DE3505330A1

DE3505330A1 - Mechanischer sensor zum ausloesen eines pyrotechnischen elements eines rueckhaltesystems fuer fahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE3505330A1
Application number: DE19853505330
Authority: DE
Inventors: David S. Boonton Township N.J. Breed
Original assignee: Breed Corp Lincoln Park NJ; Breed Corp
Current assignee: Breed Automotive Technology Inc
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1985-11-21
Anticipated expiration: 2005-02-16
Also published as: JPS60248456A; FR2559584A1; IT1183762B; IT8567157A0; SE8500677D0; FR2559584B1; GB2157045A; CA1238065A; GB8503759D0; DE3505330C2; SE8500677L; GB2157045B; US4666182A

Abstract

Ein gedämpfter Sensor zum Auslösen eines Insassen-Rückhaltesystems ist außerhalb der Knautschzone eines Fahrzeuges angeordnet. Der Sensor ist so beschaffen, daß die Energie, die zur Freigabe eines Schlagbolzens aufgrund einer gedämpften Bewegung einer Sensormasse erforderlich ist, klein ist, verglichen mit der Energie, die von einer der Bewegung der Sensormasse entgegenwirkenden Feder absorbiert wird.

Description

Mechanischer Sensor zum Auslösen einp? r<v mtrrhni niih Elements eines Rückhaltesystem:? Cür I alnv πιπί π:;,ι:;··γπ

Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen Sensor zum Auslösen eines pyratechnischen Elements eines Rückhaltesystems für Fahrzeuginsassen.

Es ist bereits eine Vielzahl van verschiedenartigen Crash-Sensaren für Insassen-Rückhaltesysteme in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und anderen Fahrzeugen vorgeschlagen worden. Derartige Rückhaltesysteme weisen beispielsweise sich automatisch festziehende Sicherheitsgurte und aufblasbare Luftsäcke auf. Die meisten Crash-Sensoren arbeiten derart, daf3 1D sie beim Feststellen eines Aufpralls von vorbestimmter Heftigkeit einen elektrischen Schalter schließen. Bei Verwendung aufblasbarer Luftsäcke beispielsweise wird durch diesen Schalter ein Stromkreis geschlossen, durch den einem pyrotechnischen Element Energie zugeführt wird, das in manchen Fällen eine Druckgasflasche öffnet oder in anderen Fällen einen pyratechnischen Gasgenerator zündet.

Wenn der Sensor nicht vorne in der Knautschzone eines Fahrzeuges angeordnet ist, beträgt die auf den Sensor wirkende Energie weniger als ein Zehntel, so daß der Sensor auf sehr geringe Energien ansprechen muß.

Bisher wurden gedämpfte mechanische Sensoren nur dazu verwendet, einen Fahrzeugaufprall in der Knautschzone ader als sehr empfindliche Sensoren an der Spritzwand zu erfassen. Es bestehen jedoch V/orteile bei der Verwendung von gedämpften Sensoren außerhalb der Knautschzone und insbesondere im Fahrzeuginnenraum. Diese Vorteile liegen vor allem in einer beträchtlichen Kostenverringerung für das gesamte Systern und in einer Erhöhung der Zuverlässigkeit. Im Falle von vorne am Fahrzeug angebrachten Sensoren erfolgt eine

3G Auslösung vorzugsweise durch eine Geschwindigkeitsänderung,

BAD OPJGiNAL

die relativ/ unabhängig von der Dauer des Aufpralls ist, während bei außerhalb der Knautschzone angeordneten Sensoren die Geschwindigkeitsänderung, die zum Auslösen des Sensors erforderlich ist, sich signifikant als Funktion der Impulsdauer verändert. Schließlich benötigen alle außerhalb der Knautschzone angeordneten mechanischen Sensoren Auslössmechanismen, die durch sehr kleine Energie betätigt tuerden. Die Schwierigkeit in der Erfüllung dieser Erfordernisse hat dazu beigetragen, daß ein gedämpfter

1D Sensor, der außerhalb der Hnautschzone des Fahrzeuges angeordnet ist, nicht dazu verwendet wurde, ein als Massenartikel hergestelltes Luftsack-Rückhaltesystem zu betätigen.

Die Möglichkeit, Crash-Sensoren außerhalb der vorderen Hnautschzone und vorzugsweise im Innenraum des Fahrzeuges anzuordnen, die äußerst schnell zwischen einem Aufprall, der ein Aufblasen des Luftsackes erfordert und einem Aufprall, bei dem dies nicht erforderlich ist, unterscheiden können, ermöglicht ein beträchtlich einfacheres Luftsack-System .

2G Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor zu schaffen, der die vorstehend geschilderten Eigenschaften und Warteile aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Systems können zwei gedämpfte Sensoren vorgesehen sein.

Um zu vermeiden, daß versehentlich ein Aufblasen des Luftsack-Systems vor dem Einbau in das Fahrzeug eintreten kann, kann ein Sicherheitssystem in Verbindung mit dem Sensor 3D vorgesehen sein. ,

kleitere vorteilhafte LiJeiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Erfindung wird ein gedämpfter Sensor zur Verwendung außerhalb der Knautschzone eines Fahrzeuges geschaffen, der Mittel zum Freigeben eines Auslösers, beispielsweise eines Schlagbolzens, aufweist und wobei die für diese Freigabe erforderliche Energie klein ist irn Vergleich zu der Energie, die auf den Auslöser wirkenden Feder absorbiert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Sensor-Auslösers gemäß der Erfindung mit einem zugehörigen Gasgenerator und einem zusammengefalteten Luftsack, die/gestrichelten Linien gezeichnet sind, angeordnet im Innenraum eines Fahrzeuges.

Fig. 2 ist eine Draufsicht des Sensors, wobei der Deckel abgenommen ist und andere Teile weggebrochen sind, und den Sensor vor dem Einbau sperrende Arme in 2G ihrer Sperrstellung gestrichelt und in ihrer Freigabestellung in ausgezogenen Linien dargestellt sind.

Fig. 3 ist eine geschnittene Teilansicht des Sensors vor einem Fahrzeugaufprall.

Fig. k ist eine Teilansicht entsprechend Fig. 3 nach einem Fahrzeugaufprall.

Fig. 5 ist eine andere teilweise geschnittene Teilansicht des Sensors.

Fig. 6 zeigt den Schlagbolzen in seiner zurückgezogenen 3D Stellung, und'

Fig. 7 zeigt den Schlagbolzen nach der Freigabe aufgrund eines Fahrzeugaufpralls.

In Fig.1 ist mit gestrichelten Linien ein Luftsack-Rückhaltesystem ß dargestellt, bei dem der erfindungsgemäße Sensor-Auslöser 10 vorzugsweise innerhalb eines Gasgenerators 12 angeordnet ist. Der Gasgenerator 12 ist in das Gehäuse 16 für den zusammengefalteten Luftsack 18 eingesetzt. Das Luftsackgehäuse 16 besteht aus einem zerbrechlichen Kunststoffmaterial und umschließt und schützt den zusammengefalteten Luftsack 18, um eine Beschädigung desselben bei seiner Lagerung und im nichtaufgeblasenen Zustand zu verhindern. Der Gasgenerator 12 weist ein Gehäuse 32 auf, in welchem gassrzeugendes Material 34, beispielsweise IMatriumazid, enthalten ist. Dieses Material ist über einen weiten Temperaturbereich stabil, zersetzt sich jedoch bei Entzündung äußerst schnell, wobei ein großes Volumen an Stickstoff frei wird.

Der Sensor-Auslöser 10 ist zur Anbringung außerhalb der Knautsnhzone eines Fahrzeuges bestimmt. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit enthält der Sensor-Auslöser 10 zwei redundante Sensoren 38, die entsprechende Zündkapseln 36 in einem Gehäuse 40 b-etätigen können. Jeder Sensor 38 weist eine Sensormasse 41 auf, die eine begrenzte Belegung innerhalb eines Zylinders 39 im Gehäuse 40 ausführen kann. Die Bewegung der Sensormasse 41 ist gedämpft, da die am einen Ende des Zylinders 39 eingeschlossene Luft durch den Spalt zwischen der Sensormasse 41 und dem Zylinder 39 strömen muß, wenn sich die Sensarmasse 41 bewegt. Eine BEwegung der Masse 41 vor Einbau in das Fahrzeug wird durch Sperrarme 52 verhindert. Wenn der Sensor in das Fahr-

3Π zeug eingebaut ist, erstreckt sich ein nicht gezeigter Stift in dan Loch 51 im Sensor-Auslöser 10.Dieser Stift verschiebt einen konischen Sperrstift 54 derart, daß Federn 55 in der Lage ^ind, die Sperrarme 52 aus dem üJeg der

Sensormassen k"\ herauszudrehen .Die Spnrrnriiu: L>L' si ml init.rinander verbunden und werden durch Federn 55 gegeneinander gedrückt. Aufgrund der konischen Form des Sperrstiftes 5k werden die Arme 52 auseinander und gegen die Massen k 1 gedrückt, ijodurch eine Bewegung dieser Massen verhindert ist Dabei wirkt der Abschnitt des konischen Stiftes 5k mit dem größeren Durchmesser mit den Armen 52 zusammen, um diese auseinander und somit in Anlage an den Massen kl zu halten Wenn der Sperrstift 5k nach innen verschoben wird, kommt

1Q der Abschnitt des Sperrstiftes 5k mit dem kleineren Durchmesser in den Bereich der Arme 52, die somit unter der Wir kung der Federn 55 aufeinanderzu bewegt werden und die Mas sen k^\ freigeben. Dia Einwärtsbewegung den Gperrstiftes 54 erfolgt, wie vorher erwähnt, durch den nicht gezeigten fahrzHugfesten Stift.

Jede Masse *+1 wirkt mit einem Ende eines Stiftes 56 zusammen, der sich durch eine Welle 58 erstreckt. Das andere Ende jedes Stiftes 56 trägt eine Kugel 6D, auf die eine Feder 62 wirkt, um eine Anlage des ersten Endes des Stiftes 56 an der zugehörigen Masse kl zu gewährleisten. Jede Welle 58 weist eine Fläche 6^+ (Fig.6,7) in der zylindrischen Außenfläche auf, so daß die Welle in diesem Bereich einen D-förmigen Querschnitt hat. Ein federbelasteter Auslösebolzen 66 fluchtet mit der Zündkapsel 36 und wird durch die zylindrische Außenfläche der Welle 58 in einer zurückgezogenen Stellung gehalten (Fig.6), jedoch freigegeben, wenn die Welle 58 so gedreht ist, daß die Fläche Gk parallel zu dem Salzen 66 liegt (Fig.7).

8AD OFKGiNAL

Bei einem Aufprall des Fahrzeuges bewegt sich jede Masse 41 in die aus Fig. 4 ersichtliche Stellung. Dieser Bewegung wirkt die auf den Stift 56 drückende Feder 62 und der bei dieser Bewegung rechts von der Masse 41 erzeugte

') luftdruck entgegen. Dieser Druck baut sich allmählich ab, υ η rJic Luft durch den Spalt zwischen der Masse 41 und dem Zylinder 39 nach links strömen kann. Wenn der Aufprall ausreichend stark ist, bewegt sich die Masse 41 weit genug nach rechts, um die Delle 5B so weit zu drehen, daß

Kt nie den Auslösebnlzen 66 freigibt, so daß dieser sich unter der Wirkung «einnr Feder cMil.lninj rl(.:r rUiulie 64 bewegen und auf die Zündkapsel 36 aufschlagen kann, die dann zündet und die Zündung van Zündschnüren 68 einleitet, welche ihrerseits das gaserzeugende Material 34 entzünden, das den Luftsack aufbläst.

Obgleich eine Dämpfung durch Luft dargestellt ist, können naturgemäß auch andere Dämpferfarmen, wie Flüssigkeitsdämpfer oder magnetisch induzierte Wirbelstrom dämpfer bei entsprechender Auslegung der Sensormasse und des 2G Gehäuses verwendet werden.

Die Erfindung ermöglicht somit ein rein mechanisches Luftsacksystem, bei dem der Sensor außerhalb der vorderen Knautschzone angeordnet ist und in korrekter Weise auf einen Aufprall des Fahrzeuges anspricht.

Claims

Breed Corporation, Lincoln Park, INIew Jersey, U.S.A.

Patentansprüche

1. Ohne elektrische Energie arbeitender Sensor zum Zünden eines pyrotechnischen Elements eines Insassen-Rückhaltesystems in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch eine Sensormasse (M), Mittel zum Dämpfen der Bewegung der Sensormasse (M), eine Zündkapsel (36), und Mittel (66) zum Zünden der Zündkapsel (36) nach einer ~ vorbestimmten Bewegung der Sensormasse (M). ^

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (66) zum Zünden der Zündkapsel (36) van einem federbelasteten Schlagbolzen gebildet sind.

3. Sensor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine drehbare Welle (5B) zum Freigeben des Schlagbolzens (66), Mittel (^r56) zur Umwandlung der Bewegung der Sensarmasse (M) in eine Drehbewegung der Welle (58), und Mittel (6 ^) zur Freigabe des Schlagbolzens (66) nach einer vorbestimmten Drehung der Welle (58).

BAD

4. Sensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (52) zum Sperren der Sensarmasse (41) vor dem Einbau des Sensors in das Fahrzeug.

5. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensarmasse (41) Eine Hügel ist, die in einem Zylinder (39) verschiebbar ist, und daß die Dämpfung der Bewegung der Kugel (41) durch Verdrängung eines Fluids durch den Spalt zuischen der Kugel und dem Zylinder bei der Bewegung der Kugel bewirkt wird.

6. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB zur Umwandlung der Bewegung der Sensormasse (41) in eine Drehbewegung der Welle (58) letztere einen sich radial erstreckenden Stift (5G) aufweist, der mit der Sensarmasse (41) zusammenwirkt.

7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (56) einen sich diametral in entgegengesetzter Richtung durch den Schaft und über diesen hinaus erstrekkenden Fortsatz aufweist, an dessen Ende (6D) eine Feder (62) angreif-t, um den Stift (56) gegen die.

Masse (41) zu drücken.

Θ. Sensor nach Anspruch 3, dadurch qt:?ksnnzni chntit., dcjß ein Abschnitt der drnhbarnn lilnlln (^l5fl) mit einer AbFlnnhung (64) versehen ist, die eine Bewegung des Schlagbolzens (66) zuläßt, wenn die Welle um einen vorbestimmten Betrag gedreht ist.

9. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in nächster Nähe der Zündkapsel (36) eine Zündschnur angeordnet ist, die beim Zünden der Zündkapsel (36) entzündet wird.

10. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er

zwei Sensormassen (41), Dämpfungsmittel, Zündkapseln (36)

■4- ■ _.

BAD

und Mittel (6S) zum Zünden der Zündkapsel aufweist zwecks Erzeugung einer zweiten Sensarstrecke zur Feststellung eines Aufpralls und zum Zünden des pyrotechnischen Elements (12).

11. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Sensormasse (M) durch die Strömung eines Gases gedämpft ist.

BAD OR5GINÄ.