DE1287675B - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen neigungs- Ausschaltstellung (Nullage) mit beliebig wählbarer

abhängigen Schwerkraftschalter mit einem auf oder Kraft stabilisiert sind und beim Überschreiten des

in Schaltarmen rollenden kugel- oder zylinderförmi- zulässigen Neigungswinkels durch die Verlagerung

gen Körper als Kontaktgeber elektromotorisch, hy- des rollenden Körpers aus der Nullage herauskippen

draulisch und/oder pneumatisch wirkender Horizon- 5 und dadurch mindestens ein Schaltmittel einschalten,

tiereinrichtungen für insbesondere ortsveränderliche Hierbei kann die Gerätewaagerechte in beliebigen

Geräte, der beim Überschreiten eines zulässigen Nei- Vertikalebenen geneigt sein, soweit sie mit der verti-

gungswinkels der Gerätewaagerechten, gemessen kalen Schaltebene zusammenfallen oder einen mit

gegen eine Vertikalebene durch Verlagerung des rol- ihr gebildeten spitzen Winkel nicht überschreiten,

lenden Körpers, ein Schaltmittel betätigt. io Durch die drehbare Lagerung der Schaltarme wird

Es sind Schwerkraftschalter nach dem Prinzip gegenüber den bekannten Anordnungen unter ande-

eines Pendels bekannt, die jedoch zur Auslösung von rem der Vorteil erzielt, daß zur Schaltmittelbetätigung

Schaltvorgängen für ortsveränderliche Geräte bei sehr das Produkt aus Kugelgewicht mal Hebelarm zur

kleinen Winkelabweichungen aus der Senkrechtlage Verfügung steht.

nicht geeignet sind, da in einem solchen Falle aus- 15 In Weiterbildung der Erfindung ist eine Vorrichreichende Stabilisierungskräfte für die Lotrechtlage tung zur vollständigen Überwachung einer in der des Pendels (Nullage) gegen nicht zu verhindernde Horizontalen zu haltenden Ebene mittels zweier äußere mechanische Einflüsse, wie beispielsweise Schwerkraftschalter nach der Erfindung so angeord-Stöße und Vibrationen, bei der geforderten Schalt- net, daß ihre vertikalen Schaltebenen senkrecht zuempfindlichkeit nicht aufgewendet werden können. ao einander liegen. Bei mehr als zwei Schwerkraftschal-Weiter ist ein aus einem festen und einem beweg- tern nach der Erfindung sind diese derart angeordlichen Kontakt bestehender neigungsempfindlicher net, daß jeweils zwei sich miteinander schneidende Schalter bekannt, der vorzugsweise zum Einbau in vertikale Schaltebenen gleiche Winkel bilden, ein Handmikrofon bestimmt ist. Bei Neigung des Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Schalters ändert eine auf zwei parallelen Drähten as Hand schematischer Zeichnungen an beispielsweisen oder metallisierten Kanten laufende Metallkugel Ausführungen näher beschrieben, unter Einwirkung der Schwerkraft ihre Lage und Fig. la zeigt einen Längsschnitt durch einen stellt dadurch zwischen den beiden Drähten bzw. Schwerkraftschalter in seiner Nullage; Kanten eine elektrisch leitende Verbindung her. Be- Fig. Ib zeigt gegenüber Fig. la vergrößert die kannt ist ferner ein Schalter mit zwei getrennt be- 30 Stabilisierungsvorrichtung in der Nullage; festigten, einander gegenüberliegenden Kontakt- F i g. 2 zeigt den Schwerkraftschalter in der Schaltfedern, die jeweils einen Kontakt betätigen. Je nach Schräglage vor dem Schaltvorgang; Neigung des Schalters ist der eine Kontakt geöffnet, Fig. 3 zeigt den Schwerkraftschalter unmittelbar der andere dagegen geschlossen. Die Kontaktbetäti- nach dem Schaltvorgang;

gung erfolgt hierbei durch die Verlagerung einer 35 F i g. 4 a bis 4 c zeigen verschiedene Ausgestaltunwährend des Kippvorganges auf den Kontaktfedern gen von Querschnitten der Schaltarme; rollenden Kugel. Auch diese bekannten Anordnungen F i g. 5 zeigt einen Längsschnitt durch den Schwersind nicht zur Auslösung von Schaltvorgängen bei kraftschalter mit wählbar einstellbarer Bewegungskleineren Winkelabweichungen geeignet, weil die dämpfung;

