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Die Erfindung betrifft eine Dicht-Membrane für elektrische Stößelschalter,
insbesondere Endschalter, bei denen ein axial verschiebbarer Stößel gegen den Schaltstift
einer elektrischen Schalteinheit gedrückt wird. Die Dicht-Membrane ist zwischen
dem verschiebbaren Stößel des Schalters und dem Schaltstift der elektrischen Schalteinheit
angeordnet. Sie übernimmt die Aufgabe, die im topfartigen Schaltergehäuse eingebaute
elektrische Schalteinheit vor der Einwirkung aggressiver Gase oder Flüssigkeiten,
insbesondere Öle und Wasser, zu schützen. Sie wird zwischen den Flanschen des topfartigen
Schaltergehäuses eingespannt. Der frei hängende bewegliche Mittelteil der Dicht-Membrane
befindet sich in einer kreisförmigen Öffnung eines flanschartigen Metallträgers
oder in einer am Flansch dafür vorgesehenen öffnung.
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Es ist bekannt, Stößelschalter in einem Gehäuse einzubauen und das
topfartige Gehäuse zur Aufnahme der elektrischen Schalteinheit oben durch eine Membrane
zu verschließen. Eine oder mehrere Membranen werden dabei zwischen Flanschen im
Schaltergehäuse eingebaut. Die Membrane ist mit einem stößelförmigen mittleren Druckstück
aus Metall oder Gummi versehen, mittels dem der Stößeldruck auf den Schaltstift
der elektrischen Schalteinheit übertragen wird. Bei derartigen Schaltern wird die
flächige Gummi-Membrane meist auf Dehnung beansprucht, so daß im Dauerbetrieb rasch
Membranenausfälle durch Bruch der Membranenfläche eintreten und die aggressiven
Medien die elektrische Schalteinheit unbrauchbar machen. Bei kleinen Betätigungskräften
der elektrischen Schalteinheiten entstehen Schaltungenauigkeiten durch die auf Dehnung
beanspruchte Membrane, die einen erhöhten Kraftaufwand für die Eigenverformung erfordert.
Nach einer Anzahl Schaltungen verändern sich die Verformkräfte des Membranen-Materials,
es entstehen andere Schaltmerkmale.
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Es sind weiterhin Abdichtanordnungen mit Membranen bekanntgeworden,
bei denen geformte Gummi-Membranen in den Flanschdeckel fest eingeformt werden.
Diese Membranen erhalten meist eine Sicke, die die Beweglichkeit des Membranenmittelteiles
erlaubt, ohne den hohen Kraftaufwand einer Materialdehnung zu fordern. Die solchen
Membranen innewohnenden Federkräfte sind gering, weil die Wandstärke gering gehalten
ist.
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Zum Schutz gegen frühzeitige Abnutzung und zum Schutz gegen die Stößelwirkung
erhalten solche Membranen in ihrem Mittelteil Verstärkungen aus Gummi. Die Membranen
werden durch Vulkanisation oder Kleben mit einem Flanschdeckel fest verbunden und
erhalten damit eine feste Verankerung in den kreisförmigen Öffnungen des Flansches.
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Eine über die Flanschfläche gehende Gummischicht dient gleichzeitig
zur Abdichtung der Flansche. Diese Anordnung wird bei einfachen Stößelschaltern
und bei Schaltern mit mehreren Schalterstößeln verwendet. Der besondere Vorteil
liegt darin, daß beachtliche Montageerleichterungen beim Zusammenbau von Schaltergruppen
entstehen.
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Die beschriebene Art der geformten Dicht-Membrane hat den Nachteil,
daß auf Grund der geringen Strukturfestigkeit des vulkanisierten Gummi-Materials
mit geringer Stärke leicht eine Zerstörung durch Späne oder andere feste Teile,
die in den Schalterraum gelangen, stattfinden kann. Bei Einwirkung aggressiver Öle
quellen die Membranen und vergrößern dabei ihr Materialvolumen. Die Anfälligkeit
gegenüber mechanischer Zerstörung wird dadurch größer. Die zu wählende Dicke der
Membranenfläche, die notwendig ist, um den mechanischen Belastungen standzuhalten,
führt außerdem dazu, daß bei Einwirkung tiefer Temperaturen eine Versteifung des
Materials eintritt, die die Wirksamkeit des Schalters beträchtlich herabsetzt.
