DE9205276U1

DE9205276U1 - Lage- und beschleunigungsempfindlicher Schalter

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Publication number: DE9205276U1
Application number: DE9205276U
Authority: DE
Original assignee: GUENTHER W GmbH
Current assignee: GUENTHER W GmbH
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2002-04-17
Also published as: US5450049A; EP0566111B1; EP0566111A1; DE59305196D1

Description

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg Seite 1

Beschreibung

5 Lage- und beschleunigungsempfindlicher Schalter

7 Die Erfindung betrifft einen lage- und beschleunigungsempfindlichen Schalter

&bgr; mit beweglich gelagertem Dauermagnet und wenigstens einem Reed-Schalter

9 als aktiven Elementen.

11 Lage- und beschleunigungsempfindliche Schalter sind an sich bekannt. Sie

12 werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen verwendet, wo sie bei Überschreiten

13 eines vorgegebenen Grenzwertes der Beschleunigung oder Verzögerung einen

14 Schaltvorgang auslösen sollen, beispielsweise ein optisches oder akustisches is Signal einschalten, einen sogenannten "Airbag" aufblasen o.dgl.. Vorbekannte ie Schalter dieser Art weisen als lage- oder beschleunigungsempfindlichen Sen-17 sor einen Quecksilberschalter auf, bei welchem eine beweglich gelagerte kleine ie Quecksilbermenge bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes zwei

is Elektroden kurzschließt.

21 Zur Verwirklichung desselben Zweckes ist es auch bekannt, den Quecksilber-

22 Schalter durch einen beweglich gelagerten Magneten zu ersetzen, in dessen

23 Feld ein Reed-Schalter angeordnet ist. Wirkt auf den Magneten eine Be-

24 schleunigung oder Verzögerung vorbestimmter Größe ein, so bewirkt die damit

25 verbundene Magnetfeldänderung, daß der Reed-Schalter seinen Schaltzu-

26 stand ändert, was in der gleichen Weise ausgenützt werden kann, wie der

27 Schaltvorgang des oben erwähnten Quecksilberschalters. Lage- und

28 beschleunigungsempfindliche Schalter mit beweglich gelagertem Dauermagnet

29 und wenigstens einem Reed-Schalter als aktiven Elementen sind beispiels-

30 weise in der DE-PS 36 19 474 sowie auch in der US-PS 3 601 729 beschrie-

33 Die vorbekannten aus Dauermagnet und Reed-Schalter bestehenden Anord-

34 nungen sind teils äußerst aufwendig gebaut oder sie haben aufgrund ihrer An-

35 Ordnung der aktiven Elemente eine hohe Ansprechschwelle oder eine untragbar se große Hysterese des Ein- und Ausschaltvorganges.

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Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg Seite 2

&igr; Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbekannten lage- und be-

2 schleunigungsempfindlichen Schalter mit beweglich gelagertem Dauermagnet

3 und wenigstens einem Reed-Schalter als aktiven Elementen weiterzuent-

4 wickeln, mit dem Ziel, ihren Aufbau zu vereinfachen, ihre Ansprechgenauigkeit

5 zu erhöhen und ihre Ein- und Ausschalt-Hysterese zu verringern. Die Lösung

6 dieser Aufgabe wird durch die Kombination folgender zum Teil bekannter

7 Merkmale erreicht:

8 - Der Dauermagnet ist nach Art eines Pendels aufgehängt und seine &iacgr;&ogr; Magnetisierung ist in Richtung der Pendellängsachse orientiert;

11 - der Reed-Schalter ist unterhalb des vom Pendel beschriebenen Kreisseg-

12 mentes im Wirkungsbereich des Magnetfeldes angeordnet und

13 - die Längsachse des Reed-Schalters ist in Richtung der Pendelschwin-

14 gungen ausgerichtet.

ie Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der Schalter einerseits schon bei

&igr;? verhältnismäßig geringen Beschleunigungen oder Verzögerungen anspricht,

is also hochempfindlich ist. Andererseits wirkt aber infolge der Längsorientierung

19 des Reed-Schalters in Schwingungsrichtung der Reed-Schalter selbst infolge

20 seiner magnetisierbaren Teile als Magnetbremse sowie anteilsmäßig zusätzlich

21 als Wirbelstromdämpfung, so daß wilde Schwingungen des pendelnd aufge-

22 hängten Magneten unterdrückt werden.

24 Beim Aufbau des vorgeschlagenen Schalters ist es vorteilhaft, wenn der Dau-

25 ermagnet ein Stabmagnet ist. Stabmagnete können in sehr kleinen Dimensio-

26 nen erzeugt werden, so daß sie sich besonders für den hier vorgeschlagenen

27 Anwendungsfall eignen. Dabei können alle bekannten Magnetmaterialien ein-

28 gesetzt werden.

30 Der Dauermagnet ist vorteilhafterweise in einem Pendelgehäuse angeordnet.

31 Die Masse dieses Pendelgehäuses wirkt dabei als Dämpfung für die Pendel-

32 Schwingungen. Reicht die Eigenmasse des Pendelgehäuses nicht aus, so ist es

33 möglich, zusätzlich zum Dauermagneten wenigstens einen weiteren Mas-

34 sekörper im Pendelgehäuse anzuordnen, wodurch der Einstellbereich erheblich

35 erweitert werden kann.

37 Um den vorgeschlagenen Schalter als leicht zu handhabendes Bauteil auszu-

38 bilden wird vorgeschlagen, daß die genannten Funktionsteile, nämlich der

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&igr; Pendelkörper nebst Dauermagnet und ggf. zusätzlichem Massekörper einer-

2 seits sowie der Reed-Schalter andererseits in einem Schaltergehäuse zu einer

3 Baueinheit zusammengefaßt sind. Dieses Schaltergehäuse kann mit Anschluß-

4 elementen in Form von Steckerstiften, Lötstiften oder Kabeln ausgerüstet sein,

5 so daß der gesamte Schalter als Funktionsteil auf Printplatten oder in anderen

6 elektrischen oder elektronischen Schaltungen angeordnet werden kann.

8 Des weiteren wird vorgeschlagen, daß mehrere, jeweils eine Funktionseinheit

&bgr; bildende Schaltergehäuse mit integriertem Pendelgehäuse, Dauermagnet, ggf.

&ohgr; zusätzlichem Massekörper und zugeordnetem Reed-Schalter in einem ge-

11 meinsamen Schutzgehäuse angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich,

12 mehrere funktionell voneinander unabhängige Schalter zu einer Baueinheit

13 zusammenzufassen. Die einzelnen Funktionseinheiten, die sich dabei in einem

14 eigenen Schaltergehäuse befinden, können in verschiedenen Raumrichtungen is angeordnet sein, so daß mit dem Gesamtelement Neigungen, Beschleunigun-

16 gen oder Verzögerungen in unterschiedlichen Richtungen gemessen oder zu-

17 mindest erfaßt werden können. Desgleichen ist es möglich, daß in einem

18 Schutzgehäuse ein oder mehrere Funktionseinheiten jeweils bestehend aus ig Pendelgehäuse, Dauermagnet, ggf. zusätzlichem Massekörper und Reed-

20 Schalter angeordnet sind, wobei zur Einstellung der gewünschten Ansprech-

21 schwelle die Schutzgehäuse samt den darin befindlichen Teilen gegenüber der

22 Grundplatte des Schutzgehäuses geneigt angeordnet werden. Man kann auf

23 diese Weise eine ganze Kaskade unterschiedlich empfindlicher Schalter bilden.

25 Besteht der Wunsch, die Schwingungen des Pendelgehäuses noch weiter zu

26 dämpfen, so ist es möglich, das Schaltergehäuse mit Dämpfungsflüssigkeit zu

27 füllen, wobei die Wirksamkeit der Dämpfung sowohl von der Menge wie auch

28 von der Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit abhängt.

so Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher er-

31 läutert. Es stellen dar:

33 Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung;

34 Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1;

35 Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten, durch eine andere se Ausführungsform.

15. April 1992

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg Seite 4

&igr; Der in Fig. 1 dargestellte Schalter ist als Ganzes mit 1 bezeichnet. Die Vorrich-

2 tung weist einen Dauermagneten 2 auf, der nach Art eines Pendels aufgehängt

3 ist. Er ist zu diesem Zweck in einem Pendelgehäuse 3 angeordnet, welches in

4 einem Pendellager 4 aufgehängt ist.

6 Die Magnetisierung N-S des Dauermagneten 2 ist ist in Richtung der Pendel-

7 längsachse orientiert. Zusätzlich kann im Pendelgehäuse 3 ein weiterer Mas-

8 sekörper 5 angeordnet sein, der dazu dient, die Trägheit des Pendelkörpers zu

9 vergrößern. Das Pendelgehäuse 3 beschreibt bei seiner Pendelbewegung ein

10 Kreissegment, welches durch die Innenwände des Schaltergehäuses 6 be-

11 grenzt ist.

13 Unterhalb des vom Pendelgehäuse beschriebenen Kreissegmentes im Wir-

14 kungsbereich des Magnetfeldes ist ein Reed-Schalter 7 angeordnet. Die

is Längsachse dieses Reed-Schalter ist in Richtung der Pendelschwingungen

ie ausgerichtet. Fig. 1 läßt weiter erkennen, daß das Schaltergehäuse 6 mit An-

17 Schlußelementen 8 und 8', dort dargestellt in Form von Anschlußstiften, ausge-

18 rüstet ist.

20 Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 1. Gleiche Teile

21 tragen gleiche Bezugszeichen.

