DE4241784A1 - Beschleunigungsschalter oder -sensor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Beschleunigungsschalter oder Beschleunigungssensor, der insbesondere für Bremsanla­ gen mit Blockierschutz- und/oder Antriebsschlupfregelung vorgesehen ist und der einen unter Einwirkung der Trägheits­ kraft in Meßrichtung verschiebbar gelagerten Körper besitzt, der je nach seiner Position elektrische Signalwege öffnet oder schließt.

Bei den meisten der heute erhältlichen Bremsanlagen mit elektronischer Blockierschutz- oder Antriebsschlupfregelung werden die für die Regelung benötigten Informationen aus­ schließlich mit Hilfe von Radsensoren gewonnen, die das Drehverhalten der einzelnen Räder wiedergebende Signale er­ zeugen. Durch logische Verknüpfung dieser Signale wird auch ein sogen. Fahrzeugreferenzsignal abgeleitet, das Aufschluß über die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs gibt.

Es sind allerdings auch bereits geregelte Bremsanlagen die­ ser Art bekannt, die mit einem Fahrzeug-Beschleunigungs­ schalter oder Beschleunigungssensor ausgerüstet sind. Dieser Schalter oder Sensor ist zusätzlich vorhanden, oder er er­ setzt einen oder zwei Radsensoren. Besondere Bedeutung hat ein solcher Beschleunigungsschalter oder -sensor für Fahr­ zeuge mit Allradantrieb, weil sich bei diesen Fahrzeugen die Räder durch die Koppelung über die Antriebsstränge zeitweise synchron verhalten und sich daher keine zutreffende Fahr­ zeugreferenzgeschwindigkeit aus den Radsensor-Signalen ab­ leiten läßt.

Bekannte Beschleunigungsschalter für diesen Anwendungszweck basieren auf der Verwendung von Quecksilber, das sich beim Überschreiten bestimmter Beschleunigungsschwellen in einem Hohlraum durch Einwirkung der Trägheitskraft verlagert und eine elektrische Brücke zwischen zwei Kontakten herstellt. Auf diese Weise wird das gewünschte Beschleunigungssignal geliefert. Die Verwendung solcher Quecksilberschalter ist jedoch u. a. aus Umweltgründen bedenklich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen für Anwendungsfälle der beschriebenen Art geeigneten quecksil­ berfreien Schalter oder Sensor zu entwickeln, der sich durch geringen Herstellungsaufwand und hohe Funktionszuverlässig­ keit auszeichnet.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe mit einem Be­ schleunigungsschalter oder -sensor der eingangs genannten Art gelöst werden kann, dessen Besonderheit darin besteht, daß der Körper in Form einer metallischen Kugel, eines Zy­ linders oder dergl. ausgebildet ist und auf zwei elektrisch leitfähigen Schienen gelagert ist, die ebenso wie der Körper Teile des elektrischen Signalweges sind und von denen minde­ stens eine Schiene in mehrere galvanisch voneinander ge­ trennter elektrisch leitende Abschnitte unterteilt ist, so­ wie daß zur Bestimmung der jeweiligen Position des Körpers auf den Schienen und damit zur Bestimmung der Beschleunigung die einzelnen elektrisch leitenden Abschnitte der Schiene zu individuellen Kontakten geführt sind.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung sind die Schienen in Form von Kreissegmenten ausgebildet und der­ art angeordnet, daß der Körper bzw. die Kugel in der Ruhela­ ge durch Schwerkraft eine bestimmte Position einnimmt und bei Beschleunigung in Abhängigkeit von der Höhe und der Richtung der Beschleunigung auf der Schiene verschoben wird.

Der erfindungsgemäße Schalter oder Sensor ist also extrem einfach aufgebaut. Durch die Unterteilung einer der beiden Schienen, auf denen die Kugel läuft, in voneinander elek­ trisch getrennte Abschnitte läßt sich sogar mit äußerst ge­ ringem Aufwand ein mehrstufiger Beschleunigungssensor ver­ wirklichen. Ist der Körper bzw. die Kugel in Beschleuni­ gungs- und Verzögerungsrichtung aus ihrer Ruhelage ver­ schiebbar, läßt sich die Richtung der Beschleunigung ange­ ben.

Weitere Merkmaler Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung weiterer Ein­ zelheiten anhand der beigefügten Abbildungen hervor, die in schematischer Darstellung, in Seitenansicht (Fig. 1) und in der Draufsicht (Fig. 2) eine Ausführungsart eines Beschleu­ nigungsschalters bzw. Sensors nach der Erfindung wiederge­ ben. Fig. 3 zeigt das elektrische Ersatzbild des Schalters nach Fig. 1 und 2.

Der erfindungsgemäße Beschleunigungsschalter besteht also im wesentlichen aus einer Stahlkugel 4, die auf oder zwischen zwei Schienen 5, 6, die ebenfalls aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, gelagert ist. Die Stahlkugel 4 stellt ei­ ne elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Schie­ nen 5, 6 her. Da eine der beiden Schienen, hier die Schiene 6, durch Isolator-Stücke 7 in voneinander galvanisch ge­ trennte Abschnitte 8, 9, 10 unterteilt ist, läßt sich durch entsprechende Kontaktierung die jeweilige Position der Kugel 4 signalisieren. Hierzu sind die einzelnen Abschnitte 8, 9, 10 über getrennte Leitungen und Dioden 11, 12 zu den An­ schluß-Kontakten 2 und 3 geführt. Die erste nicht unterbro­ chene Schiene 5 ist an einen Kontakt 1 angeschlossen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, des­ sen Wirkungsweise durch die Ersatzschaltung nach Fig. 3 il­ lustriert ist, besteht in der wiedergegebenen Ruhelage der Kugel 4 ein Stromweg von dem positiven Anschluß-Kontakt 1 über die Schiene 5, über die Kugel 4 zu dem Abschnitt 9 der Schiene 6 und über die beiden Dioden 11, 12 zu beiden An­ schluß-Kontakten 2, 3. Wird die Kugel 4 bei Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs nach rechts oder links - be­ zogen auf Fig. 1 und 2 - verschoben, ist nur noch ein Strom­ schluß von der Klemme 1 über Schienen 5, Kugel 4, Abschnitt 8 oder 10 zum Kontakt 2 oder 3 möglich. Dies läßt sich elek­ trisch auf einfachste Weise auswerten.

Bei der Ausführungsart nach den Fig. 1 bis 3 handelt es sich um einen Beschleunigungsschalter, der lediglich das Über­ schreiten einer Beschleunigungsschwelle und die Richtung der Beschleunigung anzeigen kann. Den Abbildungen ist jedoch oh­ ne weiteres entnehmbar, daß sich nach dem gleichen Prinzip auch ein Beschleunigungssensor aufbauen läßt, der Beschleu­ nigungen unterschiedlicher Höhe signalisiert. Hierzu muß le­ diglich eine feinere Unterteilung der Schiene 6 in mehrere voneinander elektrisch getrennte Abschnitte mit entsprechen­ der Kontaktierung vorgenommen werden.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß zweckmäßi­ gerweise die aus den beiden Schienen 5, 6 und der Stahlkugel bestehende Anordnung eingekapselt wird, um Verschmutzungen zu verhindern und dadurch eine sichere Kontaktgabe über die gesamte Lebensdauer eines solchen Schalters zu gewährlei­ sten.

Claims (2)

1. Beschleunigungsschalter oder -sensor, insbesondere für Bremsanlagen mit Blockierschutz- und/oder Antriebs­ schlupfregelung, mit einem unter Einwirkung der Träg­ heitskraft in Meßrichtung verschiebbar gelagerten Körper, der je nach Position elektrische Signalwege öffnet oder schließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) in Form einer metallischen Kugel, eines Zylin­ ders oder dergl. ausgebildet ist und auf zwei elektrisch leitfähigen Schienen (5, 6) gelagert ist, die ebenso wie der Körper (4) Teile des elektrischen Signalweges sind und von denen mindestens eine Schiene (6) in mehrere gal­ vanisch voneinander getrennter elektrisch leitende Ab­ schnitte (8, 9, 10) unterteilt ist, sowie daß zur Bestim­ mung der jeweiligen Position des Körpers (4) auf den Schienen (5, 6) und damit zur Bestimmung der Beschleuni­ gung die einzelnen elektrisch leitenden Abschnitte (8, 9, 10) der Schiene (6) zu individuellen Kontakten (K0, K2, K3) geführt sind.

2. Beschleunigungsschalter oder -sensor nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schienen (5, 6) in Form eines Kreissegmentes ausgebildet und derart angeordnet sind, daß der Körper (4) in der Ruhelage durch Schwerkraft eine bestimmte Position einnimmt und bei Be­ schleunigung in Abhängigkeit von der Höhe und der Rich­ tung der Beschleunigung auf den Schienen verschoben wird.