DE3004985A1

DE3004985A1 - Vorrichtung zum schliessen eines elektrischen stromkreises bei einer einen vorbestimmten wert uebersteigenden beschleunigung

Info

Publication number: DE3004985A1
Application number: DE19803004985
Authority: DE
Inventors: Ulyss Ray Rubey
Original assignee: Detectors Inc
Current assignee: Detectors Inc
Priority date: 1979-02-12
Filing date: 1980-02-11
Publication date: 1980-08-21
Also published as: IT1141194B; GB2046522A; IT8019779A0; FR2448783B1; FR2448783A1

Description

Vorrichtung zum Schließen eines elektrischen Stromkreises bei einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Beschleunigung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Feststellen eines Stoßes oder einer Beschleunigung und betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die eine Fernanzeige liefert, wenn ein Stoß vorbestimmter Größe durch ein Gerät, an dem ein Schalter befestigt ist, empfangen worden ist.

Zum Stand der Technik gehört eine Vielzahl von elektronischen, mechanischen und elektromechanischen Vorrichtungen zum Messen von Stoßen oder Beschleunigungen. Die meisten dieser Vorrichtungen sind groß und kompliziert und liefern ein konstantes Ausgangssignal, das den Istwert der Beschleunigung anzeigt. Es bestand und es besteht jedoch sin Bedarf an kleinen, einfachen

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Vorrichtungen, die lediglich anzeigen können, ob ein Stoß empfangen worden ist, der größer als ein bestimmter Wert ist. Solche Vorrichtungen sind nützlich, wenn sie in Verbindung mit mechanischen oder elektronischen Instrumenten benutzt werden, wie Computerplatten, wissenschaftlichen Instrumenten und dgl., die beschädigt worden können, wenn sie einen Stoß empfangen. Es ist häufig nicht möglich, bei diesen Instrumenten auf andere Weise festzustellen, ob eine Beschädigung erfolgt ist.

Ein solcher einfacher Beschleunigungsdetektor, der aus der US-PS 4 068 613 bekannt ist, weist ein Rohr auf, das ein Flüssigkeitsreservoir (d.h. einen Flüssigkeitsvorrat) und einen daran angrenzenden Gaspfropfen enthält. Wenn eine ausreichend große Beschleunigung auftritt, wird die Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche durchbrochen und dadurch eine sichtbare Anzeige geliefert, daß die Beschleunigung empfangen worden ist. Es ist jedoch erwünscht, eine Fernanzeige über die aufgetretene Be- " schleunigung zu erhalten.

In der US-PS 3 846 748 ist ein frei beweglicher Quecksilbertropfen in einer Vorrichtung beschrieben, die zwei Kontakte an den Enden hat, um anzuzeigen, wann ein Fahrzeug beschleunigt, verzögert oder sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Die US-PS 4 138 600 beschreibt eine Vorrichtung, in der durch Kräfte, wie die Schwerkraft, die Trägheit od.dgl., eine leitende Flüssigkeit zwischen vier Kontakten in einer oberen Kammer, sechs Kontakten in einer mittleren Kammer und vier Kontakten in einer unteren Kammer bewegt wird, so daß in aufwendiger Weise die Möglichkeit besteht, das Ansprechen auf eine Kraft zu analysieren. Die US-PS 3 869 588 beschreibt einen Schalter mit einer leitenden Flüssigkeit, der in einem Kraftfahrzeug angebracht wird, um Beschleunigungszustände desselben feststellen zu können. Es.sind daraus Parallel- und Serienschalteranordnungen bekannt. Die US-PS 2 679 819 zeigt eine einen Stoß anzeigende Vorrichtung, wie beispielsweise eine Stahlkugel, die in einer Gabel gehalten ist. Die US-PS

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3 623 449 zeigt ein Auf ζ eieivnungs instrument, das optische und elektrische Signale erzeugt _f wenn eine vorgewählte Beschleunigung aufgetreten ist, wobei ein beweglicher Körper benutzt wird. Die US-PS 3 739 T91 zeigt ein T-förmiges Gebilde mit einer Mittelelektrode, das als Verzögerungs- oder Beschleunigungsfühler für Fahrzeuge benutzt wird und die Kavitationserscheinung lit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit ausnutzt.

Vorstehend erwähnter Stand der Technik zeigt, daß ein einfacher, billiger Fühler,, der durch einen AUS-Ziistand und in bistabiler Betriebsweise anzeigt, daß eine vorbestimmte Beschleunigung ader ein Stoß empfangen worden ist, nieht existiert. Darüber hinaus gibt es im Stand der Technik keine rückstellbare- Vorrichtung, die bistabil arbeitet.

Was insbesondere erwünscht ist, was es im Stand der Technik, aber nicht gibt ^ ist ein einfacher und billiger Schalter, der außerdem C1 ί bistabil ist, (21 durch eine größere negative Beschleunigung rückstellbar ist, (3Σ in einem EIN-Zustand bleibt, nachdem er verstellt worden ist, sofern nicht eine größere negative Beschleunigung attf ihn einwirkt, und (4 J durch einen seitlichen Stoß verstellbar ist, durch den er ausgelöst wird, der aber nicht durch einen seitlichen Stoß gleicher Größe rüeksteilbar ist.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, a£e einfach und wirtschaftlich ist und trotzdem eine Fernanzeige eines vorbestimmten Stoßes oder einer vorbestimmten Beschleunigung liefert und dabei bistabil arbeitet.

Die Vorrichtung soil dabei nicht nur einfach und wirtschaftlich, sein, eine Fernanzeige liefern und bistabil arbeiten, sondern sie soll auch in dem EIK-Zustand bleiben, nachdem die vorbestimmte Beschleunigung auf sie eingewirkt hat ,und eine gxcssere negative Beschleunigung zürn Rücksetzen erfordern, nachdem

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sie in'ihren EIN-Zustand verstellt worden ist; sie soll durch Ausüben einer negativen Beschleunigung ausreichender Größe rüekstellbar sein? und sie soll durch einen- seitlichen Stoß in ihren EIN-Zustand bewegbar: sein, aber nicht durch einen seitlichen Stoß gleicher Größe in ihren ÄÜSr-Zustand bewegbar sein.

Demgemäß schafft die Erfindung eine Vorrichtung/ die anzeigt, daß eine Beschleunigung aufgetreten ist, die größer als eine vorbestimmte Beschleunigung ist» Die Vorrichtung enthält ein verformbares Reservair einer elektrisch leitenden Flüssigkeit* das angrenzend an ein elektrisch nichtleitendes Fluid- so= vor— gesehen ist, daß die Oberflächen- oder Grenzflächenspannung; der Flüssigkeit verhindert, dafr sie in das durch das elektrisch nichtleitende Fluid eingenommene Gebiet eindringt, bis eine Beschleunigung, die großer als die varbestimmte Beschleunigung ist, das Reißen der durch die elektrisch leitende Flüssigkeit und das elektrisch nichtleitende Fltiid gebildeten Grenz-flächensehicht bewirkte Eine elektrische Schaltung wird in den EIN-Zustand versetzt, wenn die Beschleunigung; auftritt. In der Vorrichtung kann die Anordnung zum Herstellen oder Unterbrechen von elektrischem Durchgang für den EIN—Zustand benutzt werden. Eine einfache Ausführungsform umf&ßtzwei elektrische Kontakte* die in dem Gaspfropfen in einer zylindrischen Bohrung angeordnet sind_r in welcher sich ein Flüs— sigkeitströpfchen befindet, so daß die Kontakte durch die Flüssigkeit elektrisch überbrückt werden, wenn das oben erwähnte Reißen auftritt. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform- enthält eine Anordnung von Kontakten und ein Reservoir einer elektrisch leitenden^ Flüssigkeit, die in ihrer Gesamtheit bei Empfang der vorbestimmten Beschleunigung bewegt wird/ um elektrischen Durchgang herzustellen, die sich aber ihrer Zurückbewegung in den AüS-Zü&tand widersetzt, bis sie exne Beschleunigungskraft empfängt, die größer ist als diejenige _r durch die sie in den EIN-Zustand bewegt worden ist, und die einstellbar ist+ indem eine negative Beschleunigung ausreichender Größe ausgeübt wird, und die Eigenschaft hat„ durcji eineit

seitlichen Stoß in den EIN-Zustand bewegt zu werden, nicht aber durch einen seitlichen Stoß gleicher Größe rückgestellt zu werden.

Einrichtungen sind, wie erwähnt, zur elektrischen Verbindung mit einem Fernanzeiger und dgl. vorgesehen, der anzeigt, daß der elektrische Durchgang "hergestellt worden ist.

Γ-fetirere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt auf der Linie

II-II von Fig. 1,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines teilweise zu

sammengebauten Schalters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Querschnittansicht eines Kontaktes und ei

nes Stopfens, die bereits in die Ausführungsform von Fig. 3 eingeführt sind,

Fig. 5 zusammen mit einem Schaltbild der elektri

schen Schaltung eine Seitenansicht des Schalters von Fig. 3 im AUS-Zustand,

Fig. 6 die Teilbewegung des Flüssigkeitsreservoirs,

während dieses in den EIN-Zustand bewegt wird,

Fig. 7 . die Endphasen der Bewegung im Anschluß an

eine Verformung, die groß genug ist, um die _f - . Bewegung in den EIN-Zustand zu bewirken, und

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Fig. 8 eine Seitenansicht des Schalters in der

EIN-Stellung, in der er sich einer Zurückbewegung in die AUS-Stellung widersetzt.

Die Erfindung kann in mehreren Ausführungsformen verwirklicht werden, es wird aber nur eine ausführlich beschrieben. Beispielsweise ist es unwesentlich, ob ein elektrischer Stromkreis geschlossen oder unterbrochen wird, um einen EIN-Zustand herzustellen, der anzeigt, daß wenigstens die vorbestimmte Beschleunigung empfangen worden ist. Darüber hinaus gibt es verschiedene Methoden, ein verformbares Reservoir einer elektrisch leitenden Flüssigkeit an einem elektrisch nichtleitenden Fluid, wie einem Gas, zu halten. Besondere Ausführungsformen könnten daher die Kontakte eines elektrischen Stromkreises umfassen, die in dem Flüssigkeitsreservoir liegen, so daß der elektrische Durchgang unterbrochen wird, wenn der vorbestimmte Stoß das Reißen der Grenzflächenschicht oder eine Bewegung der Flüssigkeit bewirkt, oder aber die Kontakte können in der Gasphase sein, so daß das Reißen der Grenzflächenschicht und die Bewegung der elektrisch leitenden Flüssigkeit zwischen, den Kontakten zum Schließen des elektrischen Stromkreises führen. Außerdem kann insbesondere das Reservoir der elektrisch leitenden Flüssigkeit zwischen oder innerhalb von unterbrochenen Spulen oder anderen Konfigurationen gehalten werden, so daß das Reißen der Grenzflächenschicht den Stromkreis unterbricht. Der hier benutzte Begriff "Reißen der Grenzflächenschicht" od.dgl. beinhaltet das Prinzip, einen Teil des gesamten Reservoirs in Bewegung zu setzen, so daß die elektrisch leitenden Flüssigkeit zwischen die Kontakte gebracht wird und den Spalt zwischen ihnen überbrückt. Die einfachste und bevorzugte Ausführungsform wird jedoch hier dargestellt und beschrieben.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein Glasrohr 11, das einen Flüssigkeitsvorrat oder ein Flüssigkeitsreservoir 13 sowie einen Gaspfropfen 15 enthält. An der Stelle, wo sich das Gas und

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die Flüssigkeit treffen, wird eine Grenzflächenschicht 17 gebildet. Aufgrund der Oberflächenspannung widersetzt sich die Grenzflächenschicht 17 der Verformung, so daß die Flüssigkeit 13 nicht in das durch das Gas 15 eingenommene Gebiet eindringt. Wenn Jedoch eine Beschleunigung auftritt, die größer als eine vorbestimmte Beschleunigung ist, reißt die Grenzflächensehicht T7 und die Flüssigkeit he~ wegt sich in das durch das Gas T5 eingenommene Gebiet. Die Prinzipien dieses Reißens und der Flüssigkeitsbewegung sind in der DS-PS 4 068 613 ausführlicher beschrieben, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.

An dem zu dem Flüssigkeitsreservoir 13 entgegengesetzten Ende des Gaspfropfens befinden sieh ein Metallröhr T£ und ein Metalldraht 21, die durch einen Isolator 23 voneinander getrennt sind, Fig. 2 zeigt das Glasrohr Ii, das Metallrohr 19, den Draht 2T und den Isolator 23 im Querschnitt. Das Metallrohr T 9 liegt an der Innenwand des Glasrohres TT satt an und ist an dem Glasrohr durch einen Epoxidharzring 25 abgedichtet. Der Draht 2t und der Isolator 23 sind in das Metallrohr T9 satt eingepaßt, so daß das Ende des Glasrohres 11 vollständig verschlossen ist. Ein Klebstoffring 27 hält den Isolator 23 an dem Rohr %9 fest. Ein zweiter Draht 29 ist an das Metallrohr 19 an eineir Stelle außerhalb des Glasrohres TT angelötet. Der Draht 29: ist, ausgenommen an der Lötstelle, mit einer Isolation 3T bedeckt. Es ist somit zu erkennen, daß zwei gesonderte und voneinander isolierte elektrische Strompfade in das Gebiet des Gaspfropfens T5 führen. Diese Strompfade werden nur dann elektrisch überbrückt, wenn sich die Flüssigkeit T3 wegen eines Bruches der Grenzflächenschicht 17 in das Gasgebiet bewegt.

Der Detektor an sich kann, wie oben bereits erwähnt, in fast jeder herkömmlichen Schaltung benutzt werden, um eine Fernanzeige über den Empfang des vorbestimmten; körperlichen Stoßes oder de£ vorbestimmten Beschleunigung zu liefern. Gemäß der sehematiscfteit Darstellung; in Fig» T sind die Bräftte 29 und 2 T

mit einer Spannungsquelle 33 und einer Meldevorrichtung^ wie einer Glocke oder einer Lampe 35/ verbunden, um einem Beobaefctter das Auftreten eines körperlichen Stoßes oder einer Beschleunigung zu melden, die größer als die vorbestimmte Beschleunigung ist. Ein Relais 3? wird erregt_e wenn die Grenzflächenschicht 17 zerbricht und die Flüssigkeit die beiden Kontakte, d.h. den Draht 21: und das Metallrohr 19 überbrückt.

Zum elektrischen überbrücken der beiden Kantaktbereiche, die durch das Metallrohr 19 und den Draht 2T gebildet sind, muß die Flüssigkeit 13 elektrisch leitend: sein. Außerdem muß" die Flüssigkeit eine geeignete Oberflächenspannung= haben, damit s-ie sich einem Bruch der Grenzflächenschicht Ϊ7 widersetzt^ bevor eine Beschleunigung auftritt,- die großer als die vorbestimmte Beschleunigung ist. Irgendeine der leitenden Flüssigkeiten,, die in der US-PS 4- 068 613- beschrieben sind,- kann benutzt werden. Beispielsweise können- wässerige- !lösungen von anorganischen Salzen benutz.t werden. Quecksilber ist sowohl wegen seiner Oberflächenspannung als auch wegen seiner elektrischen Leitfähigkeit mit Erfolg in solchen Vorrichtungen benutzt worden. Eine wässerige Lösung von 30% £thylenglyeol hat sich hinsichtlich der Oberflächenspannung als zufriedenstellend erwiesen und hat für die meisten Zwecke eine ausreichende Leitfähigkeit, insbesondere mit ionischen Zusätzen, wie NaCl oder LiCI. Diese Lösung hat den weiteren: Vorteil, darfi sie einen relativ niedrigen Gefrierpunkt hat, da Sthylenglycol ein Frostschutzmittel ist.

Im Gebrauch wird das Glasrohr 1T an einer Stelle befestigt,, wo Stoße zn überwachen sind. Die Spannungsquelle 33 und die Meldevorrichtttng: Ϊ5 Cd»h. Lampen oder Glocken)? kennen- he± Bedarf entfernt angeordnet werden, da die Langen der Drähte 29- und 21 einstellbar sind. Bis ein Stoß, auftritt, der größer arts? die varbestimmtre Beschleunigung; ist, ksna das Flüssigkeitsreservair 13 »ieht mit dem Metallrohr 19- oder deitr Draht 2% 3tn Berührung kommen. Kenn jedoch eine Beschleunigung auftritt, die größer als die vox&estiirimte BescMetüiigung ist, datöö eat—

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weicht wenigstens ein Teil der Flüssigkeit 13 aus dem Reservoir und überbrückt elektrisch die Strecke zwischen dem Metallrohr 19 und dem Draht 21. Dadurch wird der Stromkreis geschlossen und die Meldevorrichtung 35 aktiviert.

Eine weitere Ausführungsform ist" in den Fig. 3-8 gezeigt. Ein Gehäuse 41 enthält eine Kammer 43. Darin eingeschlossen sind eine Gasmasse 45 (Fig. 5) und ein verformbares Reservoir einer elektrisch leitenden Flüssigkeit 47 neben dem Gas, so daß zwischen ihnen eine Grenzflächenschicht gebildet ist. Die Vorrichtung 11 enthält zwei elektrische Kontakte 49 und 51. Die Vorrichtung hat außerdem eine Anordnung 53, die einen elektrischen Strom zwischen den beiden Kontakten weiterleitet, um elektrisch zu melden, daß die Brücke hergestellt und die vorbestimmte Beschleunigung empfangen worden ist.

Das in Fig. 3 gezeigte Gehäuse 41 kann irgendeinen geeigneten Aufbau haben. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 besteht es aus einem Glasrohr mit einer Längsdurchgangsbohrung 43, die einen im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser hat. Der Kontakt 51 ist körperlich und elektrisch mit seiner elektrischen Zuleitung oder seinem elektrischen Leiter 55 verbunden. Der elektrische Leiter 55 ist seinerseits dicht mit seinem Endstopfen 57 verbunden. Die Verbindung zwischen der Umfangsflache des elektrischen Leiters 55 und dem Endstopfen 57 kann chemisch hergestellt werden, beispielsweise durch ein Polyepoxidklebharz, thermisch, beispielsweise durch Verschweißen der beiden Oberflächen, oder auf jede andere geeignete Weise. Vorzugsweise besteht der elektrische Leiter 55 (Fig. 4) aus einem elektrisch leitenden Metall, dessen Kontakt 51 aus Kovar oder einer anderen Legierung besteht, die mit Quecksilber nicht amalgamiert oder anderweitig mit der Flüssigkeit reagiert, wenn die Flüssigkeit bewegt wird, um den Spalt zwischen ihm und dem anderen Kontakt 49 zu schließen. Der erste Stopfen 57 ist in gleicher Weise dicht.mit dem Gehäuse 41 verbunden, beispielsweise durch chemisches oder thermisches Miteinanderverbinden der aneinander angrenzenden Wände.Danach ist der Schal-

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ter bereit, zusammengebaut zu werden, indem der zweite Kontakt 49, das Flüssigkeitsreservoir 47 und der Endstopfen 59 eingeführt werden. Der Kontakt 49 besteht, ebenso wie der Kontakt 51, vorzugsweise aus Kovar oder einer anderen Legierung, die nicht mit dem Fluid reagiert, mit dem sie in Berührung kommt, d.h. die beispielsweise nicht mit dem Quecksilber amalgamiert, wenn die Flüssigkeit Quecksilber ist.

Ein elektrischer Leiter 61 ist mit dem Kontakt 49 verbunden und ist dicht durch seinen Endstopfen 59 hindurchgeführt, und zwar in gleicher Weise, wie es "oben mit Bezug auf den elektrischen Leiter 55 und dessen Endstopfen 57 beschrieben worden ist.

Die Flüssigkeit wird um den elektrischen Leiter 61 herum auf der Außenseite des Kontakts 49 angeordnet und bildet ein ring- oder doughnutförmiges, verformbares Flüssigkeitsreservoir hinter dem Kontakt 49. Die Flüssigkeit ist dieselbe Flüssigkeit, die oben beschrieben worden ist, beispielsweise Quecksilber oder die wässerige Lösung, die ausreichend Elektrolyten und Frostschutzmittel enthält, um funktionsfähig zu sein, und doch eine ausreichende Oberflächenspannung hat, um ein Gebilde zu bleiben und sich als ein Gebilde 'in bezug auf das Gas zu bewegen.

Das Gas 45, das in der Kammer 43 angrenzend an das verformbare Flüssigkeitsreservoir 47 benutzt wird, kann irgendein geeignetes Gas sein. Vorzugsweise ist das Gas ein Inertgas, wie Stickstoff, Argon, Helium, Wasserstoff od.dgl.. Inert bedeutet, daß es nicht mit der Flüssigkeit oder mit den elektrischen Kontakten 49, 51 reagiert. Gasförmiger Wasserstoff ist ein ausgezeichneter Lichtbogenunterdrücker und aus diesem Grunde vorzuziehen. Wegen seiner Entflammbarkeit und Explosivität ist es jedoch gefährlicher, mit ihm zu arbeiten. Unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit sind deshalb die chemisch inerten Gase, wie Argon, Helium und Stickstoff, vorzuziehen. Wenn das Gas in die Kammer 43 eingebracht worden ist, wird der End-

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stopfen 59 mit seinem Kontakt und der Flüssigkeit an dem anderen Ende 63 der Bohrung dicht in das Gehäuse 41 eingeführt und mit diesem verbunden. Selbstverständlich wird, wie oben angegeben, das ringförmige, verformbare Reservoir der Flüssigkeit 4? hinter dem· ersten Kontakt 49 und dem- Ende 59 angeordnet, wie es in Fig> 5 gezeigt ist.

Die elektrische Schaltung oder Anordnung 53 ist die gleiche wie die oben beschriebene und enthält die Batterie 33 _t die Glocke ©der die Eampe 35 und das Relais 37 von Fig. t.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird anhand der Fig. 5-8 völlig verständlich. Gemäß Fig. 5 ist der Schalter in seinem AUS-Zustand und hat noch nicht die vorbestimmte Beschleunigung empfangen. Itt Flg. 6 hat er eine Beschleunigung empfangen, durch die das verformbare Flüssigkeitsreservoir 47 bewegt worden ist, so da& es die Grenzflächenschicht zerbrochen hat* di& es vorher gebildet hatte. Die ringförmige Öffnung 65, durch die die Flüssigkeit hindurchbewegt wird,, hat außerdem eine ringförmige öffnung 65a, die eine Bewegung des Gases gestattet, ohne daß! dieses nennenswert komprimiert wird. In der in Fig. 6 gezeigten Stellung wird das Flüssigkeitsreservoir 47 zurückkehren und nicht in die EIU*-Stellung bewegt werden. Zu dieser Art von Verhalten¹ kommt es in stärkerem oder geringerem Äasmak durch einert Stoß, der kleiner als der vorbestimmte Stdrß ist.

Gemäße Fig. 7 Bewirkt andererseits ein größerer vörbestimmter Stoß, wie beispielsweise der vorbestimmte Stoß, daß sich das Flüssigkeitsreservoir so weit bewegt, daß: es nicht zurückkehren kann und sich- in die Ellf-Stellung bewegt, die in Fig. 8 gezeigt ist, in der sich das gesamte Flüssigkeitsreservoir zwischen den Kontakten 49 und $f befindet und elektrischen Durchgang erzeugt.-

Nachdem das Flüssigkei'tsreservoir in die fn Fig. 8 gezeigte EIN-Stellurig bewegt worden* ist, kann es sich ohne eine negative Bese&ieunigurig, die größer als die" vOEbefftimmte BescKIeiBBii-*

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gung ist,, nicht in die AUS-Stellung von Fig. 5 zurückbewegen. Der Grund dafür ist, daß die Flüssigkeit nun als Gesamtheit zwischen den Kontakten 49 und 51 vorhanden ist, während sie zuvor als ringförmiges Reservoir vorlag, das beweglicher war. Der Schalter arbeitet daher als bistabiler Schalter,, der in der AUS-Stellung oder in der EIN-Stellung bleibt und- mit kleinen Beschleunigungskräften nicht ohne weiteres umgeschaltet werden kann. Darüber hinaus wird das Flüssigkeitsreservoir nicht in die- AüS-Stellung zurückbewegt, ohne eine negative Beschleunigung zu empfangen, die größer als die positive- Beschleunigung ist, mit der es in seine EIN-Stellung bewegt worden ist.

Es ist jedoch, bemerkenswert, daß der Schalter durch eine negative Beschleunigung ausreichender Größe ruckgestellt- werden kann. Anders ausgedrückt, eine negative Beschleunigung, die größer als die vorbestimmte Beschleunigung ist, kann benutzt werden, um das Flüssigkeitsreservoir in seinen ringförmigen AUS-Zustand zurückzubringen. In dem AUS-Zustand befindet sich das Flüssigkeitsreservoir selbstverständlich zwischen dem Kontakt 49 und dessen Endstopfen 59. Darüber hinaus wird das Flüssigkeitsreservoir, da es in der AUS-Stellung in Ringform vorliegt, durch einen seitlichen Stoß mit der vorbestimmten Beschleunigungskraft ausgelöst oder In die EIN-Stellung bewegt. Da andererseits das Reservoir als ein Gebilde In seiner EIN-Stellung vorliegt, kann es durch denselben- negativen seitlichen Stoß nicht rückgesetzt werden. Tatsächlich wird ein seitlicher Stoß,, selbst wenn er großer als. die vorbestimmte Beschleunigung Ist, keine Bewegung der Schalterflüssigkeit in ihre ÄUS-Stellung hervorrufen. Eine negative Beschleunigung in Richtung der Längsachse wird jedoch, wenn sie größer als die vorbestimmte Beschleunigung Istr in Abhängigkeit von der Konstruktion des Schalters bewirken, daß der Schalter zurückgestellt wird, so daß er wiederholt benutzt werden kann.

Die Arbeitsweise ist, wie oben erläutert, einfach und unkompliziert, da, nachdem elektrischer Durchgang, hexgestellt ist^

das Relais 37 erregt wird, um den Alarm auszulösen, beispielsweise die Lampe 35 zum Aufleuchten zu bringen. Nachdem die Beschleunigung empfangen worden ist, bleibt der Schalter in seiner EIN-Stellung, wodurch ständig angezeigt wird, daß die Beschleunigungskraft empfangen worden ist. Das ist die übliche Arbeitsweise.

Aus vorstehenden Darlegungen ist zu erkennen, daß die Erfindung sämtliche eingangs erwähnten und im Stand der Technik nicht vorhandenen Merkmale schafft. Es ist insbesondere bemerkenswert, daß die kleinen bistabilen Schalter wirtschaftlich und klein sind, beispielsweise im Durchmesser in der Größenordnung von 2 mm (Drahtlehre Nr. 6) oder weniger, bei einer Länge von weniger als 12,7 mm. Sie sind daher unauffällig und können an jedem Behälter, Gegenstand'od.dgl. leicht befestigt werden. Die elektrischen Leiter sind ebenfalls dünne Drähte, die zu der Größe oder dem Platzbedarf der Vorrichtung nichts beitragen, so daß die gesamte Vorrichtung unauffällig ist.

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Zusammenfassung?

Beschrieben ist eine verbesserte Vorrichtung die anzeigt, ob eine Beschleunigung, die größer als eine vorbestimmte Beschleunigung ist, aufgetreten ist. Die Vorrichtung enthält ein Flüssigkeitsreservoxr und ein angrenzendes Gasgebiet, in welchem sich Kontakte befinden. Die Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche widersetzt sich der Verformung durch Oberflächenspannung und die Flüssigkeit befindet sich in einer Kammer innerhalb eines Gehäuses. Die Anordnung der elektrischen Kontakte in dem Gasreservoir und in dem Flüssigkeitsreservoxr ist so getroffen, daß von dem Flüssigkeitsreservoxr wenigstens ein Teil und vorzugsweise die gesamte Flüssigkeit bewegt wird, um elektrischen Durchgang zwischen den Kontakten beim Auftreten einer vorbestimmten Beschleunigung herzustellen. Der Aufbau und die Anordnung dar Kontakte sowie des Gas- und des Flüssigkeitsreservoirs sind so getroffen, daß eine größere negative Beschleunigung erforderlich ist, um den Stoßschalter in seinen AUS-Zustand zurückzustellen, nachdem er durch den Empfang der Beschleunigung in seinen EIN-Zustand bewegt worden ist. Der Schalter ist jedoch rückstellbar, indem eine negative Beschleunigung ausreichender Größe ausgeübt wird. Außerdem sind weitere Vorteile in bevorzugten baulichen Ausführungsformen beschrieben.

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Claims

ι 1.^Vorrichtung zum Schließen eines elektrischen Stromkreises, um dadurch anzuzeigen, daß eine Beschleunigung aufgetreten ist, die größer als eine vorbestimmte Beschleunigung ist, gekennzeichnet durch:

a) ein Gehäuse (11; 41), das eine Kammer (43) enthält;

b) ein Gas (15; 45), das in der Kammer enthalten ist;

c) ein verformbares Reservoir (13; 47) einer elektrisch leitenden Flüssigkeit, das in der Kammer angrenzend an das Gas enthalten ist, so daß zwischen ihnen eine Grenzflächenschicht gebildet ist, und das so darin enthalten ist, daß die Grenzflächenspannungen und Grenzflächenschichten so gebildet werden, daß eine Beschleunigung, die größer als eine vorbestimmte Beschleunigung ist, eine Bewegung wenigstens eines ausreichender?¹ Teils der Flüssigkeit bewirkt, damit zwischen zwei Kontakten elektrischer Durchgang hergestellt wird;

d) einen ersten und einen zweiten elektrischen Kontakt (19, 21; 49, 51), die in dem Gas in der Kammer und benachbart

zueinander mit einem Zwischenraum zwischen sich angeordnet sind, so daß ein elektrischer Stromfluß über sie erst möglich ist, wenn die Flüssigkeit den Zwischenraum überbrückt; wobei die beiden Kontakte, die Flüssigkeit und das Gas einander so angepaßt sind, daß die Vorrichtung einen bistabilen Schalter bildet, welcher in einem ersten elektrischen Zustand ist, in dem er beispielsweise elektrisch nicht leitet und der als AUS-Zustand bezeichnet wird, bis durch die Beschleunigung auf ihn eingewirkt wird, und welcher in einen zweiten elektrischen Zustand, in welchem er elektrisch leitet und der als EIN-Zustand bezeichnet wird, bewegbar ist, wenn auf ihn die Beschleunigung einwirkt, und welcher in dem EIN-Zustand bleibt, bis auf ihn eine größere negative Beschleunigung einwirkt, d.h. welcher aus dem EIN-Zustand zurückstellbar ist, indem auf ihn eine negative Beschleunigung ausgeübt wird, die ausreicht, um ihn in den AUS-Zustand zu bewegen, welcher durch seitliches Ausüben im wesentlichen der vorbestimmten Beschleunigungskraft eingeschaltet wird und durch seitliches Ausüben einer Kraft derselben Größe nicht abgeschaltet wird; und

e) Einrichtungen zum Leiten von elektrischem Strom, die mit dem ersten Kontakt (47) und mit dem zweiten Kontakt (51) verbunden sind, um elektrisch zu melden, daß die Brücke gebildet worden ist, wenn sie in einen elektrischen Stromkreis geschaltet ist, und daß die vorbestimmte Beschleunigung empfangen worden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (43) eine Seitenwand sowie ein erstes und ein zweites Ende hat, daß die Flüssigkeit (47) in dem ersten Ende angeordnet ist, daß das Gas (45) in dem zweiten Ende angeordnet ist, daß ein erster Kontakt (49) eine erste elektrische Zuleitung (61) hat, die sich durch das Flüssigkeitsreservoir (47) und das erste Ende erstreckt, wobei der erste Kontakt der Flüssigkeit benachbart ist, daß eine ringförmige öffnung (65) zwischen dem ersten Kontakt (49) und

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der Seitenwand gebildet ist, so daß die Flüssigkeit durch die vorbestimmte Beschleunigung durch diese öffnung hindurch Bewegt werden kann, daß der zweite Kontakt (St) in der Kammer so nahe bei dem ersten Kostakt angeordnet ist, daß elektrischer Durchgang erzeugt wird,, wenn die Flüssigkeit durch: die Beschleunigung aus dem ersten Ende herausbewegt wird, da& die- ringförmige Öffnung (65) außerdem ausreichend groß ist, um die Bewegung des Gases gleichzeitig mit der Bewegung der Flüssigkeit zu gestatten,, ohne daß das Gas: nennenswert komprimiert wird, und daß der zweite Kontakt eine zweite elektrische Zuleitung (5S> hat, die abgedichtet durch das Gehäuse (41) hiridurchgeführt ist und sich nach außerhalb desselben erstreckte
3. Vorrichtung nach Anspruch 2_t dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (47} Quecksilber ist, das sich als ein verformbares Gebilde bewegt, normalerweise ringförmig und um die erste elektrische Zuleitung (6T): in der AüS-Stellung angeordnet ist und als ein Gebilde die beiden Kontakte (49, 51) in seiner EIN-Stellung/ berührt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4T) rohrförmig ist und eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung (43) und Stopfen (57, 59) aufweist/ die abgedichtet an jedem Ende der Bohrung angeordnet sind und zwischen sich die Kammer begrenzen und durch die sich die elektrischen Zuleitungen (55 bzw, 6T) in Längsrichtung erstrecken.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontakt (4 9) ausreichend Raum zwischen sieh und dem einen Stopfen (59) für das Quecksilber hat und daß der zweite Kontakt (51) eng an dem anderen Stopfen (57) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Leiten von elektri-

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trischem Strom nicht mit der Flüssigkeit (47) reagieren.

7- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet _f daß die Flüssigkeit (47J Quecksilber ist und daß die Einrichtungen zum Leiten von elektrischem Strom Kontakte (47_e 5\) aus einem Metall umfassen, das mit dem Quecksilber nicht in nennenswertem Ausmaß amalgamiert.

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