DE1942210C3 - Druckabhängiger elektrischer Schalter - Google Patents

Description

die Schaltkontakte dem Strömungsmittel ausgesetzt, so daß der Schalter nur tür Strömungsmittel ver-

50 wendbar ist, die gegenüber den Schaltkontaktmaterialien chemisch indifferent sind (USA.-Patentschrift 3 209 089).

Die Erfindung bezieht sich auf einen druckabhän- Schließlich ist noch ein druckabhangiger elektri-

gigen elektrischen Schalter mit einem Schalterge- scher Schalter bekanntgeworden, bei dem eine elahäuse, einem im Schaltergehäuse befestigten Kon- 55 stomere, an einem Ende geschlossene schlauchförtaktkörper, von dem sich zwsi Kontaktelemente er- mige Membran mit Schaltergehäuse angeordnet ist. strecken, deren Kontaktpunkt vom Kontaktkörper Die Membran bildet in ihrem Inneren eine ströentfernt liegt, und einer elastomeren an einem Ende mungsmitteldichte Kammer, die mit einem Strögeschlossenen schlauchförmigen Membran, die im mungsmittelanschluß versehen ist. Auf gegenüberlie-Schaltergehäuse eine Strömungsmitteldichte Kammer 60 genden Seiten der Membran sind elektrisch nicht leibildet, durch deren Druckbeaufschlagung eine Beta- tende Blattfedern vorgesehen, die an jeweils einer tigung der Kontaktelemente erfolgt. Kontaktfeder des Schalters anliegen. Bei Erreichen

Es ist ein druckabhangiger elektrischer Schalter des vorgegebenen Drucks im Innenraum der bekanntgeworden, bei dem der Innenraum des schlauchförmigen Membran dehnt sich diese so weit Schaltergehäuses durch eine flache Membran in 65 aus, daß sie sich an die Blattfedern legt, wodurch einen Druckraum und einen Schaltraum aufgeteilt diese die vorher geschlossenen Kontakte öffnen, ist. Der Druckraum ist mit einem Strömungsmittelan- Nachteilig bei diesem bekannten Schalter ist, daß zu schluß versehen, über den der druckabhängige Schal- seiner Betätigung ein verhältnismäßig großes Strö-

<t

mungsmittelvolumen erforderlich ist. Nachteilig ist Innengehäuse 28, einem Epoxyharzgußteil 34, Konferner, daß zur Betätigung der Kontaktelemente taktelementen 26, 28 und elektrischen Anschlüssen durch die schlauchfönnige Membran ein besonderer 30 und 32 und wird im äußeren Gehäuseteil 24 da-Feder- und Hebelmechanismus erfo/derlich ist, was durch gehalten, daß dessen Enden mit einer Sicke zu einem verhältnismäßig großen konstruktiven Auf- 5 versehen sind, wodurch die Manschette 20 der Memwand und zu einer platzraubenden Bauweise führt bran 18 zwischen das Anschlußteil 12 und das In-(ÜSA.-Patentschrift 3 359 388). nengehäuse 22 gedrückt wird. Das in die Bohrung 14

Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen äußerst hineinragende Innenteil der Membran 18 bildet eine

kleinen druckabhängigen elektrischen Schalter zu Strömungsmitteldichte Kammer 25. Die Konlaktele-

schaffen, der auch für sehr kleine Druckunterschiede io mente 26 und 28 ragen in die Kammer 25 hinein. Die

empfindlich ist und zur Betätigung ein geringes Strö- Kontaktelemente 26 und 28 sind jeweils auf die elek-

mungsmittelvolumen erfordert. trischen Anschlüsse 30 und 32 die zu einer elektri-

