DE2132341A1 - Traegheitsschalter - Google Patents

Description

Herne, 8000 München 23, FreilisrathstraBe 19 r»s_ii_-.e»ijBi._ Eisenacher StraBe 17 Postfach 140 Dipl.-I ng. R. H. Bahr _Pat-Anw. Betzl.r

DipL-PhyS. EdUard BetZler Fernsprecher:* 8011

IJ Dipl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl

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Ref.: μ 03 031 B/h.

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München

29. Juni 1971

A.C.B. Corporation, 114 South CoIe Street, Lima,

Ohio, USA

Trägheitsschalter

Die Erfindung betrifft einen Trägheitsschalter.

Es besteht ein Bedarf für einen einfachen, wirkungsvollen und fehlerfrei arbeitenden Trägheitsschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der nur bei grösseren Unfällen zur Wirkung kommt, nicht aber als Ergebnis kleinerer Manöver. Ein solcher Schalter muß wirksam im Falle eines stärkeren Zusammenstoßes sein, beispielsweise zur Auslösung von Sicherheitsvorrichtungen, wie Luftsäcken, Feuerlöschern oder Enterregungsvorrichtungen. Man hat in diesem Zusammenhang bereits große Anstrengungen und Kosten aufgewendet, jedoch waren die Ergebnisse nie zufriedenstellend. Die Schalter waren zu kompliziert, zu teuer oder so empfindlich, daß sie längerer Benutzung nicht wiederstehen konnten.

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Zum Stande der Technik wird die USA-PS 3 198 899 vom 3. August 1965 genannt, die einen Unterbrecher für Fahrzeuge zeigt, der aus einem trägheitsbetätigten Schalter besteht. Obwohl der dort beschriebene Schalter sehr wirkungsvoll unter gewissen Umständen ist, ist er doch zu kompliziert und zu teuer, wo nur ein einfacher Trägheitsschalter erforderlich ist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen solchen einfachen, wirkungsvollen Trägheitsschalter zu schaffen.

Durch die Erfindung wird- ein einfacher Schalter geschaffen, der die einzigartige Fähigkeit besitzt, automatisch zu bestimmen, wenn die gewünschte Kombination aus g-Kräften und Zeit erreicht ist, beispielsweise sich bei einem Kraftfahrzeugzusammenstoß entwickelt hat. Er kann einen elektrischen Kreis für eine Zeitdauer während eines Kraftfahrzeugzusammenstoßes aufweisen und sich sofort selbst zurückstellen, wenn die ausgeübte g-Kraft auf ein minimum reduziert ist. Die Fähigkeit der Selbstrückstellung führt unmittelbar dazu, daß ein elektrischer Kreis nur während der Dauer aufrecht erhalten wird, während der die g-Kräfte existieren. Vorübergehende g-Kräfte können, unabhängig voniihrer Größe, wenn sie nicht langer als für den elektrischen Stoß erforderlich ist, aufrecht erhalten werden, den Schalter nicht betätigen.

Der erfindungsgemäße Trägheitsschalter enthält ein zweiteiliges Gehäuse mit einer Konsole zu seiner Befestigung in einer brauchbaren Stellung, wobei die Gehäuseteile durch Reibungseingriff zusammengehalten werden. Im unteren Gehäuseteil befindet sich eine ikonische Rampe, auf welcher eine verhältnismäßig schwere Kugel, beispielsweise eine Stahlkugel, freirollen kann. Der untere Gehäuseteil weist zwei in vertikalen Abstand angeordnete Leisten unterschiedlichen Durchmessers auf, wobei die untere Leiste den kürzeren Durchmesser besitzt und eine flache elektrisch-leitende Scheibe aufnimmt. Die obere Leiste nimmt einen flachen elektrischleitenden Ring auf, der eine Leitung in Form einer Lasche besitzt, die sich durch eine Kerbe im Gehäuse nach außeriisüh des Gehäuses erstreckt, so daß

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an ihr ein Draht angeschlossen werden kann. Im oberen Gehäuse befindet sich eine geführte Wendelfeder aus elektrischleitendem Material, die in dauerndem Eingriff mit der oberen Fläche der flachen Scheibe an einem Ende steht. Das andere Ende der Wendelfeder greift auf einen leitenden Streifen, der sich durch eine Kerbe im oberen Gehäuseteil nach außerhalb desselben erstreckt und dort eine geeignete Leitung aufnimmt.

