DE2142682B2

DE2142682B2 - Vorrichtung zur Ermittlung einer plötzlichen Beschleunigung oder Verzögerung eines bewegten Körpers

Info

Publication number: DE2142682B2
Application number: DE2142682A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yokohama Mori; Yasuo Tokio Nagazumi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1970-08-25
Filing date: 1971-08-25
Publication date: 1974-04-25
Also published as: US3739191A; GB1342995A; DE2142682C3; FR2103499A1; FR2103499B1; DE2142682A1

Description

beispielsweise in Kraftfahrzeugen verwendet werden Ausführungsfonr», die zu der die Fig. 11A. 11B soll, um im Falle einer Kollision Schutzmaßnahmen und 11C erfassenden diitten Gruppe gehört;

auszulösen, deren Auslösung im normalen Fahr- Fig. 16 zeigt eine Fig. 15 ähnliche Ansicht, je-

betrieb unter allen Umständen verhindert werden doch einer weiteren Ausführungsform, die zur drit-

muß, weil sie den Lenker eines Fahrzeugs zu fal- 5 ten Gruppe gehört;

sehen Reaktionen führen könnten und damit gerade Fig. 17A zeigt einen Axialschnitt einer Ausfüh-

die Gefahr einer Kollision heraufbeschwören würden. rungsform, die in eine vierte Gruppe fällt;

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehe- Fig. 17B zeigt eine Draufsicht der Ausführungs-

matischer Zeichnungen an Ausführungsbeispiclen form nach Fig. 17 A:

näher erläutert. io Fig. 17C zeigt einen Radialschnitt nach Linie

Fig. IA zeigt einen Axialschnitt einer Ausfüh- 17C-17Cin Fig. 17A;

rungsform; Fig. 18 zeigt einen elektrischen Schaltplan einer

Fig. 1B zeigt eine Ansicht wie Fig. IA des Füh- Verzögerungsanzeigevorrichtung, die den Verzöge-

lers, jedoch in der Situation, daß beim Betrieb ein rungsfühler nach Fig. 17A, 17B und 17C benutzt;

Hohlraum gebildet ist; 15 F i g. 19 zeigt eine graphische Darstellung zur Er-

Fig. IC zeigt einen Radialschnitt nach Linie läuterung des Betriebsbereichs des Verzögerungs-

lC-lCinFig. IA; fühlers nach Fig. 17A, 17B und 17C;

Fig. 2 zeigt eine veranschaulichende Ansicht Fig. 2OA zeigt eine Fig. 17A ähnliche Ansicht

eines vereinfachten Modells des Verzögemngsfühlers einer anderen Ausführungsform, die zu der die Au;-

nachFig. IA, IB und iC; ao führungsformen nach Fig. 17A, 17B und 17C er-

F i g. 3 zeigt eine veranschaulichende Ansicht von fassenden vierten Gruppe gehört;

Beschleunigungskennwerten, die bei dem Verzöge- Fig. 2OB zeigt einen Radialschnitt nach Linie

rungsfühler nach Fig. IA, IB und IC feststellt 20ß-2()ß in Fig. 2OA;

wurden, wenn ein Fahrzeug verzögert wurde; F i g. 21 zeigt eine F i g. 19 ähnliche Ansicht, stellt

F i g. 4 zeigt einen elektrischen Schaltplan einer 95 jedoch den Betriebsbereich des Verzögemngsfühlers

Verzögerangsanzeigevorrichtung, bei der ein Ver- nach Fig. 2OA und 20B dar;

zögerungsfühler nach Fig. 1A, 1B und 1C verwen- Fig. 22 zeigt eine Schnittansicht e^;ner Ausfüh-

detwird; mngsform des Verzögemngsfühlers, die in eine

F i g. 5 zeigt eine Schnittansicht einer anderen Aus- fünfte Gruppe fällt;

führungsform, die zu einer die Ausführungsformen 30 Fig. 23 zeigt eine Fig. 21 ähnliche Ansicht, stellt

nach F i g. 1 A, IB und 1C erfassenden Gruppe ge- jedoch den Betriebsbereich des Verzögemngsfühlers

hört; nach F i g. 22 dar;

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer Ausfüh- Fig. 24A zeigt eine Schnittansicht einer anderen

rungsform, die in eine zweite Gmppe fällt; Ausfüh mngsform, die zu der die Ausführungsform

F i g. 7 zeigt eine F i g. 2 ähnliche Ansicht zur Er- 35 nach F i g. 22 erfassenden fünften Gmppe gehört;

läuterung der Ausführungsform nach F i g. 6; Fi g. 24B ist eine schaubildlic^e Ansicht der Aus-

F i g. 8 zeigt eine F i g. 3 ähnliche Ansicht zur Er- führungsfomi nach F i g. 24 A;

läuterung der Kennwerte der Ausführungsform nach Fig. 25 ist ähnlich Fig. 19, zeigt jedoch den Bc-

F i g. 6; triebsbereich des Verzögemngsfühlers nach Fi e. 24 A

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht einer anderen 40 und 24B;

Ausführungsform, die zu der die Ausführungsform F i g. 26 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren nach F i g. 6 erfassenden zweiten Gmppe gehört; Ausführungsform, die zu der fünften Gruppe gehört; Fig. 10 zeigt eine Fig. 9 ähnliche Ansicht einer Fig. 27 ist ähnlich Fig. 19, zeigt jedoch den Beweiteren Ausfuhrungsform, die in die zweite Gmppe triebsbereich des Verzögemngsfühlers nach Fig. 26; fällt; 45 Fig. 28 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Fig. 11 A zeigt einen Axialschnitt einer Ausfüh- Ausführungsform, die zu der fünften Gmppe gehört; mngsform. die in eine dritte Gmppe fällt; Fig. 29 zeigt einen elektrischen Schaltplan einer F i g. 11B zeigt eine F i g. 11A ähnliche Ansicht, Verzögerungsanzeigevorrichtung, die den Verzögestellt jedoch die Situation dar, in der beim Betrieb rungsfuhler nach F i g. 28 benutzt, und
ein Hohlraum gebildet ist; so Fig. 30 ist ähnlich Fi g. 19, zeigt jedoch den Be-Fig. llC zeigt eine Fig. 11B ähnliche Ansicht, triebsbereich des Verzögemngsfühlers nach Fig. 28. stellt jedoch die Situation dar, in der der Hohlraum Wie in den Fig. IA, IB und IC dargestellt ist] gegenüber demjenigen nach Fig. 11B vergrößert ist; besitzt eine Grundform des Kavitations-Verzöge-Fig. 12 zeigt eine Fig. 3 ähnliche Ansicht, stellt mngsfühlers 10 einen Behälter 11, der aus einem jedoch die Beschleunigung dar, die mit dem Ver- 55 trichterförmigen Gehäuse 12 und einer Membran 13 zögerungsfühler nach Fig. HA, HB und HC fest- zusammengesetzt ist. Das Gehäuse 12 besitzt einen gestellt wurde; zylindrischen Abschnitt 12a und einen erweiterten Fig. 13 zeigt eine Fig. 2 und 7 ähnliche Ansicht Endabschnitt 126; beide bestehen aus einem starren eines anderen vereinfachten Modells nach Fig. 11A, und elektrisch isolierenden Material, beispielsweise HB und 11C; 60 irgendeinem synthetischen Harz. Die Membran 13 Fig. 14A zeigt eine erläuternde Ansicht von Be- besteht andererseits aus einem flexiblen und elekwegungskennwerten des Behälters des Verzögerangs- trisch isolierenden Material, beispielsweise einer anfühlers und der eingeschlossenen leitenden Flüssigkeit deren Art synthetisches Harz, und ist an dem offenen — bei dem vereinfachten Modell nach Fig. 13 —; Ende des erweiterten Endabschnitts 12b des Ge-Fig. 14B zeigt eine erläuternde Ansicht einer 65 häuses 12 hermetisch befestigt. So bildet der Be-Hohlraumwachsrumslänge, die aus Fig. 14A abge- hälter 11 eine Kammer 14, die ihrerseits eine elekleitet wurde; trisch leitende Flüssigkeit 14a einschließt, die vor-Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren zugsweise eine große Masse hat, wie beispielsweise

