DE2609984C3

DE2609984C3 - Trägheitsschalter

Info

Publication number: DE2609984C3
Application number: DE2609984A
Authority: DE
Inventors: Peter Ronald Kempshott Basingstoke Hampshire Jackman
Original assignee: INERTIA SWITCH Ltd HARTLEY WINTNEY HAMPSHIRE GB
Current assignee: INERTIA SWITCH Ltd HARTLEY WINTNEY HAMPSHIRE GB
Priority date: 1975-03-12
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1982-03-11
Also published as: AU512109B2; IT1057027B; DE2609984B2; CA1077152A; FR2304162B1; JPS51114684A; US4097698A; SE435982B; GB1530283A; SE7602770L; BR7601509A; ZA761381B; DE2609984A1; AU1182476A; FR2304162A1

Description

derart drückt, daß der Drücker betätigt wird, und daß die Aufnahme einen kreisförmigen Bereich aufweist, den der Rollkörper während seiner Bewegung zwischen der Ruhestellung und der Anlage am Schaltglied berührt und in dem sich die Neigung der Oberfläche der Aufnahme bezüglich der Mittelachse derart vergrößert, daß in jeder Axialebene die vergrößerte Neigung größer ist als die Neigung der Tangenten des Rollkörpers in dessen kreisförmiger Berührungslinie mit der Oberfläche der Aufnahme, wenn sich der Rollkörper in seiner Ruhestellung befindet.

Wenn ein Trägheitsschalter der genannten Art einer Änderung der auf den Rollkörper wirkenden resultierenden Kraft unterworfen wird, so daß auf den Rollkörper eine Kraftkomponente parallel zu der am Rollkörper anliegenden Aufnahmefläche wirkt, geht der Rollkörper aus seiner Ruhestellung in eine beschleunig-Ir Bewegung iihpr. Sobald er jetlnrh den Bereich der Aufnahmefläche erreicht, bei dem die Neigung dieser Fläche bezüglich der Mittelachse größer wird, ändert der Rollkörper seine Bewegungsrichtung dergestalt, daß sie sich mehr auf die am Schalter angreifenden Kräfte ausrichtet, und demzufolge erhöht sich der Betrag derjenigen Kraftkomponente, die den Rollkörper entlang der Aufnahmefläche treibt. Diese erhöhte Krafteinwirkung erzeugt eine höhere Beschleunigung des Rollkörpers, so daß dieser schneller in die Arbeitsstellung übergeht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schaltglied ein Druckstempel, der beim Übergang des Rollkörpers aus seiner Ruhestellung in die Arbeitsstellung von diesem Rollkörper aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung gebracht wird und damit den Schalter betätigt. Bei dieser Ausführungsform erzeugt die erhöhte Krafteinwirkung auf den Rollkörper, wenn dieser den Bereich der Aufnahmefläche erreicht, bei dem die Neigung der Fläche gegenüber der Hauptachse größer wird, eine größere Beschleunigung des Rollkörpers, wodurch dieser genügend kinetische Energie aufnimmt, um den Druckstempel des Schalters rascher einzudrücken, als dies sonst der Fall wäre.

Ein Trägheitsschalter in der oben beschriebenen Form, bei dem der Rollkörper einen Druckstempel eindrücken muß. eignet sich besonders für die Anwendung als Überschlagschalter um zu vermeiden, daß beim Überschlag eines Motorfahrzeugs Kraftstoff ausläuft. In diesem Fall muß die Rollachse des Rollkörpers parallel zur Längsachse des Motorfahrzeugs orientiert sein, um die das Überschlagen des Fahrzeuges zu erwarten ist; daher ist es möglich, für diesen Zweck einen zylindrischen Rollkörper zu verwenden. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist jedoch der Rollkörper kugelförmig ausgebildet, so daß keine besonderen Vorkehrungen erforderlich sind, um die genaue axiale Ausrichtung sicherzustellen. Es ist auch möglich, einen zylindrischen Rollkörper für einen gemäß der Erfindung ausgelegten Trägheitsschalter zu verwenden, der auf Stoßbelastung anspricht In diesem Fall muß jedoch die Achse des RoHkörpers senkrecht zur zu erwartenden Richtung der Stoßbelastung ausgerichet sein. Auch hier ist aber die Verwendung eines kugelförmigen Rollkörpers vorzuziehen, da ein solcher Rollkörper auf Stoßbelastung in allen senkrecht tut Schaiterachse verlaufenden Richtungen anspricht

Obwohl es angebracht ist. wenn der Rollkörper kugelförmig ausgeführt wird, die konkave Aufnahmeflä-

chc als Rotationsfläche um die Hauptachse auszuführen, so daß diese Hauptachse mit der resultierenden Kraft ausgerichtet werden kann, welche den Rollkörper in seiner Ruhestellung festhält, ist es auch möglich, die Aufnahme so auszubilden, daß Teile der konkaven Fläche in verschiedenen Winkelabständen verschiedene Neigungswinkel mit der Hauptachse bilden. Dies ergibt eine richtungsabhängige Ansprechempfindlichkeit auf Änderung der resultierenden Kraft, und im Extremfall kann die Aufnahme eine Vielzahl von Rampenflächen enthalten, auf denen sich ein zylinderförmiger Rollkörper bewegen kann. Mit einem kugelförmigen Rollkörper kann ebenfalls eine richtungsabhängige Ansprechempfindlichkeit erreicht werden, selbst wenn die konkave Aufnahmefläche eine Rotationsfläche darstellt, indem ein oder mehrere Schaltglieder vorgesehen werden, die alle radial zur Ruhestellung des RoHkörpers und untereinander in einem gewissen Winkelabstand angeordnet sind. Wenn die Schaltglieder Druckstempel sind, können diese so orientiert werden, daß ihre Bewegungsachsen parallel zur Neigung der anliegenden äußeren Abschnitte der konkaven Aufnahmefläche verlaufen.

Es ist sowohl aus funktionellen als auch aus konstruktiven Gründen vorzuziehen, den Bereich, bei dem die Neigung der Aufnahmefläche gegenüber der Hauptachse des Schalters zunimmt, als scharfe Kante oder als eine Folge scharfer Kanten auszubilden, und. falls der Rollkörper Kugelform hat und die Aufnahmefläche als Rotationsfläche um die Hauptachse ausgeführt ist. jede dieser Kanten entlang einer Kreislinie zu führen. Es ist jedoch nicht notwendig, daß in diesem Bereich eine stufenförmige Neigungsänderung eintritt, sondern der Bereich kann einen abgerundeten Querschnitt aufweisen, so daß sich die Neigung der Aufnahmefläche allmählich ändert

Wo die Forderung nach einer sehr schnell ansprechenden Schaltordnung besteht, die sich zur Verwendung in Geräten eignet, deren Betätigung mehr Energie benötigt als ein Trägheitsschalter der oben beschriebenen Bauart aufbringen kann, ist es erforderlich, den Trägheitsschalter mit einem Auslösemechanismus zu kombinieren.

Ein solcher für diesen Zweck geeigneter Auslösemechanismus besteht z. B. aus einem Drücker, der durch das Schaltglied betätigt und entlang einer Mittelachse hin- und herbewegt werden kann, aus einem Auslösedruckkolben. der entlang einer Auslöseachse hin- und herbewegt werden kann, aus einer Vorspannungseinrichtung, die den Auslösedruckkolben in eine besMmmte Richtung entlang der Auslöseachse drückt und aus mindestens einem Auslöseglied, das zwischen dem Drücker und dem Auslösedruckkolben angeordnet und quer zur Mittelachse und zur Auslöseachse beweglich ist, wobei der Auslösedruckkolben mit einer geneigten Fläche ausgestattet ist. um eine unterstützende Kraft auf eine Seite des Auslösegliedes auszuüben und dasselbe gegen den Drücker zu schieben, während der Drücker mit einer Auflagefläche, die gegen das Auslöseglied anliegt, um die Querbewegung desselben zu verhindern, und mit einem zurücktretenden Teil versehen ist, der axial von der Auflagefläche auf der gleichen Seite abgesetzt ist auf der das Schaltglied liegt

Bei einer durch Beätigung des Schaltgliedes ausgelösten Bewegung des Drückers entlang der Mittelachse, sobald sich der Drücker so weit bewegt hat daß der zurücktretende Teil desselben auf gleicher Höhe steht wie das (bzw. die) Auslöseglied(er). wird eine seitliche

Schubkraft wirksam, die das (bzw. die) Auslöseglied(er) quer auf den Drücker zu bewegt, wodurch dem Auslösedruckkolben der Weg für seine unter dem Einfluß der Vorspannungseinrichtung erfolgende Bewegung entlang der Auslöseachse freigegeben wird, so daß er eine mit ihm verbundene Vorrichtung betätigen kann.

Der zurücktretende Teil des Drückers ist vorteilhaftes>-eise mit einer geneigten Fläche versehen, die eine unterstützende Kraftübertragung durch das (bzw. die) Auslöseglied(er) ermöglicht, so daß bei der Querbewegung dieser Auslöseglieder unter dfi'n Einfluß der Vorspannungseinrichtung, die den Auslösedruckkolben in die genannte Richtung drückt, der Drücker durch das (bzw. die) Auslöseglied(er) in die gleiche Richtung geschoben wird, in der sich auch der Auslösedruckkol- '■> ben des Trägheitsschalters bewegt.

Wenn also einer der beiden Bauteile, die den Drücker und den Auslösedruckkolben bilden, aus einem ersten langgezogenen Teil und der 2nd?r? B5>y*?j! ?ms pinpm zweiten hohlen Teil besteht, der den ersten langgezogenen Teil umgibt, so daß die Mittelachse und die Auslöseachse zusammenfallen, so kann der langgezogene Teil und der hohle Teil mit je einer geneigten Fläche verseilen werden, wovon jede an einer radial gegenüberliegenden Seite der Auslöseglieder anliegt und dadurch mit der anderen Fläche zusammenwirkt, und kann so angeordnet werden daß, wenn eine oder beide geneigten Flächen des langgezogenen und des hohlen Teils an einer Seite der kraftübertragenden Auslöseglieder anliegen, beim Angreifen einer Schubkraft an einem w di ,·· beiden Teile entlang der gemeinsamen Achse dieser Teil durch eine entsprechende Bewegung des anderen der beiden Teile in seiner Bewegung insofern freigegeben wird, als die an dem besagten anderen Teil vorgesehene geneigte Fläche ebenfalls radial auf die )■> kraftübertragenden Auslöseglieder ausgerichtet wird, so daß diese radial aus dem Weg des einen der beiden Teile beiseitegeschoben werden können.

Ein socher Auslösemechanismus wird vorzugsweise mit einer Halterung von ringförmigem Querschnitt ausgestattet, die zwischen dem ersten langgezogenen und dem zweiten hohlen Teil angeordnet ist; in dieser Ausfühmngsform können die radial beweglichen Auslöseglieder aus einer Zahl von Kugeln bestehen, die einzeln in radialen Aussparungen dieser Halterung in gleichen Winkelabständen untergebracht sind.

Obwohl derjenige Teil, der entlang der Achse des ersten langgezogenen Teils einer Zwangskraft ausgesetzt ist, ggf. lediglich den Zwang der an der eigenen Masse angreifenden Schwerkraft erfahren kann, werden so durch eine Federvorspannung höhere Auslösegeschwindigkeiten erreicht; bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Druckfeder zwischen Radialflanschen, die einerseits an einem Ende der Halterung und andererseits an dem zweiten hohlen Teil vorgesehen sind, dergestalt untergebracht, daß sie den zweiten hohlen Teil von dem an der Haiterung vorgesehenen Radialflansch wegdrückt

Bei einer praktischen Ausführungsform eines solchen Auslösemechanismus stellen die geneigten Flächen des ersten und zweiten Teils jeweils innere bzw. äußere Kegelstumpfflächer dar, die in Richtung des Flanschendes der Halterung konvergieren. Somit trifft bei einer axialen Bewegung des zweiten hohlen Teils, durch welche die Druckfeder zusammengedrückt wird, dieser hohle Teil auf den ersten langgezogenen Teil und verdrängt diesen, so daß er gegen die radial beweglichen Kugeln drückt und dieselben radial nach außen schiebt. Anschließend liegen die Kugeln gegen eine weitere Fläche des ersten langgezogenen Teils an. die das Zurückrollen derselben verhindert.

Bei einer Ausführungsform, die sich besonders zur Verhinderung des Auslaufens von Kraftstoff beim Überschlag eines Motorfahrzeugs eignet, ist der Flansch der Halterung Bestandteil eines mit einem Ventilsitz ausgestatteten Ventilgehäuses, und das dem Flanschende der Halterung abgewandte Ende des zweiten hohlen Teils ist mit einem Ventilteil versehen, der gegen den Ventilsitz aufläuft, wenn der hohle Teil bei Betätigung des ersten langgezogenen Teils freigegeben wird.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Schnittzeichnung im Aufriß durch eine elektrische Schalteranordnung, die einen Trägheitsschalter gemäß der Erfindung enthält,

F i g. 2 eine Schnittzeichnung im Aufriß durch ein Flüssigkeitsventil, das durch einen Trägheitsschalter gemäß der Erfindung betätigt wird.

Wie aus Fig. I ersichtlich, ist eine Stahlkugel 10 in einem Kugelgehäuse 11 aus Spritzguß-Zinklegierung untergebracht, das eine zylindrische obere Wand 12, eine ebene ringförmige Fläche 13, eine kegelstumpfförmige Aufnahmefläche 14, und eine kreisrunde Grundfläche 15 besitzt. Wie dargestellt, entsteht zwischen den Flächen 13 und 14 eine kreisförmige Kante 16, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Kugel 10 ist und somit die Kugel 10 auf der Grundfläche 15 aufliegen läßt.

