DE19639388A1 - Stoß-Sensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stoß-Sensor und insbesondere auf einen Stoß-Sensor, der in Verbindung mit einer Kraftstoffpumpe eines Fahrzeugs oder anderen Fahrzeugkomponenten verwendet wird, um das Auftreten eines Stoßes zu erfassen, so daß die Kraftstoffpumpe ausgeschaltet werden kann, um dadurch die Zuführung von Kraftstoff zum Motor zu unterbinden.

Ein herkömmlicher Stoß-Sensor zum Erkennen von Stößen in Fahrzeugen und zur Unterbrechung der Kraftstoffzuführung zum Motor ist in der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. Sho 51-53077 beschrieben. Dieser Stoß-Sensor hat ein Gehäuse mit einer geneigten Wand und eine Kugel, die normalerweise bezüglich der geneigten Wand stationär positioniert ist. Ein Stützelement drückt die Kugel gegen die geneigte Wand, wenn kein Stoß aufgebracht wird. Der Stoß-Sensor ist so ausgelegt, daß sich die Kugel die geneigte Wand hinaufbewegt, wenn ein Stoß größer als ein bestimmter Stoß auftritt. Der Stoß-Sensor hat zudem eine Elektrode, die an dem Gehäuse befestigt ist, und bewegbare Elektroden, die die feste Elektrode berühren können. Das Stützelement hat die Form eines Stabs, der durch die Kugel aufwärts gedrückt wird, wenn ein Stoß größer als ein vorbestimmter Wert auftritt. Eine Feder ist mit dem Stab wirkverbunden, um den Stab gegen die Kugel zu drücken oder vorzuspannen, und der Außenumfang des Stabes ist mit einer Eingriffsnut versehen. Die bewegbaren Elektroden sind mit der festen Elektrode, bei der Abwesenheit eines Stoßes größer als ein vorbestimmter Wert, verbunden. Die bewegbaren Elektroden sind zum Außenumfang des Stabs durch entsprechende Federn vorgespannt. Wenn ein Stoß größer als ein vorbestimmter Wert auftritt, bewegt sich die Kugel von der geneigten Wand weg. Dies ermöglicht es dem Stab, sich mittels der Vorspannkraft der zugehörigen Federn axial zu bewegen. Der Stab nimmt eine Stellung ein, in der die bewegbaren Elektroden mit der Eingriffsnut am Umfang des Stabs in Eingriff gelangen, wodurch die bewegbaren Elektroden von der festen Elektrode getrennt werden. Auf diese Weise wird mit dem Stoß-Sensor ein Stoß erfaßt.

Bei dem Stoß-Sensor des oben beschriebenen Typs bewegt sich ein Stab mit der rollenden Bewegung einer Kugel aufwärts, so daß die bewegbaren Elektroden mit der Nut im Stab in Eingriff gelangen und der elektrische Strom zwischen den bewegbaren und der festen Elektrode unterbrochen wird. Dieser Aufbau erfordert, daß der Stab mit einer Eingriffsnut um seinen Außenumfang versehen ist, und erfordert zudem Federn, um die bewegbaren Elektroden gegen den Stab zu drücken. Dies vergrößert die Komplexität des Sensors und erfordert natürlich zusätzliche Fertigungsschritte.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß ein Bedarf für einen Stoß-Sensor besteht, der Stöße erfassen kann, aber nicht die Ausbildung einer Nut im Stützelement erfordert. Ferner besteht ein Bedarf für einen Stoß-Sensor, der keine zusätzlichen Teile, wie Federn zum Drücken der bewegbaren Elektroden gegen den Stab erfordert.

Folglich ist es Aufgabe der Erfindung, einen Stoß-Sensor zu schaffen, der mit einem einfachen Aufbau Stöße sicher erfassen kann.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat ein Stoß- Sensor ein Gehäuse mit einem konischen Bodenabschnitt, der zum unteren Ende konvergiert, eine in dem Gehäuse angeordnete Kugel, die längs des konischen Bodenabschnitts des Gehäuses bewegbar ist, wenn ein Stoß über einem vorbestimmten Wert auf den Stoß- Sensor aufgebracht wird, ein bewegbar in dem Gehäuse angeordnetes Stützelement zum Drücken der Kugel gegen das untere Ende des konischen Bodenabschnitts des Gehäuses in Abwesenheit eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes, eine feste Elektrode und eine bewegbare Elektrode. Die bewegbare Elektrode ist mit dem Stützelement verbunden und bewegbar, so daß - mit dem Stützelement in einer Position - die feste Elektrode und die bewegbare Elektrode miteinander verbunden sind, um einen verbundenen Zustand zu schaffen, und - mit dem Stützelement in einer anderen Position - die feste Elektrode und die bewegbare Elektrode voneinander getrennt sind, um einen getrennten Zustand zu schaffen.

Weil der erfindungsgemäße Stoß-Sensor so aufgebaut ist, daß die bewegbare Elektrode entsprechend der Position des Stützelements mit der feste Elektrode verbunden oder von dieser getrennt werden kann, ist es nicht erforderlich, eine Eingriffsnut in dem Stützelement vorzusehen, und ein Stoß kann ohne die Verwendung von Federn, die die bewegbaren Elektroden gegen den Stab drücken erfaßt werden. Dies vermindert die Anzahl Teile, die erforderlich sind, um den Sensor herzustellen und reduziert die mit der Herstellung des Sensors verbundenen Kosten.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung hat ein Stoß-Sensor zum Erfassen eines Stoßes, der einen vorbestimmten Wert übersteigt, ein Gehäuse mit einem Innenraum, der teilweise durch eine geneigte Bodenwandung begrenzt ist, die zu einem unteren Ende konvergiert, und eine in dem Gehäuse angeordnete Kugel. Die Kugel ist bei der Abwesenheit eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes am unteren Ende des Gehäuses positionierbar und bewegt sich beim Auftreten eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes vom unteren Ende des Gehäuses weg. Der Sensor hat ferner einen Stab, der in Axialrichtung im Gehäuse bewegbar angebracht ist, eine in dem Gehäuse angebrachte feste Elektrode und eine in dem Gehäuse positionierte bewegbare Elektrode. Die bewegbare Elektrode ist in Abwesenheit eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes mit der festen Elektrode verbindbar und ist beim Auftreten eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes von der festen Elektrode trennbar. Eine Feder ist mit beiden, dem Stab und der bewegbaren Elektrode wirkverbunden, um den Stab in Abwesenheit eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes in Eingriff mit der Kugel zu drücken, und um die bewegbare Elektrode in Antwort auf das Auftreten eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes bei der Bewegung der Kugel weg von dem unteren Ende des Gehäuses aus der Verbindung mit der festen Elektrode zu drücken.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat ein Sensor zum Erfassen des Auftretens eines Stoßes, der einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, ein Gehäuse mit einer geneigten Bodenwandung, die zu einem unteren Ende konvergiert, eine Kugel, die in dem Gehäuse positioniert ist und vom unteren Ende des Gehäuses beim Auftreten eines Stoßes oberhalb des vorbestimmten Schwellenwertes wegbewegbar ist, ein bewegbar in dem Gehäuse angebrachtes Stützelement, zum Drücken der Kugel gegen das untere Ende des Gehäuses bei Abwesenheit eines den vorbestimmten Schwellenwert übersteigenden Stoßes, eine in dem Gehäuse befestigte feste Elektrode und eine bewegbar in dem Gehäuse angeordnete bewegbare Elektrode. Die bewegbare Elektrode ist zwischen einer Position, in der die feste Elektrode und die bewegbare Elektrode miteinander verbunden sind, um einen verbundenen Zustand zu schaffen, und einer anderen Position, in der die feste Elektrode und die bewegbare Elektrode voneinander getrennt sind, um einen getrennten Zustand zu schaffen, bewegbar. Der Sensor ist ferner mit einer Kappe versehen, die am oberen Ende des Gehäuses vorgesehen ist, um einen Raum zu umschließen, in dem ein Endabschnitt des Stützelements angeordnet ist. Die Kappe ist aus zumindest teilweise transparentem Material gefertigt, so daß der Endabschnitt des Stützelements durch die Kappe sichtbar ist, wenn die feste Elektrode und die bewegbare Elektrode entweder in dem verbundenen Zustand oder in dem getrennten Zustand sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, wie der Stoß-Sensor mit einer Kraftstoffpumpe verbunden ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Stoß-Sensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Stoß-Sensors längs der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich der Fig. 2, die den Stoß- Sensor zeigt, wenn ein Stoß aufgebracht ist;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Abschnitts des Stoß-Sensors, die ein Beispiel der Form der geneigten Wand zeigt;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Abschnitts des Stoß-Sensors, die ein anderes Beispiel der Form der geneigten Wand zeigt;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Abschnitts des Stoß-Sensors, die ein Beispiel der Formgebung des unteren Endes des Stabes zeigt;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Abschnitts des Stoß-Sensors, die ein anderes Beispiel der Formgebung des unteren Endes des Stabes zeigt;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines Abschnitts des Stoß-Sensors, die ein weiteres Beispiel der Formgebung des unteren Endes des Stabes zeigt;

Fig. 10 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 2, die ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 eine Schnittansicht des Stoß-Sensors längs der Schnittlinie 11-11 in Fig. 10;

Fig. 12 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 10, die den Stoß- Sensor zeigt, wenn ein Stoß aufgebracht ist.

Fig. 1 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Stoß-Sensor 1, der mit einer Kraftstoffpumpe 2 verbunden ist. Der Stoß-Sensor 1 wird an einem geeignetem Ort in einem Fahrzeug befestigt und ist geeignet, den aus einer Fahrzeugkollision oder einem ähnlichem Vorkommnis resultierenden Stoß schnell zu erfassen. Wenn der Stoß-Sensor 1 das Auftreten eines Stoßes erfaßt, der größer ist als ein vorbestimmter Wert, sendet der Stoß-Sensor 1 ein Signal an die Kraftstoffpumpe 2. Die Kraftstoffpumpe 2 empfängt ein Signal vom Stoß-Sensor 1 und unterbricht die Kraftstoffzufuhr zum Motor, um dadurch ein Brennen des Motors zu verhindern. Der Stoß-Sensor 1 und die Pumpe 2 sind elektrisch mit einer Batterie 3 verbunden.

Gemäß Fig. 2 hat der erfindungsgemäße Stoß-Sensor 1 ein Gehäuse 11, eine Kugel 12, die in dem Gehäuse 11 angeordnet ist, ein Stützelement 13, das in dem Gehäuse 11 angeordnet ist, eine feste Elektrode 14, die in dem Gehäuse 11 angeordnet ist, eine bewegbare Elektrode 15, die in dem Gehäuse positioniert ist, und ein Rücksetzelement 16, das am oberen Abschnitt des Gehäuses 11 angebracht ist.

Eine relativ große Kammer oder umschlossener Bereich 112 ist in der Mitte des Gehäuses 11 ausgebildet und ist mit einer abwärts geneigten Bodenwand 111 versehen. Die abwärts geneigte Bodenwand 111 bildet einen konischen Bodenabschnitt der Kammer 112. Die geneigte Bodenwand 111 hat einen Boden 111a, einen ersten geneigten Abschnitt 111b und einen zweiten geneigten Abschnitt 111c. Der erste geneigte Abschnitt 111b ist unmittelbar mit dem Boden 111a verbunden und erstreckt sich ringförmig um den Boden 111a. Der zweite geneigte Abschnitt 111c ist unmittelbar mit dem ersten geneigten Abschnitt 111b verbunden und erstreckt sich ringförmig um den ersten geneigten Abschnitt 111b. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der zweite geneigte Abschnitt 111c beispielsweise länger als der erste geneigte Abschnitt 111b (d. h. wie in der Schnittansicht gezeigt ist der zweite geneigte Abschnitt 111c länger als der erste geneigte Abschnitt 111b). Wie Fig. 5 zu entnehmen ist, sind der erste geneigte Abschnitt 111b und der zweite geneigte Abschnitt 111c bezüglich einer horizontalen Referenzlinie angestellt. Der Anstellwinkel Θ1 des ersten geneigten Abschnitts 111b ist größer als der Anstellwinkel Θ2 des zweiten geneigten Abschnitts 111c. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, die eine andere alternative Anordnung zeigt, kann der Anstellwinkel Θ1 des ersten geneigten Abschnitts 111b kleiner sein als der Anstellwinkel Θ2 des zweiten geneigten Abschnitts 111c. Es ist zudem möglich, die Anstellwinkel des ersten und zweiten geneigten Abschnitts 111b, 111c gleich oder im wesentlichen gleich zu machen.

Gemäß Fig. 2 ist die Kugel 12 in der Kammer 112 angeordnet und ausgelegt, um normalerweise eine Position am Boden 111a der geneigten Wand 111 einzunehmen. Die Kugel 12 bewegt sich die geneigte Wand 111 hinauf, weg von der in Fig. 2 gezeigten Position, wenn ein Stoß größer als ein vorbestimmter Wert oder Schwellenwert aufgebracht wird. Weil die geneigte Wand 111 eine generell konische Bodenwand begrenzt, kann sich die Kugel 12 in jede Richtung bewegen und kann im Ergebnis einen Stoß von jeder Seite erfassen.

Das Stützelement 13 ist ausgelegt, die Kugel 12 gegen den Boden 111a der geneigten Wand 111 zu drücken. Somit hält das Stützelement 13 die Kugel 12 bei der Abwesenheit eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes in der in Fig. 2 gezeigten neutralen Position.

Das Stützelement 13 hat einen Stab 131 und eine Feder oder ein Vorspannelement 132, das den Stab abwärts auf die geneigte Wand 111 vorspannt. Der Stab 131 ist in der Kammer 112 vertikal ausgerichtet und vom Gehäuse 11 gehalten, so daß er axial in vertikaler Richtung bewegbar ist. Der Stab 131 hat ein unteres Ende 131a und ein oberes Ende 131b. Das untere Ende 131a des Stabs 131 erstreckt sich in die Kammer 112 und ist mit der Kugel 12 in Eingriff, solange ein Stoß über einem bestimmten Wert nicht aufgebracht wird. Das obere Ende 131b des Stabs 131 erstreckt sich aus dem Gehäuse 11 heraus und ist mit dem Rücksetzelement 16 in Eingriff. Das obere Ende 131b des Stabs 131 hat vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, um mit einem entsprechend geformten Abschnitt des Rücksetzelements 16 in Eingriff zu gelangen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Stab 131 mit einer einstückig ausgebildeten Federaufnahme 133 versehen. Die Feder 132, die den Stab 131 nach unten drückt oder vorspannt, ist zwischen der Aufnahme 133 und dem Gehäuse 11 angeordnet. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, gerät die Aufnahme 133 mit einer Gehäusewandung 113 in Eingriff, nachdem der Stab sich um einen bestimmten Betrag axial bewegt hat. Die Aufnahme 133 und die Gehäusewandung 113 dienen somit als Anschlag zum Begrenzen des Ausmaßes der Abwärtsbewegung des Stabs 131.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Stoß-Sensors hat den Vorteil, daß ein einzelnes Vorspann- oder Druckelement 132 zwei Funktionen ausübt. Einerseits dient das Vorspannelement 132 teilweise als Halterung für die Kugel 12, indem der Stab 131 gegen die Kugel 12 gedrückt wird, wenn kein Stoß größer als ein vorbestimmter Wert aufgebracht wird, andererseits dient, wie nachfolgend genauer beschrieben wird, das Vorspannelement 132 auch als ein Schalter, der den Zustand der bewegbaren und der festen Elektrode 14, 15 ändert. Dies vermindert die Anzahl Teile und die Herstellungskosten für den Stoß-Sensor.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist der Kontaktbereich zwischen der Kugel 12 und der Eingriffsfläche am unteren Ende 131a des Stabs 131 sphärisch ausgebildet, und der Kontaktbereich ist relativ klein. Es ist anzumerken, daß die Form des Kontaktbereichs jedoch flach sein kann, wie allgemein in Fig. 8 gezeigt ist. Alternativ kann, anstatt das untere Ende 131a des Stabs mit einem verjüngten oder konischen Profil zu versehen, wie in Fig. 7 gezeigt ist, die Form des Kontaktbereichs sphärisch (kugelförmig) sein, mit einem relativ großen Kontaktbereich, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Dies kann erreicht werden, indem das verjüngte oder konische Profil am unteren Ende 131a des Stabs 131 weggelassen wird. Wenn der Kontaktbereich wie in Fig. 7 und 9 sphärisch ist, wird die Kugel 12 typischerweise nicht durch einen einzigen schnellen Stoß freigegeben, sondern wird eher durch einen generell kontinuierlichen oder anhaltenden Stoß freigegeben. Wenn der Kontaktbereich wie in Fig. 8 gezeigt ist flach ist, kann die Kugel 12 durch einen schnellen oder kurzzeitigen Stoß freigegeben werden, wodurch eine generell schnellere Ansprechzeit erreicht wird.

Eine relativ kleine Kammer 114 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, in dem Gehäuse 11 ausgebildet und außerhalb der relativ großen Kammer 112 angeordnet. Die feste Elektrode 14 ist innerhalb der kleinen Kammer 114 angeordnet und mit einem Anschluß 17 verbunden. Die feste Elektrode 14 ist elektrisch mit der Batterie 3 und der Kraftstoffpumpe 2 gemäß Fig. 1 durch den Anschluß 17 verbunden. Die in dem Gehäuse 11 befestigte Elektrode 14 ist an ihrem Ende mit einem vorspringenden Abschnitt 141 versehen, der sich auf die in Fig. 2 gezeigte Weise nach unten erstreckt. Der vorspringende Abschnitt 141 kann passend dick gestaltet werden, um nicht elastisch zu sein, oder er kann dünn gestaltet werden, so daß er elastische Eigenschaften aufweist.

Eine bewegbare Elektrode 15 ist gegenüber der festen Elektrode 14 und ebenfalls in der kleinen Kammer 114 angeordnet. Die bewegbare Elektrode 15 ist vorzugsweise aus elastischem Material gefertigt, so daß sie flexibel ist. Die bewegbare Elektrode 15 ist mit einem Anschluß 18 verbunden, so daß die bewegbare Elektrode mit der Batterie 3 gemäß Fig. 1 durch den Anschluß 18 elektrisch verbunden ist. Ein Ende 151 der bewegbaren Elektrode 15 ist mit einer ringförmigen Aussparung 133a, die in der Aufnahme 133 aus gebildet ist, in Eingriff. Folglich bewegt sich die bewegbare Elektrode 15 einheitlich mit dem Stab 131.

Die bewegbare Elektrode 15 ist ausgelegt, um entsprechend der Position des Stabs 131, elektrisch mit dem umgebogenen oder vorspringenden Ende 141 der festen Elektrode 14 verbunden oder von ihr getrennt zu werden. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung, in der ein Stoß größer als ein vorbestimmter Wert nicht aufgebracht ist, sind die feste Elektrode 14 und die bewegbare Elektrode 15 miteinander verbunden. Andererseits resultiert das Aufbringen eines Stoßes größer als ein vorbestimmter Wert in einer Bewegung der Kugel 12 aus der in Fig. 2 gezeigten Position, in einer abwärtigen Axialbewegung des Stabs 131 und in einem Trennen der bewegbaren Elektrode 15 von der festen Elektrode 14.

Wie zuvor kurz erwähnt wurde, ist die Feder 132 ausgelegt, den Stab 131 nach unten zu drücken und den Zustand der Elektroden 14, 15 zu ändern, wenn die Kugel 12 aus dem Eingriff mit dem Stab 131 gelöst wird. Die Feder 132 hält zudem den Zustand beider Elektroden 14, 15 aufrecht, nachdem ein Stoß erfaßt wurde. Dies bedeutet, wenn ein Stoß größer als ein vorbestimmter Wert aufgetreten ist, daß die Kugel sich von ihrer Position am Boden 111a der geneigten Wandung 111 wegbewegt, so daß sich der Stab 131 axial nach unten bewegt. Die Feder 132 hält den Stab 131 in der axial abwärts verschobenen Position. Auf diese Weise hält die Feder 132 die Trennung zwischen den Elektroden 14, 15 aufrecht, nachdem ein Stoß erfaßt wurde, um dadurch ausreichend Zeit zu gewinnen, um einen Stoß sicher zu erfassen, und zudem sicherzustellen, daß die Elektroden 14, 15 nicht versehentlich erneut miteinander verbunden werden.

Wie zuvor beschrieben wurde, ist das Rücksetzelement 16 am oberen Ende des Gehäuses 11 angebracht und mit dem oberen Ende 131b des Stabs 131 verbunden. Das Rücksetzelement 16 ist ausgelegt, um die bewegbare und die feste Elektrode 14, 15 vom in Fig. 4 gezeigten, getrennten Zustand in den in Fig. 2 gezeigten, verbundenen Zustand zurückzusetzen. Insbesondere ist, wie schematisch in Fig. 4 gezeigt ist, das Rücksetzelement 16 ausgelegt, um manuell aufwärts in Pfeilrichtung gezogen zu werden, um den verbundenen Zustand beider Elektroden 14, 15 wiederherzustellen.

Um eine Abdeckung 19 am Gehäuse 11 zu befestigen, sind Kammern oder Räume 115, 116 im Gehäuse ausgebildet, um die Abdeckung 19 aufzunehmen.

Nachdem nun die Merkmale des erfindungsgemäßen Stoß-Sensors beschrieben wurden, wird nachfolgend die Betriebsweise des Stoß- Sensors beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, verharrt bei der Abwesenheit eines Stoßes größer als ein vorbestimmter Wert, die Kugel 12 im allgemeinen ruhig am Boden 111a der geneigten Wand 111 und das Stützelement 13 drückt gegen die Kugel 12. In dieser Position ist die bewegbare Elektrode 15 auf die in Fig. 2 gezeigte Weise mit der festen Elektrode 14 verbunden. Somit wird der Stab 131 durch die Kugel 12 in einer Position gehalten, die eine Verbindung zwischen der festen Elektrode 14 und der bewegbaren Elektrode 15 sicherstellt. In dieser Position kann die Kraftstoffpumpe 2 betrieben werden.

Wenn ein Stoß größer als ein vorbestimmter Wert auf den Stoß- Sensor aufgebracht wird, ein solcher kann z. B. bei einer Kollision des Fahrzeugs auftreten, bewegt sich die Kugel 12 weg von der in Fig. 2 gezeigten Position und bewegt sich die geneigte Wandung 111 hinauf, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Diese Bewegung der Kugel 12 drückt den Stab 131 axial aufwärts. Wenn die Kugel den zweiten geneigten Abschnitt 111c der geneigten Wandung 111 erreicht, wird die Kugel 12 von dem Stab 131 freigegeben. Während sich die Kugel den zweiten geneigten Abschnitt 111c hinaufbewegt, drückt die Feder 132 den Stab 131 axial nach unten. Weil die bewegbare Elektrode 15 sich mit dem Stab 131 bewegt, bewirkt die abwärtige Bewegung des Stabs 131 auch eine abwärtige Bewegung der bewegbaren Elektrode 15. Im Ergebnis wird die bewegbare Elektrode 15 von der festen Elektrode 14 getrennt und die Kraftstoffpumpe 2 wird ausgeschaltet.

Wie zuvor beschrieben wurde, hat der Bodenabschnitt des Gehäuses einen Boden 111a, an dem die Kugel 12 bei der Abwesenheit eines Stoßes aufgenommen ist, einen ersten geneigten Abschnitt 111b, der sich an den Boden 111a anschließt und einen zweiten geneigten Abschnitt 111c, der sich an den ersten geneigten Abschnitt 111b anschließt, wobei der zweite geneigte Abschnitt 111c einen anderen Anstellwinkel hat als der erste geneigte Abschnitt 111b. Der Anstellwinkel oder Neigungswinkel des ersten geneigten Abschnitts 111b definiert einen vorbestimmten Stoßwert, bei dem die Kugel 12 von dem Stab 131 freigegeben wird. Wenn der Anstellwinkel des zweiten geneigten Abschnitts 111c bezüglich der Horizontalen kleiner ist als der des ersten geneigten Abschnitts 111b, rollt die Kugel 12 sicher ganz nach oben, wenn ein Stoß oberhalb eines bestimmten Werts aufgebracht wird, der durch den ersten geneigten Abschnitt 111b bestimmt ist, und die Kugel 12 wird von dem Stab 131 freigegeben. Andererseits kann, wenn der Anstellwinkel des zweiten geneigten Abschnitts 111c größer ist als der des ersten geneigten Abschnitts 111b, die Kugel 12 zuverlässig in ihre Ausgangsposition am Boden 111a der geneigten Wand 111 zurückkehren, wenn das Rücksetzelement 16 gezogen wird, wie nachfolgend beschrieben ist.

Wie zuvor beschrieben wurde wird, wenn der Stoß-Sensor einen Stoß größer als ein bestimmter Wert erfaßt, um eine Trennung zwischen der bewegbaren und der festen Elektrode hervorzurufen, ein Signal an die Kraftstoffpumpe abgegeben, um die Kraftstoffpumpe abzuschalten. Jedoch muß das Fahrzeug nach der Erfassung eines Stoßes bewegt werden, um weitere Fahrzeugunfälle oder Folgeunfälle zu vermeiden oder um das Fahrzeug zu reparieren, aber das Fahrzeug kann nicht gefahren werden, solange die Kraftstoffpumpe abgeschaltet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, behindert der an den Boden gedrückte Stab 131 die Möglichkeit der Kugel 12 sich abwärts zum Boden 111a des Gehäuses zu bewegen. Folglich muß der Stoß-Sensor zurückgesetzt werden, nachdem ein Stoß erfaßt wurde. Dies ist die Funktion des Rücksetzelements 16.

Wenn das Rücksetzelement 16 manuell nach oben gezogen wird, bewegt sich der Stab 131 gegen die Vorspannkraft der Feder 132 nach oben. Dies bewirkt, daß die bewegbare Elektrode 15 erneut mit der festen Elektrode 14 verbunden ist, so daß die Kraftstoffpumpe 2 angeschaltet wird. Zur gleichen Zeit bewegt sich die Kugel 12 die geneigten Abschnitte 111c, 111b der geneigten Wandung 111 hinunter und kehrt in ihre Ausgangspostition am Boden 111a der geneigten Wand 111 zurück. Wenn das Rücksetzelement 16 danach losgelassen wird, drückt die Feder 132 den Stab 131 abwärts gegen die Kugel 12, um die Kugel 12 am Boden 111a der geneigten Wand 111 zu halten.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Elektroden 14, 15 voneinander getrennt, wenn ein Stoß aufgebracht wird. Es kann jedoch die Position der festen Elektrode 14 geändert werden, so daß die Elektroden 14, 15 verbunden werden, wenn ein Stoß aufgebracht wird. Zudem kann, obwohl der Stoß-Sensor zuvor im Zusammenhang mit dem Abschalten einer Kraftstoffpumpe beschrieben wurde, dieser auch für andere Zwecke eingesetzt werden, d. h. er ist nicht auf diese Anwendung beschränkt. Der Stoß-Sensor kann in anderen Zusammenhängen verwendet werden, wo Stoß-Sensoren verwendet werden, wie zum Beispiel Airbags, die auf Frontal- oder seitliche Kollisionen ansprechen oder zum Entriegeln von Türen verwendet werden. Ferner ist auch eine Verendung zur Erfassung von Fahrzeugbewegungen möglich.

Fig. 10-12 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stoß-Sensors. Merkmale des Stoß-Sensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, die dem ersten Ausführungsbeispiel eines Stoß-Sensors entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß die Beschreibung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auch für dieses Ausführungsbeispiel zutrifft. Allgemein gesprochen unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel des Stoß-Sensors gemäß Fig. 10-12 vom ersten Ausführungsbeispiel des Stoß-Sensors in Merkmalen, die das Rücksetzelement 200, die Form des Gehäuses 211 und das Stützelement 213 betreffen.

Gemäß Fig. 10 und 11 ist das Rücksetzelement 200 insbesondere so ausgelegt, daß es als Anzeiger wirkt, der anzeigt oder zu erkennen gibt, ob die bewegbare und die feste Elektrode miteinander verbunden sind. Dazu ist das Rücksetzelement 200 mit einem Basiselement 202 und einer Kappe 201 versehen, die an der Mitte des Basiselements 202 angebracht ist und sich aufwärts weg von dem Basiselement 202 erstreckt. Die Kappe 201 ist aus transparentem oder semi-transparentem Material gemacht, so daß die Kappe 201 als Fenster dienen kann.

Das Basiselement 202 ist zudem mit einem konkaven Abschnitt 203 versehen, der sich in eine Richtung entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung der Kappe 201 erstreckt. Die Kombination aus dem konkaven Abschnitt 203 und der Kappe 201 bildet einen länglichen Raum oder Kammer 204, die in der Richtung der Axialbewegung des Stützelements 213 vertikal angeordnet ist. Der längliche Raum 204 ist im Rücksetzelement 200 ausgebildet. Das obere Ende 231b des Stützelements 213 ist ausgelegt, sich in dem länglichen Raum 204 zu bewegen.

Der obere Abschnitt des Gehäuses 211 ist mit einem konkaven Abschnitt oder einer Ausnehmung 212 versehen. Der untere Teil des länglichen Raums 204 ist von der Ausnehmung 212 des Gehäuses 211 umgeben, wenn das Rücksetzelement 200 am oberen Ende des Gehäuses 211 positioniert ist.

Das Stützelement 213 hat einen Stab 231 und eine Aufnahme 233. Die Aufnahme 233 ist mit einer ringförmigen Ausnehmung 233a versehen, die ein Ende der bewegbaren Elektrode 151 aufnimmt und mit ihr verbunden ist. Das obere Ende 231b des Stabs 231 ist kugelförmig ausgebildet und hat einen kreisförmigen Querschnitt.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist das obere Ende 231b des Stabs 231 in dem konvexen oberen Abschnitt des länglichen Raums 204 durch die transparente Kappe 201 sichtbar, wenn die bewegbare Elektrode 15 und die feste Elektrode 14 miteinander verbunden sind. Um die visuelle Untersuchung oder Beobachtung des oberen Endes 231b des Stabs 231 zu erleichtern, kann das obere Ende 231b mit einer gut erkennbaren Farbe (z. B. Rot) gestrichen sein. Fig. 12 zeigt den Stoß-Sensor nachdem ein Stoß oberhalb eines vorbestimmten Werts aufgebracht wurde. Wie zuvor beschrieben wurde, bewegt sich das Stützelement 213 unter der Vorspannkraft der Feder 132 abwärts, wenn sich die Kugel 12 vom Boden 111a bei der Erfassung eines Stoßes wegbewegt. Der Stoß- Sensor nimmt dann die in Fig. 12 gezeigte Stellung ein. In dieser Position ist das obere Ende 231b des Stabs 231 in dem konkaven Teil 213 versteckt oder verborgen. Im Ergebnis kann das obere Ende 231b des Stabs 231 nicht von außen gesehen werden.

Bei dem oben beschriebenen und in Fig. 10-12 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel können die Elektroden 14, 15 durch manuelles Aufwärtsziehen des Rücksetzelements 200 vom getrennten Zustand in den verbundenen Zustand zurückgeführt werden. Wenn das Rücksetzelement 200 nach oben gezogen wird, werden die feste Elektrode 14 und die bewegbare Elektrode 15 erneut miteinander verbunden. An diesem Punkt wird das Rücksetzelement 200 eine kleine Strecke abwärts bewegt, so daß das Rücksetzelement 200 das Gehäuse 211 berührt. Somit wird das obere Ende 231b des Stützelements 213 oder Stabs 231 in dem durch die durchsichtige Kappe 201 definierten Fenster erscheinen.

Wie zuvor beschrieben wurde, ist der erfindungsgemäße Stoß- Sensor gegenüber anderen Stoß-Sensoren besonders darin vorteilhaft, daß weniger Teile dafür benötigt werden. So ist es zumindest nicht erforderlich, separate Federn zum Vorspannen jeder einzelnen von verschiedenen bewegbaren Elektroden vorzusehen. Zudem sind die Kosten bei der Herstellung des Stoß- Sensors verringert weil es beispielsweise nicht erforderlich ist, eine Nut in Außenumfang des axial beweglichen Stabes vorzusehen. Weil die bewegbare Elektrode 15 mit dem Stab 231 wirkverbunden ist, bewirkt die abwärtige Bewegung des Stabs 231 beim Erfassen eines Stoßes oberhalb eines vorbestimmten Werts ein Trennen der bewegbaren Elektrode 15 von der festen Elektrode 14. Folglich dient die Feder, die den Stab in abwärtiger Richtung vorspannt, zudem als ein Mechanismus zum Ausführen der Trennung zwischen den Elektroden 14 und 15 bei der Erfassung eines Stoßes.

