DE2143821C3 - Massenkraftschalter zum Abschalten der Stromversorgung eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Massenkraftschalter zum Abschalten der Stromversorgung eines Fahrzeuges bei einem Unfall, mit einer gut magnetisierbaren und elektrisch leitenden Kugel, welche in ihrer den Stromkreis schließenden Normallage durch magnetische Kräfte auf ihrem elektrisch leitenden Sitz gehalten

Bei Zusammenstößen, Auffahrunfällen od. dgl. von fo Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, kommt es häufig vor, daß infolge der Explosion von Kraftstoffen wie Ben/in, Flüssiggas u.dgl. Feuer ausbricht, wodurch nicht nur die Unfallfolgen für das betreffende Fahrzeug sich verschlimmern, sondern auch andere Fahrzeuge, Personen u. dgl. in der Nähe des Unfallfahrzeugs einer Brandgefahr ausgesetzt werden. Es ist daher wünschenswert, daß bei mit starken ScÄtÄ GB-PS Π 59 ,90 ein Massenkraftschalter bekannt, bei welchem eine Kugel einstellbar gegen eine einseitig eingespannte Blattfeder druckt, deren anderes Ende mit einem Kontaktstuck versehen fs* welches solange gegen ein Gegenkoniaktstuck gedrückt wird, wie die Kugel sich in der beschriebenen Lage befindet. Bei Einwirkung einer genügend großen Saft wird die Kugel aus dieser Lage geschleudert, so daß die Blattfeder den Kontakt öffnet und auf d.ese Weise eine Stromzufuhr unterbricht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dann d.e Unzulänglichkeiten der bekannten Massenkraftschalter zu beseitigen und einen Massenkraftschalter der eingangs genannten Art zu schaffen der einfach SgebLt ist, zuverlässig über einen großen e.nste Ibaren Bereich arbeitet und wirtschaftlich herstellbar ,st

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch d.e Kombination folgender Merkmale gelost:

a) Die magnetischen Kräfte s.nd mittels e.nes verschiebbaren Polstücks einstellbar.

b) Der elektrische Schalter weist eine beim Überschreiten einer bestimmten, auf die Kugel einwirkenden Beschleunigung in eine stabile Gleichgewichtslage zurückschnellende und mit der Kuge außer Eingriff kommende, oberhalb der Kugel angeordnete Blattfeder auf. .

c) Die Blattfeder steht in ihrer den Stromkreis schließenden Normallage durch einen in ihrer Mitte angebrachten Kontakt mit der Kugel in leitender Verbindung.

d) Die Blattfeder drückt in ihrer Normallage die Kugel auf ihren Sitz.

Dieser erfindungsgemäße Massenkraftschalter ist sehr einfach aufgebaut, arbeitet über einen großen einstellbaren Bereich sehr zuverlässig und gewährleistet durch das eindeutig festlegbare Ansprechen der Blattfeder ein sicheres Unterbrechen des Stromkreises des Fahrzeuges bei einem Unfall.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Massenkraftschalters gemäß der Erfindung sind in Unteransprüchen

angeführt. -, · u

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig 1 das Schaltschema einer Sicherheitsschaltung zum Verhüten von Bränden bei Fahrzeugen mit dem erfindungsgemäßen Massenkraftschalter,

Fig.2 eine teilweise im Vertikalschnitt dargestellte

Vorderansicht eines Massenkraftschalters gemäß einer Ausführungsform de.· Erfindung,

Fig.3 eine teilweise im Schnitt darges'ellte Draufsicht des Massenkraftschalters nach F i a; 4,

Fig.4(A) und 4(B) Vorderansichten zweier Ausführungsbcispiele einer Blattfeder für den MassenkraftschalternachFig. 2 und 3,

Fig.5(A), 5(B) und 5(C) Unteransichten verschiedener Formen der Blattfederausiührungen nach F i g. 4,

und ...

Fig.6 eine teilweise im Schnitt dargestellte, vergrößerte Vorderansicht der Blattfeder nach F i g. 4, welche den Rückfederungsvorgang veranschaulicht.

