DE102014112113A1

DE102014112113A1 - Druckschalter

Info

Publication number: DE102014112113A1
Application number: DE102014112113.9A
Authority: DE
Inventors: Zoran Djordjevic; Siegmund Schlüter
Original assignee: Kavlico GmbH
Current assignee: Sensata Germany GmbH
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckschalter zum Messen eines Drucks eines Fluids und zum Ausgeben eines von dem gemessenen Druck abhängigen Signals, mit einem Druckport, welcher eine Messmembran umfasst, und einem Bedienteil, das relativ zu dem Druckport um eine Drehachse verdrehbar ist. Der Druckschalter zeichnet sich dadurch aus, dass das Bedienteil und der Druckport mittels eines Transferteils miteinander verbunden sind und das Transferteil relativ zu dem Bedienteil und dem Druckport um die Drehachse verdrehbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckschalter zum Messen eines Drucks eines Fluids und zum Ausgeben eines von dem gemessenen Druck abhängigen Signals, mit einem Druckport, welcher eine Messmembran umfasst, und einem Bedienteil, das relativ zu dem Druckport um eine Drehachse verdrehbar ist.
Derartige Druckschalter werden beispielsweise zur Erfassung des Drucks von Druckbehältern eingesetzt, um z.B. durch die Ausgabe eines Schaltsignals an einen Kompressor einen konstanten Mindestdruck in dem Druckbehälter zu erhalten. Weiterhin werden Druckschalter auch zum Schutz vor Überdruck eingesetzt, wobei durch den Druckschalter ein Warnsignal ausgegeben werden kann.
Üblicherweise umfassen Druckschalter einen Druckport, der zum Anschluss an eine Druckleitung, einen Druckbehälter und dergleichen dient, wobei in dem Druckport eine Messmembran vorgesehen ist, mittels welcher der Druck des zu messenden Fluids in ein, insbesondere elektrisches, Messsignal umwandelbar ist. Dabei kann beispielsweise in an sich bekannter Weise aus dem Messsignal einer auf der Messmembran angeordneten Messbrücke durch eine Auswerteelektronik auf den Fluiddruck rückgeschlossen werden, wobei beispielsweise bei Überschreiten eines bestimmten Drucks ein Signal an einem elektrischen Anschluss des Druckschalters ausgegeben werden kann.
Weiterhin umfassen bekannte Druckschalter ein Bedienteil, das beispielsweise zur Einstellung eines Schaltpunkts oder eines Schaltbereichs und/oder zur Anzeige des momentan gemessenen Drucks dient. Ein derartiger Druckschalter ist beispielsweise in der DE 196 16 658 B4 offenbart.
Druckschalter kommen häufig in größeren und komplexen Maschinen und Anlagen zum Einsatz, weshalb sie oftmals an schwer zugänglichen Orten innerhalb der Maschine bzw. Anlage verbaut sind. Der Zugang zu dem elektrischen Anschluss sowie zu dem Bedienteil kann deshalb durch andere Komponenten der Maschine blockiert sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher an unterschiedliche Einbauerfordernisse auf einfache Weise anpassbar ist und der zudem kostengünstig und wirtschaftlich herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Druckschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass das Bedienteil und der Druckport mittels eines Transferteils miteinander verbunden sind und das Transferteil relativ zu dem Bedienteil und dem Druckport um die Drehachse verdrehbar ist.
Anders als bisher bekannte Druckschalter ist der erfindungsgemäße Druckschalter somit aus wenigstens drei Teilen aufgebaut, nämlich dem Druckport, dem Transferteil und dem Bedienteil. Das Transferteil ist dabei jeweils drehbar mit dem Druckport und dem Bedienteil verbunden, wobei sich Druckport, Transferteil und Bedienteil entlang der Drehachse erstrecken können. Aufgrund der Drehbarkeit des Bedienteils und des Druckports relativ zu dem Transferteil können Transferteil und Bedienteil in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten gedreht werden, um beispielsweise das Bedienteil so auszurichten, dass es möglichst gut zugänglich ist. Darüber hinaus kann die Drehstellung des Transferteils unabhängig von der Drehstellung des Bedienteils gewählt werden.
Insbesondere kann eine Bedienfläche des Bedienteils nicht senkrecht zu der Drehachse ausgebildet, sondern schräg angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Bedienteil aus einer Vorzugsrichtung besonders gut abgelesen und/oder bedient werden.
