DE1473632B1 - Monostabiler Schnappmembranschalter und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen monostabilen Schnapp- tung in der Ruhelage der Schnappmembran diese

membranschalter mit einer an Randbereichen gehal- berührt.

tenen Schnappmembran, die auf ein Betätigungsglied Im Zusammenhang mit diesen Eichvorrichtungen

wirkt, das etwa in der Bewegungsrichtung der sei erwähnt, daß es bekannt ist, bei auf Druck kon-

Schnappmembran bewegbar ist. Außerdem bezieht 5 tinuierlich verformbaren Membranen Begrenzungs-

sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen anschlage zur Begrenzung der Membranbewegung in

dieses Schalters. beiden Richtungen vorzusehen (USA.-Patentschrift

Monostabile Schnappmembranschalter sind bereits 2 604 116).

in vielen Ausführungsformen bekannt. Bei einer die- Die Erfindung befaßt sich auch mit einem Verser Konstruktionen ist eine eine flache sphärische ίο fahren zur Herstellung einer oberflächenmäßig deAusbuchtung aufweisende Schnappmembran beid- formierten Membran, bei dem die Membran in eine seitig an Armen gehalten und trägt einen elektrischen Form eingesetzt und von Randflanschen der diese Kontakt, der mit einem stationären elektrischen Kon- Form bildenden Formhälften festgehalten wird, bei takt zusammenwirkt. Die Schnappmembran ist aus dem danach der Raum zwischen einer der Gehäuse-Schichten mit unterschiedlichem Wärmeausdeh- 15 hälften und der Membran unter Druck gesetzt und nungskoeffizienten gebildet und schnappt bei einer die Membran gegen die andere als Matrize dienende vorbestimmten unveränderlichen ersten Temperatur Formhälfte gepreßt und bleibend verformt wird. Das — oberer Ansprechwert genannt — in die entgegen- Neue wird darin gesehen, daß als Form das bestimgesetzte Krümmung um und führt dabei einen Schalt- mungsgemäße Gehäuse der Membran verwendet Vorgang durch. Bei einer vorbestimmten unveränder- 20 wird. Hierdurch kann eine bereits fest eingebaute, liehen zweiten Temperatur — unterer Ansprechwert noch unverformte Membran an Ort und Stelle auf genannt —, die niedriger als die erste Temperatur den gewünschten oberen Ansprechwert verformt werist, schnappt die Schnappmembran in die Ausgangs- den. Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, daß stellung zurück (USA.-Patentschrift 1 448 240). dieser Ansprechwert nicht mehr durch einen Einbau

Ferner sind auch auf Druck ansprechende 25 an der betreffenden Steuervorrichtung verändert wird, Schnappmembranen bekannt, die aus einem einheit- wenn nämlich die Verformung vor dem Einbau in liehen Material bestehen und eine Ausbuchtung ha- einer getrennten Verformungsvorrichtung durchgeben, durch welche die Umschnappwirkung erzielt führt wurde.

wird. Die Halterung erfolgt dabei am Außenrand. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es bei Die Schnappmembran schnappt dann bei einem ho- 30 dünnen Blechen bekannt ist, dieses Blech am Rand hen Druckansprechwert aus der Ruhelage um und einzuspannen und dann durch Druck unter Anlage kehrt bei einem niedrigen Ansprechwert in die Ruhe- gegen eine Wand einer Kammer dauerhaft zu verstellung zurück. Beide Werte sind unveränderlich von formen (schweizerische Patentschrift 113 207).
Anfang an festgelegt. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung er-

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, 35 geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im mindestens den unteren Ansprechwert einstellbar zu Zusammenhang mit der Zeichnung, die Ausführungsmachen. Diese Aufgabe wird bei dem eingangs er- beispiele der Erfindung enthält. In der Zeichnung wähnten Schnappmembranschalter gemäß der Erfin- zeigt

dung dadurch gelöst, daß eine erste Eichvorrichtung F i g. 1 einen Schnitt durch eine Baugruppe einer

in der Bewegungsrichtung verstellbar auf der der aus- 40 ersten Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 2

gelenkten Lage entsprechenden Seite der Schnapp- vor der Verformung der Schnappmembran,

membran schalterfest vorgesehen ist und daß die F i g. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungs-

Eichvorrichtung in der ausgelenkten Lage der form der Erfindung,

Schnappmembran diese berührt. Durch die Eichvor- F i g. 3 und 4 Teilschnitte ähnlich F i g. 2 durch

richtung kann damit die ausgelenkte Lage der 45 eine zweite und dritte Ausführungsform der Erfin-

Schnappmembran und damit der untere Ansprech- dung,

wert in weiten Grenzen genau eingestellt werden. In F i g. 1 ist eine Baugruppe dargestellt, die als

Die auf Druck ansprechenden Vorrichtungen ge- Ganzes mit 10 bezeichnet ist, die beispielsweise mit maß der Erfindung können in vielfacher Weise mit Vorteil für die Ausführungsformen nach F i g. 1 bis 4 Vorteil dort angewendet werden, wo es erwünscht 5° verwendet werden kann. Mit 12 und 14 sind zwei ist, plötzliche und rasche Änderungen in den Aus- Gehäusehälften bezeichnet, die beispielsweise aus gangsbetätigungskräften zu erzielen, wenn der Druck rostfreiem Stahl sein können und die jeweils Kameiner unabhängigen Druckquelle entweder den einen mern 16 oder 18 bilden, die aufeinander zu gerichtet oder den anderen von zwei vorbestimmten Grenz- sind, wenn die Teile gemäß F i g. 1 zusammengebaut werten erreicht. Beispielsweise kann eine auf Druck 55 sind. Die einzelnen Gehäusehälften 12 und 14 sind ansprechende oder eine auf Temperatur und Druck mit entgegengesetzten und miteinander fluchtenden ansprechende Vorrichtung gemäß der Erfindung in Umfangsflanschen 22 und 24 versehen. Die Bau-Verbindung mit einem elektrischen Schalter oder mit gruppe 10 weist ferner eine undurchlässige Schnappeinem Ventil oder einer anderen Vorrichtung ver- membran 20, vorzugsweise aus relativ dünnem Mewendet werden, bei denen es erwünscht ist, eine Be- 60 tall, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, in Form tätigung infolge vorbestimmten Änderungen des einer flachen Rohscheibe von im wesentlichen gleich-Druckes und/oder der Temperatur zu erhalten. mäßiger Dicke auf, die zwischen den Gehäusehälften

Um den oberen Ansprechwert ebenfalls einstellbar 12 und 14, wie dargestellt, angeordnet ist. Die Um-

zu machen, ist die Konstruktion vorteilhaft so ge- fangsflansche 22 und 24 sind jeweils fest und starr

troffen, daß eine zweite Eichvorrichtung in der Be- 65 mit dem Umfangsrand 26 der Schnappmembran 20,

wegungsrichtung verstellbar auf der der Ruhelage beispielsweise durch Helium-Lichtbogenschweißen,

entsprechenden Seite der Schnappmembran schalter- wie bei 28 angedeutet, verbunden, so daß die

fest vorgesehen ist und daß die zweite Eichvorrich- Schnappmembran 20 nicht nur die Kammer 16 von

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der Kammer 18 trennt, sondern auch die Kammern Die aus einem bestimmten Metall bestehende,

gegeneinander abdichtet. Zwar sind in einer bevor- unter Schnappwirkung arbeitende Schnappmembran

zugten Ausführungsform die Gehäusehälften 12 und der F i g. 2 und 3 und die zusammengesetzte, auf

14 mit dem Umfangsrand der Schnappmembran 20 Wärme ansprechende, unter Schnappwirkung arbeiverschweißt, doch sei darauf hingewiesen, daß auch 5 tende Schnappmembran der F i g. 4 weisen eine so-

andere Mittel verwendet werden können, um die genannte automatische Rückstellung auf und sind

Schnappmembran zwischen diesen Gehäusehälften 12 nur monostabil, d. h. das betreffende Element hat

und 14 festzuklemmen und abzudichten. Die nur eine einzige Lage von relativer Stabilität (bei-

Gehäusehälften 12 und 14 sind in ihrer Form zy- spielsweise die in gestrichelten Linien in F i g. 1 und lindrisch, so daß sich eine napf artige Gestalt ergibt, io in ausgezogenen Linien der F i g. 2 dargestellte Stel-

wie dies in F i g. 1 dargestellt ist. Die Schnappmem- lung), und wenn das Element in seine entgegen-

bran 20 ist in ihrer Form kreisförmig und entspricht gesetzte, unstabile Gestalt umschnappt (beispiels-

der zylindrischen Gestalt der Gehäusehälften 12 und weise in die in gestrichelten Linien in F i g. 2 und 3

14. Die Gehäusehälften 12 und 14 und das Schnapp- dargestellte), hat die dem Element innewohnende

membranrohstück 20 können auch andere Quer- 15 Federkraft die Tendenz, es in seine stabile Gestalt

schnittsformen haben, beispielsweise eine rechteckige, wieder zurückschnappen zu lassen, was automatisch

oktogonale oder eine andere polygonale Form. eintritt, wenn die auf das Element wirkenden und

