DE3912027C2 - Accelerometer independent of position - Google Patents

Accelerometer independent of position

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Description

Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor für Sicher­ heitssysteme in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an acceleration and tilt angle sensor for safety Unit systems in motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Beschleunigungssensor ist beispielsweise aus der DE-PS 25 23 675 bekannt. Hier wird ein Trägheitspendel auf einem als Wiege ausgebildeten Grund­ körper gelagert. Diese Wiege ist an einer Achse, die mit der Achse des Gurtaufrol­ lers fluchtet, beweglich gelagert. Um ruckartigen Bewegungen der Wiege entge­ genzuwirken, ist ihre eine Dämpfungsvorrichtung zugeordnet. Die Vorschriften der Kraftfahrzeughersteller lauten dahingehend, daß ein Kippwinkelsensor bei Kippge­ schwindigkeiten zwischen 1 und 2°/Sek. noch auslösen muß. D.h., daß die Wiege, die den Sensor trägt, so stark gedämpft sein muß, daß die Winkelgeschwindigkeit mit der sie sich der Lage des Kraftfahrzeuges anpaßt, wesentlich geringer sein muß, da sonst der Sensor nicht auslösen würde. Reibungsbremsen können in die­ sem Anwendungsfall nicht als Dämpfungsvorrichtung angesetzt werden, da sich die Wiege nach einer Schwenkbewegung nicht mehr vollkommen in ihre Null-Lage zu­ rückstellen würde. Andere Dämpfungsvorrichtungen, wie auch die in der DE-PS 25 23 675 vorgeschlagene Wirbelstrombremse, sind kompliziert aufgebaut und im Verhältnis zu den übrigen Herstellungskosten des Sensors zu teuer.Such an acceleration sensor is for example from DE-PS 25 23 675 known. Here is an inertia pendulum on a base designed as a cradle body stored. This cradle is on an axis that coincides with the axis of the belt retractor lers aligned, flexibly mounted. To counter jerky movements of the cradle to act, is assigned a damping device. The regulations of Motor vehicle manufacturers are that a tilt angle sensor at Kippge speeds between 1 and 2 ° / sec. still has to trigger. That is, the cradle, which carries the sensor must be so strongly damped that the angular velocity with which it adapts to the position of the motor vehicle, be significantly less must, otherwise the sensor would not trigger. Friction brakes can be in the sem application not be used as a damping device, because the After a swivel movement, no longer fully weigh in their zero position would reset. Other damping devices, such as those in the  DE-PS 25 23 675 proposed eddy current brake are complex and too expensive in relation to the remaining manufacturing costs of the sensor.

Aus der US 4,164,337 ist ein Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor bekannt, der ebenfalls die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist. Es ist ebenfalls eine Einrichtung vorgesehen, die auch durch die seismische Masse mit betätigt wird, und die den Grundkörper entsprechend der Lageveränderung z. B. der Rückenlehne wieder zur Richtung der Erdbeschleunigung ausrichtet.An acceleration and tilt angle sensor is known from US Pat. No. 4,164,337 also has the features of the preamble of claim 1. It is also a device is provided which is also actuated by the seismic mass is, and the base body according to the change in position z. B. the Align the backrest again with the direction of gravitational acceleration.

Aus der DE 36 11 004 A1 ist es bekannt, entsprechend der Lageveränderung den Grundkörper mittels des Stellhebels entsprechend anzuordnen. Er wird also in sei­ ner Lage fixiert und bei einer Neigungsveränderung aus dieser Lage freigegeben.From DE 36 11 004 A1 it is known that the change in position Arrange the base body accordingly using the adjusting lever. So he will be in ner position fixed and released in the event of a change in inclination from this position.

