DE1939247A1 - Erschuetterungsempfindlicher elektrischer Schalter - Google Patents

Description

DYNAMIT NOBEI AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

Erschütterungsempfindlicher elektrischer Schalter (Zusatz zur deutschen Patentanmeldung P Ί9 05 295.0)

Das Hauptpatent (deutsche Patentanmeldung P 19 05 295.0) bezieht sich auf einen erschütterungsempfindlichen elektrischen Schalter mit einem Gehäuse und zwei in diesem angeordneten Kontakten, von denen der eine im Gehäuse beweglich angeordnet ist und bei Erschütterung mit dem anderen Kontakt, der fest mit dem Gehäuse verbunden ist, in Berührung kommt, und schlägt vor, wenigstens einen der beiden Kontakte zumindest im gemeinsamen Berührungsbereich aus einem leicht plastisch und/oder elastisch verformbaren elektrisch leitfähigen Material herzustellen.

Dieser Schalter hat sich für elektrisch zu betätigende Einrichtungen bewährt, die aus Gründen der Sicherheit, Baugröße, Kosten usw. weniger empfindlich ausgelegt sind, so daß sie zu ihrer einwandfreien Auslösung einen relativ lange fließenden elektrischen Strom erfordern. Die Wirkung dieses Schalters beruht darauf, daß die kinetische Energie des beweglichen Kontaktes im · Berührungsbereich der beiden aufeinanderprallenden Kontakte im plastisch deformierten Material in Wärme umgewandelt und/oder im elastisch deformierten Material für eine gewisse Zeit gespeichert wird, so daß die Berührungsdauer der beiden Kontakte und damit auch die Dauer des Stromflusses im erforderlichen Maße verlängert wird.

Da bei diesem herkömmlichen Schalter die auf diese Weise verlängerte Berührungsdauer um so kleiner wird, je größer die kinetische Energie des beweglichen Kontaktes ist, arbeitet dieser Schalter nur bis zu einer bestimmten oberen Grenze der auf den beweglichen Kontakt einwirkenden Beschleunigungskraft auch

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unter ungünstigen Umständen einwandfrei. Wird dieser Grenzwert der von den Materialeigensehaften der Kontakte, ihrer Form und Masse und der auf den beweglichen Kontakt einwirkenden rückstellenden Federkraft abhängt - überschritten, so kommt es entweder zu, mehr oder weniger zahlreichen aufeinanderfolgenden Zusammenstößen der Kontakte, bevor die Mindestberührungsdauer erreicht wird, so daß der Auslösezeitpunkt in unkontrollierbarer Weise verschoben wird, oder aber es erfolgt unter ungünstigen Umständen überhaupt keine Auslösung, was insbesondere bei militärischen Anwendungsfällen nicht hingenommen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehend erläuterten Nachteil bei einem erschütterungsempfindlichen elektrischen Schalter mit einem Gehäuse und zwei in diesem angeordneten Kontakten, von denen der eine als Schwingkontakt ausgebildet ist und bei Erschütterung mit dem fest im Gehäuse angeordneten anderen Kontakt in Berührung kommt, zu vermeiden, so daß die einwandfreie Funktion des Schalters in einem möglichst weiten Bereich unterschiedlich großer Beschleunigungskräfte sicher gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird dieses Aufgabe dadurch gelöst, daß sich der fest angeordnete Kontakt und der Schwingkontakt in der Bereitschaftsstellung des Schalters - im Querschnitt betrachtet - an. . zumindest zwei sich gegenüberliegenden Punkten, vorzugsweise jedoch entlang des gesamten Umfanges, auf einem Teil ihrer axialen Erstreckung berührungsfrei übergreifen und daß der fest angeordnete Kontakt bei Überschreiten einer vorgegebenen Beschleunigungskraft vom Schwingkontakt bleibend zur Seite hin abbiegbar ist, so daß der Schwingkontakt im ausgelenkten Zustand zum dauernden Anliegen an den fest angeordneten Kontakt kommt.

Mit dieser Ausbildung wird erreicht, daß der Schalter sowohl unterhalb als auch oberhalb des für ihn charakteristischen Grenzwertes der Beschleunigungskraft einwandfrei arbeitet. Ist die tatsächliche Beschleunigungskraft kleiner oder gleich dem Grenzwert, so wird - wie im Hauptpatent angegeben - bereits beim

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ersten Zusammenprall der "beiden Kontakte die geforderte minimale Berührungsdauer erreicht. Liegt dagegen die tatsächliche Beschleunigungskraft oberhalb des Grenzwertes, so wird der fest angeordnete Kontakt von dem aus der Bereitschafts- oder Ruhestellung ausgelenkten Schwingkontakt beim ersten Zusammenprall bleibend zur Seite hin abgebogen, wobei ein Teil der kinetischen Energie in Wärme umgewandelt wird. Bewegt sich dann der Schwingkontakt wieder zurück, d. h. auf seine Ruhestellung zu, so prallt er von der entgegengesetzten Seite her erneut auf den fest angeordneten Kontakt auf und wird von diesem daran gehindert, in die Ruhestellung zurückzukehren. Damit wird erreicht, daß der Schwingkontakt von der ständig rücktreibend wirkenden Federkraft gegen den fest angeordneten Kontakt gedrückt wird, so daß die geforderte einwandfreie Schaltfunktion gewährleistet ist.

Selbstverständlich ist dabei die maximal mögliche Auslenkung des Schwingkontaktes begrenzt, so daß der Schwingkontakt unter keinen Umständen den fest angeordneten Kontakt so weit abbiegen kann, daß sich beide bei der Rückbewegung des Schwingkontaktes nicht mehr berühren. ·

Sofern in Sonderfällen erwünscht ist, daß der Schalter vorzugsweise nur auf Beschleunigungskräfte einer bestimmten Richtung anspricht, werden die Kontakte so geformt, daß sie sich nur an zwei gegenüberliegenden Punkten übergreifen und somit nur bei Bewegung des Schwingkontaktes in Richtung der Verbindungslinie dieser beiden Punkte berühren. Diese gerichtete Wirkung kann noch dadurch unterstützt-werden, daß der Schwingkontakt statt mit einer in allen radialen Richtungen gleich gut beweglichen Schraubenfeder beispielsweise mit einer Blattfeder gehalten wird, so daß sich der Schwingkontakt im wesentlichen nur noch in einer Ebene bewegen kann.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, den fest angeordneten Kontakt mit einem stiftartigen Ansatz zu versehen, der in der Bereitschaftsstellung des Schalters berührungsfrei in eine im Schwingkontakt ausgebildete Aus-

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nehmung hineinragt, so daß der Schwingkontakt an der Stirnfläche des bleibend zur Seite hin. abgebogenen Ansatzes zum dauernden Anliegen kommt. Das bedeutet, daß der zur Seite abgebogene stiftartige Ansatz von dem auf die Stirnfläche aufprallenden Schwingkontakt im wesentlichen auf Druck statt auf Biegung beansprucht wird. Da jedes Material eine höhere Druck- als Biegefestigkeit besitzt, wird mit einer solchen Ausbildung in vorteilhafter Weise erreicht, daß der aus leicht plastisch verformbarem Material hergestellte Ansatz zwar vom Schwingkontakt leicht zur Seite hin abgebogen wird, jedoch von dem sich rückbewegenden und auf die Stirnfläche des Ansatzes aufprallenden Schwingkontakt nicht wieder aufgerichtet wird, der Schwingkontakt also tatsächlich am Erreichen der Ruhestellung gehindert wird.

Eine zusätzliche Erweiterung des Funktionsbereiches des Schalters zu noch größeren Beschleunigungskräften hin läßt sich gemäß einem weiteren Torschlag der Erfindung dadurch erreichen, daß die Auslenkung des Schwingkontaktes durch ein - in der Bereitschaftsstellung des Schalters - im Abstand von diesem angeordnetes leicht plastisch verformbares Element begrenzt wird. Je nach dem Material und der Form des Begrenzungselementes ist infolge der beim Aufprall des Schwingkontaktes auf das Begrenzungselement erfolgenden plastischen Verformung des Begrenzungselementes und gegebenenfalls auch des Schwingkontaktes ein mehr oder weniger großer Teil der kinetischen Energie des Schwingkontaktes in Wärme umwandelbar. Damit kann die Bewegung des Schwingkontaktes so weit gedämpft werden, daß auch bei sehr großen anfänglichen Beschleunigungskräften die geforderte minimale Berührungsdauer der beiden Kontaktes oder unter Umständen gar ihr dauerndes Anliegen bereits bei der ersten Rückbewegung des Schwingkontaktes, d. h. beim zweiten Zusammenprall mit dem fest angeordneten Kontakt erreicht wird.

Im einfachsten Fall kann das BegrenzungssLement als zylindrische Hülse konstanter Wanddicke ausgebildet werden, die den Schwingkontakt in der Bereitschaftsstellung konzentrisch umgibt. Zwecks Erhöhung der Energieumwandlung kann statt dessen auch eine Hülse mit definierten Wandschwächungen oder ein in anderer Weise ge-

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- staltetes Begrenzungselement verwendet werden, sofern dessen Form seine leicht plastische Verformbarkeit "begünstigt. Ist der Schalter nur für Beschleunigungskräfte einer bestimmten Richtung ausgelegt, d. h. soll nur die Bewegung des Schwingkontaktes in einer bestimmten Ebene die Schaltfunktion auslösen, so kann sich natürlich auch das Begrenzungselement im wesentlichen auf diese Ebene beschränken, also beispielsweise als zwei sich gegenüberliegende Streifen ausgebildet sein.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel - wie im Hauptpatent "- für die Verwendung in einem Aufschlagbzw. Erschütterungszünder gezeigt und wird anhand dieses nachstehend noch näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt des Schalters mit maximal ausgelenktem Schwingkontakt und

Fig. 2 einen Ausschnitt des Schalters mit sich berührenden Kontakten

Die Sicher- und Scharfstellung des Schalters ist im Hauptpatent, Fig. 1 und 2, ausführlich beschrieben, wobei für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden. Diesbezüglich wird daher auf die dort gemachten Angaben verwiesen.

Wirkt in der Scharfstellung des Schalters, auch Bereitschaftsstellung genannt, eine Beschleunigungskraft auf das Gehäuse 1, deren Radialkomponente größer ist als der für jeden Schalter charakteristische Grenzwert, so wird der über die beiden Ansätze 8 und die Schraubenfeder 5 mit der Batterie 7 verbundene Schwingkontakt 4 so stark beschleunigt, daß er den stiftartigen Ansatz 10 des im Gehäuse 1 fest angeordneten und von diesem mittels der Isolierungen 3 elektrisch getrennten Kontaktes 2 gemäß Fig. 1 bleibend zur Seite hin abbiegt. Die größtmögliche Abbiegung des in die Ausnehmung 11 des Schwingkontaktes 4 eingreifenden Ansatzes 10 ist mittels des Begrenzungselementes 13_f hier eine zylindrische Distanzhülse aus beispielsweise weichem

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Aluminium, Eupfer oder auch Kunststoff, so festgelegt, daß der Schwingkontakt 4 bei seiner Rückbewegung den Ansatz 10 an dessen Stirnfläche 14 berührt.

das Begrenzungselement 15 mit dem Kontakt 2 - wie gezeigt elektrisch leitend verbunden, so kann die Schaltfunktion bei entsprechend kleinen Beschleunigungskräften bereits beim Aufprall des Schwingkontaktes 4 auf das Begrenzungselement 13 ausgelöst werden, sofern die vorgegebene Mindestberührungszeit erreicht wird. Diese Wirkung tritt selbstverständlich dann nicht ein, wenn das Begrenzungselement 13 aus elektrisch nichtleitendem Material besteht oder aber gegenüber einem bzw..beiden Kontakten elektrisch isoliert ist.

Der sich zurück, d. ..Ti-. auf seine federkraftfreie Ruhestellung zu bewegende Schwingkontakt 4 berührt gemäß Pig. 2 den Ansatz 10 an dessen Stirnfläche 14» so daß der Ansatz 10 im wesentlichen auf Druck beansprucht wird und demzufolge trotz seiner an sich leichten plastischen Verformbarkeit durch das abermalige Zusammenprallen mit dem Schwingkontakt 4 praktisch nicht oder nur schwer verformt wird. Die Abmessungen des Schwingkontaktes 4 mit der Ausnehmung 11 und des Ansatzes 10 sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß der Schwingkontakt 4 am Erreichen seiner Ruhestellung gehindert ist. Das bedeutet aber, daß die Schraubenfeder 5 auf den Schwingkontakt 4 ständig eine rücktreibende Kraft ausübt, die diesen gegen den Ansatz 10 drückt, so daß spätestens beim zweiten Zusammenprall der beiden Kontakte - äußerst große Beschleunigungskräfte ausgenommen die geforderte MIndestberührungszeit oder unter Umständen sogar der Dauerkontakt erreicht und der mit dem Gehäuse 1 und dem Kontakt 2 verbundene nicht gezeigte Brückenzünder gezündet wird.

•Troisdorf, den 31. 7. 1969
Sc/Hüb. OZ 69 113

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Erschütterungsempfindlicher elektrischer Schalter mit einem Gehäuse und zwei in diesem angeordneten Kontakten, von denen' der eine als Schwingkoniakt ausgebildet ist und bei Erschütterung mit dem fest im Gehäuse angeordneten anderen Kontakt in Berührung kommt, nach einem der Ansprüche 1 bis 5 des Hauptpatentes (deutsche Patentanmeldung P 19 05 295.0), dadurch gekennzeichnet, daß sich der fest angeordnete Kontakt (2) und der Schwingkontakt (4) in der Bereitschaftsstfcellung des Schalters - im Querschnitt betrachtet - an zumindest zwei sich gegenüberliegenden Punkten, vorzugsweise jedoch entlang des gesamten Umfangs, auf einem Teil ihrer axialen Erstreckung berührungsfrei übergreifen und daß der fest angeordnete Kontakt (2) bei Überschreiten einer vorgegebenen Beschleunigungskraft vom Schwingkontakt (4) bleibend zur Seite hin abbiegbar ist, so daß der Schwingkontakt (4) im ausgelenkten Zustand zum dauernden Anliegen an den fest angeordneten Kontakt (2) kommt.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fest angeordnete Kontakt (2) einen stiftartigen Ansatz (10) auf-

   weist, der in der Bereitschaftsstellung des Schalters berührungsfrei in eine im Schwingkontakt (4) ausgebildete Ausnehmung (11) hineinragt, so daß der Schwingkontakt (4) an der Stirnfläche (14) des bleibend zur Seite hin abgebogenen Ansatzes (10) zum dauernden Anliegen kommt.
3. 3. Schalter nach Anspruch 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung des Schwingkontaktes (4) durch ein - in der Bereitschaftsstellung des Schalters - im Abstand von diesem angeordnetes leicht plastisch verformbares Element (13) begrenzt ist.

   Troisdorf, den 29. 7. 1969
   Sc/Hüb. OZ 69113

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