DE1146163B

DE1146163B - Pressurized electrical miniature switch

Info

Publication number: DE1146163B
Application number: DEB51066A
Authority: DE
Inventors: Harald Kalippke; Ludwig Reichert; Eugen Heller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1958-11-13
Filing date: 1958-11-13
Publication date: 1963-03-28

Description

Druckmittelbetätigter elektrischer Kleinschalter Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten elektrischen Kleinschalter mit einem feststehenden und einem beweglichen Kontakt und mit einer an ihrem Rand im Schaltergehäuse über eine Stützscheibe festgespannten Biegehaut, die den an den Druckmitteleinlaß angeschlossenen Druckwechselraum von dem übrigen Teil des Schalters trennt und bei Druckanstieg gegen ein unter Federdruck stehendes, axial die Stützscheibe durchdringendes Schaltglied wirkt.Pressure Medium Operated Small Electrical Switches The invention relates to a pressure medium-actuated small electrical switch with a fixed and a movable contact and with one at its edge in the switch housing via a Supporting disc clamped flexural skin, which is connected to the pressure medium inlet Pressure change chamber separates from the rest of the switch and when the pressure rises against a spring-loaded switching element axially penetrating the support disc works.

Es sind bereits derartige Schalter mit einer dehnbaren Biegehaut aus Gummi bekannt. Meist ist eine derartige Gummimembran in ihrer Ruhestellung eben und wird bei Druckeinwirkung gedehnt und in eine durchgewölbte Endstellung gebracht. Es hat sich nun gezeigt, daß Schalter mit einer derartigen Membran den betriebsmäßigen Dauerbelastungen, wie sie im Schmierleitungssystem von Brennkraftmaschinen auftreten, nicht gewachsen sind. Diese Schalter sind nämlich sehr klein im Durchmesser und arbeiten deshalb mit sehr kleinen Kontaktdrücken. Der Ansprech- und der Kontaktdruck des Schalters werden aus der Summe der Membranfederkraft und der Kraft der Feder berechnet, die der druckmittelbetätigten Membran entgegenwirkt. Eine Gummimembran altert aber im Laufe der Zeit, insbesondere bei den in Schmiereinrichtungen auftretenden großen Temperaturunterschieden des Schmieröls, die von -40 bis -I-120° C reichen können. Durch Alterung ändert sich aber die Membran, und es ändert sich dann auch der Ansprech- und der Kontaktdruck des Schalters. Es kann sogar vorkommen, daß sich eine Gummimembran nach einiger Zeit dehnt; sie bekommt dann eine labile Mittelstellung und wird infolgedessen zu einer Schnappmembran.There are already such switches with an expandable flexible skin Known rubber. Usually such a rubber membrane is flat in its rest position and is stretched when pressure is applied and brought into a curved end position. It has now been shown that switches with such a membrane the operational Continuous loads as they occur in the lubrication line system of internal combustion engines, have not grown. These switches are namely very small in diameter and therefore work with very small contact pressures. The response and contact pressure of the switch are the sum of the diaphragm spring force and the force of the spring calculated, which counteracts the pressure medium-actuated membrane. A rubber membrane however, it ages over time, especially in the case of those occurring in lubrication systems large temperature differences of the lubricating oil, ranging from -40 to -I-120 ° C can. With aging, however, the membrane changes, and it changes too the response and contact pressure of the switch. It can even happen that a rubber membrane stretches after a while; it then gets an unstable middle position and as a result it becomes a snap membrane.

Es gibt auch Schalter, die von Hause aus mit solchen Schnappmembranen ausgerüstet sind. Diese federn aus ihrer Einspannebene nach beiden Seiten durch und ermöglichen infolgedessen verhältnismäßig große Schalthübe und ein sicheres Trennen der Kontakte auch bei kleinen Schalterabmessungen. Schnappmembranen werden gewöhnlich aus dünnem Metallblech hergestellt und mit einer zusätzlichen Dichtung versehen in das Schaltergehäuse eingespannt. Diese Schalter sind zwar weitgehend unempfindlich gegen die auftretenden Temperaturlichungen zeigen aber nicht, wie eine derartige unterschiede im C51; durch die große Eigensteifigkeit der Metallbiegehaut sind jedoch solche Schalter zum Einhalten kleiner Schaltspannen nicht geeignet.There are also switches that are made with snap-on membranes are equipped. These spring out of their clamping plane to both sides and as a result enable relatively large switching strokes and a safe one Separation of the contacts even with small switch dimensions. Snap membranes are usually made of thin sheet metal and with an additional seal provided clamped in the switch housing. These switches are largely insensitive to the occurring temperature changes but do not show how such a difference in the C51; due to the great rigidity of the bent metal skin However, such switches are not suitable for maintaining small switching spans.

