DE19509176A1 - Auslösevorrichtung für ein Insassen-Rückhaltesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung für ein In­ sassen-Rückhaltesystem, mit einem translatorisch in einem Gehäuse gegen eine Rückstellfeder zwischen einer Ruhestel­ lung und einer Auslösestellung verschiebbaren, fahrzeugsen­ sitiven Trägheitskörper und einem Aktivierungsbolzen zur Aktivierung eines Schlagzünders.

Zur Auslösung von Insassen-Rückhaltesystemen in Fahrzeugen, beispielsweise Gurtstraffer oder aufblasbare Schutzkissen, sind elektronische, elektromechanische und mechanische Be­ schleunigungssensoren bekannt. Elektronische Sensoren sind mit komplexen Verarbeitungsschaltungen ausgestattet, die das Signal eines Beschleunigungsaufnehmers verarbeiten und einen elektrischen Auslöseimpuls liefern, wenn das über die Zeit integrierte Beschleunigungssignal einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Ein solcher elektronischer Be­ schleunigungssensor zeichnet sich durch hohe Reproduzierbar­ keit des Auslöseverhaltens und ein hohes Maß an Sicherheit vor Fehlauslösung durch am Fahrzeug auftretende Erschütte­ rungen aus. Er läßt sich jedoch nur mit hohem technischen Aufwand realisieren.

Um auch mit mechanischen Beschleunigungssensoren eine aus­ reichende Sicherheit gegen Fehlauslösung zu erzielen, muß der verwendete Trägheitskörper bis zur Auslösung einen ge­ wissen Betätigungshub entgegen der Wirkung einer Rückstell­ feder durchlaufen, wodurch das integrierende Verhalten einer elektronischen Verarbeitungsschaltung simuliert werden kann. Um eine gute Reproduzierbarkeit des Auslöseverhaltens zu gewährleisten, muß dieser Betätigungshub mindestens einige Millimeter betragen. Der Trägheitskörper wird durch die Rückstellfeder unter einer solchen Vorspannung in seine Ru­ hestellung belastet, daß er sich erst bei Beschleunigungs­ werten in Bewegung setzt, die kaum niedriger sind als der mittlere Beschleunigungswert, bei dem die Auslösung erfolgen soll, sofern die Beschleunigung andauert. Bei einem Gurt­ straffer oder Gassacksystem beträgt dieser mittlere Be­ schleunigungswert etwa 12 g. Da aber die Zeitspanne bis zur Auslösung direkt der Wegstrecke des Sensorkörpers proportio­ nal ist und zur Erzielung einer ausreichenden Reproduzier­ barkeit eine relativ große Wegstrecke benötigt wird, kann mit herkömmlichen mechanischen Beschleunigungssensoren eine kurze Ansprechzeit nicht erreicht werden.

Im Hinblick auf eine Kostenreduzierung wird bei Auslösevor­ richtungen ferner angestrebt, daß nach Art eines modularen Aufbaus die mit ein und derselben Auslösevorrichtung erziel­ te Auslösung in verschiedener weise verwendet werden kann, beispielsweise für das direkte Auslösen eines Schlagbolzens für die Aktivierung eines Zünders für einen Gasgenerator oder für das indirekte Auslösen eines räumlich von der Aus­ lösevorrichtung getrennten Schlagbolzens über eine zwischen­ geschaltete mechanische Vorrichtung. Bei den bekannten Aus­ lösevorrichtungen tritt dabei das Problem auf, daß der Betä­ tigungswiderstand einer von der Auslösevorrichtung aktivier­ ten Vorrichtung auf das Auslöseverhalten der Auslösevorrich­ tung zurückwirkt, da beispielsweise ein über eine zwischen­ gesetzte mechanische Übertragungsvorrichtung indirekt betä­ tigter Schlagbolzen einen höheren Betätigungswiderstand auf­ weist als ein direkt betätigter Schlagbolzen.