Schalter im Bereich der Horizontallage labil sind und 40 Fig. 6 zeigt die Anordnung zweier Schwerkraft-

somit erst bei wesentlich größeren Neigungswinkeln schalter.

sicher ansprechen können. Nachteilig ist ferner bei ' Ein von einem Gehäuse 2 umgebener und in der diesen Schaltern, daß der Kontaktdruck nur von waagerechten Ausschaltstellung (Nullage) befinddem Kugelgewicht bestimmt wird. licher Schwerkraftschalter 14 besteht aus zwei jeweils Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 45 um den gleichen Schaltarmwinkel α gegen die Geräte-Schwerkraftschalter anzugeben, der in der Lage ist, waagerechte (G.W.) in der Art einer Schaltwippe beim Überschreiten eines zulässig kleinen Neigungs- zueinander angewinkelten Schaltarmen 4 und 5, die winkeis der Gerätewaagerechten in der Größenord- in einem Lager 7 in einer vertikalen Schaltebene nung von schon sehr kleinen Winkern kräftige Schalt- drehbar gelagert sind und durch einen Haltearm 9 mittel zu betätigen, wobei mit ausreichender Sicher- 50 mittels jeweils nur in einer Richtung nach Art von heit genügend große Schaltkräfte wirksam werden. Omegafedern wirkende vorgespannte Federn 12 und Der vorzuschlagende Schwerkraftschalter muß außer- 12' je nach ihrer Federstärke in der Nullage mit bedem in seiner waagerechten Aus-Stellung (Nullage) liebig wählbarer Kraft stabilisiert sind. Auf den gegen äußere Störungen sowie, gegen ein Überschal- . Schaltarmen ist eine Kugel 6 beweglich angeordnet, ten in seine andere Richtung derart stabilisiert sein, 55 die sich in'der Nullage des Schwerkraftschalters im daß ein unzeitgemäßes Schalten innerhalb des zu- Scheitelpunkt der Schaltarme über dem Lager in lässigen Neigungswinkels der Gerätewaagerechten Ruhe befindet. Unter jedem Schaltarm sind in gleisicher vermieden wird. Schließlich soll der Schalter chem Abstand zum Lager der Schaltwippe zwei nicht nur sicher ansprechen, wenn die Gerätewaage- Schaltmittel 10 und 10' angeordnet, deren Schaltrechte in der vertikalen Schaltebene, sondern inner- 60 arme 15 und 15' beim Auskippen der Schaltarme halb eines Bereiches gegen eine beliebige Vertikal- aus der Nullage in die Schaltmittel hineingedrückt ebene geneigt Hegt. werden, wobei Schaltkontakte betätigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Von den gleichartigen, in F i g. 1 a dargestellten

löst, daß zwei dem zulässigen Neigungswinkel ent- Federn 12 und 12' ist die Feder 12' und ihre Anord-

sprechend stumpfwinklig zueinander ausgebildete 65 nung am Aufbausockel 1 als Einzelheit vergrößert

Schaltarme nach Art einer Schaltwippe in einer Ver- herausgezeichnet. Die am Aufbausockel 1 des

tikalebene drehbar gelagert sind, die innerhalb des Schwerkraftschalters durch eine Schraube 11 in ihrer

zulässigen Neigungswinkels in ihrer waagerechten Vorspannung verstellbare Feder 12' ist derart ein-

gestellt, daß der Abstand von dem Haltearm in der Nullage der Schaltwippe nahezu Null ist. In der gleichen Weise ist die Feder 12 eingestellt, so daß bei Wahl genügend starker Federn entsprechend der zu erwartenden Vibrationen und Stöße des ortsveränderliehen Gerätes eine ausreichende Stabilisierung der Schaltwippe erreicht wird. Dadurch wird ein unzeitgemäßes Rollen der Kugel aus ihrer Ruhelage und damit ein Schalten des Schwerkraftschalters sicher vermieden.

Neigt sich nun — wie in F i g. 2 dargestellt — die Gerätewaagerechte in der vertikalen Schaltebene um den Winkel s_max, der um den Rollreibungswinkel β der Kugel größer ist als der Schaltarmwinkel α, so ist der vorbestimmte höchstzulässige Neigungswinkel der Gerätewaagerechten erreicht, und die Kugel läuft auf dem entsprechenden Schaltarm 4 bis an das Schaltarmende, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Obgleich die Kugel auf Grund der Schwerkraftverlagerung normalerweise bereits nach Zurücklegung des ao Weges L₁ den Schaltarm 4 um den Kippwinkel γ in die Einschaltstellung bringt, ist der Schaltarm so lang ausgelegt, daß die Kugel noch den Weg L₂ zurücklegen kann und somit der gesamte zweiarmige Hebel-

arm L = L₁ + L₉ zum Eindrücken des Schaltarmes entgegen der möglicherweise vergrößerten Reibungskräfte in der Lagerung der Schaltarme mit Sicherheit ausreicht. Das Schaltmittel 10' bleibt so lange in der Einschalt-Stellung, bis die nicht dargestellten Horizontiereinrichtungen die Gerätewaagerechte um den Neigungswinkel s_max wieder in die Horizontale H zurückgestellt haben. Hierbei gelangt der Schaltarm 4 um den Winkel β über die Horizontale, so daß die Kugel in ihre Ausgangsstellung zurücklaufen kann und die Schaltwippe in die Nullage zurückkippt. Die Kugel läuft beim Zurücklaufen in ihre Ausgangsstellung auf Grund der Gegensteigung jedoch nur um einen Weg über die Nullage auf den anderen Schaltarm über, der sicher kleiner ist als der Weg L₁, so daß ein Überschalten des Schalters in der anderen Richtung vermieden wird. Durch den in der Nullage stabilisierten Schwerkraftschalter ist es daher möglich, bei Winkelwerten zu schalten, die nahe an den Rollreibungswinkel von Kugeln auf Laufbahnen oder Laufschienen herangehen. Trotzdem stehen beliebig wählbare Schaltkräfte zur Verfügung.

In den Fig. 4a bis 4c ist gezeigt, daß die Kugel auf einem schienenförmigen Schaltarm in einem offenen oder geschlossenen Schaltarm laufen kann, wobei der Schienenabstand kleiner und der Durchmesser des geschlossenen Schaltarms um ein geringeres größer als der Durchmesser der Kugel ist.

Eine besondere Ausgestaltung einer Schaltwippe des Schwerkraftschalters nach der Erfindung ist in F i g. 5 gezeigt. Die Kugel 6 läuft in einem allseitig geschlossenen, mit einer Flüssigkeit angefüllten Schaltwippe 19, deren Schaltarme an ihren äußeren Enden durch eine Flüssigkeitsumgehungsleitung 18 miteinander verbunden sind. Durch ein Drosselventil 17 in Form einer Schraube kann der Querschnitt der Flüssigkeitsumgehungsleitung eingestellt werden, der annähernd proportional dem der rollenden Kugel entgegenwirkenden Flüssigkeitswiderstandes ist. Auf diese Weise ist die gewünschte Dämpfung der Kugelbewegung einstellbar.

Der Schaltvorgang wurde im vorangegangenen im Sonderfall erläutert, daß die Neigungsebene der Gerätewaagerechten mit der Vertikalneigungsebene des Schwerkraftschalters zusammenfällt. Der Schwerkraftschalter gemäß der Erfindung ist aber auch dann funktionsfähig, wenn die Neigungsebene der Gerätewaagerechten in eine Vertikalebene zu liegen kommt, die mit der vertikalen Schaltebene einen spitzen Winkel δ bildet, wobei der erforderliche Neigungswinkel ε des Schwerkraftschalters um so größer ist, je größer der spitze Winkel ist, den die Neigungsebene der Gerätewaagerechten mit der Vertikalschaltebene bildet; und zwar erhöht sich der erforderliche Neigungswinkel für den Schaltvorgang bei gleicher Wippen- und Anschlageinstellung entsprechend dem reziproken Wert des cos des Winkels ö. Wird davon ausgegangen, daß bei einem Winkelbereich δ = ±45° die vertretbare Grenze für den Einsatz des Schalters erreicht ist, innerhalb dessen er beim Überschreiten eines festgesetzten Neigungswinkels sicher schaltet, dann ergibt sich für die Horizontierung einer Ebene nach allen Richtungen der Mindesteinsatz von zwei gleichartigen Schwerkraftschaltern 14 und 14', deren vertikale Schaltebenen senkrecht aufeinanderstellen, wie es aus F i g. 6 zu ersehen ist.

Werden nun mehrere Schwerkraftschalter gleichmäßig an einem Kreisbogen verteilt, d. h., schließen die vertikalen Schaltebenen benachbarter Schwerkraftschalter die gleichen Winkel miteinander ein, so fällt in Abhängigkeit von der Zahl der Schwerkraftschalter der Winkelbereich δ immer kleiner aus, und die erzielbare Schaltempfindlichkeit der Schwerkraftschalter wird immer größer.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Neigungsabhängiger Schwerkraftschalter mit einem auf oder in Schaltarmen rollenden kugel- oder zylinderförmigen Körper als Kontaktgeber elektromotorisch, hydraulisch und/oder pneumatisch wirkender Horizontiereinrichtungen für insbesondere ortsveränderliche Geräte, der beim Überschreiten eines zulässigen Neigungswinkels der Gerätewaagerechten gemessen gegen eine Vertikalebene durch Verlagerung des rollenden Körpers ein Schaltmittel betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei dem zulässigen Neigungswinkel entsprechend stumpfwinklig zueinander ausgebildete Schaltarme (4, 5) nach Art einer Schaltwippe in einer Vertikalebene drehbar gelagert sind, die innerhalb des zulässigen Neigungswinkels in ihrer waagerechten Ausschaltstellung (Nullage) mit beliebig wählbarer Kraft stabilisiert sind und beim Überschreiten des zulässigen Neigungswinkels durch die Verlagerung des rollenden Körpers (6) aus der Nullage herauskippen und dadurch mindestens ein Schaltmittel (10 bzw. 10') einschalten.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stabilisierung des Schwerkraftschalters in seiner Nullage ein an der Lagerung der Schaltarme ansetzender Haltearm in der vertikalen Schaltebene an seinem freien Ende zwischen zwei jeweils nur in einer Richtung wirkenden, in der Wirkungsweise von Omegafedern vorgespannten Federn liegt.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Haltearm und je einer Feder auf nahezu Null eingestellt ist.

4. Schalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schaltarme in Abhängigkeit von der Größe und dem

spezifischen Gewicht der Kugel so bemessen ist, daß beim Ausrollen des kugel- oder zylinderförmigen Körpers aus seiner Nullage bis an das Ende eines Schaltarmes mit ausreichender Sicherheit der wirksam werdende Hebelarm zum Schalten mindestens eines Schaltelementes ausreicht.

5. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kugel- oder zylinderförmige Körper auf schienenförmigen Schaltarmen beweglich angeordnet ist.

6. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur Dämpfung der Bewegung des kugel- oder zylinderförmigen Körpers die Schaltarme mit dem beweglichen Körper in einer Flüssigkeit, beispielsweise einer öligen Flüssigkeit, mit temperaturkonstanter Viskosität befinden.

7. Schalter nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kugel- oder zylinderförmige Körper in geschlossenen, mit einem ap Gas oder einer Flüssigkeit angefüllten Schaltarmen beweglich angeordnet ist, wobei der Innendurchmesser der Schaltarme nur wenig größer als der Außendurchmesser des beweglichen Körpers ist, und daß der Grad der Dämpfung bzw. die Laufgeschwindigkeit der Kugel durch ein in. einer Flüssigkeitsumgehungsleitung angebrachtes Ventil einstellbar ist, die die Schaltarme an ihren äußeren Enden miteinander verbindet.

8. Vorrichtung zur vollständigen Überwachung einer in der Horizontalen zu haltenden Ebene mittels zweier Schwerkraftschalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ihre vertikalen Schaltebenen senkrecht zueinander liegen.

9. Vorrichtung zur vollständigen Überwachung einer in der Horizontalen zu haltenden Ebene mittels mehrerer Schwerkraftschalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei sich miteinander schneidende vertikale Schaltebenen der Schwerkraftschalter gleiche Winkel bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen