In ein Fahrzeug einzubauender Quecksilberschalter zum Schliessen eines
Stromkreises im Falle einer Kollision
Die Erfindung betrifft einen in ein Fahrzeug einzubauenden Quecksilberschalter zum Schliessen eines Stromkreises im Falle einer Kollision.
Es ist eine in einem Motorfahrzeug eingebaute Schaltvorrichtung mit einem Quecksilberschalter bekannt, der einen den Primärstromunterbrecher der Zündvorrichtung des Fahrzeugmotors überbrückenden Stromkreis schliesst, um die Zündvorrichtung unwirksam zu machen und den Motor abzustellen, wenn das Fahrzeug eine anormale Lage einnimmt Andere bekannte Quecksilber-Sicherheitsschalter sind so ausgebildet, dass sie nur dann die Batterie mit den Stromverbrauchern eines Fahrzeuges zu verbinden bzw. den Primärstromkreis der Zündanlage des Fahrzeugmotors zu schliessen erlauben, wenn sich das Fahrzeug in normaler Lage befindet. Auf negative Beschleunigungen in der horizontalen Ebene, wie sie im Falle einer Kollision vorkommen, sprechen diese Schalter nur an, wenn die Beschleunigungen in einer bestimmten Richtung, z. B. in der Längsrichtung des Fahrzeuges wirken.
Der erfindungsgemässe Quecksilberschalter ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen allseitig geschlossenen, mit bei Normallage des Fahrzeuges mindestens annähernd vertikaler Achse einzubauenden Rotationshohlkörper von nach unten abnehmendem Innendurchmesser aufweist, dass in der Innenfläche der Mantelwand dieses Hohlkörpers zwei sich parallel zueinander über den Umfang dieser Fläche erstrekkende, voneinander elektrisch isolierte, aber nach dem Innern des Hohlkörpers freiliegenden ringförmige Elektroden angeordnet sind, und dass im Innern des Hohlkörpers eine bei Normallage desselben und in Abwesenheit anormaler Beschleunigungen in dessen unterstem Teil bleibende Mengen Quecksilber liegt, die dazu bestimmt ist,
im Falle einer Kollision infolge der durch diese hervorgerufenen negativen Horizontalbeschleunigung des Hohlkörpers nach der Kollisionsseite längs der Hohlkörperwand aufzusteigen und die Elektroden leitend miteinander zu verbinden.
Im Gegensatz zu Schaltern, die im Falle einer Kollision den Unterbrecherstromkreis der Zündanlage eines Fahrzeugmotors kurzschliessen oder im Gegenteil diesen oder andere Verbraucherstromkreise des Fahrzeuges unmittelbar unterbrechen, kann der erfindungsgemässe Quecksilberschalter vorzugsweise zum Schliessen des Erregerstromkreises eines Unterbrecherrelais dienen, das von einer Hauptstromquelle speisbare Verbraucherstromkreise des Fahrzeuges im Falle einer Kollision selbsttätig zu unterbrechen bestimmt ist. Dabei muss parallel zum Schalter ein Haltestromkreis mit einer Hilfsstromquelle und mit vom Unterbrecherrelais betätigten, bei dessen Erregung den Haltestromkreis schliessenden Haltekontakten an den Erregerstromkreis des Unterbrecherrelais angeschlossen sein.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Quecksilberschalters und seiner Verwendung in der elektrischen Anlage eines Automobils dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Quecksilberschalter,
Fig. 2 und 3 Axialschnitte durch Varianten zum Quecksilberschalter nach Fig. 1, und
Fig. 4 das Schaltungsschema einer elektrischen Anlage, in welcher der Quecksilberschalter nach Fig. 1 verwendet ist.
Der dargestellte Quecksilberschalter besitzt ein allseitig geschlossenes Gehäuse 1 aus Isolierstoff in Form eines Rotationshohlkörpers. Dieser besteht aus einem unteren Teil 2 von kegeliger Gestalt mit nach unten abnehmendem Innenund Aussendurchmesser und einem mittels eines Gewindes 3 in den unteren Teil eingeschraubten scheibenförmigen Dekkel 4, von dem ein zapfenförmiger Vorsprung 5 axial nach unten ragt. Die untere Stirnfläche 6 dieses Vorsprunges ist konkav eingewölbt. Oberhalb des Ringspaltes 7, den der Rand der eingewölbten Stirnfläche 6 mit der Innenfläche 8 des unteren Gehäuseteils 2 bildet, sind in diese Innenfläche 8 zwei ringförmige Elektroden 9 und 10 aus Metall derart eingelassen, dass sie sich mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander über den ganzen Umfang des Gehäuses erstrekken.
Sie sind durch das zwischen ihnen liegende Material des Gehäuses elektrisch voneinander isoliert; nach der Innenseite des Gehäuses liegen ihre blanken Oberflächen frei.
Der Quecksilberschalter ist mittels eines Stieles 11, der am Deckel 4 sitzt, sich axial nach oben erstreckt und an seinem freien Ende einen kugeligen Kopf 12 besitzt, in einer Kugelpfanne 13 derart aufgehängt, dass er nach allen Seiten um einen begrenzten Winkel frei ausschwingen kann.
Jede der beiden ringförmigen Elektroden 9 und 10 ist mittels eines Drahtes 14 bzw. 15, der auf der entsprechenden Seite durch die Wand des Gehäuseunterteiles 2 hindurchgeführt ist, mit der einen bzw. der anderen von zwei Klemmschrauben 16 bzw. 17 elektrisch verbunden, die auf diametral entgegengesetzten Seiten in den oberen Randteil des Gehäuseunterteils 2 bzw. in die Oberfläche des Deckels 4 eingeschraubt sind. Von diesen Klemmschrauben 16, 17 führt je ein lose um den Stiel 11 geschlungener isolierter Draht 18, 19 zu einer isoliert am Fahrzeug vorgesehenen Anschlussklemme 20 bzw. 21.
Das Innere des Schaltgehäuses 1 enthält eine kleine Menge Quecksilber 22, die normalerweise, d. h. wenn die Gehäuseachse vertikal ist, zuunterst im Gehäuseteil 2 liegt und bei weitem nicht bis zum Ringspalt 7 zwischen der Gehäusewand 8 und dem Rand des zapfenförmigen Vorsprungs 5 des Gehäusedeckels 4 reicht.
Im Falle einer Kollision des Fahrzeuges mit einem festen Hindernis oder einem andern Fahrzeug erfährt das erstgenannte Fahrzeug, in welchem der beschriebene Quecksilberschalter eingebaut ist, eine scharfe negative, d. h. in bezug auf die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges nach hinten gerichtete Beschleunigung in einer ungefähr waagrechten Ebene und in einer Richtung, die nicht unbedingt mit der Längsrichtung des Fahrzeuges übereinstimmen muss; die Kollision kann nämlich z. B. durch ein von der Seite auftreffendes anderes Fahrzeug oder durch seitliches Ausscheren des eigenen Fahrzeuges gegen ein Hindernis an der Begrenzung einer Fahrbahnkurve oder dergleichen hervorgerufen werden, in welchen Fällen der die negative Beschleunigung bewirkende Aufprall schräg oder quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges erfolgt.
Relativ zum negativ beschleunigten Fahrzeug und Schaltergehäuse 1 erfährt dann das Quecksilber 22 eine gleich grosse Beschleunigung in der momentanen Bewegungsrichtung des Fahrzeuges, welche Beschleunigung sich mit der Schwerebeschleunigung zu einer schräg nach unten gerichteten Resultierenden zusammensetzt.
Das Gehäuse 1 sucht sich mit seiner Achse in die Richtung dieser Resultierenden einzustellen und kann dies auch durch Drehung um das Zentrum des Kugelkopfes 12 in der Kugelpfanne 13, so lange die negative Beschleunigung gering ist, wie dies etwa beim Bremsen oder ungehinderten Schleudern des Fahrzeuges der Fall ist. Das Verhältnis der negativen Horizontalbeschleunigung des Fahrzeuges zur Schwerebeschleunigung ist dann durch den Reibungskoeffizienten der Fahrzeugräder auf der Fahrbahn begrenzt.
Die negative Horizontalbeschleunigung kann jedoch so gross werden, dass nicht nur der Stiel 11 des Gehäuses 1 am Rand der Kugelpfanne 13 zum Anstehen kommt, sondern darüber hinaus die Richtung der erwähnten Resultierenden sich so weit der Horizontalen nähert, dass sie eine längs der kegeligen Wandfläche 8 des Gehäuseunterteils 2 nach oben gerichtete Komponente aufweist. Das ist meistens der Fall, wenn das Fahrzeug eine Kollision erleidet, bei der Zerstörungen auftreten.
Dann bewirkt die längs der Wandfläche 8 nach oben gerichtete Beschleunigungskomponente, dass das Quecksilber 22 dieser Wandfläche entlang durch den Ringspalt 7 nach oben fliesst, die beiden ringförmigen Elektroden 9 und 10 erreicht und sie elektrisch leitend miteinander verbindet Es kann dann vorübergehend zwischen den beiden Klemmen 16 und 17 ein Strom fliessen, der zum selbsttätigen Auslösen von durch die Kollision erforderlich werdenden Vorgängen verwendet werden kann, insbesondere zum Unterbrechen von Stromkreisen, deren weitere Speisung Brände bewirken könnte.
Die konkave Form der unteren Stirnfläche 6 des Deckelvorsprunges 5 dient dazu, die Quecksilbermenge 22 aufzufangen, wenn das Fahrzeug und somit der Schalter vorübergehend eine grössere Beschleunigung nach unten erfährt, als im freien Fall, und das Quecksilber 22 dadurch axial nach oben geworfen wird; das ist etwa der Fall, wenn eine Last nach Hochwerfen beim Überfahren eines Schlagloches heftig auf die Ladefläche des Fahrzeuges aufschlägt. Dann kann sich das Quecksilber 22 vom Grund des Gehäuseunterteils abheben. Wenn es nicht von der konkaven Fläche 6 aufgefangen würde, würde es dem Deckel 4 entlang in den Bereich der Elektroden 9 und 10 spritzen und diese elektrisch miteinander verbinden, ohne dass eine plötzliche scharfe Verzögerung des Fahrzeuges dazu Anlass gäbe. Dies würde zum Aussetzen des Motors, der Scheinwerfer usw. führen.
Durch den Deckelvorsprung 5 und die konkave Ausbildung seiner Stirnfläche 6 hingegen wird aufspritzendes Quecksilber so nach unten zurückgelenkt, dass es nicht in den Bereich der Elektroden 9 und 10 gelangt und der Schalter infolgedessen nicht anspricht, solange keine erhebliche Horizontalbeschleunigung hinzukommt.
Die in Fig. 2 dargestellte Variante unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten und vorher beschriebenen dadurch, dass der am Deckel 4 sitzende, hier mit 23 bezeichnete Stiel an seinem oberen Ende statt des Kugelkopfes 12 unmittelbar einen Befestigungsflansch 24 aufweist, mittels dessen der Quecksilberschalter an einem Bauteil des Fahrzeuges befestigt werden kann. In dieser Ausführungsform sind die von und zu den Elektroden 9, 10 führenden Drähte 14 bzw. 15 durch Querlöcher 25 im Stiel 23 bis zu zwei Klemmschrauben 26, 27 am Befestigungsflansch 24 geführt und an je einer von ihnen angeschlossen. Im Bereich des Stieles 23 müssen die Drähte 14, 15 selbstverständlich durch Umhüllungen oder dadurch, dass sie im Abstand voneinander gehalten werden, voneinander isoliert sein. Sie können auch durch getrennte Kanäle innerhalb des Stieles geführt sein.
Wenn auf das Fahrzeug bzw. relativ zu diesem auf das Gehäuse 1 des Quecksilberschalters eine Horizontalbeschleunigung wirkt, kann sich bei dieser Ausführungsvariante die Gehäuseachse nicht in die Richtung der Resultierenden aus Schwerebeschleunigung und relativer Horizontalbeschleunigung einstellen, wie bei der erstbeschriebenen Ausführungsform, und es bedarf daher bei gleicher Neigung der Mantelwand des Gehäuseunterteils nur einer kleineren negativen Horizontalbeschleunigung des Fahrzeuges, um den Quecksilberschalter zum Ansprechen zu bringen. Liegt diese Beschleunigung so niedrig, dass dies schon bei scharfem Bremsen des Fahrzeuges der Fall wäre, so kann dem durch Verkleinerung der Neigung der Wandfläche 8 in bezug auf die Achse des Gehäuses abgeholfen werden.
Die Variante gemäss Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 1 und 2 dadurch, dass die Wandfläche 60 des Gehäuseunterteils 2 nicht kegelig ist wie die entsprechende Wandfläche 8 in Fig. 1 und 2, sondern die Form einer gewölbten Schale aufweist, in deren Mitte eine Vertiefung 61 die Quecksilbermenge 22 aufnimmt. Die Neigung der Wand dieser Vertiefung 61 in der Nähe ihres Randes 62 entspricht ungefähr derjenigen der kegeligen Wandfläche 8 in Fig. 1 und 2, während der schalenförmige Wandflächenteil 60 viel flacher ist.
