DE3742961A1 - Verzoegerungssensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verzögerungssensor zum Erfassen eines Grenzwertes einer Fahrzeugverzögerung als Anzeigemittel für einen Fahrzeug-Zusammenstoß und zum Betätigen einer Sicher­ heitsvorrichtung, wie beispielsweise eines passiven Insassen- Anschnallsystemes, eines Gurtstrammers usw.

Ein Sicherheitsgurt bewahrt einen Fahrzeuginsassen davor, gegen das Innere des Fahrgastraumes oder gegen andere Gegenstände im Falle eines Zusammenstosses geworfen zu werden. Ein solcher Gurt soll im Hinblick auf die erwünschte Wirkung nicht schlaff sein, so daß er den Fahrgast auch mit Sicherheit hält; jedoch soll er auch nicht im Interesse des Komfort des Fahrgastes auch nicht ganz stramm sitzen. Es ist also wünschenswert, daß der Gurt bei Normalbedingungen eine gewisse Schlaffheit hat, daß dieser aber beim Erkennen eines bevorstehenden Fahrzeugzusam­ menstosses wieder aufgehoben wird. JA-OS 60-2 59 553 beschreibt eine Sitzgurt-Vorspannvorrichtung, die beim Erfassen eines (be­ vorstehenden) Zusammenstosses eine gewisse Länge des Gurtes einzieht. US-PS 45 80 810 beschreibt einen aufblasbaren Luft­ balg, der normalerweise im Steuerrad verstaut ist, der sich jedoch beim Erfassen eines bevorstehenden Fahrzeugzusammen­ stosses aufbläht, um den Stoß auf den Fahrgast zu dämpfen.

Ein Beschleunigungs- oder Verzögerungssensor zum Aktivieren einer Sicherheitsvorrichtung dieser Art umfaßt im allgemeinen eine Sensormasse, die einer Trägheitskraft dann unterliegt, wenn ein Zusammenstoß des Fahrzeuges erfolgt, eine Feder zum Zurückhalten der Sensormasse entgegen der Trägheitskraft, die durch einen Verzögerungswert unterhalb des Grenzwertes ausge­ löst wird sowie ein Auslöseelement, das einen federbelasteten Stift od.dgl. durch Zusammenwirken mit der Sensormasse im inak­ tiven Zustand hält. Wird die Sensormasse durch die Trägheits­ kraft entgegen der Kraft der Feder bewegt, so gelangt der Aus­ löser außer Eingriff von der Sensormasse und gibt den Stift (firing pin) frei, der beispielsweise an der Zündvorrichtung einer Treibkartusche anschlügt.

Ein derartiger Verzögerungssensor zum Aktivieren eines Fahr­ gast-Haltesystems oder eine andere Sicherheitsvorrichtung muß zuverlässig sein; er muß nämlich dann beaufschlagbar sein, wenn dies notwendig ist, jedoch inaktiv bleiben, wenn er nicht benö-­ tigt wird. Bei herkömmlichen Vorrichtungen zum Erfassen eines Grenzwertes oder Schwellenwertes der Verzögerung als Anzeige­ mittel für einen Fahrzeug-Zusammenstoß ist jedoch die Vorspan­ nung der Feder, die den Schwellenwert der Verzögerung in Abhän­ gigkeit von der Masse des Sensors bestimmt, normalerweise der­ art gestaltet, daß ein gewisser Druck auf die Kontaktfläche zwischen dem Auslöser und der Sensormasse aufgebracht wird. Dies führt zu einer Reibung, die wiederum dazu führt, daß die Kraft, die zum Abkoppeln der Sensormasse vom Auslöser erforder­ lich ist, in gewisser Weise unvorhersehbar und unkalkulierbar ist, so daß der Schwellenwert instabil ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nach­ teile der vorbekannten Ausführungsformen zu vermeiden. Insbe­ sondere soll ein Verzögerungssensor geschaffen werden, der ein­ fach im Aufbau und hoch zuverlässig ist, und zwar dadurch, daß er einen definierten Grenzwert oder Schwellenwert besitzt. außerdem soll ein Verzögerungssensor geschaffen werden, der hoch genau ist und der einen reproduzierbaren Grenzwert auf­ weist. Schließlich soll der Verzögerungssensor zuverlässig sein, indem er gegen mechanische Beschädigungen geschützt ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Er­ findung gelöst.

Das Auslöseelement gemäß dem Kennzeichen umfaßt am besten einen Auslösehebel, der an seinem Basisende angelenkt ist.

Da die bei dem Zusammenarbeiten zwischen Auslösehebel und Sensormasse auftretende Berührungskraft in gewünschter Weise justiert werden kann, und zwar durch entsprechende Auswahl des Hebelverhältnisses zwischen dem ersten und dem zweiten freien Ende des Auslösearmes, ist es möglich, die Reibung in den Griff zu bekommen, die beim Eingriff zwischen Auslösehebel und Sensormasse auftritt; man erhält eine bessere Kontrolle über den Zustand des Eingriffs.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sensormasse am Gehäuse an ihrem oberen Ende angelenkt; ein An­ griffspunkt zwischen Sensormasse und Auslösehebel befindet sich wesentlich unterhalb des angelenkten oberen Endes der Sensor­ masse. Bei einer bevorzugten Anordnung der verschiedenen Kom­ ponenten gemäß der Erfindung ist der Abstand eines Vectors der Kraft, die auf das erste freie Ende des Auslösearmes von dem angelenkten Basisende wirkt, kleiner als der Abstand eines Vectors einer Kontaktkraft, die zwischen dem Eingriffsmittel der Sensormasse und dem zweiten freien Ende des Auslösehebels von dem angelenkten Basisende wirkt, so daß die bei dem Zusam­ menwirken zwischen dem freien Ende des Auslösehebels und der Sensormasse auftretende Reibung in gewünschter Weise verringert werden kann.

Falls sich der Auslösehebel in seiner nicht ausgelösten Posi­ tion im wesentlichen horizontal erstreckt, und falls sein Schwerpunkt in einem Abstand vom angelenkten Basisende angeord­ net ist, so kann die auf den Auslösehebel wirkende Schwerkraft derart gerichtet sein, daß sie seine Bewegung unterstützt, die durch die Andrückkraft des zweiten Beeinflussungsmittels her­ vorgerufen wird.

Das Energieauslösemittel umfaßt eine Treibkartusche und einen ersten Treibstift (firing pin), der seinerseits durch das zwei­ te Beeinflussungsmittel in eine Position verbracht wird, indem er die Treibkartusche zündet, und in der er entgegen der Vor­ spannung des zweiten Beeinflussungsmittels durch den Auslösehe­ bel gehalten ist. Das zweite Beeinflussungsmittel umfaßt am besten eine schraubenlinienförmige Druckfeder sowie eine schraubenlinienförmige Torsionsfeder, die auf den Auslösehebel mittels des Druckstiftes (firing pin) oder ein Paar schrauben­ linienförmige Druckfedern wirken, die ihrerseits am rückwärti­ gen Ende des Stiftes koaxial anliegen, um dessen Wirkung selbst dann sicherzustellen, wenn eine der Federn ausfällt.

Die Sensormasse ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit einer nach oben oder nach unten gewandten Schulterfläche ver­ sehen, die sich im wesentlichen horizontal erstreckt; das zwei­ te freie Ende des Auslösehebels ruht auf dieser Schulterfläche der Sensormasse. Die Sensormasse, die durch die Trägheitskraft zum Zeitpunkt des Zusammenstosses verschoben wird, gelangt vom Auslösearm außer Eingriff, ohne daß vom Auslösearm ein uner­ wünschter Widerstand ausginge.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Sensormasse ein Paar von Sensormassen, die über besondere Ein­ griffsmittel mit dem Auslöseelement in Verbindung stehen, und zwar derart, daß selbst dann, wenn lediglich eines der Ein­ griffsmittel das Auslöseelement freigibt, das Energiefreigabe­ mittel durch das Auslöseelement aktiviert wird. Die Sensormas­ sen sind am besten unabhängig voneinander an ihren oberen Enden angelenkt und durch getrennte erste Beaufschlagungsmittel be­ aufschlagt. Der Auslösearm umfaßt einen seitlichen Schwenk­ zapfen, der derart geführt ist, daß er eine vertikale Bewegung in einem vertikalen Schlitz des Gehäuses ausführen kann, und der durch eine nach oben gerichtete Schulterfläche der einen Sensormasse gehalten ist; das zweite Beeinflussungsmittel drängt ein erstes freies Ende dahin, daß es das Energiefreiga­ bemittel aktiviert, und ein zweites freies Ende, das mit einer Schulterfläche der anderen Sensormasse in Eingriff steht, wird derart beaufschlagt, daß das erste freie Ende von dem zweiten Beaufschlagungsmittel angetrieben werden kann, und zwar ent­ weder dann, wenn der seitliche Stift von der oberen Schulter­ fläche der einen Sensormasse freikommt und der Auslösehebel um deren zweites freies Ende herum unter der Kraft des zweiten Beeinflussungsmittels herumschwenkt, oder wenn das zweite freie Ende von der Schulterfläche der anderen Sensormasse freikommt und der Auslösehebel um den seitlichen Stift unter der Kraft des zweiten Beeinflussungsmittels schwenkt, und zwar in beiden Füllen aufgrund einer Verschiebung der entsprechenden Sensor­ masse aufgrund der Trägheitskraft.

Gemäß der erfindungsgemäßen Anordnung werden zwei Verzögerungs­ sensoren vorgesehen, die unabhängig voneinander arbeiten kön­ nen, um die Gefahr eines mechanischen Versagens zu verringern. Das erste und das zweite freie Ende des Auslösehebels befinden sich am besten auf ein und derselben Seite des seitlichen Stif­ tes, und die Schulterfläche der anderen Masse, die sich mit dem zweiten freien Ende in Eingriff befindet, ist nach unten ge­ richtet, während die Sensormassen im wesentlichen U-förmig sind, und eines von ihnen innerhalb des anderen angeordnet ist, ohne daß die beiden miteinander in Kollision geraten.

Ist bei diesen Anordnungen die Bewegungsrichtung des Energie­ freigabeelementes unter der Vorspannung des zweiten Beauf­ schlagungsmittels im wesentlichen identisch mit der Richtung der Trägheitskraft, die auf die Sensormasse aufgebracht wird, so trägt die Trägheitskraft, die auf das genannte Element ein­ wirkt, zu dessen Bewegung bei, um das Energiefreigabemittel zu aktivieren und die Zuverlässigkeit des Sensors zu steigern.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt ein Fahrzeugsitzgurtsystem;

Fig. 2 zeigt wesentliche Teile des Systems gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Längsschnitt des Gurtstrammers des Sitzgurtsystems;

Fig. 4 ist ein Querschnitt des Gurtstrammers gemäß Fig. 3;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Endes der Sperrklinke;

Fig. 6 ist eine Schnitt-Seitenansicht einer Ausfüh­ rungsform des Verzögerungssensors;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie VII-VII von Fig. 6;

Fig. 8 ist eine vereinfachte Ansicht des Verzögerungs­ sensors von Fig. 6 in jenem Zustande, in wel­ chem die Sensormasse vom Auslösehebel abgekop­ pelt ist;

die Fig. 9 und 10 sind Ansichten ähnlich jener gemäß Fig. 4; hiermit wird die Wirkungsweise der ver­ schiedenen Komponenten dann veranschaulicht, wenn der Sitzgurt eingezogen wird;

Fig. 11 ist eine Seiten-Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Verzögerungssensors gemäß der Erfindung.