23 Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der mehrere Schalter, die jeweils von

24 einem eigenen Schaltergehäuse umgeben sind, in einem gemeinsamen

25 Schutzgehäuse 9 montiert sind. Das Schutzgehäuse ist in Fig. 3 teilweise auf-

26 geschnitten gezeichnet, so daß einer der im Inneren montierten Schalter

27 sichtbar wird. Man sieht, daß dieser Schalter im Schutzgehäuse 9 geneigt an-

28 geordnet ist, so daß dessen Basisfläche 10 mit der Basisfläche 11 des

29 Schutzgehäuses 9 einen Winkel 12 bildet, der je nach gewünschter Ansprech-

30 grenze des Schalters eingestellt wird.

15. April 1992

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg Seite 1

Bezugszeichenliste	Schalter
1	Dauermagnet
2	Pendelgehäuse
3	Pendellager
4	Massekörper
5	Schaltergehäuse
6	Reed-Schalter
7	Anschlußelemente
8,8'	Schutzgehäuse
9	Basisfläche (von 6)
10	Basisfläche (von 9)
11	Winkel
12

Claims

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg Seite

92130-2/13
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6 Ansprüche

&bgr; 1. Lage- und beschleunigungsempfindlicher Schalter mit beweglich gelagertem

10 Dauermagnet und wenigstens einem Reed-Schalter als aktiven Elementen,

11 gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

12 - Der Dauermaget (2) ist nach Art eines Pendels aufgehängt und seine

13 Magnetisierung ist in Richtung der Pendellängsachse orientiert;

&mgr; - der Reed-Schalter (7) ist unterhalb des vom Pendel beschriebenen

is Kreissegmentes im Wirkungsbereich des Magnetfeldes angeordnet und

ie - die Längsachse des Reed-Schalters (7) ist in Richtung der Pendel-

17 Schwingungen ausgerichtet.

19 2. Schalter nach Anspruch 1,

20 dadurch gekennzeichnet,

21 daß der Dauermagnet (2) ein Stabmagnet ist.

23 3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2,

24 dadurch gekennzeichnet,

25 daß der Dauermagnet (2) in einem Pendelgehäuse (3) angeordnet ist.

27 4. Schalter nach Anspruch 3,

28 dadurch gekennzeichnet,

29 daß zusätzlich zum Dauermagneten (2) wenigstens ein weiterer Massekör-

30 per (5) im Pendelgehäuse (3) angeordnet ist.

32 5. Schalter nach einem der vorausgehenden Ansprüche,

33 dadurch gekennzeichnet,

34 daß das Pendelgehäuse (3) nebst Dauermagnet (2) und ggf. zusätzlichem

35 Massekörper (5) einerseits sowie der Reed-Schalter (7) andererseits in se einem Schaltergehäuse (6) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

15. April 1992 (U:\AN\92130.TXT)

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg Seite 2

&igr; 6. Schalter nach Anspruch 5,

2 dadurch gekennzeichnet,

3 daß das Schaltergehäuse (6) mit Anschlußelementen (8,8') in Form von

4 Steckerstiften, Lötstiften oder Kabeln ausgerüstet ist.

6 7. Schalter nach Anspruch 5,

7 dadurch gekennzeichnet,

&bgr; daß mehrere, jeweils eine Funktionseinheit bildende Schaltergehäuse (6) mit

&bgr; integriertem Pendelgehäuse (3), Dauermagnet (2), ggf. Massekörper (5) und

10 zugeordnetem Reed-Schalter (7) in einem gemeinsamen Schutzgehäuse (9)

11 angeordnet sind.

13 8. Schalter nach Anpsruch 5,6 oder 7,

u dadurch gekennzeichnet,

is daß in einem Schutzgehäuse (9) ein oder mehrere Funktionseinheiten, je-

16 weils bestehend aus Pendelgehäuse (3), Dauermagnet (2), ggf. Massekör-

17 per (5) und Reed-Schalter (7) angeordnet sind, wobei zur Einstellung der

is gewünschten Ansprechschwelle die Schaltergehäuse (6) mitsamt den darin

ig befindlichen Teilen gegenüber der Basisplatte (11) des Schutzgehäuses (9)

20 geneigt angeordnet sind.

22 9. Schalter nach Anspruch 7 oder 8,

23 dadurch gekennzeichnet,

24 daß die in einem gemeinsamen Schutzgehäuse (9) angeordneten, aus

25 Pendelgehäuse (3), Dauermagnet (2), ggf. Massekörper (5) und Reed-

26 Schalter (7) bestehende Funktionseinheiten mit ihren Pendelebenen in un-

27 terschiedlichen Raumrichtungen angeordnet sind.

29 10. Schalter nach einem der vorausgehenden Ansprüche,

so dadurch gekennzeichnet,

si daß das Schaltergehäuse (6) ganz oder teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit

32 gefüllt ist.

15. April 1992 (U:\AN\92130.TXT)