DE2043422A1 - Trägheitsschalter - Google Patents

Description

Dipl. Phys. Dr. rer. nat. Wolf gang Kern pe

PATENTANWALT OfI/ *? / OO

68OO Mannheim 25

DUrerstraBa 91 F»rnipr«ch«r: (O6 21) 4O9591

Büro: (0621) 28997

31. August 1970 Έν 2 ■

CB Associates Limited london W.C.1./Großbritannien 7 Norfolk Street Strand

"Trägheitsschalter"

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch die Trägheitskräfte eines Massekörpers betätigbaren elektrischen Schalter und auf die Verwendung dieses Schalters als Einbruchmeldeschalcer.

Es ist bekannt, daß derartige normalerweise geschlossene Trägheitsschalter, die auf einen niedrigen Schwellenwert eingestellt sind, eine extrem große Schwingungsempfindlichkeit aufweisen. Aus der praktischen Erfahrung weiß man auch, daß diese Trägheitsschalter die Eigenschaft'besitzen, den Typ der Schwingung, der auf sie einwirkt, umzuwandeln. Dabei wird die

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Schwingung entlang der empfindlichen Richtungen des Schalters ausgerichtet, gleichgültig welche Achse auch immer durch die Schwingung angeregt wird. Der Grad dieser Umwandlung des Schwingungstyps ist abhängig von der Anordnung, der Konstruktion und den Beziehungen der Kontaktglieder zueinander·.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Trägheitschalter zu konstruieren, bei dem die Nachteile der bekannten Trägheitsschalter vermieden sind. Diese Aufgabe wird bei einem Schalter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Massekörper eine elektrisch leitende Kugel vorgesehen ist, die im Ruhezustand in einem aus drei Stiften oder Stützen gebildeten Sitz gelagert ist, wobei zwei Stifte oder Stützen die Kontakte eines 'elektrischen Kontaktpaares bilden, das bei Auslenkung der Kugel aus ihrem Sitz durch Vibration des Schalters einen Stromkreis augenblicklich unterbricht.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein dritter Kontakt vorgesehen ist, der durch die Kugel bei deren Auslenkung kontaktiert wird, wobei ein Stromkreis zwischen dem dritten Kontakt und einem der beiden Kontakte geschlossen wird.

Der dritte Kontakt kann durch das Schaltergehäuse gebildet werden. In bevorzugten Ausführungsformen dr Erfindung wird der dritte Kontakt entweder durch eine Hülse oder durch einen Ring gebildet, die innerhalb des Schaltergehäuses in unmittelbarer Nachbarschaft mit der Kugel angeordnet sind.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1a einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trägheitsschaiters; |

Fig. 1b einen Blick von unten auf den Schalter gemäß Fig. 1a;

Fig. 2a einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trägheitsschalters;

Fig. 2b einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trägheitsschalters;

Fig. 3a eine vergrößerte Darstellung des Massekörpers und der seinen Sitz bildenden Stifte zur Veranschaulichung der geometrischen Bedingungen bei der Anordnung dieser Stifte in Bezug auf die Kugel und

Fig. 3b einen Blick von unten auf die Darstellung gemäß

Fig. 3a. I

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a und Fig. 1b enthält ein zylindrisches Gehäuse 1 aus Isolierstoff, einen elektrisch leitenden metallischen Ball 2 und Stifte 3 mit als Kontakte für den Ball 2 ausgebildeten Endstücken 4. Die Stifte 3 sind in einem nichtleitenden Gehäusestopfen 5 aus Isolierstoff gehaltert. Die Stifte 3 und/oder der Ball 2 können mit einem Überzug versehen sein, beispielsweise Gold, um einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten.

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Die drei Stifte 3 bilden einen Sitz für den Ball 2, wobei zwei dieser 'Stifte in eine^i elektrischen Stromkreis liegen, der beispielsweise Teil einer Alarmanlage ist. Bei Auslenkung des Balles 2 aus seinem Sitz durch Vibration des Schalters wird der Stromkreis augenblicklich unterbrochen und die Alarmanlage in Tätigkeit gesetzt. In einer anderen Ausführungsform dieses Schalters kann'einer der drei Stifte 3 durch eine nicht leitende Stütze ersetzt werden.

Es kann besonders zweckmäßig sein, das zylindrische Gehäuse aus elektrisch leitendem Material herzustellen, damit es als v/eiterer Kontakt für den Schalter dienen kann. Wenn der Ball 2 bei seiner Auslenkung aus der Ruhelage - wie oben beschrieben den Stromfluß zwischen zwei der drei Stifte 3 unterbricht, schließt er bei Berührung des Gehäuses 1 einen Stromkreis zwischen dem Gehäuse und einem der Stifte.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2a wird dieser Kontakt, durch eine zylindrische Hülse 6 gebildet, die an ihrem unteren Ende einen nach innen umgebörtelten Rand aufweist. Dieser Rand kann aber auch am oberen Ende der Hülse 6 angebracht, sein, oder aber das Innere der Hülse kann von einem Ende zum anderen konisch zulaufen. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2b wird der weitere Kontakt durch einen Ring 7 gebildet. In den beiden letztgenannten Ausführungsbeispielen ist das Gehäuse selbstverständlich aus Isolierstoff.

Nacheinem besonders zweckmäßigen Vorschlag der Erfindung sind die Hülse 6 bzw. der Ring 7 in dem zylindrischen Gehäuse 1 axial verschiebbar, wodurch die Empfindlichkeit des Schalten, eingestellt werden kann. Die Empfindlichkeit des Schalters

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ist durch die relative lage der zylindrischen Hülse 6 bzw. des Ringes 7 zum Ball 2 bestimmt. Alternativ zu dieser Maßnahme oder zusätzlich zu ihr kann vorgesehen sein, daß der Gehäusestopfen 5, der de Stifte 3 trägt, in dem Gehäuse 1 axial verschiebbar ist, um somit die Lage des Sitzes des Balles 2 verändern und einstellen zu können.

Wie bereits ausgeführt, wird während des Betriebes des Schal- *M ters normalerweise ein Stromkreis durch den Ball 2 und zwei der Stifte 3 geschlossen; bei Auslenkung des Balles 2 aus seiner Ruhelage wird der normalerweise geschlossene Stromkreis unterbrochen und der Ball berührt das zylindrische Gehäuse 1 bzw. die Hülse 6 bzw; den Ring 7 und schließt dabei einen Stromkreis zwischen diesem weiteren Kontakt und einem der Stifte 3.

Wie aus der Darstellung in Fig. 3a und Fig. 3b hervorgeht, muß, damit der Schalter in seine Ruhelage zurückkehren kann, der Abstand zwischen dem Ball 2 und dem zylindrischen Gehäuse bzw. der zylindrischen Hülse 6 bzw. dem Ring 7 bedeutend klei- ä ner als der Radius des Kreises sein, der durch die den Sitz der Kugel bildenden Kontakte 4 beschrieben wird.

Der erfindungsgemäße Trägheitsschalter ist für eine Montage vorgesehen, bei der die Längsachse des Schalters im wesentlichen vertikal verläuft und deshalb ist es im allgemeinen unzweckmäßig, wenn die Mittelpunktswinkel, die jeweils zwei Kontakte 4 auf dem Ball 2 einschließen, größ-er als 90° sind.

In dem in den Fig. 3a und Fig. 3b dargestellten Fall liegen die

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Kontakte 4 auf einem Teilkreis auf der Oberfläche des Balles ?., der einen Kegel mit einem Öffnungswinkel von 90° im Mittelpunkt des Balles darstellt. In diesem Fall ist der Winkel, der durch die jeweils zwei Kontakte 4 als Mittelpunktswinkel des Balles 2 eingeschlossen wird, ungefähr 7:?°. Es ist jedoch nicht notwendig, die Geometrie des Schalters auf irgendwelche speziellen Winkelbedingungen zu beschränken. Eine Verkleinerung des Teilkreisdurchmessers der Kontakte 4 im Verhältnis zum Balldurchmesser ruft eine Erhöhrung der Empfindlichkeit des Schalters hervor. Eine der Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß aufgrund der Schwerkraft halbwegs gleich große Drücke auf jeden Kontakt ausgeübt werden. Deshalb wird der normale Kontaktdruck nicht durch die Justierung des Schalters bestimmt.

In jeder ^Schalteranordnung (Verhältnis von Teilkreisdurchmesser zu Balldurchmesser) ist es möglich, die Empfindlichkeit des Schalters durch Kippen der Achse des Schalters aus der Vertikalen heraus zu erhöhen, und zwar bis zu einem Grenzwinkel, der durch die geometrischen Bedingungen, wie sie in den Fig. 3a und Fig. 3b dargestellt sind, bestimmt ist.

Da die hauptsächliche Anwendung der erfindungsgemäßen Trägheitsschalter bei Einbruchsalarmanlagen ljegt, wo kurzzeitige Unterbrechungen des durch den Schalter (oder eine Reihe von ihnen) fließenden Gleichstromes durch eine für derartige Zwecke gebräuchliche elektronische Schaltung aufgenommen und verarbeitet werden, werden leicht mutwillige Verfälschungen auftreten. Aus diesem Grunde ist es 'vorzuziehen, aber von der Funktionsweise des Schalters her nicht wesentlich, den Rail 2

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aus unmagnetischem Material herzustellen. Ein außerhalb des Gehäuses des Schalters angebrachter Magnet kann dann nicht dazu benutzt werden, die Haltekraft zwischen dem Ball und den Kontakten zu erhöhen. Bei ge\\dssen Anwendungen kann es jedoch wünschenswert sein, den Ball aus magnetischem Material herzustellen und einen auf den Ball einwirkenden Magneten in dem Gehäusestopfen 5 unterzubringen. Es ist dann zweckmäßig, \ den Magneten axial verschiebbar anzubringen, um somit die Haltekraft des Balles verändern und justieren zu können.

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Claims (10)

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   Ansprüche

   Durch die Trägheitskräfte eines Massekörpers betätigbarer elektrischer Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß als Massekirper eine elektrisch leitende Kugel (2) vorgesehen ist, die im Ruhezustand in einem aus drei Stiften oder Stützen (3) gebildeten Sitz gelagert ist, wobei zwei Stifte oder Stützen die Kontakte eines elektrischen Kontaktpaares bilden, das bei Auslenkung der Kugel aus ihrem Sitz durch Vibration des Schalters einen Stromkreis augenblicklich unterbricht.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen drittenKontakt, der durch die Kugel (2) bei deren Auslenkung kontaktiert wird, wobei ein Stromkreis zwischen dein dritten Kontakt und einem der beiden Kontakte (3) geschlossen wird.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kontakt aus einer Hülse (6) besteht, deren Innendurchmesser größer als derjenige der Kugel (2) ist und

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   die an einem ihrer beiden Enden einen nach innen gerichteten Rand aufweist.
4. 4. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kontakt aus einem Ring (7) besteht, der oberhalb der Kugel (2) angeordnet ist und dessen Durchmesser kleiner als derjenige der Kugel ist.
5. 5. Schalter nach Anspruch 3 oder 4> dadurch gekennzeichnet, •daß der dritte Kontakt axial innerhalb des Schalters verschiebbar angeordnet ist.
6. 6. Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Stifte oder Stützen (3) axial innerhalb des Schalters verschiebbar angeordnet sind. "
7. 7. Schalter nach einem der Ansprüche i bis b, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Kugel 2 aus ferromagnetischem Material ist, und daß ein Magnet zwischen den drei Stiften oder Stützen (3) angeordnet ist, se daß die magnetische Anziehungskraft zwischen der Kugel und dein Magneten mindestens einen Teil der Kraft ausmacht, mit der die Kugel in ihrem Sitz gehalten wird.

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8. 8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (2) und/oüer ihr Sitz eine goldplatierte Kontaktoberfläche aufweisen.
9. 9. Schalter räch einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (2), die den Sitz der Kugel bildenden Endstücke der drei Stifte oder Stützen (3)

   und der dritte Kontakt in einem geschlossenen Isolierstoffgehäuse (1 und 5) angeordnet sind.
10. 10. Yerv/endung des Schalters nach einem der Ansprüche 1 bis als Einbruchmeldeschalter.

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