Aus der DE 26 24 765 A1 ist es bekannt, mittels einer Einrichtung die Auslösung entsprechend der Neigung einzustellen.From DE 26 24 765 A1 it is known to trigger by means of a device according to the inclination.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der sich Lageveränderungen selbständig anpaßt, der auch bei langsamen Kippgeschwindigkeiten des Fahrzeuges sicher auslöst und der einfach und billig herzustellen ist.The object of the invention is to provide an acceleration and tilt angle sensor to create the type specified at the outset that changes in position independently adapts safely even at slow tipping speeds of the vehicle triggers and which is easy and cheap to manufacture.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von einem Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Kombination mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist der Grundkörper in seiner Lage arretiert, wobei bei einer Lageveränderung des Sen­ sors, beispielsweise durch Verstellen der Rückenlehne, durch Bewegung der seis­ mischen Masse aus ihrer Mittenlage heraus der Grundkörper freigegeben wird und wobei bei Rückkehr der seismischen Masse in ihre Ausgangslage der Grundkörper in seiner neuen Ausrichtung zur Richtung der Erdbeschleunigung hin erneut arre­ tiert wird. Verändert sich nun die Lage des Sensors relativ zur Richtung der Erdbe­ schleunigung, beispielsweise durch eine Verstellung des Fahrzeugsitzes oder bei einer Bergfahrt, so wird die seismische Masse aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Da­ durch wird die Arretierung gelöst und der Sensor kann sich wieder senkrecht zur Richtung der Erdbeschleunigung ausrichten. Sobald dies geschehen ist kehrt auch die seismische Masse in ihre Ausgangslage zurück und die Vorrichtung wird erneut arretiert. Dadurch ist bei jeder Gefahrensituation ein sicheres Auslösen des Sen­ sors gewährleistet. Auch bei jedem Kippen des Fahrzeuges löst der Sensor sicher aus, da die Arretierung nur gleichzeitig mit der Aktivierung der Sicherheitseinrich­ tung gelöst wird. Es ist folglich ausgeschlossen, daß sich der Sensor, beim Kippen des Fahrzeuges, jeweils der entsprechenden Lage anpaßt, ohne daß die Sicher­ heitseinrichtung ausgelöst wird.According to the invention, this task is based on an acceleration and Tilt angle sensor according to the preamble of claim 1 by the combination solved with the characterizing features of claim 1. So that is Base body locked in position, with a change in position of the Sen sors, for example by adjusting the backrest, by moving the seis mix mass from its central position the base body is released and when the seismic mass returns to its starting position the base body arre again in its new orientation towards the direction of gravitational acceleration is tiert. Now the position of the sensor changes relative to the direction of the earth acceleration, for example by adjusting the vehicle seat or at an ascent, the seismic mass is deflected from its rest position. There  the lock is released and the sensor can turn perpendicular to Align direction of gravity. As soon as this has happened, too the seismic mass returns to its original position and the device is again locked. This means that the Sen can be triggered safely in any hazardous situation guaranteed. The sensor also releases reliably every time the vehicle tilts off, as the locking only occurs when the safety device is activated tion is solved. It is therefore impossible that the sensor, when tilting of the vehicle, each of the appropriate position adjusts without the safety unit is triggered.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungs- und Kipp­ winkelsensors Fig. 1 is a schematic representation of an acceleration and tilt angle sensor according to the invention

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels. Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment.

Der in Fig. 1 dargestellte Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor weist einen Grundkörper 1 auf, der um den Punkt 2 drehbar gelagert ist. Dieser Lager­ punkt kann sich z. B. auf einem Sicherheitsgurtauto­ mat befinden, der entweder fest mit dem Fahrzeug verbunden ist, oder sich in einem Fahrzeugsitz bei­ spielsweise einer Rückenlehne befindet. Das Gegenge­ wicht 3 ist so ausgelegt, daß sich der Sensor bei gelöster Arretierung so ausrichtet, daß die Kugel 4 in ihrer Ruhelage verharrt. Der Lagerkörper 5 der Kugel 4 ist fest mit dem Grundkörper 1 verbunden. Die durch die Kugel 4 betätigbare Auslösevorrich­ tung 6 ist durch das Gelenk 7 mit dem Lagerkörper 5 verbunden. Die Einrichtung zur Fixierung des Sen­ sors besteht aus einer Klinke 8, die über den Zapfen 9 auf dem Grundkörper 1 drehbar gelagert ist. Auf der Oberseite der Klinke 8 befindet sich ein Zapfen 10 der durch den Boden des Lagerkörpers 5 ragt. Das fahrzeugsitzfeste Teil 11 ist mit hier nicht dargestellten Rastöffnungen ver­ sehen und z. B. fest mit einem Sicherheitsgurtaufrol­ ler verbunden. Durch das Gegengewicht 12 wird die Klinke 8 mit einer Kraft beaufschlagt, die bestrebt ist, die Klinke aus den Rastöffnungen des Teiles 11 zu drücken. In der Ruhelage wird dies jedoch durch das Gewicht der Kugel 4 verhindert.The acceleration and tilt angle sensor shown in FIG. 1 has a base body 1 which is rotatably mounted about the point 2 . This camp point can z. B. are on a seat belt mat, which is either permanently connected to the vehicle, or is in a vehicle seat, for example, a backrest. The counterweight 3 is designed so that the sensor aligns with the locking released so that the ball 4 remains in its rest position. The bearing body 5 of the ball 4 is firmly connected to the base body 1 . The actuatable by the ball 4 Auslösevorrich device 6 is connected by the joint 7 with the bearing body 5 . The device for fixing the Sen sors consists of a pawl 8, which is rotatably supported on the pin 9 on the base body. 1 On the top of the pawl 8 there is a pin 10 which projects through the bottom of the bearing body 5 . The vehicle seat-fixed part 11 is seen with locking openings, not shown here, and z. B. firmly connected to a seat belt ler. The pawl 8 is acted upon by the counterweight 12 with a force which tends to push the pawl out of the latching openings of the part 11 . In the rest position, however, this is prevented by the weight of the ball 4 .

Wird nun beispielsweise die Rücklehne eines Fahr­ zeugsitzes, in dem sich ein Gurtaufrollautomat mit dem Sensor befindet, in ihrer Nei­ gung verstellt, so bewegt sich die Kugel 4 aus ih­ rer Ruheposition. Danach kann die Klinke 8 ungehin­ dert nach oben verschwenken und damit die Arretie­ rung lösen. Der Sensor kann sich nun selbständig so ausrichten, daß die Kugel 4 wieder in ihre Ruhelage zurückbewegt wird. Dadurch wird auch die Klinke 8 wieder nach unten gedrückt und der Sensor erneut ar­ retiert.If, for example, the backrest of a vehicle seat, in which there is a seat belt retractor with the sensor, is adjusted in its inclination, the ball 4 moves from its rest position. Then the pawl 8 can swivel unhindered upward and thus release the locking. The sensor can now align itself so that the ball 4 is moved back to its rest position. This also pushes the pawl 8 down again and the sensor is locked again.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel des Beschleunigungs- und Kippwinkelsensors nach Fig. 2 ist eine Klinke 8a direkt mit der Auslösevorrichtung 6 zur Aktivierung der Sicher­ heitseinrichtung verbunden. Dadurch können weitere Teile des Sensors eingespart werden so daß sich seine Herstellung verbilligt. Die Arretierung des Sensors erfolgt hier nicht wie in Beispiel 1 durch Formschluß zwischen der Klinke 8 und dem Teil 11, sondern durch Reibschluß zwischen der Klinke 8a und dem Teil 11a.In a second embodiment of the acceleration and tilt angle sensor according to FIG. 2, a pawl 8 a is connected directly to the triggering device 6 for activating the safety device. As a result, further parts of the sensor can be saved, so that its production is cheaper. The locking of the sensor does not take place here as in Example 1 by positive locking between the pawl 8 and the part 11 , but by frictional engagement between the pawl 8 a and the part 11 a.

Es ist selbstverständlich, daß die seismische Masse nicht als Kugel ausgebildet sein muß, sondern bei­ spielsweise auch die Form eines Pendels haben kann.It goes without saying that the seismic mass does not have to be designed as a sphere, but at can also have the shape of a pendulum, for example.

Claims (7)

1. Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor für Si­ cherheitssysteme in Kraftfahrzeugen, der an ei­ nem mit dem Fahrzeug oder dem Fahrzeugsitz fest verbundenen Teil angeordnet ist, mit einem als Pendel aufgehängten Grundkörper, einer darin ge­ lagerten seismischen Masse und einer von der seismischen Masse betätigbaren Auslösevorrich­ tung zur Aktivierung der Sicherheitssysteme, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) in seiner Lage arretiert ist, daß bei einer Lageveränderung des Sensors, beispielsweise durch Verstellen der Rückenlehne, durch Bewegung der seismischen Masse (Kugel 4) aus ihrer Mittenlage heraus der Grundkörper (1) freigegeben wird und daß bei Rückkehr der seismischen Masse (Kugel 4) in ihre Ausgangslage der Grundkörper (1) in seiner neuen Ausrichtung zur Richtung der Erdbeschleunigung hin erneut arretiert wird. 1. Acceleration and tilting angle sensor for safety systems in motor vehicles, which is arranged on a part that is firmly connected to the vehicle or the vehicle seat, with a suspended body as a pendulum, a ge-mounted seismic mass therein and an actuation device that can be actuated by the seismic mass for activating the security systems, characterized in that the base body ( 1 ) is locked in its position, that when the position of the sensor changes, for example by adjusting the backrest, by moving the seismic mass (ball 4 ) out of its central position, the base body ( 1 ) is released and that when the seismic mass (sphere 4 ) returns to its starting position, the base body ( 1 ) is locked again in its new orientation in the direction of the acceleration due to gravity. 2. Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung des Grundkörpers (1) durch eine am Grundkörper drehbar gelagerte Klinke (8, 8a) erfolgt, die mit einem fahrzeugsitzfestem Teil (11, 11a) zusammenwirkt.2. Acceleration and tilt angle sensor according to claim 1, characterized in that the locking of the base body ( 1 ) by a rotatably mounted on the base pawl ( 8 , 8 a), which cooperates with a vehicle seat fixed part ( 11, 11 a). 3. Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor für Si­ cherheitssysteme in Kraftfahrzeugen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (8) durch die seismische Masse (Kugel 4) in de­ ren Ruhestellung in Kontakt mit dem fahrzeug­ sitzfesten Teil (11) gehalten wird.3. Acceleration and tilt angle sensor for Si safety systems in motor vehicles according to claim 2, characterized in that the pawl ( 8 ) is held by the seismic mass (ball 4 ) in de ren rest position in contact with the vehicle seat-fixed part ( 11 ). 4. Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (8) durch eine Kraft (Gegengewicht 12) beaufschlagt wird, deren Richtung entgegen der Betätigungs­ kraft der seismischen Masse wirkt und deren Be­ trag geringer als der Betrag der Betätigungs­ kraft der seismischen Masse (Kugel 4) ist.4. Acceleration and tilt angle sensor according to claim 3, characterized in that the pawl ( 8 ) is acted upon by a force (counterweight 12 ), the direction of which acts counter to the actuation force of the seismic mass and whose load is less than the amount of the actuation force the seismic mass (sphere 4 ). 5. Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor für Si­ cherheitssysteme in Kraftfahrzeugen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (8) als 2-armiger Hebel ausgebildet ist, deren einer Arm mit der seismischen Masse (Kugel 4) und dem fahrzeugfesten Teil (11) zusammenwirkt und deren anderer Arm mit einem Gegengewicht (12) verse­ hen ist.5. Acceleration and tilt angle sensor for safety systems in Si motor vehicles according to claim 4, characterized in that the pawl ( 8 ) is designed as a two-armed lever, one arm with the seismic mass (ball 4 ) and the vehicle-fixed part ( 11 ) cooperates and the other arm is hen with a counterweight ( 12 ) verse. 6. Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (8a) fest mit der Auslösevorrichtung (6) zur Aktivierung der Sicherheitssysteme verbun­ den ist.6. Acceleration and tilt angle sensor according to claim 4, characterized in that the pawl ( 8 a) with the triggering device ( 6 ) for activating the safety systems is the verbun. 7. Beschleunigungs- und Kippwinkelsensor nach ei­ nem oder mehreren der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß das fahrzeugsitzfeste Teil (11, 11a) und die Klinke (8, 8a) über Formschluß oder Reibschluß miteinander zu­ sammenwirken.7. Acceleration and tilt angle sensor according to egg nem or more of claims 2-6, characterized in that the vehicle seat fixed part ( 11 , 11 a) and the pawl ( 8 , 8 a) to cooperate with each other via positive or frictional engagement.
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