DE4109937C2 - Aufprallerfassungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufprallerfassungsein­ richtung, die als ein Sensor zum Auslösen eines Sicher­ heitssystems wie ein Airbag oder ein Sitzgurtspanner ver­ wendet wird, um bei einem Aufprall zu schützen.

Ein bekanntes Beispiel einer herkömmlichen Aufprallerfas­ sungseinrichtung dieser Gattung ist in der Beschreibung der JP-OS 60-24 84 56 offenbart. Die Einrichtung hat einen Erfassungskegel, durch dessen Bewegung eine Stange bewegt und entgegen der Vorspannkraft einer Feder verschwenkt wird. Infolge der Drehbewegung der Stange wird eine Drehwelle gedreht, um deren Eingriff mit einer Auslö­ senadel zu lösen, wodurch einem Auslösebauteil ermöglicht wird, sich durch die Vorspannkraft der Feder zu bewegen.

Bei einer derartigen Aufprallerfassungseinrichtung wird der Dämpfungseffekt eines Fluids in einem Zwischenraum zwischen dem Erfassungskegel und einem Gehäuse ausgenutzt, um eine Fehlauslösung in der Weise zu verhindern, daß Stöße, die über eine extrem kurze Zeitspanne andauern, wie zum Bei­ spiel beim Befahren einer holprigen Straße, zu keiner Aus­ lösung der Aufprallerfassungseinrichtung führen. Ein Pro­ blem, welches dieser Anordnung anhaftet ist, daß deren Be­ triebseigenschaften sich infolge einiger Randbedingungen, wie eine Temperaturänderung verändern, wobei als Ergebnis, eine reproduzierbare Funktion nicht immer gewährleistet werden kann.

Ferner ist aus der DE 27 50 311 eine gattungsbildende Aufprallerfassungseinrichtung bekannt, die ein gegenüber einem Gehäuse, außerhalb seines Schwerpunkts drehbar gehaltenes Gewicht aufweist, welches in einer Ruheposition mit einem in Richtung auf das Gewicht vorgespannten Auslösebauteil in Eingriff steht und gegenüber diesem bewegbar ist. Die Vorspannung des Auslösebauteils in Richtung auf das Gewicht soll gewährleisten, daß das Auslösebauteil stets mit dem Gewicht in Eingriff ist. Damit soll ein Hochschleudern des Auslösebauteils bei betriebsbedingten Erschütterungen und damit verbundene Fehlauslösungen vermieden werden.

Im Falle einer beschleunigungsbedingten Auslenkung des Gewichts oberhalb eines eingestellten Grenzwerts, wird das Auslösebauteil derart angehoben, daß es in ein darüber angeordnetes Ratschenrad (z. B. eines Sicherheitsgurts) eingreift und dieses blockiert. Bei der beschriebenen Vorrichtung ist das Auslösebauteil stets mit dem Gewicht in Eingriff, wegen der freien Bewegbarkeit des Gewichts können jedoch, insbesondere bei stoßartiger oder peri­ odisch wechselnder Beschleunigung, Fehlauslösungen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Aufprallerfassungs­ einrichtung zu schaffen, bei der Fehlauslösungen sicher vermieden werden.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß ist ein Auslösebauteil gegen ein außerhalb seines Schwerpunkts drehbar gelagertes Gewicht vorgespannt und mit diesem über einen Nockenabschnitt in Eingriff. Im Falle einer Beschleunigung, die den eingestellten Grenzwert übersteigt, dreht sich das Gewicht infolge der in seinem Schwerpunkt angreifenden Kräfte um seinen Drehpunkt, bis sich der Eingriff zwischen dem Nockenabschnitt des Gewichts und dem Auslösebauteil löst. Das nun freigegebene Auslösebauteil wird infolge seiner Vorspannkraft in Auslöserichtung bewegt.

Erfindungsgemäß wird ein Dämpfungseffekt infolge der Vorspannkraft der Feder und einem Trägheitsmoment er­ zielt, welches durch den Versatz zwischen dem Drehpunkt und dem Schwerpunkt des Gewichts erzeugt wird. Infolge des Dämpfungseffekts wird eine Fehlauslösung verhindert, welche durch über einen extrem kurzen Zeitraum andauernde Stößen verursacht werden kann, die zum Beispiel auftreten, wenn ein Fahrzeug auf einer holprigen Straße fährt. Dies gewähr­ leistet eine reproduzierbare Funktion über den gesamten Zeitraum ohne eine Veränderung der Betriebseigenschaften, die durch einige Randbedingungen, wie zum Beispiel eine Temperaturänderung, verursacht werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind als Gegen­ stand der Unteransprüche dargestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Querschnitt, durch eine erfindungsgemäße Aufprallerfassungseinrichtung;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt der Aufprallerfassungseinrich­ tung; und

Fig. 3 und 4 sind Längsschnitts entsprechend Fig. 2, die verschiedene Betriebszustände der Aufprallerfassungsein­ richtung zeigen.

Gemäß Fig. 1 und 2 hat eine erfindungsgemäße Aufprallerfas­ sungseinrichtung ein Gehäuse 1 in dem ein Gewicht 2 unter­ gebracht ist. Das Gewicht 2 hat ein Paar plattenförmige Ab­ schnitte 2a mit großem Durchmesser und einen halbkreisförmigen Nockenabschnitt 2b, der zwischen den Ab­ schnitten 2a mit großem Durchmesser ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 ist mit einer Nut 1a ausgebildet. Das Gewicht 2 ist durch einen Stift 3 an einer vom Schwerpunkt des Ge­ wichts 2 versetzten Stelle gelagert und ist gemäß Fig. 2 in Uhrzeigerrichtung drehbar und gemäß Fig. 2 nach unten ent­ lang der Nut 1a verschiebbar.

Ein Auslösehebel 4 mit einer Auslösenadel 4a ist durch einen Stift 5 drehbar am Gehäuse 1 gelagert. Zwischen dem Auflösehebel 4 und dem Gehäuse 1 ist eine Feder 6 gespannt, die ständig den Auslösehebel 4 gemäß Fig. 2 in Uhrzeiger­ richtung vorspannt, so daß die Auslösenadel 4a die gesamte Zeit über in eine Richtung vorgespannt ist, in der ihr er­ möglicht wird, aus einer Öffnung 1b zu stoßen, die in dem Gehäuse 1 ausgebildet ist. Der Auslösehebel 4 hat einen Eingriffsabschnitt 4b ausgebildet, um mit dem Nocken­ abschnitt 2b des Gewichts 2 in Eingriff zu kommen und von diesem gelöst zu werden. Infolge des Eingriffs zwischen dem Nockenabschnitt 2a und dem Eingriffsabschnitt 2b wird die Drehung des Auslösehebels 4 gemäß Fig. 2 in Uhrzeigerrich­ tung unter der Vorspannkraft der Feder 6 beschränkt, wo­ durch die Drehung entgegen der Uhrzeigerrichtung und die Abwärtsbewegung des Gewichts 2 gemäß Fig. 2 ebenfalls be­ schränkt wird. (Wesentlich ist, daß die Bewegung des Ge­ wichts 2 durch die Vorspannkraft der Feder 6 beschränkt wird.)

Die Auslösung der Einrichtung erfolgt, wenn die Be­ schleunigung (Aufprall) eine vorbestimmte Größenordnung in Richtung A annimmt und die Einrichtung im Zustand gemäß Fig. 2 einer Einwirkzeit unterworfen wird, die länger ist als ein vorbestimmtes Zeitmaß. Als Reaktion auf einen der­ artigen Aufprall oder Stoß dreht sich das Gewicht 2 in Uhr­ zeigerrichtung und bewegt sich abwärts, wodurch der Auslö­ sehebel 4 gemäß Fig. 3 entgegen der Uhrzeigerrichtung gegen die Vorspannkraft der Feder 6 gedreht wird. Infolge der Drehbewegung des Gewichts 2 lösen sich der Nockenabschnitt 2b des Gewichts 2 und der Eingriffsabschnitt 4b des Auslö­ sehebels 4 voneinander. Als Ergebnis wird der Auslösehebel 4 in Uhrzeigerrichtung gemäß Fig. 4 durch die Vorspannkraft der Feder 4 gedreht, so daß die Auslösenadel 4a durch die Öffnung 1b nach außen gestoßen wird. Diese nach außen ge­ richtete Stoßbewegung der Auslösenadel 4a findet nur dann statt, wenn die einwirkende Beschleunigung eine vorbe­ stimmte Größe erreicht hat und über ein vorbestimmtes Zeitintervall einwirkt. Erfüllt die Beschleunigung diese Bedingungen nicht, das heißt, ist der Aufprall nur sehr kurz, also von extrem kurzer Wirkdauer, wird die Beschleu­ nigung durch die Vorspannkraft der Feder 6 und das Träg­ heitsmoment des Gewichts 2 absorbiert. Das heißt, die Feder 6 und das Gewicht 2 erzeugen einen Dämpfungseffekt. Dadurch wird es möglich, eine Fehlauslösung zu verhindern.

