DE2031580A1 - Einrichtung zum Umwandeln des Druckes eines Mediums in ein elektrisches Signal - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Umwandeln des Druckes eines Mediums in ein elektrisches Signal Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umwandeln des Druckes eines Mediums in ein elektrisches Signal, wie Druckschalter, Druckgeber und dergl., mit einem in einem Gehäuse angeordneten elektrischen Schaltelement und/ oder Gebersystem, das von einer Membran über ein Zwischenglied betätigt wird.
• Zum Umwandeln des Druckes eines Mediums in ein elektrisches Signal sind Einrichtungen bekannt, die eine Membran und ein mit der Membran in Verbindung stehendes, einen Schalter oder einen Schleifer eines veränderlichen Widerstandes betätigendes Zwischenglied aufweisen. Da mit wachsender Druckbeanspruchung der Membran die Steifigkeit derselben immer größer wird, wird der Hub pro Druckeinheit immer kleiner, 90 daß dlese'Einrichtungen nur zum Umwandeln rel-ativ niedriger Drücke geeignet sind. Für mittlere und höhere Drücke sind Einrichtungen bekannt, die einen in einer Druckplatte geführten Stößel und eine die dem Medium zugewandte Seite des Stösseils und der Druckplatte überdeckende gummielastische Membran aufweisen. Bei diesen Einrichtungen entsteht an der Übergangsstelle zwischen Stößel und Druckplatte an der Membran ein Abrieb, der mit zunehmendem Druck größer wird und die Lebensdauer der Einrichtung stark beeinflußt. Im Hinblick darauf werden daher diese Einrichtungen im allgemeinen nur bis zu einem Druck von ungefähr 100 atü eingesetzt. Zur Umwandlung hoher und höchster Drücke sind schließlich Einrichtungen bekannt, die eine Bourdonfeder enthalten, deren freies Ende ein Schaltelement, den Schleifer eines Potentiometers oder ähnliches betätigt. Abgesehen davon, daß derartige Einrichtungen mit einer Bourdonfeder sehr-teuer sind, haben sie den Nachteil, daß sie schwingungsempfindlich sind und beispielsweise in Kraftfahrzeugen nicht oder nur dann verwendet werden können, wenn der die Bourdonfeder umgebende Raum mit einem Dämpfungsöl gefüllt ist.-Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Umwandeln von Drücken in ein elektrisches Signal- zu schaffen, die insbesondere auch für hohe und höchste Drücke geeignet-, verschleißarm und billig ist und eine hohe -Schwingungsfestigkeit, wie sie insbesondere im Eraftfahrzeugbau gewünscht wird, besitzt. Die Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß das Zwischenglied --ein -schmales, federelastisches Blatt ist, das an einem End mit der Membran in Verbindung steht und sich mit seinem anderen Ende mittelbar oder unmittelbar in seinem Gegenlager ab stützt und dessen membranhubabhängig auslenkbare Breitseite zum Betätigen des Schaltelementes und/oder Gebersystems vorgesehen ist. Durch dieses Zwischenglied kann ein relativ kleiner Hub der Membran in einen- rela tiv großen Weg übersetzt werden, so daß die Membran für hohe und höchste Drücke ausgelegt werden kann, ohne daß dies die Genauigkeit der Umwandlung und die Gesamtabmessung der Einrichtung in unerwünschter Wei-se beeinflussen würde. DD darüber hinaus das Zwischenglied ohne Schwierigkeiten so dimensioniert werden kann, daß es eine extrem kleine Masse besitzt, läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung äußerst schwingungsfest ausführen. Wei-' tere Vorteile ergeben sich schließlich in der Montage und der Lagerhaltung durch die geringe Anzahl der für die erfindungsgemäße Einrichtung erforderlichen -BauteiTe'-Bei einem Aufbau der Einrichtung als Druckschalter kann die membranhubabhängig auslenkbare Breitseite unm-ittelbar zum Betätigen eines Schalters herangezogen werden oder unter Umständen a.uch selbst Teil eines Schalters sein, indem----auf der Breitseite des Blattes gegebenenfalls gegen dieses isoliert ein Kontaktniet befestigt ist, der mit einem ortsfesten Gegenkontakt-zusammenarbeitetT Bei einer als-Druckgeber aufgebauten Ë'inrichtung kann entsprechend die elastische Durchbiegung des Blattes zur Bewegung eines Potentiometerschleifers oder dergleichen benutzt werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, das federelastische Blatt mit einem Dehnungsmeßstreifen zu belegen, da sich dadurch ein raumsparender Aufbau erzielen läßt und zusätzliche bewegungsübertragende Bauteile, wie sie unter Umständen bei der vorigen Konstruktion erforderlich sind, eingespart werden'können.
• Die Verbindung des membranseitigen Blattendes mit der Membran kann mittels einer Niet, einer Schraube oder auch durch Löten oder Schweißen erfolgen oder, was besonders zweckmäßig ist, dadurch, daß das Blattende an dem freien, sich auf der. Membran abstfitzenden Teil eines einseitig eingespannten, federelastischen Haltearms befestigt ist.
• Eine solche indirekte Verbindung von Membran und Blattende hat den Vorteil, daß auf zusätzliche Mittel zum Abdichten des Nietloches bezw. der.Gewindebohrung, wie sie bei einer Niet- oder Schraubverbindung erforderlich wäre, verzichtet werden kann und voneinander unabhängige Baugruppen, die eine Montage erleichtern, entstehen. Aus dem letztgenannten Grund empfiehlt es sich auch, das dem Gegenlager benachbarte Blattende an dem freien Teil eines einseitig festgelegten Haltearms zu befestigen, der sich auf dem Gegenlager abstützt. Bilden schließlich noch diese Haltearme und das federelastische Blatt eine Einheit, so ergibt sich eine besonders fertigungs- und montagegtinstige Ausfuhrung.
• Das ftbersettungsverhältnis zwischen Membranhub und Blattauslenkung hängt von der Länge des Blattes und dem wirksamen Abstand zwischen Gegenlager und Membran, also von der Anfangsauslenkung des federelastischen Blattes ab, wobei die Ubersetsung im Bereich kleiner Anfangsauslen kungen sehr groß und im Bereich großer Anfangsauslenkungeqsehr klein ist. Um auch nach dem Zusammenbau des Gerätes das Überseteungsverhältnis insbesondere zwecks Eichung leicht verändern zu können, ist am'zweckmäßigsten das Gegenlager in Richtung auf das membranseitige Blattende verstellbar ausgebildet.
• Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert.
• Der In einer teilgeschnittenen Seitenansicht dargestellte Druckschalter besitzt einen napfförmigen Gehäuseboden 1, der einen Gewindestutzen 2 zum Einschrauben des Druckschalters in eine Druckleitung oder dergleichen aufweist und zur Aufnahme einer Membran 3 und einer Dichtungss.cheibe 4 ausgebildet ist. Durch ein Schraubelement 5, das in die mit einem Innengewinde versehene Napfwand 6 des Gehäusebodens 1 eingeschraubt ist, ist die Membran 3, den Druckraum 7 gegenüber dem Schaltraum - abdichtend , gehalten. Des weiteren dient das Schraubelement 5 als Träger für einen Mikroschalter 9, der von einem mit der Membran 3 in Verbindung stehenden und eine entsprechende Ausnehmung 10 im Schraubelement 5 durchgreifenden Zwischenglied 11 betätigt wird.
• Das Zwischenglied 11, das den insbesondere bei einer für hohe Drücke ausgelegten Membran 3 kleinen Membranhub in einen größeren Schaltweg übersetzt, besteht aus einem schmalen, federelastischen Blatt 12, dessen membranseitiges Ende an den freien, sich auf der Membran 3 abstützenden Teil eines einseitig eingespannten, federelastischen Haltearms 13 und dessen anderes Ende an einen entsprechenden Haltearm 14 angelötet ist, der sich auf dem als Gegenlager dienenden Schraubenkopf 15 abstützt. Die beiden Haltearme 13 und 14, die mittels einer Niet 16 am Schraubelement 5 befestigt sind, sowie das federelastische Blatt12 können auch eine Einheit bilden; dies bietet erhebliche fertigungstechnische Vorteile, da die beiden Haltearme 13 und 14 und das Blatt 12 aus einem einzigen Teil durch entsprechendes Biegen eines federelastischen Metallstreifens hergestellt werden können.
• Zur Einstellung des Schaltpunktes und der Schalthysterese ist einerseits der Schraubenkopf 15, der als in Richtung auf das membranseitige Blattende verstellbares Gegenlager dient, vorgesehen und andererseits der Schalter 9 auf dem Schraubelement 5 in der Bewegungsebene des Blattes 12 parallel zur Membran 3 verschieb- und feststellbar angeordnet.
• Der Druckschalter ist schließlich mit einer Haube 17 abgedeckt, die eine als Gewindestift ausgebildete in einer Durchführung 18 aus Isolierstoff sitzende Anschlußklemme 19 trägt.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Einrichtung zum Umwandeln des Druckes eines Mediums in ein elektrisches Signal, wie Druckschalter, Druckgeber oder dergleichen, mit einem in einem Gehäuse angeordneten elektrischen Schaltelement und/oder Gebersystem, das von einer Membran über ein Zwischenglied betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (11) ein schmales, federelastisches Blatt (12) ist, das an einem Ende mit der Membran(3) in Verbindung steht und sich mit seinem anderen Ende mittelbar oder unmittelbar in einem Gegenlager abstützt und dessen membranhubabhängig auslenkbare Breitseite zum Betätigen des Schaltelementes (9) und/oder Gebersystems vorgesehen ist.

   2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federelastische Blatt (12) mit einem Dehnungsmeßstreifen belegt ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager in Richtung auf das membranseitige Blattende verstellbar ist.

   4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das membranseitige Blattende an dem freien, sich auf der Membran (3) abstützenden Teil eines einseitig eingespannten, federelastischen Haltearms(13) befestigt ist.

   5, Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Gegenlager benachbarte Blattende an dem freien Teil eines einseitig festgelegten Haltearms (14) befestigt ist, der sich auf dem Gegenlager abstützt.

   6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltearme (13,14) und das federelastische Blatt (12) eine Einheit bilden.