Zudem kann durch das Transferteil der Abstand zwischen dem Druckport und dem Bedienteil auf einfache Weise durch Verwendung eines Transferteils mit anderer Länge verändert werden. Soll beispielsweise der Druck eines Fluids einer Druckleitung tief im Inneren einer Maschine gemessen werden, so muss der Druckport in Verbindung mit der Druckleitung gebracht werden. In diesem Fall kann durch Verwendung eines relativ langen Transferteils das Bedienteil des Druckschalters aber dennoch gut zugänglich gemacht werden.
Der erfindungsgemäße Druckschalter ermöglicht es somit, Druckschalter an nahezu beliebige Einbausituationen anzupassen. Die Anpassung kann dabei z.B. durch einfache Drehung oder die Verwendung unterschiedlich langer Transferteile erfolgen. Dabei ist von Vorteil, dass das Bedienteil und der Druckport nicht verändert werden müssen. Aus diesem Grund ist die Variation der Gesamtlänge des Druckschalters auch mit geringem wirtschaftlichem Aufwand möglich.
Die Messmembran des Druckports kann insbesondere als Dünnfilmsensorelement, als keramisch-kapazitives Sensorelement oder als piezo-resistives Sensorelement ausgebildet sein.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind der Beschreibung, den Unteransprüchen sowie den Zeichnungen zu entnehmen.
Vorteilhafterweise umfasst das Transferteil einen von außen zugänglichen elektrischen Anschluss. Durch die Anordnung des elektrischen Anschlusses an dem Transferteil ergibt sich ein besonders hoher Grad der Anpassungsfähigkeit des Druckschalters an verschiedene Einbausituationen, da der elektrische Anschluss mit dem Transferteil unabhängig von einer Drehposition des Druckports und des Bedienteils in eine gewünschte Stellung gedreht werden kann. Beispielsweise kann durch Verdrehen erreicht werden, dass das Bedienteil aus einer ersten Richtung zugänglich ist, der elektrische Anschluss mit dem Transferteil aber z.B. um einen Winkel von 60° zu der ersten Richtung verdreht ausgerichtet ist. Die möglichen Anordnungen von Bedienteil und elektrischem Anschluss zueinander werden auf diese Weise stark erweitert.
Bevorzugt ist der elektrische Anschluss als Steckverbinder ausgebildet. Insbesondere steht der Steckverbinder dabei radial zu der Drehachse von einem Grundkörper des Transferteils ab. Beispielsweise kann der Steckverbinder ein M12-Konnektor sein und/oder mit dem Grundkörper des Transferteils verschweißt sein. Durch das Verschweißen des Steckverbinders kann eine besonders hohe Festigkeit und/oder Druckdichtigkeit erreicht werden. Der elektrische Anschluss kann als Eingang für eine Versorgungsspannung des Druckschalters dienen. Zudem kann der elektrische Anschluss als Ausgang für ein Schaltsignal und/oder ein Messsignal verwendet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Transferteils mit dem Bedienteil und/oder dem Druckport mittels einer, insbesondere unlösbaren, Rastverbindung mechanisch verbunden. Eine derartige Rastverbindung ist bei der Produktion auf einfache Weise herstellbar. Folglich kann auch der Druckschalter kostengünstig und damit wirtschaftlich hergestellt werden. Zudem hält die Rastverbindung hohen Kräften stand und kann bei Ausbildung als unlösbare Rastverbindung das unbefugte Öffnen des Druckschalters erschweren.
Besonders bevorzugt ist die Rastverbindung zwischen dem Transferteil und dem Bedienteil sowie zwischen dem Druckport und dem Transferteil identisch ausgebildet. Eine derartige identische Ausbildung kann zu einer Kosteneinsparung in der Produktion des Druckschalters führen, da verschiedene Varianten des Druckschalters aus Teilen herstellbar sind, die über identische Rastverbindungen miteinander verbindbar sind. Insbesondere können auch mehrere Transferteile "in Reihe" miteinander verrastet werden. Alternativ können mittels der Rastverbindung der Druckport und das Bedienteil direkt miteinander gekoppelt werden, insbesondere um ein Manometer zu bilden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Druckport an einem dem Transferteil zugewandten Ende einen inneren Anschlussabschnitt und das Transferteil an einem dem Druckport zugewandten Ende einen äußeren Anschlussabschnitt auf, in den der innere Anschlussabschnitt des Druckports eingesteckt ist. Dies bedeutet, im Bereich dieser Anschlussabschnitte umgreift das Transferteil den Druckport, der Druckport liegt dort also in radialer Richtung gesehen innerhalb des Transferteils.