Ausgehend von diesen Problemen besteht die Aufgabe der Er­ findung darin, eine Auslösevorrichtung zu schaffen, deren Auslösezeit mit der Auslösezeit elektronischer Sensoren ver­ gleichbar ist und deren Auslöseverhalten von der Art der von ihr bewirkten Aktivierung unabhängig ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Aktivierungsbolzen federbeaufschlagt und durch ein Gesperre in einer Bereit­ schaftsstellung gehalten ist, daß ein in dem Gehäuse trans­ latorisch verschiebbarer Steuerkörper, der durch eine Feder in eine Ruhestellung belastet ist, funktionell zwischen dem Trägheitskörper und dem Gesperre angeordnet ist und daß der Steuerkörper durch den Trägheitskörper anstoßbar und durch Aufnahme einer vorbestimmten Stoßenergie aus der Ruhestel­ lung in eine Freigabestellung bewegbar ist, in welcher er das Gesperre zur Freigabe des Aktivierungsbolzens freigibt. Durch diesen 2stufigen Aufbau der Auslösevorrichtung wird einerseits eine mit der Ansprechzeit eines elektronischen Sensors vergleichbare Ansprechzeit erzielt und andererseits eine Rückwirkung des Betätigungswiderstandes einer von der Auslösevorrichtung aktivierten Vorrichtung auf das Auslöse­ verhalten der Auslösevorrichtung vermieden. Der Trägheits­ körper spricht bereits auf niedrige Beschleunigungen, vor­ zugsweise ab etwa 2 g, an und erreicht bei andauernder Be­ schleunigung den Beginn des eigentlichen Betätigungshubes mit einer Geschwindigkeit, die sich aus dem Produkt der wirksamen Beschleunigung und der für die zurückgelegte Weg­ strecke benötigten Zeit errechnen läßt. Wenn der Trägheits­ körper nun auf den Steuerkörper trifft, überträgt er seine kinetische Energie auf diesen im wesentlichen als Stoß. Der seinerseits federbelastete Steuerkörper wird nur dann in die Freigabestellung bewegt, wenn der Trägheitskörper eine vor­ bestimmte Stoßenergie auf ihn übertragen hat. Falls die Stoßenergie zur Auslösung nicht ausreicht, wird der Steuer­ körper durch die ihm zugeordnete Feder wieder in seine Ruhe­ stellung zurückbewegt. Bei nachlassender Beschleunigung wird auch der Trägheitskörper durch die Rückstellfeder wieder in seine Ruhestellung zurückbewegt.

Bei der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung kann die Bewe­ gungsstrecke des Trägheitskörpers aus der Ruhelage in die Auslösestellung relativ groß sein, damit Fehlauslösungen durch Stöße oder Erschütterungen vermieden werden. Da aber der Trägheitskörper bereits bei relativ niedrigen Beschleu­ nigungswerten aus seiner Ruhelage heraus in Richtung der Auslösestellung bewegt wird, ist die Zeitspanne zwischen dem Auftreten hoher, zur Auslösung führender Beschleunigungswer­ te und dem Erreichen der Auslösestellung merklich kürzer als bei herkömmlichen mechanischen Auslösevorrichtungen. Da die Auslösevorrichtung durch Stoßenergie aktiviert wird, wirkt der Betätigungswiderstand einer von der Auslösevorrichtung aktivierten Vorrichtung nicht auf das Auslöseverhalten der Auslösevorrichtung zurück.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Aktivierungsbolzen ein Schlagbolzen und der Zünder ein Schlagzünder, auf den der Schlagbolzen einwirkt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist der Zünder räumlich von dem Aktivierungsbolzen ge­ trennt, und der Aktivierungshub des Aktivierungsbolzens wird durch ein Übertragungssystem zu dem Zünder übertragen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnun­ gen zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Auslösevorrichtung;

Fig. 2 eine schematische, teilweise geschnitten gezeigte Perspektivansicht der an einem Gurtaufrollerrahmen montier­ ten Auslösevorrichtung gemäß der ersten vorteilhaften Aus­ führungsform der Erfindung; und

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Auslösevorrich­ tung gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung.

In einem schützenden Gehäuse 10 ist ein Trägheitskörper 12 gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 14 translatorisch verschiebbar angeordnet. Neben diesem Trägheitskörper 12 und parallel zu diesem translatorisch verschiebbar ist ein Steu­ erkörper 16 in dem Gehäuse 10 angeordnet. Der Trägheitskör­ per 12 greift mit einem Ansatz 12a in eine Ausnehmung 16a des Steuerkörpers 16 ein. Diese Ausnehmung 16a ist weiter als die Breite des Ansatzes 12a, so daß der Ansatz 12a mit Spiel in die Ausnehmung 16a hineinragt. Der Steuerkörper 16 ist seinerseits durch eine Druckfeder 18 in die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung beaufschlagt.

