DE1615895B2

DE1615895B2 - Elektrischer traegheitsschalter

Info

Publication number: DE1615895B2
Application number: DE19671615895
Authority: DE
Inventors: Walter Wilson Hugh Eversley Hampshire Clarke (Grossbritannien)
Original assignee: C B. Associates Ltd., London
Priority date: 1966-06-10
Filing date: 1967-06-09
Publication date: 1971-03-18
Also published as: AU4930269A; NL6900265A; FR1557265A; DE1615895A1; US3493701A; AU435578B2; GB1145204A

Description

T615

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Trägheitsschalter mit einem in einem Gehäuse ange- "_; ordneten Sitz, einem dem ,Sitz zugeordneten Magneten, einem beweglichen Trägheitskörper aus ferromagnetischem Werkstoff, der durch den Magneten so lange in Anlage am Sitz gehalten wird, bis ihn Tragheitskräfte von diesem abheben, und einer Kontaktanordnung, die durch Einwirkung des abgehobenen Trägheitskörpers betätigbar ist.

Es sind bereits elektrische Trägheitsschalter be- ίο kannt, bei denen der Trägheitskörper selbst dazu dient, in seinem abgehobenen Zustand den Kontakt ] herzustellen. Der elektrische Strom fließt in" geschlos- " senem Zustand des- Schalters über den t.Trägheitskörper 'von einem zürn anderen Kontakt. Diese Ausbildung hat den wesentlichen Nachteil,;· daß eine zuverlässige Kontaktgabe, bedingt durch.die. freie Beweglichkeit des Trägheitskörpers, nichf-gewährleistet ist. Der Trägheifskörper hat in ".allerrRegel kugel- oder scheibenförmige Gestalt und kann sich daher nur punktförmig an die zu verbindenden Kontakte anlegen. Dieser punktförmige Kontakt kann durch wechselnde Trägheitskräfte nicht zuverlässig aufrechterhalten werden. Außerdem ist man in der Auswahl des Materials für den Trägheitskörper gebunden. Dieser muß neben seinen magnetischen auch bestimmte elektrische Eigenschaften haben und bei einem gegebenen Volumen ein bestimmtes Gewicht ·; , erreichen. Die magnetischen und gewichtsbedingten" Eigenschaften ließen sich idealer erfüllen, wenn nich't^i:3oauch noch elektrische Leitfähigkeit gefordert werden würde. ._ .„._..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trägheitsschalter der eingangs beschriebeneri;vGät-..:> rung so auszugestalten, daß eine zuverlässige Kontaktbetätigung gewährleistet ist. -*

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Kontakten ein längliches Schaltglied zugeordnet ist, das durch den Trägheitskörper in die bzw. aus der Betätigungsstellung bewegbar ist.

Bei einem derart ausgebildeten Trägheitsschalter sind die Funktion der Stromübertragung- an -den,......

Kontakten und der Kontaktbetätigung unter der Ein-" wirkung von Trägheitskräften vollkommen von-

, g g

Kontaktgabe wird durch das Schaltglied selbst "be-·"--wirkt. Da das Schaltglied ohne weiteres exakt geführt und ganz oder zum Teil stromleitend ausgebildet (ν." werden karihj ist sortfife'einB·zuverlässige Kontaktgabe^Vö bzw. Kontaktunterbrechung gewährleistet. Der Tragheitskörper braucht lediglich magnetische Eigenschäften zu haben und kann ohne weiteres so dimensioniert werden, daß "er unter der Einwirkung von Trägheitskräften.das;Schaltglied zu bewegen vermag..-_;5;j-Eine zuverlässige und lang dauernde Kontaktgabe oder Kontaktunterbrechung ist auch dann möglich, wenn der Trägheitskörper nur kurzzeitig seine Lage ändert.

Es ist vorteilhaft, wenn das längliche Schaltglied ein Zapfen aus elektrischem Isolierstoff mit einer elektrisch leitenden Manschette ist, wobei durch axiale Bewegung des Zapfens ein Paar mit der Manschette zusammenarbeitender Kontakte auf dieser zur Auflage kommt oder sich von ihr löst. Durch diese Ausbildung kann eine einwandfreie Isolation aller Teile des Schalters, die keine Spannung tragen sollen, erreicht werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß in der Ruhestellung ein Luftspalt zwischen "dem Trägheitskörper und dem Schaltglied vorhanden ist. Der Trägheitskörper kann dadurch über den Zeitraum, den er zum Durchlaufen dieses Luftspaltes braucht, beschleunigt werden und so mit genügend großer Kraft auf das Schaltglied einwirken.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse eine den Sitz und den Magneten zusammenfassende Einheit bildet, die innerhalb einer becherförmigen Hülse einschnappbar angeordnet istTDadurch ist ein müheloser und einwandfreier Zusammenbau des Trägheitsschalters gegeben.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sich das Schaltglied in einer Bohrung der Stirnfläche der^: Hülse befindet. Durch diese Ausführung wird es ermöglicht, das Schaltglied, nachdem es durch den Trägheitskörper einmal betätigt wurde, von außen wieder in seine Ausgangsstellung überzuführen. Die Hülse kann dabei aus Kunststoff oder aus einem anderen unmagnetischen Werkstoff bestehen. An gegenüberliegenden Seiten .des ;S.chaltgIiede's können Federn anliegen, die an den Innenseiten des Gehäuses und der Einheit aus Lagerung und Magnet vorbeigeführt sind. Die Federn können dabei einen solchen Abstand haben, daß^:-8er-5ewegliche Körper ^ifcht an ,· beiden Federn gleichzeitigjmliegen kann. Sofern die Einheit aus Lagerung und Magnet und/oder das Gehäuse elektrisch leitend wird, müssen die Federn gegen diese isoliert sein.. . . > _v'.·;

. ..Unter, der JEinwirkung. einer Schwingung bzw. Beschleunigung des Schalters von solchem Ausmaß, •'•daß die Haltekraft des Magneten überschritten wird, verläßt der Trägheitskörper die Lagerung und schlägt an das Schaltglied. Infolge des Schlages bewegt sich das Schaltglied axial im Trägheitsschalter, so daß die Federn zum Abgleiten oder Aufgleiten an einer elektrisch leitenden Manschette auf das Schaltglied gebracht werden, wodurch ein Stromkreis geschlossen oder geöffnet wird.

Λ Der Trägheitskörpej; kann_; eine andere als die kugelförmige Gestalt aufweisen. Er kann beispielsweise auch als Zylinder ausgebildet sein, der an einer ..vertieften kreisförmigen Lagerung angeordnet ist. In diesem Falle spricht der Schalter nur auf eine Be-■ schleunigung seiner Achse an. Es ist auch möglich, durch geringe Veränderungen des Schalters zusätzliche Kontakte zu betätigen, falls das erforderlich ■sein sollte, .ir -^.^λ^χχ.:,':.:\ (■..»

Ein der Erfindung zugrunde liegender Trägheitsschalter kann beispielsweise in einer Waschmaschine oder einer Trockenschleuder Verwendung finden, um den Antriebsmotor bei einer infolge zu großer oder • exzentrischer -B.eta.dung der. Trommel auftretenden Schwingungsamplitude abzuschalten. Eine andere Verwendung besieht 'beispielsweise darin, die elektrische Einrichtung eines Kraftfahrzeuges im Falle eines eine bestimmt'e-Größe überschreitenden Stoßes, wie eines Zusammenstoßes, abzuschalten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung er- _t geben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausf ührungsbeispielen an Hand der Zeichnung; darin zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Trägheitsschalter mit Ruhekontaktanordnung in der Ausgangsstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Schalter nach F i g. 1 in Raststellung und

Fig. 3 einen Schalter mit Arbeitskontaktanordnung in der Ausgangsstellung.

Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Schalter ist aus einem Becher 1 und einer daran anliegenden Lagerungseinheit 2 gebildet, die beispielsweise durch Spritzguß aus einem Kunststoff hergestellt ist. Ein zylindrischer Magnet 3 ist in einer Bohrung der Lagerungseinheit 2 neben der kegelstumpfförmigen Lagerfläche 4 befestigt, an welcher eine Kugel 5 aus magnetischem Material durch die Anziehungskraft des Magneten 3 gehalten ist. Ein Zapfen 6 aus Kunststoff trägt eine darauf befestigte Kupfermanschette 7 und befindet sich in einer koaxial mit der Achse des Magneten 3 angeordneten Bohrung in einer Stirnfläche des Bechers 1. Zwischen der Kugel 5 und dem Zapfen 6 ist ein kleiner Luftspalt von der Größenordnung 0,06 mm vorhanden. Zwischen dem Becher 1 und der Lagerungseinheit 2 verlaufende Kontaktfedem 8 liegen an der Maschette 7 an und schließen beispielsweise den Stromkreis der elektrischen Einrichtung eines Fahrzeuges, oder sie führen den Motorstrom eines Waschmaschinenantriebs.

Durch Schwingung oder Beschleunigung des Schalters in einer zu seiner Achse senkrecht stehenden Ebene wird die Kugel 5 von der Lagerfläche 4 losgeschüttelt und läuft auf der Lagerfläche hinauf, um das Ende des Zapfens anzuschlagen, so daß dieser axial nach außen in die in F i g. 2 gezeigte Stellung gestoßen wird, wodurch die Federn 8 an der axial äußeren Fläche einer Verdickung 9 am Ende des Zapfens 6 zur Anlage kommen und voneinander isoliert werden. Ein kleiner Spalt zwischen Kugel und Zapfen gestattet es der Kugel, Schwung zu nehmen, bevor sie den Reibungswiderstand gegen das Gleiten des Zapfens 6 überwinden muß. Der Zapfen 6 ist auf seinem Abschnitt zwischen der Manschette 7 und der Verdickung 9 verjüngt ausgebildet, wie dargestellt, so daß die Wirkung der Federn 8 die Bewegung des Zapfens 6 unterstützt. Um den Schalter wieder zurückzustellen, wird der Zapfen axial einwärts gedrückt mittels eines Kopfes 10, so daß die Kugel 5 auf die Lagerfläche 4 gepreßt wird und ein elektrischer Kontakt zwischen den Federn 8 über die Manschette 7 zustande kommt. Die Stirnfläche des Bechers ist in gewissem Ausmaß elastisch, so daß ein Spalt zwischen der Kugel 5 und der Verdickung 9 entstehen kann, während die Kugel 5 fest auf ihren Sitz gedrückt wird.

Wie in F i g. 3 dargestellt ist, kann die leitende Manschette 7 — wenn erforderlich — auf dem Teil des Zapfens 6 angeordnet sein, welcher unmittelbar an die Verdickung 9 anschließt, so daß eine leitende Verbindung bei einer Bewegung des Zapfens 6 nach außen zustande kommt.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können auch in beliebigen Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Trägheitsschalter mit einem in einem Gehäuse angeordneten Sitz, einem dem Sitz zugeordneten Magneten, einem beweglichen Trägheitskörper aus ferromagnetischem Werkstoff, der durch den Magneten so lange in Anlage am Sitz gehalten wird, bis ihn Trägheitskräfte von diesem abheben, und einer Kontaktanordnung, die durch Einwirkung des abgehobenen Trägheitskörpers betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß den Kontakten (8) ein längliches Schaltglied (6) zugeordnet ist, das durch den Trägheitskörper (5) in die bzw. aus der Betätigungsstellung bewegbar ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Schaltglied (6) ein Zapfen aus elektrischem Isolierstoff mit einer elektrisch leitenden Manschette (7) ist, wobei durch axiale Bewegung des Zapfens ein Paar mit der Manschette zusammenarbeitender Kontakte (8) auf dieser zur Auflage kommt oder sich von Ihr löst.

3. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ruhestellung ein Luftspalt zwischen dem Trägheitskörper (5) und dem Schaltglied (6) vorhanden ist.

4. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine den Sitz (4) und den Magneten (3) zusammenfassende Einheit bildet, die innerhalb einer becherförmigen Hülse (1) einschnappbar angeordnet ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (6) sich in einer Bohrung der Stirnfläche der Hülse (1) befindet.

6. Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von außen betätigbare Einrichtung (10) zum Rückholen des Trägheitskörpers (5) auf seinen Sitz (4). und zum Rückstellen der Kontakte (8).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen