DE2044181A1

DE2044181A1 - Kollisionssensor

Info

Publication number: DE2044181A1
Application number: DE19702044181
Authority: DE
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1970-09-05
Filing date: 1970-09-05
Publication date: 1972-03-16

Description

Kollisionssensor Die Erfindung betrifft einen Kollisionssensor zur Verwendung für die Betätigung einer Sicherheitsvorrichtung in einem )?ahrzeug, insbesondere für die Betätigung von sog. Air Bags in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse beweglich gelagerten Masse, einer zwischengeschalteten Verzögerungseinrichtung und einer an dem Gehäuse befindlichen Auslösevorrichtung.
Ein Kollisionssensor muß zwei Bedingungen zuverlässig erfüllen: 1. darf er nur bei einem tatsächlichen Zusaslmenstoß des Fahrzeuges ansprechen und nicht schon bei starken Erschütterungen, wie sie durch schnell durchfahrene Schlaglöcher oder sehr starkes Bremsen hervorgerufen werden, und 2. muß ein Kollisionssensor nach mehreren, gewünschten Richtungen ansprechen.
Die bekannten Kollisionssensoren nach den deutschen Offenlegungsschriften 1 942 154 und 1 942 176 zeigen zwar einen Lösungsweg, der ein unbeabsichtigtes Auslösen des Air Bags bei üblichen, im Fahrbetrieb auftretenden Erschütterungen des Fahrzeuges verhindert0 Diese Xollisionssensoren l^Uben aber den Nachteil, daß sie nur in einer Richtung ansprechen können.
Aufgabe der Erfindung ist ess einen Kollisionssensor zu schaffen, der sowohl bei Frontalzusammenstößen als auch Auf fahrunfällen, Uberschlägen etc. anspricht.
Dies wird erfindungsgemaß dadurch erreicht, daß die Masse nach mehreren Seiten hin beweglich angeordnet ist und daß entsprechend jeder Bewegungsrichtung der Masse jeweils wenigstens eine Auslösevorrichtung vorgesehen ist. Dabei kann die Masse magnetisch ausgeführt sein und in einer im Gehäuse befestigten Induktionsspule verschiebbar angeordnet werden, wobei die Integration der Verzögerung über ein Zeitintervall durch Reibung oder Schwellspannngsüberschreitung erreicht wird. Die Verzögerung ist, wie eingangs erwähnt wurde, besonders wichtig, um zu verhindern, daß der Kollisionssensor schon bei üblichen Fahrzeugerschütterungen anspricht.
Als Führungsglied für die Masse kann auch ein beidseitig im Gehäuse beweglich gelagerter Knickhebel mit einem Gelenk vorgesehen werden. Das Gelenk des Knickhebels wird hierbei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Kugelgelenk ausgebildet, wobei die Kugel des Gelenkes gleichzeitig die Nasse bildet. Um wiederum eine Verzögerung zu erreichen, wird der Knickhebel durch eine Feder in einer Ruhestellung arretiert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Gehäuse als ffihrungsglied für die Masse ein in zumindest einem Querschnitt im wesentlichen V-förmiges Laufrohr vorgesehen, wobei die V-Spitze als Ruhestellung für die Masse vorzugsweise abgerundet ist. Durch den Winkel des V-förmigen Laufrohres kann die Verzögerung den Erfordernissen der Praxis sehr leicht angeht werden.
Durch die Ausbildung des Piihrungsgliedes als Rotationskörper wird der Kollisionssensor noch vielseitiger im Einsatz. Um die Masse in der Ruhestellung festzuhalten, und ein Aufschaukeln zu vermeiden, wird eine federbelastete Arretierung im Nullpunkt vorgesehen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Masse in dem Gehäuse an einem Pendelarm aufgehängt. Der Pendelarm besteht zweckmäßigerweise aus einer fest eingespannten Feder. Um evtl. eine weitere Verzögerung der Pendelbewegung zu erreichen, wird zwischen dem Gehäuse und dem Pendelarm eine zusätzliche Feder angeordnet.
Es ist auch möglich die Nasse auf einer im Gehäuse gelagerten Führungsstange etwa in der Mitte gleitend anzuordnen und nach beiden Seiten mittels Federn gegen das Gehäuse abzustützen.
Die Auslösevorrichtungen enthalten Kontakte oder wenigstens eine Zündpatrone. Die Kontakte können in Kontaktbahnen, Kontaktringen oder Kontaktsegmenten angeordnet sein. Als Kontakte kommen bei magnetischer Ausfuhrung oder der Masse natürlich auch Reedkontakte in Frage. Ebenso ist es möglich die Zündpatronen entsprechend den Erfordernissen anzuordnen.
