-
Von einem Druckmedium, z. B. Druckwasser.. steuerbarer elektrischer
Schalter Von einem Druckmedium, z. B. Druckwasser, steuerbare elektrische Schalter
sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, in ihrem Aufbau je-
doch
verhältnismäßig kompliziert. Sie arbeiten im allgemeinen mit einer von dem Druckmedium
beaufschlagten Steuerinembran und zugeordneten Kontakten. Kompliziert sind die bekannten
Ausführungsformen, insbesondere deshalb, weil die Kabel- bzw. Elektrodendurchführtingen
offenbar druckdicht abgeschlossen sein müssen, auch ist die mechanische Gestaltung
mit Einspannung und Abdichtung der Steuermembran verhältnismäßig schwierig. Im Ergebnis
sind die bekannten Ausführungsformen von durch ein Druckmedium, z. B. Druckwasser,
steuerbaren Schaltern so gestaltet, daß sie einer Präzisionsfertigung bedürfen.
-
In neuerer Zeit hat das sogenannte Tränkschießen, insbesondere im
Steinkohlenbergbau, als Gewinnungsverfahren große Bedeutung gewonnen. Dazu werden
in Kohle oder Gestein eingebrachte, zumeist gebohrte Sprenglöcher im Bereich des
Sprenglochgrundes mit einer Sprengladung besetzt und mit Hilfe einer Tränkeinrichtung
mit Druckwasser verdämmt. Die Tränkeinrichtungen bleiben dabei während des Schießens
im Sprengloch und bilden dort gleichsam einen Stopfen, sie werden nach dem Schießen
wiedergewonnen. Von großer Bedeutung für die Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit,
aber auch die Sicherheit des Sprengschießens ist der Wasserdruck im Sprengloch,
der je nach Festigkeit der zu schießenden Kohle-bzw. des zu schießenden Gesteins
30 atü und mehr betragen muß. Der Erfinder hat vorgeschlagen, die Druckkontrolle
des Druckwassers im Sprengloch beim Tränkschießen dadurch vorzunehmen, daß in dem
Sprengloch zwischen Sprengeinrichtung und Sprengladung bzw. -zünder in zumindest
einem Zündkabel ein vom Druckwasser im Sprengloch gesteuerter elektrischer Schalter
angeordnet ist. Die eingangs beschriebenen bekannten, von einem Druckmedium steuerbaren
elektrischen Schalter eignen sich jedoch für diesen Zweck wenig, da sie beim Schießen
zerstört werden und folglich zu aufwendig sind.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen von einem Druckmedium,
z. B. Druckwasser, steuerbaren elektrischen Schalter züi schaffen, der in seinem
Aufbau einfach, nichtsdestoweniger funktionssicher und billig ist -, so daß er insbesondere
für das Tränkschießen eingesetzt werden kann.
-
Die Erfindung betrifft einen von einem Druckmedium z. B. Druckwasser,
steuerbaren elektrischen Schalter, insbesondere für das Tränkschießen. Der erfindungsgemäße
Schalter ist gekennzeichnet durch eine Kunststoffdose mit als Steuermeinbran ausgebildetern.
Deckel oder Boden und eingespritzten Anschlußkabeln mit den daran angeschlossenen
oder ausgebildeten Kontakten sowie zwischen der Steuermernbran und den Kontakten
angeordnetem Schaltglied, z. B. Schaltlamelle oder Steuerzapfen. Nach einer bevorzugten
Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße, von einem Druckmedium, z. B. Druckwasser,
steuerbare Schalter aus einer Kunststoffdose aus Boden mit angespritztem Seitenteil
und eingespritzten Anschlußkabeln, deren Enden als Kontakte aus dem Boden herausragen,
wobei das Seitenteil Aufnahmen für das Schaltglied aufweist sowie von dem als Steuennembran
ausgebildeten Deckel dicht abgeschlossen ist. Die eingespritzten Anschlußkabel sind
bei dem erfindungsgemäßen Schalter im allgemeinen ohne weiteres absolut druckdicht
in die Kunststoffdose eingeführt. Das gilt insbesondere dann, wenn die Anschlußkabel
einen bevorzugt aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Isolationsmantel aufweisen
und beim Einspritzen mit dem Kunststoffdosen-Werkstoff, der bevorzugt ebenfalls
ein therrnoplastischer Werkstoff ist, adhäsiv verbunden, bevorzugt verschweißt sind,
was bei Herstellung der Kunststoffdosen in Spritzmaschinen von selbst erfolgt. Aus
gleichem Grunde kann die Kunststoffdose angespritzte Manschetten aufweisen, welche
die Anschlußkabel über eine Länge von einigen Millimetern oder auch Zentimetern
umgeben.
