DE3742961A1 - Verzoegerungssensor - Google Patents
VerzoegerungssensorInfo
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- DE3742961A1 DE3742961A1 DE19873742961 DE3742961A DE3742961A1 DE 3742961 A1 DE3742961 A1 DE 3742961A1 DE 19873742961 DE19873742961 DE 19873742961 DE 3742961 A DE3742961 A DE 3742961A DE 3742961 A1 DE3742961 A1 DE 3742961A1
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- B60R22/18—Anchoring devices
- B60R22/195—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type
- B60R22/1951—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type characterised by arrangements in vehicle or relative to seat belt
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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.
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