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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem druckmittelbetätigten Membranschalter
nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.
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Bei den bekannten drucknittelbetätigten Membranschaltern dient eine
aus Isolierstoff, vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi hergeherstellte Membran
zur Abdichtung der Druckkammer und zur Übertragung der Membranbewegung auf einen
den Schaltkontakt betätigenden Stößel. Ferner ist ein druckmittelbetätigter Membranschalter
bekannt (DE-Gm 71 95 764), bei dem die Isolierstoffmembran in ihrem mittleren Bereich
zwischen einem Schaltkontakt auf der einen Seite und einer Stützplatte für die Druckfeder
auf der anderen Seite eingespannt ist. Stützplatte und Schaltkontakt sind miteinander
vernietet. In der Ruhelage der Membran liegt der Schaltkontakt mit mehreren, an
ihm freigestanzten Spitzen auf eine im Schaltergehäuse eingenietete Kontaktplatte
auf. Diese Lösung hat den Nachteil, daß zur Herstellung des Membranschalters viele
Einzelteile benötigt werden und in besonderen Arbeitsgängen miteinander verbunden
bzw. im Schaltergehäuse eingesetzt werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den druckmittelbetätigten
Membranschalter konstruktiv so zu gestalten, daß er kostengünstig mit möglichst
wenig Einzelteilen herzustellen ist, ohne dabei die Funktionssicherheit und Lebensdauer
zu beeinträchtigen.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Ausführung des Membranschalters
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Membran
nicht nur zur Abdichtung der Druckmittelkammer und zur Übertragung der Schaltbewegung
dient sondern außerdem zugleich das schaltende Organ selbst bildet. Dadurch kann
das bisher erforderliche zusätzliche Schaltorgan wegfallen. Ein weiterer Vorteil
ist das Weglassen der Nietstelle in der Membranmitte.
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Dadurch ist ferner nur noch eine Abdichtung am Membranrand erforderlich
und außerdem wird die Membran nunmeh-r gleichmäßig durch den Öldruck belastet.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, den Gegenkontakt des Membrangehäuses als Kragen auszubilden,
welcher die Druckmitteleinlaßbohrung der Druckmittelkammer umgibt. Ein solcher Membranschalter
läßt sich bevorzugt als bldruckwarnschalter verwenden, wobei das den Kragen tragende
metallische Gehäuseteil als Masseanschluß dient und als Drehteil einfach herstellbar
ist.
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Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt -und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur 1
zeigt den druckmittelbetätigten Membranschalter im Querschnitt, die Figur 2 zeigt
das Schaltsymbol dieses Membranschalters und Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Membranschalters.
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Berschreibung der Ausfahrungsbeispiele In den Figuren ist der durch
ein Druckmittel zu betätigende Membranschalter mit 10 bezeichnet. Er besteht, wie
Fig. 1 zeigt, aus einem zweiteiligen Gehäuse, wobei das untere metallische Gehäuseteil
11 eine Druckmittelkammer 12 für die Aufnahme eines über einen Anschlußstutzen 13
zuströmenden Druckmittels bildet. Das obere Gehäuseteil 14 besteht aus Isolierstoff
und trägt einen Flachstecker 15 für den elektrischen Anschluß des Schalters. Der
Flachstecker ragt mit seinem inneren Ende in eine Druckfederkammer 16 des oberen
Gehäuseteiles 14 und ist dort mit einer Schraubendruckfeder 17 elektrisch leitend
verbunden. Druckfederkammer 16 und die darunterliegende Druckmittelkammer 12 sind
durch eine im Membranschalter 10 eingespannte Membran 18 dichtend voneinander getrennt.
Die Membran 18 ist in ihrer Ruhelage durch die Druckfeder 17 zur Druckmittelkammer
12 hin vorgewölbt.
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Die Membran 18 besteht aus einem elastischen, elektrisch leitenden
Werkstoff. Sie ist an ihrem Randbereich 18a im unteren Gehäuseteil 11 elektrisch
isoliert eingespannt, indem sie zwischen einem auf einer Ringschulter 19 des Gehäuseteiles
11 aufliegenden Gummiring 20 und dem Randbereich des aus Isolierstoff hergestellten
oberen Gehäuseteiles 14 eingesetzt und durch eine Bördelung 21 eingespannt ist.
Mit ihrem zentralen Bereich 18b dient die Membran 18 als Schaltkontakt, indem sie
in ihrer Ruhelage auf einer Wölbung aufliegt, die einen Gegenkontakt bildet. Diese
Wölbung ist in Form eines Kragens 22 ausgebildet, welcher die Einlaßbohrung 23 zur
Druckmittelkammer 12 hin umgibt.
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Die Membran 18 ist in ihrem zentralen Bereich 18b auf ihrer dem Kragen
22 gegenüberliegenden Seite unmittelbar mit der hier aufliegenden Druckfeder 17
elektrisch leitend verbunden. Das obere Gehäuseteil 14 hat eine ringflächenartige
Auflage 24 für die Membran 18, gegen die sie sich bei überhöhtem
Druck
des Druckmittels abstützt und so gegen Beschädigung gesichert ist.
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Figur 2 zeigt das Schaltersymbol dieses Membranschalters 10 in Form
eines in seiner Ruhelage geschlossenen Schalters, der durch ein Druckmittel entgegen
einer Rückstellkraft geöffnet wird. Ein solcher Schalter wird vorzugsweise zur ÖIdrucküberwachung
einer Brennkraftmaschine eingesetzt.
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Bei ausgeschalteter Ö.ldruckpumpe fließt dann ein Signalstrom über
den Flachstecker 15, die Druckfeder 17 zur Membran 18 und von dort über den Kragen
22 und das metallische Gehäuseteil 11, das mit dem Anschlußstutzen 13 an der Brennkraftmaschine
befestigt ist, zur Masse.
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Die am Flachstecker 15 angeschlossene Kontrolllampe leuchtet auf.
Baut sich mit dem Einschalten der ölpumpe ein Öldruck auf, so gelangt dieser durch
die Druckmittel-Einlaßbohrung 23 sowie über Unebenheiten am Kragen 22 in die Druckmittelkammer
12 und hebt die Membran 18 vom Kragen 22 ab. Dadurch wird die elektrisch leitende
Verbindung unterbrochen und die Kontrollampe erlischt.
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Der bldruck, bei dem der Membranschalter 10 öffnen soll, läßt sich
bei gleicher Schaltergröße mit entsprechender Auswahl-der Druckfeder 17 mit der
gewünschten Vorspannung zwischen 0,1 bis 2 Bar wählen. Die Vorspannung der Druckfeder
17 bestimmt zugleich den Kontaktdruck am Kragen 22 in der Ruhelage der Membran 18.
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Die Membran 18 besteht im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus einem
0,05 mm dicken Edelstahlblech. Für die Membran lassen sich aber auch andere Werkstoffe
wie ~beispielsweise Kupfer-Berrylium verwenden. Will man die Kontaktsicherheit der
Membran in ihrer Ruhelage noch erhöhen, so kann der Kragen 22 des unteren Gehäuseteiles
11 noch zusätzlich mit Einsprägungen versehen werden, durch die die Ubertragung
des
öldruckes auf die gesamte Membran noch sicherer erfolgen kann. Um definierte Kontaktstellen
und Kontaktdrücke an der Membran 18 zu bekommen, ist es gegebenenfalls möglich,
durch entsprechende Einprägungen am Kragen 22 drei Kontaktwarzen zu bilden.
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Der in Fig. 3 dargestellte Membranschalter 10, bei dem weitgehend
die gleichen Bezugszahlen wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Membranschalter verwendet
werden und/ltergleicher Weise funktioniert, hat eine Membran 18, die in ihrem zentralen
Bereich 18b an einem innerhalb der Schraubendruckfeder 17 angeordneten Kern 14a
des oberen Gehäuseteiles 14 abstützbar ist. Die Membran 18 ist hier durch einen
am oberen Gehäuseteil 14 angebrachten Kragen 14b an ihrem Randbereich 18a zentriert
und durch einen Gummiring 20, der in einer im unteren Gehäuseteil 11 angebrachten
Ringnut 11a liegt, von diesem Gehäuseteil 11 elektrisch isoliert und druckdicht
eingespannt.