-
Um bei dem erfindungsgemäßen Schalter die Kontakte, die von dem Schaltglied,
beispielsweise von einer Schaltlamelle, betätigt, z. B. durch das Schaltglied kurzgeschlossen
werden, auf einfache Weise herzustellen, empfiehlt die Erfindung, die Enden der
Anschlußkabel von dem Isolationsmantel zu befreien und zu Kontakten hochzubiegen.
Bei dieser Ausführungsform ist also die Anordnung besonderer Kontakte
nicht
mehr erforderlich. Soweit die Gefahr besteht, daß die Anschlußkabel Zugbeanspruchungert
erfahren, empfiehlt die Erfindung die eingespritzten Teilstücke der Anschlußkabel
z. B. mit S-förmigen oder bogenförmigen Ausformungen zu versehen, so_ daß sie jedenfalls
sicher und dicht im Boden der Kunststoffdose festgehalten werden.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Schalter erfolgt die Abdichtung des Deckels,
der als Steuermembran ausgebildet ist, ebenfalls auf einfache Weise, und zwar besitzenzweckmäßigerweise
dieSeitenteile derKunststoffdose eine umlaufende Nut, während der Deckel mit einer
umlaufenden Feder umgeben und damit in die Nut eingesetzt ist. Hier kann die Vereinigung
nunmehr durch Verkleben oder auch Verschweißen erfolgen. Der Deckel selbst besitzt
im übrigen zweckmäßig in seiner Mitte einen Steuerzapfen, der das Schaltglied betätigt.
Wenn der Steuerzapfen aus leitendem Kunststoff od. dgl. besteht, woraus im übrigen
auch der gesamte Deckel aufgebaut sein kann, besteht die Möglichkeit, diesen Steuerzapfen
zugleich als Schaltglied zu verwenden, das also beim Aufdrücken auf die Kontakte
diese Kontakte kurzschließt bzw. überbrückt und dadurch den Stromkreis schließt.
Im übrigen empfiehlt es sich, zwischen dem Deckel und dem Schaltglied eine Fixierungsscheibe
mit einem Loch für den Steuerzapfen anzuordnen. Der Deckel selbst besitzt zweckmäßig
verstärkte Randteile, die gleichsam einen Reifen bilden, und zwischen diesen verstärkten
Randteilen ist die Meinbranscheibe angeordnet.
-
Die durch die Erfixidung erreichten Vorteile sind vor allem darin
zu sehen, daß der erfindungsgemäße von einem Druckmittel, z. B. Druckwasser, steuerbare
Schalter auf einfachste Weise gefertigt werden kann, er kann nämlich unschwer mit
einer Kunststoffspritzmaschine in seinen Elementen gespritzt werden, wobei zur Herstellung
der Dose aus Boden- und Seitenteilen in die Spritzforin die Anschlußkabel eingelegt
werden. Auch die Montage der Einzelelemente ist folglich überraschend einfach, da
lediglich der Deckel auf die Seitenteile der Kunststoffdose aufzusetzen und durch
Verkleben oder Verschweißen mit dieser zu verbinden ist. Von besonderem Vorteil
ist fernerhin, daß die durch Werkstoffauswahl und Materialstärke festgelegten mechanischen
Eigenschaft-en (beispielsweise der Steuermembran und der Dose einerseits, die Toleranzen
der Fertigung bei der Herstellung von Deckel und Dose im Spritzverfahren andererseits)
es zulassen, dem erfindungsgemäßen Schalter wohldefinierte Eigenschaften zu verleihen.
Obwohl es sich um ein Massenprodukt handelt, das auf billige Weise gefertigt wird,
kann somit gewährleistet werden, daß die Schalter bei den durch die Konstruktion
und den Werkstoff vorgeschriebenen Drücken von beispielsweise 30 atü ansprechen,
so daß auch die erforderliche Funktionssicherheit gewährleistet ist.
-
Im folgenden wird die Erfindung im Rahmen eines Ausführungsbeispieles
aus dem Tränkschießen ausführlicher erläutert. Es zeigt Fig. 1 in einem Axialschnitt
ein Sprengloch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 in gegenüber der Fig.
1 vergrößerter Darstellung die Aufsicht auf einen vom Druckwasser gesteuerten
Schalter aus der Vorrichtung nach Fig. 1
und Fig. 3 einen Schnitt durch
den Gegenstand nach Fig. 2. Die in Fig. i dargestellte Vorrichtung dient zur Durchführung
des sogenannten Tränkschießens, insbesondere für den Steinkohlenbergbau. Sie besteht
in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer Tränkeinrichtung 1 für
-die Druckwassereinführung in das Sprengloch 2 und der Sprengladung
3 mit dem elektrischen Zünder 4, der über die Zündkabel 5, 6 von außen
betätigt werden kann. Im Sprengloch 2 zwischen Tränkeinrichtung 1 und Sprengladung
3 bzw. Zünder 4 ist im Ausführungsbeispiel in einem Zündkabel 5 ein
vom Druckwasser im Sprengloch 2 gesteuerter elektrischer Schalter 7 angeordnet.
Dieser Schalter 7 ist auf den Solldruck von beispielsweise 30 bis
40 atü eingestellt. Der Schalter 7 besitzt, wie sich insbesondere aus den
Fig. 2 und 3 ergibt, zwei mit Sprengkabelanschlüssen versehene Schaltkontakte
8, 9 und besitzt außerdem eine Steuermembran 10 mit einem Schaltglied
11. Im einzelnen ist dieser Schalter gekennzeichnet durch eine Kunststoffdose
12 mit als Steuermerabran 10 ausgebildetem Deckel. Es besteht aber auch die
Möglichkeit, den Boden 17
als Steuerrnembran auszubilden. Jedenfalls besitzt
diese Kunststoffdose 12 eingespritzte Anschlußkabel 13, 14 mit daran angeschlossenen
oder ausgebildeten, im Ausführungsbeispiel ausgebildeten Kontakten 15,
16
sowie zwischen der erwähnten Steuermembran 10
und den Kontakten
15, 16 angeordnetem Schaltglied 11 in Form einer Schaltlamelle aus
Metall., leitfähigem Kunststoff od. dgl. Die Kunststoffdose 12 besteht ihrerseits
aus einem Boden 17 mit angespritzten Seitenteilen 18 und in den Boden
eingespritzten Anschlußkabeln 13, 14, deren Enden als Kontakte
15,
16 aus dem Boden herausragen, närt-flich abgewinkelt sind. Die
Seitenteile 18 besitzen Aufnahmen 19 für das Schaltglied
11, das als Schaltlamelle ausgebildet ist. Außerdem ist der als Steuermembran
10 ausgebildete Deckel in besonderer Weise auf diese Seitenteile
18 absolut dicht aufgesetzt, z. B. aufgeklebt oder auch aufgeschweißt. Die
Anschlußkabel 13, 14 besitzen einen bevorzugt aus thermoplastischem Kunststoff
bestehenden Isolationsmantel 19 und sind beim Einspritzen mit dem Kunststoffdosen-Werkstoff,
der bevorzugt ebenfalls ein thermoplastischer Kunststoff ist, adhäsiv verbunden,
bevorzugt mit diesem sicher verschweißt. Auf diese Weise ist eine sichere
Ab-
dichtung dieser Sprengkabel oder Sprengdrahtzuführungen gewährleistet.
