21) und die Sensormasse (31) relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und in radialer Richtung quer zur Längsrichtung beweglichen Sperrmitteln (41), über welche die Sensormasse (31) in der Grundstellung die Einheit (21) sperrt und welche im Crashfall von der Sensormasse (31) freigegeben sich radial nach außen bewegen und die Einheit (21) freigeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (21) eine Bowdenzugeinheit ist und die Sensormasse (31) eine Schräge (35) aufweist, welche bei einem Reset des Crashsensors (1) die Sperrmittel (41) radial nach innen drückt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Crashsensor für einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
• In der DE 100 04 766 A1 ist ein Crashsensor für eine Kopfstütze offenbart, bei welchem eine kugelförmige Auslösemasse zusammen mit einer sie beaufschlagenden Feder in einem Gehäuse in Fahrtrichtung beweglich gelagert ist, wobei an der Auslösemasse die Seele eines Bowdenzuges befestigt und am Gehäuse die Hülle des Bowdenzuges abgestützt ist. Im Crashfall bewegt sich die Auslösemasse aufgrund ihrer Trägheit unterschiedlich zum Gehäuse, so dass der Bowdenzug gezogen wird. In der crashaktiv ausgebildeten Kopfstütze wird ein Antrieb ausgelöst, welcher ein auf der Vorderseite der Kopfstütze angeordnetes Polsterelement rasch nach vorne schiebt.
• Die DE-OS 21 17 963 offenbart einen Crashsensor der eingangs genannten Art mit Kugeln als Sperrmittel, welche sich im Crashfall nach einer Bewegung der Sensormasse radial nach außen bewegen, so dass ein Schlagbolzen einer Airbagzündung freigegeben wird. Ein Reset ist nicht vorgesehen. In der US 3,859,650 A ist ein Crashsensor beschrieben, bei dem die als Sperrmittel dienenden Kugeln durch ein balliges Ende eines Steuerstiftes beim Reset radial nach außen gedrückt werden, während sie beim Auslösen – vom Steuerstift freigegeben – sich radial nach innen bewegen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Crashsensor der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Crashsensor mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Dadurch, dass die Einheit eine Bowdenzugeinheit ist, kann die im Crashfall freigegebene Bowdenzugeinheit über ihre Verbindung nach außen, in der Regel einen Bowdenzug, in einem Bauteil des Fahrzeugsitzes oder dergleichen eine Crashfallfunktion auslösen. Die Sensormasse – und vorzugsweise auch die Bowdenzugeinheit – weisen als Funktionsflächen zum Zusammenwirken mit den Sperrmitteln eine Schräge auf. Die Schräge der Sensormasse drückt bei einem Reset des Crashsensors die Sperrmittel radial nach innen.
• Mit der relativen Beweglichkeit der Bowdenzugeinheit und der Sensormasse kann die Auslösebewegung und die hierfür aufzubringende Auslösekraft günstiger gestaltet und besser den verschiedenen Anwendungsfällen, z.B. für crashaktive Kopfstützen, angepasst werden. Die Neigungswinkel der Schrägen hängen von den gewünschten Kräfteverhältnissen, insbesondere Vorspannungen ab, und beispielsweise etwa 45° betragen. Die Schräge der Bowdenzugeinheit kann beispielsweise aber auch bis zu 65° gegenüber der Längsrichtung geneigt sein.
• Die Schräge der Sensormasse nimmt das Einsteueren der Sperrmittel für ihre radiale Bewegung vor, während die die Sperrfunktion erfüllende Fläche der Sensormasse auch parallel zur Längsrichtung ausgerichtet sein kann, beispielsweise als Rückenfläche eines Nockens ausgebildet sein kann. Diese Funktionstrennung hat den Vorteil, dass größere Toleranzen bei der Fertigung der Schrägfläche möglich sind.
• Eigene Federmittel für die Bowdenzugeinheit und die Sensormasse erlauben unterschiedlich starke, gegebenenfalls auch unterschiedlich gerichtete Vorspannungen, welche dann die erforderliche Auslösekraft definieren.
• Vorzugsweise ist innerhalb des Gehäuses eine gehäusefeste Führungshülse vorgesehen, welche bezüglich der Richtung quer zur Längsrichtung zwischen der Bowdenzugeinheit und der Sensormasse angeordnet ist, so dass sie bei spielsweise die von ihr umschlossene Bowdenzugeinheit auf ihrer Innenwand lagern kann, während die sie umschließende Sensormasse beispielsweise auf ihrer Außenwand oder auf der Innenwand des Gehäuses gelagert sein kann. Die Führungshülse trennt dann die Bowdenzugeinheit von der Sensormasse, ist aber für die Sperrmittel durchlässig. Die Sperrmittel, beispielsweise die Kugeln, können dann in gehäusefesten Führungskäfigen angeordnet sein, welche beispielsweise in der Führungshülse ausgebildet sind.
• Für einen Reset, d.h. ein Zurücksetzen des Crashsensors nach einem Crash, ragt die Bowdenzugeinheit nach einem Crash vorzugsweise wenigstens teilweise aus dem Gehäuse, so daß sie beispielsweise manuell wieder in das Gehäuse gedrückt werden kann, wodurch wenigstens die Feder der Bowdenzugeinheit gespannt wird.
• Der Crashsensor kann als Auslöser für verschiedene Baugruppen des Fahrzeugsitzes eingesetzt werden, außer für crashaktive Kopfstützen auch für im Crashfall vorschwenkende Lehnen oder dergleichen.
• Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
• 1 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels in der Grundstellung,
• 2 einen Querschnitt des Ausführungsbeispiels entlang der Linie II-II in 1,
• 3 einen nur teilweise dargestellten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels zu Beginn eines Crashs,
• 4 einen Querschnitt des Ausführungsbeispiels entlang der Linie IV-IV in 3,
• 5 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels beim Höhepunkt des Crashs,
• 6 einen nur teilweise dargestellten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels im Endstadium eines Crash,
• 7 einen nur teilweise dargestellten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels beim Reset,
• 8 eine schematisierte Darstellung eines Fahrzeugsitzes, und
• 9 einen nur teilweise dargestellten Längsschnitt einer Abwandlung.
• Ein Crashsensor 1 ist an einem Fahrzeugsitz 3 im Bereich von dessen Sitzunterbau 5 angebracht, im Ausführungsbeispiel an einer Oberschiene, und mittels eines Bowdenzuges 7 mit einer crashaktiven Kopfstütze 9 des Fahrzeugsitzes 3 verbunden. In einem Crashfall, im Ausführungsbeispiel einem Heckcrash, spricht der Crashsensor 1 auf die nachfolgend beschriebene Weise an und löst über den Bowdenzug 7 die Crashfallfunktion des Kopfstütze 9 aus, d.h. ein vorderer Teil der Kopfstütze 9 schnellt nach vorne zum Kopf des Insassens hin, um diesen besser abzufangen und zu stützen.
• Der Crashsensor 1 weist ein hohlzylindrisches Gehäuse 11 auf, dessen die Längsrichtung definierende Längsachse in Fahrtrichtung angeordnet ist. Im Bereich der beiden Stirnseiten des Gehäuses 11 ist in einer Ringnut auf der Innenwand des Gehäuses 11 jeweils ein Federring 13 angeordnet, welcher einen innerhalb des Gehäuses 11 angeordneten vorderen bzw. hinteren Verschluß 15 bzw. 17 in Längsrichtung sichert. Der vordere und der hintere Verschluß 15 bzw. 17 weist jeweils einen um die Längsachse des Gehäuses 11 herum angeordneten buchsenartigen Abschnitt und einen radial bis zur Innenwand des Gehäuses 11 reichenden, flanschartigen Abschnitt auf. Eine im wesentlichen hohlzylindrische Führungshülse 19 ist über die beiden einander zugewandten buchsenartigen Abschnitte des vorderen und des hinteren Verschlusses 15 bzw. 17 geschoben und liegt mit ihrem stirnseitigen Rand spielfrei an den jeweiligen flanschartigen Abschnitten an. Das Gehäuse 11, die beiden Verschlüsse 15 und 17 und die Führungshülse 19 sind also alle sitzunterbaufest.
• Innerhalb der Führungshülse 19 ist eine Bowdenzugeinheit 21 gelagert, welche in Längsrichtung zwischen dem vorderen und dem hinteren Verschluß 15 bzw. 17 verschieblich ist und mittels eines vorgespannten ersten Druckfederpaketes 23 am hinteren Verschluß 17 abgestützt ist. Die im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Bowdenzugeinheit 21 ragt mit einem Abschnitt von geringerem Durchmesser durch den buchsenartigen Abschnitt des vorderen Verschlusses 15 hindurch nach außen, wo das Ende der Seele des Bowdenzuges 7 angebracht ist, während ein Abschnitt mit größerem Durchmesser an der Führungshülse 19 anliegt und das erste Druckfederpaket aufnimmt. Zwischen diesen beiden Abschnitten ist eine außenkonusartige, schräg nach vorne zur Führungshülse 19 weisende, erste Schräge 25 ausgebildet. Die Seele des Bowdenzuges 7 ist durch die Bowdenzugeinheit 21 und den buchsenartigen Abschnitt des hinteren Verschlusses 17 hindurch entgegen der Fahrtrichtung nach hinten geführt, während die Hülle des Bowdenzuges 7 in einer Aufnahme auf der nach hinten weisenden Stirnseite des hinteren Verschlußes 17 abgestützt ist.
• Radial außerhalb der Führunghülse 19 ist eine Sensormasse 31 angeordnet, welche auf der Innenwand des Gehäuses 11 in Längsrichtung verschieblich gelagert ist. Die Sensormasse 31 ist mittels eines zweiten Druckfederpaketes 33 am hinteren Verschluß 17 abgestützt und nach vorne, zum vorderen Verschluß 15 hin, vorgespannt. Die Sensormasse 31 weist an einem Wulst eine innenkonusartige, schräg nach vorne zur Führungshülse 19 weisende, zweite Schräge 35 auf, deren Mantelfläche im Ausführungsbeispiel in einem spitzen Winkel zur Mantelfläche der ersten Schräge 25 verläuft.
• Die Wandung der Führungshülse 19 wird von drei Öffnungen durchdrungen, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind und als Führungskäfige 39 dienen. In jedem dieser Führungskäfige 39 ist je eine Kugel 41 angeordnet, deren Durchmesser etwas größer als die Wandstärke der Führungshülse 19 ist. In der in 1 dargestellten Grundstellung des Crashsensors 1 liegt jede Kugel 41 sowohl an der ersten Schräge 25 als auch an der zweiten Schräge 35 an, so daß die Sensormasse 31 die Kugeln 41 sperrt, und die Kugeln 41 als Sperrmittel die Bowdenzugeinheit 21 sperren. Der Crashsensor 1 ist dadurch komplett verriegelt.
• Im Falle eines Heckcrashs wird das Gehäuse 11 nach vorne beschleunigt, so daß sich die träge Sensormasse 31 relativ zum Gehäuse 11 nach hinten bewegt. Die zweite Schräge 35 gibt dadurch die Kugeln 41 frei. Das erste Druckfederpaket 25 kann nun die Bowdenzugeinheit 21 nach vorne schieben, wobei die Kugeln 41 durch die erste Schräge 25 radial nach außen gedrückt werden. Die Bowdenzugeinheit 21 ist dadurch freigegeben. Dieser Zustand ist in den 3 und 4 dargestellt. Durch die Verschiebung der Bowdenzugeinheit 21 relativ zum Gehäuse 11 und damit relativ zum hinteren Verschluß 17 wird die Seele des Bowdenzuges 7 relativ zu dessen Hülle bewegt, d.h. der Bowdenzug 7 wird gezogen. In der Kopfstütze 9 wird die Crashfallfunktion ausgelöst. Die Bewegung der Bowdenzugeinheit 21 endet, wenn ein vor der ersten Schräge 25 gelegener Absatz in Anlage an den vorderen Verschluß 15 gelangt. Die Bewegung der Sensormasse 31 nach hinten endet, wenn die in radialer Richtung quer zur Längsrichtung verlaufende, rückwärtige Flanke der zweiten Schräge 35 in Anlage an einen Absatz 43 der Führungshülse 19 gelangt, wie in 5. Sobald die Crashkräfte geringer geworden sind, drückt das zweite Druckfederpaket 33 die Sensormasse 31 wieder nach vorne, bis die zweite Schräge 35 in Anlage an die Kugeln 41 gelangt, wie in 6 dargestellt. Da die Kugeln 41 außerhalb der ersten Schräge 25 auf dem Abschnitt der Führungshülse 21 mit größerem Durchmesser angeordnet sind, können die Führungskugeln 41 nicht ausweichen. Der Crashsensor 1 bleibt ausgelöst.
• Die Bowdenzugeinheit 21 steht in diesem Zustand deutlich über den vorderen Verschluß 15 nach vorne über. Für einen Reset wird vorzugsweise manuell die Bowdenzugeinheit 21 relativ zum Gehäuse 11 entgegen der Kraft des ersten Druckfederpakets 23 nach innen geschoben. Sobald die erste Schräge 25 auf die Höhe der Kugeln 41 gelangt, wie in 7 dargestellt, sind die Kugeln 41 frei und werden durch das zweite Druckfederpaket 33 über die zweite Schräge 35 radial nach innen gedrückt. Die Kugeln 41 sperren nun wieder die Bowdenzugeinheit 21 und werden ihrerseits durch die Sensormasse 31 gesperrt.
• In einer Abwandlung gemäß 9 sind die Funktionen der zweiten Schräge 35, nämlich in der Grundstellung die Kugeln 41 in radialer Richtung des Gehäuses 11 zu sperren und bei einem Reset die Kugeln 41 so einzusteuern, daß sie sich wieder radial nach innen bewegen, auf zwei Flächen verteilt. Die Sperrfunktion übernimmt die in Längsrichtung verlaufende Rückenfläche 35' des entsprechenden Nockens der Sensormasse 31, während die Einsteuerfunktion von einer Schrägfläche 35'' dieses Nockens übernommen wird, die im wesentlichen der zweiten Schräge 35 entspricht.

1

Crashsensor

3

Fahrzeugsitz

5

Sitzunterbau

7

Bowdenzug

9

Kopfstütze

11

Gehäuse

13

Federring

15

vorderer Verschluß

17

hinterer Verschluß

19

Führungshülse

21

Bowdenzugeinheit

23

erstes Druckfederpaket, Federmittel

25

erste Schräge

31

Sensormasse

33

zweites Druckfederpaket, Federmittel

35

zweite Schräge

35'

Rückenfläche

35''

Schrägfläche

39

Führungskäfig

41

Kugel, Sperrmittel

43

Absatz

Claims (7)

1. Crashsensor (1) für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einem Gehäuse (11), einer innerhalb des Gehäuses (11) in Längsrichtung beweglich angeordneten Sensormasse (31), einer wenigstens teilweise innerhalb des Gehäuses (11) in Längsrichtung beweglich angeordneten, nach außen wirksamen Einheit (21), wobei die Einheit (21) und die Sensormasse (31) relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und in radialer Richtung quer zur Längsrichtung beweglichen Sperrmitteln (41), über welche die Sensormasse (31) in der Grundstellung die Einheit (21) sperrt und welche im Crashfall von der Sensormasse (31) freigegeben sich radial nach außen bewegen und die Einheit (21) freigeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (21) eine Bowdenzugeinheit ist und die Sensormasse (31) eine Schräge (35) aufweist, welche bei einem Reset des Crashsensors (1) die Sperrmittel (41) radial nach innen drückt.
2. Crashsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bowdenzugeinheit (21) und die Sensormasse (31) durch jeweils eigene Federmittel (23, 33) innerhalb des Gehäuses (11) vorgespannt sind.
3. Crashsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bowdenzugeinheit (21) über eine weitere Schräge (25) mit den Sperrmitteln (41) zusammenwirken.
4. Crashsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Sperrmittel (41) wenigstens eine Kugel vorgesehen ist, welche in einem gehäusefesten Führungskäfig (39) angeordnet ist.
5. Crashsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (11) eine gehäusefeste Führungshülse (19) vorgesehen ist, welche bezüglich der Richtung quer zur Längsrichtung zwischen der Bowdenzugeinheit (21) und der Sensormasse (31) angeordnet ist.
6. Crashsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bowdenzugeinheit (21) nach einem Crash wenigstens teilweise aus dem Gehäuse (11) ragt.
7. Fahrzeugsitz (3) mit einer crashaktiven Kopfstütze (9), die ein Crashsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6 im Crashfall auslöst.