DE2438842A1

DE2438842A1 - Aufprallfuehler fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE2438842A1
Application number: DE2438842A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Fujiwara; Kenzo Hirashima
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-08-17
Filing date: 1974-08-13
Publication date: 1975-03-06
Also published as: FR2240846B1; JPS5331161Y2; JPS5042436U; GB1447151A; US3944764A; FR2240846A1

Description

Aufprallfühler für ein Fahrzeug

Die Erfindung "betrifft einen Aufprallfühler für ein Fahrzeug, welches eine vorgegebene Richtung hat, wobei der Fühler auf einen Aufprall des Fahrzeuges innerhalb eines vorgegebenen Bereiches des Azimutwinkels in Bezug auf die vorgegebene Richtung anspricht und gegenüber aufwärts und abwärts gerichteten Vibrationen des Fahrzeuges unabhängig ist, wenn sich das Fahrzeug in Fahrt befindet.

Der Aufprallfühler ist insbesondere in einer elektrischen Betätigungsschaltung oder Auslö.seschaltung nützlich, die mit einer Sicherheitseinrichtung wie einem Aufblaskissen, einer Lenksäuleneinzieheinrichtung oder einer Einrichtung zum Festziehen eines Sicherheitsgurtes verbunden sein kann.

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Wenn ein Fahrzeug, das mit einem Aufblaskissen ausgerüstet ist, in einen Aufprall verwickelt wird, so kann das Aufblaskissen einen Insassen nur dann schützen, wenn der Aufprall innerhalb eines Bereiches von 60 ° eines Azimutwinkels oder eines Richtungwinkels erfolgt, d. h. in einem Bereich von 30 auf beiden Seiten der Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges. Das Aufblasen eines Aufblaskissens bei einem Aufprall, der außerhalb dieses Bereiches erfolgt, würde die Insassen nicht wirksam schützen. Das Aufblasgeräusch könnte den Fahrer sogar erschrecken oder in schlimmeren Fällen die Fähigkeit des Fahrers zur Steuerung des Fahrzeuges beeinträchtigen. Deshalb muß ein Aufprallfühler zum Auslösen des Aufblasens dazu in der Lage sein, zwischen einer Verzögerung, die von einem Aufprall innerhalb des Bereiches von 60° erfolgt, und einer Verzögerung aufgrund eines Aufprall außerhalb dieses 60°- Bereiches zu unterscheiden. Weiterhin ist es zweckmäßig, daß ein Aufprallfühler bei verschiedenen Aufprallrichtungen innerhalb des vorgegebenen Azimutwinkelbereiches bei gleicher Heftigkeit des Aufpralls auch in gleicher V/eise reagiert.

Wenn ein Kraftfahrzeug über eine unebene Straße fährt oder mit einem Rad in ein Schlagloch gerät, führt das Fahrzeug aufwärts und abwärts gerichtete Vibrationen aus. Somit darf ein Aufprallfühler dabei nicht ansprechen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufprallfühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen besonders einfachen Aufbau hat und dabei zugleich die obigen Forderungen erfüllt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein isolierendes Gehäuse vorgesehen ist, welches an einem Teil des Fahrzeuges anbringbar ist, und einer Verzöerung ausgesetzt ist, daß das isolierende Gehäuse einen festen elektrischen Kontakt aufweist, daß weiterhin eine innerhalb des isolierenden Gehäuses bewegbare Masse vorhanden

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ist, daß die Masse von einer Ausgangsstellung derart zu dem festen elektrischen Kontakt bewegbar ist, daß sie zur Anlage an den festen elektrischen Eontakt gelangt, daß weiterhin ein.elastischer Streifen in dem Gehäuse angeordnet ist, daß der elastische Streifen aus.einem Blattfederstreifen U-förmig gebogen ist, und einen Schenkel aufweist, der an einem·Teil des Gehäuses befestigt ist, während der andere Schenkel an der !-lasse angebracht ist, um die Kasse in ihrer Ausgangsstellung zu halten, daß der elastische Streifen in einer Ebene liegt, die senkrecht zu der Verzögerung angeordnet ist, welche von einer aufwärts und abwärts gerichteten Vibration des Fahrzeuges herrührt, und daß das U der U-Konfiguration des elastischen Streifens quer zu der -Richtung offen ist, welche der vorgegebenen Richtung des Fahrzeuges entspricht.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der

Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. Λ einen schematischen Grundriß eines erfindungsgemäßen Aufprallfühlers,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie IH-III in der Fig. 1,

Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) jeweils ein Diagramm, welches verschiedene Abmessungen eines U-förmigen elastischen Streifens darstellt,

Fig. 5 eine grafische Darstellung, in welcher die Kurve A (gestrichelte Linien) die Beziehung zwischen einer

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Verzögerungskraft G, d,ie auf ein Gehäuse gemäß Fig. 4(A) wirkt, durch welche eine Hasse in eine (in der Fig. 4(A) gestrichelt dargestellte) Stellung bewegt wird, und einem Azirnutwinkel Θ, entlang welchem die Verzögerungskraft wirkt, darstellt, während die Kurve B (durchgezogene Linien) eine entsprechende Beziehung in
Verbindung mit der Fig. 4(B) darstellt,

Fig. 6(A) und 6(B) Diagramme, welche einen U-förmigen elastischen Streifen und die Anschläge der Fig. 1 darstellen, wenn die Masse in dieselbe Richtung bewegt ist, jedoch zu entgegengesetzten Seiten zu der Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges,

Fig. 7 eine ähnliche grafische Darstellung wie Fig. 5₅ welche eine bevorzugte Betriebscharakteristik des Aufprallfühlers zeigt,

Fig. 8 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, welche eine

weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, bei welcher zum Festhalten einer Masse gegen eine
Fehlfunktion aufgrund einer Vibration eines Gehäuses beim Auf- und Niedervibrieren eines Fahrzeuges zwei U-förmige elastische Streifen auf entgegengesetzten Seiten der Masse angeordnet sind, und

Fig. 9 eine schematische Darstellung, welche eine Sicherheitseinrichtung zeigt, --die einen erfindungsgemäßen Aufprall fühl er verwendet.

Nach den Fig. 1 und 2 weist ein aus einem Isoliermaterial
hergestelltes Gehäuse 10 eine Kapsel 12 und einen Deckel 14 auf, der durch einige (nicht dargestellte) Schrauben an der Kapsel befestigt ist. Es sind lediglich drei Gewindebohrungen dargestellt, die an der Kapsel 12 vorgesehen sind. Die

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Kapsel 12 sollte vorzugsweise aus einem synthetischen Harz bestehen, das eine beträchtliche mechanische Festigkeit aufweist, beispielsweise aus Epoxyharz, Polycarbonatharz oder Polyesterharz oder aus Glasfaser-verstärktem Kunststoff aus nicht-magnetischem Material, welches aus anderem Harz besteht, das mit Glaswolle verstärkt ist. Der Deckel 14- kann aus demselben Material bestehen oder kann aus organischem Glas hergestellt sein, welches stark lichtdurchlässig ist und eine mechanische Festigkeit besitzt wie beispielsweise Methacrylatharz.

Das Gehäuse 10 ist an einem (.nicht dargestellten) Teil eines Fahrzeuges befestigt, welcher einer Verzögerung ausgesetzt ist. In dem Gehäuse ist eine elektrisch leitende, scheibenförmig ausgebildete Masse 18 angeordnet, welche gegen den Einfluß eines elastischen- Streifens 20 bewegbar ist, der U-förmig ausgebildet und aus einem platten Federstreifen aus einer Ausgangsstellung oder Ausgangslage, die in gestrichelten Linien dargestellt ist, unter dem Einfluß von Aufprallkräften entsprechend verfornt wird. Vorzugsweise sollte ein Magnet 22 vorgesehen sein, um die Masse 18 in die Ausgangslage zurückzuziehen. In ihrer Ausgangslage ist die Masse 18 gegen eine Wand 24 gehalten, und zwar durch den Magneten 22 und den U-förmigen elastischen Streifen 20. In der ( in der" Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellten) Stellung ist die Masse 18 an eine feste elektrische Kontaktplatte 26 angedrückt, die mit einem von zwei Drähten 28 verbunden ist, während der andere der Drähte 28 mit dem U-förmigen elastischen Streifen 20 verbunden ist. Durch diese Anlage der Masse 18 an dem festen elektrischen Kontakt 26 ist ein elektrischer Kreis geschlossen, der dazu dient, eine explosive Ladung 30 (siehe Fig. 9) zu zünden.

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Der U-förmige elastische Streifen 20 hat ein Bein 20a, welches an dem Gehäuse 10 befestigt ist, während sein anderes Bein 20b an der Masse 18 angebracht ist, um die Masse in ihrer Ausgangs stellung zu halten. Es ist ersichtlich, daß der Streifen 20 in einer Ebene liegen sollte, die normal zu der Verzögerung angeordnet ist, die von einer aufwärts und abwärts gerichteten Vibration des Fahrzeuges herrührt, und das U der U-Konfiguration des Streifens ist in der Querrichtung in Bezug auf die Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges geöffnet. Bei dieser Konfiguration des Streifens 20 spricht die Masse 18 nur auf eine Verzögerung innerhalb eines ausgewählten Bereiches des Azimutwinkels oder des Richtungswinkels in Bezug auf die Vorwärtsrichtung eines Fahrzeuges an, die in der Fig. 1 durch einen Pfeil D angegeben ist, während eine Bewegung der Masse 18 aufgrund einer aufwärts und abwärts gerichteten Vibration des Gehäuses 10 verhindert ist.

Nachfolgend wird auf die Fig. 5 im Zusammenhang mit den Fig. bis 4(C) Bezug genommen, wobei die in gestrichelten Linien dargestellte Kurve A die Betriebscharakteristik einer Fühlereinrichtung darstellt, die einen U-förmigen elastischen Streifen verwendet, der Längenkomponenten L_x., Lp und L^, hat, während die Kurve B, die in einer durchgezogenen Linie dar-' gestellt ist, die Betriebscharakteristik eines Aufprallfühlers wiedergibt, der einen U-förmigen elastischen Streifen aufweist, der eine größere Längenkomponente L. als derjenige U-förmige elastische Streifen gemäß Fig. 4-(A) hat. Somit ist ersichtlich, daß eine Zunahme der Längenkomponente L^ zu einer Abflachung der charakteristischen Kurve gemäß Fig. 5 führt. Weiterhin ist ersichtlich, daß eine Veränderung einer beliebigen Längenkomponente L₁, L₂ oder L₅ (siehe Fig. 4-(C)) zu einer Veränderung der Betriebscharakteris'tik einer Sicherheitseinrichtung führt. Daher ist die Auswahl geeigneter Abmessungen, eines geeigneten Materials sowie entsprechender Breiten und Dicken

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des U-förmigen elastischen Streifens notwendig, um einen Aufprallfühler zu bauen, der eine bevorzugte Betriebscharakteristik' aufweist , und zwar ähnlich wie die Kurve C gemäß Pig. 7-

Um eine.geeignete Betriebscharakterik zu erreichen, welche der bevorzugten Betriebscharakteristik gemäß Fig. 7 ähnlich ist, ist vorzugsweise vorgesehen, gemäß Fig. 1 und 3 Anschläge 32 und 34- in dem Gehäuse 10 anzuordnen, welche die Bewegung der Masse 18 begrenzen, wie es leicht aus den Fig. 6(A) und 6(B) ersichtlich ist. Gemäß Fig. 6(A) ist die Masse in einer Stellung angeordnet, die in gestrichelten Linien dargestellt ist, wenn eine Verzögerungskraft auf das Gehäuse aus einer Richtung wirkt, die durch den Pfeil F angegeben ist, während dann, wenn eine Verzögerungskraft aus einer Richtung wirkt, die durch den Pfeil Q angedeutet ist, die Masse 10 in eine Stellung geht, die durch gestrichelte Linien in der Fig. 6(B) dargestellt ist. Wenn eine Verzögerungskraft in der Richtung von F wirkt, ist die Verlagerung des U-förmigen elastischen Streifens durch ein Anschlagen des Streifens 20 an den Anschlag 32 begrenzt, während andererseits dann, wenn eine Verzögerungskraft in der Richtung des Pfeiles Q wirkt, die Verzögerung durch den Anschlag y\ begrenzt ist. Es ist jedoch weiterhin ersichtlich, daß beim Auftreten einer Verzögerung innerhalb eines Bereiches des Azimutwinkels zwischen den Pfeilen P und Q der Streifen 20 nicht an einen der Anschläge 32 und 3^ gelangt, wenn sich die Masse 18 zu der festen elektrischen Kontaktplatte 26 bewegt.

Obwohl in dieser Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 nur zwei stabförmige Anschläge vorgesehen sind, ist die Anzahl, die Form und die Lage solcher Anschläge nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, solange die Verlagerung des U-förmigen elastischen Streifens in der Weise begrenzt wird, daß ein Aufprallfühler eine bevorzugte Betriebscharakteristik aufweist.

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Die in der Fig. 8 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform dadurch, daß zwei U-förmige elastische Streifen 20' und 20" eine Scheibe oder eine Masse 18' in einer Ausgangsstellung halten. Die entsprechenden Teile sind in der Fig. 8 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, die ,jeweils mit einem Strich versehen sind.

Die U-förmigen elastischen Streifen 20' und 20" haben jeweils Beine 20'a und 20"a, die an einem Gehäuse 10' angebracht sind, und sie haben weiterhin andere Beine 20^fb und 20"b, die an der Kasse 18' angebracht sind. Die Beine sind auf gegenüberliegenden Seiten der Kasse 18' in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Kit dieser Anordnung kann eine Fehlfunktion eines Aufprallfühlers aufgrund von einer Vibration des Fahrzeuges 10' wirksamer auf ein Kinimum gebracht werden.

Die Fig. 9 veranschaulicht eine Sicherheitseinrichtung, die als Beispiel für die Anwendung eines erfindungsgemäßen Aufprallfühlers dient, wobei 36 eine Auslöseeinrichtung für eine explosive Ladung 30 und 38 ein Aufblaskissen darstellt. Wenn sich im Betrieb die Kasse 18 nach dem Aufprall eines Fahrzeuges in eine betätigte Stellung bewegt, wird der Aufblasbeutel aufgeblasen, um einen (nicht dargestellten) Insassen des Fahrzeuges zu schützen.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß ein erfindungsgemäßer Aufprallfühler innerhalb eines ausgewählten Bereiches eines Azimuthwinkels oder eines Richtungswinkels arbeitet, und zwar ohne Fehlfunktion aufgrund einer aufwärts und abwärts gerichteten Vibration seines Gehäuses. Weiterhin ist ersichtlich, daß ein erfindungsgemäßer Aufprallfühler in seinem Aufbau sehr einfach und in seinem Betrieb sehr zuverlässig ist, ohne daß er periodisch gewartet wird. Somit ist eine Miniaturisierung einer Fühlereinrichtung möglich. Deshalb ist ein erfindungsgemäßer Aufprallfühler besonders in Verbindung mit einem Fahrzeug nützlich, das mit einer Sicherheitseinrichtung ausgestattet ist. 509810/0275

Claims

Pat entansOrüche

1./Aufprallfühler für ein Fahrzeug, welches eine vorgegebene Richtung hat, wobei der Fühler auf einen Aufprall des Fahrzeuges innerhalb eines vorgegebenen Bereiches des Azimutwinkels in Bezug auf die vorgegebene Richtung anspricht und gegenüber aufwärts und abwärts gerichteten Vibrationen des Fahrzeuges unabhängig ist, wenn sich das Fahrzeug in Fahrt befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein isolierendes Gehäuse (10) vorgesehen ist, welches an einem Teil des Fahrzeuges anbringabr ist und einer Verzögerung ausgesetzt ist, daß das isolierende Gehäuse (10) einen festen elektrischen Kontakt (26) aufweist, daß weiterhin eine innerhalb des isolierenden Gehäuses (10) bewegbare Kasse (18) vorhanden ist, daß die Hasse (18) von einer Ausgangsstellung derart zu dem festen elektrischen Kontakt (26) bewegbar ist, daß sie zur Anlage an den festen elektrischen Kontakt (26) gelangt, daß weiterhin ein elastischer Streifen (20, 20', 20") in dem Gehäuse (10) angeordnet ist, daß der elastische Streifen aus einem Blattfederstreifen U-förmig gebogen ist, und einen Schenkel (20a) aufweist, der an einem Teil des Gehäuses (10) befestigt ist, während der andere Schenkel (20b) an der Masse (18) angebracht ist, um die Masse (18) in ihrer Ausgangsstellung zu halten, daß der elastische Streifen (20, 20', 20") in einer Ebene liegt, die senkrecht zu der Verzögerung angeordnet ist, welche von einer aufwärts und abwärts gerichteten Vibration des Fahrzeuges herrührt, und daß das U der U-Konfiguration des elastischen Streifens quer zu der Richtung offen ist, welche der vorgegebenen Richtung des Fahrzeuges entspricht.

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2. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (18) ein elektrischer Kontakt ist, der mit dem festen elektrischen Kontakt (26) zusammenwirkt.

3. Fühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnet (22) derart in dem isolierenden Gehäuse (10) angeordnet ist, daß er die Hasse (18) in ihre Ausgangsstellung zurückzieht.

4. Fühler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß zwei elastische Streifen (20*, 20") vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten von der Masse (18) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

5. Fühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Anschlägen (wie 32, 34-) in dem Gehäuse (10) vorgesehen und derart angeordnet sind, daß die Bewegung desjenigen Schenkels (20b) begrenzt wird, der an der Masse (18) befestigt ist, wenn die Masse (18) Bewegungen außerhalb der Richtungen des vorgegebenen Bereiches in bezug auf den Richtungswinkel ausführt.

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