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Druckwellenschalter Es sind Druckwellensohalter bekannt,
die pneumatische Impulse in, elektrische oder mechanische Impulse umwandeln,
indem der Luftdruck auf eine Membrane einwirkt die ihrer-
seits
einen elektrischen Kontakt öffnet bzw. schliesst oder
einen Mechanismus
betätigt.
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Eine berannte Vorrichtung dieser Art, weist eine
in
einem Gehäuse befindliche Scheibe auf, die wenigstens einem
Druckfluidum
ausgesetzt und zwischen Dichtungsringen elas-
tisch eingespannt
ist. Ferner besitzt diese Vorrichtung einen
Arm, dessen,
einer Ende mit der Scheibe derart zusammenhängt, dass dessen
anderer Ende sich in vergrösserten Mass bei der Durchbiegung
der Scheibe unter-Fluidumdruok bewegt,
um einen Mechanismus,
z.B. eines elektrischen Schalters zu
betätigen.
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Bei einem anderen bekannten Membran-Schalter ist
die
Membrane an der Betätigungsstelle, also in der Mitte, mit
einem
als Druckübertragungsglied dienenden Niet versehen,
wobei als Druckschalter
ein Binknopf-Kleinschalter vorge-
sehen und derart angeordnet
ist, dass sein Druckknopf mit geringer Vorspannung an dem Niet anliegt.
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Weiter ist ein Druckschalter bekannt, der durch
momen-
tane Druckänderungen eines Druckgassystems
betätigt wird,
wobei ein in das Druokgassystem eingebauter, nach
aussen
vollständig abgeschlossenes Gehäuse durch eine elastische
Trennwand
in zwei Kammern taterteilt ist, die gegen das
Druckgassystem
hin Oeffnungen verschiedenen Querschnitts aufweisen, derart,
dass bei einer momentanen Aenderung des
Drucks eines Druckgassystems
zwischen den beiden Kammern einen Druckdifferenz entsteht, die bewirkt,
dass sich die
elastiche Trennwand durchbiegt und die mit ihr verbundenen
Elemente betätigt.
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Alle bisher bekannt gewordenen Schalter dieser Art
be-
sitzen einen relativ komplizierten Aufbau, indem die Durchbiegebewegung
der Membrane gder dergleiche über mechanische üebertragungsmittel
auf einen elektrischen Schalter über-
tragen wird. Sie sind daher teuer
in der Herstellung und
störungsanfällig.
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Vorliegende Erfindung.bezweckt, diese Nachteile zu
vermeiden
und weiter einen Druckwelleasahalter zu schaffen,
der möglichst
vielseitig verwendbar ist.
Gegenstand der Vorliegenden
Erfindung ist ein Druokwellensohalter mit einem durch apanlose Verformung gefertigten
Kunststoffgehäuse, das aus zwei gleichen, aneinander be-festigten Teilen besteht,
die an den einander zugewandten Seitenflächen Vorsprünge und Vertiefungen
zu ihrer gegenseitigen Zentrierung aufweisen, und welche Teile je mit einer
Ausnehmung versehen sind, die zusammen einen nach aussen abgeschlossenen Hohlraum
begrenzen, der durch eine
Membrane in zwei Kammern unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet,
dass ein elektrischer, die Membrane zentral durchsetzender, an dieser direkt
befestigter und mit ihr beweglicher Kontakt
mit einem Pol im einen der Gehäuseteile
zusammenwirkt, wobei
der genannte sowie ein weiterer Pol mit in die Kunststoff-
masse
der Gehäuseteile eingebetteten, spannungsführenden Laschen
in leitender Verbindung stehen, und dass die beiden
Kammern gegeneinander
luftdicht abgeschlossen sind und ins
Freie mündende, hermetisch abschliessbare
Düsen besitzen
und dass jede Kammer mit einem Luftanschlusstutzen
versehen
ist.
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Da der elektrische Kontakt und die mit diesem zusammenwirkenden
Pole in dem nach aussen hermetisch abschliessbaren
Hohlraum des Gehäuses
untergebraoht sind, eignet sich der
erfindungsgemässe Sohalter
besonders zur Verwendung in
erplosionsgefärdeten oder feuohten
Räumen. Die an den Luft-
.anschlussstutzen anzuschliessenden
.Leitungen können von erheblicher Länge sein,ywas die Fernbedienung des Schalters
erlaubt.
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Ferner ist der Druckwellenschalter anwendbar bei Steuerungen, zur
Temperaturüberwachung, bei TJeberwaohungs-und Sicherungsanlagen im Bahn- und Strassenverkehr
etc.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von Lusführungabeispielen des Erfindungsgegenstandes. In der Zeichnung zeigt: Fig.
1 eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Seitenansicht eines auf einen Sockel aufgesteckten
Druckviellenschalters.
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Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie von Fig. 1 Fig. 4 die Düse
in grösserem Masstab.
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Fig. 57 ein Schnitt. durch die Membrane und die mit ihr verbundenen
Teile.
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Das Gehäuse des Druckwellenschalters besteht aus zwei gleichen Teilen,
die durch spanloses Verformen, (wie Pressen, Spritzen oder Giessen unter Druck)
aus Kunststoff gefertigt sind. Die Teile 1, 2 weisen an den einander zugewandten
Seitenflächen Vorsprünge und Vertiefungen auf, die zur Zentrierung der Teile 1,
2 aneinander dienen. Die Gehäuseteile sind z.B. mittels Schrauben 3 aneinander befestigt.
Ferner weisen sie je eine i"äusnehmung 4 auf, die zusammen
einen
nach aussen abgeschlossenen Hohlraum begrenzen, der durch eine Membrane 5 in zwei
Kammern unterteilt ist. Von jeder dieser Kammern führt eine Bohrung nach aussen
zu den Luftanschlussstutzen 6 und 7.
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In der Kunststoffmasse der beiden Gehäuseteile sind spannungsführende
Laschen 8 und 9 eingebettet. mit je einem Ende der Laschen 8, 9 ist ein Steckerstift
10 bzw. 11 vernietet und mit dem hintern Ende im Kunststoff des Gehäuses verankert.
Die Steckeratifte weisen voneinander 19 mm Albstand auf, was der normalen Steckerdistanz
entspricht.
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n den andern Enden sind die Laschen 8, 9 mit Muttergewinden versehen,
in welche die je einen elektrischen Pol bildenden Schrauben 12 und 13 eingeschraubt
sind. Gummiringe 14, 15 dienen dem luftdichten Abschluss der beiden Kammern.
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Die Membrane 5 besteht aus zweckmässig synthetischen, schwefelarmen
Gummi, ist 0,2 mm dick und in ihter Mitte sowie am äusseren Rande mit zur Abdichtung
dienenden Verdickungen 16 und 17 versehen. Bin Metallring 18 dient als Träger der
Membrane 5, auf weichen sie aufvulkanisiert ist. Die Membrane unterliegt bei dieser
Fabrikationsart einer sehr geringen Spannung, die durch das Abschwinden des Gummis
hervorgerufen wird. Auf der dem läetallring 18 gegenüberliegenden Seite ist
ein zweiter Metallring 19 aufgelegt, der als Distanzring dient. .Auf jedem der Ringe
18, 19, die
zvreckmässig aus i:Iessing oder Stahl bestehen, liegt
je eine Kontaktfeder 20, 21. Der Rand der ;Jembrane, die Ringe 18, 19
und
die Kontaktfedern 20, 21 sind mit einer metallischen Einfassung 22 gegeneinandergeklemmt
und dadurch in Lage gehalten. Die Verdickung 16 ist vom zentralen Kontakt 23, der
mit dem Pol 12 zusammenarbeitet, durchsetzt. Dieser besteht aus einem Kopfniet 24
und einer Scheibe 25 und ist direkt mit der Membrane 5 vernietet.
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Die Kontaktfeder 20 besitzt zwei konzentrische Ringe, (in der Zeichnung
nicht sichtbar) deren einer in der Einfassung 22 festgehalten ist, während der andere
zwischen der Verdickung 16 und der Einfassung liegt. Die beiden konzentrischen Ringe,
welche in Ruhelage der I»mbrane in einer gemeinsamen Ebene liegen, sind. durch einen
schmalen radialen Steg miteinander verbunden. in zweiter radialer Steg erstreckt
sich vom inneren Ring zum zentralen Kontakt 23 und ist mit diesem vernietet. Die
Kontaktfeder 20 ist bestrebt, die Membrane 5 in ihrer Ruhelage zu halten bzw.
beim Druck-.
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aasgleich in den Kammern in die Ruhelage zurückzuführen. Ferner stellt
die Kontaktfeder die leitende Verbindung zwischen dem Kontakt 23 über die Einfassung
22 zur Kontaktfeder 21 her.
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Letztere besitzt einen in der Einfassung gehalterten Ring,
der eine radiale, federnde Zunge 28 trägt, deren freier Ende bei in Ruhelage berindlicher
Membrane Ja Abstand
vom Kontakt 23 liegt, am Pol 13 aber
dauernd anliegt.
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Die den einen Pol bildende Schraube 12 ist verstellbar', sodass die
Kontaktöffnung, die zwischen 0 und 2 mm einstellbar ist, den Druckverhältnissen
sowie den elektrischen Schaltleistungsbedingungen angepasst werden Scann. ";enn
die Kontaktöffnung aufgehoben wird, entsteht Dauerkontakt. Der Kunststoffkopf 27
der üchraube 1@ ist mit einer ringförmigen Nut 28 versehen, wodurch ein lippenförmiger
Teil 29 gebildet ist, welcher die Gehäusebohrung 30 luftdicht abschliesst und zugleich
als Schrüubensicherung dient. Die Schrüube 13 ist zweckmässig in der Kunststoffmasse
des betreffenden Gehäuseteils nicht drehbar eingebettet.
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Die Betätigung des behalterserfolgt durch eine Luftdruckwelle, (Ueberdruck
oder Vakuum) welche auf die Membrane eirririrkt und dadurch den Kontakt 23 öffnet
oder schliesst. Us Geber kann beispielsweise ein mit einer Taste betätigbarer Balg
vorgesehen sein. Durch Drücken der Taste entsteht eine Druckwelle, die sich durch
den am Stutzen angeschlossenen Kunststoffschlauch auf die Membrane überträgt. Durch
die meiden @z.nschlussstutzen 6 und 7 ergeben sich vier Schaltmöglichkeiten: Stutzen
6 : Druck öffh@t, Sog schliesst den Schalter, Stutzen 7 : Druck schliesst, Sog öffnet
den Schalter.
Der 1iichEater arL)eitet im Druckbereich 2 - ca. 1000
mm !'l5. Beide Gehäuseteile weisen eine die Kammern mit der Lussenluft verbindende
Bohrung 31 auf, die als Düse ausgebildet und mittels einer Stiftschraube 32 hermetisch
verschliessbar ist. Diese Düsen dienen zum Schutze der Membrane, z.B. bei Temperaturerhöhungen,
indem durch Lösen der Schrauben 32 der Druck in den beiden Kammern ausgeglichen
werden kann. Damit der Schalter als Zeitschalter verwendet werden kann, sind die
Schrauben 32 mit einem zylindrischen und einem konischen Sitz 33 bzw. 34 versehen,
die mit entsprechenden Flächen der Bohrung 31 zusammenwirken. Diese :.usbildung
gestattet eine äusserst feine Regulierung der Druehtrittsquerschnitte der Düsen.
Die dGrgestellte Düse ermöglicht -ehultiml)ulse von ungefähr 1/10 Sekunde bis mehrere
lUnuten Dauer, je n;uch Einstellung der Regulierschrauben 32.
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Zum umgehinderten :=ustritt der Luft sind die Bohrungen 31 mit einer
Längsnut 35 versehen.
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'iird als Kontaktfeder 20 @.nstelle der oben beschriebenen Konstruktion
eine Springfeder veniendet, so dient der beschriebene Schalter als Ein- @.ussehalter.
Der gleiche Zweck kann auch erreicht werden durch Erteilung von pneumatischen Impulsen
abwechselnd auf beide Seiten der Membrane.
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Vienn anstelle der erwähnten Kontaktfeder 21 eine zweite Kontaktfeder
20 vorgesehen, und die Einfassung 22 mit einem dritten Pol verbunden wird, kann
der Druckwellensehalter
auch als Polumschalter verwendet werden.
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Statt der Steckerstifte 10, 11 können auch aus dem Gehäuse herausführende
@inschlussfahnen, die mit den Laschen 8, 9 verbunden und als Löt- oder'Steckanschlüsse
ausgebildet sind, vorgesehen sein. Gemäss Fig. 1 und 2 besitzt der Schalter einen
Sockel 36, in welchen er mit den Stiften 10, 11 aufgesteckt ist. K.emmbriden und
Schrauben 37 dienen als Schaaubansohlüsse.
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Die beiden Gehäuseteile 1, 2 können statt mit gewöhnlichen Schrauben
3, mit als Steakerstifte 38 ausgebildeten Schrauben miteinander verschraubt sein,
was eine weitere .ki.nschlusamöglichkeit ergibt.
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Im Rahmen der Erfindung sind noch zahlreiche andere £@usführungsformen
denkbar, auf die hier nicht näher eingetreten wird.