DE4140342A1 - Stossmelder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stoßmelder, und insbesondere auf einen Stoßmelder zum Auslösen eines Zündelementes, der keinen elektrischen Strom benötigt.

Ein Stoßmelder wird als Sensor benutzt, der zum Auslösen eines Aufprallschutzsystemes wie beispielsweise eines Airbags oder Gurtstrammers eingesetzt wird.

Der herkömmliche Stoßmelder ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift 2/2 49 744 beschrieben, die 1990 ungeprüft veröffentlicht wurde. In dieser herkömmlichen Vorrichtung wird ein Gewicht durch einen Stoß in eine Drehbewegung versetzt, dessen Heftigkeit über einem fest­ gesetzten Grenzwert liegt. Durch die sich ergebende Drehung des Gewichtes wird ein Zündhebel von einem Nockenteil des durch eine Feder vorgespannten Gewichtes freigegeben und dieser so in eine Drehbewegung versetzt. Dadurch schlägt ein im Zündhebel integrierter Schlagbolzen durch ein Loch im Gehäuse nach außen, so daß ein Zündelement wie beispielsweise ein Schlagzünder getroffen wird; das Loch befindet sich auf einer Gehäuseseite, die senkrecht zur Stoßrichtung steht.

Da der Schlagbolzen dieser Vorrichtung jedoch in die dem Stoß entgegengesetzte Richtung ausgelenkt wird, ist die Drehung des Zündhebels zu gering und die Vorspannkraft der Feder wird somit nicht effektiv in kinetische Energie des Schlagbolzens umgesetzt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Stoßmelder zu schaffen, in dem eine Vorspannkraft effektiv als kinetische Energie des Schlagbolzens genutzt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Mitteln gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine senkrechte Schnittansicht eines Stoßmelders gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 ist eine Draufsicht des Stoßmelders in Schnitt­ darstellung.

Fig. 3 ist eine auseinandergezogen dargestellte perspek­ tivische Ansicht des Stoßmeldemechanismus.

Fig. 4 ist ein Detailschnitt aus der Umgebung eines Zünd­ hebels.

Fig. 5 und 6 zeigen jeweils einen Betriebszustand des Stoßmeldemechanismus.

Gemäß Fig. 1 und 2 enthält ein Gehäuse 1 eines erfindungs­ gemäßen Stoßmelders einen Grundkörper 1a in der Form einer Dose, deren obere Deckwand offen ist, und eine Platte 1b zum Schließen oder Abdecken der Öffnung. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein Stoßmeldemechanismus 2 angeordnet.

Wie in Fig. 1 bis 3 dargestellt, ist im Gehäuse 1 eine Halterung 3 zwischen der Platte 1b und einem Boden 1c des Gehäuses 1 angebracht. Die Halterung 3 ist aus einem Stück Blech gebogen, und hat ein Paar einander gegenüberstehender L-förmiger Tragarme 3a, ein Paar sich gegenüberliegender Flanschteile 3b, die sich jeweils vom oberen Ende des ent­ sprechenden Tragarms 3a in einem 90 Grad Winkel erstrecken, und ein Verbindungselement, das die beiden oberen Enden der Tragarme 3a verbindet. Die Halterung 3 ist an ihren Tragarmen 3a am Gehäuseboden 1c befestigt.

Ein Gewicht 4, das die Form eines Ringstabes hat, ist konzentrisch an einem verzahnten Teil 5a einer Welle 5 drehfest angebracht (siehe Fig. 3). Das Gewicht 4 ist darüber hinaus mit einem Anschlagstift 4a versehen, der jeweils den Flanschteil 3b der Halterung 3 berührt und so eine Ausgangslage des Gewichtes 4 innerhalb des Gehäuses 1 festlegt. Beide Enden der Welle 5 greifen verschiebbar in Nuten 3e, die jeweils im Flanschteil 3b ausgebildet sind. Somit kann sich das Gewicht entlang der Nuten 3e bewegen und sich dabei auch relativ zur Halterung 3 drehen.

Ein Zündhebel 6 ist mittels einer Buchse oder Hülse 8 (siehe Fig. 3) auf einem Stift 7 drehbar angebracht; dieser ist an seinen Enden an den Tragarmen 3a befestigt. Wie am besten in Fig. 4 sichtbar, ist eine Drehfeder 9 um die Hülse 8 so angeordnet, daß das eine Ende der Drehfeder 9 an einem Tragarm 3a anliegt und das andere Ende am Zündhebel 6; dadurch wird der Zündhebel 6 kontinuierlich im Uhrzeigersinn nach Fig. 1 vorgespannt. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, sind der Stift 7 und die Hülse 8 mit einem abgestuften Teil 7a bzw. 8a versehen, die einander gegenübergesetzt sind. Der abgestufte Teil 7a trägt das eine Ende der Drehfeder 9, der abgestufte Teil 8a trägt das andere Ende der Drehfeder 9 und den Zündhebel 6.

Ein Hauptteil 8b der Hülse 8 hat einen kleineren Radius als der abgestufte Teil 8a, wodurch ein Spiel zwischen dem Hauptteil 8b und der Drehfeder 9 festgelegt wird. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist am Zündhebel 6 ein Schlagbolzen 6a ausgebildet, der aus dem Gehäuse 1 durch ein Loch 13 im Gehäuseboden 1c herausspringt, sobald sich der Zündhebel dreht, wie im folgenden beschrieben.

Fig. 1 bis 3 zeigen ein Zahnritzel 10, das fest auf der Welle 5 nahe dem einen Ende montiert ist, und eine Zahnstange 11, die mit dem Zahnritzel 10 kämmt und an einem der Flanschteile 3b der Halterung 3 ausgebildet ist. Ein Nockenteil 12 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ist auf der Welle 5 benachbart zum Zahnritzel 10 ausgebildet und steht in lösbarem Kontakt mit dem Zündhebel 6.

Die Struktur ergibt sich nach folgendem Montageablauf: Das Zahnritzel 10 wird mit der Zahnstange 11 in einer Ausgangsstellung so in Eingriff gebracht, daß der Anschlagstift 4a an dem Flanschteil 3b anliegt, nachdem das Gewicht 4 auf der Welle 5 montiert wurde. Danach werden der Zündhebel 6 und die Drehfeder 9 auf die Hülse 8 aufgesetzt; die so ausgestattete Hülse 8 wird zwischen die Tragarme 3a gesetzt und an der Halterung 3 mit dem Stift 7 gesichert, indem dieser durch die Hülse 8 gesteckt und dann am Tragarm 3a arretiert wird. Gleichzeitig mit dieser Befestigung der Hülse 8 an der Halterung 3 wird der Zündhebel 6 mit dem Nockenteil 12 der Welle 5 in Eingriff gebracht. Auf diese Weise wird die Halterung 3 in Form einer Einheit gebildet, die das Gewicht 4 und den Zündhebel 6 enthält. Danach wird die entstandene Halterung 3 fest in das Gehäuse 1 montiert, wodurch die Anordnung des Stoßmeldemechanismus 2 innerhalb des Gehäuses 1 vollendet wird.

Wie vorstehend beschrieben, werden der Zündhebel 6, das Zahnritzel 10, die Zahnstange 11 und das Gewicht 4 in der Halterung 3 als eine vom Gehäuse 1 unabhängige Einheit montiert. Dies dient der effektiven Montage der ganzen Vorrichtung. Außerdem wird die Halterung 3 aus einem Blechstreifen hergestellt, was eine korrekte Lage zwischen allen benachbarten Einzelteilen fehlerfrei sicherstellt. So kann ein gleichbleibender Zustand des Stoßmelders gewährleistet werden.

Die Funktionsweise der vorgenannten Struktur oder Konstruktion des Stoßmelders wird im folgenden ausführlich erläutert:
In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangslage berühren sich das Nockenteil 12 der Welle 5 und der Zündhebel 6; das Gewicht 4 ist in seiner Ausgangslage, wobei der Anschlagstift 4a durch die Drehfeder 9 an den Flanschteil 3b gedrückt wird; der Zündhebel 6 wird durch diesen Eingriff mit dem Nockenteil 12 in seiner Ausgangslage gehalten, trotz der Vorspannkraft, die die Drehfeder 9 auf den Zündhebel 6 ausübt.