Bei einem druckabhängigen elektrischen Schalter sehen Vorrichtung (nicht gezeigt) führt, wie z.B. der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe da- eines Relais, Anzeigeinstrument od. dgl., aufgebördurch gelöst, daß das offene Ende der schlauchförmi- 15 delt. Die Kontaktelemente 26 und 28 sowie die elekgen Membran zwischen dem Kontaktkörper und dem trischen Anschlüsse 30 und 32 werden mechanisch Gehäuse eingespannt ist, wodurch die strömungsmit- im Innengehäuse 22 durch das Epoxyharzgußteil 34 teldichte Kammer innerhalb der Membran gebildet festgehalten, das auch als Isolator zwischen den Konist, und daß die Kontaktelemente innerhalb der taktelementen 26 und 28, den elektrischen Anschlüs-Membran angeordnet sind. 30 sen 30 und 32 und dem Innengehäuse 22 dient. Es ist

Dadurch, daß der innerhalb der Membran gebil- eine Luftöffnung 36 vorgesehen, um den Luftdruck

dete Strömungsmitteldichte Raum den Schaltraum der Umgebung durch das Schaltergehäuse in die

bildet, kann der erfindungsgemäße Schalter verhält- Kammer 25 zu leiten.

nismäßig klein bauen. Die Membran kann die Kon- Am abstehenden freien Ende des Kontaktelements

taktelemente in einem geringen Abstand umgeben, so 25 28 ist ein Vorsprung 38 zur Kontaktgabe mit dem

daß zur Betätigung des Schalters ein verhältnismäßig Kontaktelement 26 angebracht, so daß ein elektri-

kleines Strömungsmittelvolumen erforderlich ist. scher Kontakt bei der geringsten Bewegung der

Auch der Ansprechdruck des erfindungsgemäßen freien Enden der Kontaktelemente 26 und 28 herge-

Schalters kann durch die besondere Bauweise ver- stellt wird, während die Kontaktelemente 26 und 28

hältnismäßig niedrig gehalten werden. 30 selbst über den größten Teil ihrer Längsausdehnung

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung er- wesentlich weiter voneinander abstehen. Dadurch strecken sich die Kontaktelemente über eine größere wird die kapazitive Koppelung zwischen den Kon-Länge in die Membran hinein. Die Membran ist da- taktelementen 26 und 28 herabgesetzt, während der bei zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie in Be- Schalter gleichzeitig eine höhere Ansprechempfindwegungsrichtung der Kontaktelemente einen erheb- 35 lichkeit auf Druckänderung erhält und relativ unlich kleineren Durchmesser hat als senkrecht dazu. empfindlich für Ungleichmäßigkeiten der Membran Auf diese Weise wird eine bevorzugte Richtung für 18 ist.

die Auslenkung der Membran gebildet, so daß nur F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den Schalter

ein geringer Druck genügt, damit sich die Membran- durch den Vorsprung 38. Der Durchmesser der

wände an die Kontaktelemente anlegen, um diese zu 40 Membran 18 in Bewegungsrichtung der Schalterkon-

betätigen. takte 26 und 28 ist erheblich kleiner als in der dazu

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs- senkrechten Richtung. Seine Kompression oder ein

beispiels in Verbindung mit Zeichnungen näher er- Zusammenfallen der Membran 18 bewirkt, daß eine

läutert. Es zeigt elektrische Kontaktgabe zwischen dem Vorsprung 38

F i g. 1 den Schnitt eines druckabhäiigigen elektri- 45 und dem freien Ende des Schalterkontakts 26 erfolgt, sehen Schalters nach der Erfindung. Aus Gründen Durch Ausgestaltung der Membran 18 mit den under Deutlichkeit sind die Kontakte in geschlossenem terschiedlichen Durchmessern entsteht eine Vorzugs-Zustand gezeigt, und zwar ohne Kompression der richtung für das Zusammenfallen, in Bewegungsrichschlauchförmigen Membran, tung der Kontaktelemente 26, 28.

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der 50 Aus den F i g. 1 und 2 geht hervor, daß die Mem-F i g. 1. bran 18 am vorderen Ende 16 geschlossen und rohrin F i g. 1 besitzt ein druckabhängiger Schalter ein förmig ausgebildet ist. Die Membran 18 besteht aus Gehäuse 10. Das Gehäuse 10 enthält einen An- einem einzigen aus einem elastomeren Werkstoff geschlußteil 12 und ein äußeres Gehäuseteil 24. Das fertigten Stück, das vom Strömungsmittel, für das der Anschlußteil läßt sich mit einem entsprechenden 55 Schalter ausgelegt ist, nicht angegriffen wird. Der geSteckverbinder (nicht gezeigt) an ein Fluidiksystem wählte Werkstoff muß auch im Arbeitstemperaturbe- oder eine ähnliche Vorrichtung mit mindestens zwei reich des Schalters biegsam bleiben,
verschiedenen Druckniveaus anschließen. Bei diesem Indem die Membran 18 auf beiden Seiten mit bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel ist diese Verbin- einer relativ langen und breiten Oberfläche versehen dung als Steckverbindung ausgelegt, das Anschlußteil 60 ist, wird eine membranschalterähnliche Schaltfunk-12 und die Ausbildung der Verbindung können geän- tion beim Schließen der freitragenden Kontaktenden dert werden, so daß der Schalter beliebig verwendbar geschaffen, wodurch sich der Schalter zum Einbau in ist. Das Anschlußteil 12 besitzt eine Bohrung 14, in sehr kleinen Räumen eignet, die kleiner sind als die, welche das geschlossene Ende 16 der schlauchförmi- in denen eine Schaltermembran noch wirkungsvoll gen Membran 18 eingesetzt ist. An seinem offenen 65 eingesetzt werden könnte. Die Luftöffnung 36 gestat-Ende besitzt die Membran 18 eine ringförmige aus- tet das Zusammenfalten der Membran 18 ohne Komgebildete Manschette 20. pression des darin befindlichen Strömungsmittels.

Ein elektrischer Kontaktkörper besteht aus einem Dies ist für Anlagen vorgesehen, deren Arbeitsdruck-

niveau über und unter dem Luftdruck der Umgebung liegt. Außerdem gestattet die Luftöffnung 36 eine Änderung des Strömungsmitteldrucks in der Kammer

25 bei solchen Anlagen, die vollständig mit Überdruck oder Unterdruck arbeiten.

Im Ausführungsbeispiel sind die Kontaktelemente

26 und 28 von der Manschette 16 getrennt, sie können jedoch beim Gießen der Manschette in den Manschettenwerkstoff eingebettet werden. Bei einer Herabsetzung des Strömungsmitteldrucks außerhalb der Manschette bewirkt die natürliche Elastizität des Manschetten werkstoffs eine Entspannung der Manschette, wobei die Eigenelastizität der Kontaktelemente 26 und 28 ausreicht, um die kontaktgebenden freien Enden getrennt zu halten. Um Lichtbogenbildung und Kontaktverschweißen zu verhindern, muß in den Schalterstromkreis eine Vorrichtung zur Lichtbogenunterdrückung eingebaut werden, solange nicht sehr niedrige Stromstärken verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

ter mit einem Strömungsmittelsystem verbunden wer- * Patentansprüche: den kann. Der Schaltraum enthält einen feststehenden und einen beweglichen Kontakt, wobei der letz-

1. Druckabhangiger elektrischer Schalter mit tere in der Nähe der Membran angeordnet ist und einem Schaltergehäuse, einem im Schaltergehäuse 5 durch diese bei Druckbeaufschlagung des Druckbefestigten Kontaktkörper, von dem sich zwei raums in Richtung des feststehenden Kontakts be-Kontaktelemente erstrecken, deren Kontaktpunkt wegbar ist. Nachteilig bei diesem bekannten Schalter vom Kontaktkörper entfernt liegt und einer ela- ist, daß durch die vollständige Trennung von Druckstomeren, an einem Ende geschlossenen raum und Schaltraum der Schalter verhältnismäßig schlauchförmigen Membran, die im Schaltete- io groß baut. Durch die Verwendung einer flachen häuse eine Strömungsmitteldichte Kammer bildet, Membran ist außerdem unter Umstanden ein verhaltdurch deren Druckbeaufschlagung eine Betäti- nismäßig großer Betätigungsdruck fur den Schalter gung der Kontaktelemente erfolgt, dadurch erforderlich (DL-Patentschrift 50 887).
gekennzeichnet, daß das offene Ende der Es ist femer ein druckabhängiger elektrischer schlauchförmigen Membran (18) zwischen dem 15 Schalter bekanntgeworden, bei dem der Innenraum Kontaktkörper (34) und dem Gehäuse (12, 22, des Schaltergehäuses durch eine Membran in einen 24) eingespannt ist, wodurch die strömungsmit- Druckraum und einen Schaltraum getrennt ist Im teldichte Kammer innerhalb der Membran (18) Schaltergehäuse ist ein Kontaktkörper angeordnet, gebildet ist. und daß die Kontaktelemente (26, auf dem sich zwei Kontakte befinden. Mit der Mem-28) innerhalb der Membran (18) angeordnet sind, ao bran ist ein drittes Kontaktelement verbunden, das

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- den ersten beiden Kontakten gegenüberliegt und zwizeichnet, daß die Kontaktelemente (2c*-, 26) sich sehen diesen eine elektrische Verbindung herstellt, über eine größere Länge in die Membran hinein- wenn die Membran infolge Druckbeaufschlagung in erstrecken. Richtung der ersten beiden Kontaktelemente bewegt

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 25 wird. Nachteilig bei diesem bekannten Schalter ist. gekennzeichnet, daß die' schlauchförmige Mem- daß ein Kontaktelement mit der Membran verbunbran (18) in Bewegungsrichtung der Kontaktele- den ist. Da die Membran sich ausdehnt und zusammente (26, 28) einen erheblich kleineren Durch- menzieht, muß Sorge dafür getragen werden, daß das messer als senkrecht zur Bewegungsrichtung hat. Kontaktelement im Betrieb sicher mit der Membran

4. Schalter nach e'nem der Ansprüche 1 bis 3, 30 verbunden bleibt. Dies kann beispielsweise durch dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse Verwendung einer Gummimembran erreicht werden, aus einem Anschlußteil (12) zum Anschluß an in die der Kontaktkörper einvulkanisiert wird. Das ein Strömungsmittelsystem, das eine Bohrung erfordert jedoch eine verhältnismäßig starke Mem-(14) aufweist, und einem äußeren Gehäuseteil bran, so daß der Ansprechdruck bei diesem Schalter (24, 22) besteht, das den Kontaktkörper (34) und 35 verhältnismäßig hoch ist. Außerdem baut auch dieser den Anschlußteil (12) miteinander verbindet, und Schalter durch die Trennung von Druck- und Schaltdaß die schlauchförmige Membran (18) in der raum verhältnismäßig groß (USA.-Patentschrift Bohrung (14) angeordnet ist. 2 260 636).

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Weiterhin ist ein druckabhangiger elektrischer dadurch gekennzeichnet, daß im Kontaktkörper 40 Schalter bekanntgeworden, bei dem in einem elasto-(34) eine Strömungsmittelverbindung (36) von meren Gehäuse zwei Schaltkontakte angeordnet sind der Kammer nach außen vorgesehen ist. und das Innere des Gehäuses über einen Strömungs-

6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mittleanschluß mit einem von einer Druckquelle herdadurch gekennzeichnet, daß eines der Kontakt- angeführten und von innen nach außen schaltend auf elemente (28) an seinem Ende mit einem Vor- 45 die Schaltkontakte einwirkenden Betätigungsdruck sprung (38) in Richtung des anderen Kontaktele- beaufschlagbar ist. Da bei dem Schalter Druckraum, ments (26) versehen ist. und Schaltraum nicht voneinander getrennt sind, sind