Das Gehäuse 12 hat ein mit Außengewinde ver- dieses in seiner unstabilen Lage haltenden Kräfte sehenes Ansatzstück 31, das einen Kanal 30 aufweist, entweder entfernt oder so weit herabgesetzt werden, der mit der Kammer 16 kommuniziert und der als 20 daß die Federkräfte des Elementes stärker sind und Einlaß zum Einlassen eines Druckmediums dient, die Beaufschlagungskraft überwinden,
das dann die Schnappmembran beaufschlagt. Das Ein vollständiger, auf Druck ansprechender Ansatzstück 31 dient dazu, um die auf Druck an- Schnappmembranschalter einschließlich einer Bausprechende Vorrichtung mit einer abzufühlenden gruppe ähnlich der in F i g. 1 gezeigten und einem Druckquelle zu verbinden und daran zu befestigen, as durch eine auf Druck ansprechende Schnapp-Infolge des geringen Gewichtes und der Kleinbau- membran betätigten Mechanismus gemäß der ersten weise der erfindungsgemäßen Druckfühlvorrichtun- Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 2 dargen kann das Ansatzstück 31 die einzige Halterung gestellt und als Ganzes mit 11 bezeichnet. Der durch für die Baugruppe 10 darstellen. Die Gehäusehälfte den Druckfühlmechanismus entsprechend dem Aus- 14 hat ebenfalls einen Durchbruch 32. Nachdem die 30 führungsbeispiel nach F i g. 2 zu betätigende Mecha-Teile, wie oben beschrieben, zusammengebaut sind, nismus ist beispielsweise als elektrischer Schalter kann ein Verformungsvorgang durchgeführt werden. dargestellt, der als Ganzes mit 100 bezeichnet und Der Kammer 18 wird dabei durch den Durchbruch vorzugsweise hermetisch geschlossen ist.
32 ein druckgesteuertes Druckmedium, vorzugsweise Die Gehäusehälfte 14 ist napfförmig und hat eine ein hydraulisches Druckmedium, zugeführt, das die 35 Kammer 40 für die Aufnahme des elektrischen Unterseite der Schnappmembran 20 in Richtung des Schalters 100. Der elektrische Schalter 100 weist eine Pfeiles gemäß Fig. 1 beaufschlagt. Der auf die metallische Kopfplatte 102 auf, die ein Paar von Schnappmembran 20 ausgeübte Druck wölbt die öffnungen 104 und 106 hat, in denen hermetisch ab-Schnappmembran nach oben und deformiert sie gedichtete, elektrisch leitende Anschlußstücke 108 dauerhaft, so daß sie eine mit Schnappwirkung arbei- 40 und 110 angeordnet sind. Um die einzelnen Antende Gestalt gemäß den gestrichelten Linien der schlußstücke 108 und 110 ist in den Öffnungen 104 F i g. 1 annimmt. Diese Schnappform kann beispiels- und 106 eine Glasabdichtung 112 angeordnet, um so weise einen sogenannten nicht abwickelbaren Teil die Anschlußstücke 108 und 109 elektrisch isoliert mit einschließen, der dann für die Schnappwirkung und hermetisch abgedichtet im Abstand relativ zur verantwortlich ist. Die Wirkungsweise der nicht ab- 45 Kopfplatte 102 zu halten. An dem elektrischen Anwickelbaren Oberfläche zum Erzielen eines Schnapp- schlußstück 108 ist ein elektrisch leitender Kontakt Vorgangs in thermotropischen Vorrichtungen ist bei- 114 an einem Ende angebracht. Der Schalter 100 spielsweise in dem USA.-Patent 1 448 240 beschrie- weist ferner ein elektrisch leitendes, einen Kontakt ben. Der der Kammer 18 zugeführte Verformungs- tragendes Federglied 116 auf, das elektrisch mit seidruck wird entsprechend eingestellt und ändert sich 50 nem einen Ende an einem Teilstück 118 des Anentsprechend der Deformation oder der Auswölbung schlußstückes 110 befestigt und frei tragend ange- und den gewünschten Schnappmembran-Arbeits- ordnet ist.

merkmalen. Es wurde festgestellt, daß für eine be- Das Federglied 116 trägt an seinem freien Ende stimmte Materialstärke und -größe der Schnappmem- einen elektrischen Kontakt 120, der sich in Berühbran ein Zusammenhang zwischen den Verformungs- 55 rung mit dem stationären Kontakt 114 bewegt und drücken und den Drücken besteht, bei denen die sich von diesem trennen kann. Das Federglied kann Schnappwirkung oder das Verbiegen im Falle einer beispielsweise aus Berylliumkupfer sein und steht Kriech-Schnappmembran eintritt. Damit kann durch unter einer solchen Federspannung, daß es den Kon-Änderung der Verformungsdrücke eine große Zahl takt 120 in einer Richtung weg von einer Berührung und große Mannigfaltigkeit von unterschiedlich ar- 60 mit dem stationären Kontakt 114 in seine ausgezobeitenden, auf Druck ansprechenden Vorrichtungen gene Lage gemäß F i g. 2 zu bewegen versucht. Die hergestellt werden. innere Umfangswand der Gehäusehälfte 14 kann, wie

Nach der Verformung der Schnappmembran 20 in bei 42 angedeutet, eine Ringnut aufweisen, so daß

ihre Schnappgestalt (beispielsweise wie in F i g. 1 ge- sich eine Schulter 44 ergibt, die die Lage und die

strichelt dargestellt) kann nun die Schnappmembran 65 Einstecklänge des Schalters 100 in das Gehäuse 14

auf ihren Umschnappdruck dadurch geprüft werden, begrenzt und bestimmt. Der Schalter 100 ist inner-

daß das entsprechende Druckmedium durch den Ka- halb des Gehäuses 14 befestigt und vorzugsweise,

nal 30 eingeführt wird. jedoch nicht notwendigerweise, hermetisch abgedich-

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tet, beispielsweise durch Verschweißen der Kopf- gemeint, welche die zum Umschnappen der Schnappplatte 102 mit der Wand der Gehäusehälfte 14, wie membran aus der ausgezogenen Stellung in die gebei 122 in F i g. 2 angedeutet. strichelte Stellung gemäß F i g. 2 erforderlichen

Die Gehäusehälfte 14 der Vorrichtung 11 ist mit Drücke übersteigen. Damit können Druckschalter

einer einstellbaren Eichvorrichtung 130 versehen, die 5 gemäß der Erfindung mit Vorteil gegen hohe Über-

in ein zentrales Gewindeloch 132 der Wand 136 der drücke unempfindlich gemacht werden. Beispiels-

Gehäusehälfte 14 eingeschraubt ist. weise wurden Schalter gemäß der Erfindung Über-

Die Eichvorrichtung 130 hat eine zentral angeord- drücken von 1000% des normalen Druckes ausge-

nete durchgehende Längsbohrung 138, die mit dem setzt. Die Schalter haben diese Überdrücke ausge-

Durchgang 32 der Baugruppe gemäß F i g. 1 fluchtet io halten, ohne daß dabei die Eichung verloren ging,

und übereinstimmt. Die Schnappmembran 20 der Vorrichtung 11 kann

Die Längsbohrung 138 wird anfänglich verwendet, ferner nach der Verformungsoperation auf denjenigen um eine Druckquelle vorbestimmten Druckes zur Druck geeicht werden, bei dem die Schnappmembran Verformung des Schnappmembranrohstückes 20 in 20 in die ausgezogene Lage aus der gestrichelten seine Schnappform gemäß der gestrichelten Linie 15 Lage gemäß F i g. 2 zurückschnappt, wobei jedoch der F i g. 1 und der ausgezogenen Linie der F i g. 2 die beschriebenen Überdruckschutzvorteile, wie sie anzuschließen. Nachdem die Längsbohrung 138 ihre durch die Oberfläche 34 gewährt werden, nicht mehr Funktion nach der Verformung erfüllt hat, wird ein bestehen. Diese Eichung kann dadurch bewirkt wer-Ubertragungsstif 1114 aus elektrischem Isoliermaterial den, daß die Eichvorrichtung 130 entsprechend ver-(beispielsweise einem keramischen oder einem 20 dreht wird, so daß sie nun in die Kammer 18 hinein-Phenolharz-Material) in die Längsbohrung 138 ein- ragt. Wenn die Eichvorrichtung 130 aus ihrer ungesteckt. Die Länge des Betätigungsglieds 140 ist der- wirksamen Stellung gemäß F i g. 2 in die Wirkstelart, daß es gegen die Unterseite der Schnappmem- lung gemäß Fig. 3 bewegt wird, so berührt die bran 20 anliegt, wenn die letztere in ihrer ausgezo- Schnappmembran 20 die Eichvorrichtung 130 und genen, stabilen Lage gemäß F i g. 2 ist, und liegt 35 liegt dagegen an, wenn sie aus der ausgezogenen Sielferner gegen einen oberen Teil des Federarmes 116 lung in die gestrichelte Stellung gemäß F i g. 2 und 3 zwischen dessen Enden an, wenn der letztere sich umschnappt. Je weiter die Eichvorrichtung 130 in in seiner normalen Kontaktoffenstellung gemäß den die Kammer 18 hineinragt, um so höher ist der Druck, ausgezogenen Linien der F i g. 2 befindet. Bei An- bei dem die Schnappmembran 20 in ihre anfängliche wenden eines vorbestimmten Druckes durch den Ka- 30 oder ausgezogene stabile Lage zurückschnappt. Annal 30 schnappt die Schnappmembran 20 nach unten, ders ausgedrückt: wenn die Eichvorichtung 130 weium eine entgegengesetzte, konkave Form anzuneh- ter in den Hohlraum 18 hineinbewegt wird, so bemen, wie dies in gestrichelten Linien in F i g. 2 dar- nötigt die Schnappmembran 20 eine kleinere Abgestellt ist. Das Umschnappen der Schnappmembran nähme des durch den Kanal 30 zugeführten Druckes, 20 aus der ausgezogenen in die gestrichelte Stellung 35 bis die Schnappmembran in ihre anfängliche, ausgegemäß F i g. 2 bewirkt eine Abwärtsbewegung des zogene Stellung zurückschnappt. Damit kann das Betätigungsgliedes 140, was eine Bewegung des Kon- Druckdifferential (d. h. der Unterschied zwischen taktarmes 116 bewirkt, um so den Kontakt 120 aus dem Druck, bei dem die Schnappmembran 20 aus der der ausgezogenen Kontaktoffenstellung in die ge- ausgezogenen Lage in die gestrichelte Lage umstrichelte Kontaktschließstellung gemäß Fig. 2 zu 40 schnappt, und dem Druck, bei dem die Schnappbewegen. Bei Freigabe des durch den Kanal 30 aus- membran 20 aus der gestrichelten Lage zurück in die geübten Druckes oder bei entsprechender Minderung anfängliche ausgezogene Lage schnappt) leicht und dieses Druckes schnappt die Schnappmembran 20 genau durch eine entsprechende Drehung der mit Geaus der gestrichelten Stellung in die ausgezogene winde versehenen Eichvorrichtung 130 eingestellt Stellung zurück, so daß nun der Kontakt 120 außer 45 werden. Die Tiefe der Schutzoberfläche 34 kann eben-Berührung mit dem Kontakt 114 unter der Vorspan- falls verändert werden, um so die Schnappmembran nung des Federarmes 116 kommt. 20 in den Drücken zu ändern, bei denen sie in ihre

Die vorliegende Erfindung weist ferner ein Schutz- Anfangsstellung zurückschnappt, damit gleichzeitig

mittel auf, um die Schnappmembran 20 vor einer die Wirksamkeit und die Vorteile der Schutzober-

zu großen Deformierung oder vor einer schädlichen 50 fläche 34 erhalten bleiben.

Änderung der Eichung zu schützen, wenn die Die Ausführungsform 11' gemäß F i g. 3 unter-Schnappmembran sehr hohen Überdrücken ausge- scheidet sich von der Ausführungsform nach F i g. 2 setzt ist, die während des Arbeitens durch den Kanal hauptsächlich in der zusätzlichen Anbringung einer 30 eintreten. Dieses Schutzmittel hat die Form einer oberen einstellbaren Eichvorrichtung 150. Die Eichschrägen Oberfläche 34 am oberen Teil der Wand 55 vorrichtung 150 weist einen mit Gewinde versehenen 136 der Gehäusehälfte 14. Die Oberfläche 34 dient Schaft 152 auf, der in eine Gewindebohrung 154 der dazu, um einen Teil der Kammer 18 zu definieren der Gehäusehälfte 12 eingeschraubt ist. Die Gehäuseund, wie dargestellt, ist die Oberfläche 34 nach unten hälfte 12 hat einen Zuführungskanal 30', der in seiner der Mitte zu geneigt und ergibt eine Oberflächen- Funktion dem Kanal 30 der F i g. 2 entspricht,
ausbildung, die ungefähr der konkaven Form der 60 Die Eichvorrichtung ISO weist einen Flansch 156 Schnappmembran 20 nahekommt, wenn diese sich auf, gegen den die mit Schnappwirkung arbeitende in ihrer umgeschnappten, gestrichelten Stellung ge- Schnappmembran 20 anliegt, wenn sie in ihrer ausgemäß F i g. 2 befindet. Die Oberfläche 34 ergibt so zogenen, stabilen, nach oben konkaven Stellung geeinen Anschlag, gegen den sich die Schnappmembran maß F i g. 3 ist. Wenn die Eichvorrichtung 150 geanlegt, wenn sie in die gemäß Fig. 2 gestrichelte 65 dreht und nach unten gegen den mittleren Teil des Lage umgeschnappt ist, wodurch eine Deformierung Gewölbes der umschnappenden Schnappmembran 20 der Schnappmembran 20 bei zu hohen Überdrücken zu bewegt wird, so wird der zum Umschnappen der verhindert wird. Mit Überdrücken sind dabei Drücke Schnappmembran nach unten gemäß F i g. 3 erforder-

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liehe Druck entsprechend reduziert. Es ergibt sich so, zogenen in die gestrichelte Lage gemäß F i g. 4 statt-

daß der zum Uraschnappen der Schnappmembran 20 findet oder entsprechend einer Temperaturerhöhung

aus der ausgezogenen Stellung in die gestrichelte Stel- beeinflußt wird (und ferner auch bei vorbestimmten

lung erforderliche Druck um so kleiner ist, je weiter Druckbedingungen), so können vorzugsweise die

die Eichvorrichtung 150 in die Kammer 16 unter An- 5 Schichten 221 und 223 der zusammengesetzten

lage gegen den oberen Teil der Schnappmembran 20 Schnappmembran 220 die Seiten mit hoher bzw. mit

eingeführt wird. Die Eichvorrichtung 150 weist an niedriger Ausdehnung sein. Wenn es erwünscht ist,

ihrem äußeren Ende einen Schlitz 158 auf, der von daß die Schnappwirkung aus der ausgezogenen Lage

außen her zugänglich ist und in den ein geeignetes in die gestrichelte Lage durch einen Temperatur-

Werzeug eingesteckt werden kann, beispielsweise ein io abfall beeinflußt werden soll, so wird vorteilhaft die

Schraubenzieher, um von außerhalb die Eichung der Schicht 223 die Seite hoher Ausdehnung und die

Vorrichtung zu bewirken. Schicht 221 die Seite niedriger Ausdehnung sein.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 wurde die Der auf Druck ansprechende Schnappmembranschalschräge Schutzfläche 34 weggelassen, vielmehr ist die ter 200 kann zusammen mit einem elektrischen Schaleinstellbare Eichvorrichtung 130 in geeichter Lage 15 ter 100, ähnlich wie in Fig. 2 dargestellt, verwendet dargestellt, und diese liegt gegen die Unterseite der werden oder auch mit irgendeiner anderen Vorrich-Schnappmembran 20 an, wenn diese aus der ge- tung, die betätigt werden soll,
strichelten Stellung gemäß F i g. 3 umschnappt. Der auf Druck ansprechende Schnappmembran-

Der Schnappmembranschalter 11' ist ähnlich wie schalter 200 hat im wesentlichen alle Vorteile, die im die Vorrichtung 11 zur Betätigung eines elektrischen 20 Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen nach Schalters, beispielsweise eines Schalters 100 oder an- F i g. 2 und 3 beschrieben sind, und hat fernerhin den derer Vorrichtungen geeignet. Zusätzlich zu den Vor- Vorteil einer Betätigung entsprechend einer kombiteilen, die sich aus der Eichvorrichtung 150 ergeben, nierten Druck- und Temperaturfühlung und kann hat der Schnappmembranschalter 11' im wesentlichen ferner entweder ausschließlich auf Temperatur oder alle die Vorteile, die im Zusammenhang mit dem 25 auf Druck ansprechen. Es sei darauf hingewiesen, Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 beschrieben und er- daß der Schnappmembranschalter 200 ausschließlich wähnt sind. auf Temperatur bei bestimmten oder konstanten

F i g. 4 zeigt einen Axialschnitt durch ein weiteres Druckbedingungen und ausschließlich auf Druck bei

Ausführungsbeispiel. Der Schnappmembranschalter bestimmten und gegebenen konstanten Temperatur-

200 unterscheidet sich hauptsächlich von den 30 bedingungen anspricht.

Schnappmembranschaltern 11 und 11' der F i g. 2 Obgleich vorzugsweise im allgemeinen die Schnapp-

und 3 dadurch, daß er auf eine Kombination von membran eine deformierte Form entsprechend einem

vorbestimmten Druck- und Temperaturbedingungen Verformungsdruck, wie er durch die Öffnung 132,

anspricht und ferner dazu geeignet ist, so gebaut zu 138 zugeführt wird, annimmt und die Eichvorrich-

werden, daß er unabhängig und ausschließlich ent- 35 tung 150 außer Berührung mit der Schnappmembran

weder auf vorbestimmte Temperaturbedingungen während dieser Verformung gehalten wird, so kön-

oder vorbestimmte Druckbedingungen anspricht. nen doch Fälle auftreten, bei denen die Eichvorrich-