Es sind zwar auch schon Kunststoffmembranen an sich bekannt; die entsprechenden Veröffentin einen druckmittelbetätigten elektrischen Kleinschalter eingebaut werden soll. Außerdem sind diese Membranen meist aus einem dickeren Material hergestellt, so daß sie für derartige Kleinschalter nicht verwendbar sind.It is true that plastic membranes are already known per se; the corresponding Publish a pressure medium-actuated electrical mini switch can be installed target. In addition, these membranes are usually made of a thicker material, so that they cannot be used for such small switches.

Diese Mängel sind gemäß der Erfindung vermieden, indem die Biegehaut eine dünne Folie von wärmebeständigem, biegbarem, aber nicht gummiartig dehnbarem Kunststoff ist, die, von ihrer Einspannebene aus gesehen, nach beiden Richtungen ausschlägt und derart bemessen und eingebaut ist, daß sie in ihrer unter Schmiermitteldruck erreichten einen Endstellung in an sich bekannter Weise über ihre ganze Fläche an den Gegenflächen der Stützscheibe und des Schaltgliedes abgefangen ist, in der bei fehlendem Druck erreichten anderen Endstellung vom Druck der Schaltfeder entlastet ist und somit in beiden Endstellungen zugspannungsfrei bleibt.These deficiencies are avoided according to the invention by the flexural skin a thin sheet of heat-resistant, bendable, but not rubber-like stretchable Plastic is that, seen from its clamping plane, in both directions deflects and is dimensioned and installed in such a way that it is under lubricant pressure reached an end position in a manner known per se over their entire surface the mating surfaces of the support disc and the switching element is caught in the at lack of pressure reached the other end position relieved of the pressure of the switching spring and thus remains free of tension in both end positions.

Die verwendete Kunststoff-Folie ist weitgehend alterungsbeständig. Dadurch und wegen der geringen Stärke der Folie tritt selbst bei großen Temperaturunterschieden und hohen Temperaturen im Schmiersystem keine Änderung der Schaltspannen ein. Es erübrigt sich auch die bei den Schaltern mit Gummi-oder Metallmembran übliche Einstellschraube für die Druckfeder.The plastic film used is largely resistant to aging. Because of this and because of the low thickness of the film, it occurs even with large temperature differences and high temperatures in the lubrication system do not change the switching ranges. It there is also no need for the adjusting screw that is usual for switches with rubber or metal diaphragms for the compression spring.

Die Kunststoff-Biegehaut bringt infolge ihrer geringen Stärke außerdem den Vorteil, daß eventuelle Durchwölbspannungen der Biegehaut im Vergleich zur Federbelastung unbeachtlich sind. Ist aber die Durchwölbspannung annähernd Null, so fällt aus einer Addition zum Bestimmen der Federkräfte an einer Biegehaut ein Summand heraus, und es ist zur Berechnung des Ansprech- und des Kontaktdruckes eines Schalters nur noch die erfahrungsgemäß auch nach jahrelangem Betrieb praktisch unveränderbare Kraft der auf die Biegehaut wirkenden Stahlfeder allein ausschlaggebend.The plastic flexural skin also brings due to its low strength the advantage that any buckling stresses in the flexural skin compared to the spring load are irrelevant. But if the buckling voltage is approximately zero, it fails one Addition to determine the spring forces on a flexural skin a summand out, and it is only used to calculate the response and contact pressure of a switch the experience has shown that it is practically unchangeable power even after years of operation the steel spring acting on the flexural skin is the only decisive factor.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt, und zwar in stark vergrößertem Maßstab dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing Section, shown on a greatly enlarged scale.

