DE2258772C2

DE2258772C2 - Aufprallsensor für ein Fahrzeug-Sicherheitssystem

Info

Publication number: DE2258772C2
Application number: DE2258772A
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Yokosuka Hayakawa; Kenzo Hirashima; Shunji Matsui
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1972-11-30
Publication date: 1984-04-05
Also published as: AU4927072A; GB1403597A; US3853199A; DE2258772A1; FR2182429A5; AU458138B2; CA1000384A

Description

a) das relativ zur Kontaktanordnung bewegliche Betätigungsorgan (100) ist an seinem in dem Gehäuse (94) angeordneten Endteil mit einem Permanentmagneten (90) versehen,

b) die Kontaktanordnung weist zwei Kontakte (108 bzw. 108' und 110 bzw. 110') auf, die in einem innerhalb des Gehäuses (94) in dessen Längsrichtung verlaufenden, hermetisch abgeschlossenen Rohrkörper (106) angeordnet sind,

c) die Kontakte umfassen einen aus einem nichtmagnetischen Material bestehenden und sich von einem Ende des Rohrkörpers (106) in diesen hinein erstreckenden Festkontakt (108 , bzw. 108')und einen aus magnetischem Material' \" bestehenden und sich von dem anderen Ende des Rohrkörpers (106) in diesen hinein erstfek^' -30 kenden beweglichen Kontakt (110 bzw. 110').

2. Aufprallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (106) mit einem inerten Schutzgas gefüllt ist

3. Aufprallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (106) evakuiert ist.

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufprallsensor für ein Fahrzeug-Sicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Sicherheitssysteme für Fahrzeuge bzw. Kraftfahrzeuge besitzen üblicherweise eine Auslösevorrichtung ζ. B. in Form eines Aufprallsensors, die bei einer Fahrzeugkollision innerhalb von wenigen Millisekunden zur Auslösung einer Sicherheitseinrichtung, wie ζ. Β eines sogenannten »Luftsacks« anspricht

Aus der US-PS 34 95 675 ist ein Aufprallsensor dieser Art bekannt, der hinter oder in einem Fahrzeugteil wie beispielsweise einem vorderen Stoßfänger angebracht sein kann, das sich bei einem Frontalaufprall eines Kraftfahrzeugs leicht verformt. Der auf eine Deformation ansprechende Aufprallsensor weist ein aus einem Schaltergehäuse stiftartig herausragendes federvorgespanntes Betätigungsorgan auf, das in Abhängigkeit von der Deformation · des betreffenden Fahrzeugsteils bo innerhalb des Schaltergehäuses axial verstellbar ist und hierbei eine übliche Kontaktanordnung zur Auslösung einer Sicherheitseinrichtung schließt bzw. öffnet, indem zum Beispiel ein an dem Betätigungsorgan beweglich angeordneter Kontakt mit einem Festkontakt in b5 Berührung gebracht bzw. von diesem abgehoben wird.

Ein solcher Sensor weist in der Regel nur eine relativ geringe Ansprechempfindlichkeit auf, damit die zugehörige Sicherheitseinrichtung nicht bei jedem geringfügigen Aufprall des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis ausgelöst wird, wodurch sich im Falle einer ernsthaften Kollision die Ansprechzeit des Sensors und damit der Sicherheitseinrichtung, die zur Vermeidung einer Verletrungsgefahr für die Fahrzeuginsassen im Bereich von ein bis zwei Millisekunden liegen muß, erheblich verlängern kann. Darüber hinaus unterliegt ein derart aufgebauter Aufprallsensor insbesondere unter Berücksichtigung des üblichen Streusalzeinsatzes bei winterlichen Verkehrsverhältnissen rasch erheblichen Alterungs- und Korrosionsschäden, die das erforderliche exakte Ansprechen erheblich in Frage stellen oder gar unmöglich machen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Aufprallsensor der eingangs genannten Art für ein Fahrzeug-Sicherheitssystem derart auszugestalten, daß dauerhaft sehr kurze Ansprechzeiten gewährleistet sind, die ein von Alterungs- und Umgebungsbedingungen weitgehend unabhängiges zuverlässiges Auslösen einer Sicherheitseinrichtung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Aufprallsensor mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß ist somit das relativ zur Kontaktanordnung bewegliche Betätigungsorgan an seinem im Gehäuse angeordneten Endteil mit einem Permanentmagneten versehen, während die Kontaktanordnung zwei Kontakte aufweist, die in einem innerhalb des Gehäuses in dessen Längsrichtung verlaufenden, hermetisch abgeschlossenen Rohrkörper angeordnet sind und einen aus einem nichtmagnetischen Material bestehenden und sich von einem Ende des Rohrkörpers in diesen hinein erstreckenden Festkontakt und einen aus magnetischem Material bestehenden und sich vom anderen Ende des Rohrkörpers in diesen hinein erstreckenden beweglichen Kontakt umfassen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Rohrkörper mit einem inerten Schutzgas gefüllt oder aber evakuiert sein.

Beim Auftreffen des Fahrzeugs auf ein festes Hindernis und einer entsprechenden Deformation.des in Frage kommenden Fahrzeugteils wird das Betätigungsorgan des Aufprallsensors nach innen gedrückt und damit der Permanentmagnet über die Kontaktanordnung bewegt, so daß auf diese Weise der aus magnetischem Material bestehende bewegliche Kontakt äußerst schnell und zuverlässig betätigbar ist. Durch Evakuierung des Rohrkörpers oder Füllung mit einem inerten Schutzgas läßt sich das Schalten der Kontakte weiter verbessern und eine hohe Zuverlässigkeit in Verbindung mit einer langen Lebensdauer gewährleisten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeugs,-

Fi g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht einer Verbindung zwischen dem Stoßfänger und seiner Kolbenstange, wobei ein deformationsempfindlicher Sensor an einer Endplatte der Kolbenstange angeordnet ist,

F i g. 3 die Anordnung des Sensors an der Pufferstange der Stoßfängeranordnung,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel des Aufprallsensors,

Fig.5 ein Ausführungsbeispiel einer hermetisch abgeschlossenen Kontaktanordnung des Sensors gemäß F i g. 4,

F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hermetisch abgeschlossenen Kontaktanordnung des Sensors ^emäßFig.4,und

F i g. 7 ein in bekannter Weise mit einer Schutzkappe versehenes Ausführungsbeispie! des Aufprallsensors.

In F i g. 1 ist eine Stoßfängeraiiordnung eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt, bei der ein deformationsempfindlicher Sensor Verwendung finden kann. Die Stoßfingeranordnung umfaßt den eigenilichen Stoßfänger, . der horizontal und quer zum Kraftfahrzeug vor den Vorderrädern oder hinter den Hinterrädern angeordnet ist und aus Profilstahl mit einem Stegabschnitt 10a und oberen und unteren nach innen gerichteten Flanschen 106 besteht An der Außenseite des Stegabschnitts 10a ist ein länglicher plattenähnlicher Körper 13 aus Urethanschaum oder einem anderen geeigneten Material als Dämpfungselement befestigt Zwischen dem oberen und dem unteren Flansch 106 des Stoßfängers 10 verläuft eine Stützplatte 15, deren oberes und unteres Ende an der Innenseite des unteren und oberen Flansches 1OA durch Schweißen oder mit anderen Mitteln befestigt sind. Die Stützplatte 15 weist zumindest ein Loch 17 (F i g. 2) zur Befestigung einer Kolbenstange 25 auf, die einen Teil einer Stoßdämpfereinrichtung 21 bildet

Die Stoßdämpfereinrichtung 21 arbeitet vorzugsweise hydraulisch und weist einen Zylinder 23, einen nicht gezeigten, in dem Zylinder 23 bewegbaren Kolben sowie eine Kolbenstange 25 auf, die sich vom Kolben in Richtung des Stoßfängers 10 erstreckt Der Zylinder 23 ist an einem in Längsrichtung verlaufenden Rahmenabschnitt bzw. einem Seitenträger 27 des Kraftfahrzeugchassis mit Hilfe von Flanschen 29 befestigt

Wie Fig.2 zu entnehmen ist, ist eine Endplatte 31 vorgesehen, die entweder an der Kolbenstange 25 befestigt oder mit dieser einstückig ausgeführt ist und an der Stützplatte 15 mit Hilfe einer Schraubverbindung 33 befestigt ist, wobei ein federndes Plattenelement 35 zwischengefügt ist Dieses federnde Plattenelement 35 besteht aus Schaumgummi oder einem anderen geeigneten Material, das ausreichend elastisch ist, um sowohl Scherspannungen als auch Druckspannungen aufzunehmen. Das Loch 17 in der Stützplatte 15 sowie entsprechende Löcher 37 und 39 in der Endplatte 31 und der Federplatte 35 weisen einen etwas größeren 4 Durchmesser als ein Schraubbolzen 33a der Schraubverbindung 33 auf, so daß ein gewisses seitliches Spiel der Stützplatte 15 in Relation zur Endplatte 31 gewährleistet ist

Ein in Fig.2 mit der Bezugszahl 50 bezeichneter 5n Sensor ist an der Endplatte 31 der Kolbenstange 25 zur Erfassung eines Aufpralls auf den Stoßfänger angeordnet und weist ein aus seinem Gehäuse herausragendes und in Axialrichtung verstellbares federvorgespanntes längliches Betätigungsorgan 58 mit einer (nicht dargestellten) zugehörigen Kontaktanordnung auf. Über Zuleitungsdrähte ist eine (ebenfalls nicht dargestellte) Sicherheitseinrichtung, wie 7um Beispiel ein sogenannter »Luftsack«, angeschlossen.

Wie Fig.2 ferner zu entnehmen ist, sind in der Federplatte 35 und der Endplatte 31 der Kolbenstange 25 fluchtende Löcher 75 bzw. 76 vorgesehen, die jeweils einen etwas größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Betätigungsorgans 58 aufweisen. Der Aufprallsensor 50 ist an der von der Federplatte 35 abgewandten Seite der Endplatte 31 befestigt, wobei das Betätigungsorgan 58 durch die fluchtenden Löcher 75 und 76 verläuft. Die Länge des Betätigungsorgans ist hierbei derart gewählt, daß zwischen seiner Spitze und der Oberseite der Stützplatte 15 unter normalen Bedingungen ein Zwischenraum verbleibt

Wird auf dem Stoßfänger 10 zum Beispiel bei einer Auffahrkoilision des Kraftfahrzeugs ein starker Stoß ausgeübt und der Stoßfänger 10 hierbei eingedrückt, so wird die Federplatte 35 zusammengedrückt Auch bei nicht direkt von vorn einwirkenden Stoßkräften wird die Federplatte 35 durch die Stützplatte 15 des Stoßfängers 10 zusammengedrückt, da die Stützplatte 15 mit der Endplatte 31 derart verbunden ist, daß leichte seitliche Bewegungen möglich sind. Hierbei wird das Betätigungsorgan 58 durch die Stützplatte 15 in das Gehäuse des Sensors 50 gedrückt und die Kontaktanordnung betätigt, wodurch die nicht dargestellte Sicherheitseinrichtung des Kraftfahrzeugs ausgelöst wird.

Da die Kolbenstange 25 der Stoßdämpfereinrichtung 21 mit der Stützplatte 15 oder dem Stoßfänger 10 derart verbunden ist, daß eine gewisse seitliche Relativbewegung möglich ist kann der deformationsempfindliche Sensor 50 außer auf eine Frontalkollision auch auf andere Kollisionsarten ansprechen.

In F i g. 3 ist eine direkte Anbringung des Sensors 50 an dem Stoßfänger 10 veranschaulicht bei der-der Sensor 50 bei einem Zusammendrücken des an der Außenseite des Stegabschnitts 10a angebrachten elastischen plattenartigen Körpers 13 betätigbar ist Der Stegabschnitt 10a ist mit einem Loch 80 versehen, durch das sich das Betätigungsorgan 58 des Sensors 50 hindurcherstreckt und in eine in dem plattenartigen Körper 13 im Bereich des Loches 80 vorgesehene Ausnehmung 82 hineinragt

In Fig.4 ist ein Ausführungsbeispiel des deformationsempfindlichen Sensors im einzelnen dargestellt, bei dem ein Permanentmagnet 90 zur magnetischen Betätigung eines hermetisch abgeschlossenen Deformationsschalters 92 vorgesehen ist. Der Sensor gemäß F i g. 4 weist ein Gehäuse 94 mit einer Innenkammer % und einer von der Innenkammer 96 ausgehenden Axialbohrung 98 auf, in der ein längliches axial verstellbares Betätigungsorgan 100 angeordnet ist, das im unbetätigten Zustand mit Hilfe einer Feder 102 in eine voll ausgestreckte Stellung vorgespannt ist. Der Permanentmagnet 90 ist am inneren Ende d-es Betätigungsorgans 100 angeordnet, so daß bei einer, durch einen Stoß verursachten Rückwärtsbewegung des Betätigungsorgans 100 der Permanentmagnet 90 über den hermetisch abgeschlossenen Deformationsschalter 92 bewegt wird und diesen betätigt Der Deformationsschalter 92 erstreckt sich innerhalb der Innenkammer % in Längsrichtung des Gehäuses 94 entlang der Feder 102.

Wie F i g. 5 zu entnehmen ist, weist der Deformationsschalter 92 einen innerhalb des Gehäuses 94 in dessen Längsrichtung verlaufenden, hermetisch abgeschlossenen Rohrkörper 106 aus elektrisch isolierendem Material, wie Glas oder dgl, auf, der mit einem inerten Schutzgas gefüllt ist oder alternativ auch evakuiert..se.in kann, um die Kontaktgabe einer in dem Rohrkörper 106 befindlichen Kontaktanordnung zu verbessern und eine Korrosion der Kontaktanordnung zu verhindern. Ein Festkontakt 108 dieser Kontaktanordnung erstreckt sich vom linken Ende des Rohrkörpers 106 in das Innere des Rohrkörpers 106 hinein und besteht vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material, wie Aluminium oder Kupfer. Vom rechten Ende des Rohrkörpers her erstreckt sich in Richtung auf den Festkontakt

ein beweglicher Kontakt 110, der aus einem federnd nachgiebigen und magnetischem Material besteht. Der bewegliche Kontakt 110 ist derart vorgespannt, daß ein Kontaktende normalerweise in Berührung mit der Unterseite des Festkontaktes 108 gehalten wird. Wird der Permanentmagnet 90 bei einer Kollision aus seiner Lage 90a gemäß F i g. 5 in die Lage 90b gemäß F i g. 5 verstellt, so wird das Kontaktende des beweglichen Kontakts 110 durch die vom Permanentmagneten 90 ausgeübte Abstoßkraft nach unten bewegt und auüer Berührung mit dem Festkontakt 108 gebracht. Eine solche Kontaktanordnung, die im Falle einer Kollision geöffnet wird, weist ein sehr gutes Ansprechvermögen auf, da bereits eine geringfügige Bewegung des beweglichen Kontakts 110 zu einer Lösung vom Festkontakt 108 führt.

In Fig.6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hermetisch abgeschlossenen Deformationsschalters 92' veranschaulicht, der sich von dem Deformationsschalter 92 gemäß Fig.5 dadurch unterscheidet, daß bei einer

Bewegung des Permanentmagneten 90 von der Stellung 90a'gemäß Fig. 6 in die Stellung 90b' gemäß Fig. 6 eine Anziehungskraft auf einen beweglichen Kontakt 110' ausgeübt wird, die ihn mit einem Festkontakt 108' in Berührung bnngt.

Die Verwendung des hermetisch abgeschlossenen Deformationsschalters 92 bzw. 92' gemäß den Fig.5 und 6 gewährleistet eine längere Lebensdauer in Verbindung mit einer wesentlich höheren Zuverlässigkeit des Sensors, da die in dem Rohrkörper 106 bzw. 106' angeordneten Kontakte 108, 110 bzw. 108', 110' keinen Witterungseinflüssen ausgesetzt sind.

Fig.7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des deformationsempfindlichen Sensors, bei dem in bekannter Weise eine an einem Gehäuse 52 angebrachte Schutzkappe 120 das Betätigungsorgan 100 umschließt. Die Schutzkappe verhindert den Eintritt von Schmutz, Wasser und Fremdkörpern in die Axialbohrung 98 und damit eine hierdurch mögliche Beeinträchtigung der Funktionsfä-

higkeit des Aufprallsensors.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aufprallsensor für ein Fahrzeug-Sicherheitssystem, mit einem bei einer Fahrzeugkollision auf eine ein vorgebbares Ausmaß überschreitende Deformation eines Fahrzeugteils ansprechenden Deformationsschalter, der ein aus einem Gehäuse herausragendes und in Abhängigkeit von der Deformation des betreffenden Fahrzeugteils innerhalb des Gehäuses axial verstellbares federvorgespanntes längliches Betätigungsorgan mit einer zugehörigen Kontaktanordnung aufweist, gekennzeichnet d u r c h die Kombination folgender Merkmale: