SE462875B - Accelerationsgivare - Google Patents

Description

1462 875 ' 2 plant lagrade lagerbottnen bildas mellan ändytan och permanent- magneten en ringformig spalt sominwhkmrsfig iradiell riktning. , Särskilt fördelaktiga utföringsformer och vidareutveck- lingar av denna grundläggande accelerationsgivare har angivits 4 i de efterföljande underkraven.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 schematiskt visar en accelerationsgivare enligt uppfinningen, fig 2 visar accelera- tionsgivaren enligt fig 1 i utsvängt läge, fig 3-5 visar en al- ternativ utföringsform av accelerationsgivaren i förenklad framställning och fig 6 visar en schematisk vy av ett ytter- ligare utföringsexempel av en accelerationsgivare enligt upp- finningen.

Den i fig 1 visade accelerationsgivaren 1 uppvisar ett hålcylindriskt hölje 2, företrädesvis av plast eller gummi,och med ett inre 3, i vilket är anordnad en som seismisk massa tjä- nande tröghetskropp 4. Denna kropp 4 är utformad rotationssym- metrisk och dubbelt stympat konisk samt försedd med ett genom- gående längsriktat hål 5 och består av mjukmagnetiskt material.

För avkänning av mycket små accelerationer kan tröghetskroppen 4 emellertid också bestå av ett icke-magnestiskt material, så- som plast eller aluminium, varvid den dock då åtminstone på sin ändyta 4.1 är försedd med en mjukmagnetisk beläggning 6, exem- pelvis i form av en folie, en liten platta eller ett skikt. Vid denna sin undre ändyta 4.1 uppvisar tröghetskroppen 4 dessutom en plan lagerbotten 4.1 med en diameter d, medelst vilken lagerbotten den är lagrad på ett i rät vinkel mot det längsrik- tade hålet 5 gående och såsom ringformig permanentmagnet 7.1 utfört upplag 7, vilket uppvisar ett mot det längsriktade hålet 5 svarande genomgående hål 8. Såsom framgår av ritningen är diametern d hos lagerbottnen 4.2 väsentligt mindre än diametern Q hos ändytan 4.1, som utgående från den plana lagerbottnen 2 gentemot den plana ringformiga permanentmagneten 7.1 avgränsar 4 en ringformig spalt 9, som utvidgar sig radiellt utåt i en vin- kel d.

Vidare visas i fig 1 anordnandet av det opto-elektro- niska systemet. Liggande på den geometriska axeln till det 5 462 875 längsriktade hålet 5 är vid den övre ändväggen 2.1 av höljet på en konstruktionsdel 10, så anordnade exempelvis ett halvledar- chip, en sändare 11 och en mottagare 12 såsom reflexgivare 13, att i tröghetskroppens 4 viloläge träffar en mycket kraftigt avgränsad ljusstråle 11.1 genom det längsriktade hålet 5 och det därmed överensstämmande genomgående hålet 8 en under den ringformiga permanentmagneten 7.1 i botten 2.2 av höljet anord- nad reflexkropp 14, exempelvis en reflekterande folie, och återkastas mot mottagaren 12 av denna. Vidare är i höljets inre 3 i höjd med änden av tröghetskroppen 4 anordnad en anslags- dämpare 15, exempelvis i form av en O-ring, en skumgummiring eller vid utformningen av höljet av elastiskt material i form av en ringvulst, som förutom att hindra ett anslag också har till uppgift att åstadkomma en begränsning av kantringsvinkeln hos tröghetskroppen.

Genom den särskilda utformningen av ändytan 4.1 av den med mjukmagnetiska egenskaper utförda tröghetskroppen 4 fixeras denna icke endast med en bestämd fasthållningskraft av den ringformiga permanentmagneten 7.1 utan centreras också kring sin symmetriaxel och genom den relativt stora översidan av magneten och dess symmetriskt gående fältlinjer förhindras en tumlande rörelse eller rotation av tröghetskroppen vid kant- ringsförloppet.

Användningen av det opto-elektroniska systemet 13, 14 ger den fördelen att en ständig kontroll av accelerations- givaren möjliggörs under hela dennas livstid.

Om nu under användningen av accelerationsgivaren en förutbestämd accelerationsamplitud överskrids i. x/y-planet så tillförsäkras genom det relativt smala längsriktade hålet 5 att vid den minsta utböjning av tröghetskroppen 4 från symmetri- axeln (= optiska axeln) - se även fig 2 - avbryts strålgàngen och därmed initieras en utlösande regleringssignal. Härvid upp- nås den erforderliga “snäppverkan“ för en kvasidigital signal vid överskridandet av det förutbestämda accelerationströskel- värdet likaså genom den särskilda utformningen av ändytan 4.1 hos tröghetskroppen 4 i. samverkan med den ringformiga perma- nentmagneten 7.1, nämligen under utnyttjande av den fysikaliska 4462875 ' 4 grundlagen att den magnetiska attraktionskraften mellan två kroppar avtar med kvadraten på deras avstånd (luftspalten). Så- som framgår av fig 2 tippar eller kantrar vid överskridande av den förutbestämda accelerationsamplituden i någondera riktning- en tröghetskroppen 4 från sitt víloläge via en på diametern d till lagerbottnen 4.2 liggande tippningspunkt K, varvid dess lagerbotten 4.2 och segmentet 4.1.1 på ändytan 4.1 (visat med korsade linjer) höjer sig från permanentmagneten 7.1. Det kvad- ratiska sambandet mellan den magnetiska attraktionskraften och luftspalten åstadkommer i samverkan med den radiellt utåt ut- vidgande ringspalten 9 att den magnetiska attraktionskraften avtar överproportionellt vid det segment 4.1.1, som rör sig bort från magneten 7.1, medan den däremot ökar vid det segment 4.1.2 (visat med parallella sneda linjer), som närmar sig magneten, dvs. detta segment attraheras allt kraftigare. Har alltså tröghetskroppen 4 väl en gång rubbats ur sitt víloläge så förstärks eller accelereras detta kantringsförlopp genom de beskrivna magnetiska förhållandena och genom denna "snäpp- verkan" uppnås ett kvasidigitalt kopplingsförhållande.

Ett liknande kopplingsförhållande uppnås också med ut- föringsformen enligt fig 3, vid vilken översidan 7.1.1 av den ringformiga permanentmagneten 7.1 utgående från den plana lagerbottnen 4.2 gentemot den plana ändytan 4.1 av tröghets- kroppen 4 avgränsar ringspalten 9, som vidgar sig radiellt ut- åt. Alternativt visar denna figur också att anslagsdämparen 15 kan vara anordnad vid själva tröghetskroppen 4 i stället för vid höljet.

Fig 4 visar en tunnformig och fig 5 en stympat koniskt utformad tröghetskropp 4, varvid formen kan väljas allt efter den erforderliga kopplingströskeln och kopplingskvaliteten, be- roende på läget av tyngdpunkten hos tröghetskroppen och stor- leken av ytan av lagerbottnen.

M¶hni.fig 1 reflexgivaren 13 är anordnad i den övre ändväggen 2.1 av höljet och reflexkroppen 14 i bottnen 2.2 av höljet är också en omkastad placering möjlig, med den fördelen att montering av accelerationsgivaren 1 på en ledarplatta för- enklas, i det att de då nedåtriktade kontaktstiften 10.1 på 5 462 375 konstruktionsdelen 10 samtidigt kan tjäna till påstickbar in- fästning av hela accelerationsgivaren på ledarplattan. Princi- piellt kan dock också hela utvärderingselektroniken 17, exem- pelvis ett tidsorgan, en monostabil vippa och en elektronisk stömställare vara integrerade i höljet 2 så att man som helhet erhåller en mycket kompakt uppbyggnad.

Om man utelämnar en reflexgivare kan också endast en sändare 11 vara anordnad vid den ena änden av det längsriktade hålet 5 i höljet 2 och en mottagare 12 i den andra änden, såsom visas vid accelerationsgivaren 1 enligt fig 6. Till skillnad från utföringsexemplen enligt fig 1-5 uppvisar tröghetskroppen 4 härvid på sin undre ändyta 4.1 intill det längsriktade hålet 5 en trågformig urtagning 16, i vilken en på motsvarande sätt utformad förlängning 2.3 med ett med det längsriktade hålet 5 överensstämmande genomgående hål 8.1 skjuter in och på vilken dessutom den ringformiga permanentmagneten 7.1 är anordnad.

På permanentmagneten 7.1 är tröghetskroppen lagrad med en plan cirkelringformig lagerbotten 4.2 med diametern d, varvid änd- ytan 4.1, utgående från lagerbottnen 4.2, gentemot den plana permanentmagneten 7.1 avgränsar en ringspalt 9, som utvidgar sig radiellt utåt i en vinkel d.

Den särskilda utformningen av tröghetskroppen 4 med en urtagning 16 och höljet 2 med en förlängning 2.3 tjänar syftet att efter kantringen av tröghetskroppen åter föra tillbaka den- sammma exakt till dess viloläge och med säkerhet förhindra en eventuell fastklämning av tröghetskroppen i höljet.

Generellt kan reaktionströskeln och särskilt kopplings- karakteristiken hos den omnidirektionellt reagerande accelera- tionsgivaren påverkas genom valet av parametrarna för tröghets- kroppen och/eller den ringformiga permanentmagneten, exempelvis storleken av den omvänt proportionellt mot längden av tröghets- kroppen varierande öppningsvinkeln a, diametern d för lager- bottnen etc. På fördelaktigt sätt väljs dock diametern d för lagerbottnen 4.2 relativt diametern hos ändytan 4.1 i förhål- landet 1:1,5 till 1:5.

Claims (15)

4462 875 P a t e n t k r a v

1. Accelerationsgivare, särskilt för automatisk utlösning av skyddsanordningar för de åkande i motorfordon vid en olycka och med ett hölje, massa tjänande rotationssymmetrisk och långsträckt tröghets- í vars inre är anordnad en som seismisk kropp, vilken uppvisar dels ett genomgående längsriktat hål, som i tröghetskroppens viloläge tillåter en strålgång från en sändare till en mottagare, och dels en lagerbotten vid ena änd- ytan, medelst vilken tröghetskroppen är lagrad på ett i rät vinkel mot det längsgående hålet beläget och med ett mot detta svarande genomgående hål försett upplag på sådant sätt att vid överskridande av en bestämd accelerationsamplitud är tröghets- kroppen avsedd att kantra kring en vippunkt på lagerbottnen och härvid genom avbrytande av strålgången initiera en utlösande att tröghets- kroppen (4) uppvisar mjukmagnetiska egenskaper och att upplaget (7) att diametern hos denna ringformiga permanentmagnet (7.1) ungefär regleringssignal, k ä n n e t e c k n a d a v är utformat som en ringformig permanentmagnet (7.1), motsvarar diametern hos ändytan (4.1) av tröghetskroppen (4), medan däremot diametern (d) av lagerbottnen (4.2) är mindre än (4.1) den ringformiga permanentmagneten plant lagrade lagerbottnen (4.2) en ringformig spalt ändytans diameter, varvid med utgångspunkt från den på bildas mellan ändytan (4.1) och permanentmagneten (7.1) (9), som utvidgar sig i radiell riktning.

2. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att tröghetskroppen (4) består av ett* icke-magnetiskt material, såsom plast eller aluminium, och på sin ändyta är försedd med en mjukmagnetisk beläggning (6).

3. a v att ändytan (4.1) på tröghetskroppen (4) utgående från den Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d planalagerbottnen (4.2) gentemot den plana ringformiga perma- nentmagneten (7.1) avgränsar en ringformig spalt (9) som utvid- gar sig radiellt utåt.

4. aV Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d att översidan (7.1.1) av den ringformiga permanentmagneten ; 462 S75 (7,1) utgående från den plana lagerbottnen (4.2) gentemot den plana ändytan (4.1) avgränsar ringspalten (9), som utvidgar sig radiellt utåt (fig 3).

5. Givare enligt patentkravet 1, knä n n e t e c k n a d a v att tröghetskroppen (4) vid sin motsatt mot ändytan (4.1) liggande ände uppbär en anslagsdämpare (15) (fig 3).

6. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att i det inre (3) av höljet är i höjd med änden av trög- hetskroppen (4) anordnad en anslagsdämpare (15).

7. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att höljet (2) består av ett icke-metalliskt elastiskt material, såsom gummi.

8. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att sändaren (11) och mottagaren (12) är anordnade i för- längningen av det längsriktade hålet (5) motsatt mot varandra i höljet (2, 2.1, 2.2) (fig 6).

9. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att sändaren (11) och mottagaren (12) är utformade som en reflexgivare (13), vilken i förlängningen av det längsriktade hålet (5) är anordnad i höljet (2) motsatt mot en reflexkropp (14) (fig 1).

10. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att diametern (d) för lagerbottnen (4.2) förhåller sig till diametern för ändytan (4.1) som ungefär 1:1,5 till 1:5.

11. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att öppningsvinkeln (d) för ringspalten (9) förhåller sig omvänt proportionellt till längden av tröghetskroppen (4).

12. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att tröghetskroppen (4) är utformad stympat konisk, even- tuellt stympat dubbelkonisk eller tunnformig.

13. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att tröghetskroppen (4) på sin undersida (4.1) vid det längsriktade hålet (5) uppvisar en trågformig urtagning (16), in i vilken sträcker sig en på motsvarande sätt utformad för- längning (2.3) av höljet.

14. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att i det inre (3) av höljet (2) är dessutom inbyggd giva- 4e2ls7s ' 8 rens utvärderingselektronik (17).

15. Givare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den medelst en konstruktionsdel (10, 10.1) är pàstick- bar på en ledarplatta eller en strömförsörjningsanslutning.