DE2754879C3 - Elektrischer Schaltkontakt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltkontakt, der unter Einwirkung einer eine im voraus festgelegten Schwelle überschreitenden Beschleunigung oder Verzögerung betätigt wird, bestehend aus einem isolierenden Gehäuse mit einem halbkugelförmigen Hohlraum, an den sich eine stufenweise verengende zylinderförmige Bohrung anschließt und einer darin enthaltenen metallischen Masse.

f)0 Bei derartigen elektrischen Schaltkontakten ist es erforderlich, daß bei einer plötzlich auftretenden Beschleunigung oder Verzögerung, die eine im voraus festgelegte Schwelle überschreitet, zuverlässig ein elektrischer Kontakt hergestellt wird, der nur einen sehr kleinen Übergangswiderstand aufweist. Die elektrischen Kontaktelemente müssen daher vor Umwelteinflüssen und Korrossion geschützt werden.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse elektrische Trägheitsschalter zu verwenden, die nach der DE-OS 23 46 782 aus einem hohlen zylindrischen Behälter aus Isolierstoff bestehen, in dem leitend ein metallischer Pendelkörper aufgehängt ist, wobei die Aufhängung an einem Ende des Behälters befestigt ist und einen der Schaltpole bildet Der Pendelkörper ist mit einer ringförmigen Schneidkante versehen und befindet sich bei Ruhelage in der Längsachse des Zylinders. In Höhe des Pendelkörpers ist innerhalb des Behälters ein Kontaktring mit einer gezackten, nach innen vorspringenden Obenläche angeordnet, die bei Auslösen des Schalters in Kontakt mit der Schneidkante des Pendelkörpers gebracht wird. Der Kontaktring ist leitend mit einem metallischen Rohr verbunden, das den anderen Pol des Schalters bildet. Ferner ist der Behälter noch mit einem viskosen Strömungsmittel angefüllt Ein derartiger als Pendelschwinger ausgestalteter Trägheitsschalter spricht jedoch nur auf relativ langsam ablaufende Bewegungen an und ist nur lageorientiert verwendbar. Ferner sind Pendelschwinger in achsialer Richtung nicht beschleunigungsfest Treten Kräfte in dieser Richtung auf, kann der Aufhängedraht gedehnt oder zerstört werden.

Aus der DE-OS 23 50 966 ist ein Kollisionsschalter mit einem durch einen Anprall mechanisch betätigten Schaltglied bekannt. In einem zylindrischen Schaltergehäuse sind axial in einem bestimmten Abstand hintereinanderliegende, zwei Pole bildende Kontakte angeordnet, die bei einem Anprall von einem axial verschiebbar geführten Schaltglied in Form eines Stößels mit Kontaktteil überbrückt werden. Dabei ist das Schaltglied über einen Abscherstift gegen ein Verschieben bei Anprallkräften unterhalb eines bestimmten Wertes gesichert. Bei diesem Kollisionsschalter erfolgt das Schließen des Kontaktes nicht allein durch eine Beschleunigungskraft, sondern durch eine mechanisch von außen am Schaltglied angreifende Kraft.

Ferner sind elektrische Schalter bekannt, bei denen ein verschiebbar gelagertes Schaltglied von einer Federkraft, die einer Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskraft entgegenwirkt, in der Ruhelage gehalten wird. So ist beispielsweise in der DE-OS 24 14 275 ein elektrischer Schalter beschrieben, der aus einem Gehäuse besteht, das eine bewegliche, vorzugsweise zylinderförmige Masse enthält, deren Durchmesser geringer als die entsprechenden Abmessungen des Bodens des Gehäuses ist, auf dem sie angeordnet ist. Parallel zum Boden des Gehäuses ist in einem Abstand von diesem, der genau gleich der Höhe der beweglichen Masse ist, eine Trennwand angeordnet, die in der Mitte eine zylinderförmige Bohrung aufweist In Fortsetzung dieser Bohrung enthält die darunter befindliche bewegliche Masse eine sich konisch öffnende Aussparung, deren oberer Durchmesser größer ist als der Durchmesser der zylinderförmigen Bohrung. In diese Aussparung wird mit Hilfe einer Federkraft ein Stößel hineingedrückt. Bei Auftreten einer Beschleunigung in der Ebene der Bewegungsfreiheit der beweglichen

Masse verschiebt sich diese, wodurch infolge der schrägen Wandungen ihrer konischen Aussparung der hereinragende Stößel nach oben gedrückt wird und dabei einen Kontakt schließt Bei Beschleunigungswerten unter einer festgelegten Schwelle kehrt die Masse infolge der Federkraft wieder in ihre Ruhelage zurück ohne einen Schaltvorgang auszulösen.

Bei einem weiteren elektrischen Schalter, der in der DE-OS 26 06 790 angegeben ist befindet sich in einem Schaltergehäuse ein symmetrisch geformtes Federpsar, dessen Fußpunkte so im Gehäuse gehaltert sind, daß sich die Federn zwischen ihren eingespannten Fußpunkten und ihren freien Kopfenden kreuzen and eine frei bewegliche träge Masse im Bereich des frei gegen die Federspannung verschiebbaren Kreuzungspunktes in ihrer Ruhelage gehaltert wird. Bei Auftreten einer Beschleunigungskraft in entsprechender Richtung werden die Federn durch die Masse auseinandergedrückt und ein im Gehäuse befindlicher Schaltkontakt betätigt.

Bei elektrischen Schaltern der zuletzt genannten Art erfordert die Ausnutzung von Federkräften einen komplizierten und damit teueren Aufbau. Außerdem sind sie für die Erfassung sehr schneller Vorgänge, wie z. B. einen Geschoßaufschlag wenig geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schaltkontakt mit geringen Abmessungen und einfachem, störsicheren Aufbau zu schaffen, der allein durch Einwirkung einer Trägheitskraft betätigt wird, dessen Funktion unabhängig von der Lage gewährleistet ist und der außerdem schnelle Vorgänge erfaßt

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem elektrischen Schaltkontakt der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die metallische Masse aus einem halbkugelförmigen Kopf, der mit mehreren Spitzen versehen ist und einem Zylinderfortsatz besteht, wobei der Zylinderfortsatz an seinem freien Ende schwer beweglich im engeren Teil der sich stufenweise verengenden, zylinderförmigen Bohrung des isolierenden Gehäuses gelagert ist, daß der halbkugelförmige Hohlraum des isolierenden Gehäuses eine von außen über einen Kontaktstift kontaktierbare Metallschicht aufweist, die von einer Schicht aus Dielektrikum abgedeckt ist, und daß die zylinderförmige Bohrung des isolierenden Gehäuses einen nach außen geführten, am Zylinderfortsatz anliegenden elektrischen Kontakt enthält.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß der elektrische Schaltkontakt unabhängig von seiner Lage bei einer hauptsächlich in der Längsachse wirkenden, eine im voraus festgelegte Schwelle überschreitenden Beschleunigung oder Verzögerung betätigt wird. Der erfindungsgemäße elektrische Schaitkonlakt erfaßt auch sehr schnelle Vorgänge, wie z. B. einen Geschoßaufschlag. Infolge seines einfachen Aufbaus ist er kaum störanfällig und kann preisgünstig hergestellt werden. Deshalb ist er insbesondere für die einmalige Verwendung als Aufschlagzünder in militärischen Geschossen geeignet.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 a einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Schaltkontakt mit einem Bremsgesperre in Form einer Preßpassung,

Fig. Ib einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Schaltkontakt nach Fig. la,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Schaltkontakt mit einem Bremsgesperre in Form von Druckschrauben.

In den F i g. 1 a und 1 b enthält ein isolierendes Gehäuse 2 einen halbkugelförmigen Hohlraum 21, an den sich eine stufenweise verengende zylinderförmige Bohrung 24, 25 anschließt. Der halbkugelförmige Hohlraum 21 weist eine Metallschicht 22 auf, die von einer Schicht aus Dielektrikum 23 abgedeckt ist In dem isolierenden Gehäuse 2 ist eine metallische Masse 1, bestehend aus einem halbkugelförmigen Kopf 12, der mit mehreren Spitzen 13 versehen ist, und einem Zylinderfortsatz 11, angeordnet. Der Zylinderfortsatz 11 ist an seinem freien Ende über ein Bremsgesperre in Form einer Preßpassung schwer beweglich in der zylinderförmigen Bohrung 25 des isolierenden Gehäuses 2 gelagert. Die Metallschicht 22 im halbkugelförmigen Hohlraum 21 ist von außen über einen Kontaktstift 4 kontaktierbar. Am ZyJinderfortsatz 11 liegt ein zweiter elektriccher Kontakt in Form eines Kontaktringes 3 an, der ebenfalls über einen Kontaktstift 5 nach außen geführt ist.

Der in F i g. 2 im Längsschnitt dargestellte elektrische Schaltkontakt weist den gleichen Aufbau auf wie der in den F i g. 1 a und 1 b gezeichnete elektrische Kontakt auf. Lediglich das Brermgesperre ist nicht in Form einer Preßpassung sondern mit Druckschrauben 6 ausgeführt. Der Kontaktring 3 und der Kontaktstift 5 aus Fig. la können entfallen, da deren Funktion von einer der Druckschrauben 6 übernommen wird, d. h. eine der Druckschrauben 6 bildet den zweiten Pol zum Kontaktstift 4.

In weiteren Ausführungsbeispielen, die nicht in einer Zeichnung dargestellt sind, ist das Bremsgesperre als Exzenter, mit Druckfedern oder als Flachkeil ausgebildet.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen kann der Hohlraum im isolierenden Gehäuse 2 mit einem tragen Strömungsmittel, wie z. B. Silikonöl angefüllt werden. Bei Auftreten einer Beschleunigung oder Verzögerung, die hauptsächlich in der Längsachse des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters wirkt und die eine im voraus festgelegte Schwelle überschreitet, wird das Bremsgesperre gelöst und die metallische Masse 1 freigegeben. Dabei durchbohren die Spitzen 13 auf dem halbkugelförmigen Kopf 12 die Schicht aus Dielektrikum 23 und drücken auf die Metallschicht 22. Der Kontakt zwischen den Kontaktstiften 4 und 5 ist damit geschlossen. Infolge des hohen Druckes der Spitzen 13 auf die Metallschicht 22 ergibt sich auch ein niedriger Übergangswiderstand. Die Schicht aus Dielektrikum 23 dient zur Vermeidung von statischen Funkenüberschlägen.

Mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Schaltkontakt können die verschiedensten Schaltvorgänge ausgelöst werden. Besonders geeignet ist er als Aufschlagzünder in militärischen Geschossen. Dabei wird der Schaltkontakt so in das Geschoß eingebaut, daß der halbkugelförmige Kopf in Flugrichtung zeigt. An den Kontaktstiften 4 und 5 ist die Zündelektronik angeschlossen. Beim Aufprall des Geschosses wird der Kontakt geschlossen und die Zündung ausgelöst.

ber erfindungsgemäße Schaltkontakt kann auch in Kraftfahrzeugen zur Auslösung von Sicherheitsmaßnahmen bei Kollisionen Anwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schaltkontakt, der unter Einwirkung einer eine im voraus festgelegten Schwelle überschreitenden Beschleunigung oder Verzöge- ■ rung betätigt wird, bestehend aus einem isolierenden Gehäuse mit einem halbkugelförmigen Hohlraum an den sich eine stufenweise verengende zylinderförmige Bohrung anschließt und einer darin enthaltenen metallischen Masse, dadurch gekennzeich- w net, daß die metallische Masse (1) aus einem halbkugelförmigen Kopf (12), der mit mehreren Spitzen (13) versehen ist und einem Zylindsrfortsatz (11) besteht, wobei der Zylinderfortsatz (11) an seinem freien Ende schwer beweglich im engeren r, Teil der sich stufenweise verengenden, zylinderförmigen Bohrung (24, 25) des isolierenden Gehäuses (2) gelagert ist, daß der halbkugelförmige Hohlraum (21/ des isolierenden Gehäuses (2) eine von außen über einen Kontakstift (4) kontaktierbare Metallschicht (22) aufweist, die von einer Schicht aus Dielektrikum (23) abgedeckt ist, und daß die zylinderförmige Bohrung (25) des isolierenden Gehäuses (2) einen nach außen geführten, am Zylinderfortsatz (11) anliegenden elektrischen Kon- .>·, takt enthält.

2. Elektrischer Schaltkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Zylinderfortsatzes (11) auf mindestens einer von außen in die zylinderförmige Bohrung (25) des tu isolierenden Gehäuses (2) hineinragenden Druckschrauben (6) beweglich gelagert ist.

3. Elektrischer Schaltkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der am Zylinderfortsatz (11) anliegende Kontakt aus einem r> in die zylinderförmige Bohrung (25) des isolierenden Gehäuses (2) eingelegten, den Zylinderfortsatz (11) umschließenden Kontaktring (3) besteht, an den sich ein nach außen geführter weiterer Kontaktstift (5) anschließt.

4. Elektrischer Schaltkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Feststellschraube (6) als elektrischer Kontakt ausgebildet ist.

5. Elektrischer Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der halbkugelförmige Hohlraum (21) und der sich anschließende weitere Teil der zylinderförmigen Bohrung (24) des isolierenden Gehäuses (2) mit einem durch einen von außen verschließbaren Kanal « (7) eingefüllten trägen Strömungsmittel ausgefüllt sind.

6. Elektrischer Schaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch seine Verwendung in Aufschlagzündern von militärischen v-, Flugkörpern.