IT9067750A1 - Sensore del cambiamento della velocita' con vite di regolazione - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per Invenzione Industriale

La presente invenzione si riferisce ad un sensore della variazione della velocità o accelerometro impiegato in autoveicoli per rilevare improvvise variazioni nella velocità e per attivare in risposta un dispositivo di sicurezza a ritenuta per passeggeri, quali un cuscino d'aria. In particolare, il presente dispositivo comprende un elemento che si sposta ad una posizione prestabilita in risposta ad una improvvisa decelerazione, in modo da chiudere un contatto elettrico, detto dispositivo avendo pure un mezzo di regolazione per preimpostare una posizione di detto elemento allo scopo di aumentare la sensibilità del sensore.

Sono stati fatti studi i quali indicano che le lesioni in incidenti automobilistici, specialmente alle velocità elevate, possono essere sostanzialmente ridotte o eliminate mediante l'impiego di sistemi di sicurezza a ritenuta per passeggeri (il termine "passeggero" viene impiegato per comprendere anche l'autista di un veicolo). Questi sistemi comprendono un pallone gonfiabile, generalmente definito un cuscino d'aria, che normalmente viene alloggiato nel cruscotto o nel volante. Quando l'autoveicolo viene sottoposto ad una improvvisa decelerazione, il cuscino d'aria viene gonfiato e viene spiegato automaticamente in una posizione che smorza i passeggeri, trattiene il loro movimento e impedisce il contatto tra loro e l'interno dell'automobile, quale il parabrezza, il volante, il cruscotto, ecc. Naturalmente, un elemento cruciale di tutti tali sistemi è il sensore della variazione della velocità o accelerometro, che avvia in gonfiaggio e lo spiegamento dei cuscini d'aria. Il movimento dell'autoveicolo deve essere controllato con attenzione e precisione in modo che i cuscini d'aria possano essere spiegati molto rapidamente, prima che i passeggeri subiscano una qualsiasi lesione sostanziale.

Un sensore della variazione della velocità viene descritto nel brevetto statunitense n.

4.329.549 attribuito alla stessa società della presente invenzione. Questo sensore comprende un involucro tubolare che circonda un guscio metallico, una sfera metallica e un magnete che sollecita la sfera verso una prima estremità del guscio. Alla seconda estremità del guscio, vi è una coppia di lame di contatto elettrico. Il sensore è disposto nell'autoveicolo in un orientamento tale che, quando l'autoveicolo subisce una decelerazione che supera un livello prestabilito, la sfera si sposta dalla prima verso la seconda estremità, formando un contatto con le due lame. Poiché le lame e la sfera sono fatte da un materiale elettricamente conduttore, quando la sfera viene in contatto con le lame, si stabilisce tra le due lame un percorso elettrico. Questo percorso elettrico viene utilizzato per avviare un segnale per lo spiegamento dei cuscini d 'aria.

La precisione del sensore descritto nel brevetto statunitense n. 4.329.459 dipende dall’esatto allineamento delle due lame di contatto elettrico. La sensibilità, cioè la decelerazione minima che avvia il sensore, è determinata dalla intensità del magnete e dalla posizione iniziale della sfera. Si è trovato che a causa di variazioni nelle dimensioni del sensore durante il procedimento di fabbricazione, il sensore ha una tolleranza di 2 MPH (3,2 km/ora). In pratica, questa tolleranza non è accettabile nell'industria poiché se il sensore scatta ad una decelerazione che è troppo bassa, un cuscino di ritenuta può essere innescato quando il veicolo non è coinvolto in un urto [cioè a 8 MPH (12/8 km/ora)] facendo sì che l'autista perda il controllo dell'autoveicolo. Se il cuscino viene impostato per scattare soltanto quando il veicolo subisce una decelerazione molto alta [cioè un urto al di sopra di 12 MPH (19,3 km/ora)], può non funzionare in un effettivo urto, e non assolve la sua funzione di proteggere i passeggeri.

In considerazione degli inconvenienti succitati della tecnica precedente, uno scopo della presente invenzione è quello di provvedere un sistema di sicurezza a ritenuta nel quale il tempo di sensibilità, cioè la decelerazione alla quale il sistema di sicurezza a ritenuta a cuscino viene spiegato, possa essere predisposta ad u3⁄4 valore preciso.

Un ulteriore scopo è quello di provvedere un sistema di sicurezza a ritenuta con un sensore della velocità in cui un elemento mobile abbia una posizione iniziale preimpostabile per una tolleranza ridotta.

Un ulteriore scopo è quello di provvedere un sensore che sia facile e economico da fabbricare, e in cui non sia necessario che gli elementi critici siano prodotti con una elevata precisione poiché la sensibilità del sensore può essere regolata per ogni gruppo dopo il montaggio.

