KR19980701340A - Mechanical acceleration switch - Google Patents
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Abstract
하우징내의 기계적 가속 스위치는 진동체를 가진 스프링 텅 및 접촉 부재를 포함한다. 스프링 텅은 고정적으로 휴지 위치를 가지며 스프링 텅의 탄성력에 부가해서 작용하는 힘, 예컨대 자력 또는 스프링 텅의 초기 응력에 의해 야기된 힘에 대항해서 접촉 부재 쪽으로 이동될 수 있다. 콤팩트한 기계적 가속 스위치는 적은 부품 수 및 짧은 스위칭 시간을 가진다; 스프링 텅의 진동이 방지된다; 따라서, 기계적 가속 스위치가 측면 충돌을 검출하기 위한 안전 센서로 사용될 수 있다.The mechanical acceleration switch in the housing includes a spring tongue with a vibrating body and a contact member. The spring tongue has a fixed resting position and can be moved towards the contact member against forces acting in addition to the spring force of the spring tongue, such as a magnetic force or a force caused by the initial stress of the spring tongue. Compact mechanical acceleration switches have low component count and short switching time; Vibration of the spring tongue is prevented; Thus, a mechanical acceleration switch can be used as a safety sensor for detecting side collisions.
Description
이러한 가속 스위치(DE-C1 35 09 054)는 스프링 텅에 배치된 진동체 및 접촉부재를 포함한다. 도전성 스프링 텅 및 접촉 부재는 하우징을 통해 안내되며 그것의 자유 단부에 각각 하나의 전기 접점을 포함한다. 가속의 영향 하에서 진동체를 가진 스프링 텅이 접촉 부재 쪽으로 휘어진다. 충분한 가속이 주어지면, 2개의 전기 접점을 통해 스프링 텅 및 접촉 부재에서 도전 접속이 이루어진다.The acceleration switch DE-C1 35 09 054 includes a vibrating body and a contact member disposed on the spring tongue. The conductive spring tongue and the contact member are guided through the housing and include one electrical contact each at its free end. Under the influence of acceleration, the spring tongue with the vibrating body is bent toward the contact member. Given sufficient acceleration, a conductive connection is made at the spring tongue and the contact member via the two electrical contacts.
이러한 가속 스위치에 의해 짧은 스위칭 시간을 얻으려면, 신뢰할 수 없는 응답 특성을 감수해야 한다. 차량에 가속 스위치를 사용하면, 가속 스위치가 차량을 진동시킬 수 있는 진동에 노촐됨으로써, 가속 스위치의 의도치 않은 폐쇄가 야기될 수 있다.To achieve a short switching time by such an acceleration switch, one has to suffer from unreliable response characteristics. The use of an acceleration switch in a vehicle may expose the acceleration switch to vibrations that may vibrate the vehicle, thereby causing unintended closure of the acceleration switch.
본 발명은 청구범위 제 1항의 서문에 따른 기계적 가속 스위치에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanical acceleration switch according to the preamble of claim 1.
도 1은 고정 상태에서 기계적 가속 스위치의 제 1 실시예의 종단면도이고,1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a mechanical acceleration switch in a stationary state,
도 2는 고정 상태에서 기계적 가속 스위치의 제 2 실시예의 종단면도이다.2 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of a mechanical acceleration switch in a stationary state.
본 발명의 목적은 공지된 장치의 단점을 갖지 않은 가속 스위치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 가속 스위치는 특히 스위치 크기가 작을 때 가속 스위치에 작용하는 가속력이 일정 한계치 미만이면, 스프링 텅의 진동으로 인한 스프링 텅 및 접촉부재 사이의 사이의 도전 접속이 방지된다는 장점을 갖는다.It is an object of the present invention to provide an acceleration switch which does not have the disadvantages of known devices. The acceleration switch according to the invention has the advantage that the conductive connection between the spring tongue and the contact member due to the vibration of the spring tongue is prevented, especially if the acceleration force acting on the acceleration switch is small when the switch size is small.
전술한 방식의 가속 스위치가 자동차에서 측면 충돌을 검출하기 위한 안전센서/안전 스위치로서 사용되어야 하며, 충돌과 안전 장치의 트리거 사이의 시간 간격이 극도로 짧아야 한다. 가속을 감지하는 스위치의 스위칭 시간은 상기 시간 간격 내에 놓여야 한다. 전술한 방식의 가속 스위치에서, 스위칭 시간은 특히 전기 접점 사이의 간격에 의존한다. 상기 간격이 매우 작으면, 스프링 텅, 진동체 시스템의 공진 주파수와 동일한 주파수 성분을 가진 작은 가속력이 스프링 텅 및 진동체를 진동시키고, 그에 따라 스프링 텅과 접촉부재 사이의 도전 접속을 야기시킨다. 따라서, 자동차의 제지장치의 잘못된 트리거가 야기된다. 스프링 텅 및 접촉부재 사이의 간격이 커지면서 동시에 스프링 텅의 탄성이 증가하면, 이러한 문제가 해결되지 않는데, 그 이유는 스프링 텅의 탄성 증가하면 스프링 텅이 더 진동되기 쉽기 때문이다. 시험 결과, 제 1 스프링 텅 단독의 탄성력은 스프링 텅의 진동을 감쇠시키는데 충분치 못한 것으로 나타났다.Acceleration switches of the type described above should be used as safety sensors / safety switches for detecting side collisions in motor vehicles, and the time interval between the collision and the trigger of the safety device should be extremely short. The switching time of the switch sensing acceleration should fall within this time interval. In the acceleration switch of the above-described manner, the switching time depends in particular on the interval between the electrical contacts. If the spacing is very small, the spring tongue, a small acceleration force with a frequency component equal to the resonant frequency of the vibrating system, vibrates the spring tongue and the vibrating body, thus causing a conductive connection between the spring tongue and the contact member. Thus, an erroneous trigger of the papermaking machine of the vehicle is caused. If the elasticity of the spring tongue increases at the same time as the spacing between the spring tongue and the contact member increases, this problem is not solved because the spring tongue is more likely to vibrate when the spring tongue increases in elasticity. Test results show that the elastic force of the first spring tongue alone is not sufficient to dampen the vibration of the spring tongue.
상기 목적은 본 발명에 의해, 전술한 방식의 가속 스위치에 있어서, 진동체가 탄성력에 부가해서 작용하는 힘에 의해 고정적으로 그것의 휴지위치에 고정됨으로써 달성된다.According to the present invention, the above object is achieved by the vibration switch being fixed in its resting position by a force acting in addition to the elastic force.
본 발명의 바람직한 실시예는 청구범위 종속항에 제시된다.Preferred embodiments of the invention are set out in the claims subclaims.
본 발명은 도면을 참고로 설명하면 하기와 같다.The present invention will be described below with reference to the drawings.
도 1 및 도 2의 동일한 부품에는 동일한 도면 부호를 사용하였다.The same reference numerals are used for the same parts in Figs.
가속 스위치(1)(도 1)는 하우징(13)을 포함한다. 상기 하우징(13)은 스프링 텅(11) 및 마찬가지로 스프링 텅으로 구현된 접촉 부재(12)를 포함한다. 스프링 텅(11)에는 진동체(2)가 배치된다. 스프링 텅(11)과 평행하게 핀형 성형품(3)이 배치된다.The acceleration switch 1 (FIG. 1) comprises a housing 13. The housing 13 comprises a spring tongue 11 and likewise a contact member 12 embodied as a spring tongue. The vibrating body 2 is arrange | positioned at the spring tongue 11. The pin shaped molded article 3 is disposed in parallel with the spring tongue 11.
스프링 텅(11) 및 접촉 부재(12)는 하우징(13)의 맞은편 측면상에서 상이한 높이로 서로 평행하게 하우징(13)을 통해 뻗는다. 스프링 텅(11) 및 접촉 부재(12)는 하우징(13)의 관통구에 고정된다. 진동체(2)를 가진 스프링 텅(11)은 그것의 고정 휴지 위치로부터 접촉 부재(12) 쪽으로 이동됨으로써, 스프링 텅(11)의 종방향에 대해 횡으로, 즉 스프링 텅(11)으로부터 접촉 부재(12)로 행한 힘이 충분하면 스프링 텅(11) 의 자유 단부가 접촉 부재(12)와 접촉한다.The spring tongue 11 and the contact member 12 extend through the housing 13 parallel to each other at different heights on opposite sides of the housing 13. The spring tongue 11 and the contact member 12 are fixed to the through hole of the housing 13. The spring tongue 11 with the vibrating body 2 is moved from its fixed rest position toward the contact member 12, thereby transversely with respect to the longitudinal direction of the spring tongue 11, ie from the spring tongue 11. If the force performed by (12) is sufficient, the free end of the spring tongue 11 will contact the contact member 12. As shown in FIG.
스프링 텅(11) 에 진동체(2)를 배치함으로써, 스프링 텅(11) 및 진동체(2)가 그것의 질량 관성을 인해 전술한 방향으로의 가속력(F)에 반응한다. 스프링 텅(11)의 탄성력은 가속력(F)에 반작용한다.By placing the vibrating body 2 on the spring tongue 11, the spring tongue 11 and the vibrating body 2 respond to the acceleration force F in the above-mentioned direction due to its mass inertia. The elastic force of the spring tongue 11 reacts to the acceleration force F.
진동체(2)는 자석이고 높은 투자율을 가진 재료로 이루어진 성형품(3)과 함께 하나의 자석 회로를 형성한다. 성형품(3)은 스프링 텅(11)의 휴지 위치에서 성형품(3)과 진동체(2) 사이의 간격이 최소가 되도록 배치된다. 스프링 텅(11)의 탄성력과 진동체(2) 및 성형품(3) 사이의 자기적 고정력을 더한 값 보다 더 큰 가속력(F)이 접촉 부재(12)의 방향으로 스프링 텅(11)을 밀면, 도전 접속이 이루어진다. 자기적 고정력에 의해 스프링 텅(11) 이 부가로 초기 응력을 받을 수 있다. 진동체(2)와 성형품(3) 사이의 자기적 고정력에 의해 스프링 텅(11) 의 의도치 않은 진동이 피해진다.The vibrating body 2 is a magnet and forms a magnetic circuit together with the molded article 3 made of a material having a high permeability. The molded article 3 is arranged so that the gap between the molded article 3 and the vibrating body 2 is minimized at the resting position of the spring tongue 11. When the acceleration force F, which is greater than the elastic force of the spring tongue 11 and the magnetic fixing force between the vibrating body 2 and the molded product 3, pushes the spring tongue 11 in the direction of the contact member 12, A conductive connection is made. The magnetic force of the spring allows the spring tongue 11 to be additionally subjected to initial stress. Unintentional vibration of the spring tongue 11 is avoided by the magnetic fixing force between the vibrating body 2 and the molded article 3.
접촉 부재(12)의 진동을 피하기 위해, 접촉 부재(12)가 스프링 텅(11) 보다 큰 강성을 갖는다. 스프링 텅(11) 의 탄성, 진동체(2) 및 성형품(3) 사이의 자기적 고정력의 크기, 및 스프링 텅(11) 을 따른 진동체(2)의 배치는 가속 한계치를 결정한다. 상기 가속 한계치부터 가속 스위치(1)가 스위칭된다.In order to avoid vibration of the contact member 12, the contact member 12 has a greater rigidity than the spring tongue 11. The elasticity of the spring tongue 11, the magnitude of the magnetic holding force between the vibrating body 2 and the molded product 3, and the arrangement of the vibrating body 2 along the spring tongue 11 determine the acceleration limit. The acceleration switch 1 is switched from the acceleration limit value.
스위칭 거리, 즉 스프링 텅(11)과 접촉 부재(12) 사이의 거리는 가속 스위치(1)의 짧은 폐쇄시간이라는 면에서 짧다. 진동체(2)는 스프링 텅(11) 을 따라, 스프링 텅(11) 이 그것의 휴지 위치를 벗어날 때 스프링 텅(11) 과 접촉 부재(12) 사이의 접촉 또는 접촉점에 의해 정해지는 영역 근처에서 스프링 텅(11) 의 자유 단부에 배치된다. 진동체(2)가 도전성 재료로 제조되면, 그것은 스프링 텅(11) 의 탄부에 배치될 수 있다.The switching distance, that is, the distance between the spring tongue 11 and the contact member 12, is short in terms of the short closing time of the acceleration switch 1. The vibrating body 2 is along the spring tongue 11, near the area defined by the contact or contact point between the spring tongue 11 and the contact member 12 when the spring tongue 11 leaves its rest position. It is arranged at the free end of the spring tongue 11. If the vibrating body 2 is made of a conductive material, it can be disposed on the bullet section of the spring tongue 11.
스프링 텅(11)이 접촉 부재와 동일한 하우징 측면에서 하우징(13)을 통한 안내될 수도 있다. 강성 핀으로 구현된 성형품(3)은 스프링 텅(11) 이 하우징(13)을 통해 안내되는 하우징 측면에서 하우징(13)을 통해 안내될 수 있을 뿐만 아니라 상기 하우징 측면과 반대편 하우징 측면에서 하우징(13)을 통해 안내될 수도 있다. 강성 핀으로 구현된 성형품(3)은 2개의 하우징 측면에서 하우징을 통해 안내될 수도 있다. 성형품(3)은 다른 모든 디자인을 가질 수 있고 하우징(13) 내에 또는 하우징(13)에 배치될 수 있다.The spring tongue 11 may be guided through the housing 13 at the same housing side as the contact member. The molded part 3 embodied by a rigid pin can be guided through the housing 13 at the housing side where the spring tongue 11 is guided through the housing 13 as well as at the housing side opposite the housing side. It may be guided through). The molded part 3 embodied with a rigid pin may be guided through the housing at the two housing sides. The molded article 3 can have any other design and can be disposed in or in the housing 13.
진동체(2)는 높은 투자율을 가진 재료로 제조될 수 있고 자석과 함께 하나의 자석 회를 형성할 수 있다. 자석은 임의의 재료로 제조된 성형품(3)에 배치될 수 있다. 성형품(3) 자체가 자석일 수도 있다.The vibrating body 2 can be made of a material having a high permeability and can form one magnetic circuit together with the magnet. The magnet may be placed in the molded article 3 made of any material. The molded article 3 itself may be a magnet.
도 1에 따른 가속 스위치(1)의 실시예에서는 하우징(13)이 스프링 텅(11) 및 접촉 부재(12)를 전기적으로 절연시킨다. 이러한 하우징(13)은 바람직하게는 적어도 스프링 텅(11)과 접촉 부재(12)의 관통구 영역에서 유리로 제조된다. 밀봉된 하우징(13)이 보호 가스로 채워짐으로써, 스프링 텅(11) 또는 접촉 부재(12)의 부식이 방지될 수 있다.In the embodiment of the acceleration switch 1 according to FIG. 1, the housing 13 electrically insulates the spring tongue 11 and the contact member 12. This housing 13 is preferably made of glass at least in the region of the through hole of the spring tongue 11 and the contact member 12. By sealing the sealed housing 13 with a protective gas, corrosion of the spring tongue 11 or the contact member 12 can be prevented.
바람직하게는 종래의 리이드 스위치, 보호 가스로 채워진 그것의 유리 하우징 및 그것의 2개의 텅을 본 발명에 따른 가속 스위치(1)로 변형하며, 이경우 단 하나의 진동체가 스프링 텅 중 하나에 배치되고 성형품이 리이드 스위치 하우징 내에 또는 리이드 스위칭 하우징에 배치된다.Preferably a conventional lead switch, its glass housing filled with protective gas and its two tongues are transformed into an acceleration switch 1 according to the invention, in which only one vibrating body is arranged on one of the spring tongues and the molded article It is disposed in or in the lead switching housing.
스프링 텅(11) 은 진동체와 같은 국부적 질량 상승을 가질 수 있다. 스프링 텅(11) 자체가 충분한 질량 관성을 가지면 스프링 텅(11) 에서의 국부적 질량 상승이 미미해진다.The spring tongue 11 may have a local mass rise such as a vibrating body. If the spring tongue 11 itself has sufficient mass inertia, the local mass rise in the spring tongue 11 is negligible.
가속 스위치(1)는 전환 스위치로 구현될 수도 있다. 이것을 위해, 스프링 텅(11) 이 그것의 휴지위치에서 부가 접촉 부재에 도전 접속된다. 스프링 텅(11)과 부가 접촉 부재 사이의 도전 접속은 스프링 텅의 자유 단부와 부가 접촉 부재의 접촉에 의해, 또는 진동체(2)가 도전성 재료로 제조되면 진동체(2)와 부가 접촉 부재의 접촉에 의해 이루어진다. 따라서, 특히 강성 핀으로 구현된 성형품(3)이 도전성 재료로 제조되면 부가 접촉 부재의 기능을 수행할 수 있다. 스프링 텅(11) 및 접촉 부재(12)의 실시예는 부가 접촉 부재를 하우징(13)으로부터 전기 절연시키기 위해 그리고 그것을 하우징(13) 내에 또는 하우징에 배치하기 위해 적용된다.The acceleration switch 1 may be implemented as a changeover switch. For this purpose, the spring tongue 11 is electrically connected to the additional contact member in its resting position. The conductive connection between the spring tongue 11 and the additional contact member may be brought about by contact of the free end of the spring tongue with the additional contact member or, if the vibrating body 2 is made of a conductive material, By contact. Thus, in particular, when the molded article 3 made of a rigid pin is made of a conductive material, it can perform the function of the additional contact member. Embodiments of the spring tongue 11 and the contact member 12 are applied to electrically insulate the additional contact member from the housing 13 and to place it in or in the housing 13.
도 2에 따른 실시예에서 가속 스위치(1)는 금속 하우징(13)을 포함한다. 상기 하우징 내의 진동체(2)를 가진 스프링 텅(11)이 배치된다. 접촉 부재(12)는 가압 성형 유리 밀봉체(14)에 의해 전기 절연되어 하우징(13)을 통해 안내된다. 하우징(13)의 내부에 있는 공동부는 보호가스로 채워진다.In the embodiment according to FIG. 2, the acceleration switch 1 comprises a metal housing 13. A spring tongue 11 with a vibrating body 2 in the housing is arranged. The contact member 12 is electrically insulated by the press-molded glass seal 14 and is guided through the housing 13. The cavity inside the housing 13 is filled with a protective gas.
하우징의 국부적 홈(15)에 의해 스프링 텅(11) 의 초기 응력을 받는다. 초기 응력에 의해 야기된 부가의 탄성력은 스프링 텅(11) 의 진동을 방지한다.An initial stress of the spring tongue 11 is caused by the local groove 15 of the housing. The additional elastic force caused by the initial stress prevents the vibration of the spring tongue 11.
가속 스위치(1)의 상기 실시예는 고정 상태에서 개방된다. 이것은 고정 상태에서 폐쇄될 수도 있으며, 정해진 한계치를 초과하는 가속력이 주어지면 개방될 수 있다.This embodiment of the acceleration switch 1 is open in a fixed state. It may be closed in a stationary state, and may be opened if an acceleration force exceeding a defined limit is given.
전환 스위치로서 가속 스위치(1)의 실시예는 한편으로는 제조 공정 동안 가속 스위치(1)의 장착 상태가 검출될 수 있다는 장점이 있고, 다른 한편으로는 가속 스위치(1)의 휴지 상태에서 신호의 송출에 의해 결함있는 스위치 부품, 및 부가 접촉 부재, 스프링 텅(11) 및 평가회로를 지지하는 판 사이의 접속에서 납땜 이음의 파손을 검출하기 위한 부가의 특징이 검출될 수 있다는 장점이 있다.The embodiment of the acceleration switch 1 as a changeover switch has the advantage that on the one hand the mounting state of the acceleration switch 1 can be detected during the manufacturing process, and on the other hand the signal of the signal in the idle state of the acceleration switch 1 can be detected. There is an advantage that additional features for detecting breakage of the solder joint can be detected in the connection between the defective switch component and the additional contact member, the spring tongue 11 and the plate supporting the evaluation circuit by dispensing.
가속 스위치(1)는 자동차에서 충격 검출 및 안전장치의 제어를 위한 안전-센서(safing-senser)로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 가속 스위치(1)는 정면충돌 및 추돌 뿐만 아니라 측면 충돌 또는 모든 다른 방향의 충돌을 검출하는데 적합하다. 측면 충돌을 검출하기 위한 안전 센서로서 가속 스위치(1)를 사용할 때, 가속 스위치(1)가 바람직하게는 300㎛ 미만 또는 150㎛ 미만의 스위칭 거리, 즉 휴지 위치에서 스프링 텅(11) 과 접촉 부재(12) 사이의 거리를 가지면, 짧은 스위칭 시간이 얻어진다.The acceleration switch 1 can be used as a safing-senser for impact detection and control of safety devices in automobiles. The acceleration switch 1 according to the invention is suitable for detecting not only frontal collisions and collisions but also side collisions or collisions in all other directions. When using the acceleration switch 1 as a safety sensor for detecting a lateral collision, the acceleration switch 1 is preferably in contact with the spring tongue 11 and the spring tongue 11 at a switching distance of less than 300 μm or less than 150 μm, ie at rest. With a distance between (12), a short switching time is obtained.