Um die Abdichtung zu verbessern, können die in Fig. 2 erkennbaren angespritzten
Manschetten 20, 21 vorgesehen sein, die die Anschlußkabel 13, 14 über einen
Bereich von einigen Millimetern oder Zentimetern umgeben. Die Enden der Anschlußkabel
13, 14 sind im Ausführungsbeispiel von dem Isolationsmantel 19 befreit
und zu den Kontakten 15, 16 hochgebogen. Um zu verhindern, daß diese Sprengkabel
oder Sprengdrähte 13, 14 aus dem Boden 17 der Dose herausgezogen werden,
wenn mechanische Beanspruchungen auftreten, sind die eingespritzten Teilstücke der
Anschlußkabel 13, 14 im Ausführungsbeispiel mit bogenförrnigen oder auch
5-förmigen Ausformungen 22, 23
versehen.
-
Wie die Fig. 3 erkennen läßt, besitzen die Seitenteile
18 eine umlaufende Nut 24, und der Deckel 10
ist mit einer umlaufenden
Feder 25 in diese Nut 24 eingesetzt sowie mit ihr verklebt bzw. mit dieser
Nut verschweißt. Absolute Abdichtung ist auf diese Weise verwirklicht. Der Deckel
10 selbst besitzt einen Steuerzapfen 26, der das Schaltglied
11 betätigt. Man
kann auch auf das Schaltglied
11 verzichten und mit einem leitenden Steuerzapfen 26 arbeiten, der
die Kontakte 15, 16 unmittelbar verbindet und dadurch den Stromkreis schließt
bzw. öffnet, je nachdem ob dieser Steuerzapfen 26 die Kontakte
15, 16 berührt oder nicht. Die Montage des beschriebenen vom Druckwasser
gesteuerten Schalters erleichtert sich, wenn zwischen Deckel 10 und Schaltglied
11 eine Fixierungsscheibe 27 mit einem Loch 28 für den erwähnten
Steuerzapfen 26 vorgesehen ist, wie es im Ausführungsbeispiel auch dargestellt
wurde. Der Deckel 10 selbst besitzt verstärkte, gleichsam reifenartige Randteile
29 mit der beschriebenen Federausbildung 25, wobei zwischen diesem
Reifen 29 die eigentliche Membranscheibe angeordnet ist.
-
Die geometrischen Verhältnisse und der Werkstoff des letztbeschriebenen
vom Druckwasser gesteuerten Schalters lassen sich unschwer so wählen, daß der Schalter
auf bestimmte Drücke anspricht. Wird der Schalter dann in einem Kunststoffspritzautomaten
hergestellt, so sind die durch Materialstärke und Werkstoffauswahl festgelegten
Verhältnisse ohne weiteres reproduzierbar, so daß auch bei Serienfertigungen die
Schalter innerhalb geringer Toleranzen stets auf den konstruktiven vorgegebenen
Solldruck ansprechen. Diese Schalter werden dann, wie es in Fig. 1 angedeutet
ist, in ein Zündkabel bzw. in einen Zünddraht 5 bzw. 6 eingebaut,
und zwar zwischen der Tränkeinrichtung 1 und der Sprengladung 3.
Wird
das Sprengloch 2 dann mit Druckwasser ausgefüllt, so wird der Druck offenbar auf
die Steuennembran 10 bewirkt. Ist der Druck so groß, wie es die Konstruktion
des Schalters vorschreibt, beispielsweise ,0 bis 40 atü, so wird die Membran
10 betätigt und der Schalter geschlossen, die Zündung der Sprengladung
3 kann nunmehr erfolgen, wobei die Gewähr gegeben ist, daß im Sprengloch
2 bzw. in allen Sprenglöchern der erforderliche Druck herrscht.