Im Kollisionsfalle weist die früher erwähnte, auf die Quecksilbermenge 22 wirkende Resultierende der annähernd horizontal in der momentanen Bewegungsrichtung des Fahrzeuges gerichteten relativen Beschleunigung des Quecksilbers und der Schwerebeschleunigung eine längs det Wand der Vertiefung 61 nach oben gerichtete Komponente auf. Diese drückt das Quecksilber 22 über den Rand 62 der Vertiefung 61 in den flachen schalenförmigen Teil 60.
Die hier längs der Wand gerichtete Komponente der genannten Beschleunigungsresultierenden ist nun erheblich grösser als längs der Wand der Vertiefung 61, so dass das Quecksilber sofort zu den Elektroden 9 und 10 weiterbefördert wird und diese miteinander verbindet Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass das Quecksilber 22 bei kleineren Horizontalbeschleunigungen als sie im Kollisionsfalle vorkommen, kaum bewegt wird, beim Überschreiten eines gewissen Mindestwertes dieser Beschleunigung hingegen sehr rasch zur Wirkung kommt Da das Schaltergehäuse 2 im Verhältnis zum Durchmesser der Elektroden 9, 10 niedrig ist, ist auch die Gefahr kleiner, dass das Quecksilber bei vorwiegend vertikalen Schlägen bis zu den Elektroden spritzt, so dass der Zapfen 5, der in der Ausführung nach Fig.
1 und 2 bei kleinen und vorwiegend vertikalen Beschleunigungen die Elektroden vom Quecksilber abschirmt, in der Variante nach Fig. 3 entbehrlich ist und daher fehlt
In der Schaltung nach Fig. 4 ist der beschriebene Quecksilberschalter mit 50 bezeichnet. Er wird dazu verwendet, im Kollisionsfalle selbsttätig den Erregerstromkreis eines Relais 30 zu schliessen, das über ein erstes Kontaktpaar 31 die Verbindung zwischen dem Pluspol einer Hauptbatterie 40 und zahlreichen Stromverbrauchern 41 beherrscht.
Diese sind in der Fig. wie folgt bezeichnet:
RS = rechter Scheinwerfer
LS = linker Scheinwerfer
H = Hupe
BLK = Blinker (rechts und links)
ZK = Zündstromkreis
SW = Scheibenwischer
BL = Bremslicht (rechts und links)
RRL = rechtes Rücklicht
LRL = linkes Rücklicht
In den Verbindungen der einzelnen Stromverbraucher 41 mit dem Kontaktpaar 31 sind die üblichen Sicherungen 42 und nicht dargestellte Einzelschalter angeordnet.
Von den Anschlussklemmen 20 und 32 bzw. 26 und 27 des Quecksilberschalters 50 ist die eine ebenfalls mit dem Pluspol der Hauptbatterie 40, die andere mit dem Anfang der Erregerwicklung (nicht dargestellt) des Relais 30 verbunden, während das Ende dieser Wicklung über einen normalerweise geschlossenen, handbetätigten Unterbrecher 43 mit der Masse und durch diese mit dem Minuspol der Hauptbatterie 40 verbunden ist. Dieser Erregerstromkreis des Relais 30 ist normalerweise durch den Quecksilberschalter 50 unterbrochen und stromlos. Das Kontaktpaar 31, das die Verbindung zwischen den Stromverbrauchern 41 und der Hauptbatterie 40 beherrscht, ist dann geschlossen.
Ein zweites, normalerweise offenes Kontaktpaar 32 des Relais 30 verbindet in einem Haltestromkreis den Anfang der Erregerwicklung mit dem Pluspol einer Hilfsbatterie 44; deren Minuspol ist über die Masse und den handbetätigten Unterbrecher 43 mit dem Ende dieser Erregerwicklung verbunden.
Weiter verbindet das Relais 30, solange es nicht erregt ist, mittels Umschaltkontakten 33 und 34 die Rücklichter 41 RRL bzw. LRL über ihre Sicherungen 42 und das Kontaktpaar 31 mit der Hauptbatterie 40; wird das Relais erregt, so schalten die Umschaltkontakte 33 und 34 die entsprechenden Rücklichter über ein Blinkerrelais 45 mit bei Stromlosigkeit geschlossenem Kontaktpaar 46 auf den Pluspol der Hilfsbatterie 44 um.
