DE2506123B2 - Stossbetaetigter elektrischer impulsgeber - Google Patents

Description

wird.

8. Stoßbetätigter Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebliche Teilanker (13C) an seiner Umfangskante eine mit dem gehäusefesten Anschlag in Eingriff tretende Schulter (34) aufweist.

9. Stoßbetätigter Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in axialer Richtung verschiebliche Magnetaufbau durch aus wenigstens zwei Ringbandfedern (15, 16) bestehende Lager geführt ist.

10. Stoßbetätigter Impulsgeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Ringbandfedern (15, 16) einen Teil des leitenden Pfades der elektrischen Verbindung von der Induktionsspule (12) zur Außenseite des Gehäuses (14) bildet.

11. Stoßbetätigter Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Vorrichtung (21) von zwei elektrisch getrennten Blattfedern aus leitendem Material gebildet ist, die gleichzeitig als elektrische Verbindungen für die Anschlüsse der Induktionsspule (12) zur Außenseite des Gehäuses (14) dienen.

12. Stoßbetätigter Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der axialen Endwand (19) des Gehäuses (14), auf die sich der Magnetaufbau zubewegen kann, im Gehäuscinncrcn eine energiespeichernde, eine Rückprallwirkung ausübende Puffervorrichtung (26) befestigt ist, auf die der Magnetaufbau am Ende seiner axialen Bewegung aufprallt.

13. Stoßbetätigter Impulsgeber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtung (26) aus steifem Plastik- oder Gummimaterial hergestellt ist.

14. Stoßbetätigter Impulsgeber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtung (26) eine Metallfeder ist.

15. Stoßbetätigter Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag an der inneren Oberfläche des Gehäuses (14) in seiner axialen Lage verstellbar angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft einen stoßbetätigten elektrischen Impulsgeber.

Derartige Impulsgeber finden beispielsweise im Zusammenhang mit Geräten Verwendung, durch die Körperverletzungen von Insassen in Automobilen und anderen Fahrzeugen bei einem Aufprall oder einer schnellen Abbremsung des Fahrzeuges dadurch möglichst gering gehalten werden, daß ein Luftsack sehr schnell aufgeblasen wird, der den Passagier teilweise umschließt und ihn somit gegen unerwünschte Verletzungen schützt. Wegen der sehr kurzen zur Verfugung stehenden Zeitdauer (etwa 100 Millisekunden vom Beginn des Aufpralls bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kopf oder der Körper des Passagiers mit der

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Windschutzscheibe, dem Armaturenbrett oder dem Steuerrad in Berührung kommt) muß die Auslösevorrichtung äußerst schnell arbeiten. Aus diesem Grund ist die Verwendung von vollständig mechanischen bzw. hydraulischen (d. h. nichtelektrischen) Systemen ausgeschlossen.

Die nach dem Stand der Technik bekannten Auslösevorrichtungen für die Aufblasvorrichtung umfassen eine Art von Beschleunigungsmesser, eine Signalverarbeitungsvorricntung und einen elektrischen Schalter, der einer seismischen Masse zugeordnet ist. Diese ein elektrisches Auslösesignal für die Aufblasvorrichtung liefernden Schahgeräte erfordern eine Verbindung mit einem Stromversorgungskreis. Das ist jedoch ein erheblicher Nachteil, da das Batteriekabel bei einem Aufprallvorgang abgeschnitten werden kann, bevorder Meßfühler erkannt hat, daß der Aufprall stark sein wird. Auch können während normaler Verhältnisse Kurzschlüsse ein unbeabsichtigtes Aufbiasen des Luftsackes bewirken, da die Batterieenergie wenigstens immer während des Motorbetriebs zur Verfügung steht. Die zusätzlichen Drähte, die von der Batterie zum Aufpralldetektor laufen, der an der Vorderseite des Fahrzeuges oder sogar an der vorderen Stoßstange gelegen sein kann, beeinträchtigen die erwartete Zuverlässigkeit über eine lange Zeitdauer ernstlich, und schaffen eine zusätzliche Feuergefahr während oder sogar einige Zeit nach dem Aufprall.

Elektrische Impulsgeber mit einem geschlossenen magnetischen Kreis, der eine Struktur mit niedriger Reluktanz, einen Permanentmagneten und einen abnehmbaren Magnetanker aufweist und bei dem eine elektrische Spule um die Struktur gewickelt ist, sind prinzipiell bekannt. Diese Geräte rufen in der Spule dann einen Spannungsimpuls hervor, wenn der Magnetanker von den anderen Teilen des magnetischen Kreises wegbewegt wird. Geräte dieser allgemeinen Art werden in den US-Patentschriften 2813 988, 3130332, 3 537050, 3 500086 und 3065 366 beschrieben.

Auf diesem Stand der Technik aufbauend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen von äußeren Stromquellen unabhängigen, stoßbetätigten Impulsgeber der eingangs genannten Art zu schaffen, der im Betrieb nur auf die axiale Stoßkomponente reagiert und eine doppelte Schwellwertunterscheidung sowohl hinsichtlich der angreifenden Stoßstärke als auch der Stoßdauer durchführt, bevor er ein vollständiges elektrisches Ausgangssignal erzeugt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale vor.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird ein von den sonstigen elektrischen Schaltungen und Energiequellen des Fahrzeugs völlig unabhängiger, hermetisch abdichtbarer und damit an beliebigen Stellen des Fahrzeugs unterbringbarer, stoßbetätigter, elektrischer Impulsgeber geschaffen, der immer dann ein elektrisches Doppclsignal abgibt, wenn das Fahrzeug eine jähe positive oder negative Beschleunigung erfährt, ganz gleich, ob die Zündung eingeschaltet ist oder nicht. Quer zur axialen Richtung des Impulsgebers auftretende Stöße, wie sie z. B. beim Überfahren eines Bahnüberganges od. dgl. auftreten, können prinzipiell nicht zu einer Signalerzeugung führen. Die Schwellwerte für die Heftigkeit und/oder Dauer eines Stoßes, der zu einer Doppelsignalabgabe führt, können durch geeignete Abstimmung der einzelnen Komponenten des Magnetaulbaues ohne weiteres so eingestellt werden, daß es durch die bei normalen Fahrbedingungen auftretenden Erschütterungen nicht zu einer unnötigen und gefährlichen Auslösung des Aufblasvorganges kommt. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Impulsgeber zusammen mit Aufblasvorrichtungen Verwendung finden, bei denen eine abgestufte Aufblasung vorgesehen ist, da er bei einem leichteren, oberhalb des ersten Schwellwertes liegenden Stoß zunächst ein erstes elektrisches Signal abgibt, und nur in den Fällen, in denen der Stoß auch noch die zweite vorgegebene Schwelle übersteigt, ein zweites Signal erzeugt, mit dessen Hilfe dann weitere, dem heftigeren Aufprall angemessenere Schutzmaßnahmen ausgelöst werden können.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Impulsgebers ist darin zu sehen, daß er während der normalen Fahrbedingungen keinerlei bewegliche Teile aufweist und ohne irgendwelche leicht zu einer Fehlauslösung führenden HilfsStromversorgungen wie z. B. Kondensatoren od. dgl. auskommt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsrnöglichkeiten und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Impulsgebers sind in den Unteransprüchen 2-15 niederes gelegt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels, unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt des Impulsgeber-Aufbaus,

Fig. 2 einen Querschnitt des Geräts der Fig. 1, Fig. 3 den unterteilten Magnetanker-Aufbau,

Fig. 4 eine auseinandergezogene Ansicht des unterteilten Magnetanker-Aufbaus,

Fig. 5 eine Ansicht des Endgehäuses, an dem die Segmente des Magnetankers befestigt sind,

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht der im Gehäuse befestigten magnetischen Struktur,

Fig. 7 eine Ansicht der magnetischen Struktur, wobei ein Teil des Magnetankers an dem ihm zugeordneten Platz dai gestellt ist,

Fig. 8 eine Ansicht der magnetischen Struktur und der Lagerungsfedern sowie der stromführenden Druckfedern,

Fig. 9 eine repräsentative Darstellung einer Oszilloskop-Spur der elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Geräts, und

Fig. K) die Hysterese-Schleife des magnetischen Aufbaus.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist die ringförmige magnetische Struktur aus einem allgemein becherförmigen Polstück 10 geformt.'Auf die;ser Struktur ist zentral ein Permanentmagnet 11 befestigt, dei von einer elektrischen Spule 12 umgeben ist. Ein Ma gnetanker- Aufbau 13 steht in gutem Kontakt mit derr Ende der Struktur 10 und mit der äußeren Oberfläch' des Magnets 11, und schließt den magnetischen Pfad der durch diese Elemente gebildet ist. Vorzugsweisi sind die Oberflächen so beschaffen, daß ein Spalt ent fio steht, der in Wirklichkeit einem »Null-Spalt« nahe kommt. Eine Bewegung des Magnetankers weg voi der magnetischen Struktur wurde eine Spannung ii der Spule 12 induzieren. Die magnetische Struktu 10 ist in einem zylindrischen Gehäuse 14 durch di Rollenlager 15 und 16 montiert. Diese nehmen di Form von zwei endlosen Spiralfedern an, die im lol genden als Ringbandfedern bezeichnet werden. Dies Federn sind in ringförmigen Schlitzen 17 und 18 angt

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ordnet, die eine leichte Bewegung in axialer Richtung zwischen der Struktur 10 und dem Gehäuse 14 über eine gewisse Strecke erlauben, die durch die Enden der ringförmigen Schlitze 17 und 18 begrenzt ist.

Ein erstes Endgehäuse 19 ist in geeigneter Weise an der Struktur 10 befestigt und hier als Schraubverbindung 28 dargestellt. Eine Gegenfeder 21 in der Form von zwei Blattfedern ist an der Struktur 10 mit einer Schraube 22 und am Endgehäuse 19 durch die Schraube 23 befestigt. Diese Feder dient dazu, eine Gegenkraft auf die Struktur 10 auszuüben für die Bewegung in Richtung auf das Gehäuse 19. Zusätzlich sind die elektrischen Verbindungen 24 a, 24 b von der Spule 12 mit den beiden Hälften der Feder 21 verbunden, die elektrisch mit den äußeren elektrischen Anschlüssen 23a und 23b verbunden sind. Für einige Anwendungen mag es notwendig sein, mehr als eine Spule vorzusehen, wobei es dann notwendig sein wird, die elektrischen Ausgänge dieser Spulen nach außen zu führen. Diese Anordnung ermöglicht eine robuste, stoßsichere und bequeme Übertragung der elektrischen Ausgangssignale der Spule nach außen. Die Ringbandfedern können auch dazu benutzt werden, Strom nach außen zu führen. Die elektrische Verbindung 24c führt durch den Aufbau und den Isolator 25 α zum Ring 25. Die Blattfedern sind aus einem Material gewählt, das sowohl gute Stromführungseigenschaften als auch passende Federeigenschaften aufweist. Die Pufferfeder 26 dient dazu, die Bewegung der Struktur 10 in Richtung auf das Endgehäuse 19 zu zu begrenzen. Diese Feder ist so gestaltet, daß die auf die magnetische Struktur ausgeübte Erschütterung vermindert wird, wenn diese am Ende ihres Hubs anlangt, nachdem sie sich von dem Magnetanker-Aufbau gelöst hat. Diese Feder kann eine Ringbandfeder sein, eine Belleville-Scheibe, eine aus elastischem Material, wie steifem Plastik hergestellte Feder, oder eine kurze Spiralfeder. Sie dient überdies dazu, das Zurücksetzen des Geräts nach einem schweren Stoß zu unterstützen.

Ein zweites Endgehäuse 29 ist mit dem Gehäuse 14 durch eine Schrauben-Gewinde-Befestigung 30 verbunden. Diese Schrauben-Gewinde-Anordnungen gestatten eine leichte und bequeme Justierung der Gehäuseteile. Der Magnetanker 13 ist ein unterteilter Anker und ist aus drei Sektorenteilen 13a, 13fr und 13c zusammengesetzt (siehe insbesondere Fig. 2). Die Sektoren 13a und 13b sind starr mit dem Endgehäuse 29 durch die Schrauben 31 (31a und 31b in Fig. 2) verbunden, nicht jedoch der Sektor 13c, der sich frei weg vom Endgehäuse 29 bewegen kann. Die Sektoren 13a und 136 sind an den Kanten mit einer nicht magnetischen Schicht 32 eines passenden Materials wie z. B. Bakelit versehen. Diese Schicht schafft eine glatte tragende Oberfläche, ein Abdstandsstück, und stellt einen magnetischen Spalt zwischen den Sektoren sicher.

Wenn im Betrieb ein Stoß bzw. eine Erschütterung in Längsrichtung, d. h. innerhalb eines weiten Winkelbereiches der eigentlichen axialen Richtung auf das Gerät ausgeübt wird, neigt die magnetische Struktur (Struktur 10, Magnet 11, Spule 13 und Magnetanker-Sektor 13c), die als träge Masse wirkt, dazu, sich im Gehäuse auf den Ringbandfeder-Lagern gegen eine magnetische Kraft und die Gegenkraft der Blattfeder 21 in Richtung auf das Endgehäuse 19 hin zu bewegen. Die Ankersektoren 13a und 13b werden von der magnetischen Struktur getrennt, weil sie am Endgehäuse befestigt sind. Auf Grund dieses Vorgangs wird ein kleiner elektrischer Impuls in der Spule erzeugt. Die magnetische Struktur bewegt sich, wenn der Stoß stark genug ist, frei weiter, bis eine Lippe 34, die in die äußere Kante des Magnetankers 13c geformt oder geschnitten ist, in Kontakt mit dem Endgehäuse 14 kommt, das als Grenzanschlag wirkt. Dadurch wird der Magnetanker 13c angehalten, und der Magnetaufbau trennt sich von ihm. Dadurch wird in der Spule ein starker elektrischer Impuls erzeugt. Der Magnetaufbau kann sich dann auf den Federn weiter bewegen, bis er endlich die Pufferfeder 26 berührt. Die Pufferfeder speichert momentan die verbliebene kinetische Energie des Magnetaufbaus und gibt sie

»5 danach zurück, wenn der Magnetaufbau, unterstützt durch die Blattfedern und seine magnetische Anziehung zurückprallt und wieder in Kontakt mit dem Magnetankei -Sektor 13 c und danach mit den Magnetanker-Sektoren 13a und 13b kommt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Einheit einen Zyklus vollendet und ist wieder zur Betätigung bereit, wenn dies erforderlich ist.

Wenn ein Stoß von ausreichender Stärke aber von kurzer Dauer auftritt, würde sich der Magnetaufbau einschließlich des Magnetanker-Sektors 13 c von den Ankersektoren 13a, 13b trennen, wegen der Länge des Vorhubs (Entfernung »d«), der magnetischen Kraft und der entgegenwirkenden Kraft der Blattfedern, kann die Dauer des Stoßes nicht ausreichend lang sein, um den Ankersektor 13c gegen seinen Begrenzungsanschlag zu bringen. Wenn eine Stoßkraft von ausreichender Größe, um den Magneten zu bewegen aber von längerer Zeitdauer angelegt wird, würde sich der magnetische Aufbau von den Ankersektoren 13a und 13b trennen und so lange bewegen, bis der Hauptanker 13c an den Grenzanschlag anstößt, es wäre jedoch möglich, daß dennoch nicht ausreichend Energie verblieben ist, um die Trennung des Hauptankers zu bewirken.

In den Fig. 3, 4 und 5 ist die Konstruktion des unterteilten Anker-Aufbaus deutlich dargestellt. Der Anker ist so konstruiert, daß die folgenden Eigenschaften und Vorteile geschaffen sind:

1. Verschiedene Flächen des Ankers werden vom Magneten zu einer vorgegebenen, bestimmten

Zeit getrennt.

2. Verschiedene Flächen des Ankers werden vom Magneten mit einem vorgegebenen, bestimmter Abstand getrennt.

3. Die Teile des Ankers sind so geformt, daß eine Bewegung des Magneten auf dem Anker aul Grund von Vibration verhindert wird.

4. Ein Teil oder mehrere Teile des Ankers sind ar d Gehäuse befestigt, das den Magneten beher-

bergt.

5. Die übrigen Teile des Ankers verbleiben am Ma gneten und können sich frei mit dem Magnet be wegen.

6. Der Anker ist in Flächen aufgeteilt, die eine vor bestimmte Kraft erfordern, um vom Magneter getrennt zu werden.

7. Der Anker weist eine passende Dicke auf, un ein vorbestimmtes Trennungsverhalten zu errei chen.

Diese Merkmale schaffen eine Ankerkonstruktion die die Eigenschaft bzw. Fähigkeit hat, daß sich z< einem vorbestimmten Zeitpunkt und mit vorbe stimmter Entfernung ausgewählte Teile des Anker

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vom Magnet trennen können, wenn die Einheit mit einer Stoßbelastung beaufschlagt wird. Es ist eine Anke rkonstruktion geschaffen, die eine Bewegung oder Vibration zwischen dem Anker und dem Magneten während normaler Fahrbedingungen verhindert. Es sind Mittel vorgesehen, die den Magneten während normaler Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, in dem er befestigt ist, in seiner Lage halten. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Teil des Magnetankers am Gehäuse befestigt ist. Damit kann die Gestalt, die Dicke oder die Fläche des Teils des Ankers, der am Gehäuse befestigt ist, so bemessen werden, daß es den Magnet an seinem Platz hält, bis eine bestimmte Stoßbelastung überschritten ist. Es wird eine vorbestimmte Länge des Vorhubs und eine vorbestimmte magnetische Rückhaltekraft des Magnets geschaffen, nachdem der erste Teil oder die ersten Teile des Ankers vom Magneten getrennt sind und bevor der oder die übrigen Teile des Ankers (der Hauptanker) vom Magnet getrennt werden. Diese Länge des Vorhubs bestimmt zusammen mit der magnetischen Anziehungskraft und der Kraft der Gegenfeder die Stärke des Stoßes, die erforderlich ist, um den Magneten so zu bewegen, daß er sich vom Hauptanker trennt, wenn seine überstehenden Teile den Anschlag berühren, der am zylindrischen Gehäuse vorgesehen ist. Diese Ankerkonstruktion schafft zudem die Möglichkeit, eine vorbestimmte Stoßstärke auszuwählen, die erforderlich ist, um den Magneten vom Hauptanker zu trennen, indem die relativen Ankerflächen oder Ankerdicken verändert werden und somit die erforderliche Stoßstärke vergrößert oder verkleinert wird, die erforderlich ist, um den Magneten vom Hauptanker mit ausreichender Geschwindigkeit zu trennen, um einen starken elektrischen Impuls zu erzeugen.

In den Fig. 6, 7 und 9 ist der Magnetaufbau im einzelnen dargestellt und insbesondere die Gestaltung des Magneten 11, der Spule 12, des Gehäuses 14, der Gegen-Blattfeder 2ί, der Ringbandfedern 15 und 16 und der Schlitze oder Nuten 17 und 18, in denen die Ringbandfedern eingepaßt sitzen. Die Spiralfeder-Rollenlager weisen die folgenden Eigenschaften und Vorteile auf:

1. Lineare Bewegung zwischen dem Magnetkern und dem Gehäuse mit geringer oder gar keiner Reibung.

2. Es ist nur eine minimale Kippung des Magnetkerns im Gehäuse möglich.

3. Es kann eine differentielle Expansion zwischen dem Magnetkern und dem Gehäuse auftreten.

4. Es sind seilliche Stoßbelastungen zugelassen.

5. Der Zusammenbau bzw. Einbau ist einfach.

6. Die Herstellung ist einfach und mit geringen Kosten verbunden.

7. Es werden viel größere Maßtoleranzen gestattet als bei Standard-Kugellagern.

8. Die tragende Lagerfläche ist viel größer als bei Standard-Kugellagern.

Diese Art von Lager kann einfach und billig hergestellt werden, wobei viel größere Maßtoleranzen erlaubt sind, als bei Standard-Kugel- oder Rollenlagern. Sie paßt sich sehr einfach sowohl runden Wellen als auch unregelmäßigen Oberflächen an. Die Gesamtlänge ist nicht kritisch, solange sie im Betrieb zu einer glatten Funktion mit dem Magnetkern oder der Welle führt. Sie kann aus Draht mit geringem Durchmesser hergestellt sein. Dadurch würde eine sehr weiche Art von Lagerung geschaffen, die sich verformen und radiale Stöße absorbieren kann. Beim Zusammenbau werden die Spiralen zwischen der inneren und äußeren Fläche des Lagers leicht verformt (zusammengedrückt). Diese Art von Zusammenbau gestattet sowohl eine differentielle Expansion bzw. Ausdehnung und hat zudem die Fähigkeit, Stoßlasten zu ertragen. Die Spirale kann auch aus Draht mit größerem. Durchmesser hergestellt sein, wobei die Spirale dann einen geringeren Durchmesser aufweist. Dadurch

ίο würde man eine sehr starre Lagerung in radialer Richtung erhalten und dennoch eine flexible Federwirkung entlang des Umfangs erzielen. Durch diese Art von Lagern werden Mittel geschaffen, ein flexibles Rollenlager zu erzeugen, mit dem die Einheit auch dann

¹S betriebsfähig auf einen Stoß reagiert, wenn dieser in einer Richtung, die weit von der Längsachse abweicht, auftritt, ohne dabei die Reibung zwischen den Seiten des Gehäuses und dem magnetischen Kern in einem nennenswerten Ausmaß zu erhöhen. Die Spaltbreite

a° des Lagers sollte vorzugsweise so gewählt werden, daß eine Dehnung der Spiralen über die Fließgrenze hinaus nicht erfolgt.

Durch den Vorhub kann festgestellt werden, ob die Stoßbelastung von ausreichender Stärke und genü-

^a5 gend langer Zeitdauer ist, um die zuletzt erfolgende Trennung des Hauptteüs des Ankers vom Magneten zu gewahrleisten. Durch den Vorhub kann die Energie, die im bewegten Magneten gespeichert ist, auf das zur Trennung des Hauptankers vom Magneten erforderliche Maß zugeschnitten werden. Die Länge der Lücke, die im Haupthub und im Pufferhub erzeugt wird, bestimmt hauptsächlich die Stärke des Magnetismus im Magnet, die im Magnet nach wiederholten Trennungsvorgängen von Anker und Magnet verbleibt, d. h. die Stärke des Magneten oder die Ausgangsspannung kann durch Vergrößern oder Verkleinern der Länge des Haupt- und Puffer-Hubs auf das gewünschte Maß gebracht werden.

Inder Fig. 9 ist das Oszilloskop-Schirmbild von typischen experimentellen Daten dargestellt, in dem die Größe und Zeitdauer von Spannung, Energie, Geschwindigkeit und Beschleunigung dargestellt sind. Die Kurve A stellt die Ausgangsspannung (an einem vorgegebenen bestimmten Widerstand) dar. die vom Impulsgeber abgegeben wird. Am Anfang des Vorwärts-Vorhub-Bereichs wird ein kleiner Spannungsimpuls erzeugt, wie durch den etwas angehobenen Pegel dargestellt ist, und bei Erreichen des Haupt-Vorwärtshub-Bereichs wird ein Impuls mit hohci

so Spannung erzeugt. Nach dem Vorwärtspuffer- um Pufferhub wird ein starker, reversierter Spannungs impulii erzeugt, wenn der magnetische Aufbau zun Hauptanker (Haupt-Rückwärtshub) zurückkehrt um ein kleinerer Impuls, wenn er zum zweiten Teil de Ankers, der an der Endwand befestigt ist, zurück kehrt. Die Kurve B stellt die Energie dar, die an dl Last abgegeben wird. Die Kurve C stellt den Abfal der Geschwindigkeit des Testfahrzeugs und di Kurve D die negative Beschleunigung bzw. Abbrem

sung des Fahrzeugs dar.

In der Fig. 10 ist eine typische Hysteresc-Schleif des Magnetaufbaus dargestellt. Bei der erstmalige Magnetisierung verläuft die Magnetisierungskurv vom Punkt 0 zu Punkt 1 in die Sättigung und würd

normalereise zu Punkt 2 zurückverlaufen. Wenn ei schmaler Spalt im magnetischen Pfad vorhanden is würde die Kurve bis zum Punkt 3, und wenn ein große Spalt vorhanden ist, zu Punkt 4 zurückvcrlaufen. Di

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Energie, die zur Verfugung steht, wenn die Entmagnetisierung erfolgt, ist eine Funktion der Fläche, die einfach schraffiert ist. Bei mehrmaliger Wiederholung dieses Vorgangs, d. h. wenn der Anker wegbewegt oder angelegt wird, folgt die Magnetisierungskurve den gestrichelten Linien M, und es folgt daraus, daß nach Abschluß des gesamten Zyklus, d. h. wenn die Anker wieder am Magnetaufbau anliegen, der Grad der Magnetisierung durch den Wert im Punkt 5 gegeben ist. Daraus ist ersichtlich, daß die zur Verfugung stehende Energie eine Funktion der doppelt schraffierten Fläche ist. Wenn dann das Gerät im Impulsbetrieb in die Sättigung getrieben wird, kehrt die Kurve über den Punkt 1 zum Punkt 3 zurück, wodurch das Gerät einen Ausgangsimpuls mit höherer Energie abgeben kann.

Die Vorteile der kompletten Einheit als Stoß-Detektor und Impulsgeber sind im folgenden aufgezählt:

1. Das Gerät verbindet in einer Einheit einen Fühler, ein signalverarbeitendes Element und ein spannungserzeugendes Element, das keinerlei elektrische Energiequelle zur Aktivierung benötigt.

2. Das Gerät kann seine eigene elektrische Energie erzeugen, wenn ein sehr plötzlicher Abfall der Geschwindigkeit erfolgt, wie es bei einem Aufprall der Fall ist.

3. Das Gerät kann unter normalen Fahrbedingungen keine irgendwie nennenswerte elektrische Energie erzeugen.

4. Das Gerät ist vollständig unabhängig von der elektrischen Schaltung des Fahrzeugs und muß mit dieser nicht verbunden werden.

5. Das Gerät kann keinerlei elektrische Energie erzeugen, wenn das Fahrzeug steht, mit Ausnahme des in 6. beschriebenen Zustandcs.

6. Das Gerät kann elektrische Energie erzeugen, wenn das stehende Fahrzeug von einem anderen Fahrzeug angestoßen wird, sogar wenn die Zündung ausgeschaltet ist.

7. Das Gerät kann Stöße, die nicht einem Aufprall entstammen unterdrücken, beispielsweise, wenn das Fahrzeug über ein Schlagloch oder Eisenbahnschienen usw. fährt.

8. Das Gerät arbeitet innerhalb der erforderlichen zeitlichen Begrenzungen eines Aufpralls bei niedriger oder hoher Geschwindigkeit.

9. Es arbeitet innerhalb der erforderlichen Stoßbzw. Erschütterungsgrenzen eines Aufpralls.

10. Bei normalen Fahrbedingungen sind keine bewegten Teile vorhanden.

11. Das Gerät ist wegen seiner Konstruktion und der Lage im Kraftfahrzeug gegen mutwillige Zerstörung und Pfuscherei verhältnismäßig geschützt.

12. Das Gerät ist selbstrückstellend und kann mehrfach hintereinander arbeiten.

13. Es kann an verschiedenen Orten befestigt werden, wie z. B. an den Stoßdämpfern, am Kühler oder in der Nähe der Feuerschutzwand, oder es kann dort angeordnet werden, wo es gebraucht wird, in der Nähe jeder Luftsack-Aufblaseinheit.

14. Es beseitigt den Bedarf an zweifelhaften, fragwürdigen Bauteilen, wie z. B. Schaltern oder Speicher-Kondensatoren.

15. Es kann in einem Steuerrad benutzt werden, ohne daß Schleifringe bzw. Gleitringe benötigt werden.

16. Es verbleibt isoliert von den Myriaden von unvorhersagbaren zufälligen Gefahren, die im elektrischen System eines Kraftfahrzeugs auftreten, wie z. B. sporadische 200-Volt-Impulse, Kurzschlüsse, Polaritätsumkehr und andere fehlerhafte Bedingungen.

17. Abweichend von Systemen, die Schalter und eine Stromversorgung aus der Fahrzeugbatterie benutzen, ka.tn das Gerät gemäß der Erfindung selbst Energie erzeugen, die mit der Stärke des Aufpralls anwächst. Eine von diesen Einheiten kann deshalb eine ganze Gruppe von Aufblasvorrichtungen in den frühen Stadien eines Aufpralls auslösen und danach zusätzliche Aufblas· vorrichtungcn auslösen, wenn der Aufprall stärker wird, wodurch eine »abgestufte Aufblasung« in zwei oder mehreren Stufen bewirkt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Stoßbetätigter elektrischer Impulsgeber, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren eines im wesentlichen zylindrischen Gehäuses (14) ein einen Permanentmagneten (11), eine Induktionsspule (12), einen Anker (13) und eine den magnetischen Kreis schließende Anordnung (10) umfassender Magnetaufbau in axialer Richtung gegen die Kraft einer den Magnetaufbau in seine Ruhelage vorspannenden, elastischen Vorrichtung (21) verschieblich geführt ist, daß der im wesentlichen als flache Scheibe ausgeführte Anker (13) aus wenigstens zwei Teilankern (13 A, 13 B, 13C) besteht, daß zumindest einer der Teilanker (13 A 13 B) am Ort der Ruhelage des Magnetaufbaus unverschieblich befestigt ist, daß zumindest ein weiterer TeiJanker (13C) durch die Anziehungskraft des Permanentmagneten (11) gehalten tnit dem restlichen Magnetaufbau in axialer Richtung verschiebbar ist und daß im Inneren des Gehäuses (14) ein den verschiebbaren Teilanker (13C) nach einer vorgegebenen axialen Verschiebung vom übrigen Magnetaufbau trennender Anschlag vorgesehen ist.

2. Stoßbetätigter Impulsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den magnetischen Kreis schließende Anordnung (10) aus einem im wesentlichen becherförmigen Teil mit einer zylindrischen äußeren Oberfläche und einem zentralen, stabförmige!! Teil besteht, der sich vom inneren Boden des becherförmigen Teils in axialer Richtung erstreckt.

3. Stoßbetätigter Impulsgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Teil von dem zyliriderförmigen Permanentmagneten (11) gebildet ist, dessen einer Pol sich an der Berührungsfläche des Permanentmagneten (11) mit dem inneren Boden des becherförmigen Teils (10) befindet.

4. Stoßbetätigter Impulsgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (12) in einem ringförmigen Raum zwischen der radial äußeren Umfangsfläche des Permanentmagneten (11) und der radial inneren Wandfläche des becherförmigen Teils (10) angeordnet ist.

5. Stoßbetätigter Impulsgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) mit dem freien Ende des stabförmigen Abschnitts und dem freien Rand der Umfangswand des becherförmigen Teils (10) in spaltfreiem Kontakt steht.

6. Stoßbetätigter Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansptüche, dadurch gekennzeichnet, daß der unverschiebliche Teilanker (13y4,13B) ein sektorförmiges Bauteil ist, dessen Größe so gewählt ist, daß bei der Trennung dieses Teilankers (13/1, 13B) vom übrigen Magnetaufbau in der Induktionsspule (12) ein elektrischer Impuls mit nur geringer Energie erzeugt wird.

7. Stoßbetätigter Impulsgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbare Tcilanker (13C) ein sektorförmiges Bauteil ist, dessen Größe so gewählt ist, daß bei der Trennung dieses Teilankers (13C) vom übrigen Magnetaufbau in der Induktionsspule (12) ein

elektrischer Impuls mit sehr hoher Energie erzeugt