DE2608064A1 - Pneumatischer, druckabhaengiger membranschalter, insbesondere fuer niedrige druecke - Google Patents

Description

• Pneumatischer, druckabhängiger Membranschalter, insbeson-
• dere für niedrige Urücke Die Betriebssicherheit von pneuraatischen, druckabhängigen M@@branschaltern hängt hauptsächlich von der Peproduzierbarkeit des Ansprechwertes und zuverlässiger Kontaktgabe au. Beide Voraussetzungen werden üSerkritisch für niedrige Drücke, da die zur Verfügung stehenden Kräfte klein sind und dar«.it enge Toleranzen der Ansprechwerte manchmal die Grenze des mit derartigen Konstruktionen Möglichen überschreiten.
• Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den herkömmlichen Weg eines federvorgespannten Systems zu verlassen und die Membrane nur gewichtsbelastet auszuführen. Damit entfällt jede Abhängigkeit von PeClercharakteris tiken , Fertigungstoleranzen und evtl. alterungserscheinungen der Federn.
• Der Hauptunterschied gegenüber einem federvorgespannten System, welches eine proportionale Bewegung der Membrane entsprechend dem Druck aufweist, besteht darin, daß bei einem gewichtsbelasteten System die Membrane unbewegt bleibt, solange der Druck den Wert des Gewichtes nicht erreicht, aber bei dem geringsten Übersteigen des Gewichtes setzt die I3ewegung der Membrane ein und führt zu einer gut auswertbaren Anliebung der Membrane.
• Als Schaltkontakt kann man z .13. einen Magnetkontakt (Read-Kontakt) in Wirkungsbereich eines Magneten Verwenden. Die Membrane hebt in einem solchen Falle den Magnet an und hringt ihn in den Ansprechbereich des Read-Kontaltes.
• Für Falle, wo nur geringe Steuerströme zu sciialten siiid, wird vorgeschlagen, daß die Membrane eine, als Kondensatorbelag ausgebildete, leitende Oberfläche anhebt und einer Cegenfläche, die fest angeordnet ist, annähert, dadurch ändert sich die Kapazität der Anordnung und giht einen entprechenden Meßwert ab. Es ist zunächst unerheblich ob die Membrane eine elektrisch leitende Pläche anhebt oder selbst, zumindest an der Oberfläche, leitend gemacht wird und direkt als Kondensatorbelag wirkt.
• Da die Kapacität zwischen zwei Platten um so größer wird, je kleiner der Abstand ist, wird vorgeschlagen, daß der Kondensatorhelag ohne Zwischenlsolierung auf die Gegenfläche georuckt wird, wobei er auch ohne weiteres galvanisch Kontakt gehen kann, was bei entsprechenden Verschaltung durchaus die Funktion des Schalters unterstützt.
• In diesem Fall ist eine doppelte Schaltsicherheit, nämlich kapazitiv und galvanisch gegben.
• begünstigt wirc das ganz enge Anliegen der Kondensatorbelege dadurch, daß sich die elastische Membrane mit fhrer leitend ausgebildeten Oberfläche unter den pnemmatischen Druck an die Form der Gegenplatte anpasst.
• Auch eine galvanische Kontaktgabe wird dadurch begünstigt, daß die Membrane selbst zumindest teilweise als elastische, verforabare, leitende Oberfläche ausgebildet ist und gegen einen oder mehrere Gegenkontakte angehoben wird. Da das Anheben nicht proportional zum Druck sonderii spontan nach Erreichen des Anspruchwerter erfolgt, können mit dieser Anordnung auch mehrpolige Schaltungen gleichzeitig erfolgen.
• Der Ansprechwert eines gewichtbelasteten Membranschalters ist durch die Größe des Gewichtes bestimmt. Wünscht man einen anderen Anspruchwert muß ein entsprechendes anderes Gewicht vorgesehen werden.
• Um den Schalter in gewissen Grenzen einstellbar zu macllen, wird fü dynamische Druckmessungen ein dem Membransystem zugeordneter Strömungsnebenschluß vorgeschlagen. Der Nebensehluß kann auch einstellbar, veränderlich ausgebildet werden. Bei geschlossenem Nebenschluß spricht der Schalter bei einem Minimalen Wert an. Bei geöffnetem Nebenschluß erhöht sich der Ansprechwert entsprechend.
• Fig. 1 zeigt eine beispielsweise Ausführung eines gewichtsbelasteten 1embranschalters.
• Die Membrane (1) ist durch ein Gewicht in Form einer Blechscheibe (2) belastet. Auf der Blechscheibe (2) ist ein Magnet (3) befestigt. Strömt nun durch die öffnung (4) Luft oder ein anueres Druckmeaium in das Gehäuse (5) so wird die Membrane (1) und damit der liagnet (3) angehoben und dieser nähert sich dem riangnetkontakt (6) und bewirkt dessen ansprechen.
• Fig. 2 zeigt eine weiter vereinfachte kapazitive Ausbildung eines Membranschalters.
• Die Blechscheibe (2) ist als ebene Kondensatorplatte ausgebildet. Darüber befindet sich die Gegenplatte (7). Wird die Membrane (1) angehoben nähert sich die Blechscheibe (2) der Gegenplatte und die Kapazität der Anordnung steigt um ein Vielfaches. ueber die elektrischen Anschlüsse (8) sind die beiden Platten mit einer nicht dargestellten Ansprechschaltung verbunden.
• Das Geliäuse des Membranschalters ist in Fig. 2 und 3 nicht dargestellt.
• Fig. 3 zeigt eine Ausführung des Membranschalters, bei der das Gewicht in Form eines Ringes (9) unter der Membrane (1) angeordnet ist. Selbst an eine krumme Gegenplatte (10) wird sich die Mernbrane (1) beim Anheben unter dem Druck der Luft eng anschmiegen. Wird die Membrane (1) mit einem leitenden Belag (11) versehen ergibt sich eine optimale kapazitive oder/und galvanische Kontaktfunktion.
• Fig. 4 zeigt einen membranschalter mit Strömungsnehensohlu In dem Ausführungsbeispiel ist die Membrane (1) mit einem leitenden Belag (11) versehen, der in angehobenem Zustand die Gegenkontakte (8) miteinander verbindet.
• Im Gehäuse (5) ist eine Lufteintrittsöffnung (4) und eine Austrittsöffnung (12) vorhanden. über die beiden öffnungen (13) und (15) kann die bei (4) eintretende Luft in den Bereich über der Membrane (1) gelangen und schliesslich bei (12) ausströmen.
• Durch diese Strömung wirkt an der Unter- bzw. Oberseite nicht mehr die statische Druckdifferenz zwischen Ein- und Austrittsdruck, sondern eine reduzierte dynamische Druckdifferenz. Je nachdem wie die Verstellschraube (14) die Öffnung (13) mehr oder weniger verschliesst verrringert oder erhöht sich der Ansprechwert des Schalters.
• Verschließt die Verstellschraube (14) die öffnung (13) vollkommen, so wirkt an der Membrane (1) die statisciie Druckdifferenz und der Schalter erreicht seine maximale Ansprcchempfindlichkeit.
• Die Ausführungsbeispiele dienen nur er besseren Erläuterung der Erfindung und sind niciit eingrenzend aufzufassen.
• Sie lassen erkennen wie vielfältig die Varianten dieser Ideen sind. Datjei gehen aus den Figuren weitere Kennzeichen hervor wie z.B. die ringförmige Ausbildung des Ge-Wichtes oder die Gestaltung des Gehäuses.
• L e e r s e i t e

