DE4124514A1 - Beschleunigungssensor, insbesondere zum selbsttaetigen ausloesen von insassenschutzvorrichtungen in kraftfahrzeugen - Google Patents
Beschleunigungssensor, insbesondere zum selbsttaetigen ausloesen von insassenschutzvorrichtungen in kraftfahrzeugenInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
- H01H35/14—Switches operated by change of acceleration, e.g. by shock or vibration, inertia switch
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- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einem Beschleunigungssensor nach der Gat
tung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen, aus dem
DE-GM 84 01 991.3 bekannten Beschleunigungssensor ist im Boden eines
trichterförmigen Innenraums als seismische Masse eine Kugel angeord
net. In Ruhestellung wird diese Kugel von einem Haltemagneten
fixiert. Bei Auslenkung der Kugel durch eine angreifende Beschleu
nigung wird eine im Deckel des Beschleunigungssensors angeordnete
Membran elastisch verformt, so daß zwei Kontaktelemente geschlossen
werden. Ferner ist zur Überwachung der seismischen Masse im Boden
der Ausnehmung eine Lichtschranke ausgebildet, die bei Auslenkung
der seismischen Masse geöffnet wird. Dieser Beschleunigungssensor
baut aber sehr kompliziert. Da die Kugel die gesamte Schräge des
Innenraums entlang rollen muß, um die Kontakte zu schließen, hat der
Beschleunigungssensor eine relativ lange Ansprechzeit.
Bei einem aus der DE-OS 37 26 452 bekannten Beschleunigungsaufneh
mer ist auf einem Hebel eine seismische Masse angeordnet. Das eine
Ende des Hebels ist beweglich befestigt, während das andere, das
freie Ende des Hebels einen Kontakt öffnen bzw. schließen kann.
Durch die auf die seismische Masse einwirkende Beschleunigung werden
die Kontakte geschlossen. Auch dieser Beschleunigungsaufnehmer weist
eine relativ lange Ansprechzeit auf, da die Kontakte nur durch die
Einwirkung der seismischen Masse und die Schwerkraft geschlossen
werden.
Ferner ist aus der nachveröffentlichten DE-OS 41 06 103.9 ein Be
schleunigungssensor bekannt, bei dem der Trägheitskörper einen auf
einer Wippe angebrachten, beweglichen Kontakt steuert. Bei Auslen
kung der Kugel aus ihrer Ruhelage wird der bewegliche Kontakt und
der feststehende Kontakt geschlossen, so daß ein elektrischer
Schaltkreis für die Auslösung von Insassenschutzvorrichtungen ge
schlossen ist.
Der erfindungsgemäße Beschleunigungsaufnehmer mit den kennzeichnen
den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
bereits bei relativ geringen Auslenkungen der Kugel die Kontakte
geöffnet werden. Bereits nach einem sehr kurzen Weg gibt die Kugel
die beiden beweglichen Kontakte frei, so daß eine Insassenschutzvor
richtung ausgelöst werden kann. Die Kugel betätigt direkt die beiden
Kontakte. In Grundstellung, d. h. ohne daß eine Beschleunigungskraft
einwirkt, sind die Kontakte geschlossen, so daß die Funktionsfähig
keit des Beschleunigungssensors jederzeit überprüft werden kann.
Dadurch ist der Sensor auch in bestehenden Systemen einsetzbar. Fer
ner ist der Beschleunigungssensor unempfindlich gegen vertikale Be
schleunigungen. Der Sensor baut besonders kostengünstig. Bei bishe
rigen Sensoren verwendete Bauteile können mit geringen Änderungen
weiterverwendet werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Beschleunigungssensors möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Beschleunigungssensor und
Fig. 2 einen Schnitt in Richtung II-II nach Fig. 1.
In der Fig. 1 ist mit 10 ein Sensor bezeichnet, der zum Auslösen
von Insassenschutzvorrichtungen, z. B. Airbag oder Gurtstraffer, in
Kraftfahrzeugen dient. Er weist ein Gehäuse 11 mit einem etwa trich
terförmigen Innenraum 12 auf, dessen Boden 13 als Pfanne ausgebildet
ist. Das Gehäuse 11 kann aus Kunststoff, insbesondere aus Thermo
plast bestehen und im Spritzgußverfahren hergestellt sein. Der In
nenraum 12 dieses Gehäuses 11 wird von einem Deckel 14 abgeschlos
sen. Im Boden 13 liegt eine als seismische Masse bzw. als Trägheits
körper dienende Kugel 15 auf, die als massive Stahlkugel ausgebildet
sein kann. In der Fig. 1 ist hierbei die Kugel 15 in Grundstellung
mit durchgezogenen Linien und in der sogenannten Auslösestellung mit
gestrichelten Linien eingezeichnet. Es ist ferner auch möglich, die
Kugel 15 aus einem anderen ferromagnetischen Material herzustellen
oder mit einer Schicht aus diesem Material zu versehen. Die Kugel 15
steht in Wirkverbindung mit einem im Boden 13 angeordneten Magneten
16, der die Kugel 15 in ihrer Ruhestellung fixiert und dessen Stärke
die Auslöseschwelle mitbestimmt. Als Magnet 16 kann sowohl ein Elek
tromagnet oder, wie in der Fig. 1 dargestellt, ein Permanentmagnet
verwendet werden. Der Magnet 16 ist dabei in einem schraubenförmigen
Körper 17 angeordnet, der in eine Ausnehmung 18 des Gehäuses 10
eingeschraubt wird. Dadurch kann der Abstand zwischen dem Permanent
magneten 16 und der Kugel 15 in einfacher Weise variiert werden,
indem der Körper 17 mehr oder weniger tief in die Ausnehmung 18
eingeschraubt wird. Der Boden 13 kann z. B. als spitz zulaufender
Trichter, als Kalotte oder als eine kegelstumpfförmige Pfanne, wie
in der Fig. 1 dargestellt, ausgebildet sein. In allen Fällen ist
aber im Grund dieser Pfanne eine Ausnehmung, z. B. eine durchgehende
Bohrung 20 ausgebildet, durch die die Kugel 15 zu einem sehr
geringen Teil in die Ausnehmung 18 ragt. Diese Bohrung 20 ist im
Bereich des Magneten 16 ausgebildet, so daß die Achse des Permanent
magneten 16 durch den Mittelpunkt der Kugel 15 verläuft. In den
Bereich zwischen der Kugel 15 und dem Magneten 16 ragen zwei Kon
taktfedern 22, 23, die mechanisch vorgespannt sind und an der Unter
seite der Kugel 15, d. h. an dem durch die Bohrung 20 ragenden Be
reich der Kugel 15 anliegen. Diese Kontaktfedern 22, 23 sind mit
ihrem einen Ende an den Enden von Ableitleitungen 24, 25 ange
schweißt. Diese Ableitleitungen 24, 25 führen zu nicht dargestellten
Steuergeräten zum Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen. In Fig.
1 bzw. 2 sind die beiden Kontaktfedern 22, 23 über Kreuz angeordnet,
d. h. die beiden Kontaktfedern 22, 23 liegen unter einem Winkel von
90° aufeinander. Diese Anordnung erweist sich als besonders vorteil
haft, wenn die Kontaktfedern einen runden Querschnitt aufweisen.
Durch diese Anordnung wird eine besonders gute Kontaktgabe zwischen
den beiden Kontaktfedern ermöglicht. Als Kontaktfedern mit rundem
Querschnitt können auf besonders einfache Weise Drähte verwendet
werden. Verwendet man die Adern der Ableitleitungen gleichzeitig als
Kontaktfedern, so kann man auf die Widerstandsschweißung verzichten,
wodurch der Sensor zusätzlich noch vereinfacht wird. Durch die Aus
bildung der Kontaktfedern als Drähte wird eine besonders kleine Auf
lagefläche der Kontaktfedern untereinander ermöglicht, so daß eine
sehr kurze Kontaktzeit möglich ist. Ferner sind die Kontaktfedern
dann weniger schmutzempfindlich.
In der Ausgangsstellung des Beschleunigungssensors 10 befindet sich
die Kugel 15 in der tiefsten Stelle der Kalotte, ragt durch die Boh
rung 20 und wird dort von der magnetischen Kraft des Magneten 16 in
dieser Lage fixiert. Ferner liegen in dieser Ausgangsstellung die
Kontaktfedern 22, 23 möglichst im Überlappungsbereich aufgrund der
mechanischen Vorspannung an der Kugel 15 an. Wirkt auf die Kugel 15
eine Beschleunigungskraft ein, so wird die Kugel 15 aus ihrer Ruhe
lage ausgelenkt und rollt an den Seitenwänden 27 des Innenraums 12
hoch. Um eine Beschleunigungsschwelle vorzugeben, sind die Seiten
wände 27 des Innenraums 12 um einen bestimmten Winkel geneigt. Für
eine Schwelle von z. B. 0,4 g (g = Erdbeschleunigung) müssen die
Seitenwände 27 einen Neigungswinkel von ca. 21,8° haben. Soll die
Schwelle hingegen 4 g betragen, so sind die Seitenwände steiler aus
zubilden und weisen z. B. einen Winkel von 30° auf. Bereits bei ge
ringster Auslenkung der Kugel 15 aus der Ruhelage, d. h. die Kugel
befindet sich in der in der Fig. 1 gestrichelt eingezeichneten Po
sition, berühren sich die beiden Kontaktfedern 22, 23 nicht mehr.
Dadurch ist der Stromkreis unterbrochen und die angeschlossenen In
sassenschutzvorrichtungen werden ausgelöst. Bei dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Auslenkung der Kugel 15
und somit eine Erfassung einer Beschleunigung in allen Richtungen
einer Ebene möglich. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine
Detektion einer Beschleunigung nur in einer bestimmten Richtung zu
ermitteln. Hierzu weist der Innenraum des Gehäuses nur auf einer
Seite, in der die Beschleunigung ermittelt werden soll, eine anstei
gende Seitenwand auf.
Claims (10)
1. Beschleunigungssensor (10), insbesondere zum selbsttätigen Auslö
sen von Insassenschutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem
Trägheitskörper (15) der bei angreifender Beschleunigungskraft ent
lang einer ansteigenden Seitenwand (27) eines Innenraums (12) eines
Gehäuses (11) rollt oder gleitet und in Ruhestellung von einem
Magneten (16) in seiner Position fixiert wird, dadurch gekennzeich
net, daß der Trägheitskörper (15) teilweise durch eine im Boden (13)
des Gehäuses (10) ausgebildete Ausnehmung (20) ragt, daß der Träg
heitskörper (15) in seiner Ruhestellung mit seinem durch die Ausneh
mung (20) ragenden Ende an bewegliche, eine mechanische Vorspannung
aufweisende Kontaktfedern (22, 23) anliegt und daß bei Auslenkung
des Trägheitskörpers (15) die beiden Kontakte (22), (23) geschlossen
oder geöffnet werden.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei beweg
liche Kontaktfedern (22, 23) vorhanden sind, die unter einem Winkel
von etwa 90° angeordnet sind.
3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
beweglichen Kontaktfedern (22, 23) Runddrähte sind.
4. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
beweglichen Kontaktfedern (22), (23) die Adern der Ableitleitungen
(24, 25) des Sensors sind.
5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (16) auf der den Trägheitskörper (15) abgewandten
Seite der Kontaktfedern (22, 23) angeordnet ist.
6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (16) ein Elektromagnet ist.
7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (16) ein Permanentmagnet ist.
8. Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand
zwischen dem Permanentmagneten (16) und dem Trägheitskörper (15)
veränderbar ist.
9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (11) aus Thermoplast hergestellt ist.
10. Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehause
(11) im Spritzgußverfahren hergestellt ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914124514 DE4124514A1 (de) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Beschleunigungssensor, insbesondere zum selbsttaetigen ausloesen von insassenschutzvorrichtungen in kraftfahrzeugen |
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19914124514 DE4124514A1 (de) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Beschleunigungssensor, insbesondere zum selbsttaetigen ausloesen von insassenschutzvorrichtungen in kraftfahrzeugen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4124514A1 true DE4124514A1 (de) | 1993-01-28 |
Family
ID=6436901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914124514 Withdrawn DE4124514A1 (de) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Beschleunigungssensor, insbesondere zum selbsttaetigen ausloesen von insassenschutzvorrichtungen in kraftfahrzeugen |
Country Status (2)
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WO (1) | WO1993002464A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19606043A1 (de) * | 1996-02-19 | 1997-08-21 | Telefunken Microelectron | Neigungssensor |
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1991
- 1991-07-24 DE DE19914124514 patent/DE4124514A1/de not_active Withdrawn
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1992
- 1992-06-10 WO PCT/DE1992/000473 patent/WO1993002464A1/de active Application Filing
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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