Der Schalter besteht aus einem metallischen Unterteil 1 mit einem Gewindestutzen 2 und einer sechskantigen Anzugsfläche 3. Der Gewindestutzen 2 hat eine Bohrung 4, die in eine Druckkammer 5 mündet: Den Abschluß dieser Druckkammer bildet eine dünne Biegehaut 6 aus einem Kunststoff auf der Polyesterbasis. Diese Biegehaut liegt mit dem äußeren Rand 7 ihrer der Druckkammer 5 zugekehrten Seite an einer ebenen Schulter 8 im Gehäuseunterteil 1 an. Auf der anderen Seite wird der Rand 7 durch eine tellerförmige, aus Stahlblech gepreßte Stützscheibe 9 mit deren Rand 10 abgedeckt. Der innere Teil des Randes 10 der Stützscheibe 9 ist schwach geneigt und geht bei 12 konisch in einen zurückgesetzten Tellerboden 11 über. Die Biegehaut 7 ist zusammen mit der Stützscheibe 9 in dem Gehäuseunterteil 1 bei 13 in bekannter Weise durch Scherniete befestigt.The switch consists of a metallic lower part 1 with a Threaded connector 2 and a hexagonal tightening surface 3. The threaded connector 2 has a bore 4 which opens into a pressure chamber 5: the conclusion of this pressure chamber forms a thin flexural skin 6 made of a plastic on the polyester base. These The outer edge 7 of the side facing the pressure chamber 5 lies with the bent skin on a flat shoulder 8 in the lower housing part 1. On the other hand will the edge 7 by a plate-shaped support disk 9 pressed from sheet steel whose edge 10 is covered. The inner part of the edge 10 of the support disk 9 is weak inclined and merges conically at 12 into a set-back plate base 11. the The flexural skin 7 is together with the support disk 9 in the lower housing part 1 at 13 fastened in a known manner by shear rivets.

Bei diesem Einbau wird die Biegehaut 7 durch in radialer Richtung wirkende Materialverdrängung leicht durchgewölbt. Die Stützscheibe 9 ist in ihrer Mitte gelocht und nimmt ein Schaltglied 14 aus Isolierstoff auf, das einen zwischen der Biegehaut 7 und der Stützscheibe 9 liegenden Ansatz 15 hat, dessen Höhe der Stützscheibenvertiefung entspricht. Der Rand dieses Ansatzes ist dem Tellerkonus angepaßt. Die der Biegehaut 7 zugekehrte- Stirnfläche 16 des Ansatzes 15 geht infolgedessen in der oberen Endstellung des Schaltgliedes 14 praktisch spaltfrei in die schwach geneigt verlaufende Tellerrandfläche der Stützscheibe 9 über. Mit einem zylindrischen Teil 17 reicht das Schaltglied 14 durch die Stützscheibe 9 hindurch und hat eine Schulter 18, die zusammen mit einem zylindrischen Ansatz 19 eine metallische Kontaktscheibe 20 mit mehreren gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Kontaktwarzen 21 aufnimmt. Die Kontaktscheibe 20 ist gleichzeitig Federteller für eine Schraubendruckfeder 22, die das Schaltglied 14 mit der Kontaktscheibe 20 gegen die Stützscheibe 9 zu drücken sucht.In this installation, the flexural skin 7 is slightly arched by material displacement acting in the radial direction. The support disk 9 is perforated in its center and receives a switching element 14 made of insulating material, which has a shoulder 15 lying between the flexural skin 7 and the support disk 9, the height of which corresponds to the support disk recess. The edge of this approach is adapted to the plate cone. The end face 16 of the projection 15 facing the bent skin 7 consequently merges into the slightly inclined plate edge surface of the support disk 9 in the upper end position of the switching element 14, practically without a gap. With a cylindrical part 17, the switching element 14 extends through the support disk 9 and has a shoulder 18 which, together with a cylindrical extension 19, receives a metallic contact disk 20 with a plurality of contact lugs 21 evenly distributed around the circumference. The contact disk 20 is at the same time a spring plate for a helical compression spring 22 which seeks to press the switching element 14 with the contact disk 20 against the support disk 9.

Die Kontaktscheibe 20 und die Druckfeder 22 sind von einem den Schalter nach oben abschließenden Isolierglied 23 mit Spiel umgeben, dessen Fuß an dem metallischen Unterteilt durch Einrollen befestigt ist. Ein metallisches Anschlußstück 24 ist in das Isolierglied 23 eingelassen, durch einen Vierkant 25 gegen Verdrehen gesichert und bei 26 vernietet. Eine Bohrung 27 mit Innengewinde nimmt eine Klemmschraube 28 zum Anschluß einer elektrischen Leitung 29 auf.The contact disk 20 and the compression spring 22 are of a switch upwardly closing insulating member 23 surrounded with play, the foot of which on the metallic Divided is fastened by curling. A metallic connector 24 is embedded in the insulating member 23, secured against rotation by a square 25 and riveted at 26. A bore 27 with an internal thread accepts a clamping screw 28 for connecting an electrical line 29.

Unter dem gewöhnlich im Schmiermittelkreislauf von Brennkraftmaschinen herrschenden Druck liegt der Ansatz 15 des Schaltgliedes 14 an dem Tellerboden 11 der einen feststehenden Kontakt bildenden Stützscheibe 9 an. Die den beweglichen Kontakt des Schalters darstellende Kontaktscheibe 20 ist mit ihren Kontaktwarzen 21 gegen die Kraft der Feder 22 von der Stützscheibe 9 abgehoben.This is usually the case in the lubricant circuit of internal combustion engines At the prevailing pressure, the projection 15 of the switching element 14 lies on the plate base 11 the supporting disk 9 forming a fixed contact. The movable ones Contact of the switch representing contact washer 20 is with their contact lugs 21 is lifted from the support disk 9 against the force of the spring 22.