Fig. 12 ist eine Schnitt-Frontansicht des Verzögerungs­ sensors von Fig. 11;

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht des Verzöge­ rungssensors gemäß der Fig. 11 und 12 bei abgenommenem Gehäuse, um einige wichtige Kompo­ nenten freizulegen;

Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die veran­ schaulicht, in welcher Weise das untere freie Ende des Auslösehebels mit einer der Sensormas­ sen in Eingriff gelangt.

Die Fig. 15 bis 18 sind Ansichten ähnlich der Fig. 11 woraus man die Wirkungsweise der verschiedenen Komponenten dann erkennt, wenn der Auslösehebel freigegeben wird.

Das in Fig. 1 dargestellte Sitzgurtsystem umfaßt einen Gurt 3. Dieser nimmt seinen Ausgang von einem Gurteinzieher 2, der sei­ nerseits am unteren Teil einer Zentralsäule eines Fahrzeuges befestigt ist. Gurt 3 verläuft sodann durch eine Öse 4 am obe­ ren Teil der Zentralsäule 1, und läuft anschließend nach unten. Das freie Ende 6 dieses Sitzgurtes 3 ist an einem Bodenanker befestigt, der sich auf einer Seite des Sitzes 5 befindet. Das Trum des Sitzgurtes 3 zwischen dem Bodenanker und der Öse 4 läuft durch eine Zungenplatte 7, die ihrerseits entlang dem Sitzgurt 3 verschiebbar ist. Auf der anderen Seite des Sitzes 5 ist eine Schnalle 8 vorgesehen.

Ein Fahrer oder ein Fahrgast, der sich auf dem Sitz 5 befindet, kann somit den Sitzgurt 3 aus dem Gurteinzieher 2 herausziehen und die Zungenplatte 7 mit der Schnalle 8 in Eingriff bringen, derart, daß der Gurt über seine Brust und seine Hüfte in be­ kannter Weise verläuft.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, ist der Gurteinzieher 2 mit einer federbelasteten ELR-Vorrichtung 9 zum Einziehen und Herausgeben des Gurtes 3 je nach Erfordernis während des Normalbetriebes des Sitzgurtsystemes ausgerüstet. Ferner ist ein Gurtstrammer 10 im Sitzgurt 3 vorgesehen, eine Antriebsvorrichtung 11 zum Aufbringen eines Drehmomentes auf den Gurtstrammer 10, sowie ein Verzögerungssensor 12 zum Erfassen einer Verzögerung als Vorwarnung für einen bevorstehenden Fahrzeugzusammenstoß.

Die ELR-Vorrichtung 9 ist mit einer Feder zum Aufbringen einer Einziehkraft auf eine Gurttrommel 13 zwecks Aufwickelns des Gurtes 3 auf diese versehen, ferner mit einer Klinkeneinrich­ tung, um zu verhindern, daß der Gurt 3 von der Trommel 13 wie­ der abgespult wird.

Die Antriebsvorrichtung 11 ist mit einer Treibkartusche zum Aufbringen einer Schubkraft auf einen Kolben ausgestattet, der seinerseits eine Verdrehung des Strammers 10 mittels eines mit dem Kolben verbundenen Drahtes 18 bewirkt. Die Treibkartusche wird durch die Wirkung des Verzögerungssensors 12 gezündet, umfassend einen Zündstift und eine Sensormasse zum Antreiben des Zündstiftes, wie im einzelnen noch beschrieben werden soll.

Wie man am besten aus Fig. 3 erkennt, ist das Gehäuse 14 des Gurtstrammers 10 aus Blech geformt. Es ist in seinem Inneren mit einem Paar Klinkenrädern 15 a und 15 b versehen, die drehbar auf einer Welle 16 gelagert sind, die ihrerseits durch das Ge­ häuse 14 hindurchläuft. Die Räder 15 a und 15 b sind auf die Wel­ le 16 aufgekeilt. Eine Seilscheibe 17 ist ebenfalls auf ein Ende der Welle 16 aufgekeilt, das aus dem Gehäuse 14 heraus­ ragt. Ein Draht 18 läuft um die Seilscheibe 17 herum. Ein Ende des Drahtes 18 greift an einer geeigneten Stelle der Seil­ scheibe 17 an, während ein anderes Ende des Drahtes 18 an der Antriebsvorrichtung 11 angreift, um die auf den Draht 18 aufge­ brachte Spannung durch diese Antriebsvorrichtung 11 in ein Drehmoment umzusetzen, das ein Verdrehen der Klinkenräder 15 a und 15 b bewirkt.

Wie man am besten aus Fig. 4 sieht, ist ein Klemmnocken 19 von im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt zwischen die in­ neren Flächen der Klinkenräder 15 a und 15 b zwischengelagert und frei um eine Mittellinie herum drehbar, die im wesentlichen parallel zur Drehachse der Welle 16 verläuft. Die einander ge­ genüberliegenden Flächen des Klemmnockens 19 und der Welle 16 sind mit genuteten Flächen 20 b bzw. 20 a versehen, die in ihrer Längsrichtung komplementäre Nuten aufweisen. Eine Sperrklinke 21 aus einem Blechstreifen ist durch Gehäuse 14 hindurchge­ führt, parallel zur Welle 16, und in einem Paar von Führungs­ löchern 22 des Gehäuses 14 an beiden Enden aufgenommen. Die Sperrklinke 21 ist derart gestaltet und angeordnet, daß sie mit den Klinkenrädern 15 a und 15 b in Eingriff steht, und zwar durch Verdrehen um ihre Kanten, die am Umfang der Führungslöcher 22 anliegen. Ein Paar Zugfedern 23 von schraubenlinienförmiger Gestalt stehen zwischen jedem Ende der Sperrklinke 21 und dem Gehäuse 14 in Eingriff, um die Sperrklinke 21 mit den Klinken­ rädern 15 a und 15 b in Eingriff zu bringen (siehe Fig. 5).

Die Fig. 6 und 7 zeigen den Verzögerungssensor 12 in seinen Einzelheiten. Im Gehäuse 30 des Verzögerungssensors 12 ist eine Sensormasse 31 mittels eines Gelenkzapfens 31 a an seinem oberen Ende nach Art eines Pendels aufgehängt. Diese Sensormasse 31 weist ein Paar ebener Elemente von identischer Gestalt auf, die durch ein Paar von Verbindungselementen 32 und 33 in geeignetem Abstand angeordnet sind. Ein Führungselement 30 a von rechtecki­ gem Querschnitt erstreckt sich einteilig zwischen den einander gegenüberliegenden inneren Wandflächen des Gehäuses 30 und ist durch den Spalt zwischen den beiden ebenen Elementen der Sensormasse 31 sowie zwischen den beiden Verbindungselementen 32 und 33 hindurchgeführt.

Eine Längsbohrung 34 in Führungselement 30 a führt einen Zünd­ stift 35 mit einem spitzen Ende 36, und zwar mittels dessen beider Flanschen 37 und 38, in Längsrichtung. An der rückwärti­ gen Fläche des Flansches 38 die sich am hinteren Ende des Zündstiftes 35 befindet, liegt eine Druckfeder 39 an sowie das Ende einer Torsionsschraubenlinienfeder 40. Das andere Ende der schraubenlinienförmigen Druckfeder 39 liegt an einer Wand an, die an einem Ende der Längsbohrung 34 vorgesehen ist, während das andere Ende der Torsionsfeder 40 am Boden des Gehäuses 14 angreift und in jedem Falle den Zündstift 35 in Vorwärtsrich­ tung oder in Richtung der Spitze 36 beaufschlagt.

Ein Auslösehebel 41 ist durch einen Stift 48 gelagert, der durch ein Paar Ösen 30 b hindurchgeführt ist, die ihrerseits vom Führungselement 30 a herabragen. Der Auslösehebel 41 hat zwei freie Enden 42 und 44. Das erste freie Ende 42 liegt an der oberen Fläche des unteren Verbindungselementes 33 der Sensor­ masse 31 an, während das zweite freie Ende 44 sich in die Längsbohrung 34 durch einen Schlitz 43 hinein erstreckt, der im unteren Teil des Führungselementes 30 a vorgesehen ist, und da­ bei die Frontfläche des Flansches 38 gegen die Kräfte der Fe­ dern 39 und 40 hält.

Durch Pressen des Zündstiftes 35 in die Längsbohrung 34 entge­ gen der Federkräfte der Federn 39 und 40, durch Anlegen des zweiten freien Endes 44 des Auslösehebels 41 an der Frontfläche des Flansches 38 des Zündstiftes 35 und durch Anordnen des un­ teren Verbindungselementes 33 der Sensormasse 31 unterhalb des ersten freien Endes 42 des Auslösehebels 41 ist Zündstift 35 in der Längsbohrung 34 in einem federbelasteten Zustand in Posi­ tion gehalten.

Zwei schraubenlinienförmige Druckfedern 45 sind zwischen das obere Verbindungselement 32 der Sensormasse 31 und die innere Wandfläche des Gehäuses 30 eingelassen, um die Sensormasse 31 - in Fig. 6 gesehen - im Gegenzeigersinne oder in jener Richtung zu beaufschlagen, daß der Eingriff zwischen dem unteren Verbin­ dungselement 33 und dem ersten freien Ende 42 des Auslösehebels 41 erhalten bleibt.

Ein Treibkartusche 46 hat eine Zündkapsel 47 und ist im Bereich des offenen Endes der Längsbohrung 34 des Führungselementes 30 a angeordnet.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 beschrieben werden.

Sobald ein Zusammenstoß aufgetreten ist und die Sensormasse 31 eine Verzögerung erfahren hat, die unterhalb eines gewissen Wertes liegt, so schwingt die Sensormasse 31 um den Schwenk­ zapfen 31 a zufolge der Trägheitskraft entgegen der Kraft, die von den Federn 45 aufgebracht wird, und ihr unteres Ende bewegt sich nach vorn. Dies erklärt sich daraus, daß die obere Fläche des unteren Verbindungselementes 33 eben ist und horizontal verläuft, und das untere Verbindungselement 33 genau unter dem Schwenkzapfen 31 a angeordnet ist. Das erste freie Ende 42 des Auslösehebels 41 gelangt somit außer Eingriff von dem unteren Verbindungselement 33 der Sensormasse 31. Dies wiederum hat zur Folge, daß das Zusammenpressen der Druckfeder 39 und der Tor­ sionsfeder 40 aufgehoben wird, und daß der Zündstift 35 gegen die Zündkapsel 47 geschleudert wird, und zwar durch die Feder­ kräfte der Druckfeder 39 und der Torsionsfeder 40 (siehe Fig. 8).

Sobald die Spitze 36 des Zündstiftes 35 an Zündkapsel 47 an­ schlägt, wird die Treibkartusche 46 (propellant cartridge) gezün­ det und es wird eine Druckkraft auf den Kolben aufgebracht, der Bestandteil der Antriebsvorrichtung 11 ist. Hierdurch wird der Draht 18 in der durch Pfeil A in Fig. 4 angedeuteten Richtung gezogen. Hierbei wird Seilrolle 17 in der durch Pfeil B veran­ schaulichten Richtung verdreht, und ein Vorsprung 19 a des Klemmnockens 19 (clamp cam) gelangt mit dem Sitzgurt 3 in Be­ rührung, so wie in Fig. 9 veranschaulicht. Demzufolge wird Klemmnocken 19 in der durch einen Pfeil C dargestellten Rich­ tung verdreht in bezug auf die Klinkenräder 15 a und 15 b, und die genutete Fläche 20 b des Klemmnockens 19 schiebt den Gurt 3 gegen die andere genutete Fläche 20 a der Welle 16, um hierdurch den Gurt 3 entgegen irgendwelcher Längsbewegung einzuklemmen, so wie in Fig. 9 gezeigt. Bei weiterem Verdrehen der Klinkenrä­ der 15 a und 15 b aufgrund des Zuges des Drahtes 18 schiebt der Klemmnocken 19 den Gurt 3 weiterhin zur Seite und zieht den Gurt 3 ein, so wie durch Pfeil D in Fig. 10 veranschaulicht ist.

Auf diese Weise wird jegliche Schlaffheit im Gurt durch die Bewegung des Klemmnockens 19 aufgehoben, und der Gurt 3 läßt sich einwandfrei um den Fahrzeuginsassen herum spannen.

Bei einer solchen Zusammenstoßerfassungvorrichtung oder Verzö­ gerungserfassungsvorrichtung ist es notwendig, daß der Grenz­ wert der Verzögerung leicht und genau eingestellt wird, und daß die einzelnen Schritte auch zuverlässig ablaufen, ohne das Ri­ siko irgendeiner ungewollten Abweichung. Um dies zu erreichen, wird die Sensormasse 31 bei der vorliegenden Ausführungsform unmittelbar durch die Druckfedern 45 und ohne irgendwelche un­ erwünschten Reibkräfte in den Zustand des Eingriffs verbracht. Der Schwellenwert der Verzögerung läßt sich somit leicht da­ durch einstellen, daß man die Federkraft der Druckfedern 45 sowie den Wert der Sensormasse 31 justiert. Die beiden Federn 39 und 40 wirken bei der Beaufschlagung des Zündstiftes 35 ge­ meinsam, wenn dieser außer Eingriff gebracht wird, was weiter­ hin zum zuverlässigen Betrieb des Verzögerungssensors beiträgt;, die Vorrichtung arbeitet somit auch dann noch einwandfrei, wenn eine der beiden Federn ausfällt.

Wird der Zündstift bei einem Verzögerungssensor gemäß der Er­ findung bei nur geringer Verschiebung der Sensormasse herausge­ schossen, so wird die Empfindlichkeit des Verzögerungssensors gesteigert, jedoch der zulässige Bereich des Schwellenwertes verringert und die Kontrolle des Schwellenwertes wird schwieri­ ger. Aus diesem Grunde erfaßt die Sensormasse 31 bei der vor­ liegenden Ausführungsform den Auslösehebel 41 an einer Stelle, die vom Schwenkzapfen 31 a weiter entfernt ist, als das Schwere­ zentrum der Sensormasse 31. Der Hub der Sensormasse 31 an der Stelle (dem unteren Verbindungselement 33), wo diese auf das erste freie Ende 42 des Auslösehebels 41 auftrifft, wird ganz wesentlich verstärkt, und die Strecke S, die das untere Verbin­ dungselement 33 zurücklegen muß, bevor sie den Auslösehebel 41 freigibt, läßt sich frei und genau auswählen, um der Zusammen­ drückung der Druckfedern 45 für einen gegebenen Verzögerungs­ wert Rechnung zu tragen.

Da ferner die beiden freien Enden 42 und 44, die am unteren Verbindungselement 33 der Sensormasse und des Flansches 38 des Zündstiftes 35 angreifen, vom Auslösehebel 41 in zueinander rechtwinkligen Richtungen vorstehen, lassen sich auch die Strecken des Herausragens dieser freien Enden 42 und 44 frei wählen; die Wirkung der Federn 39 und 40 auf das Eingreifen zwischen dem unteren Verbindungselement 33 und dem ersten frei­ en Ende 42 wird minimiert mit dem Zweck des Ausschaltens der Interferenz der Reibung aufgrund dieses Eingriffs des Schwel­ lenwertes der Verzögerung. Da die Bewegungsrichtung des Zünd­ stiftes 35 mit der Richtung der erwarteten Verzögerung oder der erwarteten Trägheitsbewegung des Zündstiftes 35 in Einklang gebracht werden kann, wird die Zuverlässigkeit der Wirkung des Zündstiftes abermals gesteigert.

Die Fig. 11 bis 14 veranschaulichen eine zweite Ausführungs­ form des Verzögerungssensors gemäß der Erfindung. Ein Gehäuse 52 dieses Verzögerungssensors 51 lagert schwenkbar zwei U-för­ mige Sensormassen 53 a und 53 b mittels Gelenkzapfen 54 a bzw. 54 b. Eine Sensormasse 53 b ist in der anderen 53 a derart unter­ gebracht, daß die beiden Sensormassen 53 a und 53 b um ihre zu­ einander parallelen Gelenkzapfen 54 a und 54 b ohne gegenseitige Kollision herumschwenken können. Ein Vorsprung 52 a des Gehäu­ ses, der sich in den Innenraum der U-förmigen inneren Sensor­ masse 53 b hinein erstreckt, ist mit einer Längsbohrung 54 ver­ sehen, die sich ihrerseits senkrecht zu den Gelenkzapfen 54 a und 54 b der Sensormassen 53 a und 53 b erstreckt.

Ein Zündstift 56 mit einer Spitze 56 a und einer hohlen Schürze 56 b läuft in der Längsbohrung 54. Das hintere Ende 52 a der Boh­ rung 54 ist mit einem Federhalter 55 versehen. Dieser weist einen Frontteil 55 a kleinen Durchmessers auf, der sich in das offene Ende der Schürze 56 b des Zündstiftes 56 hinein er­ streckt. Ein Zwischenteil 55 b hat einen Durchmesser, der ge­ ringfügig größer als der Innendurchmesser der Schürze 56 b ist, ferner eine Grundplatte 55 c, die an das hintere Ende des Gehäu­ ses 52 angeschlossen ist und das hintere Ende 52 a der Längsboh­ rung 54 absperrt. Die Ringräume zwischen der inneren Fläche der Schürze 56 b des Zündstiftes 56 und der Außenfläche des Front­ teiles 55 a des Federhalters 55 sowie zwischen der Innenfläche der Längsbohrung 54 und der Außenfläche des Zwischenteiles 55 b des Federhalters nehmen eine kleine und eine große, jeweils schraubenlinienförmige Druckfeder 57 bzw. 58 auf. Diese liegen gemeinsam am Zündstift 56 in dem Sinne an, daß sie diesen in Fig. 11 gesehen nach links drücken.

Ein Auslösehebel 59 ist mittels eines Seitenstiftes 60 schwenk­ bar gelagert, der seinerseits mit seinem mittleren Teil in einem Schlitz 61 aufgenommen ist, der dem Vorsprung 52 a des Gehäuses 52 angeformt ist. Wie man am besten aus den Fig. 11 und 12 erkennt, erstreckt sich dieser Schlitz 61 in vertikaler Richtung und hat ein offenes unteres Ende. Der Auslösehebel 59 ist mit zwei oberen Enden versehen, die sich in die Längsboh­ rung 54 hineinerstrecken und der Frontfläche eines Flansches 56 c anliegen, die einteilig mit einem rückwärtigen Teil der Schürze 56 b des Zündstiftes 56 ist sowie eines Paares unterer Enden 59 b, die durch einen horizontalen Steg 59 c miteinander verbunden sind.

Die beiden Sensormassen 53 a und 53 b sind jeweils mit zwei Boh­ rungen 62 a und 62 b zum Hindurchführen der beiden Enden des Sei­ tenstiftes 60 ausgerüstet. Diese Bohrungen 62 a und 62 b sind wesentlich größer, als der Querschnitt des Seitenstiftes 60, um jegliche Kollision hiermit zu vermeiden. Die obere Frontkante einer jeden Bohrung 62 a der Sensormasse 53 a ist jedoch mit einer Ausnehmung 63 versehen, die im wesentlichen komplementär zum Profil des seitlichen Stiftes 60 gestaltet ist, so daß die vertikale Bewegung des seitlichen Stiftes 60 dann begrenzt wird, wenn dieser in der Ausnehmung 63 aufgenommen ist. Im übrigen sind die Bohrungen 62 a und 62 b groß genug, um der Ab­ wärtsbewegung des Stiftes 60 so lange Rechnung zu tragen, bis die oberen Enden 59 a des Auslösehebels 59 die Frontfläche des Flansches 56 c des Zündstiftes 56 dann freigeben, wenn die Sensormassen 53 a und 53 b nach vorn schwingen.

Wie man am besten aus Fig. 14 erkennt, ist die hintere Kante eines unteren Teiles der inneren Sensormasse 53 b mit einer Zun­ ge 64 versehen, die derart gestaltet und angeordnet ist, daß sie auf der horizontalen ebenen oberen Fläche des Steges 59 c der unteren Enden 59 b des Auslösehebels 59 aufliegt. Stift 60 wird normalerweise in den Ausnehmungen 63 der Bohrungen 62 a der Sensormasse 53 a aufgenommen, während Steg 60 des Auslösehebels 59 von der Zunge 64 derart ergriffen wird, daß der Auslösehebel 59 in dem in den Zeichnungen gezeigten Zustand gehalten wird, obwohl die schraubenlinienförmigen Druckfedern 57 und 58 die oberen Enden 59 a des Auslösehebels 59 mittels des Zündstiftes 56 nach vorn drücken.

Die Bodenteile der Sensormassen 53 a und 53 b sind mit frontalen Vorsprüngen 65 a bzw. 65 b versehen. Zwischen die Ausnehmungen im Gehäuse 52 und in den Vorsprüngen 65 a bzw. 65 b sind Druckfedern 66 a und 66 b zwischengelagert, mit Führungskappen 67 a und 67 b (siehe Fig. 11), so daß die Sensormassen 53 a und 53 b nach hin­ ten bewegt werden.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der vorliegenden Ausfüh­ rungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 18 beschrie­ ben werden.

Die auf die Sensormassen 53 a und 53 b wirkenden Trägheitskräfte sind im allgemeinen nicht ausreichend, um die Kräfte zu über­ winden, die von den Druckfedern 66 a und 66 b aufgebracht werden, und die Sensormassen 53 a und 53 b verbleiben in Ruhe. Die ver­ schiedenen Teile des Verzögerungssensors 51 verbleiben somit in dem in Fig. 15 dargestellten Zustand.

Kommt es zu einem Zusammenstoß des Fahrzeuges und tritt eine Verzögerung auf, die über den Schwellenwert hinausgeht, erfaßt durch die Sensormassen 53 a und 53 b, so überwinden die Träg­ heitskräfte, die auf die Sensormassen 53 a und 53 b einwirken, die Federkräfte der Federn 66 a und 66 b, und die Sensormassen 53 a und 53 b schwingen - in Fig. 16 gesehen - nach vorn. Als Ergebnis gelangt die Zunge 64 der inneren Sensormasse 53 b von Steg 59 c des Auslösehebels 59 frei. Damit wird die Haltekraft, die auf den Zündstift 56 zufolge des Eingriffs zwischen Flansch 56 c des Zündstiftes 56 und den oberen Enden 63 a des Auslösehe­ bels 63 aufgehoben, und die Druckfedern 57 und 5 B drücken den Zündstift 56 gegen die Zündkapsel 47. Die Vorwärtsbewegung der äußeren Sensormasse 53 löst zusätzlich den Stift 60 aus der Ausnehmung 63, so daß der Stift 60 um jenes Maß herabfallen kann, das die Abmessung der Bohrung 62 a zuläßt. Dies hebt auch die Haltekraft auf, die auf den Zündstift 56 einwirkt, und die Druckfedern 57 und 58 schießen den Zündstift 56 gegen die Zünd­ kapsel 47.

