DE4218867A1

DE4218867A1 - Geschwindigkeitswechsel-sensor mit einem zylindrischen magneten

Info

Publication number: DE4218867A1
Application number: DE4218867A
Authority: DE
Inventors: Carl T Grossi; Gerard Humphreys; Timothy D O'keefe
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Breed Automotive Technology Inc
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1992-12-17
Also published as: ITTO920494A0; SE9201771L; GB2256711B; CA2071073C; FR2677770A1; FR2677770B1; GB2256711A; IT1257226B; US5322981A; GB9212336D0; CA2071073A1; SE9201771D0; ITTO920494A1; JPH06160426A

Description

Die Erfindung betrifft einen Geschwindigkeitswechsel-Sensor oder Beschleunigungsmesser, der in Kraftfahrzeugen zur Auf nahme von plötzlichen Veränderungen der Geschwindigkeit und in Reaktion darauf zur Aktivierung einer Insassenrückhalte einrichtung, wie zum Beispiel einem Airbag, verwendet wird. Insbesondere weist diese Einrichtung ein Element auf, das sich in Reaktion auf eine plötzliche Verzögerung in eine vorgegebene Stellung bewegt, um ein Paar Kontaktstreifen zu aktivieren.

Studien haben ergeben, daß Verletzungen bei Kraftfahrzeugun fällen, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, durch die Verwendung von Insassenrückhaltesystemen beträchtlich ver ringert oder vermieden werden können. (Der Begriff "Insasse" schließt auch den Fahrer eines Fahrzeugs ein.) Diese Systeme weisen einen aufblasbaren Ballon auf, der gewöhnlich als Airbag bezeichnet wird und der normalerweise in dem Armatu renbrett oder dem Lenkrad untergebracht ist. Wenn das Kraft fahrzeug einer plötzlichen Verzögerung ausgesetzt ist, wird der Airbag aufgeblasen und automatisch in eine Stellung ent faltet, in der er die Insassen abfängt, ihre Bewegung be grenzt und verhindert, daß sie mit dem Fahrzeuginneren, wie zum Beispiel der Windschutzscheibe, dem Lenkrad, dem Armatu renbrett usw., in Berührung kommen. Ein kritisches Element solcher Systeme ist der Geschwindigkeitswechsel-Sensor oder Beschleunigungsmesser, der das Aufblasen und Entfalten des Airbags veranlaßt. Die Bewegung des Kraftfahrzeugs muß sorg fältig und genau überwacht werden, so daß der Airbag sehr schnell entfaltet werden kann, bevor die Insassen eine we sentliche Verletzung erfahren.

Ein Geschwindigkeitswechsel-Sensor ist in US-PS 43 29 549 offenbart. Dieser Sensor weist ein röhrenförmiges, eine me tallische Hülse umgebendes Gehäuse, eine Metallkugel und ei nen Magneten auf, der die Kugel zu einem ersten Ende der Hülse hin vorspannt. An dem zweiten Ende der Hülse ist ein Paar elektrischer Kontaktstreifen vorgesehen. Der Sensor ist in dem Kraftfahrzeug in einer solchen Ausrichtung angeord net, daß sich die Kugel von dem ersten zu dem zweiten Ende bewegt und mit den beiden Streifen Kontakte bildet, wenn das Kraftfahrzeug eine Verzögerung erfährt, die ein vorbestimm tes Niveau überschreitet. Da die Streifen und die Kugel aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sind, ent steht eine elektrische Bahn zwischen den zwei Streifen, wenn die Kugel die Streifen berührt. Diese elektrische Bahn wird verwendet, um ein Signal für das Entfalten des Airbags zu erzeugen.

Ein Problem bei der in der US-PS 43 29 549 dargestellten Vorrichtung ist es, daß wegen der Bahn der Kugel ein relativ großer Magnet benötigt wird.

In Anbetracht der oben genannten Nachteile des Standes der Technik ist es ein Ziel der Erfindung, einen Beschleuni gungsmesser mit kleineren Abmessungen zu schaffen.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Ein erfindungsgemäßer Beschleu nigungsmesser weist ein Gehäuse mit mindestens einem Paar Kontaktstreifen sowie ein Element auf, das sich in einer vorbestimmten Bahn in Reaktion auf einen Wechsel der Ge schwindigkeit des Kraftfahrzeugs bewegt. Die zwei Kontakt streifen sind derart in der Bahn des sich bewegenden Elemen tes angeordnet, daß zwischen den Streifen durch das sich be wegende Element eine elektrische Kontaktbahn erzeugt wird. Ein entlang der Achse der Bahn angeordneter magnetischer Einsatz erzeugt ein magnetisches Feld zur Vorspannung der Kugel.

Fig. 1 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines er findungsgemäßen Beschleunigungsmessers;

Fig. 2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht des Be schleunigungsmessers aus Fig. 1, bei dem die Kugel durch eine plötzliche Verzögerung verlagert ist;

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines anderen Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung.

Die Figuren zeigen einen erfindungsgemäßen Beschleunigungs messer oder Geschwindigkeitswechsel-Sensor 10, der normaler weise an einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) angebracht ist. Der Sensor ist über ein Kabel 14 mit mindestens zwei Leitern 16, 18 an eine Steuerungseinrichtung für das Entfal ten des Airbags angeschlossen.

Der Sensor 10 hat ein röhrenförmiges Gehäuse 20 und endet an einem Ende mit einem verjüngten Abschnitt 24, der eine End wand 26 hat. Der Abschnitt 24 hält einen Einsatz 28 mit ei nem zylindrischen oder stangenförmigen festen Permanentmag neten 30. Das Gehäuse 20 und die Endwand 26 sind vorzugswei se aus Kunststoff hergestellt. Das Gehäuse begrenzt eine Kammer 32, die eine Metallkugel 34 hält. Das Gehäuse 20 ist mit radialen Wänden 36 versehen, die einen zylindrischen Ka nal 40 für die Kugel 34 begrenzen.

Auf der der Endwand 26 gegenüberliegenden Seite wird das Ge häuse 20 durch eine axial angeordnete Kunststoffkappe 44 be grenzt. Die Kappe 44 kann an das Gehäuse 20 durch bekannte Maßnahmen, wie beispielsweise mit einem Klebstoff oder durch Schallschweißen, angebracht werden. An der Kappe 44 sind zwei Kontaktstreifen 46, 48 angebracht. Jeder dieser Strei fen ist durch einen Stift 50 oder durch andere ähnliche be kannte Mittel an der Kappe 44 befestigt und ist aus einem relativ dünnen und flachen, leitenden Material, wie zum Bei spiel Kupfer, hergestellt. Die Streifen 46 und 48 enden an ihren oberen Teilen in gebogenen Abschnitten 58 und 60. In nerhalb des Gehäuses 20 ist eine Kunststoffscheibe 66 an geordnet, die die Streifen 46, 48 in Positionen vorspannt, die in Fig. 1 dargestellt sind (wie ausführlich beschrieben in US-Anmeldung S.N. 417 914).

Darüber hinaus weist die Kappe 44 an ihrer Innenseite Vor sprünge 76 auf, die nach innen auf die Kugel 34 hin gerich tet sind. Eine Dichtung 78 ist zwischen der Kappe 44 und dem Gehäuse 20 angebracht, um den Sensor abgedichtet zu halten. In ähnlicher Weise ist eine Dichtung und/oder ein O-Ring 80 zwischen dem Einsatz 28 und dem Gehäuse 20 angebracht. Falls nötig, kann außerdem ein Vergußmaterial 82 verwendet werden, um die Endwand 26 an ihrem Platz zu halten.

Der Sensor 10 arbeitet in folgender Weise: Der Permanentmag net 30 erzeugt ein magnetisches Feld. Die Kugel 34 ist aus einem magnetisch durchlässigen Material hergestellt. Der Magnet 30 ist auf der Längsachse der durch den Kanal 40 festgelegten Bahn angeordnet und ausgerichtet, um die Kugel gegen die Endwand 26 vorzuspannen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Sensor ist in einer solchen Ausrichtung innerhalb eines Kraftfahrzeugs (beispielsweise im Motor oder der Fahr gastzelle) angeordnet, daß die Kugel 34 in die durch den Pfeil A angegebene Richtung getrieben wird, wenn das Fahr zeug eine Verzögerung erfährt. Falls diese Verzögerung grö ßer als ein vorgegebener Schwellenwert ist (der beispiels weise durch die Abmessungen des Sensors und die von dem Mag neten erzeugte Feldstärke festgelegt ist), übersteigt die Kraft der Verzögerung die Kraft des magnetischen Feldes und die Kugel 34 wird in der Richtung A entlang des Kanals 40 bewegt. Während sich die Kugel durch den Kanal bewegt, tritt sie (relativ gleichzeitig) in Kontakt mit den Spitzen der Streifen 46, 48. Die Kugel 34 ist vorzugsweise mit einem Ma terial beschichtet, das einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand hat, wodurch eine elektrische Bahn zwischen den Streifen gebildet wird, wenn die Kugel 34 diese berührt. Die Kugel bewegt sich weiter in Richtung A, wobei sie die Strei fen 46, 48 in der gleichen Richtung verbiegt, bis sie durch den Vorsprung 76 gestoppt wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Kontakt zwischen den Streifen 46, 48 kann zur Er zeugung eines elektrischen Signals verwendet werden, das beispielsweise über das Kabel 14 an eine Insassenrückhalte einrichtung, wie zum Beispiel eine Airbag-Einrichtung (nicht dargestellt), zur Entfaltung des Systems geschickt werden kann.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist anstelle eines Einsatzes das Gehäuse 100 mit einer ersten, kegelstumpfför migen Vertiefung 102 ausgebildet. Ein fester, zylindrischer oder stangenförmiger Magnet 104 ist in die Vertiefung 102 eingesetzt und wird in dieser durch eine Dichtung 106 gehal ten. Eine Kappe 108 ist zum Schutz über dem Magneten 104 vorgesehen.

Bezugszeichenliste

10 Beschleunigungsmesser/Geschwindigkeitswechsel-Sensor
14 Kabel
16 Leiter
18 Leiter
20 Gehäuse
24 verjüngter Abschnitt/Verlängerung
26 Endwand
28 Einsatz
30 Magnet
32 Kammer
34 Kugel
36 Wand
40 Kanal
44 Kappe
46 Kontaktstreifen
48 Kontaktstreifen
50 Stift
58 gebogener Abschnitt
60 gebogener Abschnitt
66 Scheibe
76 Vorsprung
78 Dichtung
80 O-Ring
82 Vergußmaterial
100 Gehäuse
102 Vertiefung
104 Magnet
106 Dichtung
108 Kappe

Claims

l. Beschleunigungsmesser zum Wahrnehmen von Veränderungen der Geschwindigkeit bei einem Kraftfahrzeug, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale:
- - Ein Gehäuse (20) mit einem ersten und einem zweiten Ende, die zwischen sich eine Bahn begrenzen, wobei die Bahn eine Längsachse hat;
- - an dem ersten Ende angeordnete Kontakteinrichtungen (46, 48);
- - einen in dem Gehäuse (20) benachbart zu dem zweiten Ende auf der Längsachse angeordneten festen Perma nentmagneten (30); und
- - in dem Gehäuse (20) angeordnete Sensoreinrichtungen (34), die aus einem magnetisch durchlässigen Materi al hergestellt und durch den Permanentmagneten (30) gegen das zweite Ende vorgespannt sind, und die der art konstruiert und angeordnet sind, daß sie sich in Reaktion auf eine Beschleunigung von der zweiten in die erste Position bewegen, um die Kontakteinrich tungen (46, 48) zu schließen.
2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, bei dem die Kon takteinrichtungen ein Paar Kontaktstreifen (46, 48) auf weisen.
3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2, bei dem die Sen soreinrichtungen eine Kugel (34) aufweisen.
4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 3, bei dem die Kugel (34) mit einem leitenden Material beschichtet ist, um eine elektrische Bahn zwischen den Kontaktstreifen (46, 48) in der ersten Position zu erzeugen.
5. Beschleunigungsmesser zum Wahrnehmen von Veränderungen der Geschwindigkeit bei einem Kraftfahrzeug, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale:
- - ein röhrenförmiges Gehäuse (20) mit einem ersten und einem zweiten Ende sowie einer Längsachse;
- - an dem ersten Ende angeordnete Kontaktstreifen (46, 48);
- - einen in dem Gehäuse (20) benachbart zu dem zweiten Ende auf der Längsachse angeordneten festen Perma nentmagneten (30);
- - eine magnetische Sensoreinrichtung (34), die in dem Gehäuse (20) beweglich angeordnet und durch den Per manentmagneten (30) gegen das zweite Ende vorge spannt ist, wobei die magnetische Sensoreinrichtung (34) sich in Reaktion auf eine Beschleunigung zu dem ersten Ende hin bewegt, um Kontakte (46, 48) zu schließen.
6. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 5, bei dem die ma gnetische Sensoreinrichtung (34) mit einem leitenden Ma terial beschichtet ist, um einen Stromfluß zwischen den Kontaktstreifen (46, 48) zu erzeugen.
7. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 5, bei dem die Sen soreinrichtung eine Kugel 34 aufweist.
8. Beschleunigungsmesser zum Wahrnehmen von Veränderungen der Geschwindigkeit bei einem Kraftfahrzeug, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale:
- - ein röhrenförmiges Gehäuse (20; 100) mit einer Läng sachse, einem ersten und einem zweiten Ende, wobei das zweite Ende eine innere Wand (26) und eine von ihr vorstehende röhrenförmige Verlängerung (24) auf weist;
- - an dem ersten Ende angeordnete Kontaktstreifen (46, 48);
- - einen in der Verlängerung (24) benachbart zu der in neren Wand (26) auf der Längsachse angeordneten fe sten Permanentmagneten (30; 104);
- - eine in dem Gehäuse (20; 100) beweglich angeordnete magnetische Sensoreinrichtung (34), die von dem Per manentmagneten (30; 104) zu dem zweiten Ende hin vorgespannt ist, wobei sich die magnetische Senso reinrichtung (34) in Reaktion auf eine Beschleuni gung zu dem ersten Ende hinbewegt, um die Kontakt streifen (46, 48) zu schließen.
9. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 8, der weiterhin Si cherungseinrichtungen (28, 82; 106, 108) aufweist, um den Permanentmagneten (30; 104) an dem Gehäuse (20; 100) zu befestigen.
10. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 8, bei dem der Per manentmagnet (30; 104) zylindrisch ist.
11. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 8, bei dem die Ver längerung (24) die Form eines Kegelstumpfes hat.
12. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 8, der weiterhin ei ne Kappe (44) an dem ersten Ende aufweist, die die Kon taktstreifen (46, 48) hält.
13. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 12, bei dem An schlagsvorrichtungen (76) an der Kappe (44) angebracht sind, um die magnetische Sensoreinrichtung (34) zu stop pen.