Ein durch eine Druckfeder 20 federbelasteter Aktivierungs­ bolzen 22, der in der ersten bevorzugten Ausführungsform ein Schlagbolzen ist, wird durch ein noch näher zu beschreiben­ des Gesperre in einer Bereitschaftsstellung im Abstand von einem Zünder 24 gehalten, der in dieser Ausführungsform ein Schlagzünder ist. Das Gesperre umfaßt im wesentlichen einen um eine gehäusefeste Achse schwenkbar gelagerten Sperrhebel 26, der an seinem einen Ende eine Sperrnase 26a aufweist, die am Aktivierungsbolzen 22 angreift, und ist an seinem anderen, hakenförmig gebogenen Ende 26b mit einer Halteflä­ che versehen, die sich auf einer zugeordneten Abstützfläche am Steuerkörper 16 abstützt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird das Gehäuse 10 mit einem Sockel 30, an dem der Zylinder eines pyrotechnischen Gurt­ straffer-Antriebs befestigt ist, am Rahmen 32 eines Gurtauf­ rollers montiert. Der Sockel 30 dient ferner zur Aufnahme des pyrotechnischen Gasgenerators 34, welcher mittels des Schlagzünders 24 auslösbar ist.

Die Einbauorientierung der Auslösevorrichtung ist in Fig. 1 durch einen Pfeil F markiert, welcher der Fahrtrichtung ent­ spricht. Die Massen des Trägheitskörpers 12 und des Steuer­ körpers 16 stehen in einem Verhältnis zwischen etwa 10 : 1 und etwa 20 : 1. Die Druckfeder 18 ist wesentlich stärker dimen­ sioniert als die Rückstellfeder 14. Sobald eine Verzögerung von mehr als 2 g auf das Gehäuse 10 einwirkt, überwindet die Trägheitsmasse 12 die Kraft der Rückstellfeder 14, wird be­ schleunigt und erwirbt kinetische Energie. Bei andauernder Verzögerung trifft der Ansatz 12a gegen eine Anschlagfläche der Ausnehmung 16a, wobei ein Stoß von dem Trägheitskörper 12 auf den Steuerkörper 16 übertragen wird. Wenn dieser Stoß eine ausreichende Stoßenergie aufweist, wird der Steuerkör­ per 16 aus seine Ruhestellung in seine Freigabestellung ver­ lagert, so daß sich der Haken am Ende des Sperrhebels 26 von der Abstützfläche an dem Steuerkörper 16 löst. Der Sperrhe­ bel wird dann unter der Wirkung der Druckfeder 20 ver­ schwenkt und gibt den Aktivierungsbolzen 22 frei. Dieser wird durch die Druckfeder 20 beschleunigt und trifft auf dem Schlagzünder 24 auf, der dann aktiviert wird und seinerseits den pyrotechnischen Gasgenerator 34 auslöst. Durch die von diesem erzeugten Druckgase wird dann der Kolben/Zylinder- Linearantrieb des Gurtstraffers aktiviert.

Da die Anordnung des Zünders im allgemeinen von dem Anbrin­ gungsort des von ihm gezündeten Gasgenerators abhängt, ist bei einer Anordnung gemäß der ersten Ausführungsform auch der Anbringungsort der Auslösevorrichtung vorgegeben. Es hat sich aber herausgestellt, daß durch eine räumliche Trennung der Auslösevorrichtung von dem Gasgenerator die Auslösevor­ richtung an einem beispielsweise für die Auslösung günstige­ ren Ort im Fahrzeug eingebaut werden kann. Eine solche Aus­ führungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Während bei der An­ ordnung der Auslösevorrichtung nach der ersten Ausführungs­ form der Aktivierungsbolzen 22 direkt auf den Zünder 24 ein­ wirkt, ist bei der in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausfüh­ rungsform der Zünder 24 räumlich von dem Aktivierungsbolzen 22 getrennt. Der Hub des Aktivierungsbolzens 22 wird über eine Übertragungsvorrichtung zu dem Zünder übertragen. In Fig. 3 ist die aus den Fig. 1 und 2 bekannte Auslösevor­ richtung zu sehen. Der einzige Unterschied zu dieser Auslö­ sevorrichtung besteht darin, daß bei Freigabe des Aktivie­ rungsbolzens 22 dieser in den Fig. 1 und 2 eine Bewegung bezüglich der Figuren nach rechts ausführt, während er bei der Freigabe in Fig. 3 eine Bewegung nach links ausführt. Dieser Aktivierungshub wird auf einen Bowdenzug 140 und von diesem auf einen Hebel zur Freigabe eines Schlagbolzens 122 übertragen, der den Zünder 24 auslöst. Durch die Zwischen­ schaltung der Übertragungsvorrichtung, hier des Bowdenzuges 140, zwischen den Aktivierungsbolzen 22 und den Schlagbolzen 122 kann der Zünder 24 räumlich von der Auslösevorrichtung getrennt sein. Bei dieser Ausführungsform kommt der Vorteil der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung besonders zum Tra­ gen, wonach der Betätigungswiderstand einer von der Auslöse­ vorrichtung aktivierten Vorrichtung nicht auf das Auslöse­ verhalten der Auslösevorrichtung zurückwirkt. Obwohl der Betätigungswiderstand des bei der zweiten Ausführungsform zwischen dem Aktivierungsbolzen und dem Zünder verwendeten Bowdenzuges deutlich höher sein kann als der Betätigungswi­ derstand des bei der ersten Ausführungsform direkt betätig­ ten Schlagbolzens, verändert sich das Auslöseverhalten der Auslösevorrichtung nicht.

Claims (12)

1. Auslösevorrichtung für ein Insassen-Rückhaltesystem, mit einem translatorisch in einem Gehäuse (10) gegen eine Rück­ stellfeder (14) zwischen einer Ruhestellung und einer Auslö­ sestellung verschiebbaren, fahrzeugsensitiven Trägheitskör­ per (12) und einem Aktivierungsbolzen (22) zur Aktivierung eines Zünders (24), dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivie­ rungsbolzen (22) federbeaufschlagt und durch ein Gesperre (26) in einer Bereitschaftsstellung gehalten ist, daß ein in dem Gehäuse (10) translatorisch verschiebbarer Steuerkörper (16), der durch eine Feder (18) in eine Ruhestellung bela­ stet ist, funktionell zwischen dem Trägheitskörper (12) und dem Gesperre (26) angeordnet ist und daß der Steuerkörper (16) durch den Trägheitskörper (12) anstoßbar und durch Auf­ nahme einer vorbestimmten Stoßenergie aus der Ruhestellung in eine Freigabestellung bewegbar ist, in welcher er das Gesperre (26) zur Freigabe des Aktivierungsbolzens (22) freigibt.

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trägheitskörper (12) und der Steuerkörper (16) parallel zueinander verschiebbar sind.

3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trägheitskörper (12) und der Steuerkörper (16) nebeneinander angeordnet sind.

4. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesperre einen Sperr­ hebel (26) aufweist, der um eine am Gehäuse festgelegte Ach­ se schwenkbar ist und an seinem einen Ende eine am Aktivie­ rungsbolzen angreifende Haltenase (26a) sowie an seinem an­ deren Ende (26b) eine Haltefläche aufweist, die auf einer zugeordneten Stützfläche am Steuerkörper (16) abgestützt ist.

5. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sperrhebel (26) ein hakenförmiges Ende (26b) aufweist, an dem die Haltefläche gebildet ist.

6. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen des Trägheits­ körpers (12) und des Steuerkörpers (16) in einem Verhältnis zwischen 10 : 1 und 20 : 1 stehen.

7. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivierungsbolzen ein Schlagbolzen (22) und der Zünder ein Schlagzünder (24) ist, auf den der Schlagbolzen (22) direkt einwirkt.

8. Auslösevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß ein von dem Schlagzünder (24) zündbarer Gasgenera­ tor (124) räumlich von der Auslösevorrichtung getrennt ange­ ordnet ist.

9. Auslösevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Gasgenerator (124) in unmittelbarer Nähe des Schlagzünders (24) angeordnet ist.

10. Auslösevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünder (24) räumlich von dem Aktivierungsbolzen (22) getrennt ist und der Aktivierungshub des Aktivierungsbolzens (22) durch ein Übertragungssystem zu dem Zünder (24) übertragen wird.

11. Auslösevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zünder ein Schlagzünder (24) ist und daß durch die Freigabe des Aktivierungsbolzens (22) ein federbe­ lasteter Schlagbolzen (122) zum Aktivieren des Zünders (24) freigegeben wird.

12. Auslösevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlagbolzen (122) und der Aktivierungs­ bolzen (22) über einen Bowdenzug miteinander verbunden sind.