Die Neigung <x der Fläche 14 bezüglich der Mittelachse 17 des Schalters beträgt 10°, so daß, sobald die Neigung der resultierenden Kraft F_n die auf die Kugel 10 wirkt, größer als 80° wird, eine Kraftkomponente F, vom Betrag -F_rcos (<x + ß) entsteht, welche die Kugel 10 zwingt, entlang der Fläche 14 nach oben gegen die Kante 16 zu rollen. Wenn die Kugel 10 diese Bewegung beendet hat, ändert sie ihre Bewegungsrichtung und folgt dem gebogenen Weg 18, der sich zunehmend mehr nach der Richtung der resultierenden Kraft F_r ausrichtet, so daß die Kugel 10 rasch auf r'ie Geschwindigkeit beschleunigt wird, bei der sie genügend Energie entwickelt, um das Schaltglied 19, das als Kunststoffscheibe ausgeführt ist, gegen das Gewicht dieses Schaltgliedes 19 und den Widerstand des Drückers 2OA eines Mikroschalters 20 über eine Strecke 21 zu bewegen, die ausreicht, um den Mikroschalter 20 zu betätigen.

Durch einfache Berechnung ist es möglich, den Durchmesser und die axiale Länge einer zylindrischen Fläche 12 so zu gestalten, daß mit einer Kugel 10 von gegebener Masse und einem Mikroschalter 20 mit einem Drücker 7OA von gegebenem Widerstand die Kugel 10 das Schaltglied 19 und den Drücker 2OA durch den Weg 21 vollkommen eingedrückt hat, wenn sie an der zylindrischen Wand 12 zur Ruhe gekommen ist Die Wand 12 verhindert, daß die Kugel 10 zwischen der Kante 16 und dem Schaltglied 19 eingeklemmt wird, und stellt andererseits ebenfalls sicher, daß die Kugel 10 nicht in ihre ursprüngliche Ruhestellung zurückkehrt bevor der Winkel ß, um den die resultierende Kraft F_r gegen die Mittelachse geneigt ist unter einen vorbestimmten Wert abfällt In der Praxis liegt dieser vorbestimmte Wert bei einer typischen Größenordnung von 30°.

Bei der in Fig.2 dargestellten Anordnung ist ein ähnlicher Trägheitsschalter wie der in der Anordnung nach F i g. 1 verwendete mit einem Auslösemechanis-

mus in Form eines Kraftstoffabsperrventils verbunden. In diesem Fall besteht das Schaltglied 19/4 aus einer sternförmigen Kunststoffmembran mit einer Mittelnabe und drei radial angeordneten Armen, die sich frei in Schlitzen 22 bewegen, welche im Rand 23 eines Flansches 24 ausgespart sind, der radial aus der Grundplatte eirer Halterung 25 mit ringförmigem Querschnitt au« Spritzguß-Zinklegierung hervortritt. Ein erster langgezogener Teil in Form eines Drückers 20Csitzt innerhalb der Halterung 25 am Schaltglied 19/4 auf und kann durch dieses Schaltglied 19/4 hin und her bewegt werden.

Ein zweiter, hohler Teil in Form einer Gleitbuchse 26 aus Messing, welche einen Auslösedruckkolben bildet, ist auf der Außenfläche der Halterung 25 hin und her beweglich angeordnet und bildet ein festverbundenes Ganzes mit einem Kegel 27, der einen Gummidichtring 28 trägt. Eine Schraubendruckfeder 29, die zwischen dem Kaidalflansch 24 der Halterung 23 und einem an dem Kegel 27 vorgesehenen Radialflansch angeordne' ist, drückt den Kegel 27 in eine im Ventilgehäuse 32 ausgesparte Vertiefung 31, so daß der Dichtring 28 gegen den am Rand der Aussparung 31 ausgebildeten Ventilsitz 33 gespreßt wird und somit den Flüssigkeitsstrom von einem Einlaßrohr 34 zu einem Austrittsrohr

35 unterbindet. Obwohl das Einlaßrohr 34 und das Austrittsrohr 35 als getrennte Bauteile gezeigt werden, können sie auch aus einem Teil mit dem Ventilgehäuse 33 in Spritzguß-Zinklegierung gebildet sein.

Wie dargestellt, ist das Kugelgehäuse 11 mit einem innenseitig abgesetzten Rand 36 ausgebildet, der den Flansch 24 der Halterung 25 und den Rand 37 am uniieren Teil des Ventilgehäuses 32 aufnimmt. Der Rand

36 des Kugelgehäuses Il hat eine obere Einfassung, die über eine am unteren Teil des Ventilgehäuses 32 ausgebildete kegelstumpfförmige Fläche des Randes 37 gebogen ist und so die verschiedenen Bauteile zusammenhält. Die inneren Teile, die vom Kugelgehäuse 11 und vom Ventilgehäuse 32 umschlossen werden, sind mit öffnungen versehen, um zu ermöglichen, daß die Flüssigkeit den eingeschlossenen Raum ausfüllt; ein Gummidichtring wird zwischen den abgefaßten Kanten der Ränder 23 und 37 zusammengepreßt, die durch den Rand 36 des Kugelgehäuses 11 zusammengehalten werden.

Bei einer Änderung des Kraftfeldes, in dem sich die Ventilanordnung befindet, z. B. wenn der Trägheitsschalter als Überschlagschalter arbeiten soll und die gesamte Anordnung um einen Winkel von mehr als 80° um eine Achse gedreht wird, die rechtwinklig zu der in der Zeichnung dargestellten Schnittebene verläuft, fängt die Kugel 10 an, entlang der Fläche 14 nach unten zu rollen und fällt, sobald sie die Kante 16 erreicht, auf die Räche 12 und verdrängt folglich das Schaltglied entlang der Achse 17.

Während sich das Schaltglied um die Strecke 21 bewegt, hebt sich eine am Drücker 2OC ausgebildete Anschlagfläche 40,4, die von der Oberkante einer nach unten konvergierenden kegelstumpfförmigen Fläche 40 begrenzt wird, über die radiale Ebene, die durch die Mittelpunkte von radial beweglichen und in radialen Aussparungen 42 der Halterung 25 untergebrachten Kugeln 41 verläuft. Sobald dies geschieht, werden die Kugeln 41 durch eine innenseitig an der Gleitbuchse 26 ausgebildete nach unten konvergierende Kegelstumpf fläche 43 nach innen gedrückt, und diese Bewegung der Kugeln 41 trägt mit dazu bei, den Drücker 20C um den verbleibenden Rest der Strecke 21 anzuheben, so daß die Kugeln 41 radial aus dem Weg der Fläche 43 der Gleilbuchse 26 beiseite gedrückt werden. Infolgedessen kann nun die Druckfeder 29 den Kegel 27 in die Verliefung 31 drücken und somit den Dichtring 28 gegen den Ventilsitz 33 pressen.

Mithin wird also durch die Betätigung des Überschlagschalters und die dadurch bedingte Freigabe eines kleinen Energiebetrags, von der Feder 29, die dai Flüssigkeitsventil betätigt, eine viel größere Energiemenge freigesetzt.

Zum Rückstellen des Ventils ist ein mit einem üummidichiring 45 versehener Rücksteiidrücker 44 aus Kunststoff hin und her beweglich in einem röhrenförmigen Ansatzstück 46 untergebracht, das sich oben am Ventilgehäuse 32 entlang der gemeinsamen Ventilachse fortsetzt, und wird durch eine Schraubendruckfeder 47 vom Ventilkegel 27 elastisch ferngehalten. Wenn der

2-, Rückstelldrücker 44 gegen den Widerstand der Feder 47 soweit eingedrückt wird, daß er den Ventilkegel 27 berührt, kann die Gleitbuchse 26 über die Halterung 25 nach unten gedrückt werden, bis genügend radialer Zwischenraum zwischen der Halterung 25 und der

jo Gleitbuchse 26 besteht, damit die Kugeln 41 in den radialen Aussparungen 42 radial nach außen rollen können. Wenn der Ventilkegel 27 noch weiter nach unten gedrückt wird, drängt er das obere Ende des Drückers 20C nach unten, bis die Kegelstumpffläche 40

υ über die Kugeln 41 hinweggleitet und so die Kugeln 41 radial nach außen in die Blockierstellung schiebt. Nun wird der Rückstelldrücker 44 losgelassen und kehrt unter dem Einfluß der Feder 47 in seine in F i g. 3 dargestellte Ruhestellung zurück; die Ventilanordnung ist somit erneut funktionsbereit. Wenn ein Trägheitsschalter und ein Auslösemechanismus als üL erschlagempfindliche Anordnung ausgebildet sind, kann diese Anordnung als Teil eines Kraftstoffventils hergestellt oder elektrisch mit einem solchen Kraftstoffventil verbunden werden, mittels dessen Motorfahrzeuge die Forderungen S 5.1, S 5.2 und S 5.5 der US-Motorfahrzeug-Sicherheitsbestimmungen (US Motor Vehicle Safety Standard) Nr. 301 bezüglich des einwandfreien Zustands des Kraftstoffsystems erfüllen können, durch

so die sichergestellt wird, daß Personenkraftwagen und Fahrzeuge mit einem zulässigen Brutto-Gesamtgewicht (G. V. W. R) von 2720 kg oder darunter einen Kraftstoffverlust von weniger als 31 g pro Minute oder von insgesamt weniger als 155 g erleiden, wenn sie um ihre Längsachse schrittweise um je 90" mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit gedreht werden, bei der für die Drehung um 90° eine Zeitdauer von 1-3 Minuten benötigt wird, und wenn nach jedem Drehschritt von 90° das Fahrzeug 5 Minuten lang in der erreichten

Stellung festgehalten wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trägheitsschalter mit einem längs einer Drückerachse betätigbaren Drücker, einem Gehäuse, das eine zur Drückerachse parallele Mittelachse aufweist, einer als Drehfläche um die Mittelachse ausgebildeten Aufnahme und einem in seiner Ruhestellung in der Aufnahme stabil gehaltenen kugelförmigen Roilkörper, der unbehindert aus der Ruhestellung heraus bewegbar ist, wenn sich die Neigung der Resultante aller auf den Rollkörper wirkenden Kräfte bezüglich der Mittelachse über einen vorgegebenen Winkelbetrag hinaus ändert, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse is (It) ein am Drücker (20/1, 2OQ anliegendes Schaltglied (19) in Richtung der Drückerbetätigung verschiebbar gelagert ist, wobei das Schaltglied (19) eine senkrecht zur Mittelachse (17) angeordnete Anschlagfläche aufweist, von der der Rolikörper (10) in seiner Ruhestellung einen Abstand aufweist und gegen die er beim Herausbewegen aus seiner Ruhestellung in beliebiger Richtung derart drückt, daß der Drücker (20/4, 2OQ betätigt wird, und daß die Aufnahme (13, 14, 15) einen kreisförmigen Bereich (16) aufweist, den der Rollkörper (10) während seiner Bewegung zwischen der Ruhestellung und der Anlage am Schaltglied (19) berührt und in dem sich die Neigung der Oberfläche der Aufnahme bezüglich der Mittelachse (17) derart -JO vergrößert, daß in jeder Axialebene die vergrößerte Neigung größtr ist als die Neigung der Tangenten des Rollkörpers (10) in dessen kreisförmiger Berührungslinie mit der Oberfläche der Aufnahme, wenn sich der Roilkörper in seiner Ruhestellung befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Teil (13) der Aufnahmefläche durch eine Wandung (12) begrenzt ist, deren Abstand von dem kreisförmigen Bereich (16), bei to dem sich die Neigung (ä) der Aufnahmefläche vergrößert, so bemessen ist, daß bei Betätigung des Schaltgliedes der Rollkörper (10) gegen die Wandung (12) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch « gekennzeichnet, daß das Schaltglied (19) von einem Druckstempel gebildet wird, der beim Übergang des Rollkörpers (10) von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung von diesem Rollkörper (10) zur Betätigung des Schalters aus einer ersten Stellung in so eine zweite Stellung bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Aufnahme-Fläche (113,14,15) in verschiedenen Axialebenen verschiedene Neigungswinkel (α) mit der Mittelachse (17) bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 — 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Auslösemechanismus besitzt, der einen Drücker (2OQ enthält, der von einem Schaltglied (\9A) entlang der Mittelachse (17) hin- und herbewegbar ist, einen Auslösedruckkolben (26, 27), der entlang einer Auslöseachse {\7A) hin- und herbewegbar ist, eine Vorspannungseinrichtung (29), die den Auslösedruckkolben (26, 27) in einer bestimmten Richtung entlang der genannten Auslöseachse (17,4,,/ drückt. und mindestens ein Auslöseglied (41), das zwischen dem Drücker (20Q und dem Auslösedruckkolben (26,27) angeordnet und quer zur Auslöseachse (i7A) bewegbar ist, wobei der Auslösedruckkolben (26,27) zum Ausüben einer unterstützenden Kraft auf eine Seite des Auslösegliedes (41) und zum Schieben desselben gegen den Drücker (2OQ mit einer geneigten Fläche (43) ausgestattet ist, und daß der Drücker (2OQ mit einer Auflagefläche (WA) versehen ist, die gegen das Auslöseglied (41) zum Verhindern der Querbewegung desselben anliegt, und einen zurücktretenden Teil (40) aufweist, der axial von der Auflagefläche (4QA) auf der gleichen Seite der Auflagefläche abgesetzt ist, auf der das Schaltglied (19A;iiegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zurücktretende Teil (40) des Drückers (2OQ mit einer geneigten Fläche versehen ist, die eine unterstützende Kraftübertragung durch das Auslöseglied (41) ermöglicht, so daß bei der Querbewegung des Auslösegliedes (41) unter dem Einfluß der Vorspannungseinrichtung (29), die den Auslösedruckkolben (26, 27) in die genannte Richtung drückt, das Auslöseglied (41) den Drücker (2öQin die gleiche Richtung schiebt, in der sich auch der Auslösedruckkolben (26,27) bewegt

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drücker (2OQ einen ersten langgezogenen Teil enthält, daß der Auslösedruckkolben (26,27) einen hohen Teil (26) enthält, der den langgezogenen Teil (2OQ umgibt, so daß die Auslöseachse (17A) mit der Mittelachse (17) zusammenfällt, daß eine Halterung (25) mit ringförmigem Querschnitt zwischen dem langgezogenen Teil (2OQ und dem hohlen Teil (26) angeordnet ist, und daß eine Zahl von radial beweglichen kugelförmigen Auslösegliedern (41) in radialen Aussparungen der Halterung (25) in gleichen Winkelabständen untergebracht sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung (29) eine Druckfeder enthält, die zwischen Radialflanschen (24,30), die einerseits an einem Etjde der Halterung (25) und andererseits an dem hohlen Teil (26) vorgesehen sind, dergestalt untergebracht ist, daß sie den hohen Teil (26) von dem an der Halterung (25) vorgesehenen Radialflansch (24) wegdrückt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der langgezogene Teil (2OQ und der hohle Teil (26) jeweils mit einer inneren bzw. äußeren kegelstumpfförmigen Fläche (40,43) versehen sind, die in Richtung des Flanschendes der Halterung (25) konvergieren, und daß bei einer axialen Bewegung des hohen Teils (26), durch welche die Vorspannungseinrichtung (29) zusammengedrückt wird, dieser hohe Teil (26) auf den langgezogenen Teil (2OQ trifft und diesen verdrängt, so daß die kegelstumpfförmige Fläche (40) des langgezogenen Teils (20Q gegen die radial beweglichen kugelförmigen Auslöseglieder (41) drückt und dadurch diese radial nach außen geschoben werden, wobei sich die Auflagefläche (40A) des langgezogenen Teils (20Q gegen die kugelförmigen Auslöseglieder (41) anlegt und so ein Zurückrollen derselben verhindert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialflansch (24) an der Halterung (25) ein Teil eines mit einem Ventilsitz (33) versehenen Gehäuses ist, und daß das dem Flanschende der Halterung (25) abgewandte Ende (27) des hohlen Teils (26) mit einem Ventildichtungs-

teil (28) ausgestattet ist, der sich gegen den Ventilsitz (33) anlegt, wenn der hohe Teil (26) bei Betätigung des langgezogenen Teils (TOC) freigegeben wird.

Die Erfindung betrifft einen Trägheitsschalter mit einem längs einer Drückerachse betätigbaren Drücker, einem Gehäuse, das eine zur Drückerachse parallele _Ul Mittelachse aufweist, einer als Drehfläche um die Mittelachse ausgebildeten Aufnahme und einem in seiner Ruhestellung in der Aufnahme stabil gehaltenen kugelförmigen Rollkörper, der unbehindert aus der Ruhestellung herausbewegbar ist, wenn sich die π Neigung der Resultante aller auf den Rollkörper wirkenden Kräfte bezüglich der Mittelachse über einen vorgegebenen Winkelbetrag hinaus ändert

Bei Trägheitsschaltern der genannten Art ist eine Kugel in einer kegelstumpfförmigen Aufnahme untergebrachL Wenn der Schalter infolge einer seitlichen Stoßbelastung einer seitlichen Beschleunigung ausgesetzt ist, erfährt die Kugel eine Beschleunigung bezüglich der Aufnahme in umgekehrter Richtung der auf den Schalter ausgeübten Stoßbelastung. Die Kugel ₂s verhält sich daher so, als wenn auf sie eine seitliche Kraft einwirken würde, die entgegengesetzt und proportional zu der auf den Schalter ausgeübten Stoßbelastung ist Wenn die Resultierende dieser gedachten, auf die Kugel wirkenden seitlichen Kraft und _J0 der nach unten gerichteten Schwerkraft außerhalb der durch den Berührungspunkt der Kugel mit der kegelstumpfförmigen Aufnahme gebildeten Auflage verläuft, erfährt die Kugel entlang der Aufnahmefläche eine nach oben gerichtete Beschleunigung proportional der zu dieser Aufnahmefläche parallelen Komponente der resultierenden Kraft und kommt dann mit einem Schaltglied in Berührung. Wo die Berührung der Kugel mit dem Schaltglied das Fließen eines elektrischen Stroms zwischen Kugel und Schaltglied ermöglicht, gewährleiste; die Beschleunigung der Kugel eine rasche Schalterbetätigung mit kurzer Ansprechzeit Andererseits, wenn das Schaltglied aus einem Drücker oder Kolben besteht, der von der Kugel eingedrückt wird, gewährleistet die Beschleunigung der Kugel, daß diese eine genügend große kinetische Energie entwickelt, um den Drücker zu betätigen und so einen Wechsel des Schaltzustandes des Schalters zu bewirken. In bezug auf einen Trägheitsschalter dieser Art, bei dem die Seiten der kegelstumpfförmigen Aufnahme um einen Winkel * gegenüber der Mittelachse der Aufnahme geneigt sind und die Kugel einer resultierenden Kraft F₁- unterworfen ist, die gegenüber der Mittelachse der Aufnahme um einen Winkel β geneigt ist, kann die Komponente F₁, der resultierenden Kraft F_n welche die Kugel entlang der Seitenfläche der Aufnahme zu bewegen versucht, folgendermaßen ausgedrückt werden:

F„=-F_rcos(« + 0)

Wenn {<x+ß) größer als 90° ist, zwingt die resultierende Kraft F_r die Kugel mit einer der Kraflkomponente F, proportionalen Beschleunigung aus der Aufnahme heraus, so daß ein Trägheitsschalter, bei dem die Seiten der kegelstumpfförmigen Aufnahme eine bestimmte Neigung (Winkel λ) aufweisen, auf die f,5 Neigung (Winkel ß) der auf die Kugel wirkenden resultierenden Kraft F_ranspricht.

In der Praxis wird dieüs Prinzip für die Betätigung von Trägheitssehaltern durch die Neigungsänderung einer resultierenden Kraft verwendet, die auf ein in einer kegelstumpfförmigen Aufnahme untergebrachte Kugel wirkt, wobei diese Neigungsänderung entweder auf die Einwirkung einer seitlichen Stoßbelastung auf die an der Kugel angreifende Schwerkraft zurückzuführen ist, wie das bei Schaltern zutrifft, die auf Stoßbelastung ansprechen, oder von einer Kippbewegung des Schalters herrührt, durch welche die Neigung der Angriffslinie der auf die Kugel wirkenden Schwerkraft verändert wird, wie das für Überschlagschalter zutrifft Ein derartiger Trägheitsschalter ist in der DE-OS 23 41 862 beschrieben.

Um zu gewährleisten, daß ein nach diesem Prinzip konstruierter Schalter nicht auf Einwirkungen anspricht, die unter einem bestimmten Schwellenwert liegen, d. h. um die Empfindlichkeit des Schalters zu reduzieren, ist es notwendig, den Winkel α zu verkleinern und somit die Seitensteilheit der kegelstumpfförmigen Aufnahmefläche zu erhöhen. Diese Konstruktionsform weist jedoch den Nachteil auf, daß die Ku^-il eine bestimmte Zeit für die Beschleunigung auf eine Geschwindigkeit benötigt, bei der ihre kinetische Energie ausreicht um die für das Eindrücken des Druckkolbens erforderliche Arbeit zu leisten.

Eine Möglichkeit diesen Nachteil zu reduzieren besteht darin, eine Kugel aus ferromagnetischem Material zu verwenden und auf die Kugel durch einen unter der kegelstumpfförmigen Aufnahme angebrachten Magneten eine magnetische Anzeihungskraft auszuüben. Diese magnetische Anziehungskraft auf die Kugel ist so berechnet daß sie eine vorzeitige Fortbewegung der Kugel aus ihrer Ruhesteilung verhindert, bis der Schalter eine Einwirkung erfährt, die größer als der gewünschte Schwellenwert ist Diese Rückhaltekraft nimmt auch rasch ab, sobald die Kugel aus ihrer Ruhestellung fortbewegt wird, wodurch die Komponente der resultierenden Kraft zunimmt, welche die Kugel entlang der Aufnahmeseitenwand nach oben zwingt, und damit die Zeit reduziert, weiche die Kugel für das Erreichen derjenigen Geschwindigkeit benötigt, bei der die Kugel die für das Eindrücken des Druckkolbens erforderliche kinetische Energie entwikkelt.

Obwohl jedoch durch die auf die Kugel ausgeübte magnetische Rückhaltekraft die Ansprecnzeit beträchtlich, in typischen Fällen um einen Faktor bis zu 10 bis 20 reduziert werden kann, ist in vielen Anwendungsfällen noch eine weitere Verkürzung der Ansprechzeit erforderlich, so z. B. bei Trägheitsschaltern für die Auslösung von Sicherheitseinrichtungen, die beim Zusammenstoß von Fahrzeugen ansprechen müssen.

Es ist daher der Zweck der Erfindung, eine weniger komplizierte Form eines Trägheitsschalters zu schaffen, der nicht anspricht bevor er eine Einwirkung von vorbestimmter GröSe erfährt, der jedoch im Fall dieser Einwirkung schneller anspricht als die bekannten Trägheitsschalter, bei denen eine Kugel so angeordnet ist, daß sie sich entlang einer kegestumpfförmigen Aufnahmefläche bewegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Gehäuse ein am Drücker anliegendes Schaltglied in Richtung der Drückerbetätigung verschiebbar gelagert ist, wobei das Schaltglied eine senkrecht zur Mittelachse angeordnete Anschlagfläche aufweist, von der der Rollkörper in seiner Ruhestellung einen Abstand aufweist und gegen die er beim Herausbewegen aus seiner Ruhestellung in beliebiger Richtung