Vorzugsweise ist der innere Anschlussabschnitt mit einer, insbesondere umlaufenden, Außennut versehen, in der ein Sprengring vorgesehen ist, der im montierten Zustand aus der Außennut hervorsteht, und in eine der Außennut des Druckports zugeordnete, insbesondere umlaufende, Innennut des äußeren Anschlussabschnitts des Transferteils eingreift.
Beim Zusammenfügen von Druckport und Transferteil wird der Sprengring temporär in die Außennut hineingedrückt, beispielsweise mit einer Sprengringzange, wodurch der äußere Anschlussabschnitt des Transferteils über den inneren Anschlussabschnitt des Druckports geschoben werden kann, wobei das Aufschieben des Transferteils dadurch erleichtert werden kann, wenn an einem Ende des Transferteils eine, insbesondere umlaufende, radial nach innen weisende Fase ausgebildet ist. Sind Druckport und Transferteil so weit übereinander geschoben, dass die Innennut und die Außennut radial fluchtend angeordnet sind, kann sich der Sprengring entspannen und jeweils teilweise in die Außennut und die Innennut hineinragen. Der Sprengring verrastet also den Druckport und das Transferteil miteinander. Auf diese Weise sind der Druckport und das Transferteil axial, d.h. entlang der Drehachse, gegeneinander festgelegt. Mittels des Sprengrings und der Nuten wird somit eine Rastverbindung geschaffen, die eine Drehbarkeit des Druckports gegenüber dem Transferteil ermöglicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der innere Anschlussabschnitt mit einer insbesondere weiteren umlaufenden Außennut versehen, in der ein Dichtring angeordnet ist. Der Dichtring kann für Druck- und Staubdichtigkeit der Rastverbindung sorgen, wobei zugleich die Drehbarkeit des Druckports gegenüber dem Transferteil erhalten wird. Insbesondere kann die weitere umlaufende Außennut mit größerem Abstand von einem dem Transferteil zugewandten Ende des Druckports angeordnet sein als die Außennut, in welcher der Sprengring gelagert ist. Auf diese Weise wird z.B. eindringender Staub oder Feuchtigkeit nicht nur von dem Inneren des Druckschalters, sondern auch von dem Sprengring ferngehalten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Transferteil an einem dem Bedienteil zugewandten Ende einen inneren Anschlussabschnitt und das Bedienteil an einem dem Transferteil zugewandten Ende einen äußeren Anschlussabschnitt auf, in den der innere Anschlussabschnitt des Transferteils eingesteckt ist.
Bevorzugt ist der innere Anschlussabschnitt mit einer, insbesondere umlaufenden, Außennut versehen, in der ein Sprengring vorgesehen ist, der im montierten Zustand aus der Außennut hervorsteht, und in eine der Außennut des Transferteils zugeordnete, insbesondere umlaufende, Innennut des äußeren Anschlussabschnitts des Bedienteils eingreift. Bevorzugt ist der innere Anschlussabschnitt mit einer insbesondere weiteren umlaufenden Außennut versehen, in der ein Dichtring angeordnet ist. Die Rastverbindung zwischen dem Transferteil und dem Bedienteil kann also identisch zu der Rastverbindung zwischen dem Druckport und dem Transferteil sein. Auch die Anordnung des Dichtrings kann identisch ausgeführt sein. Insofern gilt für die Verbindung von Bedienteil und Transferteil das bereits oben für die Verbindung von Druckport und Transferteil Erläuterte. Bei einer identischen Ausbildung der Rastverbindung ist es beispielsweise auch möglich, den Druckport direkt drehbar mit dem Bedienteil zu verrasten.
Besonders bevorzugt ist das Transferteil gegenüber dem Bedienteil und/oder gegenüber dem Druckport maximal um einen jeweils festgelegten Winkel relativ verdrehbar. Eine derartige Verdrehbeschränkung dient insbesondere einem Schutz von elektrischen Kabeln, die zwischen dem Druckport, dem Transferteil und dem Bedienteil verlaufen. Durch die Verdrehbeschränkung wird eine übermäßig starke Torsion dieser Kabel verhindert. Beispielsweise kann die Verdrehbarkeit des Druckports und des Bedienteils gegenüber dem Transferteil jeweils auf 330° begrenzt sein, d.h. insgesamt ist eine Drehung um 660° möglich.
Insbesondere kann das Transferteil um weniger als 360° relativ zu dem Druckport und/oder dem Bedienteil verdrehbar sein und/oder können das Bedienteil und der Druckport um mehr als 360° relativ zueinander verdrehbar sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst zur Beschränkung der Verdrehung des Druckports relativ zu dem Transferteil der Druckport eine dem Transferteil zugewandte Endfläche, aus welcher wenigstens ein Stift axial in Richtung des Transferteils hervorsteht.
Weiterhin bevorzugt umfasst zur Beschränkung der Verdrehung des Druckports relativ zu dem Transferteil das Transferteil eine dem Druckport zugewandte Endfläche, aus welcher ein Stift axial in Richtung des Druckports hervorsteht. Der aus der Endfläche des Transferteils hervorstehende Stift und der wenigstens eine aus der Endfläche des Druckports hervorstehende Stift können dabei den gleichen radialen Abstand zur Drehachse aufweisen und derart angeordnet sein, dass sie bei Verdrehung des Druckports relativ zu dem Transferteil aneinander anschlagen. Auf diese Weise wird eine Verdrehbeschränkung gebildet.
Bevorzugt sind in der dem Transferteil zugewandten Endfläche des Druckports zwei Stifte vorgesehen, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und beispielsweise einen Abstand in Umfangsrichtung von 30° aufweisen, wodurch die Drehung auf die bereits genannten 330° eingeschränkt wird.
Bevorzugt bilden also der wenigstens eine Stift des Druckports und der Stift des Transferteils einen gegenseitigen Verdrehanschlag. Alternativ ist es ebenso möglich, in der dem Druckport zugewandten Endfläche des Transferteils zwei Stifte vorzusehen, um die Drehung des Druckports relativ zu dem Transferteil auf weniger als 360° zu begrenzen.
Weiterhin bevorzugt umfasst zur Beschränkung der Verdrehung des Bedienteils relativ zu dem Transferteil das Transferteil eine dem Bedienteil zugewandte Endfläche, aus welcher ein Stift axial in Richtung des Bedienteils hervorsteht.
Ebenfalls bevorzugt weist das Bedienteil einen Anlagevorsprung auf, welcher einen Anschlag für den aus der dem Bedienteil zugewandten Endfläche des Transferteils hervorstehenden Stift bildet, wodurch aufgrund des Zusammenspiels des Stifts und des Anlagevorsprungs eine Verdrehbeschränkung geschaffen wird.
Beispielsweise kann der Anlagevorsprung einen Winkelbereich von 30° überdecken, wodurch das Bedienteil relativ zu dem Transferteil um 330° verdrehbar ist. Der Anlagevorsprung kann zugleich auf der dem Bedienteil zugewandten Endfläche des Transferteils gleitend aufliegen, wodurch der Anlagevorsprung die Drehung des Bedienteils auf dem Transferteil stabilisiert und beispielsweise ein Kippen verhindern kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Transferteil aus mehreren Abschnitten gebildet, wobei die Abschnitte gegeneinander verdrehbar sind. Beispielsweise umfasst das Transferteil zwei Abschnitte, die relativ zueinander verdrehbar sind. Auf diese Weise kann der Druckschalter noch besser an verschiedene Einbausituationen angepasst werden. Zudem kann beispielsweise an jedem Abschnitt ein elektrischer Anschluss angeordnet sein, wodurch die verschiedenen elektrischen Anschlüsse in verschiedene Richtungen weisen können.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Satz von wenigstens zwei Druckschaltern, die jeweils nach der vorstehend erläuterten Art ausgebildet sind, wobei sich die Länge des Transferteils in Richtung der Drehachse bei den Druckschaltern unterscheidet. Der einzige Unterschied zwischen zwei Druckschaltern des erfindungsgemäßen Satzes kann somit in der Länge des Transferteils liegen, wodurch eine kostengünstige und damit wirtschaftliche Serienproduktion verschiedener Druckschalter mit unterschiedlichen Längen ermöglicht wird. Insbesondere das Bedienteil und der Druckport können jeweils identisch sein und somit in hohen Stückzahlen gefertigt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Druckschalter in perspektivischer Ansicht;
2 den Druckschalter von 1 in einer seitlichen Schnittansicht;
3A ein Bedienteil in perspektivischer Ansicht;
3B ein Transferteil in perspektivischer Ansicht;
3C eine erste Ausführungsform eines Druckports in perspektivischer Ansicht;
3D eine zweite Ausführungsform eines Druckports in perspektivischer Ansicht;
4 einen Druckschalter mit verlängertem Transferteil in Seitenansicht; und
5 einen Druckschalter mit in zwei Abschnitte untergliedertem Transferteil in Seitenansicht.
In 1 ist ein Druckschalter 10 in perspektivischer Ansicht dargestellt, der im Wesentlichen zylindrisch entlang einer axialen Richtung aufgebaut ist. An einem (in 1 oberen) Ende des Druckschalters 10 umfasst dieser ein Bedienteil 1. Das Bedienteil 1 vergrößert sich konisch nach oben hin. Weiterhin ist das Bedienteil 1 um die axiale Richtung drehbar mit einem Transferteil 2 mechanisch verbunden. Die Drehbarkeit ist dabei durch einen Pfeil 12 dargestellt.
An dem Transferteil 2 ist radial zu der axialen Richtung ein M12-Stecker 2c angebracht. Der M12-Stecker 2c dient zur Spannungsversorgung des Druckschalters 10 und zur Übertragung eines Schaltsignals des Druckschalters 10.
Der Transferteil 2 wiederum ist um die axiale Richtung drehbar mit einem Druckport 3 mechanisch verbunden, wobei der Druckport 3 dazu ausgebildet ist, eine Druckverbindung mittels eines Druckanschlusses 3n mit einer Druckleitung oder einem Druckbehälter (nicht gezeigt) herzustellen.
Die Drehbarkeit des Transferteils 2 relativ zu dem Druckport 3 ist durch einen Pfeil 14 dargestellt. Sowohl der Pfeil 12 als auch der Pfeil 14 weisen nur in eine Richtung, nichtsdestotrotz ist jeweils eine Drehung in beide Richtungen möglich.
In 2 ist der Aufbau des Druckschalters 10 von 1 genauer in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt.
Das Bedienteil 1, welches auch in 3A dargestellt ist, umfasst an einem dem Transferteil 2 abgewandten Ende ein Display-PCB 1b, welches ein OLED-Display 1d kontaktiert. Das OLED-Display 1d ist durch ein Sichtfenster 1j (1) hindurch zu erkennen und dient z.B. zur Anzeige eines gemessenen Drucks und/oder von Statusmeldungen. Benachbart zu dem Sichtfenster 1j ist eine Tastaturfolie 1f auf einer zur axialen Richtung schräg angeordneten Oberfläche 1n eines Displaygehäuses 1a angeordnet. Mittels der Tastaturfolie 1f können insbesondere Einstellungen des Druckschalters 10 verändert werden, beispielsweise lassen sich vorbestimmte Schaltschwellen einstellen. Grundsätzlich kann das Bedienteil 1 auch nur einen Taster aufweisen, um den Druckschalter 10 ein- bzw. auszuschalten.
Um einen Druckausgleich des Innenraums des Druckschalters 10 mit der Umgebung zur ermöglichen, ist eine nicht dargestellte Durchbrechung des Displaygehäuses 1a vorgesehen, welches mit einem PTFE-Filter versehen ist. Der PTFE-Filter ermöglicht eine Druckanpassung und gewährleistet zugleich die Staubfreiheit des Innenraums.
Das Bedienteil 1 umfasst ferner einen Controller-PCB 1i, welcher den Druckschalter steuert. Zu diesem Zweck weist das Controller-PCB 1i einen Mikrokontroller (nicht gezeigt) auf.
Zur drehbaren Kopplung des Bedienteils 1 mit dem Transferteil 2 ist in einem unteren Endbereich des Bedienteils 1 ein äußerer Anschlussabschnitt 1l vorgesehen, in welchem eine umlaufende Innennut 1m angeordnet ist. In die Innennut 1m des Bedienteils 1 ragt ein Sprengring 2e hinein, welcher zugleich auch in eine erste umlaufende Außennut 2f des Transferteils 2 hineinragt.
Das Transferteil 2 weist an seinem dem Bedienteil 1 zugewandten Ende einen inneren Anschlussabschnitt 2g auf (2 und 3B), welcher die erste umlaufende Außennut 2f und eine zweite umlaufende Außennut 2h umfasst. In der zweiten Außennut 2h ist ein Dichtring 2d gelagert, welcher das Bedienteil 1 und das Transferteil 2 druckdicht miteinander verbindet und so den Innenraum des Druckschalters 10 druckdicht abschirmt.
Aufgrund des zugleich in die Innennut 1m und in die erste Außennut 2f eingreifenden Sprengrings 2d können der Bedienteil 1 und der Transferteil 2 nicht gegeneinander in der axialen Richtung bewegt werden, wie aus 2 zu erkennen ist, jedoch gegeneinander verdreht werden.
Ein Grundkörper des Transferteils 2 ist durch einen Zylinder 2a gebildet. In der axialen Richtung beabstandet zu dem inneren Anschlussabschnitt 2g ist in den Zylinder 2a der M12-Stecker 2c eingelassen und mit dem Zylinder 2a verschweißt.
An einem dem Druckport 3 zugewandten Ende umfasst das Transferteil 2 einen äußeren Anschlussabschnitt 2i, welcher ebenfalls wie der äußere Anschlussabschnitt 1l des Bedienteils ausgebildet ist und eine umlaufende Innennut 2j aufweist. Innerhalb des äußeren Anschlussabschnitts 2i kommt ein innerer Anschlussabschnitt 3h des Druckports 3 zu liegen, der identisch zu dem inneren Anschlussabschnitt 2g des Transferteils 2 ausgebildet ist. Der innere Anschlussabschnitt 3h ist auch in den 3C und 3D dargestellt.
In 3C ist die auch in 2 gezeigte Ausführungsform des Druckports 2 dargestellt, welche auf einer Dünnfilmmessmembran 3d basiert. Im Unterschied dazu ist in 3D ein keramisch kapazitiver Druckmessumformer 3o gezeigt. Im übrigen Aufbau unterscheiden sich die in 3C und 3D gezeigten Druckports 3 nicht.
Wie auch 2 zeigt, umfasst der innere Anschlussabschnitt 3h eine erste umlaufende Außennut 3i und eine zweite umlaufende Außennut 3j. In der ersten Außennut 3i ist der Sprengring 3f gelagert, welcher eine axiale Bewegung des Druckports 3 relativ zu dem Transferteil 2 unterbindet, jedoch eine relative Verdrehbarkeit dieser beiden Teile zueinander erlaubt. In der zweiten Außennut 3j ist ein Dichtring 3e angeordnet. In 3C ist der Sprengring 3f genauer dargestellt, wobei ein komprimierbarer Spalt 3m zu erkennen ist, welcher zum Zusammenbau des Druckschalters 10 temporär verkleinert wird.
Zurückkommend auf 2 ist zu erkennen, dass der Druckport 3 einen Druckkanal 3k in dem Druckanschluss 3n umfasst. Der Druckkanal 3k führt der Dünnfilm-Messmembran 3d ein Fluid zu. Ein Signal-PCB 3p ist mit dem Controller-PCB 1i mittels eines Kabelstrangs 16 elektrisch verbunden. Ein weiterer Kabelstrang 18 verbindet den Controller-PCB 1i elektrisch mit dem M12-Stecker 2c.
Um eine übermäßige Torsion der Kabelstränge 16 und 18 zu vermeiden, ist der Drehwinkel, innerhalb welchem sich das Transferteil 2 gegenüber dem Bedienteil 1 und dem Druckport 4 verdrehen lässt, beschränkt. Zu diesem Zweck stehen aus einer Endfläche 3l des Druckports zwei Zylinderstifte 3g in axialer Richtung hervor (siehe auch 3C und 3D). Bei übermäßiger Verdrehung stoßen die Zylinderstifte 3g an einen aus einer unteren Endfläche 2k des Transferteils 2 hervorstehenden Zylinderstifts 2b, wodurch eine Verdrehbegrenzung erreicht wird.
Weiterhin steht zur Verdrehbegrenzung aus einer oberen Endfläche 2l des Transferteils 2 ebenfalls ein Zylinderstift 2b hervor (2 und 3B), der bei Verdrehung des Bedienteils 1 gegenüber dem Transferteil 2 mit einem in das Innere des Bedienteils 1 hineinragenden Anlagevorsprung 1k (2) in Kontakt kommt und auf diese Weise eine zu weite Drehung verhindert.
Wird der Druckschalter 10 beispielsweise in einer Industrieanlage verbaut, so kann zunächst eine Verbindung des Druckports 3 mittels des Druckanschlusses 3n mit einem Druckbehälter hergestellt werden. Anschließend kann das Transferteil 2 derart verdreht werden, dass der M12-Stecker 2c so ausgerichtet ist, dass ein elektrischer Kontakt mit dem M12-Stecker 2c auf einfache Weise herstellbar ist. Abschließend wird das Bedienteil 1 so um die axiale Richtung gedreht, dass das OLED-Display 1d und die Tastaturfolie 1f gut zugänglich sind.
Im Betrieb des Druckschalters 10 wird der Dünnfilm-Messmembran 3d über den Druckkanal 3k ein unter Druck stehendes Fluid, wie z.B. Wasser, Öl oder Gas, zugeleitet. Eine auf der Dünnfilm-Messmembran 3d angeordnete Messbrücke ändert in Abhängigkeit des Drucks des Fluids ihren Widerstand, was von dem Controller-PCB 1i über den Kabelstrang 16 gemessen wird. Der Controller-PCB 1i berechnet aus dem gemessenen Widerstand den aktuellen Druck des Fluids und zeigt diesen Druck mittels des OLED-Displays 1d an. Der aktuelle Druck wird mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs wird über den M12-Stecker 2c ein Schaltsignal ausgegeben. Unterschreitet der aktuelle Druck beispielsweise eine bestimmte Schwelle, so wird ein Schaltsignal von dem Controller-PCB 1i über den M12-Stecker 2c ausgegeben, mit welchem beispielsweise ein Kompressor aktiviert werden kann, um den Druck des Fluids wieder zu erhöhen.
Die erläuterten Einbaumöglichkeiten und die Arbeitsweise des Druckschalters 10 treffen auch auf die in 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen zu. 4 zeigt einen Druckschalter 10 mit deutlich verlängertem Transferteil 2. Im Übrigen unterscheidet sich der Druckschalter 10 nicht von dem unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Druckschalter 10.
Der Druckschalter 10 gemäß 5 unterscheidet sich von dem Druckschalter gemäß 1 bis 3 darin, dass der Transferteil 2 in einen ersten Abschnitt 2m und einen zweiten Abschnitt 2n aufgeteilt ist, wobei der erste Abschnitt 2m und der zweite Abschnitt 2n gegeneinander verdrehbar sind. An dem zweiten Abschnitt 2n ist der M12-Stecker 2c angebracht. Auch der erste Abschnitt 2m und der zweite Abschnitt 2n sind über dieselbe Rastverbindung miteinander verbunden, wie sie vorstehend zu der Schnittstelle zwischen dem Druckport 3 und dem Transferteil 2 sowie zu der Schnittstelle zwischen dem Transferteil 2 und dem Bedienteil 1 beschrieben ist.
Bezugszeichenliste

1: Bedienteil
1a: Displaygehäuse
1b: Display-PCB
1d: OLED-Display
1f: Tastaturfolie
1i: Controller-PCB
1j: Sichtfenster
1k: Anlagevorsprung
1l: äußerer Anschlussabschnitt
1m: Innennut
1n: schräge Oberfläche
2: Transferteil
2a: Zylinder
2b: Zylinderstift
2c: M12-Stecker
2d: Dichtring
2e: Sprengring
2f: erste Außennut
2g: innerer Anschlussabschnitt
2h: zweite Außennut
2i: äußerer Anschlussabschnitt
2j: Innennut
2k: untere Endfläche
2l: obere Endfläche
2m: erster Abschnitt
2n: zweiter Abschnitt
3: Druckport
3d: Dünnfilmmessmembran
3e: Dichtring
3f: Sprengring
3g: Zylinderstift
3h: innerer Anschlussabschnitt
3i: erste Außennut
3j: zweite Außennut
3k: Druckkanal
3l: Endfläche
3m: Spalt
3n: Druckanschluss
3o: keramisch kapazitiver Druckmessumformer
3p: Signal-PCB
10: Druckschalter
12: Drehrichtung
14: Drehrichtung
16: Kabelstrang
18: Kabelstrang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19616658 B4 [0004]

Claims

Druckschalter (10) zum Messen eines Drucks eines Fluids und zum Ausgeben eines von dem gemessenen Druck abhängigen Signals, mit einem Druckport (3), welcher eine Messmembran (3d, 3o) umfasst, und einem Bedienteil (1), das relativ zu dem Druckport (3) um eine Drehachse verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienteil (1) und der Druckport (3) mittels eines Transferteils (2) miteinander verbunden sind und das Transferteil (2) relativ zu dem Bedienteil (1) und dem Druckport (3) um die Drehachse verdrehbar ist.
Druckschalter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferteil (2) einen von außen zugänglichen elektrischen Anschluss (2c) umfasst.
Druckschalter (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss als Steckverbinder (2c) ausgebildet ist, der insbesondere radial zu der Drehachse von einem Grundkörper (2a) des Transferteils (2) absteht.
Druckschalter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferteil (2) mit dem Bedienteil (1) und/oder dem Druckport (3) mittels einer, insbesondere unlösbaren, Rastverbindung mechanisch verbunden ist.
Druckschalter (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung zwischen dem Transferteil (2) und dem Bedienteil (1) sowie zwischen dem Druckport (3) und dem Transferteil (2) identisch ausgebildet ist.
Druckschalter (10) nach einem vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckport (3) an einem dem Transferteil (2) zugewandten Ende einen inneren Anschlussabschnitt (3h) und das Transferteil (2) an einem dem Druckport (3) zugewandten Ende einen äußeren Anschlussabschnitt (2i) aufweist, in den der innere Anschlussabschnitt (3h) des Druckports (3) eingesteckt ist.
Druckschalter (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Anschlussabschnitt (3h) mit einer, insbesondere umlaufenden, Außennut (3i) versehen ist, in der ein Sprengring (3f) vorgesehen ist, der im montierten Zustand aus der Außennut (3i) hervorsteht, und in eine der Außennut (3i) des Druckports (3) zugeordnete, insbesondere umlaufende, Innennut (2j) des äußeren Anschlussabschnitts (2i) des Transferteils (2) eingreift.
Druckschalter (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Anschlussabschnitt (3h) mit einer insbesondere weiteren umlaufenden Außennut (3j) versehen ist, in der ein Dichtring (3e) angeordnet ist.
Druckschalter (10) nach einem vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet, dass das Transferteil (2) an einem dem Bedienteil (1) zugewandten Ende einen inneren Anschlussabschnitt (2g) und das Bedienteil (1) an einem dem Transferteil (2) zugewandten Ende einen äußeren Anschlussabschnitt (1l) aufweist, in den der innere Anschlussabschnitt (2g) des Transferteils (2) eingesteckt ist.
Druckschalter (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Anschlussabschnitt (2g) mit einer, insbesondere umlaufenden, Außennut (2f) versehen ist, in der ein Sprengring (2e) vorgesehen ist, der im montierten Zustand aus der Außennut (2f) hervorsteht, und in eine der Außennut (2f) des Transferteils (2) zugeordnete, insbesondere umlaufende, Innennut (1m) des äußeren Anschlussabschnitts (1l) des Bedienteils (1) eingreift.
Druckschalter (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Anschlussabschnitt (2g) mit einer insbesondere weiteren umlaufenden Außennut (2h) versehen ist, in der ein Dichtring (2d) angeordnet ist.
Druckschalter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferteil (2) gegenüber dem Bedienteil (1) und/oder gegenüber dem Druckport (3) maximal um einen jeweils festgelegten Winkel relativ verdrehbar ist.
Druckschalter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschränkung der Verdrehung des Druckports (3) relativ zu dem Transferteil (2) der Druckport (3) eine dem Transferteil (2) zugewandte Endfläche (3l) umfasst, aus welcher wenigstens ein Stift (3g) axial in Richtung des Transferteils (2) hervorsteht.
Druckschalter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschränkung der Verdrehung des Druckports (3) relativ zu dem Transferteil (2) das Transferteil (2) eine dem Druckport (3) zugewandte Endfläche (2k) umfasst, aus welcher ein Stift (2b) axial in Richtung des Druckports (3) hervorsteht.
Druckschalter (10) nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stift (3g) des Druckports (3) und der Stift (2b) des Transferteils (2) einen gegenseitigen Verdrehanschlag bilden.
Druckschalter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschränkung der Verdrehung des Bedienteils (1) relativ zu dem Transferteil (2) das Transferteil (2) eine dem Bedienteil (1) zugewandte Endfläche (2l) umfasst, aus welcher ein Stift (2b) axial in Richtung des Bedienteils (1) hervorsteht.
Druckschalter (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienteil (1) einen Anlagevorsprung (1k) aufweist, welcher einen Anschlag für den aus der dem Bedienteil (1) zugewandten Endfläche (2l) des Transferteils (2) hervorstehenden Stift (2b) bildet.
Druckschalter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferteil (2) aus mehreren Abschnitten (2m, 2n) gebildet ist, wobei die Abschnitte (2m, 2n) gegeneinander verdrehbar sind.
Satz von wenigstens zwei Druckschaltern (10), die jeweils nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Länge des Transferteils (2) in Richtung der Drehachse bei den Druckschaltern (10) unterscheidet.