Sobald die Spitze 56 a des Zündstiftes 56 an der Zündkapsel 47 anschlägt, wird die Treibkartusche 46 auf die gleiche Weise wie bei der vorausgegangenen Ausführungsform gezündet.

Bei einem Crashsensor ist Zuverlässigkeit das höchste Gebot. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Sensormassen 53 a und 53 b vorgesehen, die darüber hinaus mit dem Auslösehebel 59 auf unterschiedliche Weise in Eingriff stehen. Selbst dann, wenn ein mechanischer Eingriff im Auslösemechanismus, der der einen der beiden Sensormassen zugeordnet ist, auftritt, so ver­ mag der Auslösemechanismus, der der anderen Sensormasse zuge­ ordnet ist, immer noch den Zündstift freizugeben, womit das Risiko eines Versagens bei einem Crash drastisch verringert wird. unter normalen Bedingungen arbeiten die beiden Auslöse­ mechanismen natürlich in einwandfreier Weise.

Die Eingriffskräfte zwischen dem Auslösehebel und den beiden Sensormassen 53 a und 53 b hängen von den entsprechenden Kontakt­ flächen ab. Um irgendwelche Schwankungen der Ansprechempfind­ lichkeit des Crashsensors zu verringern, sollte die Flächenge­ nauigkeit der Kontaktflächen so weit wie möglich gesteigert werden. Gemäß der Erfindung wird daher eine Nut N in jedem der unteren Enden 59 b vorgesehen - siehe Fig. 14 -, um einen Kon­ takt zwischen einem gerundeten Teil der Wurzel der Zunge 64 und jeder abgerundeten Ecke der unteren Enden 59 b des Auslösehebels 59 zu vermeiden. Hierdurch wird die Genauigkeit der Länge L der Kontaktfläche zwischen der Zunge 64 und dem Steg 59 c sicherge­ stellt (siehe Fig. 11). Durch Bilden einer Kontaktfläche C zwi­ schen jedem oberen Ende 59 a des Auslösehebels 59 und dem Flansch 56 c des Zündstiftes 56 mit geneigten Flächen wird wei­ terhin ein sanftes Außereingriffgelangen des Flansches 56 c von den oberen Enden 59 a des Auslösehebels 53 sichergestellt.

Wirkt auf die Sensormassen 53 a und 53 b eine Trägheitskraft, die annähernd, jedoch nicht völlig ausreichend ist, um den Auslöse­ hebel 59 freizugeben, so muß der Zustand des Eingriffs der bei­ den Sensormassen 53 a und 53 b mit dem Auslösehebe 59 wieder her­ gestellt werden, so wie ursprünglich, und zwar auch dann, wenn bezüglich des Eingriffs geringe Störungen aufgetreten sind. Zu diesem Zwecke sind gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die Eingriffsflächen genau unterhalb der Gelenkzapfen 54 a bzw. 54 b der Sensoren 53 a bzw. 53 b angeordnet, so daß selbst dann, wenn geringfügige Bewegungen der Eingriffsflächen auftreten, kein mechanischer Eingriff auftritt und der Zustand dieser Ein­ griffsflächen wieder ganz rasch zum Originalzustand zurück­ kehrt, da diese Bewegungen im wesentlichen parallel zur Längs­ richtung verlaufen oder parallel zu den Berührungsflächen der Eingriffsbereiche.

Die Zuverlässigkeit des Crashsensors wird somit durch die Er­ findung ganz entscheidend gesteigert.

Claims (17)

1. Verzögerungssensor zum Erfassen einer Verzögerung oder einer Beschleunigung, die jeweils einen bestimmten Grenz­ wert übersteigt, gekennzeichnet durch die folgenden Merk­ male:

• a) es ist ein Energieauslösemittel (35, 46, 47, 56) vorge­ sehen;
• b) es ist eine Sensormasse (31, 53 a, 53 b) vorgesehen, die derart geführt ist, daß sie in einem Gehäuse (30, 52) in einer ersten Richtung bewegbar ist und die von einem ersten Druckmittel (45, 66 a, 66 b) entlang der ersten Richtung beaufschlagt wird, so daß sie einer Trägheits­ kraft entgegenwirkt, wenn diese die zu erfassende Ver­ zögerung bzw. Beschleunigung erfährt;
• c) es ist ein Auslöseelement (41, 59) vorgesehen, das be­ weglich gelagert ist und das ein erstes freies Ende (44, 59 a) aufweist, das von einem zweiten Druckmittel (39, 40, 57, 58) in jenem Sinne beaufschlagt wird, daß es das Energieauslösemittel aktiviert, ferner ein zwei­ tes freies Ende (42, 59 c, 60), das mit der Sensormasse derart in Eingriff steht, daß einer Bewegung des Auslö­ seelementes unter einer Druckkraft des zweiten Druck­ elementes entgegengewirkt wird;
• d) es ist ein Eingriffsmittel (33, 63, 64) in der Sensor­ masse vorgesehen, um das Auslöseelement entgegen der Druckkraft des zweiten Druckmittels zu halten, und zwar durch Ineingriffbringen der Sensormasse mit dem Auslö­ seelement in einem Normalzustand, und zum Freigeben der Sensormasse von dem Auslöseelement dann, wenn die Sensormasse eine Verzögerung oder Beschleunigung er­ führt, die jeweils größer als der Grenzwert ist.

2. Verzögerungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement einen Auslöserarm (41) umfaßt, der an seinem Basisende (48) schwenkbar gelagert ist.

3. Verzögerungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand eines Vectors der Druckkraft, die auf das erste freie Ende (44) des Auslösehebels vom schwenkbar ge­ lagerten Basisende einwirkt, kleiner ist, als der Abstand eines Vectors einer Kontaktkraft, die auf das Einwirkungs­ mittel der Sensormasse einwirkt, und dem zweiten freien Ende (42) des Auslösehebels von dem schwenkbar gelagerten Basisende.

4. Verzögerungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Auslösehebel im wesentlichen horizontal in seiner nicht freigegebenen Position erstreckt, daß sein Schwerezentrum in einem Abstand von dem schwenkbar gelager­ ten Basisende (48) angeordnet ist, und zwar derart, daß eine auf den Auslösehebel einwirkende Schwerkraft zu seiner Bewegung beiträgt, die durch die Druckkraft des zweiten Druckmittels (39, 40) ausgeübt wird.

5. Verzögerungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiefreigabemittel eine Treibkartusche (46, 47) sowie einen Zündstift (37, 56) aufweist, der durch das zweite Druckmittel in eine Position verbracht wird, in der er die Treibkartusche zündet, und die entgegen der Druck­ kraft des zweiten Druckmittels durch den Auslösehebel ge­ halten ist.

6. Verzögerungssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement einen Auslösehebel umfaßt, der an seinem Basisende schwenkbar gelagert ist, und daß das zwei­ te Druckmittel eine Schrauben-Druckfeder (39) sowie eine Schrauben-Torsionsfeder (41) umfaßt, die mittels des Zünd­ stiftes auf den Auslösehebel einwirken.

7. Verzögerungssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement einen Auslösehebel aufweist, der an seinem Basisende schwenkbar gelagert ist, und daß das zwei­ te Druckmittel ein Paar Schrauben-Druckfedern (57, 58) um­ faßt, die am rückwärtigen Ende des Zündstiftes koaxial an­ liegen.

8. Verzögerungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormasse (31) im Gehäuse an ihrem oberen Ende (31 a) schwenkbar gelagert ist, und daß das Eingriffsmittel (33) das Auslöseelement in einem Bereich erfaßt, der im wesentlichen unterhalb des schwenkbar gelagerten oberen Endes der Sensormasse liegt.

9. Verzögerungssensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormasse mit einer nach oben gewandten Schulter­ fläche ausgestattet ist, die sich im wesentlichen horizon­ tal erstreckt, und daß das zweite freie Ende (42) des Aus­ löseelementes auf der Schulterfläche der Sensormasse ruht.

10. Verzögerungssensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormasse mit einer nach unten gewandten Schul­ terfläche ausgestattet ist, die im wesentlichen horizontal verläuft, und daß das zweite freie Ende (59 c) des Auslöse­ elementes auf dieser Schulterfläche der Sensormasse ruht.

11. Verzögerungssensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsmittel (33, 64, 63) in der Sensormasse von dem Schwenkzapfen weiter entfernt ist, als das Schwere­ zentrum der Sensormasse.

12. Verzögerungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormasse zwei Sensormassen (53 a, 53 b) umfaßt, die das Auslöseelement mit getrennten Eingriffsmitteln (63, 64) derart erfassen, daß auch dann, wenn lediglich ein Ein­ griffsmittel das Auslöseelement auslöst, das Energieauslö­ seelement durch das Auslöseelement beaufschlagt wird.

13. Verzögerungssensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sensormassen unabhängig voneinander an ihren oberen Enden (54 a, 54 b) gelagert und durch getrennte Druck­ mittel beaufschlagt sind, daß das Auslöseelement einen Aus­ lösehebel umfaßt, mit einem seitlichen Schwenkzapfen (60), der zwecks vertikaler Bewegung in einem vertikalen Schlitz (61) des Gehäuses geführt und durch eine nach oben gewandte Schulterfläche (63) einer der Sensormassen (53 a) gehalten ist, daß ein erstes freies Ende (59 a) vorgesehen ist, das durch das zweite Druckmittel (57, 58) dahingehend beauf­ schlagt wird, daß es das Energieauslösemittel beaufschlagt, daß ein zweites freies Ende (59 c) vorgesehen ist, das sich mit der Schulterfläche der anderen Sensormasse derart in Eingriff befindet, daß das erste freie Ende von dem zweiten Druckmittel entweder dann beaufschlagt wird, wenn der seit­ liche Stift (60) von der oberen Schulterfläche der einen Sensormasse außer Eingriff gelangt und der Auslösehebel um das zweite freie Ende unter der Druckkraft des zweiten Druckmittels verschwenkt wird, oder wenn das zweite freie Ende von der Schulterfläche der anderen Sensormasse außer Eingriff gelangt und der Auslösehebel um den seitlichen Stift (60) unter der Druckkraft des zweiten Druckmittels geschwenkt wird, und zwar in beiden Fällen aufgrund einer Verschiebung der entsprechenden Sensormassen zufolge der Trägheitskräfte.

14. Verzögerungssensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das erste freie Ende und das zweite freie Ende des Auslösehebels beidseits des seitlichen Stiftes (60) und der Schulterfläche der anderen Masse angeordnet sind, die bei nach unten gewandten Endflächen des zweiten freien Endes in Eingriff steht.

15. Verzögerungssensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sensormassen (53 a, 53 b) im wesentlichen U-för­ mige Gestalt haben und daß die eine Masse kollisionsfrei innerhalb der anderen Masse angeordnet ist.

16. Verzögerungssensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sensormassen mit getrennten Gelenkzapfen (54 a, 54 b) ausgestattet sind, die sie an ihren oberen Enden tra­ gen, daß diese Gelenkzapfen seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind, und daß die Schulterflächen der Sensor­ massen im wesentlichen (genau) unterhalb der entsprechenden Gelenkzapfen angeordnet sind, die zu den betreffenden Sensormassen gehören.

17. Verzögerungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Richtung, in welcher das Element des Energieaus­ lösemittels durch das zweite Druckmittel beaufschlagt wird, im wesentlichen identisch mit einer Richtung der Trägheits­ kraft ist, die auf die Sensormasse einwirkt.