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1) Pneumatischer, druckabhängiger Re@@ranschalter Insbesondere für niedrige br@@@@, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die fen@@ane nur/oder überwiegene gewichtsbelastet ist.
2. 2) Pneumatischer, druckashängiger Memhranschalter, dadurch gekennzeichnet, daß die @emerane einen Haguet anhebt und in den Anspruchbereich eines Aagnetkontaktes (Read-Kontakt) bringt.
3. 3) Pneumatischer, druckabhängiger Memtranschalter nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gembrane eine als Kondensatorbelag ausgebildete leitende Fläche anhett und einer Gegenfläche, die fest angeordnet ist annähert.
4. 4) Pneumatischer, druckahnängiger @embranschalter nach Anspruch 1 und 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kondensatorhelag ohne Zwischenisolierung auf die Gegenfläche gearückt wird, und auch galvanischen Kontakt geben kann.
5. 5) Pneumatischer, druckabhängiger Membranschalter nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Memhrane selbst zumindest teilweise als elastisch, verformbare, leitende Oberfläche ausgebildet ist und gegen einen oder mehrere Gegenkontakte angehoben wird.
6. 6. Pneumatischer, druckaabhängiger Membranschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der membrane ein Strömungsnebenschluß zugeordnet ist.
7. 7) Pneumatischer, druckabhängiger membranschalter nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Störungsnebenschluß einstellbar veränderlich ist.