Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Beschleunigungsau eh¬ mer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es is* ^" bereits ein derartiger 3eschleunigungsauf ehmer ^" bekannt, bei" dem eine seismische Masse im Mittelpunkt einer Pfanne mit an¬ steigenden Flanken angeordnet ist. Wird die seismische Masse aus ihrer Ruhelage entweder bei Überschreiten ei¬ ner vorgegebenen Beschleunigungsschwelle oder bei Kip¬ pen des Kraf f hrzeugs um einen vorgegebenen Winkel aus¬ gelenkt, so führt sie eine Hubbewegung aus. Mit Hilfe ei¬ nes optischen Verfahrens kann durch diese Hubbewegung ein elektrisches Steuersignal erzeugt werden, das einer elek¬ tronischen Schaltvorrichtung zur Auswertung zugeführt wird, Dadurch ist es möglich, abhängig von der vorgegebenen 3e- - schleunigungsschwelle Sicherheitseinricht ngen für die In¬ sassen eines Kraf h zeugs auszulösen. Diese Beschleuni¬ gungsa nehmer haber. aber den Nachteil, da3 sie nur inner¬ halb eines sehr kleinen Beschleunigungsbereichs einsetzbar sind. Insbesondere hohe Beschle nigungswer , z.3. "• g (g = Erdbeschleunigung) sind nur schwer einstellbar.

Ferner ist es ^" bekannt, als seismische Masse einen Metali¬ zylinder zu verwenden, der von einer Feder gegen einen ebenen ehäuseooden gedrückt wird. Dabei kippt ^" bei einer bestimmten, vorgegebenen Beschleunigungsschwelle der Me- tallzylinder aus seiner Ruhelage gegen das ihn umgebende Gehäuse und löst dabei mittels eines elektrischen Kon¬ takts ein Steuersignal aus. Dabei hat sich aber in der Praxis herausges ellt, daß die Feder leicht ermüdet. Auf¬ grund der Federtoleranzen ist jeweils ein individueller A gleich des Beschleunigungsauf ehme s erforderlich, was hohe Kosten und große Fertigungsprobleme mit sich bringt. Ferner ist im Ruhezustand keine ständige Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Beschleunigungsauf ehmers möglich.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Beschleunigungsau ehmer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demge¬ genüber den Vorteil, daß er einfach und robust baut. Im Ruhezustand ist seine Funktionsf higkeit ständig überprüf¬ bar, so daß seine Störanfälligkeit und Ausf llwahrschein¬ lichkeit gering ist. Ebenfalls arbeitet der Beschleuni- gύngsaufnehmer weitgehend verschleiSfrei. Sehr wesentlich ist, daß die 3eschleunigungsschwelle des Beschleunigungs¬ sensors abhängig von der Dimensionierung der seismischen Masse innerhalb eines sehr großen Beschleunigungsbereichs gewählt werden kann. Dabei kann für alle verschiedenen Ansprechschwellen das gleiche Gehäuse und die gleiche elektronische Auswerteschaltung verwendet werden. Alleine die Geometrie der seismischen Masse muß verändert werden. Da keine Änderungen der äußeren Form des Gehäuses notwen¬ dig sind, kann der Beschleunigungssensor selbst bei Serien ertigung bei ve schiedenen Kraf ^t hrzeugen einge¬ setzt; werden. Außerdem läßt er sich mit hoher Lebensdauer, Funk ionssi herheit und Fertigungssicherhei ^* . preiswert

herstellen und so klein bauen, daß er für den Einsatz in Serienautomobilen geeignet ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgef hr en Maßnahmen sind vorteilhafte eiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Beschleunigungsauf ehmers möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreihung näher erläutert. Es zeigen Figur . , 2 und 3 je einen Längsschnitt durch einen 3eschleunigungsaufnehmer .

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei Beschleunigungsauf ehmern für Sicherheitseinrichtung.en von Kraftfahrzeugen ist es notwendig, daß sie bei üher- schreiten einer 3eschleunig ngsschwelie von 0, g ( g = Erd¬ beschleunigung) in beliebiger horizontaler Fah zeugrichtung ansprechen sollen. Dabei muß ein Signal erzeugt werden, das z.3. zur Steuerung einer automa ischen G rtblockiereinrich- tung verwende ^* ;; wird. Auch soll der 3eschleunig ngsauf ehmer die Gefahr eines bevo st henden Fahrzeugüberschlags erken¬ nen und rechtzeitig, z.3. bei Cab io-Fahrzeugen, den Üoer- rollbügel ausklappen. Dazu wird vo Beschleunigungsau neh¬ mer ein extrem schnelles Ansprechen erwartet. Dieses schnelle Ansprechen ist gleichzusetzen mit einem sehr klei¬ nen Verschieben des Masseschwerpunk es, das heißt z.B. ei¬ ner Kipp- oder Hubbewe ng der seismischen Masse. Aus kon¬ struk iven Überlegungen sollte diese Ve schiebung auf etwa 0,5 mπ ^" begrenzt sein. Insbesondere bei von 0,- g abweichen¬ den Beschleunigungswer en haben sich Probleme mit dieser konstruk ven Aus estaltung ergeben.

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In Figur 1 ist mit 10 das etwa becherförmige Gehäuse, ei¬ nes Beschleunigungsaufnehmers 11 bezeichnet, dessen Lri- nenraum 12 zwei Abschnitte 13, 1 h mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Im Abschnitt 1- mit dem größeren Durchmesser ist ein hülsen rmiges Ξinsetzteil 15 ange¬ ordnet, das an seiner Innenwand einen konstant anstei¬ genden Flankenwinkel aufweist. Ferner ist in der In¬ nenwand an dem dem Abschnitt 13 zugewandten Ende des Ξin- setzteils 15 eine Ringnut 16 ausgebildet. Die Länge des Ξinsetzteils 15 ist dabei so bemessen, daß sich die Ring¬ nut 16 etwa in der Mitte des Innenraums 12 befindet.

Der Innenraum 12 ist an seiner Unterseite von einer Scheibe 17 mi einer mittigen Bohrung 18 abgeschlossen, auf der sich mittig im Innenraum 12 ein Zylinder 20 befindet; die¬ ser dient als seismische Masse. Er hat eine dünne, durch¬ gehende Längsbohrung 21, die mit der Bohrung 13 der Scheibe 17 achsgleich ist. Ferner weist der Zylinder 20 an seiner der Scheibe 17 zugewandten Stirnseite eine zylindrische Aufnehmung 22 auf. Abhängig von der Größe oder Lage der Ausnehmung 22 wird die Lage des Schwerpunktes des Zylin¬ ders 20 verändert. Dadurch ist es möglich, kleinere Be¬ schleunigungen als 0 , h g zu bestimmen.

Diametral gegenüber der 3ohrung 18 der Scheibe 17 ist im Gehäuse eine Bohrung 25 ausgebildet, in deren Bereich sich ein optischer Empfänger 2β befindet. Außerhalb des Gehäuses 10 ist an der Scheibe 17 anliegend und im 3ereich der Bohrung 13 eine Strahlungs uelle 27 angeordnet, die mit dem Empfänger 2β über die Längsbchrung 21 im Zylinder 20 in Wirkverbindung steht. Die Strahlungs uelle 27 und der Em ^* cfän ^*** er 2o weisen einen nicht dar—esteilten Halblei¬ ter-K istall, z.3. aus Gallium-Arseni , auf.

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Befindet sich der Zylinder 20 in Ruhelage, so trifft die Strahlung der Strahlungsquelle 27 durch die Längsboh¬ rung 21 des Zylinders 20 und die 3ohrung 25 auf den Emp¬ fänger 26 auf. Die Strahlung des Halbleiterkristalls der Strahlungsquelle 27 wird dabei genau auf dem Halbleiter¬ kristall des Empfängers 26 abgebildet. Der im Empfänger 26 somit erzeugte Fotostrom wird einer nicht dar estellten elektronischen Auswerteschaltung zugeführt.

Wird der Zylinder 20 durch eine Beschleunigung aus sei¬ ner Ruhelage bewegt (gekippt), so trifft die Strahlung von der Strahlungsquelle 27 nicht mehr vollständig auf den Empfänger 26 auf. Kippt der Zylinder 20 weiter, so trifft keine Strahlung mehr auf den Empfänger 26 auf. Es wird kein Fotostrom mehr erzeugt. Die nachgeschaltete Auswerteelektronik löst nun die Sicherheitsvo-rrichtungen aus. Der Kippweg des Zylinders 20 ist dabei durch die Geometrie des ihn umgebenden Gehäuses 10 begrenzt. Der Zeitpunkt, ab dem der Zylinder 20 kippt, ist auf die ge¬ wünschte 3eschleunigungsschwelle abgestimmt. Er ist ab¬ hängig von der Geometrie des Zylinders und insbesondere der Lage seines Schwerpunktes.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 un erscheidet sich von dem nach Figur 1 durch die konstruktive Ausbildung der seismischen Masse, also vo Zylinder 20. Die Be¬ schleunigungsschwelle, bei der diese Sicherheitseinrich- tungen ausgelöst werden, soll möglichst bei hohen Be¬ schleunigungswerten festgelegt werden, z.B. bei 2 g. Da¬ zu muß der Schwerpunkt der seismischen Masse möglichst tief, d.h. möglichst nahe bei der Scheibe 17, liegen. Die seismische Masse ist im Aus ührungsbeispiel nach Fi- u 2 ein Körter 3C, der im Querschnitt ^" I- örmiges Pro¬ fil hat und mit seinem S.uerteil 3 auf der Scheibe 17 aufliegt. Je dünner das 3,uerteil 31 ist, desto tiefer

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liegt der Schwerpunkt des Körpers 30. Die Wirkungsweise des Beschleunigungsauf ehmers 11 bleibt unverändert und entspricht somit dem des Ausführungsbeispiels nach Figur 1. Ferner können das Gehäuse 10 und die verwendete elek¬ tronische Auswerteschaltung völlig gleich bleiben. Alleine durch Verändern der Form der seismischen Masse sind unter¬ schiedliche Beschleunigungsschwellen möglich.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist die seismische Masse als Scheibe 35 ausgebildet, die in der Ringnut 16 des Einsetzteils 15 angeordnet ist und auf dem von der Ringnut gebildeten Absatz aufliegt. Die Scheibe 35 hat eine geneigte Man elfläche. Ferner weist die Scheibe 35 eine mittige, durchgehende Bohrung 36 auf, in der ein Rohr 37 angeordnet ist, das etwa die Länge des Innenraums 12 hat. 3eide über die Stirnflächen' der Scheibe 35 hinaus¬ ragenden Abschnitte 38, 39 des Rohrs 37 haben dieselbe Länge, so daß bei Kippen der Scheibe 35 durch das Rohr 37 keine zusätzliche Hebelwirkung entsteht. Die Scheibe 35 befindet sich etwa in der Mitte zwischen der Strahlungs- quelle 27 und dem Empfänger 26. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 erlaubt die Beschleunigungsschwelle bis ca. äi g anzuheben, die insbesondere für die Auslösung von Fahrgastschutzeinrichtungen , z.3. Warnblinkanlage, beim Aufprall benötigt wird. Da die seismische Masse nicht mehr auf der Scheibe 17 aufliegt, muß der Beschleunigungs¬ sensor 11 stärker gekippt werden, um die seismische Masse aus ihrer Ruhelage zu bewegen. Dadurch ist es möglich, die 3eschleunigungsschwelle auf g anzuheben, wobei aber wieder das gleiche Gehäuse und die gleiche elektronische Auswerteschaltung verwendet werden kann.