Der beschriebene Stoß-Sensor für Fahrzeuge ist mit einem Gehäuse mit einer geneigten Bodenwandung und einer Kugel versehen, die sich die geneigte Wandung hinaufbewegen kann, wenn ein Stoß oberhalb eines bestimmten Werts aufgebracht wird. Ein Stützelement drückt die Kugel zum unteren Ende des Gehäuses, wird aber von der Kugel freigegeben, wenn ein Stoß größer als ein bestimmter Wert aufgebracht wird. Eine bewegbare Elektrode ist an dem Stützelement befestigt und wird von einer in dem Gehäuse befestigten festen Elektrode getrennt, wenn sich der Stab beziehungsweise das Stützelement abwärts bewegt. Dies unterbricht den elektrischen Stromkreis. Der verbundene Zustand der Elektroden kann durch Heraufziehen des Rücksetzelements wiederhergestellt werden.

Die Prinzipien, bevorzugten Ausführungsbeispiele und Betriebsweisen der vorliegenden Erfindung wurden in der vorhergehenden Beschreibung beschrieben. Jedoch ist die zu schützende Erfindung nicht als auf die Ausführungsbeispiele beschränkt anzusehen. Ferner sind die Ausführungsbeispiele, die zuvor beschrieben wurden, als erläuternd und nicht als beschränkend anzusehen. Modifikationen und Änderungen, wie auch die Verwendung von äquivalenten Lösungen sind möglich, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Folglich sind all solche Modifikationen, Änderungen und Äquivalente, die in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen, als von den nachfolgenden Ansprüchen umfaßt anzusehen.

Claims (18)

1. Stoß-Sensor, mit
einem Gehäuse (11, 211) mit einem konisch geformten Bodenabschnitt (111a), der zu einem unteren Ende konvergiert,
eine in dem Gehäuse (11, 211) angeordnete Kugel (12), die längs des konischen Bodenabschnitts (111a) des Gehäuses (11, 211) bewegbar ist, wenn ein Stoß, der einen vorbestimmten Wert übersteigt, auf den Stoß-Sensor aufgebracht wird,
ein Stützelement (13, 113, 213), das bewegbar in dem Gehäuse (11, 211) angebracht ist, um die Kugel (12) bei der Abwesenheit eines einen vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes gegen das untere Ende des konischen Bodenabschnitts (111a) des Gehäuses (11, 211) zu drücken,
einer festen Elektrode (14), die im Gehäuse (11, 211) befestigt ist, und
einer bewegbaren Elektrode (15), die mit dem Stützelement (13, 113, 213) verbunden und bewegbar ist, so daß mit dem Stützelement (13, 113, 213) in einer Position die feste Elektrode (14) und die bewegbare Elektrode (15) miteinander verbunden sind, um einen verbundenen Zustand zu definieren, und mit dem Stützelement (13, 113, 213) in einer anderen Position die feste Elektrode (14) und die bewegbare Elektrode (15) voneinander getrennt sind, um einen getrennten Zustand zu definieren.

2. Stoß-Sensor nach Anspruch 1, mit einem Rücksetzelement (16, 200), das an dem Gehäuse (11, 211) befestigt ist, zur manuellen Bewegung der bewegbaren Elektrode (15) von dem getrennten Zustand in den verbundenen Zustand.

3. Stoß-Sensor nach Anspruch 1, wobei das Stützelement (13, 113, 213) einen Stab (131, 231) aufweist, der ein unteres Ende (131a, 231a) aufweist, das mit der Kugel (12) in Eingriff ist und ein Vorspannelement (132) aufweist, das den Stab (131, 231) in Abwesenheit eines einen vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes gegen die Kugel (12) drückt, wobei das Vorspannelement (132) den Stab (131, 231) gegen das untere Ende drückt, um die bewegbare und die feste Elektrode (15, 14) vom verbundenen Zustand in den getrennten Zustand zu schalten, wenn der Stab (131, 231) beim Aufbringen eines Stoßes über einem vorbestimmten Wert von der Kugel (12) freigegeben wird.

4. Stoß-Sensor nach Anspruch 3, wobei das Vorspannelement (132) den getrennten Zustand der bewegbaren Elektrode (15) und der festen Elektrode (14) nach der Erfassung eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes aufrechterhält.

5. Stoß-Sensor nach Anspruch 1, wobei der konisch geformte Bodenabschnitt (111a) einen ersten geneigten Abschnitt (111b) und einen zweiten geneigten Abschnitt (111c) aufweist, wobei der erste geneigte Abschnitt (111b) zwischen dem unteren Ende und dem zweiten geneigten Abschnitt (111c) angeordnet ist und wobei der erste geneigte Abschnitt (111b) mit einem Anstellwinkel angestellt ist, der sich von einem Anstellwinkel des zweiten geneigten Abschnitts (111c) unterscheidet.

6. Stoß-Sensor nach Anspruch 1, mit einem Anzeiger zum Anzeigen, ob die bewegbare Elektrode (15) mit der festen Elektrode (14) verbunden ist oder nicht.

7. Stoß-Sensor nach Anspruch 1, wobei der Anzeiger einen von einer Kappe (201) verschlossenen länglichen Raum (204) aufweist und wobei das Stützelement (13, 113, 213) ein in dem länglichen Raum (204) angeordnetes und durch die Kappe (201) sichtbares oberes Ende (131b, 231b) hat, wenn die bewegbare Elektrode (15) und die feste Elektrode (14) miteinander verbunden sind.

