DE3015155C2 - Geschwindigkeitsänderungssensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Geschwindigkeitsänderungssensor, insbesondere für den Einbau bei einem Fahrzeug mit einer Vorrichtung, die im Ansprechen auf eine Beschleunigung des Fahrzeuges über einen Schwellenwert hinaus betätigbar ist, enthaltend einen Körper, der einen rohrförmigen Durchgang mit einer Bohrung aufweist, innerhalb der eine Fühlermasse für eine auf eine Fahrzeug-Beschleunigung ansprechende Bewegung aus einer Ausgangsstellung in Richtung einer

bo zweiten Stellung angeordnet ist, in der die Fühlermasse eine Betätigung der genannten Vorrichtung auslöst, sowie enthaltend eine Vorspanneinrichtung, die eine vorbestimmte Federkraft auf die Fühlermassc ausübt und eine Bewegung der letzteren aus der genannten Aus-

b5 gangsstellung so lange zurückhält, bis diese vorbeslimmte Federkraft von der Beschleunigung überwunden wird, woraufhin diese Vorspanneinrichtung relativ zun, Körper und zur Fühlermasse betätigbar ist.

Zu den Vorrichtungen, die zum Schulze eines Fahrzeug-Insassen gegenüber Verletzungen gedacht sind, gehört auch eine Einrichtung mit einem aufblasbaren Luftsack, der in der FahrgastzeHe vor dem Insassen in einem nicht aufgeblasenen Zustand untergebracht ist Wenn ein solches Fahrzeug einer Beschleunigung ausgesetzt ist, die ein Zusammenstoß mit sich bringt dann wird der Luftsack aufgeblasen, um ein schützendes Kissen oder Polster für den Insassen zu schaffen.

Wenn ein fahrendes Fahrzeug in einen Zusammenprall solcher Stärke verwickelt wird, daß das Fahrzeug plötzlich verlangsamt oder angehalten wird, dann wird der Fahrzeug-Insasse sich noch so lange mit der Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug z. Zt des Zusammenpralls fuhr, weiter vorwärtsbewegen, bis er mit irgendeinem Teil des Aufbaues der FahrgastzeHe kollidiert. Soll eine ernsthafte Verletzung des Insassen verhindert werden, so muß der Luftsack vollkommen aufgeblasen sein, bevor eine Kollision zwischen dem Insassen und dem Fahrgastzellen-Aufbau erfolgt Man hat als typisch herausgefunden, daß der Fahrer eines Fahrzeugs sich nur um etwa 127 mm von seiner Fahrposition vorwärtsbewegen kann, bis eine Schutz- bzw. Rückhaltevorrichtung, wie z. B. ein Luftsack, erforderlich wird, um eine Verletzung zu verhindern. Alle Luftsack-Aufblasmechanismen benötigen einen Zeitraum (z. B. etwa 30 ms), um ein Aufblasen des Luftsackes zu bewirken, nachdem sie ein Signal zum Beginn des Aufblasens von einem Sensor empfangen haben. Unter diesen Umständen muß eine Luftsack-Schutzvorrichtung, wenn sie wirksam sein soll, 30 ms vorher aufgeblasen werden, bevor der Fahrzeug-Insasse sich 127 mm weit von seiner Position zur Zeit des Aufpralles wegbewegt hat.

Man hat festgestellt, daß eine Insassen-Schutzvorrichtung benötigt wird, wenn die Bewegung des Fahrzeug-Insassen relativ zum Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit von etwa 193 km/h liegt. Somit spricht ein idealer Sensor an, bevor der Insasse mit irgendeinem Teil des Fahrzeuginnern bei einer Geschwindigkeit von 193 km/h oder mehr kollidiert und 30 ms bevor der Insasse sich um 127 mm vorwärtsbewegt hat.

Da eine Luftsack-Schutzvorrichtung konstruiert ist, um eine heftige Kollision zwischen einem Fahrzeug-Insassen und irgendeinem Teil der Fahrgastzelle zu verhindern, ist es wichtig, daß der die Betätigung des Luftsack-Aufblasmechanismus auslösende Sensor so ausgeführt ist, daß er eher auf eine Beschleunigung der FahrgastzeHe als irgendeines anderen Fahrzeugteiles anspricht. Nicht alle Zusammenstöße führen jedoch zu einer derartigen Beschleunigung der Fahrzeug-Fahrgastzelle, daß ein Aufbissen des Luftsackes erforderlich wird. Falls beispielsweise ein vorderer Koiflügel oder Stoßfänger des Fahrzeuges gegen einen Pfosten, Mast oder dergleichen prallen sollte, der bei dem Aufprall oder kurz danach bricht, dann könnte ein Sensor, der am vorderen Kotflügel oder Stoßdämpfer montiert ist. eine Geschwindigkeitsänderung von 19,3 km/h oder größer erfahren, bevor der Pfosten oder Mast bricht, während die Fahrgastzelle eine vernachlässigbare Geschwindigkeitsänderung erführt. Unter diesen Umständen wäre ein Aufblasen des Luftsackes nicht erforderlich; ein Aufblasen könnte hier sogar zu einem nachfolgenden Unfall führen. Es ist daher wichtig, daß der Sensor oder die Sensoren am Fahrzeug in solchen Positionen anordnen und so zu konstruieren, daß dafür vorgesorgt ist. daß ein Insassenschutz nur erforderlich wird, wenn die Fahrgastzelie «ine entsprechende Geschwindigkeitsänderung erfäh't.

Frontpartien des Fahrzeugs, d. h. der Stoßfänger, Kotflügel, Kühler und dergleichen, können insofern eine beträchtliche Geschwindigkeitsänderung im Vergleich zur Fahrgastzelle erleiden, als diese Frontpartien in der Lage sind, (Aufprall-)Energie zusammenbrechen zu lassen und zu absorbieren. An oder in den Frontpartien eines Fahrzeuges montierte Sensoren sollten daher Eigenschaften besitzen, die sich von Sensoren unterscheiden, die z. B. an deren Schutzwand montiert sind, um im

ίο Bedarfsfalle ein Aufblasen eines Luftsackes sicherzustellen, jedoch ein Aufblasen des Luftsackes in solchen Fällen vermeiden, in denen es nicht erforderlich ist.

In jenen Sensoren, die ein Aufblasen eines Luftsackes über eine elektrische Schaltung auslösen, die das Schlie-

•i5 Ben eir.es normalerweise offenen Schalters für einen begrenzten Zeitabschnitt erfordert, muß sichergestellt werden, daß der Schalter nicht nur für die zum Schließen des Kreises erforderliche Mindestzeit geschlossen bleibt, sondern auch für einen gewissen längeren Zeitabschnitt, um einen Sicherheitsfaktor zu schaffen. Bei Sensoren, die eine Vorspannmasse verwenden, um einen Beschleunigungs-Schwellenwör zu errichten, der überschritten werden muß, bevor ehr Schließen des Schalters möglich ist, besteht eine Wahrscheinlichkeit, daß die Vorspannmasse sich bis zu einer Positio;: bewegen kann, in der die Schaltbetätigungseinrichtung frei ist, un; sich in Richtung auf die Schalter-Schließposition zu bewegen, dann jedoch zurückkehren in die Bewegungsbahn der Schalter-Schließeinrichtung und ein Schließen des Schalters verzögern oder verhindern oder ein vorzeitiges Wiederöffnen des Schalters bewirken. Auf der anderen Seite kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, ein Schließen des Schalters für einen vorbestimmten Zeitabschnitt zu verzögern, um den Aufblasvorgang des Luftsackes über einen ausreichenden Zeitraum zu verhindern, um sicherzustellen, daß die Umstände ein Aufblasen des Luftsackes erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der eingangs genannten Art so auszuführen, daß er in ausgewählten Positionen an bzw. in einem Fahrzeug montiert werden und Geschwir.digkeitsänderungen wahrnehmen kann, die je nach den Erfordernissen eine Insassen-Schutzvorrichtung aktivieren oder nicht.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Geschwindigkeitsänderungssensors durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Ein erfindungsgemäß konstruierter Sensor weist zunächst einmal Merkmale auf. wie sie in der US-PS 39 74 350 offenbart sind: er enthält einen Körper, der so

so ausgebildet ist. daß er an einem Fahrzeug in einer Position montiert werden kann, um Beschleunigungsimpulse wahrzunehmen und darauf anzusprechen. Innerhalb eines rohrförmigen Durchgangs ist im Körper eine Eeschleunigungs-Fühlermasse angeordnet, die durch ein elektrisch leitendes Material gebiidet ist. Die Fühlcrmasse kann sich im Ansprechen auf einen Beschieunigungsimpuls aus einer Ausgangsstellung entlang einer Bahn bewegen, die zu einem normalerweise offenen Schalter führt, der über eine geeignete Verdrahtung mi!

dem Betätigungsr.echanismus eines aufblasbaren Luftsackes verbunden ist.

Auf eine Fühlermosse wirkt eine Vorspanneinrichtung, um sie in ihre Ausgangsstellung unter einer vorgewählten Kraft vorzuspannen, die überschritten werden muß, bevor die Fühlerinasse sich aus ihrer Ausgangsstellung herausbcw^sen kann. Die Vorspanneinrichtung enthält eine Masse, die normalerweise mit der Fiihlerniiisse in Berührung steht und diese in ihrnr Αικίτ:ιηυ<;-

stellung hält, sich jedoch von der Fühlermasse im Ansprechen auf eine Beschleunigung wegbe\»/egi, die größer ist als die vorgewählte Vorspannkraft, wodurch die Fühlermasse für eine Bewegung in Richtung auf den Schalter freigegeben wird.

Die Bewegung der Fühlermasse wird von einem Fluid — entweder durch das Beharrungsvermögen oder durch Viskosität — gedämpft. Die so weit beschriebene Ausführungsform ist in ihrer Funktion im wesentlichen gleichartig zu der gemäß der zuvor erwähnten US-Patentschrift.

Bei der Erfindung erfolgt eine Bewegung der Vorspannmasse im Ansprechen auf die Beschleunigung entlang einer linearen Bahn; jedoch dämpfen zusammenwirkende Mittel, die vom Körper und einer die Vorspanneinrichtung darstellenden Vorspannmasse getragen werden, eine Bewegung der letzteren, indem eine Linearbewegung in eine Drehbewegung umgewandelt und ein Teil der kinetischen Energie der Vorspannmasse verbraucht wird. Ein Verbrauch an kinetischer Energie verhindert ein Zurückkehren der letzteren in ein vorzeitiges Wiederineingriffkommen mit der Fühlermasse. Die Mittel zum Übertragen einer Linearbewegung der Vorspannmasse in eine Drehbewegung können auch so wirken, dali eine Bewegung der Fühlermasse zum Eingriff mit dem Schalter verzögert wird.

Die Erfindung sei im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vergrößerte Seitenansicht eines Gehäuses, in dem ein Sensor untergebracht ist;

F i g. 2 eine Horizontalschnittansicht eines Sensors, der nach einer Ausführungsform konstruiert ist:

Fig 3 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des in F i g. 2 gezeigten Sensors;

Fig.4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine Detailansicht gemäß den Pfeilen 5-5 in Fig. 4:

F i g. 6 eine gleichartige Schnittansicht wie F i g. 2, jedoch zur Veranschauiichung einer modifizierten Form.

Ein derartiger Sensor ist so ausgeführt, daß er innerhalb eines stabilen Gehäuses 1 eingeschlossen werden kann. da«. Flansche 2 besitzt, die mit Öffnungen für die Aufnahme von Schrauben oder dgl. (nicht dargestellt) versehen sind, um das Gehäuse an einem geeigneten Plat/ an der Langsachse eines Fahrzeuges oder relativ /υ dieser Längsachse zu montieren. Eine Buchse 3 ist in eine in das Gehäuse 1 eingeformte Öffnung eingepaßt und schließt diese ab. wobei sie ein isoliertes Kabel 4 aufnimmt, das eine nachfolgend noch zu beschreibende elektrische Verdrahtung enthält. Das Gehäuse 1 besitzt einen Hohlraum, in dem ein Sensor untergebracht wird. F.in nach dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 2 bis 5 konstruierter Sensor enthält einen zylindrischen Körper 5. der aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Der Körper 5 besitzt eine Bohrung 6, die an einerr: Ende durch eine Wand 7 verschlossen ist. die mit zwei diametral gegenüberliegenden Öffnungen 8 versehen ist, mit denen die Bohrung 6 in Verbindung steht. Das entgegengesetzte Ende der Bohrung fi ist offen. In der Nähe des geschlossenen Endes der Bohrung ist letztere mit zwei sich in Längsrichtung erstreckenden, diametral gegenüberliegenden Rippen 9 versehen, von denen jede eine darin eingearbeitete Nut 19 aufweist.

Eingepaßt in die Bohrung 6 und gegen die Endwand 7 eingesetzt ist eine längliche Hülse 11. die eine sich dahindurch erstreckende zylindrische Bohrung 12 aufweist. Die Hülse 11 ist länger als der Körper 5, und der Teil der Hülse, der sich in die Bohrung 6 hineinerstreckt, besitzt diametral gegenüberliegende, in radialer Richtung vorstehende Rippen 13, die in die Nuten 10 eingepaßt sind, um eine Drehbewegung der Hülse If relativ zum Körpers auszuschließen.

In der Bohrung 12 isi eine Vorspannfeder 14 aufgenommen, die mit einem Ende an der Endwand 7 anliegt und eine vorbcstimmle Federkraft besitzt. Außerdem ist in der Bohrung 12 eine Vorspannmasse 15 aufgenommen, die ein vorbestimmtes Gewicht besitzt und vorzugsweise einen metallischen Körper 16 enthält, der sowohl gleitbeweglich als auch drehbeweglich in der Bohrung 12 angeordnet ist. Der Körper 16 endet an einem Ende in einer einen reduzierten Durchmesser aufweisenden Verlängerung 17, die in die Feder 14 eingepaßt ist und eine Schulter 18 bildet, gegen die die Feder 14 anliegt. Das entgegengesetzte Ende des Körpers 16 endet ebenfalls in einer einer, reduzierten Durchmesser aufweisenden Verlängerung 19, auf deren freies Ende eine elektrisch isolierende Kappe 20 aufgepaßt ist.

Das Ende der Hülse 11, das über einen Körper 5 hinausragt, wird von einem äußeren Hülsenring 22 gebildet, an den sich ein im Durchmesser reduzierter, ringförmiger Hals 23 anschließt, der in der Bohrung 6 aufgcnommen ist. Der Hülsenring 22 ist mit Gewinde versehen, um einen mit passendem Gewinde versehenen Stopfen 24 aufzunehmen, der in sich eine Ringnut 25 aufweist, in dh ein vorzugsweise aus Glas bestehender Zylinder-Durchgang 26 eingepaßt ist. der eine rohrförmige Bohrung mit glatter Oberfläche bildet. Der Zylinder-Durchgang 26 erstreckt sich in d?r Weise in die Hülse 11 hinein und über den Stopfen hinaus, daß er in dem Hals 23 aufgenommen und davon getragen wird.
In der Bohrung 27 des Durchgangs 26 ist eine vorzugsweise kugelförmige Fühlermasse 29 aufgenommen, die aus einem elektrisch leitenden Metall mit geringer Ausdehnung gebildet ist. Die Fühlermasse 29 sitzt normalerweise auf einer halbkugelförmigen Fläche 30, die am inneren Ende des Stopfens 24 eingeformt ist. Eine kugelförmige Masse wird gegenüber einer beispielsweise zylindrischen Masse bevorzugt, weil sie rollen kann und daher viel weniger beeinflußbar durch Reibungskräfte ist und weil außerdem eine zylindrische Masse sich vorspannen kann, wodurch sich der Fluidstromwiderstand stark ändern kann. Diese beiden Effekte führen zu Fehlverhalten.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 sind die Durchmesser der Bohrung 27 und der Masse 29 so gewählt, daß zwischen ihnen ein Spiel von solcher Größe

so vorhanden ist, daß ein Trägheitsstrom des Fluids (Luft oder anderes Gas) durch das Spiel zum Zwecke einei Dämpfungsbewegung der Masse relativ zum Zylinder geschaffen wird. Aufgrund dieses Trägheits-Fluidsiromes ergibt sich ein Sensor, bei dem hohe Geschwindigkeitsänderungen für kurzzeitige Impulse auftreten können und der daher einen zusätzlichen Schutz gegenüber einer unbeabsichtigten Betätigung einer Insassen-Rückhaltevorrichtung bietet, wenn solche kurzzeitigen Impulse beispielsweise durch ein Abbrechen von Pfosten oder dgl. oder durch Hammerschläge hervorgerufen werden.

Zwischen ihren Enden ist die Hülse 11 mit zwei diametral gegenüberliegenden Schlitzen 35 für die Aufnahme von elektrisch leitenden Messerkontakten 36 versehen. die gebogene Kontaktteile 37 aufweisen, die mit Abstand voneinander angeordnet sind, sich einander gegenüberliegen und normalerweise offene Kontakte bilden. Die Messerkontakte 36 haben am einen Ende der

Schlitze 35 übereinstimmende freie Enden 38. die auf dem Hals 23 der Hülse 11 aufliegen. Die Enden 38 der Messerkontakte umgibt ein elastisches Band 39. das diese Enden federnd grgen den Hals 23 hält. In der Nähe der entgegengesetzten Enden der Schlitze 35 erstrecken sich die leitenden Messerkontakte 36 durch die Nuten 10 und enden in Anschlußklemmen 40. die durch die öffnungen 8 hindurchragen. Eine der Anschlußklemmen 40 ist für eine Verbindung mit einem elektrischen Leiter 41 ausgebildet, um sie über eine Energiequelle, z. B. eine Batterie 42, zu erden, während die ardere Anschlußklemme 40 über einen Leiter 43 an ein Betätigungsglied 44 bekannter Bauart angeschlossen ist, das so betätigt werden kann, daß eine Insassen-Schutzvorrichtung 45, z. B. ein aufblasbarer Luftsack zum Zurückhalten eines Insassen, aktiviert wird. Die Anschlußklemmen 40 sind flexibel und können aus den in F i g. 2 gezeigten Stellungen so umgebogen werden, daß sie sich durch die Buchse 3 erstrecken unrl ;in flip Leiter 4! und 43 angeschlossen werden können, die sich innerhalb des Kabels 4 befinden.

Zumindest eine Seite der Hülse 11 ist mit einer abgeflachten Fläche 46 versehen, die im wesentlichen tangential zur Innenseite der Bohrung 12 verläuft. An dieser Fläche46 ist eine Platte 47 befestigt, in die ein Schiit/ 48 eingeformt ist. Der Schlitz besitzt einen linearen Teil 49, der sich in Längsrichtung zur Bohrung 12 erstreckt und mit einer Anzahl von sinzsförmigen oder zickzackförmigen Schlitzteilen 50,51 und 52 in Verbindung steht. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel erstreckt s''h der Schlitzteil 50 unter einem Winkel von 45° von dem Schlitzteil 49, der Schlitzteil 51 unter einem Winkel von etwa 90° zum Teil 50 und der Schlitzteil 52 unter einem Winkel von etwa 90° zum Schlitzteil 51. Die Winkelgrößen dieser Schlitzteile können jedoch auch von den angegebenen abweichen.

Die Hülse 11 ist mit einem länglichen linearen Schlitz 53 versehen, der eine größere Weite als der Schlitz 49 besitzt und ich parallel zur Längsachse der Bohrung 12 erstreckt. Der Schlitz 53 steht mit der Bohrung 12 in Verbindung.

Ein Zapfen 54 ist am Körper 16 der Vorspannmasse 15 befestigt und erstreckt sich seitlich davon durch die Schlitze 53 und 49. Der Zapfen 54 ist in Längsrichtung des Schlitzes 49 gleitbeweglich und kann der sinusförmigen Bahn folgen, die durch die Schlitzteile 48 bis 52 gebildet ist. Da der Körper 16 sowohl verdrehbar als auch linear beweglich innerhalb der Bohrung 12 aufgenommen ist, bewirkt eine Bewegung des Zapfens 54 in Längsrichtung des Schlitzes 49, daß sich der Körper 16 entsprechend der durch den Schlitz 49 definierten Bahn oszillierend hin- und herbewegt. Der Schlitz 49 und der Zapfen 54 bilden Mittel für Dämpfungsbewegungen der Vorspannmasse 15.

Die in Fig.6 veranschaulichte Ausführungsform ist die gleiche wie zuvor beschrieben, mit Ausnahme der folgenden Unterschiede:

Der Stopfen 24a (entsprechend Stopfen 24) besitzt eine Bohrung 56 in Verbindung mit einer scharfkantigen Öffnung 57, wodurch ein Luftkanal durch den Stopfen 24a gebildet ist Der Durchmesser der Bohrung 27 und der Masse 29 sind tatsächlich gleich, wodurch das Spiel 31a zwischen der Bohrung 27 und der Masse 29 auf eine Größe begrenzt ist, die gerade ausreicht um eine Bewegung der Masse innerhalb der Bohrung zu ermöglichen und einen Fluidstrom zwischen der Bohrung 27 und der Masse 29 auf ein Minimum herabzusetzen. Um die Möglichkeit des Eintritts von Fremdstoffen in die Öffnung 57 so klein wie möglich zu halten, ist eine luftdurchlässige Membrane 58 an das offene Ende des Hülsenringes 22 angeklebt, wobei sie dieses Ende abdeckt.

Um den Sensor nach beiden zuvor erläuterten Aus- Ί führungsformen in den Betriebszusland zu bringen, wird er im Hohlraum des Gehäuses 1 befestigt, und die Anschlußklemmen 40 werden an die Leiter 41 und 43 angeschlossen. Der Hohlraum innerhalb des Gehäuses 1 ist so groß, daß der Körper 5 und die Hülse 11 im zusammeiiiiesLMzten Zustand gehalten werden. Das Gehäuse kann dann an einem entsprechenden Teil eines Fahrzeugs verbolzt oder in anderer Weise befestigt werden, wobei die Längsachse der Hülse 11 im wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verläuft. Falls

Ij das Gehäuse an irgendeinem Frontteil des Fahrzeugs, z. B. dem Stoßfänger, einem Kotflügel oder dem Kühler, montiert wird, dann werden die Eigenschaften des Sensors anders sein als in dem Falle, in dem er an der Fahrzeug-Schützwand montiert wird, wie noch e-rläutert wird.

Ein entsprechend F i g. 2 ausgebildeter Sensor ist so ausgeführt, daß er an der Schutzwand eines Fahrzeuges montiert wird, das in Richtung des Pfeiles 60 (Fig. 2) fährt. Eine ausreichend abrupte Geschwindigkeitsherabsetzung des Fahrzeuges wird auf den Körper 16 der Vorspannmasse 15 und die Fühlermasse 29 einen Beschleunigungsimpuls in Richtung des Pfeiles 60 ausüben. Falls der Beschleunigungsimpuls groß genug ist, um die Kraft der Feder 14 zu überwinden, wird sich die Vor-

jo spannmasse bzw. der Körper 16 in Richtung des Pfeiles 60 bewegen und dadurch von der Fühlermasse 29 weg bewegen, so daß letztere in die Lage versetzt wird, sich ebenfalls in Richtung des Pfeiles 60 zu bewegen. Die Kraft der Feder 14 sollte so groß sein, daß ein Beschleunigungsimpuls einen vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 3 g) überschreiten muß, bevor die Vorspannmasse sich relativ zur Hülse 11 bewegen kann; diese Federkraft 14 sollte jedoch so gewählt werden, daß sie zur Erzielung optimaler Resultate variiert werden kann.

Falls der Beschleunigungsimpuls von solcher Größe ist, daß der Vorspannkörper 16 die Kraft der Feder 14 überwinden kann, und falls er von ausreichender Dauer ist. dann kann eine Linearbewegung der Vorspannmasse sehr schnell sein; sie könnte sogar so schnell sein, daß die Masse gegen den Boden der Wand 7 stößt und zurückprallt. Bei der vorliegenden Konstruktion kann eine unbegrenzte Bewegung des Körpers 16 der Vorspannmasse jedoch nur solange fortgesetzt werden, bis der Zapfen 54 den winkligen Schlitzteil 50 erreicht, woraufhin der Körper 16 gezwungen wird, sich in der einen Richtung zu drehen, wenn er sich weiterhin in Richtung auf die Wand 7 bewegt. Wenn der Zapfen 54 sich dem Schlitzteil 51 nähen, wird die erwähnte Drehbewegung des Körpers 16 angehalten und der Körper in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Auf diese Weise wird die kinetische Energie des Vorspannkörpers 16 teilweise verbraucht und eine Bewegung dieses Körpers der Vorspannmasse gedämpft. Es ist möglich, die Vorspannmasse einem Beschleunigungsimpuls von solcher Größe und Dauer auszusetzen, daß die Masse am Boden der Wand 7 anstößt und zurückkehrt, ungeachtet einer Dämpfung ihrer Bewegung. In diesem Falle wird die Rückkehrbewegung der Masse durch das Zusammenwirken von Zapfen 54 und Schlitz 48 ebenfalls gedämpft

Wenn der Vorspannkörper 16 einem Beschleunigungsimpuls ausgesetzt wird, der ausreicht, um ihn von der Fühlermasse 29 wegzubewegen, dann kann sich diese demselben Beschleunigungsimpuls ausgesetzte Füh-

leniiassc in derselben Richtung bewegen wie die Vorspannmassc. Nach einer leichten Bewegung der Fiihlermasse 29 vom Sitz des Stopfens 24 weg, wird ein Teilvakuum zwischen dieser Masse und ihrem Sitz gebildet. Eine Druckdifferenz ist daher quer durch die Fühlcrmasse geschaffen und erzeugt eine Dämpfungskraft, die einer weiteren Bewegung der Masse entgegenwirkt. Das Fluid wird jedoch zunehmend an der Fühlermasse 29 vorbei durchlecken, und zwar in einer Größe, die durch die Größe des Spiels 31 bestimmt wird. Vorzugsweise besitzt das Spiel eine solche Größe, daß eher für eine Trägheitsströmung des Fluids durch das Spiel 31 als für eine viskose Strömung gesorgt wird und daß die gewünschte Größe der Längsbewegung der Fühlermasse geschaffen wird, wie es in der obenerwähnten US-PS erläutert ist.

Falls der Bcschleunigungsimpuls von ausreichender Größe und Dauer ist, wird die Fühlermasse 29 schließlich in eine Position bewegt werden, in der sie die Kontaktteile 37 überbrückt. Der Durchmesser der Masse 29 ist größer als der Zwischenraum zwischen den Kontaktteilen 37, wodurch ein guter Kontakt zwischen den Messerkontakten 36 und der Masse 29 sichergestellt wird, um ein Schließen des so durch die Messerkontakte und durch die Masse gebildeten Schalters zu bewirken, das Betätigungsglied 44 zu betätigen und den Luftsack 45 aufzublasen. Um vor einem Zurückschlagen der Messerkontakte 36 sicher zu sein, wenn sie mit der Masse 29 in Eingriff kommen, zwingt das elastische Band 39 den Kontakten eine federnde Kraft auf, wodurch diese Kontakte an einer Trennung gehindert und in festem Eingriff mit der Masse 29 gehalten werden.

Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Konstruktion ist die Länge des linearen Schlitzteiles 49 so gewählt, daß die Vorspannmasse, während sie sich genügend weit bewegt hat, damit der Zapfen 54 in den Schlitzteil 50 eindringen kann, sich auch gleichzeitig über eine ausreichende Distanz bewegt hat. daß die Fühlerniasse 29 an den Kontaktteilen 37 angreifen und sie überbrücken kann. Diese Anordnung wird bevorzugt, wenn der Sensor an einer F'ahrzeug-Schutzwand montiert wird.

Falls der Sensor an einem energieabsorbierenden Teil eines Fahrzeugs, wie z. B. dem vorderen Stoßfänger oder Kotflügel, montiert werden soll, dann wird ein etwas geändertes Verhältnis zwischen der Vorspannmasse und seiner Dämpfungseinrichtung bevorzugt, um ein Auslösen des Aufblasens des Luftsackes zu verzögern. Dies kann erreicht werden durch ein Verkürzen der Länge des linearen Schlitzteiles 49. d. h. durch eine nähere Anordnung des ersten winkligen Schlitzteiles 50 an die Ausgangsstellung der Fühlermasse 29. Bei einer solchen Anordnung wird die Bewegung der Vorspannmasse 15 bereits gedämpft, bevor letztere sich über eine ausreichende Distanz bewegt, um ein Ineingriffkommen der Fühlermasse 29 mit den Kontaktteilen 37 zu gestatten. Bei dieser Konstruktion muß der Beschleunigungsimpuls nicht nur die Kraft der Feder 14 überschreiten, sondern er muß auch von ausreichender Dauer sein, um eine Bewegung der Vorspannmasse 15 über eine genügend große Distanz zu ermöglichen, damit die Fühlermasse 29 in die Kontakte eingreifen kann. Diese Anordnung macht es möglich, zwischen Zusammenstößen, die ein Auslösen der Schutzvorrichtung notwendig machen und anderen, kurzzeitigen Impulsen zu unterscheiden.

Der Betrieb der Sensorausführung gemäß F i g. 6 ist der zuvor beschriebenen ganz ähnlich, mit der Ausnahme, daß bei dieser modifizierten Ausführungsform die Bewegung der Fühlermasse 29 durch eine Begrenzung der Fluidströmung in den Raum zwischen der Masse und ihrem Sitz mit Hilfe der scharfkantigen Öffnung 57 gedämpft wird, i.i diesem Falle ist das Spiel 31a zwischen der Masse 29 und der Bohrung 27 kleiner als das Spiel 31, und e* sollte gerade ausreichend sein, eine Bewegung der Masse 29 relativ zum Zylinder-Durchgang 26 zu ermöglichen, wodurch sichergestellt wird, daß der dominierende Dämpfungseinfluß auf die Masse 29 dem Fluid zuzuschreiben ist. Die Strömungseigenschäften des Fluids durch die Öffnung sind vorzugsweise durch das Beharrungsvermögen gegeben.

Die Fähigkeit, nicht nur die Bewegung der Fühlermassc 29. sondern auch die Vorspannmassc 15 zu dämpfen, verbunden mit der Fähigkeit der letzteren, eine freie Bewegung der Fühlerniasse 29 in Übereinstimmung mit Schaltkontakten zu ermöglichen oder zu verhindern, gestattet es, Sensoren mit stark unterschiedlichen Betriebseigenschaften herzustellen. Auf diese Weise können erfindiingsgemäß konstruierte Sensoren sowohl an vorderen als auch an hinteren Teilen eines Fahrzeuges montiert sein. In jedem Falle ermöglichen sie es, falls erforderlich, eine Insassen-Schutzvorrichtung zu betätigen und zwar für einen ausreichenden Zeitabschnitt, um den Schutz für einen Fahrzeug-Insassen zu schaffen.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Geschwindigkeitsänderungssensor. insbesondere für den Einbau bei einem Fahrzeug mit einer Vorrichtung, die im Ansprechen auf eine Beschleunigung des Fahrzeuges über einen Schwellenwert hinaus betätigbar ist, enthaltend einen Körper, der einen rohrförmigen Durchgang mit einer Bohrung aufweist, innerhalb der eine Fühlermasse für eine auf eine Fahrzeug-Beschleunigung ansprechende Bewegung aus einer Ausgangsstellung in Richtung einer zweiten Stellung angeordnet ist, in der die Fühlermasse eine Betätigung der genannten Vorrichtung auslöst, sowie enthaltend eine Vorspanneinrichtung, die eine vorbestimmte Federkraft auf die Fühlermasse ausübt und eine Bewegung der letzteren aus der genannten Ausgangsstellung so lange zurückhält, bis diese vorbestimmte Federkraft von der Beschleunigung überwunden wird, woraufhin diese Vorspanneinrichtung relativ zum Körper und zur Fühlermasse betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (48,54) vorgesehen sind, die auf eine Bewegung der Vorspanneinrichtung (15) zum Dämpfen einer solchen Bewegung ansprechen.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Durchgang (26) ein Fluid enthält und daß eine Bewegung der Fühlermasse (29) durch dieses Fluid gedämpft wird.

3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid oin Gas ist.

4. Sensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bohrung (27) und der Fühlermasse (29) ein Spiel (31, 3~s) vorhanden ist, durch das das Fluid im Ansprechen auf eine Bewegung der Fühlermasse strömt.

5. Sensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Durchgang (26) eine Öffnung (57) besitzt, die mit der genannten Bohrung (27) in der Nähe des Bohrungsendes in Verbindung steht, das von der Fühlermasse (29) eingenommen wird, wenn letztere sich in ihrer Ausgangsstellung befindet, wobei die öffnungen — im Ansprechen auf eine Bewegung dieser Fühlermasse aus ihrer Ausgangsstellung — einen Durchgangskanal für das Fluid in die Bohrung (27) bildet.

6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlermasse (29) kugelförmig ist.

7. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlermasse aus elektrisch leitendem Material hergestelk ist.

8. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (15) einen Vorspannkörper (16) enthält und daß die genannten Dämpfungsmittel zusammenwirkende Einrichtungen (48, 54) enthalten, die von dem Körper (5) und dem Vorspannkörper (16) zwecks Umwandlung einer Linearbewegung des letzteren in eine Drehbewegung getragen werden.

9. Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Einrichtungen einen Schlitz (48) in dem einen Körper sowie einen Zapfen (54) am anderen Körper enthalten, wobei der Zapfen im Schlitz aufgenommen ist.

10. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung (36) vorhanden und für eine Verbindung mit der genannten Vorrichtung (45) ausgeführt ist wobei sie sich in den genannten Durchgang hineinerstreckt, für einen Eingriff mit der Fühlermasse (29) im Ansprechen auf eine Bewegung der letzteren über eine vorbestimmte Distanz von ihrer Ausgangsstellung.

11. Sensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (36) eine elektrisch leitende, normalerweise offene Schaltereinrichtung aufweist, mit der die Fühlermasse (29) in Eingriff bringbar ist

12. Sensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtung mit Abstand voneinander angeordnete Kontaktteile (37) enthält und dieser Abstand zwischen diesen Kontakten geringer ist als der Durchmesser der Fühlermasse (29).

13. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die einem Trennen der Kontaktteile (37) federnd entgegenwirkt.

14. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel (48, 54) in der Weise wirksam sind, daß sie die genannte Bewegung der Vorspanneinrichtung (15) lediglich dämpfen, nachdem letztere sich relativ zur Fühlermasse (29) um eine ausreichende Distanz bewegt so daß die genannte Fühlermasse von der Federkraft vollkommen freigegeben ist.

15. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel (48, 54) in der Weise wirksam sind, daß eine Bewegung der Vorspanneinrichtung (15) aus der zweiten Stellung in ihre Ausgangsstellung gedämpft wird.

16. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (54) der Dämpfungsmittel von der Vorspanneinrichtung (15) getragen wird und sich durch den im Körper (5) ausgebildeten Schlitz (48) erstreckt, wobei dieser Schlitz einen ersten Abschnitt (49) aufweist, der sich parallel zur Bewegungsrichtung der Vorspanneinrichtung in Richtung auf die zweite Stellung erstreckt und mit weiteren Schlitzteilen (50 bis 52) verbunden ist, die eine zickzackförmige Bahn bilden.