DE3934573A1 - Schalteinrichtung fuer endstellungs-detektion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schalteinrichtung ist aus der US-PS 46 79 503 als Mikro-Tastschalter bekannt, um über seine elektromechanische Schalt­ kontaktstrecke einen Detonator-Zündkreis dann und erst dann frei­ zugeben, wenn ein Verlagerungselement (dort in Form eines Schiebers mit der Detonator-Halterung) sich aus der Sicherungsstellung in die Funktionsstellung bewegt hat. Eine ähnliche Aufgabenstellung für eine solche Schalteinrichtung wäre, den Stromkreis eines Windrad­ generators erst dann durchzuschalten, wenn dessen Halterung in ihre Endstellung aus der Geräteperipherie heraus verlagert ist; oder andere Hilfs- und Zusatzfunktionen erst dann elektromechanisch auszu­ lösen, wenn die Kolbenführung eines Taststiftes gegen einen internen Endanschlag verlagert werden konnte, weil eine externe Barriere (wie etwa eine zunächst anliegende Klappe oder die Einbau-Struktur eines umgebenden Trägerkörpers; vgl. US-PS 48 48 235) missionsbedingt entfernt wurde. Beim Verlagerungselement, dessen Endstellung elek­ tromechanisch sensiert werden soll, muß es sich aber nicht um einen linear beweglichen Schieber handeln; auch ein exzentrisch gelagertes Bauteil, das beispielsweise aufgrund von Drall-Einflüssen aus einer Sicherungsstellung in eine Endstellung verdreht wird (vgl. DE-OS 37 42 575), kann hier in Betracht gezogen sein.

Der Einbauraum für solche Verlagerungselemente für Sicherungsaufga­ ben oder Funktionsfreigaben ist, insbesondere bei Munitionsartikeln, sehr beschränkt, so daß der für den Einbau gesonderter Mikroschalter erforderliche Raum häufig nicht oder nur unter konstruktiven Schwie­ rigkeiten zur Verfügung gestellt werden kann. Solche Schalter weisen außerdem den funktionellen Nachteil auf, daß sie erschüttungsempfind­ lich sind, also beispielsweise schon aufgrund der beim Abschuß einer Munition auftretenden Beschleunigungskräfte vorübergehend zum Kon­ taktschluß führen können, obgleich die abzufragende Verlagerung des fraglichen Konstruktionselementes in seine Anschlag-Endstel­ lung noch gar nicht erfolgt ist. Daraus können Störungen und Fehlfunk­ tionen beim Entsicherungsablauf und bei der Mission der Munition resultieren, wenn nicht aufwendige zusätzliche mechanische und schaltungstechnische Kontrollmaßnahmen eingeplant werden.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung gattungsgemäßer Art derart auszu­ legen, daß sie bei geringem Einbaubedarf eine hohe Funktionssicher­ heit aufweist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Schalteinrichtung gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt ist.

Nach dieser Lösung braucht lediglich eine flachbauende Kontaktgruppe im Bereich des Endanschlags des Bewegungsweges des Verlagerungsele­ mentes angeordnet zu werden, die durch ein elastisch-plastisches elektrisch-leitendes Kissen überbrückt wird, das bei Erreichen dieses Bewegungs-Anschlags vom Verlagerungselement gegen die Kontakte ange­ preßt wird. Der Kurzschluß über die Kontakte bei aufgepreßtem Kissen ist schaltungstechnisch einfach detektierbar und so als Kriterium für das Erreichen der Endstellung des Bewegungselementes funktionell auswertbar. Es kann aber auch einfach ein Signal- oder Betriebsstrom­ kreis über die Kontakte mittels des leitfähigen Kissens geschlossen werden, um eine Auswerte- oder Folgesteuerschaltung in Funktion zu setzen, sobald die lineare oder rotatorische Bewegung des Verla­ gerungselementes das daran befestigte Kissen gegen die Kontakte drückt, weil der Bewegungs-Anschlag erreicht ist.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammenfas­ sung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche und nicht ganz maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in abgebrochener Axial-Längsschnittdarstellung das Verlagerungselement kurz vor Er­ reichen seiner Endstellung, in der die Schalteinrichtung ansprechen soll.

Beim skizzierten Verlagerungselement 11 handelt es sich um einen eine lineare Verlagerungsbewegung 12 ausführenden Schieber oder Kolben bzw. um einen eine rotatorische Bewegung ausführenden Ro­ tor. Für die lineare Bewegung 12 kann eine Längs-Führung 13 an oder in einem bezüglich des Verlagerungselementes 11 stationären Gehäuse 14 ausgebildet sein. Eine rotatorische Bewegung könnte ihre Führung auch beispielsweise durch eine exzentrisch angeordnete und stationär befestigte Drehwelle, um deren Achse das Verlagerungselement ver­ schwenkt wird, erfahren.

Die Kraft zur Bewegung des Verlagerungselementes 11 kann durch Frei­ gabe eines Kraftspeichers (etwa einer Zylinder- oder Drehfeder) geliefert sein; oder es handelt sich um die Zentrifugalkraft, die im Innern des selbst rotierenden Gehäuses 14 auf das Verlagerungsele­ ment 11 einwirkt.

Eine elektromechanische Schalteinrichtung 15 zur Detektion der End­ stellung des Verlagerungselementes 11 im Gehäuse 14 besteht aus (wenigstens) zwei vorstehenden Kontakten 16, die sich unmittelbar, bevor das Verlagerungselement 11 einen Bewegungs-Anschlag 17 erreicht, in ein Kissen 18 aus plastisch-elastischem leitfähigem Material eindrücken. Dadurch stellt sich eine elektrische Überbrückung der Kontakte 16 ein, und ein Stromkreis 19 wird geschlossen, um beispiels­ weise eine Folgesteuerung oder eine Signalgabe (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) auszulösen.

Um Leitungsverbindungen zum beweglichen Verlagerungselement 11 zu vermeiden, sind die Kontakte 16 zweckmäßigerweise am Gehäuse 14 angeordnet, während das leitfähige Kissen 18 diesen gegenüber beweg­ lich am Verlagerungselement 11 fixiert ist. Um potentialfrei bezüg­ lich der übrigen, umgebenden Einrichtung (mit dem Gehäuse 14 und dem Verlagerungselement 11) arbeiten zu können, sind die Kontakte 16 dem Gehäuse 14 gegenüber elektrisch isoliert von einer Platine 20 getragen, die zugleich als kaschierter Leitungsträger für den De­ tektions-Stromkreis 19 bzw. für den Anschluß eines flexiblen Flach­ kabels 23 zur Stromquelle und zur Auswerteschaltung ausgelegt sein kann. Das leitfähige Kissen 18 ist zur Potentialtrennung vorzugsweise unter Zwischenlage eines Topfes 21 aus elektrisch isolierendem Ma­ terial am Verlagerungselement 11 befestigt, etwa eingeklemmt oder festgeklebt.

Kinematisch günstigste Verhältnisse ergeben sich, wenn bei Bewegung des Verlagerungselementes 11 gegen seinen Anschlag 17 keine bezüg­ lich der Richtung dieser Bewegung 12 tangentiale Überbrückung der Kontakte 16 erfolgt, sondern wenn (wie zeichnerisch skizziert) die in das Kissen 18 sich hineinbohrenden Kontakte 16 der Richtung der Bewegung 12 entgegengesetzt am Gehäuse-Anschlag 17 angeordnet sind. Dafür können die an der Platine 20 befestigten Kontakte 16 vor dem Anschlag 17 angeordnet sein, so daß sie unter Anlage des leitfähigen Kissens 18 gegen den Gehäuse-Anschlag 17 gedrückt werden. Falls das aus einbautechnischen Gründen unzweckmäßig erscheint, wird die Platine 20 bezüglich der Richtung der Bewegung 12 hinter dem Anschlag 17 am Gehäuse 14 montiert gehaltert, beispielsweise mittels eines Sprengringes oder einer Verstemmung als Montage-Hal­ terung 22, und die Kontakte 16 ragen als Stifte 24 durch Isolier­ durchführungen 25 (die auch einfach als bezüglich der Durchmesser der Stifte 24 größere Bohrungen ausgebildet sein können) in den Bewegungsraum des Verlagerungselementes 11 vor seinem Anschlag 17 hinein. Vorkragende Distanzhalter 26 an der Stirn des Verlagerungs­ elementes 11 und/oder am gegenüberliegenden Bewegungs-Anschlag 17 stellen sicher, daß das durch die sich hineinbohrenden Kontakte 18 verformte Leit-Kissen 18 keinen elektrischen Schluß zum Gehäuse-An­ schlag 17 zwischen den Kontakten 16 in der Bewegungs-Endstellung hervorruft; wobei hier zusätzlich eine isolierende Kaschierung 27 aufgebracht sein kann.

Als leitfähiges Überbrückungsmaterial in Form des Kissens 18 eignet sich insbesondere niederohmiges Silber-Leitgummi, wie es von der Firma Chomerics unter den geschützten Handelsmarken CHO-SEAL/CHO-SIL als Hochfrequenz-Abschirmmaterial vertrieben wird. Sein Innenwider­ stand ist schon bei geringer mechanischer Stauchung sehr gering (und insbesondere geringer als bei Folientaster-Gummimatten, die nur zum Durchschalten elektrischer Potentiale benötigt werden), so daß über den Stromkreis 19 zum Beispiel unmittelbar die Versorgung eines CMOS-Detektorkreises durchgeschaltet werden kann. Dabei läßt sich der Übergangswiderstand nicht nur über die Auswahl und die Vorkompression des als Kissen 18 in den Topf 21 eingeklebten Materials einstellen, sondern konstruktiv auch über die Anzahl, den gegensei­ tigen Abstand und die vorstehende Länge der Anschlag-Kontakte 16 variieren. Andererseits ist dieses Material der elektrisch leitenden Überbrückung 18 so wenig elastisch, daß durch das Hineinbohren der Kontakt-Stifte 24 in das Kissen 18 wesentliche Rückfedereffekte nicht hervorgerufen werden, sondern sogar eine wünschenswerte Ar­ retierung durch die Klemmwirkung der Stifte 24 im Kissen 18 eintritt.

Claims (9)

1. Schalteinrichtung (15) für die Endstellungs-Detektion eines gegen einen Anschlag (17) bewegungs-geführten Verlagerungselementes (11), insbesondere in der Entsicherungseinrichtung eines Munitions­ artikels, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Kontakte (16) und diesen gegenüber ein Kissen (18) aus elektrisch leitendem Material relativ zueinander beweg­ lich im Bereich des Bewegungs-Anschlags (17) angeordnet sind.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungskissen (18) am Verlagerungselement (11) und die Gruppe der Kontakte (16) stationär am Bewegungs-Gehäuse (14) im Bereich des Bewegungs-Anschlags (17) angeordnet sind.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (18) und die Kontakte (16) einander in Richtung der Bewegung (12) des Verlagerungselementes (11) gegenüber angeord­ net sind.

4. Schalteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (18) in einem Topf (21) aus isolierendem Material angeordnet ist.

5. Schalteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (16) auf einer Platine (20) angeordnet und an einen Stromkreis (19) elektromechanisch angeschlossen sind.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (19) über eine flexible gedruckte Leitung (23) an die Kontakte (16) angeschlossen ist.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (20) jenseits des Bereiches des Bewegungs-An­ schlags (17) angeordnet ist und ihre Kontakte (16) als Stifte (24) in den Bereich des Anschlags (17), durch das Gehäuse (14) isoliert hindurchgeführt, hineinragen.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vorkragende Distanzhalter (26) am Verlagerungselement (11) und/oder an seinem Anschlag (17) vorgesehen sind.

9. Schalteinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kissen (18) gegenüber eine isolierende Kaschierung (27) vor dem Anschlag (17) angeordnet ist.