8. Stoß-Sensor nach Anspruch 7, wobei die Kappe (201) mindestens teilweise durchsichtig ist.

9. Stoß-Sensor zum Erfassen eines Stoßes, der einen vorbestimmten Wert übersteigt, mit
einem Gehäuse (11, 211), das einen Innenraum hat, der teilweise durch eine geneigte Bodenwand (111) begrenzt ist, die zu einem unteren Ende konvergiert,
einer in dem Gehäuse (11, 211) angeordneten Kugel (12), wobei die Kugel (12) bei der Abwesenheit eines einen vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes am unteren Ende des Gehäuses (11, 211) positionierbar ist und beim Auftreten eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes von dem unteren Ende des Gehäuses (11, 211) weg bewegbar ist,
einem Stab (131, 231), der in dem Gehäuse (11, 211) in Axialrichtung des Stabs (131, 231) bewegbar aufgenommen ist, einer in dem Gehäuse (11, 211) befestigten festen Elektrode (14),
einer in dem Gehäuse (11, 211) positionierten bewegbaren Elektrode (15), wobei die bewegbare Elektrode (15) bei der Abwesenheit eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes mit der festen Elektrode (14) verbindbar ist und beim Auftreten eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes von der festen Elektrode (14) trennbar ist,
einer mit dem Stab (131, 231) und der bewegbaren Elektrode (15) wirkverbundenen Feder (132) zum Drücken des Stabs (131, 231) in Eingriff mit der Kugel (12) bei Abwesenheit eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes und zum Drücken der bewegbaren Elektrode (15) aus der Verbindung mit der festen Elektrode (14) bei der Bewegung der Kugel (12) weg vom unteren Ende in Antwort auf das Auftreten eines den vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßes.

10. Stoß-Sensor nach Anspruch 9, mit einer optischen Anzeigeeinrichtung (200), zur Schaffung einer optischen Anzeige, ob die bewegbare Elektrode (15) mit der festen Elektrode (14) verbunden ist oder getrennt ist.

11. Stoß-Sensor nach Anspruch 10, wobei die optische Anzeigeeinrichtung (200) eine Kappe (201) aufweist, die am oberen Ende des Gehäuses (11, 211) angebracht ist, wobei die Kappe (201) aus einem mindestens teilweise transparenten Material gefertigt ist und einen länglichen Raum (204) umschließt, und wobei ein Abschnitt (131b, 231b) des Stabs (131, 231) in dem länglichen Raum (204) angeordnet ist.

12. Stoß-Sensor nach Anspruch 9, mit einer an dem Stab (131, 231) angebrachten Federaufnahme (133, 233), wobei die Feder (132) über die Federaufnahme (133, 233) eine Vorspannkraft auf den Stab (131, 231) aufbringt.

13. Stoß-Sensor nach Anspruch 12, wobei die bewegbare Elektrode (15) mit der Federaufnahme (133, 233) in Eingriff ist.

14. Stoß-Sensor nach Anspruch 9, mit einem manuell betätigbaren Rücksetzelement (16, 200), das am oberen Ende des Gehäuses (11, 211) angebracht ist, um den Stoß-Sensor von einem getrennten Zustand, in dem die bewegbare Elektrode (15) von der festen Elektrode (14) getrennt ist, in einen verbundenen Zustand zurückzusetzen, in dem die bewegbare Elektrode (15) mit der festen Elektrode (14) verbunden ist.

15. Stoß-Sensor zum Erfassen eines einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigenden Stoßes, mit
einem Gehäuse (11, 211) mit einer geneigten Bodenwand (111a), die zu einem unteren Ende konvergiert,
einer in dem Gehäuse (11, 211) positionierten Kugel (12), die vom unteren Ende des Gehäuses (11, 211) beim Auftreten eines einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigenden Stoßes weg bewegbar ist,
einem bewegbar in dem Gehäuse (11, 211) angebrachten Stützelement (13, 113, 213) zum Drücken der Kugel (12) gegen das untere Ende des Gehäuses (11, 211) bei Abwesenheit eines den vorbestimmten Schwellenwert übersteigenden Stoßes,
eine in dem Gehäuse (11, 211) befestigten festen Elektrode (14),
einer bewegbar in dem Gehäuse (11, 211) positionierten bewegbaren Elektrode (15) zur Bewegung zwischen einer Position, in der die feste Elektrode (14) und die bewegbare Elektrode (15) miteinander verbunden sind, um einen verbundenen Zustand zu schaffen, und einer anderen Position, in der die feste Elektrode (14) und die bewegbare Elektrode (15) voneinander getrennt sind, um einen getrennten Zustand zu schaffen, und
einer am oberen Ende angeordneten Kappe (201), die einen Raum (204) umschließt, in dem ein Endabschnitt (131b, 231b) des Stützelements (13, 113, 213) angeordnet ist, wobei die Kappe (201) aus einem zumindest teilweise transparenten Material gemacht ist, so daß der Endabschnitt (131b, 231b) des Stützelements (13, 113, 213) durch die Kappe (201) sichtbar ist, wenn die feste Elektrode (14) und die bewegbare Elektrode (15) entweder in dem verbundenen oder in dem getrennten Zustand sind.

16. Stoß-Sensor nach Anspruch 15, mit einem Rücksetzelement (200), das am oberen Ende des Gehäuses (11, 211) angebracht ist, zur Bewegung der bewegbaren Elektrode (15) vom getrennten Zustand in den verbundenen Zustand.

17. Stoß-Sensor nach Anspruch 16, wobei das obere Ende (131b, 231b) des Stützelements (13, 113, 213) in einer in dem Rücksetzelement (200) vorgesehenen Ausnehmung (203) positioniert ist, wobei die Kappe (201) die Ausnehmung (203) bedeckt, so daß der von der Kappe (201) umschlossene Raum (204) in der Bewegungsrichtung des Stützelements (13, 113, 213) länglich ist.

18. Stoß-Sensor nach Anspruch 15, wobei die bewegbare Elektrode (15) mit dem Stützelement (13, 113, 213) verbunden ist, so daß die bewegbare Elektrode (15) sich mit dem Stützelement (13, 113, 213, 231) bewegt.