DE19835996A1 - Beschleunigungssensor für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Beschleunigungssensor für ein Rückhaltesystem eines KraftfahrzeugsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungssensor (2, 2') für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Trägheitskörper (4, 4'), der in einer zu einer Fahrbahnoberfläche (14, 14') geneigten Richtung beweglich ist und sich aus einer Ruhelage herausbewegt und das Rückhaltesystem aktiviert, wenn eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs parallel zur Fahrbahnoberfläche (14, 14') einen vorgegebenen Wert überschreitet, und mit einem zweiten Trägheitskörper (10, 10'), der in einer zur Fahrbahnebene (14, 14') senkrechten Richtung beweglich ist und eine Aktivierung des Rückhaltesystems verhindert, wenn der erste Trägheitskörper (4, 4') durch eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs oder von Teilen desselben senkrecht zur Fahrbahnoberfläche (14, 14') aus seiner Ruhelage herausbewegt wird. Um den Einfluß der Einbaulage und der Neigung bzw. Unebenheit der Fahrbahnoberfläche auf das Ansprechverhalten des Beschleunigungssensors (2, 2') zu verringern, sind der erste und der zweite Trägheitskörper (4, 4'; 10, 10') erfindungsgemäß jeweils entgegen der Kraft einer Feder (6, 6'; 12, 12') beweglich.
Description
Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungssensor für ein Rückhaltesystem eines
Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Trägheitskörper, der in einer zu einer Fahrbahnebene
geneigten Richtung beweglich ist und sich aus einer Ruhelage herausbewegt und das
Rückhaltesystem aktiviert, wenn eine Beschleunigung des Fahrzeugs parallel zur
Fahrbahnebene einen vorgegebenen Wert überschreitet, und mit einem zweiten
Trägheitskörper, der in einer zur Fahrbahnebene senkrechten Richtung beweglich ist und
eine Aktivierung des Rückhaltesystems verhindert, wenn der erste Trägheitskörper durch
eine Beschleunigung des Fahrzeugs oder von Teilen desselben senkrecht zur
Fahrbahnebene aus seiner Ruhelage herausbewegt wird.
Aus der US-A-4,943,010 ist bereits ein Beschleunigungssensor der eingangs genannten Art
bekannt, bei dem die beiden Masse- oder Trägheitskörper jeweils aus einer Kugel bestehen.
Die beiden Kugeln sind in konischen Vertiefungen einer ersten bzw. zweiten Halterung
gelagert und wirken bei einer Bewegung aus ihrer Ruhelage jeweils auf eine
Hebeleinrichtung ein. Die Konuswinkel der beiden Vertiefungen sind so gewählt, daß sich die
erste Kugel durch eine horizontale Beschleunigung leichter als die zweite Kugel aus ihrer
Ruhelage herausbewegen kann. Die von der ersten Kugel betätigte Hebeleinrichtung ist als
Sperrklinke ausgebildet und aktiviert das Rückhaltesystem, wenn eine horizontale
Beschleunigung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Wert übersteigt und sich die erste
Kugel aus ihrer Ruhelage herausbewegt. Die Hebeleinrichtung der zweiten Kugel greift bei
einer vertikalen Beschleunigung, zum Beispiel infolge von Fahrbahnunebenheiten oder
dergleichen, in den Bewegungsweg der Sperrklinke ein und blockiert diese, um eine
Aktivierung des Rückhaltesystems zu verhindern. Bei dem bekannten
Beschleunigungssensor ist die Neigung des Konuswinkels der ersten Vertiefung
entscheidend für die Größe des vorgegebenen Beschleunigungswerts für die Aktivierung des
Rückhaltesystems, da ein flacherer Winkel zu einer früheren Auslösung als ein steilerer
Winkel führt. Jedoch weist der bekannte Beschleunigungssensor zwei wesentliche Nachteil
auf. Zum einen verändert sich die Neigung des Konuswinkels bei einer Berg- oder Talfahrt
des Kraftfahrzeugs und damit die Größe der zur Fahrbahnebene parallelen Beschleunigung,
d. h. die Stärke des Aufpralls, die eine Aktivierung des Rückhaltesystems zur Folge hat. Auch
ist es aufgrund von Baugeometrien des Fahrzeugs nicht immer möglich, den Sensor genau
in der gewünschten Ausrichtung einzubauen, was ebenfalls eine Veränderung der Neigung
des Konuswinkels und damit der Auslöseschwelle zur Folge hat. Zum anderen bewirkt eine
sehr unebene, als Waschbrettpiste bekannte Fahrbahnoberfläche eine fortdauernde schnelle
Auf- und Abbewegung der zweiten Kugel in ihrer Vertiefung, wodurch es infolge der Trägheit
der zweiten Hebeleinrichtung zu einer anhaltenden Blockierung der ersten Kugel kommen
kann, so daß eine korrekte Auslösung des Rückhaltesystems nicht gewährleistet ist.
Aus der DE 32 34 422 C2 ist weiter bereits eine Betätigungsvorrichtung für ein
Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem eine Trägheitsmasse entgegen der
Kraft einer Feder in einem Gehäuse verschiebbar ist und zur Aktivierung des
Rückhaltesystems einen unter der Wirkung eines Kraftspeichers stehenden
Betätigungsstößel der Vorrichtung freigibt, wenn die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs
einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Beschleunigungssensor
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Einbaulage und die
Neigung bzw. Unebenheit der Fahrbahnoberfläche einen geringeren Einfluß auf das
Ansprechverhalten des Beschleunigungssensors haben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste und der zweite
Trägheitskörper jeweils entgegen der Kraft einer Feder beweglich sind. Der Erfindung liegt
der Gedanke zugrunde, zum einen durch die auf den ersten Trägheitskörper einwirkende
Feder mit einer von der Neigung der Fahrbahnoberfläche oder von der Einbaulage des
Sensors unabhängigen konstanten Federkraft die Abhängigkeit des Ansprechverhaltens des
ersten Trägheitskörpers von seiner Bewegungsrichtung zu reduzieren und zum anderen
durch die Kombination beider Federn sowohl beim ersten als auch beim zweiten
Trägheitskörper eine Dämpfungswirkung zu erzielen, die bei schnell aufeinanderfolgenden
vertikalen Beschleunigungen eine Bewegung beider Trägheitskörper verhindert. Die Feder
des zweiten Trägheitskörpers bewirkt darüberhinaus, daß dieser nach einer Bewegung
senkrecht zur Fahrbahnebene schneller in seine Ruhelage zurückkehrt und ermöglicht
dadurch ein schnelleres Ansprechen des Beschleunigungssensors bei einem unmittelbar
nachfolgenden Aufprall.
Um sicherzustellen, daß der zweite Trägheitskörper bei einer vertikalen Beschleunigung den
ersten Trägheitskörper schnell blockiert, sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der
Erfindung vor, daß der zweite Trägheitskörper unmittelbar in den Bewegungspfad des ersten
Trägheitskörpers eingreift, so daß Verzögerungen infolge weiterer Massen mit eigener
Trägheit ausgeschlossen sind.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Bewegung des
ersten und des zweiten Trägheitskörpers geführt ist und vorzugsweise eine Linearbewegung
in einer Linearführung oder eine Schwenkbewegung um eine Schwenkachse ist, so daß die
Federn unabhängig von der Neigung der Fahrbahnoberfläche stets in der gleichen Richtung
auf die Trägheitskörper einwirken, wodurch ein gleichbleibendes Ansprechverhalten
sichergestellt werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung in schematischer Weise
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht der Trägheitskörper
eines erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht der Trägheitskörper
eines anderen erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors.
