DE2143821C3 - Massenkraftschalter zum Abschalten der Stromversorgung eines Fahrzeuges - Google Patents
Massenkraftschalter zum Abschalten der Stromversorgung eines FahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Massenkraftschalter zum Abschalten der Stromversorgung eines Fahrzeuges bei
einem Unfall, mit einer gut magnetisierbaren und elektrisch leitenden Kugel, welche in ihrer den
Stromkreis schließenden Normallage durch magnetische Kräfte auf ihrem elektrisch leitenden Sitz gehalten
Bei Zusammenstößen, Auffahrunfällen od. dgl. von fo Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, kommt
es häufig vor, daß infolge der Explosion von Kraftstoffen wie Ben/in, Flüssiggas u.dgl. Feuer
ausbricht, wodurch nicht nur die Unfallfolgen für das betreffende Fahrzeug sich verschlimmern, sondern auch
andere Fahrzeuge, Personen u. dgl. in der Nähe des Unfallfahrzeugs einer Brandgefahr ausgesetzt werden.
Es ist daher wünschenswert, daß bei mit starken ScÄtÄ GB-PS Π 59 ,90 ein Massenkraftschalter
bekannt, bei welchem eine Kugel einstellbar
gegen eine einseitig eingespannte Blattfeder druckt, deren anderes Ende mit einem Kontaktstuck versehen
fs* welches solange gegen ein Gegenkoniaktstuck
gedrückt wird, wie die Kugel sich in der beschriebenen Lage befindet. Bei Einwirkung einer genügend großen
Saft wird die Kugel aus dieser Lage geschleudert, so daß die Blattfeder den Kontakt öffnet und auf d.ese
Weise eine Stromzufuhr unterbricht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht dann d.e
Unzulänglichkeiten der bekannten Massenkraftschalter zu beseitigen und einen Massenkraftschalter der
eingangs genannten Art zu schaffen der einfach SgebLt ist, zuverlässig über einen großen e.nste Ibaren
Bereich arbeitet und wirtschaftlich herstellbar ,st
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch d.e Kombination folgender Merkmale gelost:
a) Die magnetischen Kräfte s.nd mittels e.nes verschiebbaren Polstücks einstellbar.
b) Der elektrische Schalter weist eine beim Überschreiten
einer bestimmten, auf die Kugel einwirkenden Beschleunigung in eine stabile Gleichgewichtslage zurückschnellende und mit der Kuge
außer Eingriff kommende, oberhalb der Kugel angeordnete Blattfeder auf. .
c) Die Blattfeder steht in ihrer den Stromkreis schließenden Normallage durch einen in ihrer
Mitte angebrachten Kontakt mit der Kugel in leitender Verbindung.
d) Die Blattfeder drückt in ihrer Normallage die Kugel auf ihren Sitz.
Dieser erfindungsgemäße Massenkraftschalter ist sehr einfach aufgebaut, arbeitet über einen großen
einstellbaren Bereich sehr zuverlässig und gewährleistet durch das eindeutig festlegbare Ansprechen der
Blattfeder ein sicheres Unterbrechen des Stromkreises des Fahrzeuges bei einem Unfall.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Massenkraftschalters gemäß der Erfindung sind in Unteransprüchen
angeführt. -, · u
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen
im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fig 1 das Schaltschema einer Sicherheitsschaltung zum Verhüten von Bränden bei Fahrzeugen mit dem
erfindungsgemäßen Massenkraftschalter,
Fig.2 eine teilweise im Vertikalschnitt dargestellte
Vorderansicht eines Massenkraftschalters gemäß einer Ausführungsform de.· Erfindung,
Fig.3 eine teilweise im Schnitt darges'ellte Draufsicht
des Massenkraftschalters nach F i a; 4,
Fig.4(A) und 4(B) Vorderansichten zweier Ausführungsbcispiele
einer Blattfeder für den MassenkraftschalternachFig.
2 und 3,
Fig.5(A), 5(B) und 5(C) Unteransichten verschiedener
Formen der Blattfederausiührungen nach F i g. 4,
und ...
Fig.6 eine teilweise im Schnitt dargestellte, vergrößerte
Vorderansicht der Blattfeder nach F i g. 4, welche den Rückfederungsvorgang veranschaulicht.
Fig.! 2-igt zinc Sicherheitsschaltung zum Beseitigen
eier Brandgefahr bei Fahrzeugen. Die Schaltung enthält
eint' Stromquelle i sowie einen Zündschalter 2. Ein
Anlaßschalter 3 ist an die Relaisspule 5 eines Relais 1 angeschlossen. Die Relaisspuie 5 liegt mit ihrem einen
Ende über einen normalerweise geschlossenen Massenkraftschaher 6 an Masse. Wenn sowohl der Zündschalier
2 als auch der Anlaßschalter 3 geschlossen sind. Hießt
ein Strom vom positiven Pol der Stromquelle (Batterie) t über den Anlaßschalter 3, die Relaisspule 5 und den
\lassenkraftschalter6zur Masse, wobei das durch einen
Eisenkern 7 verstärkte Feld der Relaisspule 5 einen zs
heweglichen Relaiskontakt 8 im Relais 4 anzieht (schließt). Durch das Anziehen des Relaiskontaktes 8
wird ein Stromkreis für einen Verbraucher 9 mit den verschiedenen angeschlossenen Stromveibraucherschahungen
des Fahrzeugs gebildet; durch Betatigen des Zündschalters 2 kann dieser Verbraucherstromkreis
geschlossen werden. Zwei Dioden D ί und Dl gestatten einen Stromfluß in nur einer Richtung. Wenn daher der
Zündschalter 2 und der Anlaßschalter 3 geschlossen sind, besteht der genannte Verbraucherstromkreis is
sowie ein Stromkreis über den Zündschalter 2, die Diode D 2, die Relaisspule 5 und den Massenkraftschaltcr
6, wobei dieser Stromkreis auch bei abgeschaltetem oder geöffnetem Anlaßsche.lter 3 geschlossen ist, so daß
die Relaisspule 5 und der Verbraucher 9 unter Strom bleiben. Zwischen den Stromkreis H, der den
Relaiskontakt 8 mit dem Verbraucher 9 verbindet, und den Stromkreis 12, der die Relaisspule 5 mit dem
Massenkrafischalter 6 verbindet, ist eine Kontrollampe 10 geschaltet, die nur dann aufleuchtet, wenn alle
Stromkreise normal geschaltet sind.
Wenn bei normal geschalteten Stromkreisen das Fahrzeug einen starken Stoß erfährt, z. B. auf ein
anderes Fahrzeug aufprallt, spricht der Massenkraftschalter
6 sofort an und unterbricht den StrGmfluß in der Relaisspule 5. Dadurch wird der Relaiskontakt 8
geöffnet und der Stromkreis des Verbrauchers 9 unterbrochen. Es würde selbst dann kein Strom mehr
zur Relaisspule 5 fließen, wenn der Mas^enkraftschalter 6 sich wieder schließen würde, so daß der Verbraucher-Stromkreis
für den Verbraucher 9 unterbrochen bleibt und erst durch Schließen des Anlaßschalters 3 wieder
geschlossen wird. Ferner ist ein Kurzschlußschalter 13 vorgesehen, der den Zündschalter 2, wenn der
Massenkraftschalter 6 fälschlich anspricht und öffnet, ho
nach dem Verbraucherstromkreis 11, ohne daß der Anlaßschalter 3 wieder geschlossen wird, kurzschließt
und einen Stromkreis für den Verbraucher 9 unter Ausschluß des automatischen Massenkraftschalters 6
herslelll. Man kann daher den Kurzschluöschaiter Ί3 ps
schließen, wenn das Wirksamwerden des Massenkraftschalters 6 unerwünscht oder unnötig ist.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel des
Massenkraftschalters. Eine bewegliche Kugel 31 aus einem Material, das sehr gut magnetisierbar und· durch
Plattieren mit Silber od. dgl. leitend gemacht ist, sitz; auf einem feststehenden Kontaktring 32, dessen Mittelöffnung
so geformt ist, daß die Ringinnenrandfläche d in ihrer Form der Fläche der Kugel 31 genau angepaßt ist.
Der Kontaktring 32 besteht ebenso wie die Kugel 31 aus einem sehr gut magnetisierbaren und durch Beschichten
mit Silber od. dgl. leitend gemachten Material, und in beiden Fällen ist eine Wärmebehandlung nötig, um die
Remanenz auf ein Minimum herabzusetzen. Ein Ferritmagnet 33, auf dessen Oberseite der Kontaktring
32 befestigt ist, ist mittels einer Magnetplatte 34 auf einer eisernen Montageplatte 35 des Schalters befestigt.
Der hochstehende Mitteheil eder Magnetplatte 34 ist in die Innenwand des Ferritmagneten 33 eingepaßt, so daß
der Ferritmagnet 33 genau zentriert ist. Auf dem hochstehenden Teil e ist ein mittels einer Schraube f
höhenversteiibares Polstück 36 angeordnet. Der Spielraum
zwischen dem Polstück 36 und der Kugel 31 ist durch Verschrauben des Polstücks 36 und anschließendes
Feststellen mittels einer Kontermutter 37 einstellbar.
Eine Blattfeder 38 in Form einer dünnen, an ihren beiden Enden umgebogenen oder eingerollten (g)
elastischen Platte mit flachem oder symmetrisch zur Mittellinie gewölbtem (kreisbogenförmigem) Querschnitt
ist in eine Montageausnehmung 39 so eingepaßt, daß ihre Länge kürzer ist als im freien Zustand. Ferner
ist der eingerollte Teil gder Blattfeder 38 etwas kleiner
als (iie Montageausnehmung 39, so daß er in bezug auf diese glatt gleiten kann. In ihrer Mitte hat die Blattfeder
38 einen Kontakt 40, der die Stahlkugel 31 berührt. Wenn die Blattfeder 38 von der Kugel 31 nach oben
gestoßen wird, springt oder schnellt sie augenblicklich in eine andere Lage. In F i g. 2 ist mit Xdie Blattieder 38 im
anfanglich eingestellten Zustand, mit Y. wenn sie um ein bestimmtes Stück nach oben gestoßen ist, und mit Z im
umgeschnellten Zustand bezeichnet. Mit Hilfe eines Rückstellknopfes 41 wird die Blattfeder 38, wenn sie in
die Lage Z nach F i g. 2 umgesprungen ist, in die ursprüngliche Lage X zurückgedrückt. Der Rückstellknopf
wird danach mittels einer Feder 42 wieder in die Ruhelage bewegt.
Mit der Blattieder 38 ist eine Anschlußklemme 43 und mit dem Kontaktring 32 eine Anschlußklemme 44
verbunden. Ein Gehäuse 45 und eine Kappe 46 aus Isoliermaterial wie Kunstharz od. dgl. umschließen die
Kugel 31. den Kontaktring 32, den Ferritmagneten 33, die Magnetplatte 34, die Blattfeder 38 usw. und sind mit
entsprechenden Löchern zum Aufnehmen des Rückstellknopfes 41 und der Anschlußklemmen 43 und 44
versehen.
Die Wirkungsweise des Massenkraftschalters nach F i g. 2 und 3 ist wie folgt: Wie in F i g. 2 gezeigt, berührt
im Normalzustand die Kugel 31 unter dem Druck der Blattfeder 38 (in deren Lage X; Fig. 2) über den
Kontakt 40 die lnnenrandfläche ddes Kontaktringes 32,
wobei sie vom Magnetfeld (gestrichelt dargestellt) des Ferritmagneten 33 angezogen wird. Es besteht daher in
diesem Zustand eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlußklemmen 43 und 44 über die Blattfeder 38,
den Kontakt 40, die Kugel 3S und den Kontaktring 32.
Wenn dagegen eine einen vorbestimmten Wert üL'ui steigende Massenkraft auftritt, wandert die Kugel
31 auf der Oberfläche des Kontaktringes 32 in Richtung
des Stoßes, so daß der Kontakt 40 anliegend an der Kugel 31 nach oben gedrückt wird. Wenn der Kontakt
40 eine bestimmte Höhe erreicht, schnellt die Blattfeder
38 augenblicklich über die Lage Yin die Lage Z(F i g. 2)
und bleibt in dieser. Der Kontakt 40 wird daher von der Kugel 31 abgehoben, so daß die Leitungsverbindung
zwischen den Anschlußklemmen 43 und 44 unterbrochen ist. Beim Rückstellen wird die Blattfeder 38 mittels
des Rückstellknopfes 41 nach unten gedruckt, so daß die Kugel 31 und die Blattfeder 38 wieder in die
unsprüngliche Lage (^zurückkehren.
Fig.4{A) und 4(B) zeigen Vorderansichten zweier
Ausführungsbeispiele der im Massenkraftschalter nach Fig. 2 und 3 verwendeten Blattfeder, während
F i g. 5(A), 5(B) und 5(C) im Grundriß drei verschiedene Formen der Blattfeder zeigen. Die Blattfeder 38 besteht
aus einem dünnen elastischen Blechstück und kann verschiedene Grundrißformen, z. B. Rechteckform,
beidseitig ausgewölbte oder beidseitig eingewölbte Form haben, wie in Fig.5(A), 5(B) bzw. 5(C) gezeigt,
wobei die Feder an den beiden Enden nach einer Seite eingerollt und in ihrer Mitte der Kontakt 40 befestigt ist.
Die Blattfeder 38 ist im ungespannten Zustand entweder flach oder symmetrisch in bezug auf die Mittellinie
gebogen oder gewölbt, wie in Fig.4(A) bzw. 4(B) gezeigt, und sie wird so in die Ausnehmung 39
eingespannt, daß ihre Länge kürzer als die freie (ungespannte) Länge S ist. Der eingerollte Teil g der
Blattfeder 38 ist etwas kleiner als die Ausnehmung 39, so daß er relativ zu dieser glatt gleiten kann. Wenn die
Blattfeder 38 von der Kugel 31 nach oben gedruckt wird, schnellt oder schnappt sie augenblicklich aus der Lage λ
über die Lage Y in die Lage Z. Da beide Enden der Blattfeder 38 in einer Richtung eingerollt sind (g)
ίο bewegt sich, wie in der maßstäblich vergrößerten
Darstellung in Fig. 6 gezeigt, beim Aufwärtsdrücker des Mittelteils der Blattfeder ihr umgerollter Teil g ir
Pfeilrichtung (Fig. 6), wobei das Umschnappen odci Zurückschnellen dann erfolgt, wenn der umgerollte Tci
sich um eine gewisse Strecke in Pfeilrichtung beweg hat. Das Vorhandensein des umgerollten Teils g stell
sicher, daß das Umschnappen reproduzierbar erfolgt Formunregelmäßigkeiten, z. B. unregelmäßige Wellig
keiten in der Blattfeder 38 hätten wechselndt Widerstände bei der Bewegung zur Folge, d. h. dal
durch den umgerollten Teil g die Reibung sowie dl· Umschnappkraft verringert wird, wodurch ein präzise
Schalten möglich ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Massenkraftschalter zum Abschalten der
Stromversorgung eines Fahrzeuges bei einem Unfall, mit einer gut magnetisierbaren und elektrisch
leitenden Kugel, welche in ihrer den Stromkreis schließenden Normallage durch magnetische Kräfte
auf ihrem elektrisch leitenden Sitz gehalten ist, gekennzeichnet durch die Kombination
folgender Merkmale:
a) Die magnetischen Kräfte sind mittels eines verschiebbaren Polstücks (36) einstellbar.
b) Der elektrische Schalter (6) weist eine beim Überschreiten einer bestimmten, auf die Kugel
(31) einwirkenden Beschleunigung in eine stabile Gleichgewichtslage zurückschnellende
und mit der Kugel (31) außer Eingriff kommende, oberhalb der Kugel (31) angeordnete
Blattfeder (38) auf.
c) Die Blattfeder (38) steht in ihrer den Stromkreis
schließenden Normallage (X) durch einen in ihrer Mitte angebrachten Kontakt (40) mit der
Kugel (31) in leitender Verbindung.
d) Die Blattfeder (38) drückt in ihrer Normallage (X)d\e Kugel (31) auf ihren Sitz (32).
2. Massenkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (6) einen auf einem
ringförmigen Feiritmagneten (33) befestigten, als Sitz für die Kugel (31) dienenden Kontaktring (32)
und ein durch eine Magnetplatte (34) verstellbar in den Hohlteil des Ferritmagneten (33) eingeschraubtes
Polstück (36) aufweist, dessen vorderes Ende einen vorbestimmten Abstand von der Kugel (31)
hat.
3. Massenkraftschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Blattfeder
(38) ein mittels einer Feder (42) vorgespannter Rückstellknopf (41) für die Blattfeder (38) angeordnet
ist.
4. Massenkraftschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihren beiden
Enden in einer Richtung eingerollte Blattfeder (38) im eingespannten Zustand eine flache oder kreisbogenförmig
gewölbte Form hat und so in eine Montageausnehmung (39) eingespannt ist, daß ihre
eingespannte Länge etwas kürzer als die freie Länge ^zwischen den eingerollten Teilen ist.
^ v^ndenenfUnfällen die
SiSSIS igt solc/automatisch abgeschaltet
so daß das Fahrzeug nicht in Brand geraten kann.
Bei einem bekannten Massenkraftschalter der einsang genannten Art (FR-PS 14 94 727) ,st der knt.sche
Weft de" Massenkraft der Kugel, be, welchem der Stromkreis unterbrochen wird, nur von der konstanten
* rom nn feststehenden Permanentmagne-
feÄgi d3 der Einsatzbereich dieses Schalters
ehr begrenz, ist. Darüber h.naus ,st der übrige
Machanifmus überaus kompliziert, so daß d,eser
Schalter sehr störanfällig ist.
Du ch die CH-PS 3 69 503 .st außerdem em
Massenkraftschalter bekanntgeworden, bei dem die
maSschen Haltekräfte einstellbar arai Dieser
Schüfe weist aber nicht die exakt und bietend
umschaltende Blattfeder des erfindungsgemaßen Massenkraf
schalters auf. Im übrigen .st be, d.esem
bekannten Massenkraftschalter der Magnet und n.cht
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