스위칭 거리는 스프링 텅(11) 의 탄성력 및 스프링 텅(11) 및 진동체(2)에 작용하는 가속력과 더불어, 가속 스위치의 폐쇄 시간을 결정한다. 스프링 텅(11) 이 그것의 휴지 위치로부터 벗어날 때 부터 스프링 텅(11) 과 접촉 부재(12) 사이의 접점이 폐쇄될 때까지 측정되는 폐쇄 시간이 약 3 밀리초를 초과해서는 안되는데, 그 이유는 충돌시 측면 에어백 시스템이 총둘 시작으로 부터 약 5 밀리초내에 트리거 되어야 하고, 가속 스위치의 스프링 텅이 그것의 휴지 위치로부터 벗어날 때부터 가속이 현계치에 이를때까지 약 2 밀리초가 경과되기 때문이다. 에어백 트리거 시스템의 안전 센서가 고유의 트리거 시점 전에 일정 시점에서 신호를 송출해야 한다는 사실을 고려할 때, 스위칭 시간은 3 밀리초 미만이다. 극도로 짧은 스위칭 거리는 짧은 스위칭 시간이라는 점에서 중요한 파라메터이다.The switching distance, together with the elastic force of the spring tongue 11 and the acceleration force acting on the spring tongue 11 and the vibrating body 2, determines the closing time of the acceleration switch. The closing time measured from the spring tongue 11 out of its rest position until the contact between the spring tongue 11 and the contact member 12 is closed should not exceed about 3 milliseconds, because In the event of a collision, the side airbag system should be triggered within about 5 milliseconds from the start of the gunhead, since about 2 milliseconds have elapsed from the spring tongue of the accelerator switch out of its rest position until the acceleration reaches the present value. Considering the fact that the safety sensor in the airbag trigger system must emit a signal at some point before the unique trigger point, the switching time is less than 3 milliseconds. Extremely short switching distance is an important parameter in terms of short switching time.
가속 스위치(1)가 부드러운 플라스틱으로 압출 코팅되면, 기계적 영향 및 떨어졌을 때 충돌로부터 보호될 수 있다. 부가의 플라스틱 층에 의해, 가속 스위치(1)가 제조 면에서도 보다 간단히 처리될 수 있다. 가속 스위치(1)는 SMD-부품으로도 구현될 수 있다.If the acceleration switch 1 is extrusion coated with a soft plastic, it can be protected from mechanical influences and collisions when dropped. By means of an additional plastic layer, the acceleration switch 1 can be processed more simply in terms of manufacture. The acceleration switch 1 can also be implemented as an SMD component.
치수면에서 보다 작은 스프링 텅/접촉 부재를 사용함으로써, 본 발명에 따른 가속 스위치(1)가 종래의 리이드 스위치의 크기내에 놓이는 작은 체적 및 중량을 가지며, 금속 하우징내의 보호가스 콘택으로 구현되는 경우에는 훨씬 더 작은 체적 및 중량를 갖는다. 예컨대, 리이드 스위치 또는 금속 하우징내의 보호가스-콘택과 같은 통상의 부품을 본 발명에 따라 변형하면, 제조기술상 단계가 감소된다. 본 발명에 따른 가속 스위치(1)의 부품 수가 최소화된다.By using a spring tongue / contact member which is smaller in dimension, the acceleration switch 1 according to the invention has a small volume and weight that falls within the size of a conventional lead switch, and is realized when it is implemented as a protective gas contact in a metal housing. Have a much smaller volume and weight. For example, modification of a conventional component, such as a lead switch or a protective gas-contact in a metal housing, according to the invention reduces the manufacturing steps. The number of parts of the acceleration switch 1 according to the invention is minimized.
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