Altri scopi e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione seguente. Un accelerometro costruito secondo l'invenzione comprende un involucro con lame di contatto e un elemento di contatto che provvede un percorso elettrico tra le lame quando viene rilevata una decelerazione superiore ad un livello di soglia. E' pure provvisto un mezzo di regolazione per preimpostare la posizione dell'elemento. Questo mezzo di regolazione di preimpostazione viene regolato dopo il montaggio del sensore in modo da cooperare per ridurre le variazioni dei suoi componenti, come anche le variazioni nell'intensità di campo del magnete,se esiste. Con questa caratteristica, si è trovato che possono essere prodotti sensori che possono essere regolati per fare scattare una sezione del sistema a cuscino d'aria in risposta ad un urto di una data velocità, quando detto sensore può essere preimpostato con una precisione di 1 MPH (1,6 km/ora) , La figura 1 illustra una vista in elevazione laterale di un primo accelerometro costruito secondo l'invenzione disposto in una custodia;

la figura 2 illustra in una sezione laterale una forma di realizzazione alternativa dell'accelerometro della figura 1;

la figura 3 illustra in una vista in sezione un secondo accelerometro costruito secondo l'invenzione .

Il sensore illustrato nella figura 1 è simile al sensore descritto in maggiore dettaglio nella suddetta domanda di brevetto n. di serie intitolata "Sensore della variazione della velocità con sollecitazione elastica", e brevemente consiste in un involucro 12 con una camera interna 14 contenente una sfera 16. La camera 14 definisce un percorso di movimento tra una prima parete terminale 24 e una seconda parte terminale 26 della cam.era 14 per la sfera 16 e si impiega una lama elastica 18 per sollecitare la sfera e trattenerla in appoggio contro la parete terminale 22, come illustrato nella figura 1. Il sensore è disposto in un autoveicolo in modo che se il veicolo urta ad una velocità minima prestabilita, la sfera, per azione della decelerazione risultante dall'urto supera la forza di sollecitazione della lama elastica 18 e inizia a spostarsi lungo il percorso definito dalla camera 14 verso la parete terminale opposta 26. Quando la sfera si sposta lungo il suo percorso, essa ruota la lama elastica 18. Quando la lama elastica 18 urta una seconda lama 20, viene formato un contatto elettrico che viene utilizzato per generare un segnale elettrico ad un mezzo di controllo per avviare un sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri, quale un cuscino d'aria (non illustrato).

Una importante caratteristica dell'invenzione è l'esistenza di una vite preregolata 22 avvitata ed estendentesi attraverso la parete terminale 24 con la sua testa 28 disposta al di fuori dell'involucro 12, e con la sua estremità prossimale 30 in contatto con la sfera 16 nella posizione di riposo, come illustrato nella figura 1.

La risposta del sensore dipende da numerosi fattori comprendenti il peso della sfera, le dimensioni del sensore, la costante elastica della lama 18, ecc. Variando questi parametri, il sensore può essere costruito in modo da rilevare e rispondere ad una accelerazione prestabilita. Per esempio, i parametri possono essere scelti in modo che il sensore attivi il sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri quando viene rilevato un urto ad una velocità nominale di 10 MPH (16 km/ora). Tuttavia, a causa delle variazioni in questi parametri che si verificano durante il procedimento di fabbricazione, il sensore ha un errore caratteristico o tolleranza di 2 MPH (3,2 km/ora). Come detto precedentemente, questa tolleranza può essere inaccettabile. Tuttavia, si è scoperto che in un sensore costruito secondo la presente invenzione, questa tolleranza può essere considerevolmente ridotta. Più in particolare, la posizione di riposo della sfera 16 può essere regolata con la vite preimpostata 22. L'avanzamento della vite provoca un leggero allontanamento della vite dalla parete terminale 24. Estraendo la vite dall'involucro si avvicina leggermente la sfera 16 alla parete 24. In questo modo, la velocità prestabilita del sensore, cioè la velocità alla quale un urto provoca l'attivazione da parte del sensore di un sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri, può essere preimpostata con una precisione o tolleranza di 1 MPH (1,6 km/ora).

Nella forma di realizzazione della figura 1, la vite preimpostata 22 è in appoggio direttamente contro la sfera 16 con l'estremità 30. Allo scopo di aumentare l'area di contatto tra la vite e la sfera, si può attaccare un disco 32 alla estremità della vite 30, come illustrato nella figura 2. In questo modo, l'entità di usura e incrinatura tra la vite e la sfera viene considerevolmente ridotta. Il disco è ancora più efficace se viene attaccato in modo ruotabile alla vite 22.

Nella figura 3 viene illustrato un diverso tipo di sensore 110. Questo sensore, simile al sensore descritto nel brevetto statunitense n.