Fällt der Druck des Schmiermittels wegen einer Undichte oder eines Fehlers im Schmiersystem unter einen bestimmten Wert, so drückt die Feder 22 die Kontaktscheibe 20 gegen die Stützscheibe 9, bis die Kontaktwarzen 21 die Stützscheibe 9 berühren. Dann fließt ein Strom über das mit Masse verbundene Gehäuseunterteil 1 und die mit diesem Unterteil verbundene Stützscheibe 9 über die Kontaktscheibe 20 und die Schraubenfeder 22 zu dem Anschlußstück 24. Die Klemmschraube 28 ist mit einer an Batteriespannung liegenden Warnlampe odersonstigen Warneinrichtungen verbunden.If the pressure of the lubricant drops because of a leak or a Failure in the lubrication system below a certain value, the spring 22 presses the Contact disk 20 against the support disk 9 until the contact lugs 21 the support disk 9 touch. A current then flows through the lower part of the housing, which is connected to ground 1 and the supporting disk 9 connected to this lower part via the contact disk 20 and the coil spring 22 to the connecting piece 24. The clamping screw 28 is with connected to a warning lamp connected to battery voltage or other warning devices.

Es ist auch möglich, die Biegehaut schon vor ihrem Einbau vorzuwölben und erst dann zwischen den metallischen Schalterteilen einzuspannen: Diese entweder durch die Montage oder aber schon vor dem Einbau der Biegehaut erreichte Durchwölbung muß dabei in jedem Fall so groß sein, daß die Biegehaut im Betrieb nicht mehr gedreht wird, d. h: in ihrer oberen Endstellung im wesentlichen die Gestalt der Abstützplatte annimmt. Mit anderen Worten: der Hub der Biegehaut von der Mittellage aus gerechnet ist durch die Auswölbung der Abstützscheibe begrenzt; er ist also etwa gleich der Höhe dieser Auswölbung.It is also possible to bulge the bent skin before it is installed and only then to clamp between the metallic switch parts: This either Arching achieved by the assembly or even before the installation of the flexural skin must in any case be so large that the flexural skin no longer rotates during operation will, d. h: in its upper end position essentially the shape of the support plate accepts. In other words: the stroke of the bent skin calculated from the central position is limited by the bulge of the support disc; so it is about the same as that Height of this bulge.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Pressure medium operated electrical miniature switch with one fixed and one moving contact and with one on the edge Bending skin clamped in the switch housing via a support disc, which is attached to the Pressure fluid inlet connected pressure change chamber from the remaining part of the switch separates and when the pressure rises against a spring-loaded; axially the support disc penetrating switching element acts, characterized in that the flexural skin one thin film of heat-resistant, bendable, but not rubber-like stretchable plastic which, as seen from its clamping plane, deflects in both directions and is dimensioned and installed in such a way that it is under lubricant pressure in its reached an end position in a manner known per se over their entire surface the mating surfaces of the support disc and the switching element is caught in the at lack of pressure reached the other end position relieved of the pressure of the switching spring and thus remains free of tensile stress in both end positions.

2. Switch to Claim 1, characterized in that the switching spring is under lubricant operating pressure standing switch via a contact disc to the one resting on the flexural skin Switching element acts and in the position reached in the absence of lubricant pressure is caught by placing the contact disc on the support disc, so that in this Position the switching element resting on the flexural skin freely movable with little play is.

3. Switch according to claims 1 and 2, characterized in that the film consists of a plastic based on polymerized terephthalic acid ester.

4. Switch according to claims 1 to 3, characterized in that the plastic film is about 0.1 mm thick and at its edge zone directly between those facing each other metallic surfaces of the support disc and a shoulder clamped in the switch housing is:

5. Switch according to claims 1 to 4, characterized in that that the support disc is a plate-shaped pressed sheet metal disc with a conical transition from the inclined plate edge to the plate bottom and on the plate bottom a corresponding shaped approach of the shift element loaded by the oil pressure applies, in such a way that the Front face of the approach and the adjoining plate edge surface of the support disc a continuous support surface for the one loaded by the lubricant Form flexural skin. Documents considered: British Patent No. 649 640; U.S. Patent No. 2149 068; Brochure from Asbest- und Gummiwerke Martin Merkel K.-G., Hamburg-Wilhelmsburg, from May 1958 on bulging membranes.