DE2221395A1

DE2221395A1 - Schalter

Info

Publication number: DE2221395A1
Application number: DE19722221395
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Niomiya; Kenichi Onishi; Hyogo Takasago; Kazutaka Tomohiro
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1972-05-02
Filing date: 1972-05-02
Publication date: 1973-11-15
Also published as: DE2221395C3; US3740503A; DE2221395B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter mit einem elektrisch isolierenden Gehäuse, das eine elektrisch leitende Flüssigkeit enthält und in das zwei am Gehäuse befestigte Anschlüsse ragen, von denen der zweite mit der Flüssigkeit in Berührung szeht, wobei durch Ausübung einer äußeren Kraft auf das Gehäuse die elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen herstellbar ist.

Es gibt zahlreiche bekannte Arten von Schaltern„ die durch · Ausübung einer äußeren Kraft auf den Schalter betätigbar sind. Bei allen diesen Schaltern erfolgt die Betätigung jedoch nur dann, wenn die Kraft in einer einzigen vorbestimmten Richtung ausgeübt wird. Zum Beispiel ist ein,bekannter Schalter so ausgebildet, daß er nur durch Ausübung'einer horizontalen Kraft auf den Schalter betätigbar ist. Der Schalter läßt sich nicht durch Ausübung einer vertikalen Kraft betätigen. Man benötigt daher zumindest zwei dieser Schalter, wenn man den Schaltvorgang durch sowohl vertikale als auch horizontale Kräfte auslösen will.

Dsr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter zu schaffen, der durch Ausübung einer äußeren Kraft auf den Schalter betätigbar ist, und zwar unabhängig von der Richtung, in der die Kraft ausgeübt wird.

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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Schalter der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse ein elektrisch leitendes Gewicht elastisch axial verlagerbar über der Flüssigkeit hängt und mit dem ersten Anschluß elektrisch verbunden ist, daß das Gewicht ein Kontaktstück aufweist, das elektrisch vom Gewicht getrennt und mit dem zweiten Anschluß verbunden ist, so daß bei Ausübung der äußeren Kraft auf das Gehäuse das Gewicht in Axialrichtung des Gehäuses so weit verlagerbar oder die Oberfläche der Flüssigkeit so weit neigbar ist, daß das Gewicht mit der Oberfläche der Flüssigkeit oder das Kontaktstück mit dem ersten Anschluß in Berührung bringbar und die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen herstellbar ist.

Das elektrisch isolierende Gehäuse kann aus Glas hergestellt sein und bei der elektrisch leitenden Flüssigkeit kann es sich um Quecksilber handeln.

Normalerweise wird das Gewicht oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche gehalten, ohne daß sich Gewicht und Flüssigkeit berühren. Da das Gewicht jedoch elastisch aufgehängt ist, ist es vertikal relativ zur Oberfläche der Flüssigkeit bewegbar. Die beiden Anschlüsse können rohrförmig ausgebildet sein und oben und unten am Gehäuse befestigt sein. Jeder Anschluß kann dann als Führung für das Gewicht, während dieses sich vertikal im Gehäuse bewegt, und als Rohr dienen, durch das das Gehäuse evakuiert wird. Nach der Evakuierung kann die Öffnung Jedes rohrförmigen Anschlusses durch Zuquetsehen oder Zuschweißen eines Teils des Rohrs dicht verschlossen v/erden. Das Gewicht kann mit einer durchgehenden axialen Bohrung versehen sein, in deren sich gegenüberliegenden Enden die beiden Anschlüsse so weit hineinragen, daß zwischen den inneren Enden der Anschlüsse ein vorbestiimter Abstand bzw. Spalt verbleibt.

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Zur elastischen Aufhängung des Gewichts im Gehäuse kann jeder Anschluß von einer Schraubenfeder umgeben sein. Dabei-kann ein Ende der ,oberen Schraubenfeder am oberen Anschluß befestigt sein, während das andere Ende gegen die innere Oberfläche der durchgehenden Bohrung des Gewichts drückt, so daß die Federkraft der oberen Schraubenfeder das Gewicht nach unten.drückt. Ein Ende der unteren Schraubenfeder kann am unteren Anschluß befestigt und das andere Ende gegen ein Xontaktstück .in Form einer Scheibe drücken, das in der axialen Bohrung des Gewichts angeordnet ist, so daß die Federkraft der unteren Schraubenfe-" der das Gewicht nach oben drückt. Die Federkraft der oberen Schraubenfeder und die Masse des Gewichts stehen mit der Federkraft der unteren Schraubenfeder im Gleichgewicht, so daß das Gewicht in dem Gehäuse in hängender Lage gehalten wird.

Der Schalter wird in vertikaler Lage gehalten, wobei die Achsen der Anschlüsse ebenfalls vertikal verlaufen und zusammenfallen. Der Schalter kann ferner an einem Kalter befestigt sein. V/enn das Gewicht die mittlere' Ruhelage einnimmt, ist der Schalter geöffnet. Nimmt man jetzt an, daß auf den Schalter in horizontaler Richtung eine Kraft oder ein Stoß ausgeübt wird, dann verschiebt sich zwar das Gewicht mehr oder weniger in horizon^ taler Richtung zusammen mit dem Gehäuse, doch ergibt sich keine Relativbewegung zwischen Gewicht und Gehäuse bzw. den Anschlüssen in vertikaler Richtung. Dagegen erzeugt die leitende Flüssigkeit aufgrund ihrer Massenträgheit eine Reaktionskraft gegen die horizontale" Kraft. Diese Reaktionskraft bewirkt, daß sich die Flüssigkeit in dem Gehäuse bewegt, so daß sich die Flüssigkeitsoberfläche, die im Normalzustand horizontal war,- ;jetztf schrägstellt. Der Neigungswinkel ist dabei der Betätigungskraft proportional. Wenn die Kraft einen vorbestimmten Betrag und damit die Flüssigkeitsoberfläche einen vorbestimmten ITeigungswinkel überschreitet, berührt die Flüssigkeitsoberfläche einen unteren Teil des Gewichts, so daß eine elektrische Verbindung zwischen dem Gewicht und der Flüssigkeit entsteht. V/ie bereits erwähnt wurde, berührt die obere Schraubenfeder das Gewicht, während die untere Schraubenfeder mit der Flüssigkeit

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in Berührung steht und die "beiden Schraubenfedern, jeweils den oberen und den unteren Anschluß berühren, so daß die beiden Anschlüsse jetzt elektrisch verbunden sind. Dies' bedeutet, daß der Schalter jetzt geschlossen ist. Kurz danach nimmt die Flüssigkeitsoberfläche wieder ihre ursprüngliche horizontale Lage ein; so daß die Berührung zwischen Gewicht und Flüssigkeit unterbrochen und damit der Schalter wieder geöffnet ist. \

Venn in vertikaler Richtung auf den Schalter eine Kraft ausgeübt wird, kann die Flüssigkeit hochspritzen und dabei das Gewicht berühren, doch ist dieses Hochspritzen nicht ausreichend, um eine Verbindung zwischen Gewicht und Flüssigkeit herzustellen. Da jedoch das Gewicht elastisch im Gehäuse aufgehängt istj bewirkt die vertikale Kraft, daß sich das Gewicht aufgrund seines Beharrungsvermögens relativ zum Gehäuse, entgegengesetzt zur Kraftrichtung bewegt. Wenn daher die Kraft nach oben gerichtet ist, kommt das Gewicht mit der Flüssigkeit in Berührung. Ist die -Kraft dagegen nach unten gerichtet, kommt das Kontaktstück in der axialen 3ohrung des Gewichts mit den unteren Ende des oberen Anschlusses in Berührung. Da die untere Schraubenfeder stets mit dem Kontaktstück in Berührung steht, v/erden die Anschlüsse auf diese Weise elektrisch verbunden, so daß der Schalter geschlossen ist. Im nächsten Augenblick ninmt das Gewicht wieder seine mittlere Lage ein, so daß der Schalter geöffnet wird.

Wenn auf den Schalter eine schv/ingende Kraft ausgeübt v/ird, vollziehen sich im Prinzip die gleichen Vorgänge unabhängig von der jeweiligen Kraftrichtung_k

Dieser Schalter spricht daher sowohl auf horizontale als auch auf vertikale Kräfte an. Die Betätigung erfolgt jedoch erst dann, wenn die Kraft unabhängig von ihrer Richtung einen vorbestimmten Betrag überschreitet. Hierbei kann der vorbestimmte Betrag der Kraft vor^rornherein festgelegt v/erden, und zwar durch entsprechende Wahl eines oder mehrerer Parameter des

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Schalters, wie der Abmessungen, insbesondere der Anschlußabstände, der Federkonstanten, der Masse des Gewichts und der Flüssigkeitsmenge. .

Bei Ausübung einer äußeren Kraft auf den Schalten wird der Schalter praktisch augenblicklich geschlossen und kurz danach wieder geöffnet. Wenn daher ,einem Verbraucher über längere Zeit oder ständig ein elektrischer Strom zugeführt- werden soll, ist dieser Schalter dazu ungeeignet. Um auch dies zu ermöglichen, kann ein aus dem Schließvorgang des Schalters abgeleitetes Signal zur Betätigung bzw. Auslösung einer anderen Schaltung verwendet werden, die dann ihrerseits dem Verbraucher ständig ein Signal bzw. den Strom zuführt. Hierfürist .eine monostabile Kippschaltung besonders geeignet. Doch kann auch eine bistabile Kippschaltung verwendet werden, wenn durch eine andere geeignete Schaltung ein Rücksetzsignal gebildet wird. Vorzugsweise wird diese Schaltung als gedruckte Schaltung mit den. erforderlichen Schaltungsbauelementen, wie Transistoren, Widerständen usw.- auf einer Tragplatte ausgebildet. Hierbei ist es besonders, zweckmäßig, wenn der Schalter und die gedruckte Schaltung zusammen in einem einzigen weiteren Gehäuse untergebracht sind. .

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen v/erden Im folgenden anhand von Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Fig. 1 stellt einen Vertikalschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Schalters in seinem normalen, offen Zustand dar.

Fig. 2 ist eine der Ansicht nach Fig. 1 ähnliche Ansicht, stellt jedoch den Schalter in einem geschlossenen übergangszustand dar, während eine horizontale Kraft von rechts in F.ig. 2 her auf ihn ausgeübt' wird.

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Fig. 3 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, stellt jedoch

den Schalter in einem geschlossenen Übergangszustand. - dar, während eine vertikal abwärts gerichtete Kraft _r...-·,> auf ihn ausgeübt wird.

Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht wie die Ansicht nach Fig. 1, stellt jedoch den Schalter in einem geschlossenen übergangszustand dar _f. während eine vertikale Kraft von unten her auf ihn ausgeübt wird.

Fig. 5 stellt einen Vertikalschnitt einer Vorrichtung mix des Schalter und einer von diesem zu betätigenden Schaltung in einem einzigen Gehäuse eingeschlossen dar.

?i.e. S stellt eine BrauisLc&t au£ die VanctdaXxixi,% nach. P Lg«. 5 dar* *robei das Gehäuse telLweise VBgg.esciuul.tten ist» um die-inneren Elemente zu zeigen.

Fig. 7 ist ein Schaltbild der Schaltung, die in der Vorrichtung nach den Fig. 5 und 6 verwendet wird.

Fig. 8 stellt zur Erläuterung der Schaltung nach Fig. 7 den zeitlichen Verlauf von Potentialen an bestimmten Punkten der Schaltung dar.

Fig. 9 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel der Schaltung dar, die in der Vorrichtung nach den Fig. 5 und 6 verwendet werden kann.

Fig. 10 zeigt zur Erläuterung der V/irkungsv/eise der Schaltung nach Fig. 9 den zeitlichen Verlauf von Potentialen an bestickten Punkten der Schaltung.

Der Schalter nach Fig. 1 hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10 aus elektrisch isolierendem, durchsichtigem Glas. Zwei Anschlüsse 11 und 12 ragen gas- und flüssigkeitsdicht jeweils durch-di'e obere und untere Endwand des Gehäuses 10

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wobei sie so am Gehäuse befestigt sind, daß ihre Längsachse mit der Achse des Gehäuses zusammenfällt. Jeder Anschluß hat etwa die Form eines Rohres aus elektrisch leitenden Material, wobei die sich gegenüberliegenden Enden anfangs offen sind. In dem Gehäuse ist ein Gewicht 14 aus einem elektrisch leitenden Material mit einer axial durchgehenden Bohrung 15 vorgesehen. Das Gewicht ist federnd bzw. elastisch in dem Gehäuse 10 aufgehängt, so daß die Achse der Bohrung 15 ebenfalls mit der Achse des Gehäuses zusammenfällt. Die inneren Endteile der Anschlüsse 11 und 12 ragen in die sich gegenüberliegenden Enden der Bohrung 15 des Gewichts 14, so daß- zwischen den sich gegenüberliegenden Enden der Anschlüsse in der Bohrung 15 ein Spalt auftritt. Der aus dem Gehäuse 10 herausragende Teil jedes Anschlusses wird" zur elektrischen Verbindung mit einem äußeren Stromkreis verwendet.

Der in das Gehäuse 10 ragende Teil des oberen Anschlusses 11 ist von einer Schraubenfeder 16 aus einem elektrisch leiten- ' den Material umgeben. Das obere Ende der Feder 16 steht mit dem oberen Anschluß 11 in Berührung, während ihr unteres Ende an einem Absatz 24 anliegt, der in der Bohrung 15 des.Gewichts ausgebildet ist, so daß das Gewicht durch die Federkraft nach unten gedrückt wird. Auf diese "Weise ist eine elektrische Ver~ bindung zwischen dem oberen Anschluß 11 und dem Gewicht 14 über die Schraubenfeder 16 hergestellt. In ähnlicher! Weise umgibt eine untere Schraubenfeder 18 den unteren Anschluß 12 innerhalb des Gehäuses 10 schraubenlinienartig. Das untere Ende der Feder 18 wird mit dem unteren Anschluß 12 in Berührung gehalten, während das obere Ende der Feder an einer Kontaktscheibe 20 anliegt, die in der Bohrung 15 des Gewichts 14 in axialem Abstand vom Absatz 24 befestigt ist, so daß die Feder 18 das Gewicht elastisch nach oben drückt. Die Masse des Gewichts und die Elastizität der oberen Feder 16 stehen mithin mit der Elastizität der unteren Feder 18 derart im Gleichgewicht, daß das Gewicht frei hängenbleibt.

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Die Kontaktscheibe 20 ist vom Gewicht durch eine isolierende Hülse 22 elektrisch getrennt, die in der unteren Hälfte der Bohrung 15 eingesetzt ist. Diese Hülse trennt auch die untere Schraubenfeder 18 und den unteren Anschluß 12 vom Gewicht. Die Kontaktscheibe 20 braucht nicht mechanisch an der Hülse befestigt zu sein, sondern kann einfach an. einem schulterartigen Absatz 23 im oberen Ende der Hülse durch die untere Schraubenfeder gehalten sein. Ein enges Loch 21 kann mit Vorteil in der Kontaktscheibe 20 ausgebildet sein, um ihren Strömungswiderstand bei einer Vertikalbewegung des Gewichts zu verringern.

In dem Gehäuse 10 ist eine vorbestimmte Menge einer elektrisch leitenden Flüssigkeit 26, z. B. Quecksilber, enthalten. Darüberhinaus kann noch Wasserstoffgas enthalten sein, um die Fluidität des Quecksilers zu verbessern. Das Quecksilber steht ständig mit der unteren Schraubenfeder 18 in Berührung.

Bei der Herstellung dieses Schalters ist es vorteilhaft, zunächst zwei Hälften des Gehäuses durch Teilen des Gehäuses in einer Ebene senkrecht zu dessen Achse zu bilden, die erforderlichen Teile in jeder der Hälften zu befestigen und dann die Hälften zu einem vollständigen Gehäuse zusammenzusetzen, während das Gewicht in hängender Lage gehalten wird. Einer der rohrförmigen Anschlüsse, z. B. der Anschluß 11, wird dann geschlossen, dann durch die andere Anschlußöffnung das Gehäuse evakuiert, anschließend Quecksilber und V/asserstoff in das Gehäuse gefüllt und schließlich die Öffnung des rohrförmigen Anschlusses 12 geschlossen. Die V/asserstoffmenge ist vorzugsweise so gewählt, daß der Innendruck etwa dem zweifachen Atmosphärendruck entspricht.

Der Schalter ist an einem Rahmen oder einer Basis in der vertikalen, in Fig. 1 dargestellten Lage befestigt. Die Basis wird mit dem Schalter darauf an einer Stelle angeordnet, an der auf * den Schalter äußere Kräfte ausgeübt werden.

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■ ■ · · C

Es sei angenommen, daß - wie es in Fig. 2 dargestellt ist eine äußere Kraft von rechts nach links in'der durch einen ■Pfeil 31 angedeuteten horizontalen Richtung ausgeübt worden ist. Durch diese Kraft wird das Gewicht nicht vertikal verlagert, da es nur in vertikaler Richtung bev/egbar i-st. Da sich jedoch das Quecksilber 26 in dem Gehäuse frei bewegen kann, bewirkt die horizontale Kraft, daß sich das Quecksilber nach rechts in Bezug auf das Gehäuse bewegt, und zwar so, daß sich die Quecksilberoberfläche schräg zur Horizontalebene einstellt, wie es in Fig. 2 dargestellt ü. Der Neigungswinkel ist der ausgeübten Kraft proportional.

Bei hinreichender Kraft stellt sich die Oberfläche des Quecksilbers so schräg, daß es die rechte Ecke des Gewichts 14 berührt. Auf diese Weise ergibt sich eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 11 und 12 über die obere Schraubenfeder 16, das Gewicht 14 und das Quecksilber 26. Mit anderen V/orten, der Schalter ist Jetzt geschlossen. Kurz danach verlagert sich das Quecksilber in entgegengesetzter Richtung, ^l wobei sich der Neigungswinkel der Oberfläche des Quecksilbers verringert, und dann verlagert sich das Quecksilber wieder in die ursprüngliche'Richtung, so daß sich der Neigungswinkel wieder erhöht. Dieses Mal steigt die Quecksiiberoberflache Jedoch nicht so weit an wie 'bein ersten Mal. Die Oberfläche, des Quecksilbers schwingt auf diese Vase weiter, bis sie nach kurzer Zeit ihre ursprüngliche horizontale Lage wieder eingenommen hat. ■-..'.

Wenn auf den Schalter entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 31, d. h. in horizontaler Richtung von links nach rechts, oder senkrecht zur Zeichenebene eine Kraft auf den Schalter ausgeübt wird, wird der Schalter in ähnlicher Weise geschlossen, nur daß die Neigungsrichtung-.der Quecksilberoberfläche in Abhängigkeit von der Richtung, in der die Kraft auf den Schalter ausgeübt wird, anders verläuft. Der Schalter wird mithin durch eine horizontal auf ihn ausgeübte Kraft geschlossen, unabhängig davon, in welcher senkrecht zur Gehäuseachse verlaufenden Richtung die Kraft ausgeübt wird.

Wie bereits erwähnt wurde, ist der Neigungswinkel der Oberfläche des Quecksilbers 26 proportional zum Betrag der auf den Schalter ausgeübten Kraft. Daher bestimmt die Kasse bzw. Menge des Quecksilbers 26 und die normale vertikale Lage des Gewichts die Kraft, die zum Schließen des Schalters erforderlich ist. Mit anderen V/orten, um die erforderliche Kraft zu bestimmen, können die Quecksilbermenge und die normale Lage des Gewichts entsprechend bestimmt werden.

Der Umfang des unteren Endes 28 des Gewichts kann nach unten verjüngt sein, so daß es durch eine Änderung des Neigungswinkels des verjüngten Randes 28 möglich ist, die Kraft zu ändern, die erforderlich ist, um die Quecksilberoberfläche so weit zu neigen, daß sie den verjüngten oder konischen Rand des Gewichts berührt.

Bei der Darstellung nach Fig. 3 ist angenommen, daß auf den Schalter eine Kraft in Richtung eines Pfeils 32, d. h. vertikal nach unten, ausgeübt wird. Dabei wird das Gehäuse 10 gleichzeitig nach unten bewegt, während das Gewicht 14 seine Anfangslage beibehält, so daß die Schraubenfeder 16 soweit zusammengedrückt wird, bis die Kontaktscheibe 20 das untere Ende des oberen Anschlusses 11 berührt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so daß die Anschlüsse 11 und 12 jetzt über die Kontaktscheibe 20, die Feder 18 und das Quecksilber 26 elektrisch verbunden sind. Dies bedeutet, daß der Schalter jetzt geschlossen ist. Kurz darauf bewegt sich das Gewicht wieder nach unten und dann wieder nach oben. Die vertikale Hin- und Herbewegung oder Schwingung dauert solange mit abnehmender Amplitude an, bis das Gewicht in der Lage nach Fig. 1 zur Ruhe kommt.

Bei der Darstellung nach Fig. 4 ist angenommen, daß auf den Schalter eine in Richtung eines Pfeils 33 vertikal aufwärts gerichtete Kraft ausgeübt wurde. Das Gehäuse 10 bewegt sich dabei augenblicklich vertikal nach, oben, während das Gewicht 14 zunächst seine Anfangslage solange· beibehält, bis es ir.it dem Quecksilber am Boden des Gehäuses 10 in Berührung kommt., so daß eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen und 12 über die obere Schraubenfeder 16, das Gc-icht 14 und

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das Quecksilber 26 hergestellt wird. Dies bedeutet, daß der Schalter jetzt geschlossen ist, Jn diesem Falle ist es ebenfalls möglich, die zur Betätigung des Schalters erforderliche Kraft durch entsprechende Wahl· der Menge des Quecksilbers 26 _f der Masse des Gewichts 14 und der Elastizität der Federn 16 und 18 festzulegen.

Bei dieser Erläuterung wurde angenommen,' daß die Kraft in Form eines Stoßes oder Schlages auf den Schalter ausgeübt wird. Der gleiche Bewegungsablauf tritt jedoch auch dann auf, wenn die Kraft in Form einer Schwiiging ausgeübt oder wenn das Gehäuse 10 geneigt und keine Kraft auf es ausgeübt wird.

Wie man sieht, wird der Schalter durch Ausübung einer Kraft geschlossen und kurz darauf wieder geöffnet. Um daher die Stromversorgung eines Verbrauchers für eine vqrbestinmte Zeit. aufrechtzuerhalten, benötigt man eine weitere Schaltung, bei der es sich vorzugsweise um eine monostabile Kippschaltung handilt. In der Praxis ist es zweckmäßig, wenn diese Schaltung und der Schalter zusammen in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, so daß man es nur mit einer einzigen Vorrichtung zu tun hat. Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer solchen Vorrichtung. Ein Gehäuse 41 aus Kunstsboff - einem künstlichen Harz - umschließt den Schalter nach Fig. 1, der mit 1 bezeichnet ist, und eine moncstabile Kippschaltung in Form einer gedruckten Schaltung. Das Gehäuse 10 des Schalters ist vorzugsweise in einer Schuiäiülle 43, vorzugsweise in Form eines einschrumpfbaren Kunststoffrohres, eingeschlossen. Das Gehäuse 41 hat eine Basis in Form einer Bodenplatte 44, die/mittels. Schrauben an einem Bauteil befestigt ist, auf das äußere Kräfte ausgeübt v/erden. Der Schalter 1 ist auf einer Basis 45 angeordnet und am Gehäuse 41 befestigt, wobei die Umfangswand des Gehäuses 10 des Schalters 1 'mit den benachbarten beiden Wänden des Gehäuses 41 in Berührung steht, so daß die auf das Gehäuse ausgeübte Kraft unmittelbar· aui/den Schalter, übertragen wird. Leitungen 60 verbinden die Anschlüsse 11 und 12 ait der gedruckten Schaltung, die eine Bodenplatte 42' und eine aufgedruckte monostabile Kippschaltung umfaßt.

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Die Schaltung weist Transistoren 47, einen Kondensator AS, Widerstände 49 und dergleichen auf. Erforderlichenfalls kann eine wärseabstrahlende Platte 50 zusätzlich vorgesehen sein, die einen Transistor 51 und andere erforderliche Bauelemente trägt.

Die monostabile Kippschaltung kann in irgendeiner geeigneten Weise ausgelegt sein, vorausgesetzt, daß sie beim Schließen des Schalters ein Ausgangssignal abgibt, das eine vorbestimmte Zeit lang andauert. Die Fig. 7 und 9 stellen Beispiele dieser inonostabilen Kippschaltung dar. Die monostabile Kippschaltung

70 nach Fig. 7 hat im wesentlichen zwei Transistoren 71 und 72, einen ohmschen Widerstand 73 und einen Kondensator 74, die die Zeitkonstante der Schaltung bestimmten. Der Schalter 1 liegt am Transistor 72. Ein Verbraucher 76 ist an einen Schalttransistor 75 angeschlossen. Wenn an den Stromversorguncsanschlüssen 77 eine Spannung E angelegt wird, ist der Transistor

71 durchgesteuert, während die Transistoren 72 und T) gesperrt sind, so daß dem Verbraucher 76 kein Strom zugeführt wird.

In dieser Zeit befindet sich die Schaltung im stabilen Zustand. Der Kondensator 74 wird Jedoch mit dem Basisstrom des Transistors 71 auf die Spannung E mit der in Fig. 7 dargestellten RLarität aufgeladen.

Wenn der Schalter 1 geschlossen ist, liegt der Punkt A auf dem Potential +E, wie es in Fig. 8a dargestellt ist. Infolgedessen wird der Transistor 75 durchgesteuert, so daß dem Verbraucher 76 ein verstärkter Strom zugeführt wird. Ferner addiert sich in dem Augenblick, in dem der Schalter 1 geschlossen wird, die Spannung am Kondensator 74 zum Potential +E, so daß das Potential des Punktes B im Augenblick des Schließens des Schalters 1 auf etwa +2E angehoben wird und dann abfällt, wie es in Fig. 8b dargestellt ist. Infolgedessen v/ird der Transistor 71 über seine Bsis zugesteuert. In dem Augenblick, in dem der Schalter wieder geöffnet wird, fließt ein Strom durch die Basis des Transistors 72, so daß er durchgesteuert wird und sich der Kondensator 74 allmählich über den Widerstand 73 entlädt, und zv/ar solange, bis das Potential des Punktes B bis auf einen V.-_ert abgenommen hat,

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bei dem der Transistor 71 wieder durchgesteuert wird.

Nach diesen Vorgängen bleibt der Zustand der Transistoren 71, 72 und 75 bestehen,- so daß dem Verbraucher-76 über den Transistor 75 während einer Zeit t ständig Strom zugeführt wird. Die Zeit- t wird durch die Zeitkonstante des" aus dem Kondensator 75 und dem Y/iderstand 73 gebildeten Verzögerungsgliedes bestimmt.

Während sich der Kondensator 74 entlädt, nimmt das Potential des Punktes B bis auf den Betriebsspannungswert E des Transistors 71 ab, woraufhin durch die Basis des Transistors 71 ein Strom fließt, der den Transistor wieder durchsteuert. Dann beginnt der Kondensator 74 mit einer erneuten Aufladung. Gleichzeitig werden die Transistoren 72 und 75 wieder gesperrt, so daß die Stromzufuhr zum Verbraucher 76 unterbrochen wird. Die Schaltung hat damit wieder ihren ursprünglichen Zustand eingenommen. ' . ·

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 7 ist .so gewählt, daß dem Verbraucher normalerweise kein Strom zugeführt wird und beim Schließen des Schalters die Stromzufuhr beginnt. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 9 wird dem Verbraucher dagegen normalerweise Strom zugeführt und die Stromzufuhr eine vorbes'timmte Zeitspanne lang unterbrochen, wenn der Schalter geschlossen ' · wird. Hier liegt der Schalter 1 zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 72. .

Wenn an die Anschlüsse .77 eine Spannung E gelegt worden ist, sind alle Transistoren 71, 72 und 75 durchgesteuert, wobei sich die Schaltung im stabilen Zustand befindet. Der über den Transistor 75 fließende Strom hält den Verbraucher 76 in Betrieb, v/ährend der-Kondensator 75 durch »den Kollektorstrorr. des Transistors 72 auf das Potential +E aufgeladen wird. Der Schalter bleibt während dieser Zeit geöffnet.

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Wenn der Schalter geschlossen wird, wird der Transistor 72 gesperrt, so daß das Potential des Punktes A auf Null abfällt; wie es in Fig. 10 a dargestellt ist. Infolgedessen verringert sich das Potential des Punktes B gegenüber dem Potential des Punktes A um E V, wie es in Fig. 10b dargestellt ist, so daß der Transistor 71 gesperrt wird. Ferner wird durch die Verringerung des Potentials des Punktes A auf Null Volt der Transistor 75 ebenfalls gesperrt, so daß der dem Verbraucher 76 zugeführte Strom unterbrochen wird.

Kurz darauf wird der Schalter 1 geöffnet, doch behält das Potential des Punktes B seinen negativen Wert.bei, so daß der dann vorliegende Betriebszustand der Transistoren 71, 72 und 75 unverändert bleibt. Allmählich entlädt sich jedoch dann der Kondensator 24 über den Widerstand 73. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit t hat das Potential des Punktes B den Wert Null erreicht, v/oraufhin der Transistor

71 durchgesteuert wird und über die Basis des Transistors

72 Strom fließt, so daß er durchgesteuert wird. Daraufhin wird der Transistor 75 durch den Kollektorstrom des Transistors 72 durchgesteuert, so daß die Stromzufuhr zum Verbraucher 76 und die Aufladung des Kondensators 74 wieder beginnen. Die gesamte Schaltung hat damit wieder ihren ursprünglichen Zustand eingenommen. Auch hier wird die Haltezeit t wieder durch die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 74 und dem Widerstand 73 gebildeten Verzögerungsgliedes bestimmt.

Anstelle der monostabilen Kippschaltung kann auch eine bistaüle Kippschaltung verwendet werden, wenn mit Hilfe einer anderen Schaltung ein Rücksetzsignal erzeugt wird. Eine derartige Anordnung ist dem Fachmann jedoch geläufig, so daß sich eine Beschreibung erübrigt.

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Claims

Paten t a η s r> r ü c h e

1. Schalter mit einem elektrisch isolierenden Gehäuse,, das eine elektrisch leitende Flüssigkeit enthalt und In das zwei am Gehäuse befestigte Anschlüsse; ragen, von denen der zweite mit der Flüssigkeit In Berührung steht, wo— ■ bei durch Ausübung einer äußeren Kraft auf das Gehäuse die elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) ein elektrisch leitendes Gewicht (1-4) elastisch axial verlagerbar über der Flüssigkeit (26) hängt und mit dem ersten Anschluß (11) elektrisch verbunden 1st, daß das Gewicht (14) ein Kontaktstück (20) aufweist·», das elektrisch vom Gewicht (14) getrennt und mit dem zweiten Anschluß (12) verbunden ist, so daß bei Ausübung der äußeren Kraft auf das Gehäuse (10) das Gewicht (14) in Axialrichtung des Gehäuses (10) so weit verlagerbar odei^Üie Oberfläche der Flüssigkeit (26) so weit neigbar ist, daß das Gewicht (14) mit der · Oberfläche der Flüssigkeit oder das Kontaktstück (20 ) mit dem ersten Anschluß: (11) in Berührung; bringbar und dle.elektrische Verbindung, zwischen den Anschlüssen (11, 12) herstellbar 1st.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: das Gewicht (14) mit einer .durchgehenden axialen Bohrung (15) versehen ist, so daß die inneren Enden der Anschlüsse (I1_r 12) in die sich gegenüberliegenden Enden der Bohrung (15) ragen und einen Spalt zwischen sich freilassen, in dem das Kontaktstück (20) angeordnet ist..

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß das Kontaktstück (20) ein Loch (21) zur Verringerung des Strömungswiderstandes des KontaktStücks (20) bei der gemeinsamen Bewegung mit dem Gewicht (14) aufweist..

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4. Schalter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch cokennzoichnet, daß zumindest ein Teil des ersten Anschlusses (11) von einer Schraubenfeder (16) umgeben ist, so daß das eine Ende der Schraubenfeder mit dein ersten Anschluß (11) und ihr anderes Ende mit dem Gewicht (14) in Berührung steht und den ersten Anschluß (11) mit dem Gewicht (14) elektrisch verbindet und das Gewicht (14) elastisch trägt..

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des zweiten Anschlusses (12) von einer zweiten Schraubenfeder (18) umgeben, ist, die das Gewicht (14) über das Kontaktstück (20) elastisch trägt.

6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlüsse (11, 12).jeweils von einer Schraubenfeder (16, 18) umgeben sind, deren eines Ende jsweils* in eine durchgehende Bohrung (15) des Gewichts (14) ragt, so daß das Gewicht (14) elastisch getragen ist.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (14) mit einer sich, vorzugsweise konisch, verjüngenden Oberfläche (23), die mit der Oberfläche der Flüssigkeit (26) in Berührung bringbar ' ist, wenn die Flüssigkeitsoberfläche geneigt wird,' versehen ist

8. Schalter nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der AnscHüsse (11, 12) rohrförmig ist, so daß über diesen rohrförmigen Anschluß (11; 12) eine Evakuierung des Gehäuss (10) und Einfüllung

• der Flüssigkeit (26) in das Gehäuse'(10) erfolgen kann.

9. Schalter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Schaltung mit den Anschlüssen (11, 12) verbunden ist, die so ausgebildet und betreibbar jet, daß sie bei Herstellung der elektrischen Verbindung

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zwischen den beiden Anschlüssen (11, 12) ein Ausgangssignal abgibt, das eine vorbestimmte Zeit (t) andauert.

10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Gehäuse' ('41) den Schalter (1) und die .Schaltung umgibt, so daß bei Ausübung einer äußeren Kraft cuf das weitere Gehäuse (41) die Kraft über dieses weitere Gehäuse (41) auf das. zuerst genannte Schaltergehäuse (10) übertragbar ist.

11. Schalter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine monostabile Kippschaltung ist.

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