Fig.! 2-igt ^zinc Sicherheitsschaltung zum Beseitigen eier Brandgefahr bei Fahrzeugen. Die Schaltung enthält eint' Stromquelle i sowie einen Zündschalter 2. Ein Anlaßschalter 3 ist an die Relaisspule 5 eines Relais 1 angeschlossen. Die Relaisspuie 5 liegt mit ihrem einen Ende über einen normalerweise geschlossenen Massenkraftschaher 6 an Masse. Wenn sowohl der Zündschalier 2 als auch der Anlaßschalter 3 geschlossen sind. Hießt ein Strom vom positiven Pol der Stromquelle (Batterie) t über den Anlaßschalter 3, die Relaisspule 5 und den \lassenkraftschalter6zur Masse, wobei das durch einen Eisenkern 7 verstärkte Feld der Relaisspule 5 einen zs heweglichen Relaiskontakt 8 im Relais 4 anzieht (schließt). Durch das Anziehen des Relaiskontaktes 8 wird ein Stromkreis für einen Verbraucher 9 mit den verschiedenen angeschlossenen Stromveibraucherschahungen des Fahrzeugs gebildet; durch Betatigen des Zündschalters 2 kann dieser Verbraucherstromkreis geschlossen werden. Zwei Dioden D ί und Dl gestatten einen Stromfluß in nur einer Richtung. Wenn daher der Zündschalter 2 und der Anlaßschalter 3 geschlossen sind, besteht der genannte Verbraucherstromkreis is sowie ein Stromkreis über den Zündschalter 2, die Diode D 2, die Relaisspule 5 und den Massenkraftschaltcr 6, wobei dieser Stromkreis auch bei abgeschaltetem oder geöffnetem Anlaßsche.lter 3 geschlossen ist, so daß die Relaisspule 5 und der Verbraucher 9 unter Strom bleiben. Zwischen den Stromkreis H, der den Relaiskontakt 8 mit dem Verbraucher 9 verbindet, und den Stromkreis 12, der die Relaisspule 5 mit dem Massenkrafischalter 6 verbindet, ist eine Kontrollampe 10 geschaltet, die nur dann aufleuchtet, wenn alle Stromkreise normal geschaltet sind.

Wenn bei normal geschalteten Stromkreisen das Fahrzeug einen starken Stoß erfährt, z. B. auf ein anderes Fahrzeug aufprallt, spricht der Massenkraftschalter 6 sofort an und unterbricht den StrGmfluß in der Relaisspule 5. Dadurch wird der Relaiskontakt 8 geöffnet und der Stromkreis des Verbrauchers 9 unterbrochen. Es würde selbst dann kein Strom mehr zur Relaisspule 5 fließen, wenn der Mas^enkraftschalter 6 sich wieder schließen würde, so daß der Verbraucher-Stromkreis für den Verbraucher 9 unterbrochen bleibt und erst durch Schließen des Anlaßschalters 3 wieder geschlossen wird. Ferner ist ein Kurzschlußschalter 13 vorgesehen, der den Zündschalter 2, wenn der Massenkraftschalter 6 fälschlich anspricht und öffnet, ho nach dem Verbraucherstromkreis 11, ohne daß der Anlaßschalter 3 wieder geschlossen wird, kurzschließt und einen Stromkreis für den Verbraucher 9 unter Ausschluß des automatischen Massenkraftschalters 6 herslelll. Man kann daher den Kurzschluöschaiter Ί3 ps schließen, wenn das Wirksamwerden des Massenkraftschalters 6 unerwünscht oder unnötig ist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Massenkraftschalters. Eine bewegliche Kugel 31 aus einem Material, das sehr gut magnetisierbar und· durch Plattieren mit Silber od. dgl. leitend gemacht ist, sitz; auf einem feststehenden Kontaktring 32, dessen Mittelöffnung so geformt ist, daß die Ringinnenrandfläche d in ihrer Form der Fläche der Kugel 31 genau angepaßt ist. Der Kontaktring 32 besteht ebenso wie die Kugel 31 aus einem sehr gut magnetisierbaren und durch Beschichten mit Silber od. dgl. leitend gemachten Material, und in beiden Fällen ist eine Wärmebehandlung nötig, um die Remanenz auf ein Minimum herabzusetzen. Ein Ferritmagnet 33, auf dessen Oberseite der Kontaktring 32 befestigt ist, ist mittels einer Magnetplatte 34 auf einer eisernen Montageplatte 35 des Schalters befestigt. Der hochstehende Mitteheil eder Magnetplatte 34 ist in die Innenwand des Ferritmagneten 33 eingepaßt, so daß der Ferritmagnet 33 genau zentriert ist. Auf dem hochstehenden Teil e ist ein mittels einer Schraube f höhenversteiibares Polstück 36 angeordnet. Der Spielraum zwischen dem Polstück 36 und der Kugel 31 ist durch Verschrauben des Polstücks 36 und anschließendes Feststellen mittels einer Kontermutter 37 einstellbar.

Eine Blattfeder 38 in Form einer dünnen, an ihren beiden Enden umgebogenen oder eingerollten (g) elastischen Platte mit flachem oder symmetrisch zur Mittellinie gewölbtem (kreisbogenförmigem) Querschnitt ist in eine Montageausnehmung 39 so eingepaßt, daß ihre Länge kürzer ist als im freien Zustand. Ferner ist der eingerollte Teil gder Blattfeder 38 etwas kleiner als (iie Montageausnehmung 39, so daß er in bezug auf diese glatt gleiten kann. In ihrer Mitte hat die Blattfeder 38 einen Kontakt 40, der die Stahlkugel 31 berührt. Wenn die Blattfeder 38 von der Kugel 31 nach oben gestoßen wird, springt oder schnellt sie augenblicklich in eine andere Lage. In F i g. 2 ist mit Xdie Blattieder 38 im anfanglich eingestellten Zustand, mit Y. wenn sie um ein bestimmtes Stück nach oben gestoßen ist, und mit Z im umgeschnellten Zustand bezeichnet. Mit Hilfe eines Rückstellknopfes 41 wird die Blattfeder 38, wenn sie in die Lage Z nach F i g. 2 umgesprungen ist, in die ursprüngliche Lage X zurückgedrückt. Der Rückstellknopf wird danach mittels einer Feder 42 wieder in die Ruhelage bewegt.

Mit der Blattieder 38 ist eine Anschlußklemme 43 und mit dem Kontaktring 32 eine Anschlußklemme 44 verbunden. Ein Gehäuse 45 und eine Kappe 46 aus Isoliermaterial wie Kunstharz od. dgl. umschließen die Kugel 31. den Kontaktring 32, den Ferritmagneten 33, die Magnetplatte 34, die Blattfeder 38 usw. und sind mit entsprechenden Löchern zum Aufnehmen des Rückstellknopfes 41 und der Anschlußklemmen 43 und 44 versehen.

Die Wirkungsweise des Massenkraftschalters nach F i g. 2 und 3 ist wie folgt: Wie in F i g. 2 gezeigt, berührt im Normalzustand die Kugel 31 unter dem Druck der Blattfeder 38 (in deren Lage X; Fig. 2) über den Kontakt 40 die lnnenrandfläche ddes Kontaktringes 32, wobei sie vom Magnetfeld (gestrichelt dargestellt) des Ferritmagneten 33 angezogen wird. Es besteht daher in diesem Zustand eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlußklemmen 43 und 44 über die Blattfeder 38, den Kontakt 40, die Kugel 3S und den Kontaktring 32. Wenn dagegen eine einen vorbestimmten Wert üL'ui steigende Massenkraft auftritt, wandert die Kugel 31 auf der Oberfläche des Kontaktringes 32 in Richtung des Stoßes, so daß der Kontakt 40 anliegend an der Kugel 31 nach oben gedrückt wird. Wenn der Kontakt

40 eine bestimmte Höhe erreicht, schnellt die Blattfeder 38 augenblicklich über die Lage Yin die Lage Z(F i g. 2) und bleibt in dieser. Der Kontakt 40 wird daher von der Kugel 31 abgehoben, so daß die Leitungsverbindung zwischen den Anschlußklemmen 43 und 44 unterbrochen ist. Beim Rückstellen wird die Blattfeder 38 mittels des Rückstellknopfes 41 nach unten gedruckt, so daß die Kugel 31 und die Blattfeder 38 wieder in die unsprüngliche Lage (^zurückkehren.

Fig.4{A) und 4(B) zeigen Vorderansichten zweier Ausführungsbeispiele der im Massenkraftschalter nach Fig. 2 und 3 verwendeten Blattfeder, während F i g. 5(A), 5(B) und 5(C) im Grundriß drei verschiedene Formen der Blattfeder zeigen. Die Blattfeder 38 besteht aus einem dünnen elastischen Blechstück und kann verschiedene Grundrißformen, z. B. Rechteckform, beidseitig ausgewölbte oder beidseitig eingewölbte Form haben, wie in Fig.5(A), 5(B) bzw. 5(C) gezeigt, wobei die Feder an den beiden Enden nach einer Seite eingerollt und in ihrer Mitte der Kontakt 40 befestigt ist. Die Blattfeder 38 ist im ungespannten Zustand entweder flach oder symmetrisch in bezug auf die Mittellinie gebogen oder gewölbt, wie in Fig.4(A) bzw. 4(B) gezeigt, und sie wird so in die Ausnehmung 39 eingespannt, daß ihre Länge kürzer als die freie (ungespannte) Länge S ist. Der eingerollte Teil g der Blattfeder 38 ist etwas kleiner als die Ausnehmung 39, so daß er relativ zu dieser glatt gleiten kann. Wenn die Blattfeder 38 von der Kugel 31 nach oben gedruckt wird, schnellt oder schnappt sie augenblicklich aus der Lage λ über die Lage Y in die Lage Z. Da beide Enden der Blattfeder 38 in einer Richtung eingerollt sind (g)

ίο bewegt sich, wie in der maßstäblich vergrößerten Darstellung in Fig. 6 gezeigt, beim Aufwärtsdrücker des Mittelteils der Blattfeder ihr umgerollter Teil g ir Pfeilrichtung (Fig. 6), wobei das Umschnappen odci Zurückschnellen dann erfolgt, wenn der umgerollte Tci sich um eine gewisse Strecke in Pfeilrichtung beweg hat. Das Vorhandensein des umgerollten Teils g stell sicher, daß das Umschnappen reproduzierbar erfolgt Formunregelmäßigkeiten, z. B. unregelmäßige Wellig keiten in der Blattfeder 38 hätten wechselndt Widerstände bei der Bewegung zur Folge, d. h. dal durch den umgerollten Teil g die Reibung sowie dl· Umschnappkraft verringert wird, wodurch ein präzise Schalten möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

2i 43 Patentansprüche:

1. Massenkraftschalter zum Abschalten der Stromversorgung eines Fahrzeuges bei einem Unfall, mit einer gut magnetisierbaren und elektrisch leitenden Kugel, welche in ihrer den Stromkreis schließenden Normallage durch magnetische Kräfte auf ihrem elektrisch leitenden Sitz gehalten ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Die magnetischen Kräfte sind mittels eines verschiebbaren Polstücks (36) einstellbar.

b) Der elektrische Schalter (6) weist eine beim Überschreiten einer bestimmten, auf die Kugel (31) einwirkenden Beschleunigung in eine stabile Gleichgewichtslage zurückschnellende und mit der Kugel (31) außer Eingriff kommende, oberhalb der Kugel (31) angeordnete Blattfeder (38) auf.

c) Die Blattfeder (38) steht in ihrer den Stromkreis schließenden Normallage (X) durch einen in ihrer Mitte angebrachten Kontakt (40) mit der Kugel (31) in leitender Verbindung.

d) Die Blattfeder (38) drückt in ihrer Normallage (X)d\e Kugel (31) auf ihren Sitz (32).

2. Massenkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (6) einen auf einem ringförmigen Feiritmagneten (33) befestigten, als Sitz für die Kugel (31) dienenden Kontaktring (32) und ein durch eine Magnetplatte (34) verstellbar in den Hohlteil des Ferritmagneten (33) eingeschraubtes Polstück (36) aufweist, dessen vorderes Ende einen vorbestimmten Abstand von der Kugel (31) hat.

3. Massenkraftschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Blattfeder (38) ein mittels einer Feder (42) vorgespannter Rückstellknopf (41) für die Blattfeder (38) angeordnet ist.

4. Massenkraftschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihren beiden Enden in einer Richtung eingerollte Blattfeder (38) im eingespannten Zustand eine flache oder kreisbogenförmig gewölbte Form hat und so in eine Montageausnehmung (39) eingespannt ist, daß ihre eingespannte Länge etwas kürzer als die freie Länge ^zwischen den eingerollten Teilen ist.

^ v^ndenen_fUnfällen die

SiSSIS igt solc/automatisch abgeschaltet so daß das Fahrzeug nicht in Brand geraten kann.

Bei einem bekannten Massenkraftschalter der einsang genannten Art (FR-PS 14 94 727) ,st der knt.sche Weft de" Massenkraft der Kugel, be, welchem der Stromkreis unterbrochen wird, nur von der konstanten * rom nn _feststehenden Permanentmagne-

feÄgi d3 der Einsatzbereich dieses Schalters ehr begrenz, ist. Darüber h.naus ,st der übrige Machanifmus überaus kompliziert, so daß d,eser Schalter sehr störanfällig ist.

Du ch die CH-PS 3 69 503 .st außerdem em Massenkraftschalter bekanntgeworden, bei dem die maSschen Haltekräfte einstellbar arai Dieser Schüfe weist aber nicht die exakt und bietend umschaltende Blattfeder des erfindungsgemaßen Massenkraf schalters auf. Im übrigen .st be, d.esem bekannten Massenkraftschalter der Magnet und n.cht