DE2401914A1

DE2401914A1 - In abhaengigkeit eines druckes betaetigbare elektrische schalteinrichtung

Info

Publication number: DE2401914A1
Application number: DE2401914A
Authority: DE
Inventors: Leonhard Gauer
Original assignee: GAUER AG ELECTRONIC
Current assignee: GAUER AG ELECTRONIC
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1974-08-08
Also published as: US3904842A; JPS49109871A; GB1445272A; JPS5237837B2; IT1003469B; SE391412B; CH549207A; FR2215691A1

Description

Dipl.-Ing. H. Sauenland ■ Dr.-Ing. R. König · Dipl.-Ing. K. Bergen Patentanwälte ■ 4ooo Düsseldorf 30 - Cecilienallee 76 · Telefon 433735

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15. Januar 1974 29 153 S

Gauer AG Electronic, Glattalstraße 155-159, Zürich /Schweiz

In Abhängigkeit·eines Druckes betätigbare elektrische Schalteinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine in Abhängigkeit eines Druckes betätigbare elektrische Schalteinrichtung.

Die bekannten Schalteinrichtungen dieser Art arbeiten nur in einem begrenzten Temperaturbereich zuverlässig. So ist beispielsweise der Kippmechanismus von Mikroschaltern sehr stark von der Temperatur abhängig. Zudem ist dieser Kippmechanismus empfindlich auf Erschütterungen und weist für gewisse Anwendungsfälle eine unerwünscht grosse Schalthysterese auf.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche diese Nachteile nicht aufweist und jederzeit einwandfrei arbeitet. ·

Dieser Zweck wird erfindungsgemäss erreicht durch ein gewölbtes plattenförmiges, an seinem Rand abgestütztes, elastisches Federelement, dessen konvexe Oberfläche mindestens in einem sich entlang dessen Randes erstreckenden Bereich elektrisch leitendes Material aufweist und durch ein druckbe-

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tätigtes, auf der konvexen Seite des Federelementes auf dieses eine Druckkraft ausübendes Organ, dessen dem Federelement zugekehrte Fläche wenigstens dort elektrisch leitendes Material aufweist, wo sie mit dem leitenden Material der konvexen Oberfläche bei Betätigung der Einrichtung in Berührung kommt.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 im Schnitt eine durch den Druck eine.s Druckmediums, z.B. Luft, betätigbare Schalteinrichtung,

und
Fig. 2 im Schnitt schematisch eine andere Ausführungsform eines Bauteils der Schalteinrichtung gemäss Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, das durch zwei hohlzylindrische Gehäusehälften la und Ib gebildet ist. Diese Gehäusehälften bestehen aus einem elektrisch leitenden Material und sind mittels eines Ringes 2 aus Isoliermaterial voneinander isoliert und gleichzeitig miteinander verbunden. An jeder Gehäusehälfte la, bzw. Ib ist ein Leiterdraht 3 bzw. U befestigt, z.B. mittels Schrauben 5 bzw. 6.

Die Einrichtung kann über diese Laiterdrähte 3 und U mit einem nicht näher dargestellten, elektrischen Schalt-kreis verbunden werden.

In die Stirnfläche des Gehäuseteils la ist ein Kupplungsstück 7 eingeschraubt, das auf bekannte, nicht dargestellte V/eise an einen nicht gezeigten, ein unter Druck stehendes Medium enthaltenden Behälter angeschlossen ist.

Im Innern des Gehäuses 1 ist ein in seiner Längsrichtung beweglicher Faltenbalg 8 angeordnet, der an seinem einen Ende an seinem Umfang an der Innenwand des Gehäuseteils la befestigt ist. Am andern Ende ist der Faltenbalg 8 mit einer Druckplatte 9 verbunden. Sowohl die Druckplatte 9 wie

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auch der Faltenbalg 8 sind aus elektrisch leitendem Material gefertigt.

Die Verbindung zwischen dem Faltenbalg 8 und der Innenwand des Gehäuseteils la sowie der Druckplatte 9 muss gasdicht ausgebildet sein, so dass der durch den Gehäuseteil la, den Faltenbalg 8 und die Druckplatte 9 gebildete Innenraum 10 gasdicht abgeschlossen ist. Dieser Innenraum 10 ist über den Durchlass 7a im Kupplungsstück 7 mit dem das unter Druck stehende Medium enthaltenden Raum verbunden.

Im Gehäuseteil Ib ist ein scheibenförmiges, gewölbtes federelastisches Element 11 angeordnet. Dieses besteht aus einer gewölbten Trägerplatte 12 aus federelastischem Material, z.B. Federstahl. Auf der Trägerplatte 12 ist an der der Druckplatte 9 zugekehrten Seite eine Isolierschicht IH aufgebracht .

Im Randbereich des Elementes 11 ist die Isolierschicht 14 mit einer Schicht 13 aus elektrisch leitendem Material belegt, das eine im Mittelteil des Elementes 11 angeordnete Schicht 17 aus Isoliermaterial umgibt, Vielehe auf die Isolierschicht IU aufgebracht sein kann oder einen Teil derselben bilden kann.

Die Schichten 13 und 17 stossen an der mit B bezeichneten Stelle aneinander. Die Isolierschicht 14 kann auch weggelassen und die Schichten 13 und 17 direkt auf der Trägerplatte 12 angeordnet werden.

Das Element 11 ist derart in eine Ausnehmung 15 im Gehäuseteil Ib eingepasst, dass die Schicht 13 immer mit der Wand der Ausnehmung 15 in Berührung steht.

Die Trägerplatte 12 ist an ihrem Rand auf einer Verstellschraube 16 abgestützt, welche in die Ausnehmung 15 eingeschraubt ist. Die Abhängigkeit der Deformation der Trägerplatte 12 bzw. des Elementes 11 von den auf das Element ausgeübten Druckkräften kann durch Verstellen der Verstellmutter 16 eingestellt werden.

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In der Figur ist die Druckplatte 9 im wesentlichen nur an der höchsten Stelle A der konvexen Oberfläche der Schicht 17 aus Isoliermaterial anliegend dargestellt. Der durch den Leiterdraht 3, den Gehäuseteil la, den Faltenbalg 8, die Druckplatte 9, die Schicht 13, den Gehäuseteil Ib und den Leiterdraht 4.gebildete Stromkreis ist demzufolge wegen der nun in diesem Stromkreis eingeschalteten Schicht 17 aus Isoliermaterial unterbrochen.

Nimmt nun der auf die Druckplatte 9 wirkende Druck des sich im Innenraum 10 befindlichen Druckmediums zu, so wird die Druckplatte 9 gegen das Element 11 gedrückt, welches unter dieser Krafteinwirkung elastisch deformiert und flachgedrückt * wird. Bei einem bestimmten Druck kommt die Auflagefläche 9a der Druckplatte 9 wegen dem flacher werdenden Element 11 mit der Schicht 13 aus elektrisch leitendem Material in Berührung, was zur Folge hat, dass der oben erwähnte Stromkreis nun geschlossen wird, da die Schicht 17 aus Isoliermaterial nunmehr überbrückt ist.

Nimmt der auf die Druckplatte 9 wirkende Druck

wieder ab, so biegt sich die Trägerplatte 12 wegen ihrer federelastischen Eigenschaften wieder in ihre in der Figur 1 dargestellte gewölbte Endlage zurück, in der der erwähnte Stromkreis wieder unterbrochen wird.

In Fig. 2 ist eine weitere mögliche Ausbildung des in der Fig. 1 gezeigten federelastischen Elementes und der Druckplatte dargestellt. Fig. 2 zeigt nur die Druckplatte und das mit dieser zusammenwirkende, federelastische Element 111, während die übrigen Teile der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung weggelassen sind.

Die Druckplatte 109, welche der Druckplatte 9 der Fig. 1 entspricht, besteht aus elektrisch leitendem Material, weist jedoch an ihrer Auflagefläche 109a einen Mittelteil aus Isoliermaterial auf.

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Das federelastische Element 111, welches dem Element 11 der Fig. 1 entspricht, weist ebenfalls eine gewölbte Trägerplatte 112 aus federelastxschen Material, z.B. Federstahl, auf. Diese Trägerplatte 112 ist an der der Druckplatte 109 zugekehrten Seite mit einer Schicht 113 aus elektrisch leitendem Material belegt.

Werden die Druckplatte 109 und das Element 111 anstelle der Druckplatte 9, bzw. des Elementes 11 in die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung eingebaut, so ändert sich an der anhand der Fig. 1 beschriebenen Funktionsweise grundsätzlich nichts.

Die beschriebene in Abhängigkeit eines Druckes ein- und ausschaltbare Einrichtung kann mittels der Leiterdrähte 3 und H an eine elektrische Schaltung geeigneten Bauart angeschlossen werden, die z.B. zum druckabhängigen Anzeigen oder Steuern dienen kann.

Da die Druckplatte 9, bzw. 109 immer unter Druck an der Schicht 13 und 17, bzw. 113 anliegt, erfolgt bei gleichbleibendem Druck beim Auftreten von Vibrationen und Zentrifugalkräften keine unerwünschte Aenderung des Zustandes der Schalteinrichtung. Aus diesem Grunde kann diese Einrichtung z.B. auch in rotierende Teile eingebaut werden und eignet sich zum Ueberwachen des Druckes von Fahrzeugreifen oder zum Anzeigen von Zentrxfugalkräften.

Die Bewegung der Druckplatte 9, bzw. 109 kann sowohl pneumatisch, hydraulisch wie auch mechanisch erfolgen.

Die Form der Trägerplatte 12, bzw. 112 kann beliebig gewählt werden. Es ist denkbar, diese Trägerplatte z.B. scheiben-, streifen- oder sternförmig auszubilden.

Es wäre auch möglich, die federelastische Trägerplatte 12 aus isolierendem Material herzustellen und die Isolierschicht 14 wegzulassen. Es wäre ebenfalls denkbar, die Isolierschicht 113 (Fig. 2) so auszubilden, dass sie die

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gewünschten federelastischen Eigenschaften aufweist. In diesem Fall könnte die Trägerplatte 112 weggelassen werden.

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Claims

-7- 2A019H Patentansprüche

1.1 In Abhängigkeit eines Druckes betätigbare
elektriscTTe Schalteinrichtung, gekennzeichnet durch ein gewölbtes plattenförmiges, an seinem Rand abgestütztes, elastisches Federelement (11, 111), dessen konvexe Oberfläche mindestens in einem sich entlang dessen Randes erstreckenden
Bereich (13, 113) elektrisch leitendes Material aufweist und durch ein druckbetätigtes, auf der konvexen Seite des Federelementes (11, 111) auf dieses eine Druckkraft ausübendes
Organ (9, 109), dessen dem Federelement (11, 111) zugekehrte Fläche (9a, 109a) wenigstens dort elektrisch leitendes
Material aufweist, wo sie mit dem leitenden Material (13, 113) der konvexen Oberfläche bei Betätigung der Einrichtung in
Berührung kommt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Oberfläche des Federelementes (11) einen Mittelbereich (17) aus elektrisch isolierendem
Material aufweist, der von elektrisch.leitendem Material im
Randbereich (13) umgeben ist.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Federelement (111) zugekehrten Fläche (109a) des Organes (109) ein Mittelbereich (110) aus
Isoliermaterial vorhanden ist, der von elektrisch leitendem
Material umgeben ist.

U. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die dem Federelement (11) zugekehrte Fläche (9a) des Organs (9) vollständig aus elektrisch leitendem
Material gebildet ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte konvexe Oberfläche (113) des
Federelementes (111) durch elektrisch leitendes Material ge-

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bildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (11, 111) einen gewölbten, federelastischen Träger (12, 112) aufweist, der auf seiner konvexen Seite mindestens in seinem Randbereich mit einer Schicht (13, 113) aus elektrisch leitendem Material belegt ist.

7. .Einrichtung nach Anspruch 1 oder G, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (11, 111) auf seiner dem druckbetätigten Organ (9, 109) gegenüberliegenden Seite auf einem Stützkörper (16) abgestützt ist, der in Richtung gegen das Organ (9, 109) zum Einstellen der Federeigenschaften des Federelementes (11) verschiebbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das druckbetätigte Organ (9, 109) eine ebene Auflagefläche (9a, 109a) aufweist und in einer zum Federelement (11, 111) im wesentlichen senkrechten Richtung bewegbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des druckbetätigten Organs (9, 109) pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch erfolgt .

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