DE2158800A1

DE2158800A1 - Beschleunigungsempfindliche Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE2158800A1
Application number: DE19712158800
Authority: DE
Inventors: Masaru Aichi Suzuki (Japan). GOIc 22-02
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1970-11-28
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1972-05-31
Also published as: FR2116154A5; JPS5021617Y1; DE2158800B2; US3748415A; GB1359346A

Description

DtPL.-ΙΝβ. A. ORUNECKER Λ* ! "* · ·'· .'* * .· .". Μ» MONCHfNn OR-ING. H. KINfKELDEY " "* ·;*"·· «Γ.. DR.-ING. W. STOCKMAIR. Α·. E, .cur »«τ.or*«*,, Τ,^γοπ»,. DR. DIPL-CHEM. W. FISCHER " Τ·ΐ«κOS-2S3M PATENTANWÄLTE

26. Nov. 1971

eingegangen am...^H

ΡΠ

KABUSHIKI KAISHA TOKAI RIKA DEHKI SEISAKUSHO No. 1, Aza-kamismiairi, Oaza-SMmoodai, NiBhibiwajima-cho, NIshikasugai-gun, AicM Prefecture, Japan

Beschleunigungsempfindliche Schalteinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine beschleunigungrempfindliche Schalteinrichtung zum Auslösen eines Schalt-Vorganges unter; ,küxkung von ein bestimmtes Maß übersteigenden Beschleunigungen. „

Eine solche Einrichtung-findet bevorzugt. Anwendung in Fahrzeugen, beispielsweise Kraftwagen. Bei einer solchen Anwendung ergeben sich gewisse Schwierigkeiten hinsichtlich des gewünschten Ansprechvermögens aufgrund der v/äh-^ rend der Fahrt dauernd auftretenden otöiie, Erschütterungen und Schwingungen. Ein wichtiges Ziel der Erfindung i (1 ί ί' Schaffung einer· unter solchen Bedingungen betriebs— γ. i r.f.nT ρϊ\ C'ihal teinrichturi^. 2 0 9 8 2 3/0815

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Bei einer Schalteinrichtung der genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß darin ein permanentmagnetischer Körper und ein Körper aus magnetischem hziti. magnetisierbar em Werkstoff in gegenseitiger Wirkbeziehung angeordnet sind, welche sich im besehleunigungsfreien Zustand in einander angenäherter Stellung befinden und unter Einwirkung von Beschleunigungen zum Aclösen eines Schaltvorganges voneinander entfernbar sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen» daß in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse ein oberer abgeschlossener Raum sowie· eine im wesentlichen senkrechte, unten offene und unter Belassung;" einer Trennwand dicht unterhalb des Hittelteils des geschlossenen Raumes endende Bohrung gebildet sind, daß ^unterhalb des offenen Endes der Bohrung ein Schaltelement angeordnet ist, daß ein durch einen Dauermagneten oder aus einem magnetischen bzw. magnetisierbar en Werkstoff gebildeter Trägheitskörper im becchleunigungsfreien Zustand -im Mittelteil Aee geschlossenen Baumes ruht und unter Einwirkung von eine -bestimmte Größe übersteigenden Beschleunigungen von diesem weg bewegbar ist, und daß ein aus einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Werkstoff oder durch einen, Daiiermäeneten gebildeter Betätigungs£ör^er"3mTwesentlichen senkrecht beweglich in der senkrechten Bohrung geführt und im beschleunigungsfreien Zustand durch gegenseitige Anziehung zwischen ihm und dem im Mittelteil des geschlossenen Baumes befindlichen Trägheitskörper in der ob"eren 2äid!ktellung darin ■gehalten ist, aus welcher er bei einer Bewegung des Trägheit skörpers unter Einwirkung von eine bestimmte Größe übersteigenden Beschleunigungen vom Mittelteil" ~weg zur Betätigung des Sehaltelementε abwärts bewegbar ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindungergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfüh—

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rungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin fceigt:

Fig. 1 eine senkrechte Schnittensieht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung und

Fig. 2 eine senkrechte Schnittansieht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung weist die Schalteinrichtung ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 auf. Dieses hat an seiner Qberseite eine flach trichterförmige Endwairdung 2 mit der größten ··■*-.· Tiefe im Mittelteil b. Zusammen mit einem vorzugsweise auf das Gehäuse geschraubten Deckel 4 bildet die trichterförmige Endwandung 2 einen geschlossenen Raum bzw. eine Kammer a. An der Innenseite ist die Wandung des Deckels entsprechend der Trichterform der Endwandung 2 konisch gestaltet, so daß sie zu dieser in gleichem Abstand verläuft. Ferner weist das Gehäuse 1 eine im wesentlichen senkrechte, unten offene Bohrung 5 auf, welche in geringem Abstand voa Mittelteil b der Endwandung 2 endet, so daß eine relativ dünne Trennwand gebildet ist.'

Das untere Ende der Bohrung 3 ist durch ein dort angeordnetes Schaltelement, beispielsweise einen Mikroschalter 6 geschlossen. Er weist einen der Bohrung 3 zugekehrten, elastisch auswärtüPVelasteten Betätigungsknopf 7 auf.

Ein auf Beschleunigungen ansprechender Whl~ oder Trägheit8-körperf/eine Stahlkugel 8 befindet sich"" in der Ruhelage, solange also darauf einwirkende Beschleunigungskräfte eine vorbestimmte Größe nicht überschreiten, aufgrund der Schwerkraft im Mittelteil der -trichterförmieen Endwandung 2, auf welcher er im wesentlichen in jeder Richtung beweglich ist. Ein Abheben der Stahlkugel 8 von der

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trichterförmigen Endwandung 2 ist durch die konische Innenwandung 5 des Deckels 4 verhindert.

• Zum Betätigen des Mikroschalters 6 dient ein Betätigung/: körper in Form eines Dauermagneten 9 mit an den oberen und unteren Enden gebildeten Polen. Er ist gegenüber der Ruhestellung der Stahlkugel 8 im Mittelteil b der Endwandung 2 in der senkrechten Bohrung 3 untergebracht.

• Solange gegebenenfalls auftretende Beschleunigungskxäfte eine vorbestimmte Größe nicht überschreite-n, verbleibt der Trägheitskörper, also die Kugel 8, im Mittelteil b der Kojamer a. Dabei ideht der Dauermagnet 9 in der senkrechten — _r Bohrung 3 die genau darüber "befindliche Kugel 8 an. Da diese jedoch durch die stehengebliebene Trennwandung am Eintritt in die Bohrung 3 gehindert ist, hebt sich der 'Dauermagnet selbst bis in Anlage an die Abschlußwandung der Bohrung 3. Der Betätigungsknopf 7 ist somit vom Dauermagneten 9 nicht belastet und damit der Mikroschalter 6 in seiner - offenen oder geschlossenen - Ruhestellung.

Wirkt im Betrieb eine ein vorbestimmtes Maß übersteigende Beschleunigung auf die Schalteinrichtung ein, so spricht . die Kugel darauf an, indem sie sich aufgrund ihrer Massenträgheit vom Mittelteil b der Endwandung 2 weg beispiels- * weise in die gestrichelt gezeichnete Stellung bewegt.

Damit ist dem Dauermagneten 9 sein Anziehungsgegenstand • entzogen und-er.fällt unter Schwerkraftwirkung in der Bohrung 3 herab. Dabei setzt er auf dem Hetätigungsknopf 7 auf und drückt ihn unter Betätigung des Mikroschalters 6 nieder. - - - - —..

In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Schalteinrichtung dient eine der der ersten^Ausführungsforn entsprechende Stahlkugel 2$ als Betätierunirrc-cörper Tür das Schaltelement 21 und der Trägheitskörper ist durch einen Dauermagneten 20 gebildet. Es ergibt sich somit eine umere-

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Anordnung, der.· S

In eineiii ia wesentlichen, z^ind^schen &eiiäuise ii is* edm oben offener,; verhältni smälMg; tiefex? Raum 12 mit; einem! konkaven Bocten 13 geb&ldlet* D^er- tief©fee Äfe dies Bodens DJ befindet sich in dessen, Mittelteil e„ Ferner weist; das; Gehäuse 11 eine fifen^eeeiffee, unten ö-ffene/Böferung 1:4' auf „ weiche in geringem Abstand!. v?öw, Mittelteil & ά&&"Β®α&®& 1·3 endet _r so daE zwisehen dent Raum. i2 undl der¹ BöferuECg: i^zi- edne relativ dünne Trennwand gebildlet ist* Kindasi ofeeiee-ciffeBe Ende des Raumes 12 überdleckendes ÄbscsMuEteil 1$ ist mittels einer vorzugsweise auf das behause It geschraubten Kappe 1& an diesem befestigt* Im KittelteiJ, äer Oberseite des Äbw«*.·_,. schlußteils i5 ist ein Kugel sitz in Έο>έμ einer Äuisnehmung 1f gebildet und ein kugeiförmiges Teil 1&, beweglich, darin eingesetzt. Ein äa kugelförmigen Φβ41 1'S befestigter Stafe 19 iaus nichtmagnetischeni Werkstoff ragt? etwa Bis in· die Mitte des Raumes 12 und trägt an seineia freien Endle einen den Trägheitskörper bildenden Bauenaagneten 20. Die BoIe des an dem Stab "ity sitzenden Baüermagneteß 20 befinden sich an dessen oberem und unüferem Ende, wo;bei ietziteres dem Boden des Raumes 12 in einigeni Abstand gegenübersteht* .

Das untere offene Ende der Boferung 1Φ ist in gleicher wie bei der Ausführung: nach fig* 1 durch ein Schaltelement bzw. einen Mikroschalter 21 abgeschlossen. Ein auswärts belasteter Betätigtingsknopf 22 des Schalters 21i ragt in der Ruhelage' in ti±tr Sohrung 14. Injier Bohrung 14 ist ein Betätigungskörper in Form einer --Stahlkugel 25 beweglich und auf den Knopf 22 auf setzbar angeordnet..

Der mittels des Stabes 19 am Kugelteil 18 aufgehängte Dauermagnet 20 vermag nach Art eines Pendelgewichts Bewegungen in' nahezu ^eder Richtung mijb dem Kugelteil als Schwenkmittelpunkt auszuführen. In der Ruhelage befindet er sich über der tiefsten Stelle im Mittelteil c des Bodens 15. Die den Betätigungskörper darstellende Stahl-.

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kugel 25 ist in, der Bohrung; 1t senkrecht bewegM.©!^ ak · Eintritt in dien Kaum 12 jedoch durch die dazwischen handene; Trennwandung gehindert»

In. der Ruhestellung; der- Schalteinrichtung befindet also; der Dauermagnet 2Ω- .in seiner¹ KittelEtelliütg Wbeat dlem Boden des⁷ Raumes 12, wahrend! die Stahlkugel 23 dizreii diie-Anzugskraft; dies unteren Pols dies Bauennagnets in ifccea?

oberen Endstellung in Anlage am der Abscnlußwandimg: dLer· B'o;nrung 14 gehalten ist, so daß der Dauermagnet; ebenfalls?

unbeweglicb: isfe« Der Betätigungsknopf 22 des Mikroseiialtiers befindet sich in seiner äußeren Endlage und damit; der Schalter selbst in der — offenen oder gesdiloBsenen -S₈^ Ruhestellung.,

Wirkt auf die in der Ruhestellung befindliche Schalteinrichtung eine ein vqrbestimsitee: Haß übersteigende Beschleu nigung ein, so bewegt sich dLer Dauermagnet 20 aufgrund Beiner Massenträgheit aus seiner Ruhelage beispielsweise in die. gestrichelt gezeichnete Stellung. Darauf fällt die nun nicht mehr magnetisch angezogene Stahlkugel 23 unter Schwerkraftwirkung herab und drückt dabei den Knopf 22 zum Betätigen des Schalters 21 nieder. " « '

Bei den beiden, beechriebenen Ausführungsfoxmen kann im unteren Teil der senkrechten Bohrung des Gehäuses zusätzlich ein Obertragungsteil zwischen dem Betätigungskorper und dein Schalter^^orgeßehen sein, welches die Bewegung des Betätigungskörpers auf den Schalterkaaopf überträgt.

Daraus, daß der Trägheitslcorper oder der-Betätigungäk-orper durch einen Dauermagneten "gebildet und das jew.e4.ls andere" Teil aus einem magnetischen bzw. magnetißierbaren Merkstoff ist', und daß die beiden Teile unter Zwischenlage einer möglichst dünnen Trennwand nahe beeinander angeordnet sind, ergibt sich bei der erfindungsgeniäßen beseifaleu— nigungsempfindlichen Schalteinrichtung der Vorteil, daß

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sich der Trägheitskörper und der Betätigungskörper ohne
direkte gegenseitige Anlage gegenseitig an unerwünschten
Bewegungen hindern, εο daß weder das jeweils in der senkrechten Bohrung angeordnete Teil in dieser herabfallen
noch das jeweils in der Kammer oder im Gehäuseraum untergebrachte Teil darin emporspringen kann. Dadurch, daß die Betätigung des Schaltelements durch Aufliegen des Betätigungskörpers auf demselben erfolgt, vermag die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ihre Funktion unabhängig von
bei einem fahrenden Fahrzeug auftretenden Stoßen, Erschütterungen und Schwingungen schnell und äußerst zuverlässig zu erfüllen.

Vi

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Claims

Patentansprüche:

HJ Beschleunigungsempfindliche Schalteinrichtimg zum Auslösen eines Schaltvorganges unter Wirkung von ein bestimmtes Haß übersteigenden Beschleunigungen, dadurch g e k e η η ζ e i c h η- e t, daß darin ein permanentmagnetischer Körper und ein Körper aus magnetischem bzw. magnetieierbarem Werkstoff in gegenseitiger V/irkbeZiehung angeordnet sind, welche sich in im wesentlichen beschleunigungsfreiem Zustand in einander angenäherter Stellung befinden und unter Einwirkung von Beschleunigungen zum | Auslösen eines Schaltvorganges voneinander entfernbar

sind. ' ^v-^%·-
2. Beschleunigungsempfindliche Schalteinrichtung zum Auslösen eines Schaltvorganges unter Wirkung von ein bestimmtes Maß übersteigenden Beschleunigungen, wie sie in einem sich bewegenden Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftwagen, auftreten, dadurch g e k e η η ζ e i c h • net, daß in einem %m wesentlichen zylindrischen Gehäuse (1, 11)"ein oberer, abgeschlossener Raum (a, 12) sowie eine im wesentlichen senkrechte, unten offene und unter Belassung einer Trennwand dicht unterhalb'des Mittelteils* . (b, c) des geschlossenen R,aun(6>s engende Bohrung (3, 14) gebildet sind, daß unterhalb des offenen Endes der Bohrung ein Schaltelement (6, 21) angeordnet ist, daß ein. durch einen Dauermagneten oder aus einem magnetischen bzw· magnetisierbare'n Werkstoff gebildetrer Trägheitskörper (20 bzw. 8) in im wesentlichen bescfileunigurigsfreiem Zustand -im Mittelteil des geschlossenen Raumes ruht und unter Einwirkung von eine bestimmte Größe übersteigenden Beschleunigungen von diesem weg bewegbar ist und daß ein aus einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Werkstoff oder durch einen Dauermagneten gebildeter Bet-etitningskörper (23 bz'-:. im wesentlichen senkrecht beweglich in der senkrechten JJohrung geführt und in im wesentlichen beschleunigungsfreiern Zustand durch gegenseitige Anziehung zwischen ihm und. den

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im Mittelteil des geschlossenen Raumes befindlichen Trägheit skörper in. der oberen Endstellung darin gehalten ist, aus welcher er bei einer Bewegung des Trägheitskörperö unter Einwirkung von eine bestimmte Größe übersteigenden Beschleunigungen vom Mittelteil weg zur Betätigung des Schaltelements abwärts bewegbar ist.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitskörper eine Stahlkugel (8) und der Betätigungskörper ein Dauermagnet (9) mit an den oberen und unteren Enden liegenden Polen ist und daß der die Stahlkugel aufnehmende geschlossene Raum eine durch eine* trichterförmige obere Endwandung (2) des Gehäuses (1); und einen dieser entsprechend geformten,konischen, auf das Gehäuse aufgesetzten Deckel (4, 5) begrenzte Kammer (a) ist.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch g e k...e η η ζ ei c h η e t, .dafi der Trägheitskörper ein Dauermagnet (20) mit an" den oberen und unteren. Enden gebildeten Polen und der Betätigungskörper eine Stahlkugel (23) ist, und daß der geschlossene Raum in Form eines verhältnismäßig tiefen Raumes (1.2) mit einem konkaven Boden (13) an deÄ Ob*e.rsei£e des Gehäuses (11) gebildet und durch ein mittels einer Kappe (16) daran befestigtes Abschlußteil (15) abgeschlossen ist und daß in einem in der Mitte der Oberseite des Abschlußteils in Form einer Bohrung gebildeten Kü*gelsitz (17) ein kugelförmiges Teil (18) beweglich angeordnet ist, an welchem ein am anderen Ende den Baxiermagneten tragender sich etwa bis zur Mitte des verhältnismäßig tiefen Raumes erstreckender ngfihtmagnetischer Stab (19) mit "einem Ende befestigt ist. - ·

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5. Schalteinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Mikro achalter (6, 21) mit einem durch Federkraft auswärts belasteten Betätigungsknopf (7 bzw. 22) ist.

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