DE2341862A1 - Planarer traegheitsschalter - Google Patents

Description

Die -Irfindunq betrifft einen Trägheitsschalter, der eine zwischen einerr geneigten oder schrägen Aufbau und im Ruhezustand auf eines festen Ring oder einer anderen Einrichrung beweglich angebracht ist, eine Masse auf v/eist, wobei die Einrichtung mit der Schräge eine öffnung zur Berührung mit einer Federverlängerung vorsieht. Die Federverlängeruncr bringt eine Kraft auf die Masse mit gewissen wirksanen Vorteilen, die im folgenden erläutert werden.

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In anderen Lagen wird die Masse infolge gewisser G-Xräfte (Schwerkräfte), die auf den Schalter wirken, von dar Öffnungseinrichtung verrückt oder verschoben. Die Masse befindet sich dann nicht weiter in Berührung mit der Feder Verlängerung. In diesen Lagen befindet sich der elektrische Kontakt, an dem die Federverlängerung angehängt ist, dann nicht in Berührung mit seinem zugeordneten Arashluß, und gewisse Funktionen sind außer Betrieb gesetzt.

Im allgemeinen übt gemäß der Erfindung der elektrische Kontakt, welcher die Masse in eine Kontaktstellung drückt, wenn sie sich auf der Öffnungseinrichtung in Ruhe befindet (bei einer Ausführungsform der Ring) ,nach oben (gegen die Schwerkraft) eine Kraft auf die Masse durch die Federverlängerung so aus, daß die Masse empfindlicher auf das G-Xraftniveau anspricht als sonst. Wenn die Masse von ihrer Ruhelage infolge von G-Kräften, welche auf die Abtastvoirichtung wirken, entfernt worden ist und in ihre Ruhelage zurückzukehren versucht, muß sie in ähnlicher Weise gegen die Kraft der gegen sie wirkenden

Durch

Federverlängerung arbeiten./die Bestimmung der Kraft der Federverlängerung auf die Masse wird die Empfindlichkeit des Trägheitsschalters maximal gemacht und gesteuert, während man noch in der Lag^e ist, eine beachtliche und stabile Masse zu verwenden.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsraöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen: Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführuhgsform der Abtastvorrichtung mit einer kugeligen I*asse in der Buheposition,

Fig. 2 eine erfindungsgeraäße Ausführungsform im einzelnen, wobei die Kugelmasse aus ihrer Ruhelage und aus der Berührung mit der Fedsrverlängerung bewegt ist,

Fig. 3 ein Diagramm unter Darstellung der Vorteile der Erfindung ,

i'ic. 4 dia Abtastvorrichtung der Fig. 1 mit einer Trägheitsmasse bevorzugter Konfiguration in der Hu^eLage und

Fig. 5

und 6 andere Ausführungsformen der Abtastvorrichtung.

Gemäß Fig. 1 bildet eine Trägheitsafotastvorrichtung 1 mit zylindrischen Seitenwänden 2 und einer oberen Wand 3 sowie einer- Boden 20, der daran angebracht ist, eine Kammer 50. In der Kammer 50 ist bei dieser Ausführungsform ein Ring 5 angebracht, der neben dem 3oden 20 und bevorzugt auf der zentralen Vertikalachse A-A der Abtastvorrichtung eine öffnung bildet. Der Boden 20 ist mit einair. Loch 21 unmittelbar unter und in der Nachbarschaft der öffnung 7 versehen. Eine Masse 4 ist bewegbar in der öffnung enthalten und ruht norralerweise in dieser öffnung. Die Trägheitsmasse 4 ist bei dieser *usführungsforru eine Kugel. Der Ring 4 kann, wie in

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Fig. 5 gezeigt ist, fehlen, wobei die Masse dann direkt in äeiu Loch 21 sitzt (sie hat einen größeren Durchmesser als die öffnung oder das Loch, in der sie sitzt).

In nach außen geneigte Richtungen gegen die oberen Seitenwände 2, und somit von der öffnung 7 fort, erstrecken sich innere geneigte Seitenwände 8; sie sind so geneigt, daß sie die Kugel auf dem Ring in Abwesenheit einer ausreichenden G-Kraft halten, welche die Kugel von dem Ring und die Schräge nach oben, wie noch beschrieben wird, verrücken kann.

Am Boden 20 der Abtastvorrichtung ist eine Basis 6 angebracht, auf welcher die Abtastvorrichtung normalerweise in einer Lage relativ zu der horizontalen steht. Die Basis 6 und der Boden 20 bilden eine innere Tasche 70_r welche die Verbindung zum Loch 21 schafft. Ein Anschlußkontakt 9 erstreckt sich in die Tasche 70 an ihrem einen Ende, und ein zweiter Anschlußkontakt 10 erstreckt sich von der Tasche vorzugsweise auf dem

der
gegenüberliegenden Ende/saLben. Eine Blattfeder 11, welche elektrischen Kontakt vom Anschluß 9 zum Anschluß 10 herstellt, erstreckt sich direkt über die Tasche, un einen solchen Kontakt zu machen. Der Kontakt ist durch den Änschlußkontaktpunkt 12 auf der Blattfeder 11 hergestellt, welche den Anschluß 10

gegen
berührt. Die Blattfeder wird/den Anschluß 9 gedrückt oder mit ihm auf andere Waise in Eingriff gebracht. Die Blattfederverlängerung 13, die bei der bevorzugten Ausführungsform

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aus einem Stück mit der Feclar 11 besteht, springt von der Blattfeder nach oben in die Öffnung 7 hinein vor in Berührung mit der Kugel 4, wenn diese in der Öffnung ruht.

!■rie oben erwähnt, stößt die Kugel 4, wenn sie sich in dar öffnung befindet, auf die Verlängerung 13 nach unten und schafft bei 12 den Kontakt der Feder 11 mit dem Anschluß 10. Tfeqan einer vorexngestellten Spannung der Blattfeder 11, um sich in eine Richtung gegen die Kammer 50 zu bewegen, übt die Federverlängerung 13 gleichzeitig eine iCraft auf die Kugel in Richtung nach oben aus und läßt die i<ugel empfindlicher auf die G-Kräfte als sonst sein.

Qa die Verlängerung 13 eine Kraft auf die Kugel entgegen aer Schwerkraft ausübt, wenn der Schalter sich in seiner normalerweise geöffneten oder betätigten Stellung befindet - falls der Trägheitsschalter 1 umgekehrt ist infolge eines sagen wir Überschlages, wenn der Schalter in einem Kraftfahrzeug benutzt wird - tritt die Masse mit der Federverlängerung außer Eingriff, sobald sie sich von der Feder-Verlängerung fortbewegt sowie vor der totalen Umkehrung infolge der freien Fallbedingunc_? die durch die schnell auftretende Umkehrung bewirkt ist, und bewirkt das Öffnen His Kontaktes zwischen der Feder bei 12 und den Anschluß

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Im Fall der kraftfahrzeugtechnischen Verwendung, wie in folgenden beschrieben wird, könnte ein solches Öffnen des liontakes zur Sperrung eines Sicherheitsgurt automaten führen.

In Fig. 2 befindet sich der Schalterkontakt, nach dein sich die Kugel aus der öffnung herausbewegt hat und nicht in Berührung mit der Federverlängerung steht, nicht in Berührung mit des&ififchluß 10 und ist somit offen. Die Kugel 4 muß sich aus ihrar Ruhelage in der Öffnung um einen gewissen Abstand

herausbewegen, bevor der Kontakt mit der Federverlängerung verloren ist, und diese -lotwendigkeit für die G-Kräfte, welche die Kugel bewegen und ausreichen müssen, um die Kugel außer Singriff mit der öffiung zu bringen und sie dann unreinen solchen gewissen Abstand zu bewegen, führt zu einem Ausfiltern (Abhalten bzw. Durchlassen) solcher G-Kräfte oder Impulse, welche nicht die Abtastvorrichtung betätigen sollten (wie z. B. im Falle von Stößen in einem Kraftfahrzeug, welchesüber unebene Straße fährt).

In der in Fig,. 4 dargestellten Ausfiihrungsforia ist die Masse 4 als eine zylindrische Vorrichtung 14 mit einem Konus 15 an der Oberseite und einen Abschnitt 15 an ihrer Unterseite gezeigt, welcher ali im Ring und in Kontakt mit d—er Fedarverlängerung liegend gezeigt, ist_β Die konische Oberseite hat

den Vorteil, daß bei einerÄuättlhrung^rm. vein die flasse gekippt oder umgestürzt ist und die Obsrseite 3 hinreichend

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tief liegt, der Abschnitt 16 nicht vollständig außer

mit
Kingriff/der öffnung 7 treten kann, und der Kontakt

der Federverlängerung kann deshalb nicht vollständig verlustig gehen.

3ei einer /uisführungsform ist die Obeiseite 3 nahe genug am Pdng 5 angeordnet oder an anderen eine öffnung bildenden Einrichtungen, so daß die Masse 4 in ihrer Ruhestellung, wenn die TrHgheitsvorrichtung auf ihrer Basis 10 steht und nicht genügend großen G-Kräften unterworfen wird, in der öffnunq verbleiben muß.

Bei einer anderen Ausführungsform, wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Blattfederverlängerung bei der Kugel in dieser Figur angeordnet, wenn sich die Masse in der öffnung in Ruhelage befindet, und die Blattfeder 11 ist so angeordnet vorgespannt, daß sie mit der Masse in direktem Kontakt ist. In ähnlicher Weise,wie vorstehend beschrieben, bezüglich der Blattfederverlängerung arbeitet die Feder 11 bei dieser Ausführungsform so, daß sie eine Kraft auf die Masse in der Ruhelage ausübt.

In Fig. 3 sind G-Miveaukräfte gegen den&inkel der Verrückung der .'lasse 4 der Fig. 4 aus ihrer Ruhelage aufgetragen. Wie

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man aus dem Diagrairjit erkennt, nimmt das G-Niveau, welches notwendig ist, um die Masse verschoben zu halten, mit steigendem Verruckungswinkel ab, und dieselbe Federkraft auf der Masse wurde in jedem Falle verwendet (die Federkraft war hier die Hälfte des Gewichtes der Masse) . An der Stelle, nach welcher die Feder außer Kontakt mit dem Anschluß 10 in Fig. 4 kommt, nimmt die G-Niveaukraft schneller ab als der Verrückungs;· winkel ansteigt, wie bei "A" in Fig. 3 beginnend gezeigt ist, da die Blattfeder 11 sich nicht langer in Berührung mit dem Anschluß 10 befindet und somit die Masse nicht weiterhin in Berührung mit der Verlängerung 13 unterstützt. An der Stelle "C" in dem Diagramm hat sich die Blattfederverlängerung 11 aus ihrer Kontäktanschlußstellung bei 12 zu einer Lage angehoben, v/o der Anschlußkontakt 12 sich zur Unterseite des Bodens 20 bewegt hat, und eine weitere wesentliche Bewegung der Blattfeder oder ihrer Verlängerung ist nicht mehr iröglich. Da die Masse dann nicht weiterhin von der Federverlängerung unterstützt wird, sind größere G-üiveaukräfte notwendig, um den Verruckungswinkel der Hasse zu erhöhen. Eine solche Verrückung ist durch das Teil ^:'B^;i des Diagramms gezeigt. Ohne den Einfluß der Blattfeder auf die Masse zeigt ein Auftragen auf dent Diagramm zrück zu den anfänglichen G-Niveaukräften, die für den Verrückungsbeginn der -lasse

durch
erforderlich sind, wie/die gestrichelte Linie "D" im Diagramm

gezeigt ist, die wesentlich höhere Anfangskraft.

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3ei einer anderen, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann ein Kontaktanschluß 17 neben dem Anschluß arm 10 und darüber angeordnet v/erden, v/obei der Anschlußarn 10 Berührung mit der Blattfeder 11 bei 12 schafft, wenn die Hasse sich vollständig von der Blattfeder und ihrer Verlängerung fortbewegt hat, und eine beachtliche weitere Bewegung der Blattfeder nach oben unter ihrer Spannung ist unmöglbh. Dieser Anschluß 17 fährt beispielsweise zu einem Signal, welches elektrisch erregt wird, um dan G-lTiveauzustand oder das Fehlen des Kontakts der Blattfeder 11 mit dem Anschluß 17 zu zeigen (v/as durch einen Fehler des Schalters salbst der Fall sein kann).

Obwohl die Offenbarung in dieser Anmeldung nicht so verstanden v/erden darf, daß sis auf die Verwendungen dieser Trägheitsabtastvorrichtung begrenzt ist, kann eine Verwendung der Abtastvorrichtung eine Trägheitsschaltereinrichtung sein, die verwendbar ist in Kombination mit dem Geaenstand des US-Patentes 3 610 361, wonach ein ^ichsrheitsgurtautomat infolge der Tätigkeit der Äbtastvorrichtung gesperrt wird.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   1I Trägheitsschalter mit einer durch obere, seitliche Wände und eine Basis gebildeten Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (20) eine Öffnung (21) aufweist, eine freibewegbare Ilasse (4) in der Kanuner (50) enthalten ist und einen größren Durchmesser als die Öffnung (21) aufweist, so daß sie entfernbar in der öffnung ira Ruhezustand anordenbar ist, daß die Kammer (50) eine Einrichtung (8) für die Rückkehr der "lasse (4) in die Lage in der öffnung (21) aufweist, eine VorspanneinricHung (11, 13} unter der öffnung liegend angeordnet ist und auf der Basis (20) zur Eerührung und Aufbringung einer Kraft zu einem Teil der Masse(4) angebracht ist, welcher sich

   sich durch die Öffnung (21) erstreckt, wenn/die Masse (4) in der Öffnung befindet, daß sich die Vorspanneinrichtung (11, 13) infeige des Kontaktes in einer Richtung gegen ihre Vorspannung bewegt und daß eine Schaltereinrichtung (12) betrieblich der Vorspanneinrichtung (11, 13) für den Kontakt mit dieser auf Bewegung in die Richtung hin zugeordnet ist.

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2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freibewegliche Masse (4)die Form einer Kugel hat.
3. 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freibewegliche Masse (14) mindestens teil—weise in der Form zylindrisch ist.
4. 4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

   Sie freibewegliche Masse (14) an ihrem einen Ende eine konische Spitze (15) aufweist.
5. 5. Schalter nach /Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (5O) ein solches Maß aufweist, daß bei der Bewegung der freibeweglchen Ilasse (14) von der Lage in der Öffnung (21) fort die konische Oberfläche (15) die Oberseite (3) der Kammer (50) berührt und somit die Masse in einer Lage zum Wiedereintritt in die Öffnung auf Wiederannahme des Ruhezustandes hält.
6. 6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung aus einer Feder (11, 13) besteht, die sich von der Schaltereinrichtung und in die Öffnung hinein erstreckt.

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7. 7. Schalter nach Anspuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
   eine Anhalteeinrichtung auf der Basis (20) zur Begrenzung der Bewegung des Schalters vorgesehen ist und die Vorspanneinrichtung betrieblich iriit dieser in Richtung gegen die Öffnung zugeordnet ist.
8. 8. Schalter nach Anspruch 7_r dadurch gekennzeichnet, daß
   die Vorspanneinrichtung und. der Schalter unter der Basis (20) und außerhalb der Kammer (50) angeordnet sind.

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