DE4224166A1 - Passive sicherheitseinrichtung, insbesondere airbagsystem zum schutz der insassen eines fahrzeuges vor verletzungen bei unfaellen, verfahren zum ausloesen einer derartigen passiven sicherheitseinrichtung und optisch-mechanischer beschleunigungssensor - Google Patents
Passive sicherheitseinrichtung, insbesondere airbagsystem zum schutz der insassen eines fahrzeuges vor verletzungen bei unfaellen, verfahren zum ausloesen einer derartigen passiven sicherheitseinrichtung und optisch-mechanischer beschleunigungssensorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine passive Sicherheitseinrich
tung, insbesondere ein Airbagsystem, zum Schutz der In
sassen eines Fahrzeuges, Land-, Schienenfahrzeuges
o. dgl. vor Verletzungen bei Unfällen, mit einer Sensor
einrichtung zur Erfassung der Fahrzeugbeschleunigungen
und -Verzögerungen, einer mit der Sensoreinrichtung
verbundenen Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Aus
gangssignals der Sensoreinrichtung und einer mit der
Auswerteeinrichtung verbundenen Auslöseeinrichtung zum
Aktivieren einer Insassen-Schutzvorrichtung zum
Schützen der Insassen vor Verletzungen auf den Empfang
eines Auslösesignals hin. Ferner betrifft die Erfindung
ein Verfahren zum Auslösen einer derartigen passiven
Sicherheitseinrichtung. Schließlich bezieht sich die
Erfindung auch auf optisch-mechanische Beschleunigungs
sensoren zur Anwendung insbesondere bei einer passiven
Sicherheitseinrichtung der obigen Art und/oder einem
Verfahren zur Auslösung einer derartigen Sicherheits
einrichtung.
Passive Sicherheitseinrichtungen in Kraftfahrzeugen,
Flugzeugen und Eisenbahnen sowie Verfahren zur Aus
lösung dieser Sicherheitseinrichtung sind bekannt. Bei
spielsweise handelt es sich bei dem Airbagsystem in
einem Kraftfahrzeug um eine derartige passive Sicher
heitseinrichtung. Bei diesem Sicherheitssystem wird bei
Auftreten einer bestimmten Beschleunigung bzw. Verzöge
rung, die von einer Sensoreinrichtung erfaßt werden,
die eigentliche Insassen-Schutzvorrichtung ausgelöst,
bei der es sich um ein in einer bestimmten vorgegebenen
Zeit aufzublasendes Gaskissen handelt. Passive Sicher
heitseinrichtungen weisen herkömmlicherweise die fol
genden Funktions- oder Baueinheiten auf: Eine Sensor
einrichtung zur Erfassung der Fahrzeugbeschleunigung
und -verzögerung, eine mit der Sensoreinrichtung ver
bundene Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Ausgangs
signals der Sensoreinrichtung und eine mit der Aus
werteeinrichtung verbundene Auslöseeinrichtung zum
Aktivieren der (eigentlichen) Insassen-Schutzvorrich
tung zum Schützen der Insassen vor Verletzungen auf den
Empfang eines Auslösesignals hin. Die obigen drei Ein
heiten sind mitunter räumlich getrennt voneinander in
dem entsprechenden Fahrzeug untergebracht. Bei einem
Kraftfahrzeug befindet sich beispielsweise die Auslöse
einrichtung zusammen mit dem Gasgenerator im Lenkrad
bzw. Armaturenbrett (Handschuhfach), während die Aus
werteeinrichtung zusammen mit der übrigen Elektronik
des Kraftfahrzeuges in einem zum Zwecke des einfachen
Austausches einzelner Module leicht zugänglichen Be
reich, beispielsweise im Motorraum untergebracht ist.
Die Sensoreinrichtung kann an einer dritten Stelle des
Fahrzeuges untergebracht sein. Sämtliche dieser Ein
richtungen sind über elektrische Leitungen miteinander
verbunden; der Signal- oder Datenaustausch zwischen den
einzelnen Einrichtungen erfolgt elektrisch. Nachteilig
hierbei ist die Anfälligkeit der Sicherheitseinrichtung
für Fehlfunktionen infolge von äußeren elektromagne
tischen Störimpulsen, die über die elektrischen Ver
bindungsleitungen in das System eingekoppelt werden
können und im ungünstigsten Fall eine Fehlauslösung der
Insassen-Schutzvorrichtung bewirken können. Durch auf
wendige und kostenintensive Abschirmungsmaßnahmen kann
eine Abschwächung der Störimpulse erreicht, aber nicht
in jedem Fall unterbunden werden.
Ferner sind optisch-mechanische Beschleunigungssensoren
im Stand der Technik bei einer Vielzahl von technischen
Anwendungen bekannt. Derartige Beschleunigungssensoren
finden unter anderem Anwendung bei der Steuerung von
Bewegungsprozessen, oder aber als Auslöseelementen zur
Initiierung bestimmter Vorgänge bei Auftreten von Be
schleunigungen, die größer sind als ein vorgegebener
Schwellwert. Ein Beispiel für den letztgenannten Anwen
dungsfall ist das bereits oben erwähnte passive Sicher
heitssystem mit aufblasbarem Aufprallschutzkissen für
Kraftfahrzeuge, bei dem der Beschleunigungssensor die
Funktion des Auslösers der passiven Sicherheitseinrich
tung hat.
Bei den bekannten Beschleunigungssensoren wird bei Er
reichen bzw. Überschreiten einer definierten Beschleu
nigung ein elektrischer Schalter geschlossen bzw. ge
öffnet (mechanischer "Federbeschleunigungssensor") bzw.
durch die auftretende Beschleunigung direkt ein elek
trisches Signal generiert (Beschleunigungssensor mit
Piezokristall). Nachteilig dabei ist, daß das Sensor
system hierbei über elektrische Verbindungsleitungen
mit dem Gesamtsystem, in das der Beschleunigungssensor
eingebunden ist, verbunden ist. Dadurch können bei
spielsweise elektromagnetische Störimpulse eingekoppelt
werden, die zu Fehlfunktionen und im ungünstigsten Fall
zu einer Fehlauslösung führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine passive
Sicherheitseinrichtung sowie ein Verfahren zum Auslösen
einer passiven Sicherheitseinrichtung zu schaffen bzw.
anzugeben, die derart konzipiert sind, daß Fehlfunk
tionen und Fehlauslösungen der eigentlichen Insassen-
Schutzvorrichtung infolge von externen Störsignalen
unterbunden werden; dabei soll insbesondere ein
optisch-mechanischer Beschleunigungssensor eingesetzt
werden, der gegenüber elektromagnetischen Störungen
unempfindlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine
passive Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten
Art vorgeschlagen, bei der das Ausgangssignal der Sen
soreinrichtung und/oder das Auslösesignal für die Aus
löseeinrichtung jeweils ein optisches Lichtsignal ist
und bei der die Sensoreinrichtung, die Auswerteeinrich
tung und/oder die Auslöseeinrichtung mittels Lichtwel
lenleiter verbunden sind.
Das mit der Erfindung ferner vorgeschlagene Verfahren
zum Auslösen der eingangs genannten passiven Sicher
heitseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum
Aktivieren der Insassen-Schutzvorrichtung ein optisches
Lichtsignal als Auslösesignal erzeugt und der Auslöse
einheit durch einen optischen Lichtwellenleiter zuge
führt wird.
Nach der Erfindung erfolgt der Signalaustausch unter
den einzelnen Einrichtungen ausschließlich durch
optische Lichtsignale und auf optischem Wege, d. h. aus
schließlich durch Lichtwellenleiter. Nach dem erfin
dungsgemäßen Auslöseverfahren bedient man sich (zumin
dest) zum Auslösen der Insassen-Schutzvorrichtung eines
optischen Auslösesignals, das über einen optischen
Lichtwellenleiter zugeführt wird. Im übrigen erfolgt
der Betrieb, insbesondere die Funktionsüberwachung und
-diagnostik der Sicherheitseinrichtung mittels elek
trischer Signale. Vorteilhafterweise werden optische
Lichtsignale aber auch dann benutzt, wenn es um die
Kommunikation der einzelnen Bestandteile der Sicher
heitseinrichtung geht, ohne daß die Insassen-Schutz
vorrichtung ausgelöst wird.
Aufgrund der Verbindung der einzelnen Komponenten der
erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ausschließlich
durch Lichtwellenleiter ist ein zuverlässiger Schutz
gegen die Einkopplung von elektromagnetischen Stör
impulsen sowie sonstiger Störsignale von außen gegeben.
Die einzelnen Komponenten (Sensoreinrichtung, Auswerte
einrichtung und Auslöseeinrichtung), in denen neben den
optischen Signalen auch elektrische verarbeitet und er
zeugt werden, lassen sich verhältnismäßig einfach durch
den Einschluß in Gehäuse aus elektrisch leitendem Mate
rial gegen elektromagnetische Störsignale abschirmen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
ist vorgesehen, daß die Sensoreinrichtung mit einer
optischen Einheit zur Erzeugung eines der erfaßten Be
schleunigung oder Verzögerung entsprechenden optischen
Ausgangssignals versehen ist. Vorzugsweise handelt es
sich bei dieser optischen Einheit um eine Lichtsignal-
Erzeugungsvorrichtung, die die Intensität des Licht
signales in Abhängigkeit von der erfaßten Beschleuni
gung oder Verzögerung verändert. Die Intensität des
Lichtsignales läßt sich auf relativ einfache Weise in
Abhängigkeit von der Beschleunigung verändern. Außerdem
ist die Ermittlung des Beschleunigungswertes anhand der
Lichtintensität des optischen Signales und der Ver
gleich der Lichtintensität mit einem vorgegebenen
Schwellwert zur Auslösung der eigentlichen Insassen-
Schutzvorrichtung elektro-optisch bzw. elektronisch
recht einfach zu realisieren. Die erfindungsgemäße
Sicherheitseinrichtung nach dieser Weiterbildung ist
also sozusagen lichtintensitäts-gesteuert.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der optischen
Einheit der Sensoreinrichtung um ein optisches Filter
element, dessen Transmissionseigenschaften in Abhängig
keit von der Beschleunigung veränderbar sind. Das
optische Filterelement weist hierzu bereichsweise
unterschiedliche Transmissionseigenschaften auf und ist
zwischen einer lichtaussendenden und einer lichtempfan
genden Einrichtung, vorzugsweise zwischen den Enden
zweier Lichtwellenleiter, angeordnet und zwischen die
sen derart bewegbar, daß es relativ zur optischen Achse
in Abhängigkeit von dem Maß der Beschleunigung oder
Verzögerung bewegbar ist. In Abhängigkeit von der Posi
tion des optischen Filterelementes relativ zu der
lichtaussendenden und der lichtempfangenden Einrichtung
bzw. relativ zu den beiden Lichtwellenleitern sind die
Transmissionseigenschaften des optischen Filterelemen
tes unterschiedlich. Die Position, die das optische
Filterelement einnimmt, hängt wiederum von der Be
schleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeuges ab. Somit
ist eine technisch recht einfache Realisierung einer
optischen Einrichtung angegeben, die ein Lichtsignal
mit einer Lichtintensität erzeugt, anhand derer die
Beschleunigung bzw. Verzögerung ermittelt werden kann.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem optischen
Filterelement um eine lichtdurchlässige Scheibe, Platte
o. dgl. mit über die Fläche der Scheibe betrachtet be
reichsweise unterschiedlichen Lichtdurchlässigkeiten.
Vorzugsweise verändern sich diese Transmissionseigen
schaften kontinuierlich oder schrittweise.
Vorteilhafterweise weist die Sensoreinrichtung bei Aus
bildung der optischen Einheit als optisches Filter
element ein Feder-Masse-System mit einem Federelement
und einem mit diesem gekoppelten Trägheits-Massekörper
auf. Der Trägheits-Massekörper ist frei bewegbar und
wird bei Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeuges
ausgelenkt. Mit dem Trägheits-Massekörper gekoppelt,
insbesondere direkt verbunden ist das optische Filter
element. Vorzugsweise übernimmt das optische Filter
element selbst die Funktion des Trägheits-Massekörpers
der Sensoreinrichtung. Die Kopplung bzw. Einbindung des
optischen Filterelementes mit bzw. in einem Feder-
Masse-System zur Ermittlung der Beschleunigung oder
Verzögerung des Fahrzeuges stellt eine konstruktiv
recht einfache Lösung des Problems dar, das optische
Filterelement in Abhängigkeit von der gegenwärtigen
Beschleunigung oder Verzögerung relativ zu der licht
aussendenden und der lichtempfangenden Einrichtung (den
beiden Lichtwellenleitern) zu bewegen.
Vorteilhafterweise ist das optische Filterelement mit
in Querrichtung zur optischen Achse betrachtet be
reichsweise unterschiedlichen Transmissionseigenschaf
ten ausgestattet und quer zur optischen Achse bewegbar.
Aufgrund der bereichsweise unterschiedlichen Transmis
sionseigenschaften, d. h. der bereichsweise unterschied
lichen Lichtdurchlässigkeiten verändert das optische
Filterelement bei konstanter Intensität des einfallen
den Lichtes die Intensität des austretenden Lichtes in
Abhängigkeit von der Beschleunigung oder Verzögerung.
Wie bereits oben erwähnt, wird das einfallende Licht
vorzugsweise über einen ersten Lichtwellenleiter und
das ausfallenden Licht über einen zweiten Lichtwellen
leiter zu- bzw. abgeführt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorge
sehen, daß die Beschleunigung oder Verzögerung anhand
des Intensitätsunterschiedes zwischen dem dem optischen
Filterelement zugeführten Lichtsignal und dem aus dem
optischen Filterelement austretenden Lichtsignal ermit
telt wird. Damit ist die Beschleunigungs- oder Verzöge
rungsermittlung unabhängig von der Intensität des dem
optischen Filterelement zugeführten Lichtes, das auf
grund von diversen Umständen durchaus Lichtintensitäts
schwankungen unterliegen kann.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner
vorgesehen, daß die Lichtquelle, die das dem optischen
Filterelement zuzuführende Licht erzeugt und aus sendet,
Teil der Auswerteeinrichtung ist; hierbei wird das
Licht dieser Lichtquelle über einen ersten Lichtwellen
leiter der Sensoreinrichtung und damit der optischen
Einheit bzw. dem optischen Filterelement zugeführt. Das
von der optischen Einheit in Abhängigkeit von der Be
schleunigung oder Verzögerung in seiner Intensität ver
änderte Licht wird als optisches Signal über einen
zweiten Lichtwellenleiter der Auswerteeinrichtung zu
rückgeführt. In der Auswerteeinheit erfolgt die Ermitt
lung des Lichtintensitätsunterschiedes vorzugsweise
durch Vergleich zweier Signale und die Überprüfung, ob
der Lichtintensitätsunterschied größer/gleich einem
vorgegebenen Schwellwert oder kleiner als ein vorge
gebener Schwellwert ist. Bei den beiden Signalen, die
vorzugsweise elektrisch sind, handelt es sich zum einen
um ein die Intensität des Lichtes der Lichtquelle re
präsentierendes Signal und zum anderen um ein Signal,
das die Intensität des von der optischen Einheit kom
menden Lichtsignales repräsentiert. Die Anordnung der
Lichtquelle in der Auswerteeinrichtung hat den Vorteil,
daß der Sensoreinrichtung keinerlei elektrische Energie
zugeführt werden muß, vielmehr elektrische Signale,
sofern vorhanden, ausschließlich in der Auswerteein
richtung auftreten, mithin elektrische Signalverbindun
gen mit anderen (ggf. externen) Komponenten der Sicher
heitseinrichtung nicht erforderlich sind.
Vorteilhafterweise erfolgt in der Auswerteeinrichtung
(auch) die Erzeugung des optischen Auslösesignals zum
Auslösen der eigentlichen Insassen-Schutzvorrichtung.
Hierzu ist die Auswerteeinrichtung über einen Lichtwel
lenleiter mit der Auslöseeinrichtung verbunden. In der
Auslöseeinrichtung wird das optische Auslösesignal zu
nächst in ein elektrisches Signal umgesetzt, mit dem
eine Auslöseeinheit zum Aktivieren der Insassen-Schutz
vorrichtung versorgt wird. Vorzugsweise wird über den
selben Lichtwellenleiter zwischen Auswerteeinrichtung
und Auslöseeinrichtung permanent ein optisches (Funk
tionsüberwachungs-)Signal gesendet, das innerhalb der
Auslöseeinrichtung in ein elektrisches Signal umgesetzt
wird, um nach nochmaliger Umsetzung in ein optisches
Signal über einen weiteren Lichtwellenleiter der Aus
werteeinrichtung zurückgeführt zu werden. Das der Aus
löseeinrichtung zugeführte optische Funktionsüber
wachungssignal dient der Überwachung der Auslöseein
richtung und der gesamten Sicherheitseinrichtung auf
eventuelle Defekte.
Bei der Auslöseeinheit handelt es sich beispielsweise
um einen elektrischen Zünder zum Zünden eines Gasgene
rators zum Aufblasen des Gaskissens mit Verbrennungs
gasen. Das elektrische Signal, das in einer Umsetzein
richtung, z. B. einer Leucht- oder Laserdiode, in das
der Auswerteeinrichtung zurückzuführende optische
Signal umgesetzt wird, wird auch der in Reihe zu der
Umsetzeinrichtung geschaltete elektrischen Auslöse
einheit zugeführt. Dieses elektrische Signal ist z. B.
von seinem Zeitverlauf und/oder seiner Größe bzw. Ener
gie derart gewählt, daß die Auslöseeinheit nicht an
spricht. Sofern der Auswerteeinrichtung ein optisches
Signal mit vorgegebener Signatur (Größe, Zeitverlauf)
zurückgeführt wird, kann die komplette Sicherheitsein
richtung überwacht werden. So kann z. B. anhand der
Lichtintensität des optischen Signals festgestellt wer
den, um welche Fehlerart es sich handelt. Liegt ein
Kurzschluß vor, ist der auch die Auslöseeinheit durch
fließende elektrische Strom größer (aber immer noch
kleiner als zur Aktivierung der Auslöseeinheit erfor
derlich), so daß auch die Lichtintensität des in der
Auslöseeinrichtung erzeugten optischen Signals erhöht
ist, was wiederum zur Feststellung eines Defektes, in
diesem Fall eines Kurzschlusses, benutzt werden kann.
Wird kein Signal zurückgeführt, wird eine Unterbrechung
in der elektrischen Beschaltung festgestellt.
Vorteilhafterweise durchdringt auch das von der Aus
werteeinrichtung erzeugte und der Auslöseeinrichtung
zugeführte optische Signal das optische Filterelement.
Hierzu ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung
zwischen der Auswerteeinrichtung und der Sensoreinrich
tung ein weiterer Lichtwellenleiter vorgesehen. Das
über diesen Lichtwellenleiter dem optischen Filter
element zugeführte Licht wird hinter dem optischen
Filterelement in einen zusätzlichen Lichtwellenleiter
eingespeist und über diesen der Auslöseeinrichtung zu
geführt. Die anschließende Umsetzung in ein elek
trisches Signal und darauffolgende Umsetzung des elek
trischen Signals in ein optisches Signal, das der Aus
werteeinrichtung zurückgeführt wird, macht es möglich,
den gemessenen Beschleunigungs- oder Verzögerungswert
in der Auswerteeinrichtung anhand zweier separat
empfangener Lichtsignale zu ermitteln, wodurch die
Funktionszuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Sicher
heitseinrichtung erhöht ist.
Wie bereits oben erwähnt, ist die Lichtintensität des
optischen Überwachungssignals, das der Auslöseeinrich
tung zugeführt wird, derart gewählt, daß das sich aus
diesem optischen Lichtsignal ergebende elektrische Sig
nal die Auslöseeinheit nicht aktiviert. Sobald in der
Auswerteeinheit festgestellt wird, daß die Beschleuni
gung oder Verzögerung einen vorgegebenen Schwellwert
erreicht oder überschreitet, sendet die Auswerteeinheit
das optische Auslösesignal aus, dessen Lichtintensität
wesentlich größer als diejenige des optischen Über
wachungssignals ist. Aufgrund dieser erhöhten Licht
intensität wird die Auslöseeinheit - nach Umsetzung des
optischen Auslösesignals in ein elektrisches (Auslöse-)
Signal - von einem zum Auslösen der Auslöseeinheit aus
reichend hohen elektrischen Strom durchflossen. Das
Auslösesignal wird vorteilhafterweise durch ent
sprechende Ansteuerung der Lichtquelle der Auswerte
einrichtung erzeugt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner
vorgesehen, daß die Auslöseeinrichtung mit einem Ener
giespeicher versehen ist, dessen gespeicherte Energie
der Auslöseeinheit in dem Fall zugeführt wird, in dem
die Auslöseeinrichtung das optische Auslösesignal
empfängt. Die elektrische Verbindung zwischen der Aus
löseeinheit und dem Energiespeicher kann vorzugsweise
über einen steuerbaren Schalter erfolgen, der mit einem
Steuersignal versorgt wird, wenn das der Auslöseein
richtung zugeführte optische Signal eine vorgegebene
Lichtintensität erreicht oder überschreitet.
Zum Überführen der gespeicherten Energie wird der Ener
giespeicher mit der Auslöseeinheit verbunden, während
er gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin
dung zur Energiespeicherung mit dem elektrischen Signal
versorgt wird, das durch Umsetzung des der Auslöseein
richtung zugeführten optischen Überwachungssignals er
zeugt worden ist. Dieses elektrische (Überwachungs-)
Signal wird bei dieser Ausgestaltung der Erfindung also
sowohl zur Funktionsüberwachung als auch zur Versorgung
des Energiespeichers mit elektrischer Energie genutzt.
Die Beschaltung des Energiespeichers zur Speicherung
von Energie und zur Abgabe der gespeicherten Energie
erfolgt vorzugsweise durch einen elektronischen Um
schalter, der in Abhängigkeit von der Größe des elek
trischen Signals betätigt wird, um den Energiespeicher
bei Vorliegen des optischen Überwachungssignals (Nor
malbetrieb der Sicherheitseinrichtung, in dem das
optische Auslösesignal nicht vorliegt) auf den Eingang
der Auslöseeinrichtung zu schalten und bei Vorliegen
des optischen Auslösesignals mit der Auslöseeinheit zu
verbinden.
Sofern die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens
und die Merkmale vorteilhafter Ausgestaltungen des er
findungsgemäßen Verfahrens noch nicht oben angegeben
sind, wird auf die Ansprüche 21 bis 27 verwiesen, in
denen einerseits die Merkmale des erfindungsgemäßen
Verfahrens und andererseits die Merkmale vorteilhafter
Weiterbildungen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Auslösen der passiven Sicherheitseinrichtung aufge
listet sind.
Schließlich wird zur Lösung der obigen Aufgabe wird mit
der Erfindung ein Beschleunigungssensor vorgeschlagen,
an dem ein optischer Eingangs-Lichtleiter und ein
optischer Ausgangs-Lichtleiter angeschlossen sind und
der eine Lichtübertragungseinrichtung zum Übertragen
des einfallenden von dem Eingangs-Lichtleiter zugeführ
ten Lichtes zum Ausgangs-Lichtleiter aufweist. Die
Lichtübertragungseinrichtung ist dabei als Feder-
Masse-System (Federbeschleunigungssensor) ausgebildet.
Bei auftretenden Beschleunigungen ist die Lichtüber
tragungseinrichtung bewegbar, wobei sich ihre Licht
übertragungseigenschaften in Abhängigkeit von ihrer
Bewegung und/oder ihres Bewegungsmaßes derart verän
dern, daß das in den Ausgangs-Lichtleiter eingespeiste
Licht ein Maß für die wirkende Beschleunigung ist. Auf
grund der Ausbildung als schwingfähiges, vorzugsweise
gedämpftes Feder-Masse-System wird die Lichtüber
tragungseinrichtung bei nicht (mehr) wirkender Be
schleunigung in ihre Ausgangsposition zurück überführt
und anschließend in dieser gehalten, bis wiederum Be
schleunigungen auftreten.
Der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor weist eine
Trägheitsmasse auf, die bei Beschleunigungen ausgelenkt
oder in anderer Weise bewegt wird. Die Bewegung der
Masse, die ein Maß für die wirkende Beschleunigung ist,
wird bei dem erfindungsgemäßen Beschleunigungssensor in
ein optisches Signal umgesetzt, das über den Ausgangs-
Lichtleiter abgeführt wird. Dieses optische Ausgangs
signal wird durch Beeinflussung des den Beschleuni
gungssensor über den Eingangs-Lichtleiter zugeführten
Lichtes erzeugt. Die Beeinflussung kann sich sowohl auf
eine Intensitäts- und/oder eine Frequenz-/Wellenlängen
veränderung des Lichtes des Eingangs-Lichtleiters be
ziehen. Werden dem Beschleunigungssensor Lichtimpulse
zugeführt, so kann die Beeinflussung dieses Licht
signals zur optischen Anzeige der wirkenden Beschleuni
gung auch bezüglich des Puls/Pausen-Verhältnisses be
einflußt werden. Entscheidend bei dem optisch-mecha
nischen Beschleunigungssensor nach der Erfindung ist
die Tatsache, daß ein optisches Signal oder allgemeiner
ausgedrückt elektromagnetische Strahlung als Ausgangs
signal ausgegeben wird. Dieses Signal bzw. diese Strah
lung ist ohne die Verwendung elektrischer Signale er
zeugt worden; zur Erzeugung dieses Signals bzw. dieser
elektromagnetischen Strahlung wird der erfindungsgemäße
Beschleunigungssensor mit Licht bzw. elektromagne
tischer Strahlung versorgt, die ihm über den Eingangs
Lichtleiter zugeführt wird. Damit ist der erfindungsge
mäße Beschleunigungssensor störsicher, insbesondere
störunempfindlich gegen elektromagnetische Störimpulse.
Im Rahmen der Erfindung wird der Begriff "Licht" nicht
ausschließlich zur Bezeichnung von sichtbarer elektro
magnetischer Strahlung verwendet; vielmehr arbeitet der
erfindungsgemäße Beschleunigungssensor auch mit elek
tromagnetischer Strahlung, die, wie Licht, durch
optische Fasern bzw. optische Faserbündel transportier
bar ist und deren Frequenz bzw. Wellenlänge außerhalb
des Bereichs für (sichtbares) Licht liegt. Ferner sei
darauf hingewiesen, daß mit dem Wort "Beschleunigung"
sowohl positive Beschleunigungen als auch negative Be
schleunigungen, also Verlangsamungen, gemeint sind. Als
"Lichtleiter" wird im Rahmen dieser Erfindung ein Lei
ter für Licht bzw. elektromagnetische Strahlung be
zeichnet, der aus einer einzigen optischen Faser oder
einem Bündel aus derartigen Fasern besteht.
Wie bereits oben dargelegt, handelt es sich bei dem er
findungsgemäßen Beschleunigungssensor um einen "Feder
beschleunigungssensor", der ein vorzugsweise gedämpftes
Schwingungssystem (Feder-Masse-System) aufweist. Zur
Realisierung dieses Schwingungssystem kann entweder die
Lichtübertragungseinrichtung selbst federelastisch aus
gebildet sein, oder aber die Lichtübertragungseinrich
tung ist federelastisch angeordnet. Auch die Kombina
tion beider Maßnahmen ist möglich. Während sich bei
einer federelastischen Lichtübertragungseinrichtung
deren Gestalt bei wirkenden Beschleunigungskräften ver
ändert, ändert sich bei einer federelastisch angeordne
ten oder federelastisch aufgehängten Lichtübertragungs
einrichtung deren Position zwischen den beiden Licht
leitern.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die
Lichtübertragungseinrichtung ein federelastisches und/
oder federelastisch gehaltenes optisches Element auf,
das in Richtung der Federkraft sowie entgegengesetzt
dazu bewegbar geführt ist, wobei das optische Element
zwischen den Enden der beiden Lichtleiter angeordnet
und/oder in den Zwischenraum zwischen den Enden der
beiden Lichtleiter hinein und aus diesen heraus beweg
bar ist. Die Funktionsweise des Beschleunigungssensor
hängt von der Ausgestaltung und den physikalischen
Eigenschaften des optischen Elementes ab. Im ein
fachsten Fall ist das optische Element lichtundurch
lässig und versperrt je nach anliegender Beschleunigung
die Lichtübertragung. Bei diesem Beschleunigungssensor
wird also über den Ausgangs-Lichtleiter entweder Licht
übertragen, oder aber es gelangt in den Ausgangs-Licht
leiter kein Licht des Eingangs-Lichtleiters hinein. Je
nach Auslegung des Beschleunigungssensors ist einer
dieser beiden Zustände ein Zeichen dafür, daß eine vor
gegebene Mindestbeschleunigung erfaßt worden ist.
Weist das optische Element in seiner Bewegungsrichtung
betrachtet bereichsweise unterschiedliche Transmis
sionseigenschaften, vorzugsweise einen insgesamt an
steigenden oder insgesamt abfallenden Transmissionsgrad
auf, wie es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung vorgeschlagen wird, so entsteht am Ausgang
des Beschleunigungssensors ein Lichtsignal, dessen
Intensität ein Maß für die augenblicklich wirkende Be
schleunigung ist. Mit einem derartigen Beschleunigungs
sensor ist eine quantitative Messung der Beschleunigung
möglich. Das optische Element kann auch als optischer
Graukeil, als lichtundurchlässige vorzugsweise platten
förmiges Element mit einem oder mehreren Löchern,
Schlitzen, Spalten, jeweils vorzugsweise in Keilform,
oder als optisches Stufenfilter ausgebildet sein. Je
nach dem Einsatzgebiet des Beschleunigungssensors kann
eines dieser optischen Element eingesetzt werden, mit
denen entweder quantitative oder qualitative Beschleu
nigungsmessungen bzw. -erfassungen möglich sind.
Wird als optisches Element ein Stufenfilter verwendet,
so ist dieses vorzugsweise als Glasplatte ausgebildet,
deren eine Hälfte ein beispielsweise 50%iges Transmis
sionsfilter ist und deren andere Hälfte aus einem Mate
rial mit im wesentlichen dem Dämpfungsfaktor nahe 0,
also einem Transmissionsfaktor von nahe 1 besteht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist da
durch gekennzeichnet, daß die Lichtübertragungseinrich
tung als Lichtablenkeinheit ausgebildet ist, auf die
das Licht des ersten Lichtleiters auftrifft. Diese
Lichtablenkeinheit ist in Abhängigkeit von der Be
schleunigung bewegbar, wobei sie bei Wirkung einer Be
schleunigung, die betragsmäßig größer ist als ein vor
gegebener Schwellwert, in einer Bewegungsposition das
von dem ersten Lichtleiter kommende Licht auf den zwei
ten Lichtleiter hin ablenkt. Der erfindungsgemäße Be
schleunigungssensor mit Lichtablenkeinheit gibt also
nur dann ein Lichtausgangssignal über seinen Ausgangs-
Lichtleiter aus, wenn die gerade wirkende Beschleuni
gung größer oder gleich einem bestimmten Schwellwert
ist. Es kann vorgesehen sein, daß die Lichtablenkein
heit bis maximal in die Bewegungsposition ausgelenkt
bzw. bewegt werden kann, in der sie das Licht des
ersten Lichtleiters auf das Ende des zweiten Licht
leiters hin ablenkt. Sollte eine derartige Bewegungsbe
grenzung nicht vorgesehen sein, so wird in den Aus
gangs-Lichtleiter nur kurzzeitig Licht eingespeist,
nämlich dann, wenn der abgelenkte Lichtstrahl das Ende
des Ausgangs-Lichtleiters überfährt. In der Auswerte
einheit, mit der der Beschleunigungssensor über seinen
Ausgangs-Lichtleiter verbunden ist, wird dann dieses
kurzzeitig anliegende Lichtsignal entsprechend ausge
wertet werden.
Als Lichtablenkeinheit ist ein drehbarer Reflexions-
Spiegel oder ein drehbares Brewster-Fenster bzw.
-Element denkbar. Bei dem Brewster-Element handelt es
sich um ein lichtdurchlässiges optisches Element, das
in Abhängigkeit von seiner Drehposition (Total
reflexionswinkel zwischen dem Lichteinfall und der
Lichtauftreffsfläche des optischen Elementes) das auf
treffende Licht des Eingangs-Lichtleiters totalreflek
tiert und zum Ausgangs-Lichtleiter hin überträgt. Eben
so ist es aber auch möglich, den das Brewster-Element
durchdringenden Lichtanteil in den Ausgangs-Lichtleiter
einzuspeisen, um damit eine qualitative Aussage über
die erfaßte Beschleunigung (größer gleich oder kleiner
als ein vorgegebener Schwellwert) zu treffen. Die Dreh
bewegung für das drehbare optische Element kann direkt
durch die Beschleunigungskräfte erzeugt werden, indem
etwa die Drehachse nicht durch den Masseschwerpunkt des
optischen Elementes verläuft. Ebenso denkbar ist die
Umsetzung einer translatorischen Bewegung eines der
Beschleunigung ausgesetzten Teils in eine Drehbewegung
des optischen Elementes.
Auf die Lichtablenkeinheit wirkt eine Rückstellkraft,
vorzugsweise die Kraft einer Rückstellfeder zum Zurück
drehen der Lichtablenkeinheit bei nicht mehr wirkender
Beschleunigung in die Ausgangsposition und zum Halten
der Lichtablenkeinheit in der Ausgangsposition.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Beschleuni
gungssensors ist darauf gerichtet, daß die Lichtüber
tragungseinrichtung als Linsenanordnung ausgebildet
ist, die längsverschiebbar entlang einer optischen
Achse zwischen den Enden der beiden Lichtleiter ver
schiebbar ist. Vorteilhafterweise wirkt auf die Linsen
anordnung bzw. auf ein die Linsenanordnung haltendes
Halteelement eine Rückstellkraft, die die Linsenanord
nung bei nicht (mehr) wirkender Beschleunigung in die
Ausgangsposition zurückbewegt und in der Ausgangsposi
tion hält. Durch Verschieben der Linsenanordnung in
Abhängigkeit von der anliegenden Beschleunigung ver
schiebt sich auch der Brennpunkt der Linsenanordnung.
Wird die Linsenanordnung derart verschoben, daß der
Brennpunkt in der Ebene der Stirnfläche des Endes des
Ausgangs-Lichtleiters liegt, wird in den Ausgangs-
Lichtleiter Licht eingespeist. Der Beschleunigungssen
sor gibt also nur dann ein Ausgangssignal aus, wenn die
gemessene Beschleunigung größer oder gleich einem vor
bestimmten Schwellwert ist. Auch bei dieser Ausfüh
rungsform des Beschleunigungssensors kann eine Be
wegungs- bzw. Verschiebungsbegrenzung für die Linsen
anordnung bzw. deren Halteelement vorgesehen sein, so
daß das Lichtausgangssignal ab einer bestimmten Be
schleunigung kontinuierlich anliegt.
Vorteilhafterweise ist das Ende des Eingangs-Lichtlei
ters an einem bewegbaren Halteelement befestigt, das
auf das Ende des Ausgangs-Lichtleiters zu und/oder von
diesem weg bewegbar ist, und zwar in Abhängigkeit von
der gerade wirkenden Beschleunigung. Über eine Rück
stellfeder wird das Halteelement bei nicht (mehr) wir
kender Beschleunigung in die Ausgangsposition zurückbe
wegt und in dieser gehalten. Bei entlang der optischen
Achse zwischen den Enden der beiden Lichtleiter beweg
barem Halteelement gelangt je nach Abstand der beiden
Lichtleiter voneinander mehr oder weniger Licht des
Eingangs-Lichtleiters in den Ausgangs-Lichtleiter hin
ein. Anhand der Lichtintensität des Lichtsignals im
Ausgangs-Lichtleiter kann also auf die gerade wirkende
Beschleunigung geschlossen werden. Wird das Halte
element parallel zur Stirnfläche des Ausgangs-Lichtlei
ters bewegt, wobei es bei seiner Bewegung die von dem
Ende des Ausgangs-Lichtleiters ausgehende optische
Achse schneidet, wird ab einer bestimmten Mindestbe
schleunigung Licht des Eingangs-Lichtleiters in den
Ausgangs-Lichtleiter eingespeist; dies dann der Fall,
wenn beide Lichtleiterenden einander gegenüberliegen.
In diesem Fall läge ein EIN/ AUS-Beschleunigungssensor
vor, der ein Ausgangssignal ausgibt, wenn die Beschleu
nigung einen vorbestimmten Schwellwert überschritten
hat oder gleich diesem Schwellwert ist.
Vorteilhafterweise ist zur Erzeugung der Rückstellkraft
eine mechanische Federvorrichtung und/oder eine pneuma
tische Federvorrichtung (Gasdruck-Federvorrichtung)
vorgesehen.
Bei Verwendung einer pneumatischen Federvorrichtung
weist der Beschleunigungssensor vorteilhafterweise
einen einseitig geschlossenen Hohlzylinder auf, in dem
ein Kolben gasdicht und in axialer Richtung des Hohl
zylinders verschiebbar gelagert ist. Der Raum zwischen
dem Kolben und dem geschlossenen Stirnende des Hohl
zylinders ist mit Gas gefüllt. Die Lichtübertragungs
einheit ist mit dem Kolben gekoppelt und wird von
diesem bewegt oder in sonstiger Weise beeinflußt, wenn
Beschleunigungskräfte auf den Beschleunigungssensor
wirken. Aufgrund der Expansion und Kompression des ab
geschlossenen Gasvolumens wird eine über den Kolben auf
die Lichtübertragungseinheit wirkende Rückstellkraft
erzeugt.
Vorteilhafterweise weist die Lichtübertragungseinrich
tung bei einem pneumatischen Beschleunigungssensor
einen Hohlzylinder mit lichtdurchlässigem Mantel auf,
der zwischen den Enden der beiden Lichtleiter angeord
net ist. Im Innern des Hohlzylinders befindet sich ein
optisches Element, das entweder direkt oder indirekt
über ein Halteelement gasdicht an der Innenfläche des
Hohlzylinders anliegt. Das optische Element ist entlang
der Längsachse des Hohlzylinders in diesem gleitend
verschiebbar. Der Raum zwischen dem optischen Element
und dem geschlossenen Stirnende des Hohlzylinders ist
mit Gas ausgefüllt. Auf diese Weise ist eine kompakte
optische und pneumatisch gefederte Lichtübertragungs
einrichtung für einen optisch-mechanischen Beschleuni
gungssensor geschaffen, die robust und widerstandsfähig
ist.
Zur Verbesserung der Lichtübertragungseigenschaften und
des Wirkungsgrades der Einkopplung von Licht in den
Ausgangs-Lichtleiter ist gemäß einer weiteren vorteil
haften Ausgestaltung der Erfindung an den Enden der
beiden Lichtleiter jeweils eine Abbildungsoptik ange
ordnet, die vorzugsweise als Linsensystem ausgebildet
ist. Insbesondere sind die Linsen dieses Linsensystems
durch entsprechende Formgebung der Endflächen der Enden
der beiden Lichtleiter erzeugt. Sind die Linsen an den
Endflächen der beiden Lichtleiter ausgebildet, so kann
pro Faser-Endfläche eine derartige Linse vorgesehen
sein.
Der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor kann derart
ausgelegt sein, daß die Lichtübertragungseinrichtung
bei Beschleunigungen, die größer als ein oder gleich
einem vorgegebenen Schwellwert sind, ihren Zustand zum
Übertragen von Licht von dem Eingangs-Lichtleiter zum
Ausgangs-Lichtleiter beibehält, ein optische Element
des Beschleunigungssensor also in einer bestimmten
Position arretiert wird, sobald es diese Position er
reicht. Bei Beschleunigungssensoren, die lediglich ab
einer bestimmten Mindestbeschleunigung an ihrem Ausgang
ein Lichtsignal ausgeben, hat die Arretierung des
optischen Elementes bzw. der Lichtübertragungseinrich
tung den Vorteil, daß das Licht des Eingangs-Lichtlei
ters fortwährend in den Ausgangs-Lichtleiter einge
speist wird. Das vom Ausgangs-Lichtleiter geführte
Licht kann dann zum Auslösen von Vorgängen genutzt wer
den, die energieabhängig initiiert und gesteuert wer
den. Diese Vorgehensweise mag bei passiven Sicherheits
einrichtungen für Kraftfahrzeuge, bei denen es um eine
unverzügliche Auslösung der Sicherheitseinrichtung
geht, keine Anwendung finden; nichtsdestotrotz könnte
es Anwendungsbereiche geben, wo es darum geht, bei be
stimmten Beschleunigungen über den Ausgangs-Lichtleiter
Energie in Form von Licht zur Steuerung weiterer Pro
zesse zu transportieren.
Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungsbei
spiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zei
gen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Auslöseelektronik einer
passiven Sicherheitseinrichtung mit einem
optisch-mechanischen Beschleunigungssensor ge
mäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Beschleunigungssensor
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Er
findung,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der
Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Beschleunigungssensor
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Er
findung,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4,
Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel des Beschleuni
gungssensors in der Draufsicht,
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der
Fig. 6,
Fig. 8 in Draufsicht ein fünftes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors,
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig.
8 und
Fig. 10 in Draufsicht ein sechstes Ausführungsbeispiel
des Beschleunigungssensors.
In Fig. 1 ist eine passive Sicherheitseinrichtung 10
schematisch dargestellt, wobei ihre Beschaltung mit
Auslöseelektronik in Form eines Blockschaltbildes ge
zeigt ist. Die passive Sicherheitseinrichtung 10 läßt
sich in die drei Funktionseinheiten Sensoreinrichtung
12, Auswerteeinrichtung 14 und Auslöseeinrichtung 16
unterteilen. Die Sensoreinrichtung 12 weist einen
optisch-mechanischen Sensor 18 gemäß einem ersten Aus
führungsbeispiel auf, über den die Beschleunigungen und
Verzögerungen eines Fahrzeuges erfaßt werden. Der Sen
sor 18 verändert in Abhängigkeit von der Größe der Be
schleunigung bzw. Verzögerung die Intensität eines
optischen Lichtsignals. Dieses optische Licht-Ausgangs
signal des Sensors 18 wird der getrennt von der Sensor
einrichtung 12 angeordneten Auswerteeinrichtung 14 zu
geführt. In der Auswerteeinrichtung 14 wird das empfan
gene optische Signal ausgewertet und überprüft, ob die
gemessene Beschleunigung (Verzögerung) einen vorgegebe
nen Schwellwert erreicht oder übersteigt. In Abhängig
keit von dem Ergebnis dieses Vergleichs erzeugt die
Auswerteeinrichtung 14 ein optisches Auslösesignal, das
der Auslöseeinrichtung 16 zugeführt wird. Auf den
Empfang dieses Auslösesignals hin wird in der Auslöse
einrichtung 16 eine Insassen-Schutzvorrichtung akti
viert, beispielsweise ein Gaskissen mit Gas gefüllt.
Wie in Fig. 1 angedeutet, handelt es sich bei dem Be
schleunigungssensor 18 um ein Feder-Masse-System, des
sen Feder 20 sich an ihrem einen Ende gegen einen
festen Punkt abstützt und an ihrem anderen Ende mit
einem Trägheits-Massekörper 22 verbunden ist. Mit dem
Trägheits-Massekörper 22 verbunden ist ein optisches
Filterelement 24. Bei auf das Fahrzeug wirkenden Be
schleunigungen oder Verzögerungen werden der Trägheits-
Massekörper 22 und das optische Filterelement 24 aus
ihrer Ruhelage um ein dem Betrag der Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungskraft entsprechendes Maß ausgelenkt,
wobei die Richtung der Auslenkung von der Richtung der
wirkenden Kraft (Beschleunigung oder Verzögerung) ab
hängt.
Zusammen mit der Auswerteeinrichtung 14 wird mittels
der Sensoreinrichtung 12 auf die im folgenden beschrie
bene Weise die gemessene Beschleunigung bzw. Verzöge
rung ermittelt. Die Auswerteeinrichtung 14 ist mit
einer Lichtquelle 26 versehen, bei der es sich bei
spielsweise um eine Leucht- oder Laserdiode oder ein
Leuchtdiodenarray handelt. Die Lichtquelle 26 wird mit
dem Ausgangssignal eines Signalgenerators 28 versorgt,
der beispielsweise ein elektrisches Impulssignal mit
definierter Pulsfolge oder ein amplitudenmoduliertes
Trägersignal an die Lichtquelle 26 anlegt. Das Licht
der Lichtquelle 26 wird in einen ersten Lichtwellen
leiter 30 eingekoppelt und aus der Auswerteeinrichtung
14 heraus der Sensoreinrichtung 12 zugeführt. Das den
ersten Lichtwellenleiter 30 verlassende Licht durch
dringt das optische Filterelement 24 und wird an dessen
Ausgang in einen zweiten Lichtwellenleiter 32 einge
speist, über den es der Auswerteeinrichtung 14 zurück
geführt wird. Die beiden Lichtwellenleiter 30, 32 sind
derart angeordnet, daß ihre beiden aneinander gegen
überliegenden Enden miteinander fluchten, wobei
zwischen den beiden Enden der Lichtwellenleiter das
quer zur optischen Achse bewegbare optische Filter
element 24 angeordnet ist. Das optische Filterelement
24 besitzt für ein bestimmtes Wellenlängenspektrum be
reichsweise unterschiedliches Transmissionsverhalten.
Demzufolge wird das den ersten Lichtwellenleiter 30
verlassende Licht je nach Position des optischen Fil
ters 24 gedämpft, die Intensität des durch den zweiten
Lichtwellenleiter 32 transportierten Lichtes ist also
von derjenigen des Lichtes des ersten Lichtwellenlei
ters 30 unterschiedlich, d. h. größer oder kleiner. Da
die Position des optischen Filterelementes 24 relativ
zu den beiden Sichtwellenleitern 30, 32 von der wirken
den Beschleunigung bzw. Verzögerung abhängig ist, kann
anhand der Intensität des Lichtsignals des zweiten
Lichtwellenleiters 32 auf die augenblickliche Beschleu
nigung bzw. Verzögerung geschlossen werden. Das aus dem
zweiten Lichtwellenleiter 32 austretende Licht wird in
der Auswerteeinrichtung 14 in einem opto-elektrischen
Wandler 34, bei dem es sich beispielsweise um eine
Solarzellenanordnung handeln kann, in ein elektrisches
Signal umgewandelt, das die Lichtintensität des Licht
signals des zweiten Lichtwellenleiters 32 repräsen
tiert. Das elektrische Ausgangssignals des opto-elek
trischen Wandlers 34 wird einer Vergleichseinrichtung
36 der Auswerteeinrichtung 14 zugeführt, in der es mit
einem die Intensität des Lichtes der Lichtquelle reprä
sentierenden elektrischen Signal, beispielsweise dem
Ansteuerungssignal der Lichtquelle 26 verglichen wird.
In der elektronischen Vergleichseinrichtung 36 wird das
Verhältnis der Lichtintensitäten der Lichtsignale auf
den beiden Lichtwellenleitern 30, 32 ausgewertet; dieses
Verhältnis ist ein Maß für die augenblicklich wirkende
Beschleunigung oder Verzögerung, die das Feder-Masse-
System, d. h. der Sensor 18 erfährt. Die Vergleichsein
richtung 36 liefert ein entsprechendes Ausgangssignal,
auf dessen weitere Verarbeitung weiter unten noch ein
gegangen werden wird.
Über zwei weitere Lichtwellenleiter, nämlich den drit
ten Lichtwellenleiter 38 und den vierten Lichtwellen
leiter 40 ist die Auswerteeinrichtung 14 mit der Aus
löseeinrichtung 16 verbunden; über diese optische
Signalverbindung führt die Auswerteeinrichtung 14 der
Auslöseeinrichtung 16 unterschiedliche optische Signale
zu. Die Verbindung von Auswerteeinrichtung 14 und Aus
löseeinrichtung 16 über die Lichtwellenleiter 38 und 40
erfolgt nicht direkt; vielmehr ist die Auswerteeinrich
tung 14 über den parallel zum ersten Lichtwellenleiter
30 geschalteten vierten Lichtwellenleiter 40 mit der
Sensoreinrichtung 12 verbunden. Der vierte Lichtwellen
leiter 40 leitet wie der erste Lichtwellenleiter 30 das
Licht der Lichtquelle 26 zum optischen Filterelement
24. Dem Ende des vierten Lichtwellenleiters 40 gegen
überliegend und in Flucht mit diesem angeordnet ist das
Ende des dritten Lichtwellenleiters 38, in den das den
vierten Lichtwellenleiter 40 verlassende Licht nach
Transmission durch das optische Filterelement 24 einge
koppelt wird. Aufgrund der örtlich unterschiedlichen
Transmissionseigenschaften (Lichtdurchlässigkeit) des
optischen Filterelementes 24 hängt die Intensität des
Lichtsignals auf den dritten Lichtwellenleiter 38 vom
Maß der augenblicklich wirkenden Beschleunigung bzw.
Verzögerung ab. Der dritte Lichtwellenleiter 38 ist aus
der Sensoreinrichtung 12 heraus und in die Auslöseein
richtung 16 hineingeführt. In der Auslöseeinrichtung 16
ist ein opto-elektrischer Wandler 42 angeordnet, der
beispielsweise als Solarzellenanordnung ausgebildet
ist. Der opto-elektrische Wandler 42 setzt das optische
Lichtsignal des dritten Lichtwellenleiters 38 in ein
elektrisches Signal um, dessen Größe ein Maß für die
Lichtintensität des optischen Signals und damit ein Maß
für die augenblickliche Beschleunigung bzw. Verzögerung
ist. Das elektrische Ausgangssignal des opto-elek
trischen Wandlers 42 wird einer steuerbaren Lichtquelle
44 zugeführt, bei der es sich wie im Falle der Licht
quelle 26 um eine Leucht- oder Laserdiode oder um ein
Leuchtdiodenarray handeln kann. Das von der Lichtquelle
44 erzeugte Licht, dessen Lichtintensität von der Größe
des elektrischen Ausgangssignals des opto-elektrischen
Wandlers 42 und damit von der Intensität des Licht
signals des dritten Lichtwellenleiters abhängt, wird
über einen weiteren fünften Lichtwellenleiter 46 aus
der Auslöseeinrichtung 16 heraus zur Auswerteeinrich
tung 14 zurückgeführt, wo es in einem opto-elektrischen
Wandler 48 in ein elektrisches Signal umgesetzt wird.
Das elektrische Ausgangssignal des opto-elektrischen
Wandlers 48 wird einer elektronischen Vergleichsein
richtung 50 zugeführt, in der das Verhältnis der Licht
intensitäten des rückgeführten Lichtsignals des fünften
Lichtwellenleiters und derjenigen des Lichtsignals des
vierten Lichtwellenleiters 40 ins Verhältnis gesetzt
und das Verhältnis ausgewertet wird. Das Ausgangssignal
der elektronischen Vergleichseinrichtung 50 gibt also
wie das Ausgangssignal der elektronischen Vergleichs
einrichtung 36 die augenblickliche Beschleunigung bzw.
Verzögerung wieder. Auf diese Weise wird die Beschleu
nigung bzw. Verzögerung in der Auswerteeinrichtung 14
anhand von mehreren optischen Signalen ermittelt, was
die Funktionssicherheit der Sicherheitseinrichtung 10
erhöht.
In Reihe mit der Lichtquelle 44 der Auslöseeinrichtung
16 ist eine Auslöseeinheit 52 geschaltet, bei der es
sich beispielsweise um eine elektrische Anzündeinheit
für einen Gasgenerator handelt, der bei 54 angedeutet
ist und Gas zum Aufblasen eines (in Fig. 1 nicht darge
stellten) Luftkissens erzeugt. Mit dem Ausgang des
opto-elektrischen Wandlers 42 der Auslöseeinrichtung 16
ist neben der Lichtquelle 44 auch ein Energiespeicher
56, beispielsweise in Form eines Kondensators verbun
den. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei
spiel wird der Energiespeicher 56 über den Ausgang des
opto-elektrischen Wandlers 42 mit Energie versorgt. Der
Ausgang des Energiespeichers 56 ist mit dem einen Pol
eines steuerbaren elektronischen Schalters 58 verbun
den, dessen anderer Pol mit der Auslöseeinheit 52 ver
bunden ist. Ferner weist der opto-elektrische Wandler
42 einen weiteren Ausgang auf, der mit einem Kopplungs
netzwerk 60 verbunden ist, über das aus dem opto-elek
trischen Wandler 42 ein elektrisches Signal ausgekop
pelt wird. Das ausgekoppelte Signal wird an eine
Steuerelektrode des elektronischen Schalters 58 gelegt,
woraufhin der elektronische Schalter 58 einschaltet.
Die Funktionsweise der Auslöseeinrichtung 16 wird nach
folgend erläutert. Über den dritten Lichtwellenleiter
38 empfängt die Auslöseeinrichtung 16 ein optisches
Lichtsignal, dessen Lichtintensität von der augenblick
lichen Beschleunigung bzw. Verzögerung abhängig ist.
Das dem opto-elektrischen Wandler 42 zugeführte
optische Signal des dritten Lichtwellenleiters 38 wird
in ein elektrisches Signal umgewandelt, das der Licht
quelle 44 und der mit dieser elektrisch in Reihe ge
schalteten Auslöseeinheit 52 zugeführt wird. Die maxi
male Intensität des über den dritten Lichtwellenleiter
38 zugeführten optischen Signals bei Beschleunigungen
bzw. Verzögerungen, bei denen die Auslöseeinheit 52
noch nicht auslösen soll, ist derart gewählt, daß das
in dem opto-elektrischen Wandler 42 umgesetzte elek
trische Signal ein Auslösen der Auslöseeinheit 52 nicht
bewirken kann. Die mit diesem elektrischen Signal der
Auslöseeinheit 52 zugeführte Energie ist zu gering.
Andererseits reicht jedoch die Energie dieses elek
trischen Signals aus, um die Lichtquelle 44 anzu
steuern, damit diese Licht aussendet. Das Licht der
Lichtquelle 44 gelangt über den fünften Lichtwellen
leiter 46 in die Auswerteeinrichtung 14. Anhand des
optischen Lichtsignals auf dem fünften Lichtwellen
leiter 46 kann zweierlei erkannt werden. Das Vorhanden
sein eines optischen Lichtsignals auf dem fünften
Lichtwellenleiter 46 zeigt in bestimmungsgemäßer Weise
zum einen an, daß die elektrischen Verbindungen zur
Auslöseeinheit 52 keinen Defekt (Kurzschluß oder Draht
bruch) aufweisen; denn andernfalls würde kein elek
trisches Signal entsteht, oder anders ausgedrückt kein
elektrischer Strom fließen können. Zum anderen kann an
hand der Intensität des optischen Lichtsignals auf dem
fünften Lichtwellenleiter 46 überprüft werden, ob in
der Beschaltung der Auslöseeinheit 52 ein Kurzschluß
vorliegt. Im Falle eines Kurzschlusses würde der durch
die Lichtquelle 44 fließende Strom größer sein als im
Normalfall, was anhand der erhöhten Lichtintensität des
Signals des fünften Lichtwellenleiters 46 erkannt wer
den könnte. Bei Normalbetrieb, d. h. bei Betrieb der
Sicherheitseinrichtung ohne Auslösung der Auslöseein
heit 52 wird also anhand des Lichtsignals des fünften
Lichtwellenleiters 46 sowohl die Beschleunigung bzw.
Verzögerung ermittelt als auch die Funktionsbereit
schaft der gesamten Sicherheitseinrichtung 10, insbe
sondere der Auslöseeinheit 52 überwacht. Durch ent
sprechende Anzeigen, die im Falle eines Defektes (Kurz
schluß oder Drahtbruch) angesteuert werden, kann der
Defekt der Sicherheitseinrichtung 10 angezeigt werden.
Sobald in der Auswerteeinrichtung 14 anhand der Aus
gangssignale der beiden elektronischen Vergleichsein
richtungen 36 und 50 festgestellt wird, daß die augen
blickliche Beschleunigung bzw. Verzögerung gleich einem
oder größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, bei
dem die Insassen-Schutzvorrichtung der Sicherheitsein
richtung 10 aktiviert werden soll, erzeugt die Aus
werteeinrichtung 14 das optische Auslösesignal. Dies
geschieht dadurch, daß der Signalgenerator 28 der
Lichtquelle 26 ein elektrisches (Auslöse-)Signal zu
führt, bei dem die Lichtquelle 26 einen Lichtimpuls
höherer Intensität als bei Normalbetrieb ausgibt.
Dieser Lichtimpuls hoher Intensität resultiert hinter
dem Filterelement 24 in einem optischen Lichtsignal
erhöhter Lichtintensität auf dem dritten Lichtwellen
leiter 38. Aus dem opto-elektrischen Wandler 42 der
Auslöseeinrichtung 16 wird bei Empfang dieses Auslöse
signals erhöhter Lichtintensität über das Kopplungs
netzwerk 60 ein elektrisches Signal ausgekoppelt, mit
dem der elektronische Schalter 58 geschlossen wird.
Jetzt liegt die Auslöseeinheit 52 parallel zum Ausgang
des Energiespeichers 56, der seine gespeicherte Energie
an die Auslöseeinheit 52 abgibt. Diese gespeicherte
Energie ist ausreichend hoch, um die Auslöseeinheit 52
auszulösen und die Insassen-Schutzvorrichtung zu akti
vieren.
Eines der wesentlichen Merkmale der in Fig. 1 darge
stellten Auslöseelektronik der passiven Sicherheitsein
richtung 10 besteht darin, daß die drei Funktionsblöcke
bzw. Komponenten der Sicherheitseinrichtung, nämlich
die Sensoreinrichtung 12, die Auswerteeinrichtung 14
und die Auslöseeinrichtung 16 ausschließlich über die
Lichtwellenleiter 30, 32, 38, 40, 46 miteinander verbunden
sind, die Kommunikation zwischen den drei Komponenten
also ausschließlich über optische Lichtsignale erfolgt.
Damit ist eine Störanfälligkeit der Sicherheitseinrich
tung 10 aufgrund eingekoppelter externer elektromagne
tischer Störsignale nicht mehr gegeben. Die Anordnung
und Aufteilung der einzelnen Bestandteile der bzw. auf
die Sensoreinrichtung 12, Auswerteeinrichtung 14 und
Auslöseeinrichtung 16 ist derart gewählt, daß lediglich
der Auswerteeinrichtung 14 extern elektrische Energie,
nämlich für die Lichtquelle 26 zugeführt werden muß.
Die Versorgungsleitungen für die Lichtquelle 26 bzw.
den Signalgenerator 28 sind die einzigen zur Sicher
heitseinrichtung 10 hin führenden elektrischen Verbin
dungsleitungen. Über diese Verbindungsleitungen einge
koppelte elektromagnetische Störsignale haben keinerlei
Auswirkungen auf die Arbeitsweise der Sicherheitsein
richtung 10. Ein weiteres Merkmal der hier beschriebe
nen Sicherheitseinrichtung 10 besteht darin, daß zur
Erhöhung der Funktionssicherheit die Beschleunigung
bzw. Verzögerung anhand mehrerer optischer Lichtsignale
doppelt ermittelt wird. Je nach Auslegung des Systems
ist es möglich, die Auslöseeinheit 52 zu aktivieren,
wenn ein Ausgangssignal der beiden Vergleichseinrich
tungen 36, 50 oder wenn beide Ausgangssignale der Ver
gleichseinrichtungen 36, 50 das Erreichen oder Über
schreiten einer vorgegebenen Beschleunigung anzeigen.
Schließlich wird der Auslöseeinrichtung 16 neben dem
Auslösesignal zum Aktivieren der Insassen-Schutzvor
richtung im Normalbetrieb ein optisches Überwachungs
signal zum Überwachen der Funktionstüchtigkeit der Aus
löseeinrichtung 16 zugeführt. Hierzu ist lediglich eine
weitere Lichtwellenleiterverbindung, nämlich der fünfte
Lichtwellenleiter 46 erforderlich, der aber wegen der
zweifachen Ermittlung der Beschleunigung bzw. Verzöge
rung sowieso vorhanden ist.
In den Fig. 2 und 3 sind schematisch eine Draufsicht
und ein Schnitt durch das "Innenleben" eines optisch-
mechanischen Beschleunigungssensors 110 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Beschleu
nigungssensor 110 weist ein Gehäuse 112 auf, in das ein
Eingangs-Lichtleiter 114 hineingeführt und aus dem ein
Ausgangs-Lichtleiter 116 herausgeführt ist. Die Enden
114a, 116a beider Lichtleiter 114, 116 sind im Gehäuse
112 mittels Klemmen 118 derart festgelegt, daß die End
flächen der Lichtleiterenden 114a, 116a in geringem Ab
stand einander gegenüberliegend angeordnet sind. In dem
Zwischenraum zwischen den beiden Enden 114a, 116a ist
eine Lochplatte 120 mit einem Durchgangsloch 122 einge
taucht. Die Lochplatte 120 ist an einer Führungsschiene
124 verschiebbar geführt, die auf dem Boden des Ge
häuses 112 angeordnet ist. Die Führungsschiene 124 er
streckt sich rechtwinklig zur optischen Achse 126 der
beiden Lichtleiter 114, 116, so daß die Lochplatte 120
quer zur optischen Achse 126 vor- und zurückbewegbar
ist. An der Lochplatte 120 greift das eine Ende einer
Schraubenfeder 128 an, dessen anderes Ende an einem
Halteteil 130 angebracht ist.
Der Beschleunigungssensor 110 wird derart an dem Gegen
stand, dessen Beschleunigung gemessen werden soll, an
geordnet, daß die Lochplatte 120 in Richtung der zu
messenden Beschleunigungen (und entgegengesetzt dazu)
bewegbar ist. Eine mögliche Meßrichtung ist in den
Fig. 2 und 3 durch den Pfeil 132 angedeutet.
Bei Beschleunigung in Richtung des Pfeils 132 wird die
Lochplatte 120 ausgelenkt, wobei sie sich entlang der
Führungsschiene 124 verschiebt. Je nach der Richtung,
in der die Beschleunigung wirkt, und der Größe der Be
schleunigung wird die Lochplatte 120 so weit verscho
ben, daß das Durchgangsloch 122 in den Bereich zwischen
die Enden 114a, 116a der beiden Lichtleiter 114, 116 ge
langt und mit den Lichtleiterenden 114a, 116a fluchten.
In dieser Position der Lochplatte 120 trifft das aus
dem Ende 114a des Eingangs-Lichtleiters 114 austretende
Licht auf das Ende 116a des Ausgangs-Lichtleiters 116
auf und wird über diesen weitertransportiert, so daß
der Ausgangs-Lichtleiter 116 ein Lichtsignal führt. Bei
einer bezüglich ihrer Richtung und Größe bestimmten Be
schleunigung gelangt das Licht des Eingangs-Lichtlei
ters 114, das ansonsten durch die Lochplatte 120 gegen
über dem Ausgangs-Lichtleiter 116 abgeschirmt ist, zu
mindest kurzzeitig zum Ausgangs-Lichtleiter-Ende 116a
oder aber dauerhaft, wenn die Auslenkbewegung der Loch
platte 120 durch einen z. B. in der Führungsschiene 124
angeordneten Anschlag begrenzt ist.
Die Lochplatte 120 stellt im weitesten Sinne ein
optisches Element 134 dar, das die Übertragung des den
Eingangs-Lichtleiter 114 verlassenden Lichts zum Aus
gangs-Lichtleiter 116 in Abhängigkeit von der auf die
Lochplatte 120 wirkenden Beschleunigung beeinflußt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen ein drittes Ausführungsbei
spiel eines Beschleunigungssensors 140. Die den Teilen
des Beschleunigungssensors 110 gemäß Fig. 2 und 3 ent
sprechenden Teile des Beschleunigungssensors 140 sind
mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem Be
schleunigungssensor 140 sind die Enden 114a, 116a der
Lichtleiter 114, 116 um 90° gegeneinander verdreht im
Gehäuse 112 festgelegt. Das den Eingangs-Lichtleiter
114 verlassende Licht fällt auf ein optisches Element
142, das um eine von dem Gehäuseboden senkrecht ab
stehende Vertikalachse 144 drehbar ist. Das optische
Element 142 weist einen beschwerten zur Drehachse 144
parallel verlaufenden Rand 142a auf, wobei die Achse
144 außerhalb des Masseschwerpunktes des optischen
Elements 142 verläuft. Zwischen dem optischen Element
142 und dem Gehäuse 112 ist eine Spiralfeder 146 ange
ordnet, deren innenliegendes Ende mit dem optischen
Element 142 und deren außenliegendes Ende an dem Ge
häuse festgelegt ist.
Fig. 4 zeigt die Ausgangsposition des optischen Elemen
tes 142 bei einer Beschleunigung von Null. Infolge der
durch das beschwerte Ende (Rand 142a) erzeugten Unwucht
des optischen Elements 142 wird dieses verdreht, wenn
auf das optische Element 142 Beschleunigungskräfte in
Richtung des Pfeils 148, also in einer zur Ebene der
Erstreckung des optischen Elements nicht parallelen
Richtung, wirken. Je nach der Größe der Beschleunigung
in Richtung des Pfeils 148 wird das optische Element
142 mehr oder weniger ausgelenkt. Sofern die Beschleu
nigung derart stark ist, daß das optische Element 142
aus der in Fig. 4 gezeigten Lage um ca. 90° gedreht
wird, wird das das Ende 114a des Eingangs-Lichtleiters
114 in Richtung der optischen Achse 126 verlassende
Licht von der Fläche 142b des optischen Elements 142
zum Ende 116a des Ausgangs-Lichtleiters 116 hin reflek
tiert. Das optische Element 142 weist zu diesem Zweck
entweder eine verspiegelte Fläche 142b auf oder aber es
besteht aus einem Material, dessen Brewster-Winkel
(Winkel der Totalreflexion) derart ist, daß das auf die
Fläche 142b auftreffende Licht des Eingangs-Lichtlei
ters 114 in einer Winkelstellung des optischen Elemen
tes 142 zum Ausgangs-Lichtleiter 116 hin totalreflek
tiert wird.
Ein viertes Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungs
sensors 150 ist schematisch in den Fig. 6 und 7 darge
stellt, wobei die den Teilen des Beschleunigungssensors
110 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2 und
3) entsprechenden Teile des Beschleunigungssensors 150
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Die beiden Lichtleiter 114, 116 sind durch die Klemmen
118 derart im Gehäuse 112 festgelegt, daß ihre Enden
114a, 116a in vergleichsweise großem Abstand einander
gegenüberliegend angeordnet sind. Die Stirnflächen
114b, 116b der beiden Lichtleiter-Enden 114a, 116a ver
laufen parallel zueinander, wobei die optische Achse
126 zwischen den beiden Lichtleitern 114, 116 beide
Stirnflächen 114b, 116b schneidet und senkrecht auf
diesen steht. Im Bereich zwischen den beiden Licht
leiter-Enden 114a, 116a ist eine Linse 152 angeordnet,
die von einem Halteelement 154 gehalten ist. Die Linse
152 liegt auf der optischen Achse 126. Das Halteelement
154 ist verschiebbar an einer Doppel-Führungsschiene
156a, 156b geführt. Zwischen einer der Halteklemmen 118
und dem Halteelement 154 befinden sich zwei Schrauben
federn 158. Jede Schraubenfeder 158 ist koaxial zu
einer der Führungsschienen 156a, 156b angeordnet, die
von der betreffenden Feder umgeben wird. Die Schrauben
federn 158 sind einerseits mit der Halteklemme 118 und
andererseits mit dem Halteelement 154 verbunden.
In den Fig. 6 und 7 ist das Halteelement 154 in der
jenigen Position eingezeichnet, die es bei der Be
schleunigung Null einnimmt. Sobald auf das Halteelement
154 (und die Linse 152) eine Beschleunigung in Richtung
des Pfeils 169 wirkt (etwa als Folge einer Verzögerung
in zum Pfeil 169 entgegengesetzter Richtung bei einem
Auffahrunfall eines mit dem Beschleunigungssensor 150
versehenen Kraftfahrzeuges), verschiebt sich das Halte
element 154 samt Linse 152 in Richtung des Pfeils 169
gegen die Kraft der Federn 158. Wie man anhand von
Fig. 7 erkennen kann, existiert eine Verschiebeposi
tion, in der die beiden Brennpunkt 162 der Linse 152 in
den Stirnflächen 114b, 116b der beiden Lichtleiter-Enden
114a, 116b liegen. In dieser Verschiebeposition wird
nahezu das gesamte Licht des Eingangs-Lichtleiters 114
in das Ende 116a des Ausgangs-Lichtleiters 116 einge
speist. In sämtlichen anderen Verschiebepositionen der
Linse 152 gelangt wesentlich weniger Licht zum Aus
gangs-Lichtleiter 116. Anhand der Intensität des Lichts
des Ausgangs-Lichtleiters 116 kann also erkannt werden,
ob die wirkende Beschleunigung größer als ein oder
gleich einem vorgegebenen Schwellwert ist. Wird der
Verschiebeweg des Halteelements durch z. B. einen An
schlag an dieser exponierten Verschiebeposition be
grenzt, führt der Ausgangs-Lichtleiter 116 fortwährend
das intensive Licht, wenn die Beschleunigung gleich dem
oder größer als der Schwellwert ist. Das intensive
Licht des Ausgangs-Lichtleiters 116 kann, wie bei den
übrigen hier beschriebenen Beschleunigungssensoren z. B.
zur Auslösung eines passiven Airbag-Sicherheitssystems
eines Kraftfahrzeuges, also zum Zünden des Gasgenera
tors genutzt werden.
Die Fig. 8 und 9 zeigen die Draufsicht und eine
Schnittansicht eines Beschleunigungssensors 170 gemäß
eines fünften Ausführungsbeispiels. Den Teilen des Be
schleunigungssensors 110 nach Fig. 2 und 3 ent
sprechende Teile des Beschleunigungssensors 170 sind
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 und 9 ist
eines der Enden der Lichtleiter, und zwar dasjenige des
Eingangs-Lichtleiters 114 in Richtung der die beiden
Lichtleiter-Enden 114a, 116a verbindenden optischen
Achse 126 verschiebbar angeordnet. Zu diesem Zweck ist
das Ende 114a des Eingangs-Lichtleiters 114 an einem
Halteelement 172, das in Richtung der optischen Achse
126 längsverschiebbar zwischen zwei Führungsschienen
174 geführt ist, positioniert und befestigt. An dem dem
Halteelement 172 gegenüberliegenden Ende der Führungs
schiene 174 ist ein feststehendes Halteelement 176 an
gebracht, das das Ende 116a des Ausgangs-Lichtleiters
116 in Position hält. Zwischen den beiden Halteelemen
ten 172, 176 ist eine Schraubenfeder 178 angeordnet. Bei
in Richtung des Pfeils 179 auf das verschiebbare Halte
element 172 wirkenden Beschleunigungskräften wird die
ses gegen die Kraft der Feder 178 auf das Ende 116a des
Ausgangs-Lichtleiters 116 zu verschoben. Je nachdem
welchen Abstand die beiden Lichtleiter-Enden 114a, 116a
voneinander haben, gelangt mehr oder weniger Licht des
Eingangs-Lichtleiters 114 zum Ausgangs-Lichtleiter 116.
Die Intensität des Lichts des Ausgangs-Lichtleiters 116
ist also ein Maß für die wirkende Beschleunigung. Durch
Verwendung einer zusätzlichen Abbildungsoptik in Form
zweier Linsen, die durch entsprechende sphärische Aus
gestaltung der Stirnflächen 114b, 116b der Lichtleiter-
Enden 114a, 116a gebildet sind, wird der Wirkungsgrad
der Lichtaus- und -einkopplung erheblich verbessert,
wenn das Halteelement 172 für das bewegbare Ende 114a
des Eingangs-Lichtleiters 114 eine bestimmte Ver
schiebeposition erreicht hat, auf das Halteelement 172
also eine bestimmte Mindestbeschleunigung wirkt.
Ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Beschleunigungs
sensors 180 ist schematisch in Fig. 10 wiedergegeben.
Soweit möglich, sind in Fig. 10 die den Teilen des Be
schleunigungssensors 110 nach den Fig. 2 und 3 ent
sprechenden Teile des Beschleunigungssensors 180 mit
den gleichen Bezugszeichen versehen. Anstelle der bei
den Beschleunigungssensoren der vorherigen Ausführungs
beispiele verwendeten mechanischen Rückstellfedern für
das jeweils bewegbare Element des Feder-Masse-Systems
wird bei dem Beschleunigungssensor 180 gemäß Fig. 10
eine "pneumatische Feder" zur Aufbringung der Rück
stellkraft eingesetzt. Zwischen den beiden auf der ge
meinsamen optischen Achse 126 einander gegenüberliegen
den Enden 114a, 116a der Lichtleiter 114, 116 ist ein
hohlzylindrischer Glaskörper 182 mit mindestens einem
gasdicht verschlossenen Stirnende 182a angeordnet.
Innerhalb des Glaskörpers 182 befindet sich ein
optisches Element 184 z. B. in Form eines transparenten
Teils aus Glas. Das optische Element 184 wird von zwei
Halteteilen 186 gehalten, die über Dichtungsringe 188
an der Innenfläche des hohlzylindrischen Glaskörpers
182 anliegen und dort geführt sind. Die Dichtungsringe
188 schließen gasdicht an der Innenfläche des Glaskör
pers 182 ab. Der Raum 190 zwischen den gasdicht ver
schlossenen Stirnenden 182a und dem diesen zugewandten
Halteteil 186 ist mit einem Gas ausgefüllt.
Fig. 10 zeigt die Verhältnisse für den Fall, daß auf
das optische Element 184 mit dem Halteteil 186 keine
Beschleunigungskräfte wirken. In diesem Zustand nimmt
das optische Element 184 eine Position außerhalb der
optischen Achse 126 zwischen den beiden Lichtleiter-
Enden 114a, 116a ein. Eines der nicht-transparenten
Halteteile 186 schneidet die optische Achse 126, so daß
der Ausgangs-Lichtleiter 116 von dem aus dem Eingangs-
Lichtleiter 114 austretenden Licht abgeschirmt ist.
Wirken auf das optische Element 184 und dessen Halte
teile 186 in Richtung des Pfeils 192 Beschleunigungs
kräfte, verschiebt sich das optische Element 184 inner
halb des hohlzylindrischen Glaskörpers 182; denn über
die Dichtungsringe 188 liegen die Halteteile 186 des
optischen Elements 184 gleitend verschiebbar an der
Innenfläche des Glaskörpers 182 an. Das optische
Element 184 bewegt sich also in Richtung des Pfeils
192, wobei eine Komprimierung des Gases im Raum 190
erfolgt. Ist die Beschleunigung genügend groß, wird das
optische Element 184 soweit gegen den steigenden Druck
des Gases im Raum 190 bewegt, daß das optische Element
184 auf der optischen Achse 126 liegt, Licht des Ein
gangs-Lichtleiters also durch den hohlzylindrischen
Glaskörper 182 und das optische Element 184 hindurch in
den Ausgangs-Lichtleiter 116 eingekoppelt wird.
Claims (50)
1. Passive Sicherheitseinrichtung, insbesondere Air
bagsystem, zum Schutz der Insassen eines Fahrzeu
ges, Land-, Schienenfahrzeuges o. dgl. vor Ver
letzungen bei Unfällen, mit
- - einer Sensoreinrichtung (12) zur Erfassung der Fahrzeugbeschleunigungen und -verzögerungen,
- - einer mit der Sensoreinrichtung (12) verbunde nen Auswerteeinrichtung (14) zum Auswerten des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung (12) und
- - einer mit der Auswerteeinrichtung (14) verbun denen Auslöseeinrichtung (16) zum Aktivieren einer Insassen-Schutzvorrichtung zum Schützen der Insassen vor Verletzungen auf den Empfang eines Auslösesignals hin,
dadurch gekennzeichnet
- - daß das Ausgangssignal der Sensoreinrichtung (12) und/oder das Auslösesignal für die Aus löseeinrichtung (16) jeweils ein optisches Lichtsignal ist und
- - daß die Sensoreinrichtung (12), die Auswerte einrichtung (14) und/oder die Auslöseeinrich tung (16) mittels Lichtwellenleiter (30, 32, 38, 40, 46) verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Sensoreinrichtung (12) mit einer
optischen Einheit (18) zur Erzeugung eines der er
faßten Beschleunigung oder Verzögerung ent
sprechenden optischen Ausgangssignals versehen
ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net,
- - daß die optische Einheit (18) der Sensorein richtung (12) ein optisches Filterelement (24) mit veränderbaren Transmissionseigenschaften ist,
- - daß eine lichtaussendende Einrichtung dem Ein gang des optischen Filterelementes (24) vorge schaltet und eine lichtempfangende Einrichtung dem Ausgang des optischen Filterelementes (24) nachgeschaltet ist und
- - daß das optische Filterelement (24) derart be wegbar angeordnet ist, daß es sich zur Verände rung seiner Transmissionseigenschaften in Ab hängigkeit von dem Maß der Beschleunigung oder Verzögerung relativ zur optischen Achse zwischen der lichtaussendenden und der licht empfangenden Einrichtung bewegt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Sensoreinrichtung (12) ein Feder-
Masse-System (18) mit einem Federelement (20) und
einem mit diesem gekoppelten bei Beschleunigung
oder Verzögerung auslenkbaren Trägheits-Masse
körper (22) aufweist und daß der Massekörper (22)
mit dem optischen Filterelement (24) gekoppelt
ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Sensoreinrichtung (12) ein Feder-
Masse-System (18) mit einem Federelement (20) auf
weist, wobei das Federelement (20) mit dem den
Trägheits-Massekörper des Feder-Masse-Systems (18)
bildenden optischen Filterelement (24) gekoppelt
ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das optische Filterele
ment (24) in Querrichtung zur optischen Achse be
trachtet bereichsweise unterschiedliche Transmis
sionseigenschaften aufweist und daß das optische
Filterelement (24) quer zur optischen Achse beweg
bar ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß das optische Filterele
ment (24) derart ausgestaltet ist, daß seine
Transmissionseigenschaften kontinuierlich oder
schrittweise unterschiedlich sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß das optische Filterele
ment (24) im Strahlengang zwischen einem Licht zum
optischen Filterelement leitenden ersten Lichtwel
lenleiter (30) und einem zweiten Lichtwellenleiter
(32) angeordnet ist, der das das optische Filter
element (24) verlassende Licht aufnimmt und
weiterleitet.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß infolge der in Abhängig
keit von der Beschleunigung oder Verzögerung
unterschiedlichen Transmissionseigenschaften des
optischen Filterelementes (24) die Intensität des
aus diesem austretenden Lichtes bei konstanter
Intensität des einfallenden Lichtes entsprechend
der Beschleunigung oder Verzögerung verändert ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß aus dem Intensitäts
unterschied zwischen dem dem optischen Filterele
ment (24) zugeführten Lichtsignal und dem aus dem
optischen Filterelement (24) austretenden Licht
signal das Maß für die Beschleunigung oder Ver
zögerung ermittelbar ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung
(14) eine Lichtquelle (26) aufweist, deren Licht
über einen ersten Lichtwellenleiter (30) der
optischen Einheit (18) der Sensoreinrichtung (12)
zugeführt wird, und daß das von der optischen Ein
heit (18) in Abhängigkeit von der Beschleunigung
oder Verzögerung umgesetzte Licht der Lichtquelle
(26) über einen zweiten Lichtwellenleiter (32) der
Auswerteeinrichtung (14) zugeführt wird.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Auswerteeinrichtung (14) eine Ver
gleichseinrichtung (36) aufweist, die ein die
Intensität des Lichtes der Lichtquelle (26) reprä
sentierendes Signal mit einem die Intensität des
Lichtes des zweiten Lichtwellenleiters (32) reprä
sentierenden Signal vergleicht und auf der Grund
lage des Vergleichs ein das Maß der Beschleunigung
oder Verzögerung repräsentierendes Ausgangssignal
ausgibt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ,12, da
durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung
(14) beim Erreichen/Überschreiten und/oder beim
Unterschreiten eines vorgegebenen Beschleunigungs
maßes an die Auslöseeinrichtung (16) das Auslöse
signal zum Aktivieren der Insassen-Schutzvorrich
tung ausgibt.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Auslösesignal ausgegeben wird, sobald
das Ausgangssignal einen Lichtintensitätsunter
schied repräsentiert, der größer als ein oder
gleich einem vorgegebenen ersten Schwellwert oder
kleiner als ein vorgegebener zweiter Schwellwert
ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung
(16) eine Auslöseeinheit (52) zum Aktivieren der
Insassen-Schutzvorrichtung und eine Überwachungs
einrichtung zum Überwachen der Auslöseeinheit (52)
auf eventuelle Defekte aufweist.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß der Auslöseeinrichtung (16) zum Über
wachen der Auslöseeinheit (52) über einen dritten
Lichtwellenleiter (38) ein Lichtsignal zugeführt
wird und daß der Auswerteeinrichtung (14) über
einen fünften Lichtwellenleiter (46) ein dem
Lichtsignal des dritten Lichtwellenleiters (38)
entsprechendes Lichtsignal von der Auslöseeinrich
tung (16) zugeführt wird, wobei die Auswerteein
richtung (14) anhand des Lichtes des fünften
Lichtwellenleiters (46) überprüft, ob die Auslöse
einheit (52) intakt ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Licht
quelle (26) der Auswerteeinrichtung (14) und dem
optischen Filterelement (24) ein vierter Lichtwel
lenleiter (40) angeordnet ist, dessen das optische
Filterelement (24) durchdringendes Licht über den
dritten Lichtwellenleiter (38) der Auslöseeinrich
tung (16) zugeführt wird.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß das der Auslöseeinrichtung (16) zuge
führte Lichtsignal des dritten Lichtwellenleiters
(38) in ein elektrisches Signal umgesetzt wird,
mit dem eine in Reihe mit der Auslöseeinheit (52)
geschaltete Lichtquelle (44) betrieben wird, deren
Licht über den fünften Lichtwellenleiter (46) der
Auswerteeinrichtung (14) zugeführt wird, wobei das
elektrische Signal derart gewählt ist, daß die
Auslöseeinheit (52) die Insassen-Schutzvorrichtung
nicht aktiviert.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinheit
(52) die Insassen-Schutzvorrichtung auf dasjenige
elektrische Signal hin aktiviert, das sich aus dem
optischen Auslösesignal ergibt.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich
net, daß die Auslöseeinrichtung (16) einen Ener
giespeicher (56) aufweist und daß der Energie
speicher (56) auf das Auslösesignal hin mit der
Auslöseeinheit (52) koppelbar ist und seine ge
speicherte Energie an die Auslöseeinheit (52) ab
gibt.
21. Einrichtung nach den Ansprüchen 18 und 20, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Energiespeicher (56) zum
Speichern von Energie das in der Auslöseeinrich
tung (16) aus dem optischen Lichtsignal des drit
ten Lichtwellenleiters (38) umgesetzte elektrische
Signal zuführbar ist.
22. Verfahren zum Auslösen einer passiven Sicherheits
einrichtung, insbesondere eines Airbagsystems, zum
Schutz der Insassen eines Fahrzeuges, Luft-,
Schienenfahrzeuges o. dgl. vor Verletzungen bei Un
fällen, bei dem
- - die Beschleunigung oder Verzögerung durch eine Sensoreinrichtung (12) ermittelt wird, die ein dem Meßwert entsprechendes Ausgangssignal aus gibt, und
- - ein Auslösesignal zum Aktivieren einer Insassen-Schutzvorrichtung für die Insassen an eine separat von der Sensoreinrichtung (12) angeordnete Auslöseeinrichtung (16) ausgegeben wird, wenn die dem Ausgangssignal der Sensor einrichtung (12) entsprechende Beschleunigung oder Verzögerung einen vorgegebenen Schwellwert erreicht/ übersteigt oder unterschreitet,
dadurch gekennzeichnet
daß zum Aktivieren der Insassen-Schutzvorrichtung
ein optisches Lichtsignal als Auslösesignal er
zeugt wird, das der Auslöseeinrichtung (16) durch
einen optischen Lichtwellenleiter (38) zugeführt
wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich
net, daß das Ausgangssignal der Sensoreinrichtung
(12) einer separat von der Sensoreinrichtung (12)
und der Auslöseeinrichtung (16) angeordneten Aus
werteeinrichtung (14) zugeführt wird, und daß das
Ausgangssignal der Sensoreinrichtung (12) eben
falls als optisches Lichtsignal erzeugt wird, das
der Auswerteeinrichtung (14) über einen optischen
Lichtwellenleiter (32) zugeführt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lichtintensität des
optischen Ausgangssignals der Sensoreinrichtung
(12) in Abhängigkeit von der Beschleunigung oder
Verzögerung verändert ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, da
durch gekennzeichnet, daß der Sensoreinrichtung
(12) ein optisches Lichtsignal zugeführt wird,
dessen Lichtintensität durch eine optische Ein
richtung (18) in Abhängigkeit von der Beschleuni
gung oder Verzögerung verändert wird, und daß die
Beschleunigung oder Verzögerung anhand des Licht
intensitätsunterschiedes ermittelt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, da
durch gekennzeichnet, daß der Auslöseeinrichtung
(16) zur Überwachung ein optisches Lichtsignal zu
geführt wird, dessen Lichtintensität derart ge
wählt ist, daß die Auslöseeinrichtung (16) die
Insassen-Schutzvorrichtung nicht aktiviert und daß
ein dem empfangenen optischen Lichtsignal ent
sprechendes optisches Lichtsignal von der Auslöse
einrichtung (16) an die Auswerteeinrichtung (14)
zugeführt wird, wobei anhand dieses Lichtsignals
die Funktionstüchtigkeit der Auslöseeinrichtung
(16) überprüft wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, da
durch gekennzeichnet, daß der Auslöseeinrichtung
(16) über einen Lichtwellenleiter (38) sowohl das
Überwachungssignal als auch das Auslösesignal zu
geführt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeich
net, daß die Lichtintensitäten von Überwachungs-
und Auslösesignal unterschiedlich sind.
29. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor, insbe
sondere für passive Sicherheitseinrichtungen, wie
Airbag-Systeme, zum Schutz der Insassen eines
Fahrzeuges vor Verletzungen bei Unfällen, mit
- - einem optischen Eingangs-Lichtleiter (114),
- - einem optischen Ausgangs-Lichtleiter (116) und
- - einer Lichtübertragungseinrichtung zum Übertra gen des einfallenden Lichtes des Eingangs- Lichtleiters (114) zum Ausgangs-Lichtleiter (116),
- - wobei die Lichtübertragungseinrichtung als Feder-Masse-System ausgebildet und bei auftre tenden Beschleunigungen bewegbar ist und sich bei nicht wirkender Beschleunigung in einer Ausgangsposition befindet und/oder in dieser überführt wird, wobei sich die Lichtübertra gungseigenschaften der Lichtübertragungsein richtung in Abhängigkeit von dessen Bewegung und/oder Bewegungsmaß derart verändern, daß das in den Ausgangs-Lichtleiter (116) eingespeiste Licht ein Maß für die wirkende Beschleunigung ist.
30. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtübertragungseinrichtung federelastisch ist
und/oder federelastisch angeordnet ist.
31. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Lichtleiter (114, 116) mit ihren Enden
(114a, 116a) gegenüberliegend und voneinander beab
standet angeordnet sind, daß ein federelastisches
und/oder federelastisch gehaltenes und in Richtung
der Federkraft sowie entgegengesetzt dazu bewegbar
geführtes optisches Element (134) vorgesehen ist,
daß zwischen den Enden (114a, 116a) der beiden
Lichtleiter (114, 116) angeordnet und/oder in den
Zwischenraum zwischen den Enden (114a, 116a) der
beiden Lichtleiter (114, 116) hinein und aus diesem
heraus bewegbar ist (Fig. 2 und 3).
32. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekenn
zeichnet, daß das optische Element (134) in Be
wegungsrichtung betrachtet bereichsweise unter
schiedliche Transmissionseigenschaften, vorzugs
weise einen ansteigenden oder abfallenden Trans
missionsgrad aufweist (Fig. 2 und 3).
33. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das
optische Element (134) als optischer Graukeil, als
lichtundurchlässiges vorzugsweise plattenförmiges
Element (120) mit einem oder mehreren Löchern,
Schlitzen, Spalten, vorzugsweise jeweils keilför
mig, oder als optisches Stufenfilter ausgebildet
ist (Fig. 2 und 3).
34. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das
Stufenfilter als Glasplatte ausgebildet ist, deren
eine Hälfte als 50%-Transmissionsfilter ausgebil
det ist und die andere Hälfte aus einem Material
mit im wesentlichen einem Transmissionsfaktor von
nahe 1 besteht (Fig. 2 und 3).
35. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtübertragungseinrichtung als Lichtablenk
einheit ausgebildet ist, auf die das Licht des
Eingangs-Lichtleiters (114) auftrifft, und daß die
Lichtablenkeinheit bewegbar in Abhängigkeit von
der Beschleunigung ist und bei Wirkung einer Be
schleunigung, die größer ist als ein vorgegebener
Schwellwert, in einer Bewegungsposition das von
Eingangs-Lichtleiter (114) kommende Licht auf den
Ausgangs-Lichtleiter (116) hin ablenkt (Fig. 4
und 5).
36. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lichtablenkeinheit ein drehbarer Reflexions
Spiegel ist (Fig. 4 und S).
37. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht
ablenkeinheit ein drehbares lichtdurchlässiges
optisches Element (144) ist, das in Abhängigkeit
von seiner Drehposition das auftreffende Licht des
Eingangs-Lichtleiters (114) totalreflektiert und
zum Ausgangs-Lichtleiter (116) hin überträgt
(Fig. 4 und 5).
38. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 35 und 36 oder 37, dadurch gekennzeich
net, daß auf die Lichtablenkeinheit eine Rück
stellkraft (Kraft der Feder 146) zum Zurückdrehen
der Lichtablenkeinheit bei nicht mehr wirkender
Beschleunigung in die Ausgangsposition und zum
Halten der Lichtablenkeinheit in der Ausgangsposi
tion wirkt (Fig. 4 und 5).
39. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtübertragungsvorrichtung als Linsenanord
nung (152) ausgebildet ist, die längsverschiebbar
entlang einer optischen Achse (126) zwischen den
Enden (114a, 116a) der beiden Lichtleiter (114, 116)
verschiebbar ist (Fig. 6 und 7).
40. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Lin
senanordnung (152) von einem verschiebbar geführ
ten Halteelement (154) gehalten ist, auf das eine
Rückstellkraft (Kraft der Federn 158) zum Zurück
drehen der Linsenanordnung (152) bei nicht mehr
wirkender Beschleunigung in die Ausgangsposition
und zum Halten der Linsenanordnung (152) in der
Ausgangsposition wirkt (Fig. 6 und 7).
41. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß sich die
Linsenanordnung bei Beschleunigungen, die betrags
mäßig größer als ein oder gleich einem vorgegebe
nen Schwellwert sind, in eine Verschiebeposition
und, je nach Größe der Beschleunigung, darüber
hinaus bewegt wird, in der das die Linsenanordnung
(152) passierende Licht auf das Ende (16a) des
Ausgangs-Lichtleiters (116) fokussiert ist (Fig.
6 und 7).
42. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtübertragungseinrichtung ein auf das Ende
(116a) des Ausgangs-Lichtleiters (116) zu und/oder
von diesem weg bewegbares Halteelement (172) auf
weist, an dem das Ende (114a) des Eingangs-Licht
leiters (114) festgelegt ist, und daß an das
Halteelement (172) eine Rückstellkraft (Kraft der
Feder 178) zum Zurückbewegen des Halteelementes
(172) bei nicht wirkender Beschleunigung in die
Ausgangsposition und zum Halten des Halteelements
(172) in der Ausgangsposition wirkt (Fig. 8 und
9).
43. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden
(114a, 116a) der beiden Lichtleiter (114, 116) auf
einer gemeinsamen optischen Achse (126) angeordnet
sind und daß das Halteelement (172) für das Ende
(114a) des Eingangs-Lichtleiters (114) entlang der
optischen Achse (126) vor- und zurückbewegbar ist
(Fig. 8 und 9).
44. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtübertragungseinrichtung einen zwischen
den Enden (114a, 116a) der beiden Lichtleiter
(114, 116) angeordneten Hohlzylinder (182) mit
lichtdurchlässigem Mantel aufweist, daß in dem
Hohlzylinder (182) ein an dessen Innenfläche gas
dicht anliegendes optisches Element (184) angeord
net ist, das entlang der Längsachse des Hohlzylin
ders in diesem gleitend verschiebbar ist, und daß
mindestens eines der Stirnenden (182a) des Hohl
zylinders (182) gasdicht verschlossen ist und der
Raum (190) zwischen diesem Stirnende (182a) und
dem optischen Element (184) mit Gas gefüllt ist
(Fig. 10).
45. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
einem der Ansprüche 29 bis 44, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Erzeugung der Rückstellkraft
eine mechanische Federvorrichtung und/oder eine
pneumatische Federvorrichtung vorgesehen ist bzw.
sind.
46. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
einem der Ansprüche 29 bis 45, dadurch gekenn
zeichnet, daß an den Enden (114a, 116a) der beiden
Lichtleiter (114, 116) jeweils eine Abbildungsoptik
angeordnet ist.
47. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab
bildungsoptiken als Linsensysteme ausgebildet
sind.
48. Optisch-mechanischer Beschleunigungssensor nach
Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die End
flächen (114b, 116b) der Enden (114, 116) der beiden
Lichtleiter (114, 116) zu Linsen ausgebildet sind.
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