4001

Quecksilber. Die Membran 13 besitzt einen zentralen Röhrenabschnitt 13a, der sich axial zu dem zylindrischen Abschnitt 12a in die Kammer 14 erstreckt, wie dies dargestellt ist. In den Röhrenabschnitt 13 a

gungskraft kleiner als ein voroestimmter Pegel, win die Membran 13 bis zur Verformung ihre normal· Form nicht nur durch ihre eigene Starrheit behalten sondern ebenfalls durch die entgegengerichtet«

ist eine erste Elektrode 15 hermetisch eingesetzt, s Außenkraft des die Membran umgebenden atmo deren Spitze 15 a etwas in die Kammer 14 hinein- sphärischen Drucks. Übersteigt jedoch die Beschleu· ragt. Somit befindet sich die Spitze 15a normaler- nigungskraft den vorbestimmten Pegel, wird die weise in elektrischem Kontakt mit der elektrisch Membran 13 unter Bildung eines Hohlraums 14 £ leitenden Flüssigkeit 14a. Gemäß Darstellung ist in gekrümmt, wie dies in Fig. IB gezeigt ist. In diedieser Ausführungsform eine zweite Elektrode 16, io scm bestimmten Fall wird der elektrische Strom, dei die an dem Gehäuse 12 angeordnet ist, hermetisch kontinuierlich zwischen den beiden Elektroden 15 in das geschlossene Ende des zylindrischen Ab- und 16 geflossen ist, unterbrochen und zeigt an, daß Schnitts 12 a eingeschraubt. Die erste Elektrode 15 das Fahrzeug stark verzögert worden ist. kann ebenfalls an dem Gehäuse 12 angeordnet sein, Tm folgenden werden die kritischen Parameter wenn sie sich von der zweiten Elektrode 16 im Ab- 15 untersucht, die den vorbestimmten Pegel der Bestand befindet und wenn sich ihre Spitze 15 a in elek- schleunigungskraft beeinflussen, bei der der Hohltrischem Kontakt mit der Flüssigkeit 14 a befindet. raum 14 ft gebildet wird, indem der Kavitations-Die Spitze 16 a dieser Elektrode 16 ist ebenfalls der- Verzögerungsfühler 10 mit einem vereinfachten »Zyart ausgebildet, daß sie etwas in die Kammer 14 ragt linder-KoIben-Modell« simuliert wird, wie es häufig und normalerweise elektrischen Kontakt mit der so in der Praxis verwendet wird. Wie in F i g. 2 dar-Flüssigkeit 14 a bildet. Auf diese Weise stehen die gestellt ist, besitzt das vereinfachte Modell ein zylinbeiden Spitzen 15 a und 17 a mit Abstand einander drisches Gehäuse 112 mit einem offenen und einem gegenüber, wie dies dargestellt ist. geschlossenen Ende. Ein zylindrischer Kolben 113 Wie am besten aus Fig. IC zu entnehmen ist. ist (entsprechend der Membran 13 der obigen Ausfühdas Gehäuse 12 des Verzögerungsfühlers 10 mittels 25 rungsform) sitzt zum Gehäuse 112 hermetisch und einer geeigneten Befestigungseinrichtung, beispiels- axial verschiebbar an der offenen Endseite des Geweise einer Anzahl von Bolzen IS, beispielsweise an häuses 112. Das Gehäuse 112 und der Kolben 113 einer Fahrzeugkarosserie 17 befestigt. Der zentrale bilden eine Kammer 114, die mit einer elektrisch Röhrenabschnitt 13 a der Membran 13 ist in dem leitenden Flüssigkeit 114 a gefüllt ist. Zu Simuliezylindrischen Abschnitt 12a des Gehäuses 12 axial 30 rungszwecken sind zwei Elektroden 115 und 116 verschiebbar aufgenommen, so daß die Membran 13 jeweils auf dem Kolben 112 und dem Gehäuse 113 axial zum Gehäuse 12 zusammen mit der ersten angeordnet.

Elektrode 15 verschoben werden kann, wenn eine Im folgenden werden einige Annahmen und

äußere Kraft daran anliegt. Nomenklatur im Zusammenhang mit diesem Modell

Wie in Fig. IC dargestellt ist, ist der Verzöge- 35 wiedergegeben: rungsfühler 10 derart auf der Fahrzeugkarosserie 17
angeordnet, daß die Membran 13 in Richtung der
Bewegungs- oder Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges
(nicht gezeigt) liegt, wie dies mit einem Pfeil D gezeigt ist. Zwischen den beiden Elektroden 15 und 16 40
wird ein geeigneter Pegel eines elektrischen Potentials durch eine elektrische Schaltung (nicht gezeigt)
angelegt, wie an Hand von F i g. 4 im einzelnen
erläutert wird. Auf diese Weise zeigt F i g. 1A, daß
das Fahrzeug sich in normalem Fahrzustand befindet, 45
wobei ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden 15 und 16 fließt.

Tritt beim Betrieb in dem Fahrzeug eine starke Verzögerung auf, beispielsweise auf Grund einer

M = Masse (kg sec²/cm) des Kolbens 113, von dem angenommen wird, daß er in dem Gehäuse 112 keine Reibung hat,

oc = Beschleunigung (cm/sec²) des Gehäuses 112 unmittelbar nach Beginn seiner Bewegung in Richtung eines Pfeils α aus seiner ursprünglichen stationären Stellung,

A = Innenquerschnittsfläche (cm²) des Gehäuses 112,

ρ — spezifisches Gewicht (kg/sec²) der elektrisch leitenden Flüssigkeit 114 a, von der angenommen wird, daß sie keine Viskosität hat,

plötzlichen Kollision des Fahrzeuges mit einem 50 p_o = Umgebungsdruck (kg/cm²) der auf die Außen-

Hindernis, kann angenommen werden, daß das Gehäuse 12 in Richtung eines Pfeils \ beschleunigt wird, die der Richtung des Pfeils D entgegengesetzt ist. Eine solche Annahme ergibt sich daraus, daß der Verzögerungsfühler 10 zusammen mit dem Ge- 55 samtfahrzeug auf einem stationären Koordinatensystem angeordnet ist, das sich mit einer konstanten

Geschwindigkeit bewegt hat, bevor die starke Ver- angenommen, daß die Masse der Elekti-ode'llsTverzögerung stattfindet. Demgegenüber wird sich die nachlässigbar ist. Unter Berücksichtigung all dieselelektrisch leitende Flüssigkeit 14a auf Grund ihrer 60 Annahmen — bevor ein Hohlraum in der Flüssig Trägheit, die wegen der großen Masse der Flüssig- keitll4a gebildet wird — wird eine AußenkraftT keit einen großen Wert hat, weiter in Richtung des die an einer Flächeneinheit der Oberfläche 113a an " - "--* '- ^J!--~- ^A- "'·"'' «egt in dem Gravitationssystem der Einheiten foil

oberfläche des Kolbens 113 wirkt,

η = Druck (kg/cm²) des gesättigten Dampfes der Flüssigkeit 114 a,

/ = axiale Länge (cm) der Flüssigkeit 114 a.