Parallel zu den beiden Rücklichtern 41 RRL und 41 LRL ist zwischen der Blinksteuervorrichtung 45, 46 und der Masse eine Kontrollampe 47 angeschlossen, die vom Relais 30 mittels eines fünften Kontaktpaares 48 zugleich mit der Betätigung der Umschalter 33, 34 eingeschaltet wird und im Takt mit den Rücklichtern aufleuchtet, wenn diese als Warn Blinklichter arbeiten.
Mit 49 ist ein normalerweise offener Handschalter bezeichnet, der den Quecksilberschalter 50 zu überbrücken erlaubt
Stellt nun im Schalter 50 infolge einer Kollision das Quecksilber 22, wenn auch nur vorübergehend, eine leitende Verbindung zwischen den beiden ringförmigen Elektroden 9 und 10 und somit zwischen den Anschlussklemmen 20 und 21 bzw. 26 und 27 her, so fliesst ein Strom vom Pluspol der Hauptbatterie 40 durch die Erregerwicklung des Relais 30 und über die Masse zurück nach dem Minuspol dieser Batterie. Das dadurch bewirkte Anziehen des Relaisankers öffnet das Kontaktpaar 31 und unterbricht die Stromzufuhr nach allen Verbrauchern 41, wodurch in diesen Kurzschlüsse, die Brände verursachen könnten, verhindert werden.
Gleichzeitig schliesst das Relais das Kontaktpaar 32 und bewirkt dadurch, dass ein Haltestrom von der Hilfsbatterie 44 durch seine Erregerwicklung nach der Masse fliesst und den Relaisanker auch dann angezogen hält, wenn im Schalter 50 die Stromzufuhr durch das Zurückfliessen des Quecksilbers 22 wieder unterbrochen wird
Ebenfalls im gleichen Augenblick schalten die Kontaktpaare 33 und 34 die beiden Rücklichter 41 RRL und 41 LRL über den geschlossenen Unterbrecher 46 und die Erregerwicklung des Blinkrelais 45 auf die Hilfsbatterie 44 um. Die beiden Rücklichter leuchten dann auf; aber unmittelbar nach genügender Erregung des Blinkrelais 45 öffnet dieses den Unterbrecher 46, die Rücklichter erlöschen und das Blinkrelais wird stromlos.
Dadurch schliesst es den Unterbrecher, und das beschriebene Spiel beginnt von neuem, Die beiden Rücklichter blinken daher so lange, bis sie mittels der Umschaltkontakte 33 bzw. 34 von der Hilfsbatterie 44 abgeschaltet werden oder die letztere erschöpft ist. Die Rücklichter wirken dabei als Warnlichter, insbesondere für die von hinten auf die Kollisionsstelle zufahrenden Fahrzeuge.
Wenn dies nicht mehr erforderlich ist und auch keine Bedenken mehr bestehen, die Stromverbraucher 41 wieder mit der Hauptbatterie 40 zu verbinden, wird der Unterbrecher 43 von Hand geöffnet Das Relais 30 wird stromlos, das Kontaktpaar 31 schliesst sich, das Kontaktpaar 32 öffnet sich und die Umschalter 33 und 34 verbinden die Rücklich- ter 41 RRL und 41 LRL über ihre nicht dargestellten Einzelschalter und das geschlossene Kontaktpaar 31, das auch die Verbindung zu den übrigen Verbrauchern wiederhergestellt hat, erneut mit der Hauptbatterie 40.
Zur Kontrolle der Arbeitsfähigkeit der Anlage (auch bei ausgeschalteten Stromverbrauchern) dient der Handschalter 49. Bei dessen Betätigung wird das Relais 30 auch ohne Ansprechen des Quecksilberschalters 50 erregt; das Relais öffnet das Kontaktpaar 31, wodurch die allenfalls eingeschalteten Stromverbraucher 41 bis zum Betätigen des Handschalters 43 ausgeschaltet werden, während der Stromkreis der Rücklichter 41 RRL bzw. LRL sowie der Kontrollampe 47 über die Hilfsbatterie 44 geschlossen wird. Das Blinken dieser Kontrollampe zeigt dann das richtige Arbeiten des Relais 30 an.
Mercury switch to be installed in a vehicle to close one
Circuit in the event of a collision
The invention relates to a mercury switch to be installed in a vehicle for closing a circuit in the event of a collision.
A switching device with a mercury switch installed in a motor vehicle is known which closes a circuit bridging the primary circuit breaker of the ignition device of the vehicle engine in order to render the ignition device ineffective and to switch off the engine if the vehicle assumes an abnormal position. Other known mercury safety switches are like this designed that they only connect the battery to the power consumers of a vehicle or allow the primary circuit of the ignition system of the vehicle engine to be closed when the vehicle is in a normal position. These switches only respond to negative accelerations in the horizontal plane, as they occur in the event of a collision, if the accelerations are in a certain direction, e.g. B. act in the longitudinal direction of the vehicle.
The mercury switch according to the invention is characterized in that it has a rotary hollow body, which is closed on all sides, with an at least approximately vertical axis to be installed in the normal position of the vehicle and has an inner diameter decreasing downwards, that in the inner surface of the jacket wall of this hollow body two parallel to each other extending over the circumference of this surface, are arranged electrically insulated from each other but exposed to the inside of the hollow body, and that inside the hollow body there is an amount of mercury which remains in its lower part in the normal position and in the absence of abnormal accelerations, which is intended to
in the event of a collision as a result of the negative horizontal acceleration of the hollow body caused by this, to ascend towards the collision side along the hollow body wall and to connect the electrodes to one another in a conductive manner.
In contrast to switches, which in the event of a collision short-circuit the interrupter circuit of the ignition system of a vehicle engine or, on the contrary, immediately interrupt this or other consumer circuits of the vehicle, the mercury switch according to the invention can preferably serve to close the excitation circuit of an interrupt relay, the consumer circuits of the vehicle that can be fed by a main power source is intended to be automatically interrupted in the event of a collision. In parallel to the switch, a holding circuit with an auxiliary power source and with holding contacts activated by the breaker relay and closing the holding circuit when it is excited must be connected to the exciter circuit of the breaker relay.
The drawing shows exemplary embodiments of the mercury switch according to the invention and its use in the electrical system of an automobile. It shows:
1 shows an axial section through a mercury switch,
2 and 3 are axial sections through variants of the mercury switch according to FIG. 1, and
FIG. 4 shows the circuit diagram of an electrical system in which the mercury switch according to FIG. 1 is used.
The mercury switch shown has a housing 1, which is closed on all sides and made of insulating material, in the form of a rotary hollow body. This consists of a lower part 2 of conical shape with a downwardly decreasing inner and outer diameter and a disc-shaped cover 4 screwed into the lower part by means of a thread 3, from which a peg-shaped projection 5 protrudes axially downward. The lower end face 6 of this projection is concave. Above the annular gap 7, which the edge of the arched end face 6 forms with the inner surface 8 of the lower housing part 2, two ring-shaped electrodes 9 and 10 made of metal are embedded in this inner surface 8 in such a way that they are mutually parallel over the entire circumference of the housing.
They are electrically isolated from one another by the material of the housing between them; their bare surfaces are exposed on the inside of the housing.
The mercury switch is suspended in a ball socket 13 by means of a stem 11, which sits on the cover 4, extends axially upwards and has a spherical head 12 at its free end, so that it can swing freely in all directions at a limited angle.
Each of the two ring-shaped electrodes 9 and 10 is electrically connected to one or the other of two clamping screws 16 and 17, respectively, by means of a wire 14 or 15, which is passed through the wall of the lower housing part 2 on the corresponding side, which is on diametrically opposite sides are screwed into the upper edge part of the lower housing part 2 or into the surface of the cover 4. From these clamping screws 16, 17 an insulated wire 18, 19 loosely looped around the handle 11 leads to a connection terminal 20 or 21 provided on the vehicle in an insulated manner.
The interior of the switch housing 1 contains a small amount of mercury 22 which is normally, i. H. when the housing axis is vertical, is at the bottom of the housing part 2 and by far does not extend as far as the annular gap 7 between the housing wall 8 and the edge of the pin-shaped projection 5 of the housing cover 4.
In the event of a collision of the vehicle with a solid obstacle or another vehicle, the first-mentioned vehicle, in which the mercury switch described is installed, experiences a sharp negative, ie. H. with respect to the direction of movement of the vehicle, the rearward acceleration in an approximately horizontal plane and in a direction which does not necessarily have to coincide with the longitudinal direction of the vehicle; the collision can be e.g. B. caused by another vehicle hitting from the side or by lateral veering of the own vehicle against an obstacle at the boundary of a road curve or the like, in which cases the impact causing the negative acceleration occurs obliquely or transversely to the longitudinal direction of the vehicle.
Relative to the negatively accelerated vehicle and switch housing 1, the mercury 22 then experiences an acceleration of the same magnitude in the current direction of movement of the vehicle, which acceleration is combined with the acceleration due to gravity to form an obliquely downwardly directed resultant.
The housing 1 seeks to adjust its axis in the direction of this resultant and can do so by rotating around the center of the ball head 12 in the ball socket 13, as long as the negative acceleration is low, such as when braking or unhindered skidding of the vehicle Case is. The ratio of the negative horizontal acceleration of the vehicle to the acceleration due to gravity is then limited by the coefficient of friction of the vehicle wheels on the roadway.
The negative horizontal acceleration can, however, be so great that not only the stem 11 of the housing 1 comes to rest on the edge of the ball socket 13, but also the direction of the resultant mentioned approaches the horizontal so far that it moves along the conical wall surface 8 of the lower housing part 2 has upwardly directed component. This is mostly the case when the vehicle suffers a collision in which damage occurs.
The acceleration component directed upwards along the wall surface 8 then causes the mercury 22 to flow upwards along this wall surface through the annular gap 7, reach the two annular electrodes 9 and 10 and connect them to one another in an electrically conductive manner and 17 a current flow which can be used to automatically trigger processes that become necessary as a result of the collision, in particular to interrupt circuits, the further supply of which could cause fires.
The concave shape of the lower end face 6 of the cover projection 5 serves to collect the amount of mercury 22 when the vehicle and thus the switch is temporarily accelerated more downwards than in free fall, and the mercury 22 is thereby thrown axially upwards; This is the case, for example, when a load hits the loading area of the vehicle violently after being thrown over a pothole. The mercury 22 can then stand out from the base of the lower part of the housing. If it were not caught by the concave surface 6, it would splash along the cover 4 into the area of the electrodes 9 and 10 and electrically connect them to one another without causing the vehicle to suddenly decelerate sharply. This would cut out the engine, headlights, etc.
By contrast, the cover protrusion 5 and the concave design of its end face 6 deflect mercury downward so that it does not get into the area of the electrodes 9 and 10 and the switch does not respond as long as there is no significant horizontal acceleration.
The variant shown in Fig. 2 differs from the one shown in Fig. 1 and previously described in that the handle seated on the cover 4, here designated 23, has a fastening flange 24 at its upper end instead of the ball head 12, by means of which the Mercury switch can be attached to a component of the vehicle. In this embodiment, the wires 14 and 15 leading from and to the electrodes 9, 10 are guided through transverse holes 25 in the stem 23 up to two clamping screws 26, 27 on the fastening flange 24 and are each connected to one of them. In the area of the stem 23, the wires 14, 15 must of course be insulated from one another by sheaths or by keeping them at a distance from one another. They can also be guided through separate channels within the stem.
If a horizontal acceleration acts on the vehicle or relative to it on the housing 1 of the mercury switch, in this variant the housing axis cannot adjust in the direction of the resultant of the gravitational acceleration and the relative horizontal acceleration, as in the first embodiment described, and it is therefore necessary the same inclination of the jacket wall of the lower housing part only a smaller negative horizontal acceleration of the vehicle to make the mercury switch respond. If this acceleration is so low that it would already be the case with sharp braking of the vehicle, this can be remedied by reducing the inclination of the wall surface 8 with respect to the axis of the housing.
The variant according to FIG. 3 differs from the embodiment according to FIGS. 1 and 2 in that the wall surface 60 of the lower housing part 2 is not conical like the corresponding wall surface 8 in FIGS. 1 and 2, but has the shape of a curved shell, in the center of which a depression 61 receives the amount of mercury 22. The inclination of the wall of this recess 61 in the vicinity of its edge 62 corresponds approximately to that of the conical wall surface 8 in FIGS. 1 and 2, while the cup-shaped wall surface part 60 is much flatter.
In the event of a collision, the above-mentioned resultant acting on the amount of mercury 22 of the relative acceleration of the mercury and the acceleration due to gravity, which is approximately horizontally in the current direction of movement of the vehicle, has an upward component along the wall of the recess 61. This presses the mercury 22 over the edge 62 of the recess 61 into the flat, bowl-shaped part 60.
The component of the aforementioned acceleration resultant, directed here along the wall, is now considerably larger than along the wall of the recess 61, so that the mercury is immediately conveyed to the electrodes 9 and 10 and connects them to one another. This design has the advantage that the mercury 22 at smaller horizontal accelerations than occur in the event of a collision, is hardly moved, but when a certain minimum value of this acceleration is exceeded, it takes effect very quickly.As the switch housing 2 is low in relation to the diameter of the electrodes 9, 10, the risk of mercury being smaller is also smaller in the case of predominantly vertical blows, splashes up to the electrodes, so that the pin 5, which in the embodiment according to FIG.
1 and 2 shields the electrodes from the mercury in the case of small and predominantly vertical accelerations, is dispensable in the variant according to FIG. 3 and is therefore absent
In the circuit according to FIG. 4, the mercury switch described is denoted by 50. In the event of a collision, it is used to automatically close the excitation circuit of a relay 30 which, via a first pair of contacts 31, controls the connection between the positive pole of a main battery 40 and numerous power consumers 41.
These are designated in the figure as follows:
RS = right headlight
LS = left headlight
H = horn
BLK = turn signal (right and left)
ZK = ignition circuit
SW = windshield wiper
BL = brake light (right and left)
RRL = right rear light
LRL = left taillight
The usual fuses 42 and individual switches (not shown) are arranged in the connections between the individual power consumers 41 and the pair of contacts 31.
Of the connection terminals 20 and 32 or 26 and 27 of the mercury switch 50, one is also connected to the positive pole of the main battery 40, the other to the beginning of the field winding (not shown) of the relay 30, while the end of this winding is normally closed , manually operated breaker 43 is connected to ground and through this to the negative pole of the main battery 40. This excitation circuit of the relay 30 is normally interrupted by the mercury switch 50 and currentless. The contact pair 31, which controls the connection between the power consumers 41 and the main battery 40, is then closed.
A second, normally open pair of contacts 32 of the relay 30 connects the beginning of the field winding to the positive pole of an auxiliary battery 44 in a holding circuit; its negative pole is connected to the end of this field winding via the ground and the manually operated breaker 43.
Furthermore, the relay 30, as long as it is not energized, connects the rear lights 41 RRL and LRL via their fuses 42 and the pair of contacts 31 to the main battery 40 by means of changeover contacts 33 and 34; If the relay is energized, the changeover contacts 33 and 34 switch the corresponding taillights to the positive pole of the auxiliary battery 44 via a flasher relay 45 with the contact pair 46 closed when there is no current.
In parallel with the two taillights 41 RRL and 41 LRL, a control lamp 47 is connected between the flasher control device 45, 46 and the ground, which is switched on by the relay 30 by means of a fifth contact pair 48 at the same time as the switch 33, 34 is operated and in time with the Taillights come on when they work as warning flasher lights.
A normally open manual switch is designated with 49, which allows the mercury switch 50 to be bridged
If, as a result of a collision, the mercury 22 in the switch 50 now creates a conductive connection between the two ring-shaped electrodes 9 and 10 and thus between the connection terminals 20 and 21 or 26 and 27, even if only temporarily, a current flows from the positive pole Main battery 40 through the excitation winding of the relay 30 and via the ground back to the negative pole of this battery. The resulting tightening of the relay armature opens the pair of contacts 31 and interrupts the power supply to all loads 41, which prevents short circuits in these, which could cause fires.
At the same time, the relay closes the pair of contacts 32 and thereby causes a holding current to flow from the auxiliary battery 44 through its field winding to the ground and keep the relay armature attracted even if the current supply in switch 50 is interrupted again by the flowing back of the mercury 22
Also at the same moment, the contact pairs 33 and 34 switch the two rear lights 41 RRL and 41 LRL to the auxiliary battery 44 via the closed interrupter 46 and the excitation winding of the flasher relay 45. The two taillights then light up; but immediately after sufficient excitation of the flasher relay 45 this opens the interrupter 46, the taillights go out and the flasher relay is de-energized.
This closes the breaker, and the game described begins again. The two taillights therefore flash until they are switched off by the auxiliary battery 44 by means of the changeover contacts 33 and 34 or the latter is exhausted. The rear lights act as warning lights, especially for vehicles approaching the collision point from behind.
When this is no longer necessary and there are no longer any concerns about reconnecting the power consumers 41 to the main battery 40, the breaker 43 is opened by hand. The relay 30 is de-energized, the pair of contacts 31 closes, the pair of contacts 32 opens and the Changeover switches 33 and 34 connect the rear lights 41 RRL and 41 LRL again to the main battery 40 via their individual switches (not shown) and the closed contact pair 31, which has also restored the connection to the other loads.
The manual switch 49 is used to control the ability of the system to work (even when the power consumers are switched off). the relay opens the pair of contacts 31, whereby the possibly switched-on power consumers 41 are switched off until the manual switch 43 is actuated, while the circuit of the rear lights 41 RRL or LRL and the control lamp 47 via the auxiliary battery 44 is closed. The flashing of this control lamp then indicates that the relay 30 is working correctly.