Wenn unter den beschriebenen Umständen aufgrund eines Zusammenstoßes von Fahrzeugen oder eines Fahrzeuges mit einem Objekt ein Stoß von außen auf das Gehäuse 1 in der in Fig. 1 durch "A" bezeichneten Richtung ausgeübt wird, wird dieser vom Gewicht 4 erfaßt. Dann wird, wie in Fig. 5 gezeigt, das Gewicht 4 entlang der Zahnstange 11 und jeder Nut 3e durch Drehung im Uhrzeigersinn entgegen der Vorspannkraft der Drehfeder 9 bewegt; dadurch wird der Zündhebel 6 von dem Nockenteil 12 freigegeben. So wird der Zündhebel 6, wie in Fig. 6 gezeigt, aufgrund der Vorspannkraft der Drehfeder 9, die auf den Zündhebel 6 wirkt, im Uhrzeigersinn gespannt und dringt aus dem Gehäuse 1 durch das Loch 13 heraus, wobei er die Zündkapsel trifft.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel kann das Festhalten des Gewichtes in seiner Anfangsposition sowie das Drehen und Vorspannen des Zündhebels 6 durch die gemeinsame Drehfeder 9 bewirkt werden. Dieses ermöglicht das Erzielen von großer Energie trotz des geringen Platzbedarfs für die Quelle hierfür und die Verringerung der Bauteilanzahl, wodurch die Miniaturisierung des Stoßmelders selbst erreicht werden kann. Darüber hinaus besitzt das Gewicht einen größeren Durchmesser, wodurch ein größeres Trägheitsmoment erzielbar ist, was die unverzögerte Erfassung eines Stoßes verhindert, der von schlechten Straßenverhältnissen herrührt. Daher besteht keine - Gefahr eines unerwarteten Auslösens des Stoßmelders, was die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert.

Da die Aussprungrichtung des Schlagbolzens 6a im Wesentlichen senkrecht zur Richtung ist, aus der der Stoß aufgebracht wird, kann ferner der Drehwinkel oder der Umfangsweg des Zündhebels groß gewählt werden, wodurch ein effektiver Gebrauch der Vorspannkraft der Drehfeder 9 als kinetische Energie des Schlagbolzens 6a ermöglicht wird. Dies bedeutet, daß die Zündung des Zündelements so lange nicht ausgelöst werden kann, so lange die Schlagenergie nicht einen bestimmten hohen Wert erreicht. Anders ausgedrückt bedeutet das, daß hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich der Auslösung des Zündelements erreicht werden kann.

Weiterhin kann der Reibungsverlust zwischen der Hülse 8 und der Drehfeder 9 durch das Spiel zwischen beiden verringert werden, wodurch das Gewicht lagefest in seiner Ausgangsposition gehalten wird und der Verlust an kinetischer Energie des Schlagbolzens verringert wird, was zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit der Auslösung des Zündelements führt.

Ein Loch, durch das ein Schlagbolzen eines Zündhebels aus einem Gehäuse hervorspringt, ist in einer Wand des Gehäuses ausgebildet, die parallel zu der Richtung angeordnet ist, aus der ein Stoß von außen auf das Gehäuse einwirkt. Diese Anordnung stellt sicher, daß der Drehwinkel des Zündhebels und eine Vorspannkraft einer Feder, die gegen den Zündhebel drückt, effektiv als kinetische Energie für diesen genutzt werden können.

Claims (3)

1. Stoßmelder, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (1) mit einer Seitenwand (1a) zur Aufnahme eines Stoßes von außen und einer zur Seitenwand senkrechten unteren Wand (1c) mit einem Loch (13);
eine Halterung (3), die im Gehäuse untergebracht und am Gehäuse befestigt ist;
ein Gewicht (4) mit einer Welle (5), die darin koaxial befestigt ist und so an der Halterung (3) gelagert ist, daß sie in eine Drehbewegung versetzt wird, wenn der Stoß einen bestimmten Wert übersteigt;
ein Nockenteil (12), das an der Welle ausgebildet ist;
einen Zündhebel (6), der innerhalb des Gehäuses unter­ gebracht ist und auf einer Achse (7/8) drehbar gelagert ist;
eine Feder (9), die auf die Achse gesetzt ist und den Zündhebel in einer solchen Richtung vorspannt, daß dieser das Nockenteil berührt;
einen Anschlagstift (4a), der am Gewicht angebracht ist und durch die Vorspannkraft der auf der Achse sitzenden Feder an der Halterung anliegt; und
einen Schlagbolzen (6a), der an dem Zündhebel ausgebildet ist, und der in eine Drehbewegung versetzt und aus dem Gehäuse durch das Loch geschlagen wird, sobald der Zündhebel von dem Nockenteil aufgrund eines äußeren Stoßes freigegeben wird.

2. Stoßmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenteil einen halbkreisförmigen Querschnitt hat.

3. Stoßmelder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bauteile außer dem Gehäuse als eine Einheit (2) zusammengesetzt werden, bevor die Halterung im Gehäuse befestigt wird.