Zur Vereinfachung der Erläuterung wird ferner

Pfeils D bewegen. Somit liegt in diesem Augenblick die große Trägheitskraft der Flüssigkeit 14σ an der Membran 13 in Richtung D an, so daß die flexible 65 Membran 13 verformt oder — genauer gesagt — nach außen gebogen wird.
Ist die an dem Gehäuse 12 anliegende Beschleuni-

gendermaßen ausgedrückt:

- 1 ° 7^α| kg/cm^a

(1) 409517/268

9 10

In gleicher Weise wird eine andere an der Ober- rungssignalquelle zur elektrischen Auslösung der fläche 112 a anliegende Außenkraft F unter Berück- Sicherheitsvorrichtung wirken,
sichtigungdes Kräftegleichgewichts ausgedrückt: In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform des

Kavitations-Verzögerungsfühlers 10 gezeigt. Darin

F = (/ - QI«) kg/cm* =(/>„- ^- _Λ - _ρ ι Λ kg/cm= ⁵ bezeichnen gleiche Bezugsziftern gleiche Elemente

\ A I ^{wie in} ^^en folgenden Figuren. In dieser Ausfuhrungs-

(2) form hat das zylindrische Gehäuse 12 eine gebogene

Form, nämlich die Form eines »L«. Die Kammer 14

Nach einer hydrostatischen Theorie kann eine ist nicht vollständig mit der elektrisch leitenden Flüssigkeit nicht ihre Phase behalten, wenn sie einem io Flüssigkeit 14a gefüllt; vielmehr ist ihr oberer Ab-Druck unter ihrem Sättigungsdampfdruck ausgesetzt schnitt 12a' von atmosphärischer Luft 14c eingewird. Ist ein Hohlraum in einer Flüssigkeit erzeugt pommen. Das sich nach oben erstreckende Ende worden, erscheint er daher in einem solchen kriti- 12 a' ist einstückig mit einem Balg 13'. Dabei ist die sehen Bereich der Flüssigkeit als ein Hohlraum mit erste Elektrode 15 auf dem Gehäuse 12 in dessen niedrigstem Druckpegel. Der Hohlraum in dem Zy- 15 Mitte angeordnet, steht jedoch normalerweise in linder-Kolben-Modell nach Fig. 2 wird demgemäß elektrischem Kontakt mit der Flüssigkeit 14a. Die in Nachbarschaft der Innenoberfläche 112 σ gebildet, Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges und die Beschleu- und die Kavitationsbedingung wird durch folgende nigungsrichtung des Gehäuses 12 sind die gleichen Gleichung bestimmt: wie in der vorigen Ausführungsform und entspre-

20 chend durch die Pfeile D und χ bezeichnet.

p— (p _ }L Oi — pI x\kg/cm² < ρ (3) ^ie Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist die

^ ° a VjB = v gleiche wie die der vorherigen Ausfuhrungsform, so

daß eine ins einzelne gehende Erläuterung nicht

Aus der obigen Gleichung (3) ergibt sich, daß ein gegeben wird. Diese Ausführungsform ist jedoch kritischer vorbestimmter Pegel α,_ή der Beschleuni- 25 darin vorteilhaft, daß sie ebenfalls einen Überschlag gung α zuvor durch die Querschnittsfläche A, die (Umkippen) des Fahrzeuges ermitteln kann, da die Masse M, die Menge / und das spezifische Gewicht » Flüssigkeit 14 a herabfließen und den elektrischen bestimmt werden kann. Strom unterbrechen kann, wenn das Fahrzeug mit

Die Kennwerte der Beschleunigung * werden nun der Oberseite nach unten zu liegen kommt. Der Balg an Hand von F i g. 3 erläutert, worin die Beschleuni- 30 13' kann durch die Membran 13, wie in der vorgung α als eine Beschleunigungskurve I über der herigen Ausführungsform, ersetzt werden.
Zeit / aufgetragen ist. Es wird hier angenommen, daß Im folgenden wird an Hand der Fig. 6 bis 10

das Fahrzeug zur Zeit t₀ einer Verzögerung aus- eine andere Gruppe von Ausführungsformen begesetzt wird. Die Beschleunigungskurve I liegt gemäß schrieben, bei denen der Umgebungsdruck auf einen Darstellune wänrend einer Zeitperiode I₁ über dem 35 geeigneten Pegel voreingestellt werden kann.
Schwel!"tiwert \_th. Wie angegeben wurde, ragen die Der in F i g. 6 dargestellte erfindungsgemäße Kabeln Elektroden 15 und 16 der Ausführungsform vitationsverzögerungsfühler 10 hat den gleichen Aufnach Fig. IA, IB und IC leicht in die Kammer 14 bau wie die erste Ausführungsform nach Fig. IA vor, so daß der dazwischen fließende elektrische bis IC, mit der Ausnahme, daß er zusätzlich ein Strom unterbrochen wird, unmittelbar nachdem die 40 äußeres Gehäuse 27 aufweist, das eine äußere Kamelektrisch leitende Flüssigkeit 14 a gegenüber dem mer 28 bildet, die die Membran 13 umgibt. Die Gehäuse 12 bewegt worden ist, wenn die Beschleuni- äußere Kammer 28 ist mit geeigneten Gasen 28 a gegung α den Schwellenwert <*_ίΛ überschreitet. füllt, die vorzugsweise einen verringerten Druck auf-

Das in Fig. 4 dargestellte Gesamtsystem einer weisen. Diese Gase28α, die beispielsweise Luft oder Fahrzeug-Verzögerungsanzeigevorrichtung besitzt den 45 inerte Gase sein können, besitzen eine Kompressi-Kavitations-Verzögerungsfühler 10, der nun als ein- bilität zum Einwirken auf die Trägheitskraft der leifacher normalerweise geschlossener Schalter dar- tenden Flüssigkeit 14 a, wenn die Membran 13 nach gestellt ist. Die Vorrichtung besitzt ferner eine elek- außen gekrümmt wird.

irische Schaltung zum Anlegen eines elektrischen Die Betriebsweise des Fühlers nach F i g. 6 ist

Potentials zwischen die beiden Elektroden 15 und 16 5° darin etwas unterschiedlich, daß der Umgebungsdes Verzögerungsfühlers 10, um dazwischen einen druck P₀ in Gleichung (3) durch einen verringerten elektrischen Strom fließen zu lassen. Die elektrische Druck P_r ersetzt wird, wie es in F i g. 7 gezeigt ist, Schaltung ist — wie gewöhnlich — mit einer Energie- worin ebenfalls das vereinfachte Zylinder-Kolbenquelle oder Batterie 21 versehen, die bei 21 α an Modell veranschaulicht ist. Der Unterschied im BeMasse liegen kann, wie dies dargestellt ist. Die bei- 55 trieb dieses Fühlers 10 wird im folgenden an Hand den Elektroden 15 und 16 sind mit einer Torschal- dieses Modells beschrieben. Wie in F i g. 7 dargestellt rung 22 elektrisch verbunden, in der die Ermittlung ist, ist das offene Ende des Gehäuses 113 durch ein der Unterbrechung des elektrischen Stroms zur Er- hermetisch dicht daran angeschraubtes Außenzeugung eines Verzögerungssignals durchgeführt gehäuse 127 geschlossen und bildet eine Außenwird, das anzeigt, daß das Fahrzeug stark verzögert 60 kammer 128, die geeignete Gase 128 a unter einem wurde. Dieses Verzögerungssignal wird beispielsweise verringerten Druck P₁. einschließt. Daher wird die einer Sicherheitsvorrichtung 23 zugeführt. Diese kritische Bedingung, unter der ein Hohlraum gebildet Sicherheitsvorrichtung 23 kann beliebiger Art sein, wird, aus Gleichung (3) in Ausdrücken der kritischen soweit sie den Fahrzeuginsassen schützen kann, wenn Beschleunigung a_th folgendermaßen ausgedrückt:
in dem Fahrzeug die starke Verzögerung auftritt. Mit 65 (P — \A

anderen Worten, die Fahrzeugverzögerungsanzeige- a_(ft =iCEl(4)

rih k

, gggg _(ft

vorrichtung kann mit einer Fahrzeugsicherheits- M

vorrichtung kombiniert werden und als Verzöge- wobei P₁. < ein atmosphärischer Druck (P₀)... (4)' ist.

11 12

Aus praktischen Gründen ist in Verbindung mit der Kammer 14 angeordnet, die mit der elektrisch

dieser Gleichung (4) und Relation (4') die Berech- leitenden Flüssigkeit 14a gefüllt ist. Um den Hohl-

nung der Flüssigkeitslänge / häufig erforderlich. Mit körper 31 davor zu schützen, in den zylindrischen

den Annahmen (M = ρ = 0) kann die Flüssigkeits- Abschnitt 12a des Gehäuses 12 zu gelangen, kann

länge / für Quecksilber berechnet werden, und ihr 5 eine Begrenzung 32 zwischen dem Hohlkörper 31

repräsentativer Wert beträgt beispielsweise 76 cm, und den Elektroden 15 und 16 vorgesehen sein. Da-

wenn von dem Druck P₁. angenommen wird, daß er bei muß die Begrenzung 32 mit verschiedenen

einen Wert von 1 kg/cm² hat (d. h. atmosphärischer Löchern 32a versehen sein, die eine Fluidverbindung

Druck), und wenn der Schwellwert a_lh der Beschleu- durch sie hindurch ermöglichen,

nigung auf die Erdbeschleunigung eingestellt wird. io Aus der vorstehenden Erläuterung ergibt sich die

Der berechnete Wert von 76 cm ist zu groß für ein Arbeitsweise dieser Ausfuhrungsform von selbst. Es

Kraftfahrzeug und erscheint daher unpraktisch. Wird ist jedoch zu bemerken, daß ein bedeutender Vorteil

andererseits der Wert des Drucks P₁. als ein Zehntel dieser Ausführungsform darin liegt, daß die einge-

des atmosphärischen Drucks angenommen (d. h. schlossenen Gase 31a sowohl von dem Gehäuse 12

0,1 kg/cm²), dann wird der Wert der Flüssigkeits- 15 als auch der Flüssigkeit 14a isoliert sind. Dadurch

länge / mit etwa 7,6 cm berechnet. Vom praktischen sind unerwünschte chemische Reaktionen zwischen

Standpunkt her kann dieser Wert von 7,6 cm als den Gasen 31 α und dem Gehäuse 12 oder der Flüs-

akzeptabel bezeichnet werden. sigkeit 14 a vermeidbar.

Diese Erläuterungen werden durch F i g. 8 an- Noch eine weitere Gruppe von Ausführungsformen schaulicher, bei der in gleicher Weise wie in Fig. 3 20 wird nun an Hand der Fig. 11 A, HB und HC die Beschleunigung -ι des Gehäuses 12 über der Zeit t bis 16 erläutert. Der Kavitations-Verzögerungsfühler aufgetragen ist. Die Kurve I ist von F i g. 3 auf die 10, der in diese Gruppe fällt, hat den bedeutenden F i g. 8 übertragen worden. Wie sich aus Glei- Vorteil, daß die Unterbrechung des zwischen den chung (4) ergibt, ist der Schwellenwert <x_th der Be- beiden Elektroden fließenden elektrischen Stroms schleunigung λ umgekehrt proportional der Flüssig- as nicht nur durch den absoluten Pegel der in dem keitslänge. Dies bedeutet, daß zwei Schwellenwerte Gehäuse 12 auftretenden Beschleunigung gesteuert a,_h (für P₀) und a_lh (für P_r) in F i g. 8 für die ver- wird, sondern ebenfalls durch die Entwicklung der schiedenen Flüssigkeitslängen, wie oben angegeben, Länge des gebildeten Hohlraums,
existieren können. Mit diesen Eigenschaften kann An Hand der Fig. 11A, 11B und HC wird eine der Kavitations-Verzögerungsfuhler 10 nach Fig. 6 30 ins einzelne gehende Erläuterung gegeben; der Aufeinen niedrigeren Schwellenwert \_th (für P_r) durch bau des Verzögerungsfühlers 10 nach diesen Figuren Verringerung des Werts von P_r setzen, so daß er ist gleich dem Aufbau nach den Fig. IA, IB und eine geringere Fahrzeugverzögerung als die Ausfüh- IC mit der Ausnahme, daß eine der Elektrode 16 rungsformen nach F i g. 1 A, 1 B, 1C und 5 ermitteln nach F i g. 1 A, IB und 1C entsprechende Elektrode kann, wenn alle anderen Bedingungen einschließlich 35 16' beträchtlich in die Kammer 14 hineinragt, damit derselben Flüssigkeitslänge / gleich sind. sie eine größere axiale Länge des elektrischen Konin F i g. 9 ist eine andere in diese Gruppe fallende taktes mit der elektrisch leitenden Flüssigkeit 14 a Ausführungsform gezeigt, bei der die allgemeine hat.

Form gleich der nach F i e. 5 ist. jedoch kein Balg Somit hat eine mit dieser Ausführungsform erhai-

verwendet wird. Der obere Gehäuseteil 28' ist starr 4° tene Beschleunigungskurve II — in Fig. 12 dar-

und einstückig mit dem Gehäuse 12 ausgebildet. Mit gestellt — eine längere Zeitdauer t₂ im Vergleich

anderen Worten, der vorragende Gehäuseteil 28' ent- zu /, der zuerst erwähnten Kurve I, die aus F i g. 3

spricht dem äußeren Gehäuse 27 nach F i g. 6 und oder 8 übertragen wurde.

hat eine gleiche Funktion. In diesem oberen Ge- Unter Zuhilfenahme des vereinfachten Zylinderhäuseteil 28' sind geeignete Gase 28a' in gleicher 45 Kolben-Modells, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, wird Weise mit verringertem Druck P_r eingeschlossen. die Bedeutung der obengenannten längeren Zeit-Die Betriebsweise dieser Ausführungsform kann dauer erläutert. Wie in Fig. 13 dargestellt ist, hat an Hand der Ausführungsform nach F i g. 6 in Ver- 'S« Elektrode 16' eine beträchtlich vorragende bindung mit der nach F i g. 5 leicht verstanden wer- Länge ξ, und es wird angenommen, daß sie einen den, so daß eine ins einzelne gehende Erläuterung 50 Durchmesser von 0 cm hat. Gemäß Darstellung in nicht notwendig erscheint. In dieser Ausfuhrungs- der oberen Hälfte der Fig. 13 bewegt sich das zylinform wird keine Trägereinrichtung, wie die Mem- drische Gehäuse 112 mit einer konstanten Geschwinbran oder der Balg, verwendet, doch die Kompressi- digkeit (*„)„ cm/sec zusammen mit allen anderen bilität der eingeschlossenen Gase 28a' übt eine Organen 113, 114a und 116'. In diesem besonderen gleiche Funktion wie die Trägerorgane auf die Trag- 55 Fall wird das Gehäuse 112 in einer infinitesimaler heitskraft der leitenden Flüssigkeit 14a aus. Zeitperiode plötzlich verzögert. Dies führt dazu, daß Eine weitere Ausführungsform, die zu dieser die das Gehäuse 112 mit einer unendlichen Verzöge-Ausführungsformen nach F i g. 6 und 9 erfassenden rungsrate zum Zeitpunkt r₀ an einem Punkt («_q)₀ verGruppe gehört, wird nun an Hand von Fig. 10 er- zögert wird, der auf einem stationären Koordinatenläutert; in dieser Ausführungsform besitzt der Be- 60 system abgegriffen ist, beispielsweise einem Urhalter 11 ferner einen Hohlkörper 31. Dieser Hohl- sprang 0 auf der Oberfläche der Erde. Dann wire körper 31 besteht aus einem flexiblen und elektrisch augenblicklich ein Hohlraum 114 ft erzeugt, wie die; isolierenden Material und ist mit geeigneten Gasen in der unteren Hälfte von Fig. 13 gezeigt wird 31a unter einem verringerten Druck P_r gefüllt. Das Nach Verstreichen einer Zeiti von dem Augenblick zylindrische Gehäuse 12 bildet die Kammer 14 zu- 6_ä bei dem der Hohlraum 114 & gebildet wurde, ha¹ sammen mit einer Kappe 12 c, die hermetisch an das sich das Gehäuse 112 um eine absolute Länge Gehäuse 12 angeschraubt sein kann. Der Hohlkörper {x₀ - (x_o)_o> cm bewegt; die Länge des Hohlraum; 31 kann ein Ballon geeigneter Größe sein und ist in 1146 ist zu χ cm angewachsen, und der Hohlraurr

i,- - 4 0 01

13 14

114 ft hat sich um eine absolute Länge {x_t — (.τ₀)₀} cm und 5 liegt darin, daß die Momentänderung (Impuls

verschoben. Die Flüssigkeitslänge / ist auf Grund änderung) der Kurve 5 auf Grund der Kollision einei

der Krümmung der Membran 13 tatsächlich ver- größeren Wert hat als die der Kurve 4. Dies win

änderlich, wie dies aus den Fig. HA, HB und leicht verständlich, indem man die Winkelabwei

HC verständlich wird, es wird jedoch zur Verein- 5 chungen der Kurven 4 und 5 von derAnfangsneigunj

fachung der Erläuterung angenommen, daß sie einen (*_a)₀ betrachtet. Gemäß Darstellung schneiden dii

konstanten Wert I hat. Zusätzlich zu den in Verbin- beiden Kurven 4 und 5 jedoch die Hohlraum

dung mit Fig. 2 und 7 im vorhergehenden genann- Verschiebungskurve 3 jeweils an de: Punkten Z

ten Annahmen werden hier weitere Annahmen ge- und Z₅. Die Hohlraumwachstumslänge χ wird durcl

macht. Es wird angenommen, daß der Druck ρ des io die Gleichung (x = x_t — *₀) ausgedrückt — unte:

gesättigten Dampfes der Flüssigkeit 114a vernach- Bezugnahme auf Fig. 13 —, so daß die beidei

lässigbar ist und daß die Masse Af des Kolbens 13 Punkte Z₄ und Z₅ den Punkten entsprechen, an denei

ebenfalls vernachlässigbar ist. der Hohlraum 114 ft jeweils nach dem Auftreten de:

Dann läßt sich die Beschleunigung x_t der Ver- beiden Kollisionen verschwindet, die durch die Ver

Schiebung des gebildeten Hohlraums 114 b gegenüber 15 Schiebungskurven 4 und 5 des Gehäuses bestimm

der Erdoberfläche in gleicher Weise wie die Glei- sind. Dies ist der Fall, da die Bedingung für da;

chung (3) folgendermaßen ableiten: Verschwinden des Hohlraums 114 ft χ = 0 ist. Dahei

(A Ιηλ χ = - Π — (H A (^ ^{kann sich} die Flüssigkeit 114a im Fall der Kurve i

^{K J>} * ^K ' ^{3) für eine Zeitdauer t₄ relativ zu dem Gehäuse 112 be

Damit ergibt sich: ao wegen und im Fell der Kurve 5 für eine Zeitdauer i₅

wie dies bereits dargestellt ist.

.. 1_ ,_fi. In Fig. 14B ist die Hohlraumwachstumslänge>

^e gi ^ ' über der Zeit t durch Ableitung aus der Fig. 14A

entsprechend der Gleichung (x = x, -- *„) aufgetra-

Daher ergibt sich die resultierende Verschiebung 25 gen. Wie in F i g. 14 B gezeigt ist, liegt die der Kurve £ des Hohlraums 114 ft durch Einsetzen der Grenz- nach F i g. 14 A entsprechende Hohlraumwachstumsbedingungen folgendermaßen: längenkurve 5' stets oberhalb der der Kurve 4 nach

Fig. 14 A entsprechenden anderen Hohlraum-

_ 1 ,2 . , \ _t j_ _(r\ ₍₁s wachstum^öngenkurve 4'. Dies bedeutet, daß dei

' iql 30 Maximalwert der Hohlraumwachstumslänge χ zwischen den Zeitpunkten, bevor und nachdem die KoI-

Die Endgleichung (7) ist als eine quadratische lision auftritt, im wesentlichen proportional der Mo-Funktion der Hohlraumverschiebung x_t in Abhängig- mentenänderung (Impulsänderung) ist, oder genauer, keit. von der Zeit t ausgedrückt und dementspre- im wesentlichen proportional dem Quadrat der Verchend in Fig. 14A als Kurve 3 von einem PunktZ₁ 35 Schiebungsgeschwindigkeit (.T₀) des Gehäuses 12, zu einem anderen Punkt Z₂ veranschaulicht. Unter Berücksichtigung dieses Verhaltens der Hohl-

Nach Bildung des Hohlraums 114ft beeinflußt raumwachstums länge* kann die Unterbrechung des

andererseits die Bewegung des Gehäuses 112 keines- elektrischen Stroms zwischen den beiden Elektroden

wegs die Bewegung der Flüssigkeit 114 a, bis der gesteuert werden, indem eine geeignete Länge des

Hohlraum 114ft verschwindet. Dies ist deshalb der 40 vorragenden Teils der Elektrode 116' gewählt wird.

Fall, weil beim Bestehen des Hohlraums 114 ft die Insbesondere kann beispielsweise die Kurve 5' übet

beiden Enden der Flüssigkeit 114a ständig jeweils einem gewählten Wert liegen, jedoch die Kurve 4'

dem Umgebungsdruck von 1,0 kg/cm² und dem ge- unter dem bestimmten Wert bleiben. Obwohl im

sättigten Dampfdruck von 0 kg/cm² gemäß den An- vorhergehenden an Hand des vereinfachten Modells

nahmen ausgesetzt sind. Daher ist die Entwicklung 45 erläutert wurde, daß die Hohlraumverschiebung*,

der Hohlraumverschiebung χ, nur durch die Fahr- als quadratische Gleichung ausgedrückt wird, ist es

zeugbewegung an dein bestimmten Kollisionspunkt Z₁ denkbar, daß die Ausführungsform nach Fig. !1 A,

bestimmt. 11B und HC eine andere Art der Fahizeugverzöge-

Bekanntlich gibt es verschiedene Kollisionsarten rung unter Verwendung der Elektrode 16' ermitteln

entsprechend der in dem Fahrzeug festgestellten Ver- 50 kann, die eine gewählte vorragende Länge ξ hat.

zögerung. Im folgenden werden drei repräsentative In Fig. 14A und 14B ist eine eher mögliche ArI

Kollisionsarten an Hand der Fig. 14Λ und 14B der Verzögerung jeweils als Hohlraumverschie-

erläutert. bungskurve 6 und Hohlraumwachstumslängenkurve 6'

Vor dem Auftreten der Kollision läuft das Ge- gezeigt. Aus Fig. 14B wird leicht verständlich, daß häuse 112 mit der konstanten Geschwindigkeit (*„)„ 55 die der Kurve 6' entsprechende Fahrzeugverzögerung und erfährt eine plötzliche Verzögerung am Kolli- durch den Verzögemrigsfühlcr nach F i g. 11A, 11B sionspunkt Z₁, nämlich an einem Punkt (*₀)₀ und zu und 11 C ermittelt wird, da die Kurve 6' die voreinem Zeitpunkt r₀, wie dies in Fig. 14A gezeigt ist. ragende Länge £ örtlich überschreiten kann. Es ist Aus anderen Kurven 4 und 5. die die Verschiebun- zu bemerken, daß die in Fig. 14B gezeigten Punkte gen des Gehäuses 112 anzeigen, ergibt sich, daß das 60 Z₁', Z₂', Z₄' und Z₅' jeweils den Punkten Z₁, Z₂, Z₄ Gehäuse 112 am Kollisionspunkt Z₁ eine unendliche und Z₅ in F i g. 14 A entsprechen.
Beschleunigungsrate hat. Dies ist daraus verstand- Bei den anderen in diese Kategorie fallenden Beilich, daß beide Kurven 4 und 5 am Kollisions- spielen reicht es aus zu bemerken, daß die hinsichtpunktZj eine Singularität (in Ausdrücken der Ge- lieh der Stromleitung wirksamen Spitzen der Elekschwindigkeit) haben. In diesem Augenblick /₀ be- 65 trode 16' sich von der Endwand in einem vorfindet sich daher der Verzögerungsfüliler 10 in einem bestimmten Abstand ξ befinden. Bei dem Kavitations-Zustand zur Bildung des Hohlraums 114ft in ihm. Verzögerungsfühler 10 nach Fig. 15 ist beispiels-Die einzige Differenz zwischen den beiden Kurven 4 weise die Elektrode 16' an der Seitenwand des Ge-

häuses 12 in einem vorbestimmten Abstand ξ von ihrer Endwand angeordnet. In der Ausführungsfonn nacii Fig. 16 ist dagegen die Elektrode 16' eine Schraubkappe mit einer vorragenden Länge ξ.

Es ist zu bemerken, daß diese Ausführungsformen nach Fig. HA, HB und HC bis 16 den Aufbau der durch die Ausführungsfonn nach F i g. 6 repräsentierten zuvor genannten Gruppe annehmen können und ohne von diesem Aufbau abzuweichen eine Elektrode mit einer beträchtlich vorragenden Länge haben können. In anderen Worten, der Verzögerungsfühler in diesen Ausführungsformen kann mit dem Außengehäuse 27 oder einem anderen gleichen Organ zur Veningerung des Umgebungsdrucks versehen sein.

