DE202004015427U1

DE202004015427U1 - Push button off switch using excess pressure of a fluid system, where the membrane operates as a spring and triggers an electric contact at a given compressive force

Info

Publication number: DE202004015427U1
Application number: DE200420015427
Authority: DE
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2014-10-06

Abstract

The switch has an electric contact (13) and a pressure membrane (9) which converts a fluid or gas pressure into a compressive force. The membrane is made of an elastic material with a small force effect relative to the compressive force. The membrane works as a spring. It generates a force which resists the compressive force. At a particular force it suddenly changes its shape and triggers the contact.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckabschalter mit einem elektrischen Kontakt und mit einer Druckmembran, die einen Fluid- oder Gasdruck in eine Druckkraft umwandelt, wobei die Druckmembran aus einem elastischen Material mit geringer Kraftwirkung gegenüber der Druckkraft besteht und gegenüber der Einwirkfläche des Drucks auf die Druckmembran wenigstens in Druckbereichen ein Stößel mit der Druckmembran in Kontakt steht.The The invention relates to a pressure switch with an electrical Contact and with a pressure membrane that has a fluid or gas pressure converts into a compressive force, the pressure membrane consisting of an elastic Material with little force compared to the pressure force and opposite the area of action of the pressure on the pressure membrane at least in pressure areas Pestle with the pressure membrane is in contact.

Aus der DE 41 07 413 C2 ist ein Druckschalter bekannt, bei dem zur Schonung des Schaltkontaktes und zur Verkleinerung des dem Druck ausgesetzten Aufbaus eine Druckfeder einen Stößel umfaßt. Die Schraubendruckfeder ist auf dem Stößel geführt und in ihrer Lage relativ zum Gehäuse und zu einem Membranteller axial fixiert. Die Schraubendruckfeder belastet den Membranteller mit ihrer Federkraft derart, dass ohne Überdruck am Überdruckanschluß die gummielastische Membran in Richtung auf den Gehäusedeckel gedrückt ist. Wird ein Überdruck an den Überdruckanschluß angelegt, so wirkt dieser auf die gummielastische Membran ein, woraufhin eine Kraft gegen die Schraubendruckfeder erfolgt.From the DE 41 07 413 C2 a pressure switch is known in which a pressure spring comprises a plunger to protect the switching contact and to reduce the structure exposed to pressure. The helical compression spring is guided on the tappet and axially fixed in its position relative to the housing and to a diaphragm plate. The helical compression spring loads the diaphragm plate with its spring force in such a way that the rubber-elastic diaphragm is pressed in the direction of the housing cover without overpressure at the overpressure connection. If an overpressure is applied to the overpressure connection, it acts on the rubber-elastic membrane, whereupon a force is exerted against the helical compression spring.

Ein Druckschalter gemäß DE 36 03 059 C2 weist ein Schaltergehäuse auf, in dem in einer zylindrischen Ausnehmung ein kolbenförmiger Anschlagring angeordnet ist und die Feder sich an einem druckbeaufschlagbaren Druckpilz abstützt. Mit einer Verstellschraube ist die auf den Kolben ausgeübte Gegenkraft einstellbar, womit sich der Schaltpunkt justieren läßt.A pressure switch according to DE 36 03 059 C2 has a switch housing in which a piston-shaped stop ring is arranged in a cylindrical recess and the spring is supported on a pressure mushroom that can be pressurized. The counterforce exerted on the piston can be adjusted with an adjusting screw, with which the switching point can be adjusted.

Aus der DE 692 11 956 T2 ist eine Membran aus Silikonmaterial mit einer Membran aus rostfreiem Stahl verbunden, wobei diese auf der Membran aufliegt und in ihrer Mitte eine daraus geformte Stößelvorrichtung aufweist. Weiterhin ist eine erste und eine zweite Vorspannfeder vorhanden, die in einer Kammer auf die Membran einwirkt, um so die Möglichkeit bereitzustellen, eine Vielzahl von Schwellwerten mit einem sehr kleinen Betriebsdruck einzustellen.From the DE 692 11 956 T2 is a membrane made of silicone material connected to a membrane made of stainless steel, which rests on the membrane and has a plunger device formed from it in the middle. Furthermore, a first and a second prestressing spring are present, which acts on the membrane in a chamber, so as to make it possible to set a large number of threshold values with a very low operating pressure.

Bei den bekannten Druckschaltern wird die Gegenkraft mit wenigstens einer zusätzlichen Feder erreicht bzw. ist dadurch einstellbar.at the known pressure switches, the counterforce is at least an additional Spring reached or is adjustable.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen kompakten Druckabschalter bereitzustellen, mit dem ein Überdruck eines Fluidsystems detektiert wird, wobei ein möglichst einfacher und kostengünstiger Aufbau angestrebt wird.task the invention is to provide a compact pressure switch, with an overpressure of a fluid system is detected, one being as simple and inexpensive as possible Construction is sought.

Gelöst ist die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben. Die kompakte Bauform und der einfache Aufbau ist dadurch erreicht, dass die Schaltkraft von einer Schaltmembran aufgenommen wird, die zusätzlich bei einem vorgegebenen Druckwert bzw. Federkraft schlagartig ihre Form ändert und einen elektrischen Kontakt auslöst. Dazu ist der Durchmesser der Druckmembran geringer als der Durchmesser der Schaltmembran. Der erforderliche elastische Federweg der Schaltmembran wird durch eine entsprechend große Schaltmembran erreicht, da mit einem großen Durchmesser entsprechende Federwege realisiert werden. Die Größe der Schaltmembran hat auf die Bauhöhe des Druckabschalters einen geringen Einfluß.It is solved Object by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the Invention are in the subclaims given. The compact design and the simple structure is thereby achieved that the switching force is absorbed by a switching membrane which is additionally at a predetermined pressure value or spring force suddenly changes its shape and triggers an electrical contact. For this purpose, the diameter of the pressure membrane is smaller than the diameter the switching diaphragm. The required elastic travel of the switching membrane is achieved by a correspondingly large switching membrane, there with a big one Suspension travel corresponding to diameter can be realized. The size of the switching membrane has to build height of the pressure switch has a minor influence.

Der Hub der Druckmembran beträgt 2 mm, wobei deren Durchmesser ca. 11 mm beträgt. Bei einem Druck von 22 bar ergibt sich eine Druckkraft von 50 N , die auf die Schaltmembran wirkt. Durch einen Durchmesser der Schaltmembran von 30 mm und einer Dicke von 0,25 mm sowie durch deren Form bzw. der Form und Anlenkung des Stößels wird eine entsprechende Gegenkraft und ein Hub von 2,5 mm der Schaltmembran erreicht. Somit nimmt die Schaltmembran in Druckbereichen bis 21 bar den Druck federnd auf. Bei Drücken oberhalb von 22 bar springt sie allerdings schlagartig in eine andere Form bzw. wölbt sich entgegengesetzt und läßt den Schaltkontakt schlagartig öffnen.The Stroke of the pressure membrane is 2 mm, the diameter of which is approximately 11 mm. At a pressure of 22 bar results in a pressure force of 50 N on the switching diaphragm acts. Through a diameter of the switching membrane of 30 mm and one Thickness of 0.25 mm and by their shape or the shape and articulation of the pestle a corresponding counterforce and a stroke of 2.5 mm of the switching diaphragm reached. Thus, the switching membrane takes up to 21 pressure ranges bar the pressure. It jumps at pressures above 22 bar however suddenly in another shape or bulges opposite and leaves the switch contact open suddenly.

In der Zeichnung zeigenIn show the drawing

1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Druckschalter, 1 2 shows a section through the pressure switch according to the invention,

2 den Druckschalter mit Ringstößel, 2 the pressure switch with ring plunger,

3 den Druckschalter mit Schrägstößel und 3 the pressure switch with angled plunger and

4 den Druckschalter mit exzentrisch angeordnetem Stößel. 4 the pressure switch with an eccentrically arranged plunger.

Ein Druckschalter 1 weist in einem Druckraum 3 eine Druckmembran 2 auf. Zum Druckraum 3 führt eine Leitung 4, die in einem Anschlußstutzen 6 liegt. Der Anschlußstutzen 6 dient zur Verbindung des Druckschalters 1 mit dem Fluidsystem. Die Druckmembran 2 weist zur Fluiddruckseite hin eine Einwirkfläche 5 auf. Die Druckmembran 2 ist zwischen einem Gehäuseteil 7 und dem Anschlußstutzen 6 gehalten. Ein Stößel 8 ist ebenfalls vom Gehäuseteil 7 im Bereich der Druckmembran 2 gehalten. Der Stößel 8 wirkt an seinem anderen Ende auf die Schaltmembran 9 und ist in vorteilhafter Weise von einem Halter 10 auf die Schaltmembran 9 geführt. Der Halter 10 ist zwischen einem Gehäusemantel 11 und einem Deckel 12 in vorteilhafter Weise gehalten. Der Halter 10 weist eine Bohrung 10a auf, durch die der Stößel 8 geführt ist.A pressure switch 1 points in a pressure room 3 a pressure membrane 2 on. To the pressure room 3 leads a line 4 that in a connector 6 lies. The connecting piece 6 serves to connect the pressure switch 1 with the fluid system. The pressure membrane 2 has an active surface on the fluid pressure side 5 on. The pressure membrane 2 is between a housing part 7 and the connecting piece 6 held. A pestle 8th is also from the housing part 7 in the area of the pressure membrane 2 held. The pestle 8th acts on the switching diaphragm at its other end 9 and is advantageously from a holder 10 on the switching diaphragm 9 guided. The keeper 10 is between a housing jacket 11 and a lid 12 kept in an advantageous manner. The keeper 10 has a hole 10a through which the pestle 8th is led.

Vorteilhaft ist die Ausführung gemäß 2 und 3, wobei der Stößel 8 seitlich im Gehäuse 7 geführt ist. Das Gehäuse 7 weist dazu eine Bohrung 7a auf, in der der Stößel 8 gehalten ist. Der Anlenkpunkt oder die Anlenkfläche des Stößels 8 auf der Schaltmembran 9 hat einen Einfluß auf den Schaltvorgang. Durch die Einleitung der Druckkraft über den Stößel 8 auf die Schaltmembran 9 außerhalb des Zentrums 9a bewirkt je nach Ausklegung der Schaltmembran 9 ein Umschalten bei höheren oder niedrigeren Kräften. So ist der Stößel 8 gemäß 2 mit einem Ringrand 8a ausgestattet, der die Schaltmembran 9 außerhalb der Mitte 9a kreisförmig kontaktiert.The execution according to is advantageous 2 and 3 , the plunger 8th laterally in the housing 7 is led. The housing 7 has a hole for this 7a on in which the pestle 8th is held. The articulation point or the articulation surface of the ram 8th on the switching membrane 9 has an influence on the switching process. By introducing the pressure force via the ram 8th on the switching diaphragm 9 outside the center 9a depending on the design of the switching diaphragm 9 a switch at higher or lower forces. So is the pestle 8th according to 2 with a ring edge 8a equipped with the switching membrane 9 outside the middle 9a circular contact.

In 3 ist der Kopf des Stößels 8 mit einer Schräge 8b versehen, wodurch die Kraft außermittig in die Schaltmembran 9 eingeleitet wird. Durch die außermittige Anlenkung sind bei der gezeigten Form der Schaltmembran 9 geringere Schaltkräfte erforderlich.In 3 is the head of the pestle 8th with a slant 8b provided, whereby the force is off-center in the switching diaphragm 9 is initiated. Due to the eccentric articulation, the switching diaphragm is shown in the shape shown 9 lower switching forces required.

Zur außermittigen Krafteinleitung ist der Stößel 8 gemäß 4 exzentrisch angeordnet. Die Mitte der Druckmembran 2 und die Mittelachse des Stößels 8 liegen somit parallel zur Mittelachse der Schaltmembran. Der Druckschalter 1 ist somit asymmetrisch aufgebaut.The tappet is for eccentric force application 8th according to 4 eccentrically arranged. The center of the pressure membrane 2 and the central axis of the ram 8th are therefore parallel to the central axis of the switching membrane. The pressure switch 1 is thus constructed asymmetrically.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist durch das Kippen des Stößels 8 und der zugehörigen Druckmembran 2 um einen Winkel zwischen 1° und 90° gegenüber der Mittelachse der Schaltmembran 9 erreicht. Zusätzlich kann der Angriffspunkt des Stößels 8 auf die Schaltmembran 9 noch aus der Mitte der Schaltmembran 9 verlagert sein.An advantageous embodiment is by tilting the plunger 8th and the associated pressure membrane 2 by an angle between 1 ° and 90 ° with respect to the central axis of the switching diaphragm 9 reached. In addition, the point of application of the ram 8th on the switching diaphragm 9 still from the middle of the switching membrane 9 be relocated.

Die Schaltmembran 9 wirkt im Ausführungsbeispiel über einen Übertrager 17 auf einen elektrischen Kontakt 13, der mit einer Kontaktfeder 14 auf die Schaltmembran 9 gedrückt ist. Am Deckel 12 sind elektrische Anschlüsse 15 aufgebracht, die mit dem Kontakt 13 im geschlossenen Zustand des Druckschalters 1 eine elektrische Verbindung herstellen.The switching membrane 9 acts in the exemplary embodiment via a transformer 17 on an electrical contact 13 with a contact spring 14 on the switching diaphragm 9 is pressed. On the lid 12 are electrical connections 15 applied that with the contact 13 when the pressure switch is closed 1 make an electrical connection.

Zur weiteren Vereinfachung des Bauteils ist vorgesehen, die Druckmembran 2 direkt auf die Schaltmembran 9 ohne den Stößel 8 wirken zu lassen. Dadurch entfällt auch der Halter 10 sowie sämtliche Führungen für den Stößel B. Der Übertrager 17 dient der elektrischen Isolierung und kann im Falle einer elektrisch isolierenden Schaltmembran 9 ebenfalls entfallen, so dass die Schaltmembran 9 direkt auf den elektrischen Kontakt 13 wirkt. Mit einer Befestigungsbohrung 16 ist der Schalter an einem elektrischen Gerät befestigt.To further simplify the component, the pressure membrane is provided 2 directly on the switching diaphragm 9 without the pestle 8th let it work. This also eliminates the holder 10 as well as all guides for the plunger B. The transformer 17 is used for electrical insulation and can be used in the case of an electrically insulating switching membrane 9 also eliminated, so that the switching diaphragm 9 directly on the electrical contact 13 acts. With a mounting hole 16 the switch is attached to an electrical device.

Claims

Pressure switch with an electrical contact and with a pressure membrane, which converts a fluid or gas pressure into a pressure force, the pressure membrane consisting of an elastic material with little force compared to the pressure force, characterized in that the switching membrane ( 9 ) acts as a spring, generates a force opposing the compressive force and suddenly changes its shape at a given compressive force and the electrical contact ( 13 ) triggers.

Pressure switch according to claim 1, characterized in that a plunger ( 8th ) between the pressure membrane ( 2 ) and the switching membrane ( 9 ) is performed.

Pressure switch according to claim 2, characterized in that the plunger ( 8th ) in the area of the pressure membrane ( 2 ) from a housing part ( 7 ) with which the pressure membrane ( 2 ) is held.

Pressure switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the plunger ( 8th ) in the area of the switching membrane ( 9 ) to be led.

Pressure switch according to claim 4, characterized in that the plunger ( 8th ) in the area of the switching membrane ( 9 ) from a holder ( 10 ) is performed.

Pressure switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the holder ( 10 ) between a housing jacket ( 11 ) and a lid ( 12 ) is held.

Pressure switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switching membrane ( 9 ) and the pressure membrane ( 2 ) between the housing jacket ( 11 ) and the lid ( 12 ) is held.

Pressure switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electrical contact ( 13 ) opens with rising or falling pressure and from a predetermined pressure.

Pressure switch according to one or more of the preceding claims, characterized in that the plunger 8th the switching membrane 9 outside the center 9a contacted.