DE4322796C2 - Mechanischer Beschleunigungssensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mechanischen Be­ schleunigungssensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Beschleunigungssensor ist aus der DE 35 05 327 A1 bekannt.

Fahrzeuge, z. B. Automobile, sind immer häufiger mit einem Airbagsystem oder einem Sitzgurtsystem ausgestattet. Für einen Inflator in dem Airbagsystem oder einem Vorspanner in dem Sitzgurtsystem wird ein Gasgenerator dazu verwendet, ein An­ triebsmedium für den Inflator oder den Vorspanner zu erzeugen. Der Gasgenerator wird durch einen Beschleunigungssensor betä­ tigt, der beim Erfassen eines vorbestimmten Beschleunigungsspe­ gels wirkt. Es gibt zwei Arten von Beschleunigungssensoren, solche, die ein elektrisches Signal ausgeben, und mechanische Sensoren, die eine mechanische Verschiebung eines Massekörpers ausnutzen. Erstere sind hinsichtlich der Beschleunigungspuls- Diskriminierungsleistung besser und daher insofern vorteilhaft, daß eine Fehlfunktion weniger wahrscheinlich auftritt. Auf der anderen Seite erfordern sie eine Stromversorgung und eine elektrische Verbindung. Daher unterliegt der Einbauort Be­ schränkungen. Im Gegensatz dazu sind die mechanischen Beschleu­ nigungssensoren hinsichtlich der Beschleunigungspuls- Diskriminierungsleistung unterlegen, kosten aber weniger und erfordern keine Stromversorgung oder elektrische Verbindungen. Daher ist der letztere Typ des Beschleunigungssensors insoweit vorteilhaft, als er ohne Beschränkung des Montageortes verwen­ det werden kann. Unter diesen Umständen wurden bisher die unterschiedlichsten Vorschläge hinsichtlich mechanischer Senso­ ren unterbreitet.

Es gibt eine Form des mechanischen Sensors, bei dem bei Einwir­ kung eines vorbestimmten Beschleunigungspegels auf ein Fahrzeug ein Schlagbolzen des Sensors schlagartig betätigt wird, um den Inflator eines Airbagsystems zu aktivieren. Dieser Typ des mechanischen Sensors hat einen Massekörper, einen Verriege­ lungshebel und einen Schlagbolzen, die bewegbar in einem Sensorgehäuse aufgenommen sind. Der Schlagbolzen, der federbe­ lastet ist, wird von der Haltestellung durch den Verriegelungs­ hebel aufgrund der Trägheitsbewegung des Massekörpers relativ zu dem Gehäuse freigegeben, wodurch ermöglicht wird, daß der Schlagbolzen eine Schlagwirkung ausübt (siehe z. B. die japani­ sche Gebrauchsmusteranmeldungs-Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 2-32464, in der insbesondere die Position des Massekörpers relativ zu dem Verriegelungshebel einstellbar ist).

Allerdings ist der vorstehend beschriebene herkömmliche mecha­ nische Sensor ursprünglich dazu gedacht, bei einem Airbag verwendet zu werden. Daher ist in dem herkömmlichen mechani­ schen Sensor die Beschleunigungserfassungsrichtung, d. h. die Richtung der Trägheitsbewegung des Massekörpers, nur in einer Richtung eingestellt. Falls z. B. dieser mechanische Sensor als Einrichtung verwendet wird, um einen Vorspanner zu aktivieren, der an einem Gurtstraffer in einem Sitzgurtsystem angeordnet ist, muß die Montagestellung des mechanischen Sensors relativ zu dem Gurtstraffer in Abhängigkeit davon umgedreht werden, ob der Gurtstraffer auf der linken Seite oder auf der rechten Seite in dem Fahrzeug angeordnet ist. Die Beschränkung der Montagestellung erfordert die Bereitstellung unterschiedlicher Arten von mechanischen Sensoren, je nach der Stellung, in der der Gurtstraffer angeordnet ist.

Des weiteren ist bei dem herkömmlichen mechanischen Sensor die Masse an dem Gehäuse relativ lose bewegbar gelagert. Daher ist es schwierig, eine genaue Betriebsweise zu erwarten, und der Betrieb ist sehr stark durch die Montagestellung des Sensor beeinflußt. Da der Raum für den Betrieb des Verriegelungshebels und der Raum für die Bewegung des Massekörpers separat vonein­ ander bereitzustellen sind, werden zusätzlich die äußere Ge­ stalt und das Gesamtgewicht des Sensors im Vergleich zum Gewicht des Massekörpers relativ groß.

Aus der US 4,092,926 ist ein mechanischer Beschleunigungssensor bekannt, bei dem sich mit einer Einstellschraube der von einem Massekörper bis zum Aufprall auf einen Hebel zurückzulegende Weg einstellen läßt. Auf diese Weise ist die Auslöseschwelle des Beschleunigungssensors einstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mechanischen Beschleunigungssensor bereitzustellen, der ohne Änderung in zwei um 180° voneinander verschiedenen Montagestellungen einge­ baut werden kann, ohne seine Funktionstüchtigkeit zu verlieren. Darüber hinaus soll der bereitzustellende Beschleunigungssensor genauer als herkömmliche mechanische Beschleunigungssensoren funktionieren und insbesondere eine möglichst konstante Auslö­ seschwelle aufweisen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen mechanischen Beschleunigungssensor gelöst, der die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Der erfindungsgemäße Beschleuni­ gungssensor hat einen Hilfshebel mit zwei Abschnitten, wobei der eine Abschnitt mit einer Seite des Massekörpers in Eingriff ist, welche derjenigen Seite gegenüberliegt, mit der der Ver­ riegelungshebel in Eingriff ist. Der andere Abschnitt des Hilfshebels ist mit dem Verriegelungshebel in Eingriff, so daß der Hilfshebel und der Verriegelungshebel unter der Wirkung der Einstellast zusammenwirken und den Massekörper in beiden Träg­ heitsbewegungsrichtungen desselben klemmend festlegen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors ist eine Einstellvorrichtung mit dem Verriegelungshebel verbunden, um die Eingriffsstellung zwischen dem Verriegelungshebel und dem Schlagbolzen von außerhalb des Gehäuses einzustellen. Auf diese Weise ist eine gezielte Ju­ stierung der Eingriffstellung ermöglicht, was die Ansprechge­ nauigkeit des Beschleunigungssensors erhöht.

Ebenfalls zur Erhöhung der Ansprechgenauigkeit des Beschleuni­ gungssensors ist bei bevorzugten Ausführungsbeispielen dessel­ ben vorgesehen, daß der Massekörper von einer Führung getragen ist, die eine Rotation des Massekörpers um eine Achse in dessen Trägheitsbewegungsrichtung verhindert.

Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Beschleuni­ gungssensors steht der Verrieglungshebel vorzugsweise über eine Rolle mit dem Schlagbolzen in Eingriff. Auf diese Weise ist die zwischen den Eingriffsteilen auftretende Reibung reduziert und es wird ein stabilerer, genauerer Betrieb ermöglicht.

In den erfindungsgemäßen mechanischen Beschleunigungssensoren und bei der Gasdruckbetätigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die einen der mechanischen Beschleunigungssensoren verwendet, ist zunächst der Hilfshebel in Verbindung mit dem Verriegelungshebel so angeordnet, daß diese Hebel miteinander zusammenwirken, um den Massekörper von beiden Seiten der Bewe­ gungsrichtung der Trägheitsbewegung des Massekörpers fest­ zulegen. Bei dieser Anordnung können Beschleunigungen, die auf den Sensor sowohl in positiver als auch in negativer Richtung der Trägheitsbewegung des Massekörpers wirken, durch dessen Trägheitsbewegung erfaßt werden. Selbstverständlich verhindert die vorstehend beschriebene Anordnung nicht, daß der Sensor in einer Weise verwendet wird, daß die Trägheitsbewegung des Massekörpers in einer bestimmten Richtung verhindert wird, um die Empfindlichkeit auf nur eine Richtung zu beschränken.

Des weiteren ermöglicht die Anordnung, bei der die Einstellvor­ richtung mit dem Verriegelungshebel verbunden ist, das Ein­ stellen der Eingriffsstellung zwischen dem Verriegelungshebel und dem Schlagbolzen, indem von außen die Einstellmittel betä­ tigt bzw. justiert werden, nachdem der Sensor montiert worden ist.

Die Anordnung, bei der der Massekörper an dem Gehäuse durch die Führung getragen ist, die die Rotation des Massekörpers um die Achse der Bewegungsrichtung der Trägheitsbewegung verhindert, hält den Massekörper vom Rotieren ab, gleichgültig, ob es in einem Ruhezustand oder einem Betätigungszustand ist. Entspre­ chend gibt es keine Möglichkeit, daß der Massekörper mit einem anderen Teil aufgrund des Einflusses der Montageausrichtung des Sensor in Wechselwirkung tritt.

Des weiteren minimiert die Anordnung, bei der der Verriege­ lungshebel mit dem Schlagbolzen durch die Rolle im Eingriff steht, den Reibungswiderstand, der in der Eingriffsfläche zwischen dem Verriegelungshebel und dem Schlagbolzen erzeugt wird. Wenn sich der Sensor in einem Ruhezustand befindet, ist daher die Eingriffsstellung zwischen dem Verriegelungshebel und dem Schlagbolzen in der ursprünglich eingestellten Position aufrechterhalten, und der Verriegelungshebel kann sich leicht und glatt von der Rückwärtsposition zu der Auslöseposition bewegen, ohne daß er wesentlich durch Reibkräfte beeinträchtigt ist.

Der mechanische Beschleunigungssensor und die Gasdruckbetäti­ gungseinrichtung, die den erfindungsgemäßen mechanischen Be­ schleunigungssensor verwendet, haben folgende vorteilhafte Wirkungen. Zum einen sind gemäß Anspruch 1 der Verriegelungs­ hebel und der Hilfshebel miteinander so gekoppelt, daß sie den Massekörper festlegen, und der Schlagbolzen wird durch die Bewegung des Massekörpers in jeder beliebigen Richtung akti­ viert. Dementsprechend kann der Sensor mit einer Empfindlich­ keit sowohl in der Beschleunigungsrichtung als auch in der Verzögerungsrichtung ausgestattet werden. Es ist ebenfalls möglich, den Sensor in einer solchen Weise zu verwenden, daß die Bewegung des Massekörpers in einer der Richtungen verhin­ dert wird, wodurch die Empfindlichkeit auf Beschleunigungen in der anderen Richtung verhindert wird.

Des weiteren kann in dem mechanischen Beschleunigungssensor nach Anspruch 2 die Position des Verriegelungshebels relativ zu dem Schlagbolzen von außen eingestellt werden, nachdem der Sensor montiert worden ist. Dementsprechend ist der Einstell­ vorgang erleichtert und auch der Montagevorgang des Sensor ist vereinfacht.

Da gemäß dem Anspruch 3 bei dem mechanischen Beschleunigungs­ sensor die Rotation des Massekörpers verhindert ist, kann letzterer in dichter Nähe oder in einer komplizierten Beziehung mit den anderen Strukturelementen angeordnet sein. Dement­ sprechend ist es möglich, die Gesamtgröße des Sensors zu Ver­ ringern, indem die einzelnen Strukturelemente rationell zuein­ ander angeordnet sind. Da es möglich ist, Wechselwirkungen zwischen dem Massekörper und den anderen Strukturelementen während der Bewegung des Massekörpers zu verhindern, ist es zusätzlich möglich, eine Montageposition des Sensors inklusive einer Vorrichtung, an der der Sensor angebracht ist, zu wählen, wie es durch die jeweilige konkrete Anwendung erforderlich ist.

Bei dem mechanischen Beschleunigungssensor nach Anspruch 4, ist die in der Eingriffsfläche zwischen dem Verriegelungshebel und dem Schlagbolzen erzeugte Reibungswiderstandskraft minimiert. Daher ist es möglich, die Leistung des zurückkehrenden Verrie­ gelungshebels zur Ausgangsposition zu verbessern, nachdem dessen geringfügige Bewegung keine Schlagwirkung auf den Schlagbolzen ausgeübt hat. Dementsprechend kann die Eingriffs­ stellung zwischen dem Verriegelungshebel und dem Schlagbolzen zu allen Zeiten in einer vorherbestimmten Stellung aufrechter­ halten werden. So kann die Empfindlichkeit des Sensor stabili­ siert werden. Aufgrund der Verbesserung in der Möglichkeit, daß der Verriegelungshebel zu der Ausgangsstellung zurückkehrt, ist es auch möglich, die hohe Last zu verringern. Dementsprechend ist es möglich, das Gewicht und die Größe jedes der Teile zu verringern, inklusive des Massekörpers, so daß es wiederum möglich ist, den gesamten Sensor in einer kompakten Bauform anzuordnen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsge­ genstandes in erläuternder Weise veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung auf einen mechani­ schen Beschleunigungssensor für einen Vorspanner in einem Sitzgurtsystem angewendet ist;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Aus­ führungsbeispiels;

Fig. 3 eine Seitendarstellung im Schnitt, die nacheinander den Einstellvorgang für den mechanischen Beschleuni­ gungssensor erläutert;

Fig. 4 eine Seitendarstellung im Schnitt, die die Wirkungs­ weise des Sensors in dem Ausführungsbeispiel zeigt, die bei positiver Beschleunigung und negativer Verzö­ gerung jeweils auftreten;

Fig. 5 eine seitliche Schnittdarstellung, die die Wirkungs­ weise des Sensors des Ausführungsbeispiels beim Zu­ rückkehren zu der Ruhestellung zeigt;

Fig. 6 eine seitliche Schnittdarstellung, die eine Verwen­ dungsweise des Sensors des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 zeigt, in der die Beschleunigungserfassungs­ richtung des Sensor mit der Montageorientierung des Sensors übereinstimmt und beschränkt ist;

Fig. 7 eine Rückansicht des Sensors des Ausführungsbeispiels, die wie gewünscht um dessen Achse drehbar ist, um eine Montageposition des Sensors zu bestimmen; und

Fig. 8 eine seitliche Schnittdarstellung, die zeigt, wie der Sensor des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 mit seiner Achse in einem vorbestimmten Winkel senkrecht geneigt werden kann, d. h. der Anschlagwinkel ist einstellbar;

Eine Ausführungsform, in der der mechanische Beschleunigungs­ sensor der vorliegenden Erfindung auf eine Vorspanner angewan­ det ist, um eine gasdruckbetätigende Vorrichtung dafür bereitzustellen, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Wie in der seitlichen Schnittdarstellung in Fig. 1 veranschaulicht, hat der mechani­ sche Beschleunigungssensor (nachstehend nur als "Sensor" in der weiteren Beschreibung der Ausführungsform genannt) einen Masse­ körper 2, der bewegbar auf einem Gehäuse 1 gelagert ist, einen Verriegelungshebel 3, der mit einer Ruhelast beladen ist, und gegenüber dem Massekörper 2 angeordnet ist, und einen Schlag­ bolzen 4, der federbelastet ist, und mit dem Verriegelungshebel 3 im Eingriff steht. Zusätzlich ist ein Hilfshebel 5 in Verbin­ dung mit dem Verriegelungshebel 3 vorgesehen. Der Hilfshebel 5 ist gegenüber dem Massekörper 2 angeordnet, wobei dessen Seite dem Verriegelungshebel 3 gegenübersteht. Dementsprechend wirkt der Hilfshebel 5 mit dem Verriegelungshebel 3 zusammen, um den Massekörper 2 von beiden Seiten der Trägheitsbewegungsrichtung des Massekörpers 2 einzuklemmen (festzulegen). Der Massekörper 2 ist bewegbar auf dem Gehäuse 1 durch eine Führung 6 gelagert, welches die Rotation des Massekörpers 3 um die Bewegungsachse von dessen Trägheitsbewegung verhindert. Der Verriegelungshebel 3 ist mit dem Schlagbolzen 4 durch eine Rolle 35 im Eingriff. Der vorstehend beschriebene Sensor ist mit dem Gasgenerator 91 mit dem Gehäuse 1 an einem Gehäuse 90 eines Vorspanners 9 angeordnet. Eine Kupplungsdichtung 8 ist in der Verbindung des Gehäuses 90 und des Gehäuses 1 angeordnet, um zu verhindern, daß das durch den Gasgenerator 91 erzeugte Gas bei dessen Aktivierung aus der Verbindung austritt. Der Sensor ist so angeordnet, daß der Eingriff zwischen dem Verriegelungshebel 3 und dem Schlagbolzen 4 durch die Trägheitsbewegung des Masse­ körpers 2 bezüglich des Gehäuses 1 gestoppt wird, wodurch der Schlagbolzen 4 eine Schlagwirkung ausüben kann.

Die Details der Anordnung des Sensors sind nachstehend detail­ lierter unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben, welche eine perspektivische Explosionsdarstellung aller Struk­ turbauteile zeigen (obwohl die Beziehung der einzelnen Teile nachstehend unter der Annahme beschrieben ist, daß die Richtung der Schlagwirkung des Schlagbolzens 4 der Einfachheit halber die Vorwärtsrichtung ist, versteht sich von selbst, daß die Anordnung des Sensors in dem Fahrzeug nicht darauf beschränkt ist). Zuerst umfaßt das Gehäuse 1 einen Körper 10 in Gestalt eines rechteckigen Zylinders, dessen hinteres Ende offen ist, und einen Deckel 19, der das hintere offene Ende des Körpers 10 verschließt. Ein nach außen gerichteter plattenförmiger Flansch 11 ist an dem vorderen Ende des Körpers 10 angeordnet, um eine Verbindung zum Gehäuse 90 herzustellen. Der Flansch 11 ist mit drei Löchern versehen, die Schrauben aufnehmen, um das Gehäuse 1 an dem Gehäuse 90 zu befestigen. Eine Stufenbohrung 121 erstreckt sich durch den oberen Teil der Frontplatte 12 des Körpers 10, um ein Loch zu bilden, das den Schlagbolzen 4 aufnimmt. Die Stufenbohrung 121 hat einen Abschnitt mit einem vergrößerten Durchmesser an ihrem vorderen Ende, das als Ver­ bindungsbereich mit dem Gehäuse 90 definiert ist. Die Mitte der vorderen Wand 12 des Körpers 10 ist mit einem Paar linker und rechter Gleitstangenaufnahmelöcher 122 ausgebildet. Geringfügig unter der Mitte, zwischen den Gleitstangenaufnahmelöchern 122, sind ein Einstellschraubenloch 123 und ein Federsitzloch 124 ausgebildet, die durchgehend sind. Die Bodenwand 13 des Körpers 10 ist mit einem Paar in Längsrichtung beabstandeter Einstell­ schraubenlöcher 131 und 132 versehen. Sich nach außen aufwei­ tende dickwandige Abschnitte der oberen und unteren Bodenwände 14 und 13 des Körpers 10 sind mit einem Paar Schraubenlöcher jeweils ausgebildet, die aus den hinteren Enden davon herausge­ schnitten sind. Es sei bemerkt, daß die beiden Seitenwände des Körpers 10 mit einem Paar einander gegenüberliegender Nuten 15 versehen, die in der Breite an den hinteren Enden davon ver­ breitert sind, um Tragabschnitte der jeweiligen Enden eines Stiftes 30 mit kleinem Durchmesser und eines Stiftes 50 mit großem Durchmesser zu bilden, die den Verriegelungshebel 3 und den Hilfshebel 5 in einer solchen Weise tragen, daß diese Hebel vorwärts und rückwärts drehbar sind. Der Deckel 19 ist mit einem Paar Schrauben aufnehmender Löcher entsprechend dem oben beschriebenen Schraubenlochpaar ausgebildet, die in dem Körper 10 ausgeformt sind. Der Deckel 19 ist auch mit einem Feder­ sitzvorsprung 194 versehen, der ein Tragloch 193 aufweist, dessen Achse mit der Achse der vorstehend beschriebenen Stufen­ bohrung 121 übereinstimmt, und hat ein Paar linker und rechter Traglöcher 195, deren Achsen mit den jeweiligen Achsen der vorstehend beschriebenen Gleitstangentraglöcher 122 zusammen­ fallen.

Der Massekörper 2 hat eine rechteckige zylindrische Gestalt und ist in seiner Mitte mit einer Ausnehmung 21 versehen, die sich von der vorderen Seite zur Hälfte der hinteren Seite durch die Oberseite erstreckt, um einen Raum zur Aufnahme des Verriege­ lungshebels 3 und des Hilfshebels 5 zu bilden. Es sei bemerkt, daß die Ausschnittsbereiche an den vorderen und hinteren Enden der oberen Seite des Massekörpers 2 angeordnet sind, um eine Wechselwirkung mit den Tragstiften 30 und 50 für den Verriege­ lungshebel 3 und den Hilfshebel 5 zu vermeiden. Der Massekörper 2 ist mit einem Paar gleitstangenaufnehmender Löcher 22 verse­ hen, die sich in Längsrichtung durch den Massekörper 2 erstrec­ ken. Die obere Seite des Massekörpers 2 ist mit einer Nut 23 mit trapezoid-förmigem Querschnitt versehen, der geneigte vordere und hintere Wände aufweist.

Der Verriegelungshebel 3 ist L-förmig gestaltet mit einem Armpaar, und der abgewinkelte Teil des Verriegelungshebels 3 ist von dem Tragstift 30 durchdrungen, so daß der Verriege­ lungshebel 3 um den Stift 30 drehbar ist. Der Bereich eines Arms, der dem Federsitzloch 124 gegenüber angeordnet ist, ist mit einem Vorsprung 31 ausgebildet, um den armseitgen Endab­ schnitt einer Rückstellfeder 33 aufzunehmen. Die Rückseite dieses Abschnitts des Armes ist mit einem Vorsprung 32 ausge­ bildet, der der Vorderseite des Massekörpers 2 gegenüberliegt. Das freie Ende des anderen Arms ist mit einem evolventen Zahn 34 versehen. Eine Rolle 35, die als Lager wirkt, ist durch einen Stift 36 in einem Ausschnittsbereich gelagert, der in der Mitte des oberen Bereichs des freien Ende des Armes ausgebildet ist.

Der Hilfshebel 5 ist in ähnlicher Weise mit einer L-förmigen Gestalt mit einem Armpaar ausgebildet, und der abgebogene Bereich des Hilfshebels 5 ist durch den Tragshift 50 so durch­ drungen, daß der Hilfshebel 5 um den Stift 50 drehbar ist. Die Vorderseite eines Armes ist mit einem Vorsprung 51 versehen, der der Rückseite des Massekörpers 2 gegenüberliegt. Das freie Ende des anderen Arms ist mit einem Evolventenzahnteil 50 versehen, der mit dem Evolventenzahn 34 kämmt, der an dem freien Ende des einen Arms des Verriegelungshebels 3 ausgebil­ det ist.

Der Schlagbolzen 4 ist an seinem vorderen Ende angespitzt, um Aufschlagpunkte auf einen Schlagzünder zu bilden. Die Mitte des Schlagbolzens 4 ist mit einem Kragen 40 versehen, der als Eingriffsbereich mit dem Verriegelungshebel 3 wirkt und auch als Federsitz dient. Die vordere Oberfläche des Kragens 40 ist als konkave konische Oberfläche 401 ausgebildet, die eine der Krümmung der äußeren runden Oberfläche der Rolle 35 entspre­ chende Krümmung hat. Die Rückseite des Kragens 40 ist im Durch­ messer verringert, um einen Federsitz für eine Auslösefeder 41 zu bilden.

Die Fig. 1 und 2 zeigen auch die strukturelle Beziehung zwi­ schen dem Sensor, der wie vorstehend ausgebildet ist, und dem Vorspanner 9, wenn die beiden miteinander verbunden sind. Eine Kupplungsdichtung 8, die ein Dichtteil aufweist, das mit einem Kuppler integriert ist, ist in einer Verbindung angeordnet, die durch die Öffnung des Gehäuses 90 und durch die Stufenbohrung 121 des Gehäuses 1 umgeben ist. Der Gasgenerator 91 ist in einem zylindrischem Abschnitt 901 des Gehäuses 90 des Vorspan­ ners 9 untergebracht. Das vordere Ende des Gasgenerators 91 ist durch einen Klemmring 92 befestigt. Es sei bemerkt, daß das Bezugszeichen 93 einen Deckel des Gehäuses 90, das Bezugszei­ chen 911 in einem Generatorgehäuse 910 enthaltenes Schießpul­ ver, das Bezugszeichen 912 eine in dem hinteren Ende des Schießpulvers 911 versenkte Zündkapsel und das Bezugszeichen 913 ein Annäherungsloch für den Schlagbolzen 4 bezeichnet. Die Kupplungsdichtung 8 hat ein vorderes Ende und einen äußeren Abdichtungsflansch 81, der zwischen dem Gasgeneratorgehäuse 910 und dem Gehäuse 90 angeordnet ist, und an dem hinteren Ende eine rohrförmige Dichtlippe 82 aufweist, die sich nach vorne durch einen nach innen gerichteten Flanschabschnitt erstreckt. Die Dichtlippe 82 ist in ihrer Dicke an ihrem freien Ende verringert. Wenn der Schlagbolzen 4 in einer Ruheposition ist, erstreckt sich das freie Ende durch die Dichtlippe 82, um das hintere Ende des Generatorgehäuses 910 zu erreichen.

Der Sensor, wie vorstehend beschrieben ausgestaltet, wird durch eine in Fig. 3 dargestellte Einstellprozedur eingestellt. Fig. 3(A) zeigt den Sensor in einem zusammengebautem Zustand vor der Einstellung, in der jedes Teil in einer vorbestimmten Beziehung zu den anderen eingebaut worden ist. In diesem Zustand ist die Einstellschraube 71, die das Einstellmittel 7 für den Verriege­ lungshebel 3 bildet, eingeschraubt, wie dies in Fig. 3(B) veranschaulicht ist, indem ein Drehmomentschlüssel o. dgl. verwendet wird, der die Schraube 71 mit einem vorbestimmten Drehmoment anzieht. Dementsprechend ist die Rolle 35 bezüglich der konkaven konischen Oberfläche des Kragens 40 des Schlagbol­ zens 4 richtig positioniert. In diesem Zustand ist die Justier­ schraube 72, die eine Einstellvorrichtung 7 für den Massekörper 2 bildet, angezogen, wie dies in Fig. 3(C) veranschaulicht ist, indem ein Drehmomentschlüssel o. dgl. in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben verwendet wird. Dementsprechend ist der Massekörper 2 gegen den Verriegelungshebel 3 gedrückt, so daß der Abstand dazwischen verschwunden ist. Somit ist der Masse­ körper 2 ohne Spiel in Stellung gebracht. Schließlich wird die Einstellschraube 71 entfernt, und so ist die Einstellung been­ det. Danach kann eine andere kurze Schraube 73 in das Schraubenloch 123 eingeschraubt werden, um die Öffnung zu verschließen. Auf diese Weise können die Einstellungen des Sensors einfach beeinflußt werden, indem von außen das Drehmo­ ment gesteuert wird, das während einer Schrauboperation ausge­ führt wird, ohne daß eine Notwendigkeit für eine optische Überwachung bestünde.

