SE467575B - Stoetgivare - Google Patents

Description

467 575 för detektering av ett läge hos den magnetiska vätskan avsedda detekteringsorgan, anordnade för detektering av accelerationen genom avkänning av ett rörelseläge hos den magnetiska vätskan, som förflyttas i motsvarighet till accelerationen. Vid den förstnämnda typen av givare uppkommer emellertid problem därigenom att eftersom den är konstruerad för att förhindra en felaktig förflyttning av vikten genom utnyttjande av viskosite- ten hos luften, som passerar genom spalterna genom vikten 23 och den cylindriska styrningen 24, krävs en stor exakthet i den sfäriska formen hos vikten 24, den cylindriska formen hos styr- ningen och måttoleranserna mellan vikten 23 och styrningen 24.

Till följd härav blir maskinbearbetningen svår. Eftersom man på vikten 23 måste utföra en guldplätering för att förhindra upp- komsten av rost för att undvika otillfredsställande rörelser hos vikten 23 på grund av sådan rost, vilken rostuppkomst för- orsakas av luften i kontakt med vikten, blir dessutom bearbet- ningskostnaden hög.

Vid den andra kända typen av givare är känsligheten för låg, därför att anordningen är så utförd, att stötkraften över- förs till den magnetiska vätskan via mediet i syfte att detek- tera accelerationen genom förflyttningen av den magnetiska vätskan. Till följd härav föreligger ett hittills olöst problem i det att den ovannämnda givare icke kan användas såsom en stötgivare, vilken måste vara ytterst känslig, så att den kan påverkas ögonblickligen vid en kollision med bilen för att på- verka exempelvis en luftkudde.

Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma en lösning på problemen vid de kända givarna och att åstadkomma en stötgivare som kan detektera en stötkraft och som har enkel konstruktion och hög känslighet när en stötkraft utövas som överstiger ett förutbestämt värde.

Detta uppnås enligt uppfinningen i huvudsak genom att givaren innefattar en elektriskt ledande vikt, som är inrymd i ett hölje och förskjutbar i detta under påverkan av en trög- hetskraft, ett par på inbördes avstånd belägna kontakter, an- ordnade i höljet motsatt mot vikten i rörelseriktningen för denna, en magnetisk, icke ledande vätska, belägen mellan kon- taktparet och vikten, samt en magnet för utövande av en magne- fn -än m ~<| en -:| cr: tisk kraft på vätskan. I detta fall kan den magnetiska vätskan vara tätt innesluten i höljet, för att hålla vikten flytande i densamma, eller också kan kontaktparet utgöras av ett magne- tiskt material med en magnet införd mellan kontakterna i paret, så att vikten tillåts föflytta sig endast då en stötkraft upp- kommer, vars värde överstiger ett förutbestämt värde, på grund av koncentrationen av den magnetiska vätskan medelst en kraft från magneten.

Vid stötgivaren enligt föreliggande uppfinning hindras under normala betingelser förflyttningen av vikten genom kon- centrationen av den magnetiska vätskan på grund av kraften från magneten och kontaktparet hålls i ett icke ledande tillstånd.

Om under dessa betingelser en stötkraft utövas, som är större än ett förutbestämt värde, på grund av hastighetsändring och bromsning, förflyttas vikten till läget i anliggning mot kon- taktparet på grund av en tröghetskraft på den magnetiska väts- kan. Som en följd av detta överförs kontaktparet till ett ledande tillstånd medelst vikten och en stötdetekteringssignal kan erhållas.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 är en längdsektion genom en första utföringsform av uppfinningen, fig 2 och 3 är längd- sektioner genom modifierade utföringsformer av uppfinningen, fig 4 är en längdsektion genom en andra utföringsform av upp- finningen, fig 5 är en sektion tagen längs linjen V-V i fig 4 och fig 6 är en längdsektion som visar ett exempel på en tidi- dare känd anordning.

Fig 1 visar en längdsektion genom en första utförings- form av föreliggande uppfinning. Ett hölje 1 med cylindrisk form är framställt av icke-magnetiskt och icke ledande mate- rial, såsom plast, och de motstâende ändarna är tillslutna med hjälp av gavlar 1a och 1b. Gaveln 1a är försedd med ett par kontakter Za och 2b, som sträcker sig in i det inre av höljet 1 och är tätade medelst ett tätningsorgan.

Höljet 1 är fyllt med en magnetisk vätska 3, som är oledande och en ledande och icke magnetisk vikt 4 framställd av koppar, silver eller liknande och med sfärisk form hålls flytande i den magnetiska vätskan 3. I detta fall utgörs den 467 575 magnetiska vätskan 3 av en vätska av kolloidal form, i vilken ferromagnetiska partiklar av Fezüa med en diameter av 100 Å är dispergerade i hög koncentration i ett lösningsmedel i form av en silikonolja eller liknande. Ingen sedimentering eller koale- scens av de magnetiska partiklarna uppträder i den magnetiska vätskan 3 och densamma uppträder som om vätskan själv har magnetiska egenskaper.

Permanentmagneter Sa och 5b är belägna på utsidan av gavlarna 1a och 1b till höljet 1 för utövande av magnetiska krafter på den magnetiska vätskan 3. Permanentmagneterna 5a och 5b har skivform och är magnetiserade så att de vänder en nord- pol mot gavlarna och vätskan 3.

Funktionen hos denna första utföringsform kommer nu att beskrivas. Stötgivaren,: som är konstruerad såsom beskrivits ovan, är monterad i en bil så att dess längdriktning eller riktningen höger-vänster sammanfaller med fordonets körriktning och kontaktparet 1a och 1b är därvid placerat vid den främre sidan.

Under dessa monteringsbetingelser för stötgivaren i bilen utövas ingen kraft på densamma när bilen stannar. Den magnetiska vätskan 3 samlas följaktligen i höljet 1 från en central placering medelst de magnetiska krafterna från perma- nentmagneterna 5a och 5b vid ställen nära gavlarna 1a och 1b och vikten A hålls Flytande i den magnetiska vätskan 3 i ett centralt läge i höljet 1. Ehuru den magnetiska vätskan 3 före- finns mellan kontaktparet 2a, 2b hålls till följd härav kon- takterna 2a och 2b i ett icke ledande tillstånd, eftersom den magnetiska vätskan 3 icke är ledande, och ingen kontaktsignal alstras av kontaktparet Za, 2b. 3 När bilen startas och accelererar, strävar under dessa betingelser vikten 4 att röra sig bakåt i bilen, dvs. åt höger i fig 1, på grund av en tröghetskraft genom accelerationen och en hastighetsskillnad vid detta ögonblick. Förflyttningen av vikten 4 hindras emellertid genom förekomsten av den magnetiska vätskan 3.

Om under dessa körbetingelser hos bilen bromspedalen nedtrycks för bromsning, strävar vikten 4 att röra sig framåt *A E» »a m -~1 m i bilen, dvs. i riktning mot kontaktparet 2a och Zb till väns- ter i fig 1, på grund av en tröghetskraft som motsvarar retar- dationen och hastighetsskillnaden. Eftersom retardationen och hastighetsskillnaden icke är så stor hindras emellertid vikten 4 från att röra sig genom förekomsten av den magnetiska vätskan 3, varför vikten 4 aldrig når fram till kontaktparet 2a och 2b.

Om däremot bilen stöter samman med någon annan bil eller ett hinder under sin färd framåt, utövas en stor stöt- kraft på stötgivaren och en tröghetskraft motsvarande retarda- tionen och hastighetsskillnaden utövas på vikten 4. Till följd härav förflyttas vikten 4 omedelbart åt vänster i fig 1 mot viskositeten hos den magnetiska vätskan 3 och vikten 4 stöter emot kontaktparet 2a och 2b och sluter detta. Sålunda alstras en kontaktsignal som representerar kollisionstillståndet.

Genom att föra denna kontaktsignal till en tändanord- ning för en laddning till en luftkudde blir det följaktligen möjligt att ögonblickligen påverka luftkudden och därigenom hindra att en passagerare stöter emot ratten eller vindrutan med ansiktet.

Medan vid den första utföringsformen två permanent- magneter 5a, Sb är anordnade, kan endast en permanentmagnet 5a vara anordnad vid sidan av kontakterna 2a och Zb genom ute- lämnande av permanentmagneten 5b.

Ehuru permanentmagneterna 5a, 5b är anordnade vid var- dera gaveln 1a och 1b av höljet 1 vid den första utförings- formen, är föreliggande .uppfinning emellertid icke begränsad till detta och såsom visas i fig 2 är en cylindrisk ihålig permanentmagnet 6 eller ett flertal permanentmagnetiska stycken 6, som är bildade genom uppdelning av en cylindrisk ihålig magnet i ett eller flera plan som sträcker sig i axiell rikt- ning, vara anordnade på en cylindrisk yttre omkretsyta på höljet 1. Vidare kan hälften av höljet 1 vid den mot kontakt- paret Za, 2b vända sidan ha icke visad stympat konisk form med ökande diameter i riktning mot kontaktparet Za, Zb för att åstadkomma en gradient i den magnetiska flödestätheten från permanentmagneten 6. I detta fall blir egenskaperna hos den magnetiska vätskan icke linjära och känsligheten kan ökas.

Såsom framgår av fig 3 kan vidare en permanentmagnet Sa 467 575 vid den första utföringsformen tilläggas till konstruktionen enligt fig 2. Dessutom är formen av höljet 1 icke begränsad till en cylinder utan vilken som helst ihålig form, såsom en ihålig fyrkant eller kvadratisk sådan kan användas.