Die beiden in der Zeichnung dargestellten, in einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt)
eingebauten Beschleunigungssensoren 2, 2' bestehen im wesentlichen aus einer ersten
Trägheitsmasse 4, 4', die entgegen der Kraft einer ersten Schraubendruckfeder 6, 6' in einem
Gehäuse 8, 8' (in Fig. 2 nur teilweise dargestellt) beweglich gelagert ist, sowie einer zweiten
Trägheitsmasse 10, 10', die im Gehäuse 8, 8' entgegen der Kraft einer zweiten
Schraubendruckfeder 12, 12' beweglich gelagert ist, wobei die Bewegungsrichtungen (P4,
P4'; P10, P10') der beiden Trägheitsmassen 4, 4'; 10, 10' jeweils einen spitzen Winkel
einschließen. Durch die Baugeometrie des Kraftfahrzeugs ist die Einbaulage des Gehäuses
8, 8' im Kraftfahrzeug derart vorgegeben, daß die Bewegungsrichtung der ersten
Trägheitsmasse 4, 4' gegenüber einer horizontalen Fahrbahnoberfläche oder -ebene 14, 14'
unter einem Winkel von etwa 30 Grad nach oben geneigt ist, wobei die Kraft der ersten
Feder 6, 6' einer schräg nach oben gerichteten Bewegung der ersten Trägheitsmasse 4, 4'
entgegenwirkt. Die Bewegungsrichtung der zweiten Trägheitsmasse 10, 10' ist im
wesentlichen senkrecht zur Fahrbahnoberfläche 14, 14', wobei die Kraft der zweiten Feder
12, 12' einer nach oben gerichteten Bewegung der zweiten Trägheitsmasse 10, 10'
entgegenwirkt, die eine Blockierung des Bewegungspfades der ersten Trägheitsmasse 4, 4'
zur Folge hat.
Die erste Trägheitsmasse 4, 4' dient zur Aktivierung eines Rückhaltesystems, wie
beispielsweise eines Gurtstraffers oder eines Airbags (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs,
wenn durch einen Aufprall desselben eine Beschleunigung der Trägheitsmasse 4, 4'
gegenüber dem Gehäuse 8, 8' parallel zur Fahrbahnoberfläche 14, 14' einen vorgegebenen
Wert übersteigt, so daß sich die Trägheitsmasse 4, 4' entgegen der Federkraft über ein
vorgegebenes Maß hinaus aus ihrer Ruhelage herausbewegt. Die Aktivierung selbst kann in
Abhängigkeit von der Art des Rückhaltesystems und des Aktivierungsmechanismus in einer
dem Fachmann bekannten Weise unmittelbar durch die Trägheitsmasse 4, 4' oder über
einen zwischengeschalteten Energiespeicher erfolgen. Für eine weitere Erläuterung der
Möglichkeiten einer Aktivierung wird beispielsweise auf die eingangs genannten
Druckschriften verwiesen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beschleunigungssensor 2 bestehen die beiden
Trägheitsmassen 4, 10 jeweils aus einem zylindrischen Körper 16, 18, der in einer
Zylinderbohrung 20, 22 des Gehäuses 8 entgegen der Kraft der Feder 6, 12 verschiebbar ist.
Die unterhalb der Feder 6 der ersten Trägheitsmasse 4 angeordnete zweite Trägheitsmasse
10 weist einen nach oben überstehenden Ausleger 24 auf, dessen oberes Ende sich in der
Ruhelage der zweiten Trägheitsmasse 10 (Fig. 1), d. h. wenn keine vertikale Beschleunigung
auf das Kraftfahrzeug einwirkt, federseitig vor der ersten Trägheitsmasse 4 knapp unterhalb
von deren Bewegungspfad befindet, wobei es jedoch nicht in diesen eingreift.
Im Unterschied dazu ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die erste
Trägheitsmasse 4' um eine horizontale Drehachse 26' verschwenkbar. Die Trägheitsmasse
4' ist am unteren freien Ende einer Pendelstange 28' befestigt, deren oberes Ende auf der
Drehachse 26' drehbar gelagert ist, wobei die Kraft der ersten Feder 6' einem Verschwenken
der Trägheitsmasse 4' und der Stange 28' schräg nach oben im Uhrzeigersinn
entgegenwirkt. In der Ruhelage der ersten Trägheitsmasse 4' schließt die Stange 28' einen
Winkel von etwa 60 Grad mit der Fahrbahnoberfläche 14' ein. Die zweite Trägheitsmasse 10'
ist am freien Ende eines unterhalb der ersten Trägheitsmasse 4' angeordneten Hebelarms
30' befestigt, um eine Schwenkachse 32' an seinem anderen Ende verschwenkbar ist. Der in
der Ruhelage im wesentlichen horizontal ausgerichtete Hebelarm 30' ist entgegen der Kraft
der zweiten Feder 12' im Uhrzeigersinn nach oben verschwenkbar. Über den Hebelarm 30'
steht ein Ausleger 24' nach oben über, dessen oberes Ende sich in der Ruhelage der
zweiten Trägheitsmasse 10' und des Hebelarms 30' federseitig knapp unterhalb des
Bewegungspfades der ersten Trägheitsmasse 4' befindet, und zwar zwischen deren
Ruhelage (Fig. 2) und der Stelle, an der bei zusammengedrückter Feder 6' eine Aktivierung
des Rückhaltesystems erfolgt.
An Stelle der dargestellten Schraubendruckfedern 6', 12' können bei diesem
Beschleunigungssensor auch Torsionsfedern vorgesehen sein, die einem Verschwenken der
Pendelstange 28' bzw. des Hebelarms 30' aus der Ruhelage entgegenwirken.
Wenn bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs das Gehäuse 8, 8' des Beschleunigungssensors
2, 2' parallel zur Fahrbahnebene 14, 14' und entgegen der Fahrtrichtung schlagartig
abgebremst wird, bewegt sich jeweils die erste Trägheitsmasse 4, 4' in Abhängigkeit von der
Stärke der Beschleunigung entgegen der Kraft der Feder 6, 6' in der Zylinderbohrung 20
bzw. zusammen mit der Pendelstange 28' unter einem spitzen Winkel zur Fahrbahnebene
14, 14' schräg nach oben, wobei es beim Überschreiten eines vorgegebenen
Beschleunigungswerts zu einer Aktivierung des Rückhaltesystems kommt.
Wegen des Fehlens einer zur Fahrbahnoberfläche senkrechten
Beschleunigungskomponente bleibt in diesem Fall die zweite Trägheitsmasse 10, 10' in ihrer
Ruhelage, in welcher das obere Ende des Auslegers 24, 24' nicht in den Bewegungspfad der
Trägheitsmasse 4, 4' eingreift, so daß eine Aktivierung des Rückhaltesystems ungehindert
erfolgen kann.
Wenn das Gehäuse 8, 8' des Beschleunigungssensors 2, 2' beim Überfahren von
Schlaglöchern, Bodenschwellen oder anderen Fahrbahnunebenheiten senkrecht zur
Fahrbahnoberfläche 14, 14' nach unten beschleunigt wird, wobei gegebenenfalls sehr hohe
Beschleunigungswerte auftreten können, wird die erste Trägheitsmasse 4, 4' aufgrund einer
in ihrer Bewegungsrichtung auf sie einwirkenden Kraftkomponente K1 ihrer Trägheitskraft K
in Bezug zum Gehäuse 8, 8' schräg nach oben beschleunigt. Diese Beschleunigung könnte
unter ungünstigen Umständen den vorgegebenen, zur Aktivierung des Rückhaltesystems
führenden Beschleunigungswert übersteigen, wenn die Bewegung des Trägheitskörpers 4, 4'
nicht zuvor durch die zweite Trägheitsmasse 10, 10' blockiert wird.
Bei den in den Figuren dargestellten Beschleunigungssensoren 2, 2' wird der
Bewegungspfad der ersten Trägheitsmasse 4, 4' jeweils durch das obere Ende des
Auslegers 24, 24' blockiert, wenn sich das Gehäuse 8, 8' aufgrund einer Beschleunigung des
Kraftfahrzeugs senkrecht zur Fahrbahnoberfläche 14, 14' nach unten bewegt, weil die zweite
Trägheitsmasse 10, 10' dieser Bewegung wegen ihrer Trägheit nicht unmittelbar folgt. Durch
die dadurch hervorgerufene Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 8, 8' und der zweiten
Trägheitsmasse 10, 10' wird zum einen der Ausleger 24, 24' in den Bewegungspfad der
Trägheitsmasse 4, 4' bewegt und so die Aktivierung des Rückhaltesystems verhindert. Zum
anderen wird die zweite Feder 6, 6' gespannt, so daß der zweite Trägheitskörper 10, 10'
nach dem Ende der Beschleunigung aufgrund der Federspannung sehr schnell wieder in die
Ruhelage zurückbewegt und damit der Bewegungspfad der ersten Trägheitsmasse 4, 4'
wieder freigegeben wird. Dadurch kann im Falle eines Aufpralls unmittelbar im Anschluß an
eine vertikale Beschleunigung des Fahrzeugs eine sofortige Aktivierung des
Rückhaltesystems erfolgen.
Claims (12)
1. Beschleunigungssensor für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem
ersten Trägheitskörper, der in einer zu einer horizontalen Fahrbahnebene geneigten
Richtung beweglich ist und der sich aus einer Ruhelage herausbewegt und das
Rückhaltesystem aktiviert, wenn eine Beschleunigung des Fahrzeugs in einer zur
Fahrbahnebene parallelen Richtung einen vorgegebenen Wert überschreitet, und mit
einem zweiten Trägheitskörper, der in einer zur Fahrbahnebene senkrechten Richtung
beweglich ist und eine Aktivierung des Rückhaltesystems verhindert, wenn der erste
Trägheitskörper aufgrund einer durch Fahrbahnunebenheiten oder dergleichen
verursachten Beschleunigung des Fahrzeugs oder von Teilen desselben in einer zur
Fahrbahnebene senkrechten Richtung aus seiner Ruhelage herausbewegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und zweite Trägheitskörper (4, 4'; 10, 10') jeweils entgegen der Kraft
einer Feder (6, 6'; 12, 12') beweglich sind.
2. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Trägheitskörper (10) in den Bewegungspfad des ersten Trägheitskörpers (4) eingreift.
3. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bewegung des ersten und des zweiten Trägheitskörpers (4, 4'; 10, 10') geführt ist.
4. Beschleunigungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Trägheitskörper (4) in einer Linearführung (20) beweglich gelagert ist.
5. Beschleunigungssensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Trägheitskörper (10) in einer Linearführung (22) beweglich gelagert ist.
6. Beschleunigungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Trägheitskörper (4') um eine Drehachse (26') verschwenkbar gelagert ist.
7. Beschleunigungssensor nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Trägheitskörper (10) um eine Drehachse (30') verschwenkbar gelagert ist.
8. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Trägheitskörper (10, 10') entgegen der Kraft der Feder (12, 12') nach
oben beweglich ist.
9. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Trägheitskörper (4, 4') entgegen der Kraft der Feder (6, 6') schräg nach
oben beweglich ist.
10. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Trägheitskörper (10, 10') oder ein starr mit dem zweiten Trägheitskörper
(10, 10') verbundenes Bauelement (24, 24') in einem Bereich zwischen der Ruhelage
des ersten Trägheitskörpers (4, 4') und einem Auslösepunkt des Rückhaltesystems in
den Bewegungspfad des Trägheitskörpers (4, 4') eingreift.
11. Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch einen
Beschleunigungssensor (2, 2') nach einem der vorangehenden Ansprüche.
12. Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Rückhaltesystem nach Anspruch 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998135996 DE19835996A1 (de) | 1998-08-08 | 1998-08-08 | Beschleunigungssensor für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998135996 DE19835996A1 (de) | 1998-08-08 | 1998-08-08 | Beschleunigungssensor für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19835996A1 true DE19835996A1 (de) | 2000-02-10 |
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ID=7876946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1998135996 Withdrawn DE19835996A1 (de) | 1998-08-08 | 1998-08-08 | Beschleunigungssensor für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19835996A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008003213A1 (de) | 2007-10-15 | 2009-07-09 | Nivag Handelsgesellschaft Mbh | Nothammer mit weiteren Funktionen als Hülle eines Mehrzweckwerkzeugs mit Signalisierung |
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1998
- 1998-08-08 DE DE1998135996 patent/DE19835996A1/de not_active Withdrawn
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