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Dicht-Membranen werden zur Vermeidung der geschilderten Nachteile
vorzugsweise aus beschichtetem Gewebe hergestellt, wobei erfindungsgemäß die Membrane
nach Herstellen der beschichteten Gewebebahn mit Prägevertiefungen versehen ist,
die eine dehnungsfreie Stößelbewegung des Membranenmittelteils zulassen. Die verwendeten,
geprägten, beschichteten Gewebe haben den Vorteil, daß sie in geringerer Stärke,
als die aus Gummi geformten Membranen verwendet werden können. Die geringe Dicke
gewährleistet größte Flexibilität des Materials und schaltet Rückfederungskräfte
im Material selbst aus. Die Einprägungen fördern die Flexibilität des Materials
ohne Federkräfte hervorzubringen. Eine Versteifung durch Kälteeinwirkung tritt erst
bei sehr tiefen Kältetemperaturen ein. Der Widerstand gegen mechanische Beschädigung
ist bei den aus Stoffbahnen hergestellten Membranen geringer, weil die Strukturfestigkeit
des Materials groß ist. Beim Quellen des Gummi-Materials kann durch die Gewebeeinlage
eine Durchmesservergrößerung der Membrane nicht eintreten. Die Membrane bringt bei
der Quellung des Beschichtungsmaterials nur eine geringe Dickenvergrößerung, die
keinen Nachteil im Schalter selbst ergibt.
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In der Zeichnung sind Beispiele für die erfindungsgemäße Dicht-Membrane
dargestellt. In F i g.1 ist gezeigt, wie eine Mehrfach-Dicht-Membrane, aus einer
Stoffbahn hergestellt, geprägt worden ist. Die Stoffbahn selbst besteht aus einem
mittig liegenden Gewebe, das beidseitig durch eine Gummiauflage abgedichtet ist.
Nach der Herstellung der Stoffbahn werden die Membranen in Streifen mit mehreren
Prägungen geprägt. F i g. 1 zeigt eine solche Mehrfach-Dicht-Membrane für einen
Mehrfach-Schalter mit kreisförmigen Prägevertiefungen 1, 2, 3, 4, 5, die jeweils
als Einzel-Membranen verwendet werden. Für Einzelschalter werden die Membranen getrennt,
für Mehrfachschalter bleibt der Streifen erhalten. Der verbleibende Rand 6 dient
als Flanschdichtrand beim Einspannen der Membrane und dient gleichzeitig als Flanschdichtung.
Durch Verkleben der Dicht-Membrane mit einem Flanschteil können zusätzliche Montagevereinfachungen
erreicht werden.
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In F i g. 2 ist die prinzipielle Anordnung des Stößelschalters mit
Membrane im Schnitt dargestellt. Im napfartigen Gehäuse 7 befindet sich die elektrische
Schalteinheit B.
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Die mit der kreisförmigen Prägevertiefung 10 versehene Membrane 9
trennt die Räume der Betätigungsorgane gas- und flüssigkeitsdicht. Im unteren Raum
befindet sich der Schaltstift 11 der elektrischen Schalteinheit B. Er berührt die
Membrane und erhält über sie Berührung zum Betätigungsstößel 12 des Schalters.
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In F i g. 3 sind einzelne Prägeformen für die Dicht-Membranen dargestellt.
So eignet sich die einfache Prägung 13 für kleine Stößelwege, während die tiefere
Prägung 14 für große oder einseitige Schalt-
Wege verwendbar ist.
Die Prägeform kann kreisförmig 15, quadratisch 16 oder oval 17 sein.