4.329.549, ha un involucro 112 con un guscio interno 114 formato da materiale magneticamente permeabile. L'involucro 112 ha due pareti terminali opposte 124, 126. La parete terminale 126 sostiene due lame 118, 120 le quali in queta configurazioni hanno dimensioni e forma simili. Un magnete permanente 134 è disposto al di fuori dell'involucro 112. Entro l'involucro 112, vi è pure una sfera 116 avente un diametro leggermente minore del guscio 114. La sfera è pure fatta da un materiale magneticamente permeabile. Il guscio 114, la sfera 116 e il magnete 134 sono costruiti e disposti in modo che il campo magnetico generato dal magnete solleciti la sfera nella posizione di risposo illustrata nella figura 3. Quando il sensore è disposto un in autoveicolo in modo tale che, durante un urto ad una velocità superiore ad un livello prestabilito, la sfera si sposta verso la parete 126. Quando viene in contatto con le lame 118, 120, viene generato un segnale elettrico con mezzi ben noti nella tecnica. Il segnale viene inviato, per esempio, sui fili 136, 138 ad un sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri 140 in modo da attivarlo. Anche qui, senza la vite preimpostata 122, il sensore ha una tolleranza di circa 2 MPH (+ 3,2 km/ora). Questa tolleranza viene ridotta a circa _+ 1 MPH (+ 1,6 km/ora) mediante la vite di regolazione 122 in modo da spostare la sfera 116 sia verso che in allontanamento dalla parete terminale 124.

Evidentemente numerose modifiche possono essere apportate all'invenzione senza scostarsi dal suo ambito quale definite nelle rivendicazioni allegate.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. - Accelerometro per rilevare le variazioni della velocità comprendente: a. un involucro con una cavità per determinare un percorso di movimento; b. un elemento inerziale disposto in detto involucro e mobile lungo detto percorso tra una prima ed una seconda posizione; c. un mezzo di sollecitazione per sollecitare detto elemento inerziale verso una di detta prima posizione; e d. un mezzo preimpostato disposto a detta prima estremità, detto mezzo preimpostato essendo regolabile per variare detta prima posizione.
2. 2. - Accelerometro secondo la rivendicazione 1, in cui detto mezzo di sollecitazione comprende un mezzo elastico.
3. 3. - Accelerometro secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento inerziale è fatto da materiale magnetico permeabile e detto mezzo di sollecitazione comprende un magnete per generare un campo magnetico.
4. 4. - Accelerometro secondo la rivendicazione 1, in cui detto mezzo preimpostato comprende una vite preimpostata estendentesi da detto involucro entro detto percorso.
5. 5. - Accelerometro per attivare un sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri in un autoveicolo, detto accelerometro comprendendo: a. un involucro con un passaggio interno che definisce un percorso di movimento; b. un elemento inerziale disposto in detto involucro per spostarsi lungo detto percorso; c. un mezzo di sollecitazione per sollecitare detto elemento inerziale verso una prima posizione ; d. un mezzo preimpostato per definire detta prima posizione, detto mezzo preimpostato essendo regolabile dall’esterno di detto involucro; e e. un mezzo di contatto disposto su detto percorso in una seconda posizione ad una distanza predeterminata da detta prima posizione, detto mezzo di contatto essendo disposto per rilevare quando detto elemento inerziale si è spostato a detta seconda posizione per attivare detto sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri.
6. 6. - Accelerometro secondo la rivendicazione 5, in cui detto elemento inerziale comprende una sfera.
7. 7. - Accelerometro secondo la rivendicazione 6, in cui detto involucro comprende un manicotto cilindrico avente un diametro sostanzialmente uguale al diametro della sfera e in cui detto manicotto e detta sfera sono fatti da materiale magnetico permeabile.
8. 8. - Accelerometro secondo la rivendicazione 7, in cui detto mezzo di sollecitazione comprende un magnete permanente disposto e costruito in modo da generare un campo magnetico per sollecitare detta sfera.
9. 9. - Accelerometro secondo la rivendicazione 5, in cui detto mezzo di sollecitazione comprende una molla.
10. 10. - Gruppo di sicurezza a ritenuta per passeggeri per proteggeri passeggeri in autoveicoli in occasione di un urto, detto gruppo comprendendo : a. un sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri disposto in detto autoveicolo; b. un accelerometro disposto in detto autoveicolo per attivare detto sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri, detto accelerometro comprendendo : (i) un involucro con un passaggio che definisce un percorso; (ii) un elemento inerziale disposto in detto involucro per spostarsi lungo detto percorso; (iii) un mezzo preimpostato disposto ad una estremità di detto passaggio, detto mezzo preimpostato essendo regolabile dall'esterno dell'involucro per definire una prima posizione.
11. 11. - Gruppo di sicurezza a ritenuta per passeggeri secondo la rivendicazione 10, in cui detto accelerometro comprende inoltre (v) un mezzo di contatto disposto in una seconda posizione ad una distanza da detta prima posizione lungo detto percorso, detto mezzo di contatto rilevando quando detto elemento inerziale si é spostato da detta prima posizione a detta seconda posizione in modo da produrre un segnale per detto sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri.
12. 12. - Gruppo di sicurezza a ritenuta per passeggeri secondo la rivendicazione 10, in cui detto mezzo preimpostato comprende una vite estendentesi attraverso detto involucro.
13. 13. Sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri secondo la rivendicazione 10, in cui detto mezzo di sollecitazione comprende una molla per forzare detto elemento inerziale verso detta prima posizione. 14. - Sistema di sicurezza a ritenuta per passeggeri secondo la rivendicazione 10, in cui detto mezzo di sollecitazione comprende un magnete per generare un campo magnetico allo scopo di sollecitare detto elemento inerziale verso detta prima posizione