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Dokumentenidentifikation DE19536437A1 03.04.1997
Titel Crashsensor für ein Insassenschutzsystem eines Fahrzeuges
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
DE-Anmeldedatum 29.09.1995
DE-Aktenzeichen 19536437
Offenlegungstag 03.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse B60R 21/32
IPC-Nebenklasse H01H 35/14   G01P 15/13   
IPC additional class // B60R 16/02  
Zusammenfassung Eine ringförmige seismische Masse (2) ist auf einem Führungskörper (3), in dem ein Magnet (1) eingelagert ist, zwischen zwei Endlagen bewegbar, wobei die seismische Masse (2) normalerweise, also ohne Beschleunigung durch einen Crash, durch eine durch den speziell ausgebildeten Magneten erzeugte Rückstellkraft in eine erste Endlage gedrückt ist. Vorgesehen ist mindestens ein durch die bewegliche seismische Masse (2) elektrisch steuerbarer Schalter, der zwei im wesentlichen im Mantelbereich des Führungskörpers (3) abseits des Bereichs der ersten Endlage angeordnete Kontaktfedern (4, 5) aufweist, die durch die wenigstens teilweise leitfähige Oberfläche der sich zu ihrer zweiten Endlage hin bewegenden seismischen Masse (2) wenigstens zeitweise kurzgeschlossen sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Crashsensor für ein Insassenschutzsystem eines Fahrzeuges, mit einem Magneten und mit einer weichmagnetischen seismischen Masse, welche längs einer Führungsachse eines diese seismische Masse führenden Führungskörpers zwischen zwei Endlagen bewegbar ist, wobei der Magnet den Führungskörper bildet oder mit diesem starr verbunden ist und im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der seismischen Masse magnetisiert ist, und welche normalerweise durch eine Rückstellkraft in eine erste Endlage gedrückt ist, wobei diese Rückstellkraft bei einer im wesentlichen in Richtung der Führungsachse wirkenden Beschleunigung bzw. Verzögerung so nachgibt bzw. so überwunden wird, daß sich dann die seismische Masse zu einer zweiten Endlage hin bewegt, und wobei die Rückstellkraft durch das Magnetfeld des Magnet bewirkt ist, der so ausgebildet ist, daß die Magnetfeldstärke in der ersten Endlage maximal ist und in Bewegungsrichtung der seismischen Masse abnimmt.

Ein derartiger Crashsensor ist aus der internationalen Anmeldung WO 93/24948 bekannt. Der dortige Crashsensor weist mindestens einen durch das Magnetfeld des Magneten steuerbaren Kontakt auf und die seismische Masse bildet in der Ruhestellung einen magnetischen Nebenschluß, so daß erst bei Beschleunigung, wenn die seismische Masse sich aus ihrer Ruhestellung nahe den magnetischen Kontakten wegbewegt, mit dann geringer werdendem Nebenschluß die magnetische Kraft auf die Kontakte ausreichend groß wird, um deren Schaltzustand zu ändern.

Der bekannte Crashsensor ist insofern noch nicht ganz zufriedenstellend, als relativ aufwendige spezielle magnetische Schalter vorgesehen sind. Außerdem sind verschiedene in der obengenannten Anmeldung näher beschriebene Toleranzen zu beachten, so daß die Justierung des bekannten Crashsensors relativ kritisch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Crashsensor der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Toleranzen unkritisch sind und der insgesamt mit geringerem Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Crashsensor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens ein durch die bewegliche seismische Masse elektrisch steuerbarer Schalter vorgesehen ist, der zwei im wesentlichen im Mantelbereich des Führungskörpers abseits des Bereichs der ersten Endlage angeordnete Kontaktfedern aufweist, die durch die wenigstens teilweise leitfähige Oberfläche der sich zu ihrer zweiten Endlage hin bewegenden seismischen Masse wenigstens zeitweise kurzgeschlossen sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in Schnittdarstellung eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Crashsensor,

Fig. 2 bzw. 3 Schnittdarstellungen des gleichen Crashsensors, jeweils in einer Seiten- bzw. Stirnansicht.

Der erfindungsgemäße, auf Verkehrsunfälle reagierende Sensor kann insbesondere verwendet werden, um eine Airbag-Elektronik während des normalen Fahrbetriebes galvanisch von der Zündpille zu trennen und somit ein ungewolltes Auslösen des Airbags zu verhindern. Da der Crashsensor auch durch starke Verzögerungen bzw. Beschleunigungen, die noch keinen Unfall darstellen, ausgelöst wird, ist einerseits eine nachgeschaltete Elektronik erforderlich, die erkennt, ob tatsächlich ein Verkehrsunfall vorliegt. Zum anderen sind Mittel erforderlich, um die durch die Beschleunigung zu ihrer zweiten Endlage hin bewegte seismische Masse nach dem Beschleunigungsereignis wieder in ihre erste Endlage, die Ruhelage, zurückzustellen. Aus der obengenannten internationalen Anmeldung ist es im Zusammenhang mit dem dortigen, anderen Funktionsprinzip des Crashsensors bereits bekannt, die Rückstellkraft ohne zusätzliche mechanische Federmittel durch einen Magnetfeldgradienten in Bewegungsrichtung der seismischen Masse zu erzeugen. Die in der ersten Endlage maximale und von dort in Bewegungsrichtung der seismischen Masse abnehmende Magnetfeldstärke kann, wie dort näher beschrieben, insbesondere durch eine in Bewegungsrichtung variable Magnetisierung, durch die Wahl unterschiedlicher hartmagnetischer Materialien für einen geschichtet aufgebauten Magneten, oder durch Bohrungen und/oder äußere Abschrägungen der Form des Magneten erzeugt werden.

In Fig. 1 ist ein in Bewegungsrichtung der ringförmig ausgebildeten seismischen Masse 2 keilförmig abgeschrägter Magnet 1 erkennbar. Es ist herstellungsmäßig vorteilhaft, den Magneten 1 spritztechnisch in einen zylindrischen Kunststoffspritzkörper einzulagern, der als Führungskörper für die ringförmige seismische Masse 2 dient. Der gesamte Sensor kann, wie in allen drei Figuren angedeutet, in ein Standardgehäuse eingesetzt werden. Die seismische Masse 2 wird durch den keilförmig geformten Magneten 1 in der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung, der ersten Endlage gehalten. Der Magnetfeldgradient bewirkt einerseits die gewünschte magnetische Rückstellkraft, da die seismische Masse 2 immer zu ihrer Ruhestellung gezogen wird. Außerdem bewirkt der Magnetfeldgradient auch eine ebenfalls erwünschte Dämpfung durch einen Wirbelstromeffekt. Im Falle einer "negativen Beschleunigung" bei einem Aufprall des Fahrzeuges bewegt sich die seismische Masse in Richtung der beiden Kontaktfedern 4und 5 und schließt diese auf Grund ihrer wenigstens teilweise leitfähigen Oberfläche kurz.

Insbesondere in Fig. 2 ist erkennbar, daß der Führungskörper 3 seitlich gegenüberliegende Aussparungen 6 und 7 aufweist, in denen jeweils eine der Kontaktfedern 4 und 5 so angeordnet ist, daß sie von der sich zu ihrer zweiten Endlage hin bewegenden seismischen Masse beim Darübergleiten kontaktiert wird und dabei vollständig in die Aussparung 6 bzw. 7 hineingedrückt ist. In Fig. 3 sind die ringförmige seismische Masse 2, der zylindrische Führungskörper 3 und insbesondere auch die Anschlüsse 8 und 9 des Sensors besonders gut erkennbar.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Crashsensors kann vorteilhaft auf Einrichtungen, insbesondere Montageautomaten, aufgebaut werden, die auch zur Herstellung des bekannten magnetfeldgesteuerten Sensors verwendet werden. Die Toleranzen sind beim erfindungsgemäßen Sensor sehr unkritisch, so daß der Sensor nicht justiert werden muß. Da die Kontaktfedern bei Beschleunigungen keine Kräfte in Richtung Schließen oder Öffnen erfahren, ist vorteilhafterweise kein Prellen möglich. Der erfindungsgemäße Sensor zeichnet sich weiterhin durch eine hohe Strombelastbarkeit und eine noch längere Schließdauer des Schalters als bisher aus. Nahezu beliebige Kraft-Weg-Kennlinien sind ohne weiteres einstellbar.

Der erfindungsgemäße Sensor kann durch eine geeignete Magnetgeometrie ohne weiteres auch so ausgebildet werden, daß auch ein Heckaufprall erkennbar ist. Beispielsweise durch Spiegelung des Magnetsystems, also durch einen sich zu beiden Seiten von der Ruhestellung aus verjüngenden Magneten kann der Sensor auf positive wie auf negative Beschleunigungen ansprechen. Die Ruhestellung der seismischen Masse liegt demnach in diesem Fall in der Mitte des Magnetsystems.


Anspruch[de]
  1. 1. Crashsensor für ein Insassenschutzsystem eines Fahrzeuges, mit einem Magneten (1) und mit einer weichmagnetischen seismischen Masse (2),
    1. - welche längs einer Führungsachse eines die seismische Masse (2) führenden Führungskörpers (3) zwischen zwei Endlagen bewegbar ist, wobei der Magnet (1) den Führungskörper (3) bildet oder mit diesem starr verbunden ist und im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der seismischen Masse (2) magnetisiert ist,
    2. - und welche normalerweise durch eine Rückstellkraft in eine erste Endlage gedrückt ist, wobei diese Rückstellkraft bei einer im wesentlichen in Richtung der Führungsachse wirkenden Beschleunigung bzw. Verzögerung so nachgibt bzw. so überwunden wird, daß sich dann die seismische Masse zu einer zweiten Endlage hin bewegt, und wobei die Rückstellkraft durch das Magnetfeld des Magneten (1) bewirkt ist, der so ausgebildet ist, daß die Magnetfeldstärke in der ersten Endlage maximal ist und in Bewegungsrichtung der seismischen Masse (2) abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein durch die bewegliche seismische Masse (2) elektrisch steuerbarer Schalter vorgesehen ist, der zwei im wesentlichen im Mantelbereich des Führungskörpers (3) abseits des Bereichs der ersten Endlage angeordnete Kontaktfedern (4, 5) aufweist, die durch die wenigstens teilweise leitfähige Oberfläche der sich zu ihrer zweiten Endlage hin bewegenden seismischen Masse wenigstens zeitweise kurzgeschlossen sind.
  2. 2. Crashsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme der Magnetfeldstärke durch die geometrische Gestaltung des Magneten (1) erzeugt ist, der sich von der ersten zur zweiten Endlage hin keilförmig verjüngt.
  3. 3. Crashsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seismische Masse (2) ringförmig ausgebildet ist und daß als Führungskörper (3) ein zylindrischer Kunststoffspritzkörper verwendet wird, in den der Magnet (1) spritztechnisch eingelagert ist.
  4. 4. Crashsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (3) seitlich gegenüberliegende Aussparungen (6, 7) aufweist, in denen jeweils eine Kontaktfeder (4, 5) so angeordnet ist, daß sie von der sich zu ihrer zweiten Endlage hin bewegenden seismische Masse beim Darübergleiten kontaktiert und vollständig in die Aussparung (6, 7) eingedrückt ist.






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