Der Sensor kann in unterschiedlichen Einstellbedingungen und unterschiedlichen Montagestellungen betrieben werden. Dies wird nachstehend nacheinander beschrieben. Zunächst zeigt Fig. 4, daß der Sensor so eingestellt ist, daß er in Reaktion auf Beschleunigung und Verzögerung reagiert. In diesem Fall wird die Einstellschraube 72, die angeordnet wurde, um den Massekör­ per 2 gegen den Verriegelungshebel 3 spielfrei zu drücken, entfernt, wie dies in Fig. 4(A) veranschaulicht ist. Falls in diesem Einstellzustand eine Beschleunigung auf den Sensor wirkt, die einen vorbestimmten Wert in der Verzögerungsrichtung zum Zeitpunkt einer Kollision oder eines ähnlichen Unfalls überschreitet, bewegt sich das Gewicht 2 relativ zu dem Verrie­ gelungshebel 3 nach vorne gegen die von der Einstellfeder 33 ausgeübte Last, wie dies in Fig. 4(B) veranschaulicht ist. Als Ergebnis hiervon kommen der Verriegelungshebel 3 und der Schlagbolzen voneinander frei. Falls andererseits eine übermä­ ßige Beschleunigung auf den Sensor in der Beschleunigungsrich­ tung aufgrund einer Rückenkollision oder einem ähnlichen Unfall einwirkt, bewegt sich das Gewicht 2 relativ zu dem Verriege­ lungshebel 3 rückwärts, wie dies in Fig. 4(C) veranschaulicht ist. In diesem Zustand verursacht die auf das Massenteil 2 wirkende Trägheit, daß der Hilfshebel 5 gegen den Uhrzeigersinn sich dreht, wie in der Figur veranschaulicht, der seinerseits verursacht, daß der Verriegelungshebel 3, der mit dem Hilfshe­ bel 5 kämmt, sich im Uhrzeigersinn dreht. Demzufolge findet eine ähnliche Verriegelungshebelwirkung statt. So kommt der Schlagbolzen 4 von dem Verriegelungshebel 3 frei.

Dann kommen bei diesem Sensor der Verriegelungshebel 3 und der Schlagbolzen durch die Rolle 35 in Eingriff, und daher ist der Reibwiderstand, der in der Eingriffsfläche zwischen dem Verrie­ gelungshebel 3 und dem Schlagbolzen 4 erzeugt wird, extrem klein. Demzufolge ist die Empfindlichkeit des Sensors im we­ sentlichen nur durch die Federlast der Einstellfeder 33 ein­ stellbar. Da die Steuerung der Federlast einfacher als die des Reibwiderstandes, ist es bei dieser Anordnung nützlich, eine genaue Einstellast zu erhalten. Zusätzlich kann sogar in dem Fall, bei dem die Eingriffsabschnitte aufgrund einer geringfü­ gigen Bewegung des Massekörpers 2 verschoben sind, was durch eine Beschleunigungswirkung hervorgerufen wird, die nicht den eingestellten Wert überschreitet, stellt die vorstehend be­ schriebene Anordnung einen Betrieb sicher, indem der Eingriffs­ punkt automatisch zu der vorher eingestellten Position zurückkehrt, wenn die Beschleunigung verschwindet. Genauer gesagt, wie in Fig. 5 veranschaulicht wird, falls der Massekör­ per 2 durch die Wirkung eines bestimmten Beschleunigungspegels bewegt wird, wird der Verriegelungshebel 3 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch ein Berührungspunkt zwischen der Rolle 35 und der konkaven konischen Oberfläche 401 in Richtung auf die äußere Randseite der konkaven konischen Oberfläche 401 wandert. Wenn die Beschleunigung danach verschwindet, wird der Verriege­ lungshebel 3 in der Rückkehrrichtung durch die Federlast gedreht, die von der Einstellfeder 3 ausgeübt wird. Dementspre­ chend wird der Massekörper 2 ebenfalls durch die Schiebewirkung des Verriegelungshebels 3 zurückbewegt. Allmählich erreicht der Eingriffspunkt die ursprüngliche Stellung, die durch die dop­ pelpunktierte Linie in der Zeichnung gezeigt ist, und zu diesem Zeitpunkt ist der Massekörper 2 unbeweglich zwischen dem Ver­ riegelungshebel 3 und dem Hilfshebel 5 eingeklemmt. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Eingriffspunkt weiter von der Ursprungsposition sich entfernt. Dementsprechend ist der Sensor gemäß dieser Ausführungsform in der Lage, die Ursprungsposition zu allen Zeiten sauber einzuhalten.

Fig. 6 zeigt, daß die Beschleunigungserfassungsrichtung mit der Einstellposition des Sensors in Übereinstimmung gebracht werden kann, gleichgültig ob dieser vorwärts oder rückwärts ausgerich­ tet eingestellt ist. Eine derartige Einstellung erfolgt durch Bestimmen, welches der Paare der Justierschraubenlöcher 131 und 132 des Gehäuses 1 ausgewählt werden soll, um darin die Ein­ stellschraube 72 einzuschrauben. Auf diese Weise wirkt die Einstellschraube 72 als ein Anschlag, der die Bewegung des Massekörpers 2 in der entgegengesetzten Richtung beschränkt. Diese Einstellung wird z. B. in dem Fall verwendet, bei dem zwei Sensoren angeordnet sind, in entgegengesetzte Richtungen an der linken und der rechten Seite eines Fahrzeugs jeweils zu weisen, um so nur auf übermäßige Verzögerung zu reagieren.

Fig. 7 zeigt, daß der Sensor in einer Stellung angebracht werden kann, die durch genaues Rotieren um die Bewegungsachse des Massekörpers 2 oder des Schlagbolzens 4 eingestellt wird. Diese Fähigkeit des Sensors wird durch die Tatsache erreicht, daß, da die Rotation des Massekörpers 2 um die Achse seiner Bewegung durch das Paar der Führungen 6 verhindert ist, der Verriegelungshebel 3 und der Massekörper 2 während des Betrie­ bes nicht miteinander in Wechselwirkung treten, trotz der komplizierten Anordnung des Verriegelungshebels 3 und des Massekörpers 2. Fig. 7(A) zeigt eine normale Einstellungsanord­ nung des Sensors. Fig. 7(B) zeigt eine Einstellungsanordnung, die durch auf den Kopf stellen des Sensors gegenüber der norma­ len Montagestellung, wie sie in Fig. 7(A) veranschaulicht ist, erreicht ist. Fig. 7(C) zeigt eine Montagestellung, die er­ reicht wird, indem der Sensor in der normalen Einstellungs­ position seitlich gedreht ist. Es sei bemerkt, daß der Sensor eine Zwischenstellung gegenüber den erläuterten Stellungen selbstverständlich einnehmen kann. Das Ausschalten von Ein­ schränkungen in der Montagestellung ist hauptsächlich nützlich, um den Freiheitsgrad für Einstellungspositionen zu haben, mit denen ein Gurtstraffer, der mit dem Sensor ausgestattet ist, an einem Fahrzeug angebracht werden kann.

Fig. 8 zeigt, daß es möglich ist, den Sensor mit seiner Längs­ achse vertikal in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der des in der normalen Montagestellung installierten Sensors geneigt anzuordnen, d. h. es ist möglich, den Anschlagwinkel α einzu­ stellen. Bei dem Sensor dieser Ausführungsform kann der An­ schlagwinkel innerhalb von etwa 15° für jede der wahlweise nach oben oder nach unten geneigten Stellungen verändert werden, indem die Einstellfederlast und das Gewicht des Massekörpers 2 verändert wird. Fig. 8(A) zeigt den Sensor, wie er nach unten geneigt unter einem Winkel von etwa 15° angeordnet ist und Fig. 8(B) zeigt den Sensor so eingestellt, daß er nach oben geneigt unter einem Winkel von etwa 15° angeordnet ist. Diese Fähigkeit des Sensors wird hauptsächlich durch die Tatsache erreicht, daß der Massekörper 2 in eine Stellung ohne Spiel gebracht wird, so daß keine Aufschlaglast auf den Verriegelungshebel 3 von dem Massekörper 2 ausgeübt wird. Die Verringerung in der Begrenzung auf die Einstellungsorientierung kann am besten dann verwendet werden, wenn ein mit dem Sensor ausgestatteter Gurtstraffer mit einem Neigungswinkel gemäß der Neigung der Säule des Fahrzeugs montiert wird.

Es sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf Vor­ spanner in einem Sitzgurtsystem beschränkt ist, sondern auch für einen Inflator in einem Airbagsystem verwendet werden kann.

Claims (4)

1. Mechanischer Beschleunigungssensor mit einem an einem Gehäuse (1) beweglich gelagerten Massekörper (2), einem dem Massekörper (2) zugewandten Verriegelungshebel (3), der mit einer vorbestimmten Einstellast gegen den Massekörper (2) vorgespannt ist, und einem unter Federspannung stehenden Schlagbolzen (4), der mit dem Verriegelungshebel (3) in Ein­ griff ist, so daß der Verriegelungshebel (3) durch eine relativ zum Gehäuse (1) gegen die voreingestellte Last erfolgende Trägheitsbewegung des Massekörpers (2) von dem Schlagbolzen (4) freikommt, wodurch der Schlagbolzen (4) eine Schlagwirkung ausführen kann, gekennzeichnet durch einen Hilfshebel (5) mit einem Abschnitt, der mit einer Seite des Massekörpers (2) in Eingriff ist, die der Seite gegenüberliegt, mit welcher der Verriegelungshebel (3) in Eingriff ist, und einem Abschnitt, der mit dem Verriege­ lungshebel (3) in Eingriff ist, so daß der Hilfshebel (50) und der Verriegelungshebel (3) unter der Wirkung der Einstellast zusammenwirken und den Massekörper (2) in beiden Trägheitsbewe­ gungsrichtungen desselben klemmend festlegen.

2. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung (71) mit dem Verriegelungshebel (3) verbunden ist, um die Eingriffsstel­ lung zwischen dem Verriegelungshebel (3) und dem Schlagbolzen (4) von außerhalb des Gehäuses (1) einzustellen.

3. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Massekörper (2) von einer Führung (6) getragen ist, die eine Rotation des Massekörpers (2) um eine Achse in dessen Trägheitsbewegungsrichtung verhin­ dert.

4. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungshebel (3) durch eine Rolle (35) mit dem Schlagbolzen (4) in Eingriff steht.