DE3410411A1

DE3410411A1 - Beschleunigungssensor

Info

Publication number: DE3410411A1
Application number: DE19843410411
Authority: DE
Inventors: Takeo Matsui; Shinji Niwa Aichi Mori; Fuminori Teraoka
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1983-03-22
Filing date: 1984-03-21
Publication date: 1984-10-11
Also published as: FR2543301A1; SE8401585D0; GB2138139A; JPH0234614Y2; SE458438B; SE8401585L; CA1209973A; GB2138139B; DE3410411C2; GB8407460D0; JPS59146775U; FR2543301B1; US4619417A

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Beschleunigungssensor von Sicherheitsgurt-Systemen für den Schutz von Fahrzeuginsassen in einer Notfallsituation des Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Fahrzeugen, bspw. Kraftfahrzeugen wird ein Beschleunigungssensor verwendet, um zu verhindern, daß ein den Insassen zurückhaltender Gurt in einer Notfall- bzw. Gefahrensituation des Fahrzeugs vom Gurtaufroller abgewickelt wird.

Dies heißt, daß bei Sicherheitsgurtsystemen von Kraftfahrzeugen ein Ende des Gurtes, der um den Insassen dann, wenn er im Kraftfahrzeug fährt, befestigt ist, im am Fahrzeugaufbau befestigten Gurtaufroller lagenweise aufgerollt und in ihm aufbewahrt bzw. gespeichert ist. Der Beschleunigungssensor ist im Gurtaufroller aufgenommen, in wel- chem der Gurt in normaler Situation des Kraftfahrzeuges abgewickelt werden kann, wodurch der In-

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sasse seine Haltung frei ändern kann; in einer Notfall- bzw. Gefahrensituation des Kraftfahrzeuges wird der Gurt daran gehindert, daß er sich vom Gurtaufroller abwickeln kann, wodurch der Insasse vom Gurt zurückgehalten wird, d.h., er kann in einer sicheren Stellung gehalten werden.

Bei normaler Situation des Kraftfahrzeugs wird eine Kugel des Beschleunigungssensors in ihre Raststellung gebracht, wenn jedoch eine Beschleunigung, die größer als ein vorbestimmter Wert ist, auf den Beschleunigungssensor wirkt, rollt die Kugel auf einer geneigten Fläche bzw. Schräge im Beschleunigungssensor nach oben, so daß ein Betätigungsglied, das auf der Kugel liegt, betätigt wird, wodurch ein Abrollen des Gurtes vom Gurtaufroller unterbrochen bzw. gesperrt wird.

im Beschleunigungssensor wird jedoch, wenn das Kraftfahrzeug auf einer holprigen Straße fährt, die Kugel aufgrund der Erschütterung leicht aus ihrer Raststellung herausbewegt und beginnt so auf der Schräge um ihre Raststellung herum zu rollen, so daß in manchen Fällen das Be-

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tätigungsglied mit einem Klinkenrad im Gurtaufroller in Wirkverbindung gelangt und das Abwickeln des Gurtes unmöglich gemacht wird, was sich auf die Bequemlichkeit des vom Gurt gehaltenen Insassen nachteilig auswirkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Beschleunigungssensor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem auch dann, wenn die Kugel Erschütterungen bzw. Vibrationen unterworfen ist, diese daran gehindert wird, um ihre Raststellung herum an einem Ort der Schrägen zu rollen, aus dem sie leicht ausweichen kann, und bei dem somit das Betätigungsglied das auf der Kugel liegt, von der Kugel weder betätigt noch nach oben geschoben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Beschleunigungssensor der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor ist also derart aufgebaut, daß die geneigte Fläche bzw. Schräge mit einer Rauhigkeit zwischen dem Ort der Schrägfläche, aus dem sie leicht aus der

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Raststellung auslaufen könnte, und dem Außenumfang der Schrägfläche, d.h., daß die Schräge nach oben mit Führungselementen versehen ist, wodurch die Kugel daran gehindert wird, leicht auf der Schrägen emporzurollen und um ihre Raststellung herum zu rollen, auch dann, wenn die Kugel Erschütterungen unterworfen ist, so daß das Betätigungsglied nicht betätigt wird.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltung der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt längs der Linie I-I der Figur 2 durch einen Beschleunigungssensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Er

findung.

Figur 2 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Figur 1, wobei das Be- tätigungsglied und die Kugel wegge

lassen sind,

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Figur 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Figur 4 durch einen Beschleunigungssensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und

Figur 4 eine Draufsicht auf den Beschleunigungssensor nach Figur 3, wobei das Betätigungsglied und die Kugel weggelassen sind,

Bei einem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beschleunigungssensor für Sicherheitsgurt-Systeme gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist eine Kugel 10 als Rollkörper in einem Kugelbehältnis 12 als Aufnahmeglied aufgenommen.

Das Kugelbehältnis 12 ist in seinem mittigen Bereich mit einer zylindrischen Ausnehmung 14 versehen/ deren axiale Mitte vertikal angeordnet ist; der Ort, an dem die Kugel 10 auf der zylindrischen Ausnehmung 14 oder auf dem mittigen Bereich des Kugelbehältnisses 12 angeordnet ist, ist als Raststellung der Kugel 10 definiert. Auf dem Kugelbehältnis 12 ist eine geneigte Fläche bzw. Schräge 16 gebildet, die vom oberen Rand bzw. Umfang der zylindrischen Ausnehmung 14 aus zum

Umfang bzw. Rand des Kugelbehältnisses 12 hin allmählich ansteigt. Ist die Kugel 10 einer Beschleunigung unterworfen, rollt sie auf der Schrägen hinauf.
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Auf der Schrägen 16 ist radial von der Axialmitte der zylindrischen Ausnehmung 14 aus eine Vielzahl von Rippen 18 als Führungselemente gebildet, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Schräge 16 ist aufgrund einer Kombination aus den Rippen 18, die einander benachbart sind, und aus Bereichen der Schrägen 16 zwischen diesen mit einer Rauigkeit versehen, so daß die Kugel 10 bspw. in einer Notfallsituation des Kraftfahrzeuges die Schräge 16 hinaufgeführt werden kann.

Das eine Ende jeder der Rippen 18 reicht nicht bis zum Umfang der zylindrischen Ausnehmung 14, d.h., es ist in einer Stellung angeordnet, in welcher die Kugel 10 sich aus ihrer Raststellung auf der Schrägen 16 leicht wegbewegen kann, wodurch nicht bewirkt wird, daß die Kugel gleich zu Beginn ihrer Bewegung bspw. in der Notfallsituation des Kraftfahrzeuges an den Rippen 18 anschlägt.

Auf dem oberen Bereich der Kugel 10 liegt ein Be-

tätigungsglied 22, das an seinem einen Endbereich mittels eines Stiftes 20 als Tragelement drehbar bzw. schwenkbar gehalten ist. Das Betätigungsglied 22 ist am anderen Endbereich mit einer nach oben stehenden Klinke 24 vorz. einstückig versehen, die mit einem nicht dargestellten Klinkenrad in Eingriff kommt, das zusammen mit einer Aufwickelwelle drehbar ist, die im Gurtaufroller des Sicherheitsgurt-Systems angeordnet ist. Rollt die Kugel 10 die Schräge 16 hinauf, wird das Betätigungsglied verschwenkt, so daß bewirkt wird, daß die Klinke 24 in das Klinkenrad einrastet, so daß die Rotation der Aufwickelwelle unterbrochen bzw. gesperrt wird.

Es sei nun die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles gemäß vorliegender Erfindung beschrieben.

Ist die Kugel 10 in der Raststellung auf der zylindrischen Ausnehmung 14 in einer normalen Situation des Kraftfahrzeuges angeordnet, ruht das Betätigungsglied unter der in Fig. 1 dargestellten Bedingung und deshalb kann die Aufwickelwelle im Gurtaufroller in Richtung des Gurtabwickeins gedreht werden, so daß ein vom Gurt gehaltener Insasse seine Haltung frei ändern kann.

Bei einem herkömmlichen Beschleunigungssensor besteht dann, wenn das Fahrzeug auf einer holprigen Straße fährt, eine Gefahr dahingehend, daß die Kugel aufgrund der Erschütterungen die Schräge hinaufrollt und um die Raststellung herum oder um die zylindrische Ausnehmung 14 herum in Richtung des in Fig. 2 dargestellten Doppelpfeiles A rollt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Betätigungsglied nach oben geschoben und Rattergeräusche werden zwischen der Klinke 24 und dem Klinkenrad erzeugt oder in einigen Fällen wird bewirkt, daß die Klinke 24 mit dem Klinkenrad in Wirkverbindung kommt, wodurch ein Abrollen des Gurtes gesperrt wird, woraus sich ein Nachteil für die Bequemlichkeit des im Fahrzeug mit dem Gurt festgesetzten Insassen ergibt.

Auf der anderen Seite ist es beim Beschleunigungssensor gemäß der Erfindung so, daß dann, wenn das Fahrzeug auf einer holprigen bzw. unebenen Straße in derselben Weise, wie oben dargestellt, fährt, die Kugel 10 veranlasst wird, aufgrund der Erschütterungen die Schräge 16 hinaufzurollen, jedoch ist sie wegen der Rippen 18 daran gehindert, auf der Schrägen 16 in Richtung des Doppelpfeiles A zu

rollen und zusätzlich wird sie längs der Rippen zur zylindrischen Ausnehmung 14 hin geführt, so daß sie in die Raststellung zurückkehrt.

Demgemäß kann beim Beschleunigungssensor gemäß der Erfindung, da das Betätigungsglied auch dann davor zurückgehalten wird, nach oben geschoben zu werden, wenn das Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, der Gurt vom Gurtaufroller abgewickelt werden, wodurch die Bequemlichkeit des durch den Gurt im Kraftfahrzeug festgehaltenen Insassen mit Sicherheit aufrecht erhalten werden kann.

Auch, in einer Notfallsituation des Kraftfahrzeugs, bspw. bei einer Kollision bzw. Zusammenstoß, rollt die Kugel 10 auf der Schrägen 16 nach oben und gleichzeitig hiermit wird das Betätigungsglied 22 verschwenkt, so daß bewirkt wird, daß die Klinke 24 mit dem nicht dargestellten Klinkenrad in Eingriff kommt, wodurch die Abwickeldrehung der Aufwickelwelle im Gurtaufroller unterbrochen bzw. gesperrt wird, so daß der Insasse vom Gurt mit Sicherheit gehalten wird.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Beschleu-

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nigungssensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung sind zwei Rippen 18 A auf der Schrägen in Richtung radial von der zylindrischen Ausnehmung 14 weg in derselben Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel gebildet. Die betreffenden Rippen 18 A sind in Draufsicht gemäß Figur 4 gesehen keilförmig und ihre vorderen Enden sind von einer Kugel 10/ die in ihre Raststellung gebracht ist, etwas entfernt, oder sie berühren sie leicht, da die vorderen Enden der Rippen 18 A schärfer bzw. spitzer ausgebildet sind, als diejenigen der Rippen 18 des ersten Ausführungsbeispiels, so daß sie die Funktion und Empfindlichkeit des 5 Beschleunigungssensors praktisch nicht nachteilig beeinflussen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel verhindern, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, die Rippen 18 A, daß die Kugel 10 um die Raststellung herum rollt, so daß ein Betätigungsglied 22, das über einen Stift 20 auf der Kugel 10 liegt, daran gehindert bzw. davor zurückgehalten wird, daß es unnötigerweise betätigt oder um den Stift 20 bewegt wird, wie dies auch beim ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Rippen 18 A an der der Lage des Stiftes 20 abgewandten Seite der Kugel, die in ihrer Raststellung liegt, angeordnet, wodurch die unnötige Bewegung der Kugel 10 sicherer zurückgehalten werden kann. Der Grund hierfür ist folgender:

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist das Betätigungsglied 22 an ihrem Kontaktbereich mit der Kugel 10 mit einer konischen Form versehen. Gemäß Fig. 3 ist eine Kraft F₁ der Kugel 10, die zum Nach-oben-Schieben eines Bereichs des Betätigungsgliedes 22 nahe dem Stift 20, welcher den Mittelpunkt der Rotation des Betätigungsgliedes 22 bildet, d.h., zum Hinaufrollen auf der Schrägen 16 nach rechts gem. Fig. 3, größer als eine andere Kraft F₂ der Kugel 10, die notwendig ist, um einen vom Stift 20 entfernten Bereich des Betätigungsgliedes 22 nach oben zu schieben, d.h. damit die Kugel 10 auf der Schrägen 16 nach links gem. Fig. 3 hinaufrollen kann, da das Eigengewicht des Betätigungsgliedes 22 als Schwenkkraft um den Stift 20 wirkt. Deshalb rollt, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt und der Beschleunigungssensor Vibrationen ausgesetzt ist, die Kugel 10 auf einer Seite, die vom Stift 20 entfernt ist,

d.h. in linker Richtung, die Schräge 16 hinauf, eher als zur Seite, die dem Stift 20 benachbart ist, d.h. in rechter Richtung, so daß die Kugel 10 exzentrisch um die zylindrische Ausnehmung 14 rollt, hauptsächlich auf einem Bereich 16 A der Schrägen 16, der vom Stift 20 entfernt ist, und zwar in den Richtungen des Doppelpfeiles B gemäß Fig. 4.