An Hand der Fig. 17A, 17B und 17C bis 21 werden weitere Ausführungsformen erläutert, die zu noch einer weiteren Gruppe gehören; in diesen Ausführungsformen ist in dem Kavitations-Verzögerungsfühler 10 eine Anzahl von Behältereinheiten ent- ϊο halten, wobei ein Balg 13' und eine erste Elektrode 15 allen Behältern gemeinsam ist. Der Verzögerungsfühler 10 nach Fig. 17A. 17B und 17C weist zwei Behälter 11 und 11' auf, die gleichen Durchmesser und gleiche Länge haben und derart angeordnet sind, daß sie mit einem geeigneten Winkel 2 θ ein »V«· bilden, wie dies dargestellt ist. Die leitenden Flüssigkeiten 14 a, die in den beiden Gehäusen 12 eingeschlossen sind, stehen über öffnungen 35 und 35' miteinander in Verbindung, die zu einem gemeinsamen Balg 13' führen. Wie erläutert worden ist, liegt ein elektrisches Potential zwischen dieser gemeinsamen ersten Elektrode 15 und den beiden zweiten Elektroden 16 an. Der so aufgebaute Verzögerungsfühler 10 ist als Gesamtheit mittels geeigneter Installationsmittel 36 an der Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) befestigt. Zur folgenden Erläuterung: Es sind zwei Ordinaten X, Y festgelegt, wobei die Ordinatenachse Y in entgegengesetzter Richtung zur Fahrzeug-Vorwärtsbewegungsrichtung D verläuft und die Abszissenachse X senkrecht zur Achse Y liegt.

Wie in Fig. 18 dargestellt ist, ist diese Ausführungsform des Verzögerungsfühlers 10 mit einer Toreinrichtung 22' elektrisch verbunden. Wie an Hand von Fig. 19 erläutert werden wird, können Riehtungskennwerte des Verzögerungsfühlers 10 in Übereinstimmung mit dem Betrieb dieser Toreinrichtung 22' geändert werden.

In Fig. 19 sind die Schwellenwerte *„, und i,_A' der Beschleunigung des Gehäuses 12 in Vektorform gezeigt. Die Werte \._h und «,;,' können unterschiedlich sein, haben jedoch in dieser Ausführungsform den gleichen Absolutwert. Es wurde festgestellt, daß der Betriebsbereich (oder der »Ausschalt«-Bereich) des Behälters 11 oberhalb einer charakteristischen Linie L liegt, die senkrecht zum Vektor \_lh verläuft. Gemäß Darstellung liegt der Betriebsbereich des Behälters 11' andererseits üHr einer anderen charakteristischen Linie L', die senkrecht zum Vektor Λ,ι,' verläuft. Ist dabei die Toreinrichtung 22' nach Fig. 18 ein sogenanntes UND-Tor, ist der Betriebsbereich des Verzögerungsfühlers 10 nach Fig. 17A, 17 B und 17 C ein Bereich S₁, der durch die Linien L und L' definiert ist und oberhalb diesen liegt, wie dies in Fig. 19 dargestellt ist. Ist dagegen die Toreinrichtung 22' ein ODER-Tor, ist. der Betriebsbereich des Fühlers 10 ein Bereich S₁ und S₂. Auf diese Weise können die Richtungskennwerte in dieser Ausführungsform des Fühlers 10 entweder weit odei eng gesteuert werden, indem in geeigneter Weise die Art und Kombination der Toreinrichtung 22' gewählt wird.

Zur Veranschaulichung wird angenommen, daß die Toreinrichtung 22' ein UND-Tor ist. Tritt in dem bestimmten Fahrzeug eine Beschleunigung mit einem Winkel φ gegenüber der X-Achse auf, wie in F i g. 19 gezeigt ist, findet in diesem Fall keine Unterbrechung des elektrischen Stromes in den beiden Behältern 11 und 11' statt, bis die Beschleunigung — in Form eines Vektors dargestellt — einen Schnittpunkt P, mit der Linie V überschreitet. Von diesem Schnittpunkt P₁ zu einem anderen Schnittpunkt P., mit dei Linie L wird die Unterbrechung des elektrischen Stromes nur in dem Behälter 11' bewirkt. Überschreitet dagegen die Beschleunigung den Schnittpunkt P.„ tritt die elektrische Unterbrechung in den beiden Behältern 11 und 11' auf, so daß die Fahrzeugverzögerungsvorrichtung ein Verzögerungssignal erzeugt.

An Hand der Fig. 2OA, 20B und 21 wird nun eine weitere Ausführungsform dieser Gruppe erläutert. Der Kavitations-Verzögerungsfühler 10 ist derart aufgebaut, daß er einen Zwischenbehälter 11' zusätzlich zu dem Aufbau der zuvor beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 17A, 17B und 17C besitzt. Dieser zusätzliche Zwischenbehälter besitzt ein kürzeres Gehäuse 12, das über eine öffnung 35 mit dem Balg (nicht gezeigt) in Verbindung steht. Die charakteristische Linie L' für diesen Behälter 11' liegt gemäß Darstellung in Fig. 21 relativ höher, da der Schwellenwert α,_Λ' der Beschleunigung für diesen Behälter 11' nach der Auswertung der Gleichung (4) durch Einsetzen einer kleineren Länge / relativ groß ist.

Der elektrische Anschluß der zweiten Elektrode 16 wird dadurch gebildet, daß man den beiden in Fig. 18 gezeigten Schaltern einen einfachen normalerweise geschlossenen Schalter parallel hinzufügt. Daher wird eine veranschaulichende Darstellung dieser Schaltungsverbindung weggelassen.

Ist die Toreinrichtung 22' ein ODER-Tor, umfaßi der Betriebsbereich des Verzögerungsfühlers 10 gemäß Darstellung in H g. 21 die Bereiche S_x, S₂, S₁ und S₄. Ist die Toreinrichtung 22' dagegen ein UND-Tor, umfaßt der resultierende Betriebsbereich nui den Bereich S₁, wie aus der vorhergehenden Erläuterung an Hand von Fig. 19 leicht verständlich wird.

An Hand der Fig. 22 bis 30 wird nun eine weitere Gruppe von Ausführungsformen erläutert, die verbesserte einheitliche Richtungscharakteristiker haben. Der Kavitations-Verzögerungsfühler 10 nacr F i g. 22 besteht aus zwei Behältern 11 und 11" von denen der erstere gleich einem der Behalte: nach Fig. 17A ist, während der letztere eine allgemein halbkreisförmige Form hat. Diese beider Behälter 11 und 11" haben über eine öffnung 35 miteinander Fluidverbindung.

Die elektrische Schaltung dieser Ausführungsforn ist genau die gleiche wie nach Fig. 18. Die erhal tenen Kennwertlinien L und L" für die Behälter 11 bzw. 11" sind in Fig. 23 gezeigt; es wird jedod keine ins einzelne gehende Erläuterung gegeben. Is die Toreinrichtung 22' ein ODER-Tor, kann de Verzögerungsfühler 10 in dieser Ausführungsforn die Beschleunigung innerhalb des die Bereiche S₁

17 18

S₂, S₃ und S₄ erfassenden Bereichs ermitteln. Mit Gruppe gehört, wird an Hand der F i g. 28 bis 3(

einem UND-Tor ist dagegen der Betriebsbereich nur beschrieben. Der Gesamtaufbau des Verzögerungs

auf den Bereich S₁ begrenzt. fühJers 10 dieser Ausführungsform ist gleich den

In Fig. 24A und 24B ist eine andere Ausfüh- Aufbau nach Fig. 2OA und 2OB mit Ausnahmf rungsform gezeigt, die in diese Kategorie fällt. Der 5 der beiden folgenden Punkte. Erstens ist die erst»

Kavitationsverzögerungsfühler 10 besitzt einen Be- Elektrode 15 nach Fig. 2OA und 2OB weggelassen

halter 11', der ein allgemein kreisförmiges Gehäuse und demgemäß hegt ein elektrisches Potential zwi

12' besitzt. Die Kavitationseinrichtung kann irgend- sehen jeweils zwei der drei zweiten Elektroden 16

eine der im vorhergehenden angegebenen Formen Zweitens besitzt der Zwischenbehälter 11' in Rieh

haben, gemäß Darstellung besitzt sie jedoch die io tang der Y-Achse eine größere Länge als die beidei

Membran 13, die aus einem flexiblen und elektrisch geneigten Behälter 11.

isolierenden Material gebildet ist. Die beiden Elek- Hinsichtlich eines Einheitsbehälters wird dahei

troden 15' und 16' sind auf dem Gehäuse 12' in berücksichtigt, daß der Fühler 10 aus drei gebogener

einer am weitesten voneinander entfernt liegenden Gehäusen gebildet wird, die jeweils zwei an ihrer

Lage angeordnet. Der so aufgebaute Verzögerungs- 15 Enden angeordnete Elektroden 16 aufweisen. Ist die

fühler 10 ist mittels geeigneter Installationsmittel36 elektrische Schaltung in der in Fig.29 gezeigter

an der Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) befestigt, Weise ausgeführt, wobei ein Schalter mit zwei par-

wie dies in Fig. 24B gezeigt ist. Es ist leicht zu allelen Schaltern in Serie geschaltet ist, und ist die

verstehen, daß die wirksame Länge /,, der Kavi- Toreinrichtung 22" in geeigneter Weise gewählt,

tationslänge / der Durchmesser des Gehäuses 12' ist. 20 kann daher ein Quasi-Betriebsbereich zusätzlich zi

Bei gleicher elektrischer Schaltung wie nach dem normalen Betriebsbereich erhalten werden, wie F i g. 4 besitzt der Verzögerungsfühler 10 den durch dies aus F i g. 30 ersichtlich ist.
die Kennwertlinie L definierten Betriebsbereich S₁, Es wurde erläutert, daß die wirksame Länge des wie dies aus Fig. 25 ersichtlich ist. Da dieser Be- Zwischenbehälters 11' größer als die der beiden Betriebsbereich S₁ unter der A'-Achse ausgebreitet ist, 35 hälter 11 ist, so daß die charakteristische Linie L' kann der Fühler 10 nicht nur eine Verzögerung des für den Behälter 11' unterhalb des Schnittpunkts dei Fahrzeuges, sondern ebenfalls dessen Beschleunigung beiden Linien L für den Behälter 11 liegt. Somil ermitteln. Dies kann vorteilhaft zum Schutz des wird der Bereich S₃ durch geeignete Kombination Fahrzeuginsassen sein, wenn das Fahrzeug durch von UND- und ODER-Toren der Toreinrichtung 22" ein anderes Fahrzeug von hinten angestoßen wird. 30 als normaler Betriebsbereich eingestellt, während die

In Fig. 26 und 27 ist eine andere Ausführungs- Bereiche S₁ und S₂ als Quasi-Betriebsbereich ein-

form des Verzögerungsfühlers 10 gezeigt. Das Ge- gestellt sind.

häuse 12' dieser Ausführungsform besitzt eine im Es wurde zwar im vorhergehenden eine Erläute-

wesentlichen elliptische Form. Die Betriebsweise rung der Anwendung des Kavitations-Verzögerungs-

dieses Fühlers 10 ist jedoch die gleiche wie die des 35 fühlers auf eine Fahrzeugverzögerungsvorrichtung

Fühlers nach Fig. 24A und 24B, so daß es aus- zur Verwendung in einer Fahrzeugsicherheitsvorrich-

reicht, den resultierenden Betriebsbereich S₁ in tang angegeben; es ist jedoch zu bemerken, daß dei

F i g. 27 ohne weitere Erläuterung zu zeigen. Verzögerungsfühler als allgemeiner Beschleunigungs-

Noch eine weitere Ausführungsform, die zu dieser geber für jeden Zweck benutzt werden kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Ermittlung einer plötzlichen Beschleunigung oder Verzögerung eines bewegten Körpers, die im Inneren eines isolierenden Behälters eine elektrisch leitende Flüssigkeit enthält, die beim Fehlen einer Beschleunigung oder Verzögerung eine elektrische Verbindung zwischen in das Innere des Behälters ragenden Elektroden bewirkt, gekennzeichnet durch eine in dem Behälter(11) gebildete geschlossene Kammer (14), in der die Flüssigkeit (14 a) in Abhängigkeit von ihrer Trägheit eine Kavitation am Ort der Elektroden (15, 16) herbeiführt.

2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) einen im wesentlichen horizontalen zylindrischen Abschnitt (12 a) sowie einen erweiterten End- ao abschnitt (12 b) aufweist und daß mit dem erweiterten Endabschnitt eine Membran (13) hermetisch verbunden ist, die den erweiterten Endabschnitt abschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Membran (13) ein sich in das Innere der Kammer erstreckender Röhrenabschnitt (13a) ausgebildet ist, in dem eine erste Elektrode (15) hermetisch eingebettet ist, deren Spitze (15 a) etwas in die Kammer (14) vorsteht und in die elektrisch leitende Flüssigkeit (14 u) eintaucht (Fig. IA bis 1 C).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Elektrode (16) an dem geschlossenen Ende des zylindrischen Ab-Schnitts (12a) befestigt ist, deren Spitze (16a) etwas in die Kammer (14) vorsteht und in Ruhelage in die Flüssigkeit (14a) eintaucht (Fig. IA bis IC).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (15) in der Außenwandung des zylindrischen Abschnitts in einem vorbestimmten Abstand von dessen geschlossenem Ende befestigt ist und daß die zweite Elektrode (16') an dem geschlossenen Ende des zylindrischen Abschnitts angebracht ist und ihre Spitze um eine in Ruhelage der Flüssigkeit ausgesetzte vorbestimmte Länge in die Kammer vorsteht (F i g. 11A bis 11 C).

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (15) in der Außenwandung des zylindrischen Abschnitts in einem vorbestimmten Abstand von dessen geschlossenem Ende angebracht ist und daß die zweite Elektrode (16') in der Außenwandung des 5s zylindrischen Abschnitts in einem kürzeren Abstand von dessen geschlossenem Ende angebracht ist als die erste Elektrode (Fig. 15).

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (15) in der Außenwandung des zylindrischen Abschnitts in einem vorbestimmten Abstand von dessen geschlossenem Ende angebracht ist und daß die zweite Elektrode (16') in Form einer Schraubkappe innen im geschlossenen Ende des zylindrischen Abschnitts sitzt (F i g. 16).

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) ein eine äußere Kammer (28) bildendes Gehäuse (27) aufweist, das die Membran (13) umgibt und mit einem unter Unterdruck stehenden Gas gefüllt ist (Fig. 6).

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) einen im wesentlichen horizontalen zylindrischen Abschnitt (12 a) aufweist, der mit einer Kappe (12 c) verbunden ist, und daß ein elektrisch isolierender flexibler Hohlkörper (31) in der Kappe angeordnet ist, der mit einem unter Unterdruck stehenden Gas gefüllt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) zwischen der Kappe (12 c) und dem zylindrischen Abschnitt (12 a) eine Löcher aufweisende Begrenzung (32) enthält (F i g. 10)

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) ein zylindrisches Gehäuse (12) mit einem im wesentlichen horizontalen Abschnitt sowie einem mit diesem einstückig ausgebildeten im wesentlichen vertikalen Abschnitt (12 a') aufweist und daß einstückig mit dem oberen Teil des im wesentlichen vertikalen Abschnitts (12 a') ein Balg (13') ausgebildet ist, der zusammen mit dem oberen Teil des im wesentlichen vertikalen Abschnitts mit Luft (14 c) unter Atmosphärendruck gefüllt ist (Fig. 5).

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) ein zylindrisches Gehäuse (12) mit einem im wesentlichen horizontalen Abschnitt und einen mit diesem einstückig ausgebildeten, im wesentlichen vertikalen Abschnitt aufweist und daß unter Atmosphärendruck stehende Luft (28 a') ein oberes, den vertikalen Abschnitt abschließendes Gehäuseteil (28') ausfüllt (Fig. 9).

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) ein Paar im wesentlichen horizontaler zylindrischer Gehäuse (12) von gleichem Durchmesser und gleicher Länge in V-förmiger Anordnung aufweist und daß zwei zweite Elektroden (16) an den geschlossenen Enden der zylindrischen Gehäuse (12) befestigt sind und daß ein gemeinsamer Balg (13') eine Verbindung zwischen beiden von den zylindrischen Gehäusen gebildeten Kammern herstellt (Fig. 17 A bis 17C).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) ein weiteres im wesentlichen horizontales zylindrisches Gehäuse (12) von geringerer Länge aufweist, das mit dem gemeinsamen Balg in Verbindung steht, und daß mindestens eine weitere zweite Elektrode (16) an dem Ende des weiteren Gehäuses befestigt ist (Fig. 20A).

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) ein röhrenförmiges Gehäuse mit einem halbkreisförmig gekrümmten Abschnitt (12"), einem anschließenden, zum Mittelpunkt des Kalbkreises verlaufenden geraden Abschnitt (12') und einem anschließenden, radial nach außen führenden Abschnitt (12) darstellt und daß mindestens zwei zweite Elektroden (16) an beiden Enden des Gehäuses angebracht sind und das Gehäuse an seiner Seite mit einem Balg versehen ist (F i g. 22).

3 4

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- jedoch nachteilig, wenn die Vorrichtung nur beim kennzeichnet, daß der Behälter (11) ein im we- Auftreten von plötzlichen und besonders starken sentlichen kreisförmiges Gehäuse (12') mit min- Beschleunigungen bzw. Verzögerungen ansprechen destens einer zweiten Elektrode (16) an dessen soll. Eine gewisse Verzögerung wird zwar durch die geschlossenem Ende aufweist und daß eine 5 Kapillarwirkung erzielt, diese darf jedoch nicht so Membran (13') eine Kammer ausbildet, die mit ausgeprägt sein, daß bei kurzzeitigen kleinen Beder von dem kreisförmigen Gehäuse gebildeten schleunigungen, wie sie beispielsweise bei Stoßen Kammer in Verbindung steht (Fig. 24A, 24B). eines fahrenden Fahrzeugs auftreten können, der

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Faden der elektrisch leitenden Flüssigkeit abreißt, so kennzeichnet, daß der Behälter (11) ein Gehäuse '.o daß eine Anzeige irrtümlich ausgelöst wird. Eine (12') mit einer im wesentlichen elliptischen Ge- weitere Gefahr für Fehlanzeigen ist bei der bekannstalt aufweist, an dessen geschlossenem Ende ten Vorrichtung darin zu sehen, daß es zu einem mindestens eine zweite Elektrode (16) befestigt Schwingen der Flüssigkeitssäule zwischen den Gasist, und daß eine Membran eine Kammer aus- polstern kommen kann, was ebenfalls eine Fehlbildet, die mit der von dem elliptischen Gehäuse 15 anzeige hervorruft. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen gebildeten Kammer in Verbindung steht oder allgemein gesprochen in einem Betrieb, bei dem (Fig. 26). Beschleunigungen und Verzögerungen sowie auch

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kleine Stoßwirkungen mit fortlaufender Änderung kennzeichnet, daß der Behälter (11, 11') ein auftreten, ist daher die bekannte Vorrichtung prak-Paar Gehäuse (12) von gleichem Durchmesser 20 tisch kaum verwendbar.

und gleicher Länge in V-förmiger Anordnung Ferner geht aus der USA.-Patentschrift 1 970 483

sowie ein weiteres mittleres Gehäuse von grö- eine Vorrichtung hervor, welche eine Anzeige von ßerer Länge aufweist und daß drei Elektroden Beschleunigungen oder Verzögerungen vorsieht, an den geschlossenen Enden der Gehäuse be- Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem festigt sind und ein gemeinsamer Balg eine Kam- 25 V-förmigen Rohr, von dem der eine Schenkel, der mer bildet, die mit den drei von den Gehäusen in Form eines Schauglases ausgebildet sein kann, gebildeten Kammern in Verbindung steht senkrecht steht, während der andere Schenkel mit (F i g. 28). einer Neigung gegenüber der Horizontalen verläuft.

Die elektrisch leitende Flüssigkeit steht in den bei-

30 den Schenkeln dieser V-förmigen Röhre. In dem

senkrecht stehenden Schenkel ist eine Elektrode angebracht, die bis in die Flüssigkeit reicht. In dem schräg verlaufenden Schenkel sind zwei weitere Elek-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung troden vorgesehen, welche oberhalb des oberen Ranzur Ermittlung einer plötzlichen Beschleunigung 35 des der leitenden Flüssigkeit enden. Die Anordnung oder Verzögerung eines bewegten Körpers, die im wird so in ein Kraftfahrzeug eingebaut, daß die von Inneren eines isolierenden Behälters eine elektrisch den beiden Schenkeln gebildete Ebene im wesentleitende Flüssigkeit enthält, die beim Fehlen einer liehen mit der Fahrtrichtung des Fahrzeuges fluchtet. Beschleunigung oder Verzögerung eine elektrische Die oberen Enden der beiden Schenkel stehen mit Verbindung zwischen in das Innere des Behälters 40 der Atmosphäre in Verbindung, was sich insofern ragenden Elektroden bewirkt. als nachteilig erweisen kann, als hierdurch Verun-

Bei einer in der USA.-Patentschrift 3 024 662 be- reinigungen in das Innere der Vorrichtung gelangen schriebenen bekannten Vorrichtung dieser Art ist der können, welche zu chemischen Veränderungen der Behälter kapillarartig ausgebildet und weist an sei- leitenden Flüssigkeit und zu deren Verschmutzung nen beiden Enden Gaspolster auf, die durch die 45 führen können, so daß nach einer gewissen Betriebsdazwischen befindliche elektrisch leitende Flüssigkeit zeit eine sichere Anzeige nicht mehr gewährleistet voneinander getrennt sind. Bei einer gleichförmigen ist. Auch bei dieser Vorrichtung, bei der im Falle Bewegung, d. h., wenn keine Beschleunigungskraft? einer Verzögerung die elektrisch leitende Flüssigkeit wirken, nimmt die Flüssigkeit eine Mittellage in dem in dem schräg verlaufenden Schenkel auf Grund isolierenden Behälter ein, und zwar in einem Be- 50 ihrer Trägheit eine Verschiebung der gesamten Flüs- reich, in den zwei Elektroden münden. Wenn der sigkeitssäule hervorruft, kann ein Schwingen einBehälter nun einer Beschleunigung oder Verzöge- setzen, das die obenerwähnten Nachteile mit sich rung ausgesetzt wird, wird die leitende Flüssigkeit bringt.

auf Grund ihrer Trägheit in Richtung auf eines der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

beiden Gaspolster bewegt, wobei dieses komprimiert 55 einfache Vorrichtung der eingangs genannten Art wird. Wenn diese Verschiebung der Flüssigkeitssäule anzugeben, die bei plötzlichen Beschleunigungs- und eine Giöße erreicht, daß eine der beiden Elektroden Verzögerungsänderungen sicher anspricht und außerhalb der Flüssigkeit zu liegen kommt, wird ein Schwingungen der Flüssigkeit in einem Betrieb, bei Stromkreis, in den die Elektroden eingebettet sind, dem Beschleunigungen und Verzögerungen häufig geöffnet, wodurch die entsprechende Verzögerung 60 aufeinanderfolgen, wirkungsvoll vermeidet,
oder Beschleunigung angezeigt wird. Die an beiden Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine

Behälterenden befindlichen Gaskissen, die auf Grund in dem Behälter gebildete, geschlossene Kammer geder hermetisch dichten Ausbildung des Behälters bei löst, in der die Flüssigkeit in Abhängigkeit von ihrer einer Verschiebung der Flüssigkeit komprimiert bzw. Trägheit eine Kavitation am Ort der Elektroden dilatiert werden, üben eine Rückstellkraft auf die 65 herbeiführt.

Flüssigkeit aus. so daß die Vorrichtung relativ emp- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf diese

findlich auf Beschleunigungsänderungen anspricht. Weise in ihrem Aufbau einfach und verläßlich, was Ein derartig rasches und leichtes Ansprechen ist insbesondere dann besonders wichtig ist, wenn sie