DE4202418A1 - Beschleunigungssensor zum ausloesen von insassenschutzvorrichtungen in fahrzeugen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Beschleunigungssensor zum Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einem derartigen bekannten Beschleunigungssensor ist in einem rohrförmigen Körper ein eine Beschleunigungsschwelle darstellender Permanentmagnet angeordnet. In Grundstellung wird von diesem Magneten ein Schaltmagnet gehalten. Bei Überschreiten der Be­ schleunigungsschwelle wird der Schaltmagnet aus seiner Grundposition ausgelenkt und an den Kontakten eines Reedschalters vorbeibewegt, so daß diese geschlossen werden. Dieser Beschleunigungssensor ermög­ licht aber nur die Erfassung einer Beschleunigung oder deren Kompo­ nente in axialer Richtung des Sensors und außerdem ist der Ansprech­ wert stark temperaturabhängig.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine unidirektionale Beschleunigungserfassung möglich ist, was bedeutet, daß eine Beschleunigung allseitig angreifen kann und den Sensor aus­ lösen kann. Der Sensor baut robust und ist vielseitig einsetzbar.

Mit Hilfe des zweiten Magneten ist ein günstiger Abgleich und eine Einstellung einer Beschleunigungsschwelle möglich. Ferner ermög­ lichen zwei gleiche Magnete, als Auslösemagnet und als Magnet zur Vorgabe der Beschleunigungsschwelle, eine gute Temperaturkompensa­ tion über einen vorgegebenen Temperaturbereich im gesamten Einsatz­ bereich. Der Beschleunigungssensor baut ferner sehr einfach und preisgünstig. Es sind in einfacher Weise verschiedene magnetfeld­ empfindliche Elemente, wie Reedkontakte oder Hallelemente verwendbar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Maßnahmen möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen Beschleunigungssensor.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der in der Figur mit 10 bezeichnete Beschleunigungssensor hat in seinem Gehäuse 11 einen Innenraum 12, in dessen einer Wand 13 ein Ringmagnet 14 eingesetzt ist. Dieser Ringmagnet 14 steht mit einem zweiten Ringmagneten 16 in Wirkverbindung, der mit Hilfe einer Feder 17 an der der Wand 13 gegenüberliegenden Innenseite 18 des Gehäuses 11 angeordnet ist. Die beiden Ringmagnete 14, 16 sind Permanent­ magnete und ihre Polarität ist so ausgerichtet, daß sie sich gegen­ seitig abstoßen, was bedeutet, daß die einander zugewandten Stirn­ seiten der Ringmagnete 14, 16 jeweils gleiche Polarität aufweisen. Zwischen den beiden Ringmagneten 14, 16 und im Bereich der Bohrungen 19, 19a der beiden Ringmagnete 14, 16 ist ein Schalter 20 angeord­ net, der ferromagnetische Blattfederkontakte 21, 22, sogenannte Reedkontakte aufweist. Der Schalter 20 ist Teil eines elektronischen Schaltkreises, der ein Rückhalte- bzw. Sicherheitssystem für die In­ sassen eines Kraftfahrzeugs steuert. Neben den Reedkontakten währen auch andere durch Magnete steuerbare Kontakte, zum Beispiel Hallele­ mente oder magnetisch beeinflußbare Widerstände verwendbar. In der Figur ist der Ringmagnet 16 mit Hilfe eines Zwischenträgers 25 mit der Feder 17 verbunden. Es wahre aber auch möglich, die Feder 17 di­ rekt mit dem Ringmagneten 16 zu koppeln. Als Feder 17 sind verschie­ dene Arten, wie zum Beispiel Schraubenfedern, Blattfedern in mehr­ facher Anzahl oder spiralenförmig gebogene Blattfedern möglich. Auch wäre eine Kombination der oben erwähnten Federarten denkbar.

Wirkt keine Beschleunigungskraft auf den Beschleunigungssensor 10 ein, so sind die beiden Ringmagnete 14, 16 so weit voneinander ent­ fernt und der Schalter 20 so zentrisch zwischen den beiden Ring­ magneten 14, 16 angeordnet, daß dessen Kontaktzungen 21, 22 geöffnet sind. Die Reedkontakte 21, 22 sind geöffnet, so daß der Stromkreis unterbrochen ist. Wirkt aber auf den Beschleunigungssensor 10 zum Beispiel in Richtung des Pfeils, d. h. in Richtung des Reedschalters 20, eine Beschleunigung ein, so wird der Ringmagnet 16 aus seiner Grundposition ausgelenkt. Dabei wird der Ringmagnet 16 über den Schalter 20 hinwegbewegt und dadurch werden die Kontakte 21, 22 des Reed-Schalters 20 geschlossen. Die Wegstrecke, die der Schaltmagnet 16 ausgelenkt werden muß, bis er die Kontakte des Reedschalters 20 schließt, ist durch die Justierschraube 15 für den Ringmagneten 14 einstellbar, wodurch ein Feinabgleich des Beschleunigungssensors möglich ist. Alternativ könnte auch der Reedschalter z. B. mit einer Schraube in seiner Position verschoben werden und so eine Justierung bewirkt werden. Durch eine Aufhängung des Ringmagneten 16 mit mehreren Federn 17 ist ein Verkippen des Ringmagneten 16 während der Auslenkung vermeidbar.

Ferner erfaßt der Beschleunigungssensor 10 aber auch quer zur Achse des Gehäuses 10 einwirkende Beschleunigungen. Dabei wird das Magnet­ feld der beiden Ringmagnete 14, 16 so stark verzerrt, daß wiederum die Kontakte 21, 22 des Schalters 20 geschlossen werden. Da die je­ weils angreifenden Beschleunigungskräfte in Vektoren parallel und quer zur Achse des Gehäuses zerlegbar sind, kann mit Hilfe dieses Beschleunigungssensors 10 eine Beschleunigung aus allen Richtungen erfaßt werden, was einen unidirektionalen Beschleunigungssensor be­ deutet. Wenn die beiden Ringmagnete 14, 16 gleich ausgebildet sind, d. h. also gleiche Permanentmagnete darstellen, ist eine relativ gute Temperaturkompensation über einen relativ großen Meßbereich möglich. Bei der Verwendung von zwei gleichen Magneten hebt sich der magne­ tische Fluß auch auf bzw. kann sogar negativ werden, was eine nega­ tive magnetische Vorspannung des Sensors bedeuten würde. Dies be­ wirkt eine Auslösung des Sensors bereits nach einem sehr kurzen Aus­ löseweg. Werden statt Permanentmagnete Elektromagnete eingesetzt, so besteht eine Möglichkeit den Sensor vor Fahrtantritt auf seine Funktionsfähigkeit zu überprüfen.

Wirkt keine Beschleunigungskraft mehr auf den Beschleunigungssensor 10 ein, so wird der Ringmagnet 16 aufgrund der Federkraft der Feder 17 wieder in seine Grundstellung zurückbewegt und die Kontakte 21, 22 des Schalters 20 werden wieder geöffnet.

Claims (7)

1. Beschleunigungssensor (10) zum Auslösen von Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen mit einem Gehäuse (11), mindestens zwei Schaltmagneten (14, 16), wobei mindestens einer der Schaltmagnete (16) beweglich angeordnet ist und mindestens der bewegliche Schalt­ magnet (16) mit einem magnetfeldempflindlichen Element (20) in Wirk­ verbindung steht, so daß bei Angriff einer Beschleunigung ein Aus­ lösesignal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schaltmagnete (14, 16) federnd aufgehängt ist.

2. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schaltmagnete (14, 16) vorhanden sind, und daß einer der beiden Magnete (14) feststehend angeordnet ist und der andere Magnet (16) federnd aufgehängt ist.

3. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der oder die beweglichen Schaltmagnete (16) mit Hilfe einer oder mehrerer Schraubenfeder(n) aufgehängt sind.

4. Beschleunigungssensor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der oder die beweglichen Schaltmagnete (16) mit Hilfe einer oder mehrerer Blattfedern aufgehängt sind.

5. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Schaltmagnet (14) mit Hilfe einer Justierschraube (15) verstellbar ist.

6. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmagnete (14, 16) Permanentmagnete sind.

7. Beschleunigungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmagnete (14, 16) Elektromagnete sind.