Infolgedessen wird bei einer Fahrsituation des Kraftfahrzeuges auf unebener Straße die Kugel wirksam daran gehindert, die Schräge 16 um die zylindrische Ausnehmung 14 herum in Richtungen des Doppelpfeiles B zu rollen, und zwar durch die beiden Rippen 18 A, die in einem geeigneten Abstand voneinander auf dem Bereich 16 A der Schrägfläche 16 angeordnet sind.

Ist die Kugel 10 einer Beschleunigung unterworfen, so daß sie die Schräge 16 in einer Notfallsituation des Kraftfahrzeuges hinaufrollt, so rollt die Kugel 10 die Schräge 16 hinauf, ohne auf den Rippen 18 A zu rollen, auch wenn sie an den Rippen 18 A anschlägt, da die oberen Bereiche der Rippen 18 A spitz geformt sind. Somit beeinflussen die Rippen 18 A die Empfindlichkeit des Beschleunigungssensors gemäß vorliegender Erfindung nicht nachteilig.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Rippen 18 A in Keilform gebildet, sie können aber auch eine dünne Plattenform besitzen.

Gemäß vorliegender Erfindung ist bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel eine bestimmte Anzahl von Rippen gegeben bzw. dargestellt; diese kann aber je nach Notwendigkeit geändert werden.

Darüber hinaus können die Rippen auf der Schrägen dadurch gebildet sein, daß in ihr Vertiefungen bzw. Nuten gebildet sind, die sich radial von der axialen Mitte der zylindrischen Ausnehmung aus erstrecken.

- Ende der Beschreibung -

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

Beschleunigungssensor für Sicherheitsgurt-Systeme zum Schutz von Kraftfahrzeuginsassen/ mit einem Rollkörper, mit einem Aufnahmeelement für den Rollkörper und mit einem Betätigungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (10) sich dann, wenn eine Beschleunigung auf ihn wirkt, bewegt, daß das Aufnahmeelement (12) für den Rollkörper (10) mit einer Schrägen (16) versehen ist, die von ihrem Mittenbereich aus, dei eine Raststellu.ig

des Rollkörpers (10) darstellt, zu einem Umfangsbereich des Aufnahmeelementes (12) ansteigt, daß auf der Schrägen (16) eine Vielzahl von vorzugsweise mindestens zwei Rippen (18) gebildet ist, die im Abstand voneinander angeordnet sind und die sich zu einem oberen Rand der Schrägen (16) erstrecken, wodurch der Rollkörper (10) daran gehindert ist, auf der Schrägen (16) um die Raststellung herum zu rollen, und daß das Betätigungsglied (22) auf dem Rollkörper (10) liegt und sein einer Endbereich mittels eines Halteelementes (20) drehbar gehalten ist.
2. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (18, 18 A) in Bereichen der Schrägen (16) gebildet sind, die dem Halteelement (20) bezüglich des in der Raststellung angeordneten Rollkörpers (10) abgewandt sind. .
3. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (18, 18 A) vom in der Raststellung gehaltenen Rollkörper (10) getrennt sind.
4. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (18, 18A)

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spitze Oberseiten besitzen.
5. Beschleunigungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Raststellung angeordnete Rollkörper (10) auf einer Oberfläche der Schrägen (16) gehalten ist.
6. Beschleunigungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn ζ e ichne t, daß die Schräge

(16) im Mittenbereich mit einer vertikalen zylindrischen Ausnehmung (14) versehen ist und daß der in die Raststellung gebrachte Rollkörper (10) auf der zylindrischen Ausnehmung (14) gehalten ist.
7. Beschleunigungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (22) an seinem Kontaktbereich mit dem Rollkörper (10) mit einer aufwärts gerichteten konischen Form versehen ist und nach oben einer Kraft des Rollkörpers (10) an einer Schrägfläche des konischen Formteils ausgesetzt ist.
8. Beschleunigungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement ein Stift (20) ist.
9. Beschleunigungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (18, 18 A) radial vom Mittenbereich der Schrägen (16) des Aufnahmeelementes (12) ausgehend angeordnet sind.
10. Beschleunigungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (22) an seinem anderen Endbereich mit einer Klinke (24) versehen ist, die mit einem Klinkenrad des Sicherheitsgurt-Systems in Eingriff bringbar ist.
11. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (18, 18A) durch zwei Elemente gebildet sind.
12. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (18, 18 A) eine Keilform aufweisen.
13. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (18, 18 A) in Form einer dünnen Platte gebildet sind.
14. Beschleunigungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge

(16) von ihrem Mittenbereich aus allmählich ansteigt.
15. Beschleunigungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn ζ e ichnet, daß sich die Vielzahl der Rippen (18, 18 A) zum oberen Umfangsrand der Schrägen (16) hin radial erstreckt.

- Ende der Ansprüche -