Da der Dämpfungseffekt durch die Wirkung der Vorspannkraft der Feder 6 und des Trägheitsmoments erreicht wird, welches durch das Versetzen des Gewichts 2 erzeugt wird, ist eine reproduzierbare Funktion über den gesamten Zeitraum gewährleistet, ohne daß eine Änderung der Eigenschaften aufgrund einer Änderung von Randbedingungen wie die der Temperatur auftritt. Da überdies wenige Einzelteile verwen­ det werden, kann das Gewicht 2 groß bemessen werden, wo­ durch die Einrichtung mit einer guten Ansprechempfindlich­ keit auf hohe Beschleunigungen ausgestattet ist und wodurch ermöglicht wird, die Energie, mit der die Auslösenadel 4a durch die Öffnung nach außen gestoßen wird zu vergrößern.

Desweiteren ist die Maßgenauigkeit der Einrichtung im Ver­ gleich zum Stand der Technik leichter einzuhalten, wobei eine größere Zuverlässigkeit erreicht wird und die Kosten erheblich gesenkt werden.

Der Beschleunigungswert, der noch erfaßt werden kann, kann durch einfaches Verändern der Vorspannkraft der Feder 6 und des Versatzes des Gewichts 2 verändert werden. Zusätzlich können zwei Einheiten der vorstehend beschriebenen Aufprall­ erfassungseinrichtungen angeordnet werden, um eine Punkt­ symmetrie zu erhalten. Im Fall, wo zwei Einheiten von Aufprallerfassungseinrichtungen in einem Lenkradpolster oder ähnlichem eingebaut sind, wird die Aufnahmefähigkeit für eine Trägheitskraft im maximalen Ausmaß vergleichmä­ ßigt, wobei die Redundanz verbessert wird.

Infolge der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Konstruktion kann eine Fehlauslösung aufgrund eines kurz­ zeitigen Stoßes, zum Beispiel wenn ein Fahrzeug über eine schlechte Straße fährt, durch die Vorspannkraft der Feder und das Trägheitsmoment vermieden werden, welches durch das Versetzen des Drehpunkts des Gewichts aus dessen Schwer­ punkt erzeugt wird. Dadurch wird eine reproduzierbare Funk­ tion über den gesamten Zeitraum ermöglicht, ohne daß Eigen­ schaftsveränderungen infolge von veränderten Randbedingun­ gen, wie eine Temperaturänderung, auftreten. Da die Anzahl der Einzelteile gering ist, kann das Gewicht in seiner Ab­ messung großgehalten werden. Als Ergebnis kann die Anspre­ chempfindlichkeit auf hohe Beschleunigungen verbessert und die Stoßenergie der Auslösenadel vergrößert werden. Deswei­ teren läßt sich die Maßgenauigkeit der Einrichtung ver­ gleichweise zum stand der Technik einfacher einhalten, eine höhere Zuverlässigkeit erreichen und die Kosten erheblich senken.

Claims (4)

1. Aufprallerfassungseinrichtung mit einem, gegenüber einem Gehäuse (1), außerhalb seines Schwerpunkts drehbar gehal­ tenen Gewicht (2), welches in einer Ruheposition mit einem in Richtung auf das Gewicht (2) vorgespannten Auslösebau­ teil (4) in Eingriff steht und gegenüber diesem bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (2) einen gegenüber dem Drehpunkt verschobenen Nockenabschnitt (2b) hat, welcher mit dem Auslösebauteil (4) in Eingriff bring­ bar ist, so daß sich bei einer Beschleunigung oberhalb eines durch die Massenträgheit des Gewichts (2) und die Vorspannkraft des Auslösebauteils (4) bestimmten Schwellen­ wertes der Eingriff löst, und sich das Auslösebauteil (4) in Vorspannrichtung in eine von der Ruheposition ver­ schiedene Position bewegt und in dieser verbleibt.

2. Aufprallerfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der halbkreisförmige Nockenabschnitt (2b) zwischen zwei plattenförmigen Hauptabschnitten (2a) des Gewichts (2) angeordnet ist und mit einem Eingriffs­ abschnitt (4b) des Auslösebauteils (4) in Eingriff bringbar ist.

3. Aufprallerfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösebauteil (4) eine Auslöse­ nadel (4a) aufweist, die nach dem Auslösen aus dem Gehäuse (1) der Aufprallerfassungseinrichtung hervorsteht.

4. Aufprallerfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft des Auslösebauteils (4) von einer Feder (6) aufgebracht wird.