Zur Beschränkung der Wirkung der Kugel und zur Reduktion des Anwendungsbereiches des Schalters kann ein Teil der Kammer unmittelbar oberhalb der konischen Rampe vergrößert sein, um die Bewegung der Kugel in dieser Richtung zu blockieren.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der einzelnen Teile des erfindungsgemäßen Trägheitsschalters;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Schalter im zusammengebauten Zustand;

Fig. 3 einen Querschnitt des unteren Gehäuseteils zur Wiedergabe, wie ein Teil der Kammer mit dickeren Wandungen versehen werden kann, um die effektive Wirkung der Kugel bezüglich der Rampenfläche zu beschränken.

Das in den Fig. 1 und 2 wiedergegebene Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trägheitsschalters enthält ein vertikal angeordnetes Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden oder nicht leitendem Material, beispielsweise einem Kunststoffmaterial. Das Gehäuse besteht aus zwei Teilen, einem oberen Teil 10 und einem unteren Teil 11. Auf dem unteren Teil 11 befindet sich ein Paar sich nach entgegengesetzten Richtungen erstreckender, einstückig angebrachter Konsolenarme 12, die Löcher zur Aufnahme von Schrauben aufweisen, die zur Befestigung des Schalters an einem geeigneten Träger dienen. Im unteren Gehäuseteil 11, der die Form einer umgekehrten Kuppel aufweist, befindet sich eine

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Kammer mit einer zylindrischen Seitenwandung 13.und einer konischen Rampenfläche 14, die die Bodenwandung "bildet. Innerhalb der Kammer ist, normalerweise auf der Rampenfläche 14 aufruhend, eine Kugel 15 vorgesehen, die eine kugelförmige Masse mit hoher Dichte bildet, beispielsweise aus Stahl hergestellt ist. Am oberen Teil der Kammer befinden sich zwei kreisförmige Leisten 16 und 17 von unterschiedlichen Durchmessern, wobei die untere Leiste 16 einen geringeren Durchmesser als die obere Leiste 17 aufweist und eine flache Kreisringscheibe 18 aus elektrischleitendem Material· aufnimmt. Die Scheibe 18 ruht locker auf der Leiste 16, so daß sie leicht in Eingriff mit einem flachen Ring 19 verkantet oder geneigt werden kann, der ebenfalls aus elektrischleitendem Material besteht und auf der oberen Leiste 17 ruht. Der flache Ring 19 besitzt eine Anschlußleitung in Form einer seitlichen Lasche 20 mit einem reduzierten Hals zur Einpassung in eine Kerbe 21 im oberen Teil des Gehäuseteiles 11. Die Lasche erstreckt sich nach außerhalb des Gehäuses und dient zum Anschluß einer geeigneten Leitung.

Mit dem Mittelteil der flachen Scheibe 18 steht eine Wendelfeder 23 aus elektrischleitendem Material in Eingriff. Die Feder greift frei durch die Öffnung im Ring 19 und das obere Ende sitzt über einem kurzen metallischen Rohr 24, das elektrisch leitend sein kann und mit einem elektrischleitenden Streifen 25 starr verbunden ist." Der Streifen 25 besitzt einen reduzierten Hals zur Einpassung in eine Kerbe 26 in einem Ringflansch 22, der vom oberen Gehäuseteil 10 herabhängt. Der Flansch 22 erfaßt eng und mit Reibungseingriff den unteren Gehäuseteil, Vie man aus. Fig. 2 erkennt, wobei die untere Kante des Flansches gegen den Randteil des Ringes 19 anstößt und diesen richtig in seiner Lage hält.

Die Wendelfeder 23 wird in ihrer Lage durch eine rohrförmige Führung 27 gehalten, die am oberen Ende an der Innenwandung des äußeren Gehäuseteiles 10 befestigt ist. Der Gehäuseteil 10 ist kuppeiförmig. Die untere Kante der Führung 27 endet etwas oberhalb der oberen Fläche der flachen Scheibe 18. Die Führung 27 weist einen seitlichen Schlitz 28 auf, durch

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den sich der leitende Streifen 25 nach außerhalb des Gehäuses zur Aufnahme einer geeigneten Leitung entweder von einer elektrischen Stromquelle oder von einem zu betätigenden Teil erstreckt.

In Reaktion auf wirksame g-Kräfte (Beschleunigungskräfte) drückt die Kugel 15 die Scheibe 18 von ihrer Leiste ab und in Kontakt mit den flachen Ring 19, so daß der Schalter geschlossen wird. Wenn die g-Kraft auf ein voreingestelltes Minimum reduziert ist, bewegt sich die Kugel 15 nach unten längs der Rampe, wobei sie durch das Gewicht der Scheibe 18 und durch den von der Wendelfeder 23 ausgeübten Druck unterstützt wird. Sobald sich die Kugel nach rückwärts und unten längs der Rampe 14 bewegt, wird der Kontakt zwischen der Scheibe 18 und dem Ring 19 unterbrochen, so daß sich der Schalter öffnet. Man erkennt, daß das Öffnen des Schalters nicht durch Reibung verzögert wird, so daß keine Chance besteht, daß der Schalter in der geschlossenen Stellung haften oder kleben bleibt. Wie oben erwähnt ist der Durchmesser der Scheibe 18 beträchtlich kleiner als der Außendurchmesser der Leiste 16, auf welcher die Scheibe aufruht und dies schützt gegen ein Festklemmen oder Festkleben der Scheibe 18 im Gehäuse. Dies liefert auch eine Wischwirkung durch die Scheibe 18 gegen den flachen Ring 19, wenn der Schalter geöffnet und geschlossen wird, was guten Kontakt mit suaberer Leitfähigkeit sicherstellt .

Man erkennt, daß der Schalter selbst dann nicht arbeitet, wenn ein schwerer Schlag erfolgt, solang die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges nicht mit einem bestimmten Ausmaß sich fortsetzt. Es ist wichtig, daß wenigstens eine kleine Bewegung entweder nach vorne, naeh.rückwärts oder zur Seite nach dem Aufschlag erforderlich ist, um den Schalter in Funktion zu setzen. Wenn es irgendeine Biegewirkung entweder im sich bewegenden Fahrzeug oder in dem getroffenen Gegenstand gibt, wodurch ein Widerstand entsteht, der etwas größer als der bei einem scharfen Bremsmanöver ist und für eine kurze Zeitdauer anhält, dann wird der -

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elektrische Kontakt hergestellt.

In einigen Fällen braucht der Schalter nicht über einen Bogen von 360° zu arbeiten, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Deshalb ist, wie sich aus Fig. 3 ergibt, die Wandung der Kammer oberhalb der Rampe an der Seite, die blockiert werden soll, verstärkt. Es wird ein Füllstück 29 in die Kammer unmittelbar oberhalb der konischen Rampenfläche eingesetzt, um dadurch eine Wirkung der Kugel auf den mit dem Füllstück versehenen Teil zu verhindern. Dieses Füllstück kann ein getrenntes Stück sein, das gesondert in die Kammer eingesetzt wird oder man kann den Gehäuseteil bereits in der entsprechenden Form herstellen.

-Patentansprüche:-

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Trägheitsschalter, gekennzeichnet durch ein zweiteiliges aufrecht stehendes Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material, dessen unterer Teil (11) eine nach oben offene Kammer mit einem eine konische Rampenfläche (14) bildenden Boden aufweist; durch eine auf dieser Rampenfläche (14) laufende, vergleichsweise schwere Kugel (15); durch ein Paar einen vertikalen Abstand aufweisende Leisten (16, 17) in der Nähe des offenen Kammermundes, von denen die untere Leiste (16) einen kleineren Durchmesser als die obere Leiste (17) aufweist; durch einen flachen Ring

(19) aus elektrischleitendem Material auf der oberen Leiste (17), durch eine Lasche (20)^aäem Ring (19), die sich seitlich über den Rand des Ringes (19) erstreckt; durch eine Kerbe (21) im unteren Gehäuseteil (11) in der Nähe der oberen Leiste (17) zur Aufnahme der Lasche

(20) derart, daß sich diese nach außerhalb des Gehäuses (10, 11) erstreckt; durch einen nach unten hängenden Flansch (22) am oberen Gehäuseteil (10) mit Passitz im unteren Gehäuseteil (11) und zur Anlage am Ring (19) und damit zu dessen Halterung an seinem Platz; durch eine im oberen Gehäuseteil (iO)herabhängende Federführung (27); durch eine Wendelfeder (23) aus elektrischleitendem Material, die auf der Federführung (27) sitzt und sich durch den Ring (19) erstreckt und mit dem unteren Ende an einer Scheibe (18) anliegt; durch einen leitenden, an einem Ende mit der Feder (23) in Eingriff stehenden, sich seitlich nach außerhalb des Gehäuses (10, 11) erstreckenden Streifen (25) und durch eine Kerbe (26) im oberen Gehäuseteil (10), durch die sich der Streifen (25) erstreckt.

2. Trägheitsschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seitliche Konsolen (12) an einem der Gehäuseteile zur Ermöglichung einer Montage desselben. 20988 7/0389

5. Trägheitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Federführung (27)ein zylindrisches mit der Innenwandung des oberen Gehäuseteils (11) starres Glied ist, das eine seitliche Öffnung (24) aufweist, durch welches sich der Streifen (26) erstreckt.

4. Trägheitsschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Blockierungseinrichtungen (29) in der Kammer (10, 11) zur Verhinderung einer wirksamen Bewegung der Kugel (15) durch den blockierten Bereich, wobei die Blockierungseinrichtungen die Wandstärke eines Teiles der Kammer vergrößern.

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