Im Folgenden werden einige dusfuhrungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstandes anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 Kolisionssensor auf elektromagnetischer Basis, Figur 2 Xollisionssensor mit Knickhebel, Figur 3 eine Ausführngsform gemäß Figur 2, Figur 4 eine weitere Ausführungsform gemäß Figur 2, Figur 5 Kollisionssensor mit einem V-förmigen Laufrohr als Führungeglied, Figur 6 Kollisionssensor mit einem Rotationskörper als Führungsglied, Figur 7 Pendelkollisionssensor, Figur 8 Kollisionssensor mit einer auf einer Führung verschiebbaren Masse.
Für gleiche Teile sollen im Folgenden in jeder Zeichnung dic gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
In einem Gehäuse 1 ist eine Induktionsspule 2 angebracht. In dieser Induktionsspule 2 ist eine magnetische Masse 3 verschieb r gelagert. Zur TEhrung der magnctischell Masse 3 kann die Indütionsspule 2 oder wie in dem Ausfiihrungsbeispiel nach Figur 1 eine Führung 4 verwendet werden. Zwischen dem Gehäuse 1 und der magnetischen Masse 3 ist jeweils eine Feder 5 vorgesehen. Die Feder 5 kann auch durch eine definierte Dewegungsreibung zwischen der magnetischen Masse 3 und der Führung 4 ersetzt werden. Die bei einer Verschiebung der magnetischen Masse entstehenden Impulse werden über einen Verstärker mit Energiequelle 6 zum Aär Bag 7 geleitet. Die Feder 5 oder die Bewegungsreibung werden so ausgelegt, daß die ganze Anordnung erst bei einer Verzögerung anspricht, die nicht durch normale Brems- und Straßenbedingungen verursacht wurde. Der Induktionsstrom schaltet eine Energiequelle ein, welche den Aufbiasmechanismus des Air Bag in Tätigkeit sitzt.
Der Vorteil gegenüber bisherigen Lösungen besteht darin, daß keine Kontaktflächen vorhanden sind und dadurch auch keine Störungen durch Verschmutzung möglich sind. Der Sensor ist in zwei Richtungen wirksam, baut sehr klein und ist daher überall leicht zu montieren.
Die Figuren 2,3 und 4 zeigen Kollisionsseflsoren mit Knickhebeln in verschiedenen Ausführungsformen. Das Gehäuse ist jeweils wieder mit 1 bezeichnet. In Figur 2 ist die Masse 9 im Knickpunkt der beiden Hebel 10 und 11 gelagert. Der Hebel li ist zweiteilig ausgeführt und wird durch eine Feder 12 verbunden. Die Hebel 10 und il sind an ihren Enden kugelförmig ausgeführt und in entsprechenden kugelförmigen Mulden 13 im Gehäuse 1 gelagert.
Bei einer definierten Verzögerung schwingt die Nasse 9 aus ihrer Ruhestellung und schlägt je nach ihrer Bewegungsrichtung gegen eine Kontaktfläche 14. Die Kontaktflächen 14 sind auf einer federnden Unterlage 15 angebracht und sind mit einem Kontakt 16 leitend verbunden. Durch einen Massekontakt 17 ist der Stromkreis geschlossen und kann den Air Bag auslösen. Anstelle der Kontaktflächen 14 können auch Zündpatronen oder Gasverschlüsse, die den Air Bag direkt auslösen, verwendet werden. Ebenso wären bei magnetischer Masse Reedkontakte möglich.
Vorteil dieser Lösung ist die große Kontaktenergie, die durch die Größe der Masse und den Abstand der Masse in Ruhestellang zu dem Gehäuse leicht reguliert werden kann. Diese Energie reicht deshalb auch ohne weiteres aus, um Zündpatronen zu verwenden. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Kontakte bei einer Betätigung auf Grund der Wirkung der Feder 12 geschlossen bleiben und dadurch eine sehr lange Schaltdauer erreicht wird. Die versehentliche Wiederverwendung des Kollisionssensors ist nach einem Unfall nicht mehr möglich.
Figur 3 zeigt prinzipiell den gleichen Kollisionssensor wie Figur 2. In dem Gehäuse 1 ist wieder eine Masse 9 in dem Knickpunkt des Hebels 10 und der Hebelanordnung 18 gelagert.
Die Hebelanordnung 18 besteht aus einem zylindrischen Rohr 19 in dem ein Hebel stumpf 20 gegen die Wirkung einer Feder 21 geführt wird. Das zylindrische Rohr 19 hat an seinem unteren Ende eine Platte 22, die in einer zylindrischen Ausdrehung 23 angeordnet ist. Die übrigen Elemente entsprechen der Ausführungsform in Figur 2. Als zusätzliche Verbesserung zu der Ausführungsform in Figur 2 ist die leichte Variierbarkeit des Hebelarmes 24 anzusehen, mit dem die Arbeitsaufnahme bis zur Kontaktberührung eingestellt werden kann.
In der Ausführungsform gemäß der Figur 4 ist das Gelenk des Knickhebels als Kugelgelenk 25 ausgeführt. Die kugel des Gelenkes bildet die Masse, die gegen die Kontaktflächen 14 schlägt. Die Kontaktfiächen 14 können auch zu einem Kontaktring ausgebildet sein.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung gegenüber den Ausführungen nach Figur 2 und 3 ist die allseitige Wirksamkeit dieses Kollisionssensors.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist als Fuhrungsglied für eine Kontaktkugel 26 (Masse) ein V-förmiges Laufrohr 27 in einem Gehäuse 28 vorgesehen. Die Kontaktkugel 26 ist in ihrer Ruhestellung (in der Zeichnung dargestellt) durch einen Federbolzen 29 arretiert. Am Azide des Laufrohres 27 sind Kontakte 30 angebracht.
Vorteil dieser Ausführung ist, daß sie auch beim Fahrzeugüberschlag auslöst. Durch die Möglichkeit einer großen Nasse der Kontaktkugel wird sicheres Schalten gewährleistet.
Verschiedene Schaltcharakteristiken können leicht durch Änderung der Steigung und der Länge des Laufrohres erreicht werdden. Durch die Anordnung einer zweiten Kontaktreihe 31 ist es möglich, eine weitere Anzahl von Air Bage zu schalten (Sekundäraufprall).
Figur 6 zeigt einen Kollisionssensor entsprechend Figur 5, wobei als Führungsglied für die Kontaktkqel 26 ein durch einen Rotationskörper 32 gebildeter Raum 27' dient. Die Ubrigen Elemente entsprechen Figur 5. Dieee Ausfillirung hat den Vorteil, daß sie auf Verzögerungen aus allen Richtungen wirkt.
In der Ausführungsform gemaß Figur 7 ist in einem Gehäuse 33 das in seinem Inneren etwa die Form eines Hohlkegels hat, in der Spitze 34 an einem Pendelarm 35 eine Masse 36 aufgehängt.
Der Pendelarm 35 besteht aus einer allseitig beweglichen Feder. Die Ausführung der Kontakte können entsjrechendden Ausführungsformen in Figur 2 bis 4 erfolgen. Dargestellt ist ein Kontaktring 14'.
Der Vorteil dieser Ausführung legt im sehr einfachen unproblematischen Aufbau und in der allseitigen Wirksamkeit.
In Figur 8 wird ein Kollisionssensor gezeigt, bei dem in einem zylindrischen Gehäuse 1 etwa in der Mitte eine Führunsange 37 gelagert ist. Auf der Führungsstange 37 ist eine symmetrische, zylinderförmige Masse 38 gelagert. Die Masse trägt etwa in der Mitte einen zylindrischen Dämpfungskranz 39, der es ermöglicht, zusammen mit einer Blattfeder 40 die Masse 38 in ihrer Mittelstellung zu arretieren. Am Ende der Nasse ist jeweils ein Kontaktring 41 angebracht. Zwischen der Masse 38 und den Gehäusewänden 42, 43 ist jeweils eine Feder 44, 45 vorgesehen. An den Gehäusewänden 42, 43 sind jeweils zylindrische, U-förmig gebogene Kontaktfedern 46 vorgesehen, deren innerer Durchmesser 47 kleiner als der Durchmesser der Masse 38 ist.
Der Vorteil dieser Ausführung ist eine sichere Kontaktschlie-Bung durch die Klemmwirkung über längere Zeit. Durch eine entsprechende Ausführung ist eine Raststellung in der Endlage möglich.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Kollisionssensor zur Verwendung für die Betätigung einer Sicherheitsvorrichtung in einem Fahrzeug, insbesondere für die Betätigung von sogenannten Air-Bags in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse beweglich gelagerten Masse, einer zwischengeschalteten Verzögerungseinrichtung und einer an dem Gehäuse befindlichen Aulösevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (3,9,25,26,36,38) nach mehreren Seiten hin beweglich angeordnet ist und daß entsprechend jeder Bewegungsrichtung der Masse (3,9,25,26,36,38) jeweils wenigstens eine Auslösevorrichtung vorgesehen ist.

2. Kollisionssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (3) magnetisch ist und in einer im Gehäuse (1) befestigten Induktionsspule (2) verschiebbar angeordnet ist, wobei die Integration der Verzögerung über ein Zeitintervall durch Reibung oder Schwellspannungsüberschreitung erreicht wird.

3. Kollisionssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungsglied für die Masse (9) ein beidseitig im Gehäuse (1) beweglich gelagerter Knickhebel (10,11) mit einem Gelenk vorgesehen ist.

4. Kollisionssensor nach Anspruch 3, dadurch ge,kennzeichnet, daß das Gelenk des Knickhebels als Kugelgelenk (25) ausgebildet ist, und daß die Kugel des Gelenkes gleichzeitig die Masse bildet.

5. Kollisionssensor nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Knickhebel durch eine Feder (12,21), in einer Ruhestellung arretiert ist.

6. Kollisionssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (28) als Führungsglied für die Masse (26) ein in zumindest einem Querschnitt im wesentlichen V-förmiges Laufrohr (27) vorgesehen ist, wobei die V-Spitze zur Ruhestellung der Masse (26) vorzugsweise abgerundet ist.

7. Kollisionssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied ein Rotationskörper (27') ist.

8. Kollisionwasßor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine federbelastete Arretierung (29) für die Masse (26) in Ruhestellung vorgesehen ist.

9. Kollisionssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (36) in dem Gehäuse (33) an einem Pendelarm (35) aufgehängt ist.

10.Kollisionssensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelarm (35) aus einer fest eingespannten Feder besteht.

11. Kollisionssensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (33) und dem Pendelarm (35) eine Feder sur Verzögerung der Pendelbevegung vorgesehen ist.

12.Kollisionssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (38) auf einer im Gehäuse (1) gelagerten Führungsstange (37) etwa in der Mitte gleitend angeordnet und nach beiden Seiten mittels Federn (45) gegen das Gehäuse abgestützt ist.

13.Kollisionssenso-r nach einem der Ansprüche 1,3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtungen Kontakte oder wenigstens eine Zündpatrone enthalten.

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