Das Ansprechen auf Temperatur ergibt sich aus tung 150 gegen die Schnappmembran anliegt, wenn der Anordnung einer zusammengesetzten mehr- diese Ausbuchtung und Verformung stattfindet, woschichtigen (beispielsweise bimetallischen), auf Wärme 40 durch hierdurch bestimmte spezielle Arbeits- und ansprechenden oder thermotropischen Schnapp- Umschnappmerkmale erreicht werden,
membran 220 an Stelle der einlagigen Schnapp- Gemäß der Erfindung kann ferner auch ein umgemembran 20 in den Schnappmembranschaltern 11 kehrter Verformungsschritt in einigen Fällen er- und 11'. F i g. 4 zeigt die einstellbare Eichvorrich- wünscht sein, um bestimmte spezielle Arbeitsbedintung 130 in ihrer nicht wirksamen Lage bündig mit 45 gungen der verformten Schnappmembran zu erder Oberfläche 34 (s. F i g. 2), so daß die Oberfläche reichen. Diese umgekehrte Verformung kann bei den 34 ihre Überdruckschutzfunktion, wie oben beschrie- Schnappvorrichtungen gemäß F i g. 2 und 4 Anwenben, ausüben kann. Die zusammengesetzte, auf dung finden. Dieser umgekehrte Verformungsschritt Wärme ansprechende Schnappmembran 220 ist an wird dadurch durchgeführt, daß ein Verformungsden Flanschteilen 22 und 24 der Gehäusehälften 12 50 druck auf die Schnappmembran in einer Richtung und 14 mit ihrem äußeren Umfangsrand 226, bei- entgegengesetzt zu dem Druck ausgeübt wird, der spielsweise durch Helium-Lichtbogenschweißung, be- oben im Zusammenhang mit der Verformung der festigt. Die auf Wärme ansprechende, zusammenge- Schnappmembran erwähnt ist.

setzte Schnappmembran 220 kann in vorteilhafter Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Ge-

Weise ähnlich verformt werden, wie das im Zusam- 55 stalt der Schnappmembran in vorteilhafter Weise erst

menhang mit der Schnappmembran 20 der F i g. 1 gebildet, nachdem die Teile in eine Baugruppe zu-

bis 3 beschrieben ist. sammengebaut sind, wodurch ein zusätzlicher Trans-

Die Eichvorrichtungen 150 und 130 dienen nicht port vermieden und die Anzahl der Operationen hernur dazu, um den Druck einzustellen, bei dem die abgesetzt wird, so daß sich eine rasche und billige Schnappmembran aus der einen oder konkaven Ge- 60 Herstellung ergibt. Der zum Verformen der Schnappstalt in eine andere umschnappt, sondern auch dazu, membran in den einzelnen Ausführungsbeispielen um die Temperatur einzustellen und zu verändern, verwendete Fluidumdruck und ferner auch die bei der dieses Umschnappen stattfindet. Damit kön- Fluidumdrücke, die von der Vorrichtung erfühlt wernen die Eichvorrichtungen 130 und 150 auch die Ein- den und die eine Betätigung hervorrufen, können entstellung der kombinierten Wirkungen von Druck und 65 weder hydraulisch oder gasförmig sein. Bei dem VerTemperatur bewirken, bei denen das Umschnappen formungsvorgang wird jedoch vorzugsweise eine Flüsstattfindet. Wenn es erwünscht ist, daß die Schnapp- sigkeit verwendet. Die Abdichtung zwischen den wirkung der Schnappmembran 220 aus der ausge- Kammern, beispielsweise 16 und 18, durch die

Schnappmembran erleichtert in vorteilhafter Weise die Verformung der Schnappmembran in eingebautem Zustand, wie oben beschrieben.

Zwar sind vorzugsweise die Kammern, wie beispielsweise die Kammern 16 und 18 des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2, hermetisch gegeneinander abgedichtet, wobei diese hermetische Abdichtung in vorteilhafter Weise durch eine Abdichtwirkung der Schnappmembran gemäß der Erfindung erzielt wird, doch sei darauf hingewiesen, daß in einigen Fällen diese beiden Kammern nur gegen Eintritt eines einen Druck erzeugenden Mediums ausreichend abgedichtet zu sein brauchen, beispielsweise während des Verformungsvorganges. Es sei darauf hingewiesen, daß die Teile durch andere Mittel als durch Schweißen oder Helium-Lichtbogenschweißen gegen den Umfangsrand der Schnappmembran angepreßt und dort abgedichtet werden können. Beispielsweise kann zum Ersatz des Schweißens eine nicht dargestellte Klemmanordnung unter Verwendung eines O-Ringes zur Abdichtung benutzt werden.

