DE4315842A1

DE4315842A1 - Beschleunigungsaufnehmer

Info

Publication number: DE4315842A1
Application number: DE19934315842
Authority: DE
Inventors: Adam Hirt; Johannes Dipl Ing Burkard
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-05-12
Filing date: 1993-05-12
Publication date: 1994-11-17

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Beschleunigungsaufnehmer nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei derartigen in der Praxis verwendeten Beschleunigungsaufnehmern wird ein Schaltmagnet gegen die Kraft einer Feder bewegt. Nach Überschreiten einer vorgegebenen Beschleu nigungsschwelle wird vom Magneten ein Reed-Kontakt und somit ein elektrischer Schaltkreis geschlossen, so daß ein Rückhaltesystem ausgelöst werden kann. Bei diesen Beschleunigungsaufnehmern wird aber der Magnet gegen eine Feder mit einer linear verlaufenden Fe derkennlinie bewegt. Dies bedeutet, daß bei zunehmend zurückgelegtem Weg die Rückstellkraft der Feder ansteigt und somit die Schließzeit verringert wird. Bei einem anderen in der Praxis verwendeten Be schleunigungssensor wird, um die Schließdauer des Schalters zu ver längern mit zwei Masseelementen und zwei Federn gearbeitet. Diese sind aber nicht miteinander gekoppelt. Erst wenn die erste Masse am Anschlag anliegt wird die zweite Feder und die ihr zugeordnete Masse beeinflußt. Der Aufbau dieses Beschleunigungssensors ist relativ aufwendig und teuer.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Beschleunigungsaufnehmer nach der Gattung des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß er im Auslösefall eine relativ kurze Ansprechzeit hat. Der Schaltmagnet wird nach dem Aus lösen relativ schnell aus dem Schaltbereich des Reed-Kontakts heraus zur Anschlagseite hinbewegt, da in diesem Bereich die Rückstellkraft nur noch gering zunimmt. Dies bedeutet eine verlängerte Schließzeit des Reed-Kontakts und somit eine einwandfreie und sichere Auslösung der angeschlossenen Sicherheitseinrichtungen. Ferner ist der Aufbau des Beschleunigungsaufnehmers relativ einfach und kostengünstig.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Maßnahmen möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beschleunigungsauf nehmers mit einer Spiralfeder und einer Tellerfeder, wobei in der Fig. 2 der Kraftverlauf F über den Weg s des Schaltmagneten darge stellt ist, Fig. 3 zeigt eine Abwandlung des Beschleunigungsauf nehmers mit einem Magneten und einer Spiralfeder, wobei in der Fig. 4 wieder das entsprechende Kräftediagramm dargestellt ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist mit 10 ein Beschleunigungsaufnehmer bezeichnet, in dessen Gehäuse 11 auf einer Hülse 14 aus unmagnetischem Material ein Schaltmagnet 12 möglichst reibungsarm geführt ist. Der Schalt magnet 12 ist in üblicher Weise ein ringförmiger Permanentmagnet, dessen magnetische Polarisierungsrichtung in seiner Bewegungsrich tung ausgerichtet ist, dies bedeutet, daß entweder der Nord- oder der Südpol des Schaltmagneten 12 der Stirnseite 13 des Gehäuses 11 zugewandt ist. Der Schaltmagnet 12 steht in Wirkverbindung mit einem in der Hülse 14 angeordneten Schalter 17, dessen ferromagnetische Blattfederkontakte 15, 16, sogenannte Reed-Kontakte Teil eines elek tronischen Schaltkreises sind, der ein Rückhalte- bzw. Sicherheits system für die Insassen eines Kraftfahrzeugs steuert. Neben den Reed-Kontakten wären auch andere magnetisch steuerbare Kontakte, z. B. in Luftatmosphäre schaltende Schaltfedern oder magnetisch be einflußbare Widerstände möglich.

Zwischen dem Schaltmagneten 12 und der Stirnseite 13 des Gehäuses 11 sind vom Schaltmagneten 12 aus gesehen eine Spiralfeder 19 und eine Tellerfeder 20 angeordnet, wobei das Ende der Spiralfeder 19 am Schaltmagneten 12 und die Tellerfeder 20 an der Stirnseite 13 je weils anliegen und beide Federn 19, 20 miteinander gekoppelt sind. Die beiden Federn 19, 20 umgreifen dabei die Hülse 14. Wesentlich ist, daß zwei unterschiedliche Federkräfte unmittelbar miteinander gekoppelt sind und sich so gegeneinander beeinflussen, daß die auf den Schaltmagneten 13 wirkende, resultierende Kraft der beiden Fe dern 19, 20 einen degressiven Verlauf aufweist.

Wirkt eine Beschleunigungskraft a in Richtung des Pfeils auf den Be schleunigungsaufnehmer 10 ein, so befindet sich der Schaltmagnet 12 in seiner Grundposition A, in der er von den beiden Federn 19, 20 fixiert wird. Die Reed-Kontakte 15, 16 des Schalters 17 sind geöff net, so daß der Stromkreis unterbrochen ist. Überschreitet die Be schleunigungskraft a eine vorgegebene, durch die Kraft der beiden Federn 19, 20 bestimmte Beschleunigungsschwelle Fa, so bewegt sich der Schaltmagnet 12 in Richtung zur Stirnseite 13 hin. In der Fig. 2 ist der Verlauf 22 der wirksamen Kraft F der beiden Federn 19, 20 über den Weg s des Schaltmagneten 12 aus seiner Grundposition A her aus bis zur Position C bei der Stirnseite 13 hin dargestellt. Zum Vergleich ist mit 23 der Verlauf der Kraft bei Verwendung nur einer Feder, z. B. einer Spiralfeder, wie es im Stand der Technik be schrieben ist, eingezeichnet. Wie aus der Fig. 2 erkennbar ist, ist die Kraft Fa, d. h. die Auslöseschwelle hervorgerufen durch die Kom bination der Federkräfte der beiden Federn 19, 20 geringer als die Kraft F₁ der Kurve 23. Dies bedingt eine kurze Ansprechzeit des Beschleunigungsaufnehmers 10, was bedeutet, daß sich die Zeit ver kürzt, in der der Schaltmagnet aus seiner Ausgangsposition A heraus bewegt wird. Gelangt der Schaltmagnet 12 in den Bereich der beiden Reed-Kontakte 15, 16, so werden diese Reed-Kontakte 15, 16 ge schlossen, der Schaltkreis ist somit ebenfalls geschlossen und die angeschlossenen Sicherheitseinrichtungen werden ausgelöst. Der Schaltpunkt B der Reed-Kontakte 15, 16, d. h. die dazu nötige Kraft F₂, die auf den Schaltmagneten einwirken muß, ist meist fest vor gegeben und hat deshalb bei beiden Kurven 22, 23 übereinzustimmen. Die einwirkende Beschleunigungskraft a bewegt den Schaltmagneten 12 weiter zur Stirnseite 13 hin. Da die resultierende Kraft Fb der beiden Federn 19, 20 in der Position C bei der Stirnseite 13 ge ringer ist, als die Kraft F₃ der Kurve 23 beim Stand der Technik, wird der Schaltmagnet 12 schneller aus dem Schaltbereich des Reed-Schalters 17 heraus zur Stirnseite 13 hin bewegt. Ferner wird bedingt durch die geringe Kraft Fb die Schließdauer des Reed-Schal ters 17 verlängert. Unter Schließdauer ist hierbei die Zeit zu ver stehen, bis sich der Schaltmagnet 12 wieder zum Schaltpunkt B zu rückbewegt. Dadurch ist der Schalter lange geschlossen und das ange schlossene Insassenschutzsystem wird sicher ausgelöst.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 wird die Kraft einer Feder und eines Magneten miteinander gekoppelt. Statt der Feder 19 beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist ein Permanentmagnet 30 vor handen, wobei die Spiralfeder 31 zwischen dem Schaltmagneten 12 und einem sich vor dem Permanentmagneten 30 befindenden Anschlag 33 liegt. Es wäre aber auch denkbar, daß der Permanentmagnet 30 gleich zeitig als Anschlag dient. Anstatt des Permanentmagneten 30 wäre es auch möglich, ein magnetisch leitfähiges Material einzusetzen, wo durch auch die Kraft der Spiralfeder 31 beeinflußt würde. Die Spiralfeder 31 umgreift eine Führungsschiene 32 für den Schaltmagne ten 12. Der Permanentmagnet 30 und der Schaltmagnet 12 sind so aus gerichtet, daß sich gegensinnige Polaritäten gegenüberstehen, so daß der Schaltmagnet 12 durch die magnetische Kraft des Permanentmagne ten 30 angezogen und auf ihn zubewegt wird. Dadurch erreicht man den in der Fig. 4 mit 35 bezeichneten Verlauf der resultierenden Kraft aus Spiralfeder 31 und Permanentmagnet 30. Hervorgerufen durch die Anziehungskraft des Permanentmagneten 30 liegt die Kraft Fb wiederum geringer als die Kraft F₃ der Kurve 23 beim Stand der Technik. Auch hier wird dadurch eine Verlängerung der Schließdauer des Reed-Schalters 17a erreicht.

Claims

1. Beschleunigungsaufnehmer (10), insbesondere zum Auslösen von Rückhaltesystemen in Kraftfahrzeugen mit einem Gehäuse (11), in dem mindestens ein Schaltmagnet (12) bewegt wird und der in Wirkverbin dung mit magnetisch steuerbaren Kontakten (15, 16) des Schalters (17) eines elektrischen Stromkreises steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltmagnet (12) gegen die Kraft mindestens zweier unter schiedlicher Kräfte (19, 20; 30, 31) bewegt wird, wobei die Kräfte direkt miteinander gekoppelt sind.

2. Beschleunigungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräfte (30, 31) entgegengesetzte Wirkung und unterschied liche Intensität aufweisen.

3. Beschleunigungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Kräfte durch eine Spiralfeder (19) und durch eine Tellerfeder (20) bewirkt werden, und daß die Spiralfeder (19) am Schaltmagneten (12) und die Tellerfeder (20) am Gehäuse (11) anliegt.

4. Beschleunigungsaufnehmer nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die unterschiedlichen Kräfte durch eine magnetische Kraft (30) und durch eine mechanische Federkraft (31) bewirkt wird.

5. Beschleunigungsaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Federkraft durch eine Spiralfeder (31) bewirkt wird, die am Schaltmagneten (12) anliegt.

6. Beschleunigungsaufnehmer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetische Federkraft durch einen Haltemagneten (30) bewirkt wird, dessen magnetische Richtung so ausgerichtet ist, daß sich gegensinnige magnetische Pole gegenüberstehen.