I det följande skall nu beskrivas en utföringsform med hänvisning till fig 4 på ritningen. Vid denna andra utförings- form är i stället för att man håller vikten 4 flytande i den magnetiska vätskan 3, denna vätska anordnad mellan ett par kontakter och en vikt. Närmare bestämt är en vikt 14 med rek- tangulär parallellepipedisk form belägen förskjutbar i axiell riktning i den högra delen av ett hölje 11 med ihålig kvadra- tisk form. Ett par kontakter 12a och 12b av ett magnetiskt material är belägna vid den vänstra delen av höljet 11 vid ställen motsatta mot vikten 14 och kontakterna 12a och 12b är belägna på avstånd från varandra i vertikal riktning. En perma- nentmagnet 15 med en sydpol vid den vänstra änden och en nord- pol vid den högra änden är belägen mellan kontakterna 12a och 12b och en förutbestämd mängd oledande magnetisk vätska attraheras och fixeras med en magnetkraft från permanentmagne- ten 13. _ Såsom visas i fig 5 är luftöppningar 11a utformade i omkretsväggen i höljet 11 vid ställen som är vända mot vikten 14 så att inget undertryck uppkommer när vikten 14 rör sig.

Vid denna andra utföringsform är i likhet med vid den första, kontakterna 12a och 12b samt vikten 14 isolerade från varandra medelst den oledande magnetiska vätskan 13, när ingen stötkraft utövas på stötgivaren och kontakterna 12a och 12b är sålunda icke ledande. När från detta förhållande en stötkraft utövas, vars storlek överstiger ett förutbestämt värde, dvs. överstiger kraften för att hålla fast den magnetiska vätskan 13, rör sig vikten 14 åt vänster genom en tröghetskraft och stöter emot kontakterna 12a och 12b genom undanträngande av den magnetiska vätskan 13 och gör dessa ledande. Till följd härav alstras en kontaktsignal. Även vid denna andra utföringsform erhålls följaktligen en liknande verkan och fördel som vid den första utföringsfor- men och dessutom är den använda mängden magnetisk vätska-liten i jämförelse med den första utföringsformen. 467 575 Vid den andra utföringsformen är det lämpligt att den inre omkretsytan i höljet 11, mot vilken vikten 14 står i glid- kontakt, är belagd med ett överdragsmaterial, såsom polytetra- fluoreten (PTFE), polyoxymetylen (PÜM) eller liknande, eller att höljet 11 självt är framställt av PTFE, POM eller liknande för att förbättra glidegenskaperna och därigenom tillförsäkra en mjuk rörelse av vikten 14.

Ehuru höljet 11 är utformat med fyrkantig ihålig profil vid denna andra utföringsform är densamma icke begränsad till denna form utan varje önskad form, såsom cylindrisk, mång- hörnig, ihålig form etc. kan användas. Vid de ovannämnda ut- föringsformerna kan också i stället för en permanentmagnet an- vändas en elektromagnet.

Såsom beskrivits ovan är vid föreliggande uppfinning en stötgivare anordnad på sådant sätt, att en vikt är förskjutbart belägen i ett hölje motsatt mot ett par kontakter, och en magnetisk vätska är införd mellan vikten och kontakterna och den magnetiska vätskan uppvisar viskositet på grund av magne- ten. Tack vare detta blir konstruktionen som helhet mycket enkel och tillverkningskostnaderna kan minskas, eftersom ingen större exakthet krävs beträffande måtten hos höljet och vikten.

Eftersom stötkraften detekteras genom utnyttjande av en trög- hetskraft på vikten, kan dessutom en snabb reaktion tillförsäk- ras vid stötkrafter vars storlek överstiger ett förutbestämt värde. En annan fördel är att kraften för att hålla fast den magnetiska vätskan kan omställas efter önskan genom ändring av kraften från magneten.

En annan fördel åstadkommes dessutom genom att eftersom vikten hålls flytande i den magnetiska vätskan behöver man icke ta hänsyn till något friktionsmotstånd mellan vikten och höljet eller ett styrorgan vid tidpunkten för viktens förflyttning och det är möjligt att hindra uppkomsten av rost genom oxidation av vikten.

När en magnetisk vätska dessutom attraheras och hålls fast vid ändytorna på ett par kontakter, som är vända mot vik- ten, erhålls den fördelen att den mängd magnetisk vätska som används blir liten och produktionskostnaden kan minskas.

Claims (3)

467-575 8 P a t e n t k r a v

1. Stötgivare för detektering av en stötkraft vars storlek överstiger ett förutbestämt värde, k ä n n e t e c k n a d a v att givaren innefattar en elektriskt ledande vikt (4; 14), som är inrymd i ett hölje (1; 11) och förskjutbar i detta under påverkan av en tröghetskraft, ett par på inbördes avstånd belägna kontakter (2a, 2b; l2a, l2b), anordnade i höljet i en position motsatt mot vikten men i rörelseriktningen för nämnda vikt, en magnetisk vätska (3; 13), som icke är ledande, belägen mellan kontaktparet och vikten, samt en magnet (Sa, 5b; 15) för utövande av en magnetisk kraft på vätskan.

2. Stötgivare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den magnetiska vätskan (3) är tätt innesluten i höljet (11) för att hålla vikten (4) flytande däri.

3. Stötgivare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den magnetiska vätskan (3) är fasthållen vid ändytorna till ett par kontakter (2a, 2b) som är vända mot vikten (4) genom attraktion medelst magneten (15) som är placerad mellan de båda kontakterna (2a, 2b). 11