E sei ferner darauf hingewiesen, daß bei der bevorzugten, hermetisch abgedichteten Anordnung die den Druck oder die Temperatur fühlenden Schnappmembranen in den Ausführungsbeispielen nach F i g. 2 und 4 eine konstante oder absolute Druckänderung erfühlen, während in den Konstruktionen, die nicht hermetisch abgedichtet sind, die Schnappmembran nur Überdrücke, d. h. den auf die eine Seite der Schnappmembran ausgeübten unterschiedlichen Druck (beispielsweise zugeführt durch den Kanal 30 in den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 bis 4) im Vergleich zu einem sich ändernden oder dem atmosphärischen, die andere Seite der Schnappmembran beaufschlagenden Druck erfühlt.

Da ferner die Schnappmembran an Ort und Stelle in der auf Druck ansprechenden Vorrichtung selbst nach dem Zusammenbau der Teile verformt wird, ist dieser Zusammenbau besonders wirtschaftlich und einfach. Es ist erheblich wirtschaftlicher und einfächer, eine flache Vor- oder Rohplatte an den beiden Gehäusehälften anzuschweißen, als eine fertig verformte Platte mit größter Sorgfalt und unter entsprechender Kontrolle einzubauen, um sicherzustellen, daß die Verformungsmerkmale der Schnappmembran während des Zusammenbaues nicht geändert werden.

In den obenerwähnten Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung ergibt sich eine positive Kontaktkraft unmittelbar nach dem Umschnappen, und diese positive Kontaktkraft wird so lange aufrechterhalten, bis der gefühlte Druck aufhört oder sich auf einen bestimmten Betrag ermäßigt hat, wodurch dann die Umkehrschnappwirkung eintritt, so daß sich nun die Kontakte in die Kontaktoffenstellung unter der Federspannung des den Kontakt tragenden Federarmes bewegen können.

Zwar enthalten die elektrischen Schalterausführungsbeispiele Anordnungen mit normalerweise offenen Kontakten, die sich bei einem vorbestimmten Druckanstieg schließen, doch sei darauf hingewiesen, daß auch andere Anordnungen vorgesehen sein können, beispielsweise solche, bei denen in nicht dargestellter Weise die Kontakte normalerweise geschlossen sind und die Kontakte sich bei einem vorbestimmten Anstieg des Druckes öffnen, oder es könnte auch eine nicht dargestellte Umschaltkonstruktion verwendet werden.

Es ist möglich, den Druckfühlvorgang der einzelnen Ausführungsbeispiele nach F i g. 1, 2 und 3 relativ unempfindlich gegen Temperaturbedingungen dadurch zu machen, daß die Gehäusehälften 12 und der F i g. 2 und 3 aus Materialien hergestellt werden, die im wesentlichen die gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Umgekehrt können die Ausführungsbeispiele nach F i g. 2 und 3 so gebaut werden, daß sie auf eine vorbestimmte Kombination eines Druckes und Temperatur dadurch ansprechen, daß die Gehäusehälften und die Schnappmembran aus Materialien hergestellt werden, die unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben, beispielsweise aus Messing und Inwar.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Monostabiler Schnappmembranschalter mit einer an Randbereichen gehaltenen Schnappmembran, die auf ein Betätigungsglied wirkt, das etwa in der Bewegungsrichtung der Schnappmembran bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Eichvorrichtung (130) in der Bewegungsrichtung verstellbar auf der der ausgelenkten Lage entsprechenden Seite der Schnappmembran (20) schalterfest vorgesehen ist und daß die Eichvorrichtung (130) in der ausgelenkten Lage der Schnappmembran (20) diese berührt.

2. Schnappmembranschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Eichvorrichtung (150) in der Bewegungsrichtung verstellbar auf der der Ruhelage entsprechenden Seite der Schnappmembran (20) schalterfest vorgesehen ist und daß die zweite Eichvorrichtung (150) in der Ruhelage der Schnappmembran (20) diese berührt.

3. Schnappmembranschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichvorrichtungen (130, 150) Schrauben sind, die in einem Gehäuse (12, 14) des Schnappmembranschalters (10,11') eingeschraubt sind.

4. Schnappmembranschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube der ersten Eichvorrichtung (130) eine Längsbohrung (138) besitzt, in der das Betätigungsglied (140) geführt ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer oberflächenmäßig deformierten Membran, bei dem die Membran in eine Form eingesetzt und von Randflanschen der diese Form bildenden Formhälften festgehalten wird, bei dem danach der Raum zwischen einer der Gehäusehälften und der Membran unter Druck gesetzt und die Membran gegen die andere als Matrize dienende Formhälfte gepreßt und bleibend verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Form das bestimmungsgemäße Gehäuse (10, 11') der Membran (20, 220) verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen