DE2847278A1

DE2847278A1 - Druckabhaengiger elektrischer schalter

Info

Publication number: DE2847278A1
Application number: DE19782847278
Authority: DE
Inventors: Werner Brombacher
Original assignee: Eaton GmbH
Current assignee: Eaton GmbH
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1980-05-14
Also published as: EP0010729A1; ES253464Y; AU5208779A; ES253464U

Description

EATON GmbH & Co.KG, 7778 Markdorf Druckabhängiger elektrischer Schalter

Die Erfindung betrifft einen druckabhängigen elektrischen Schalter mit einer wenigstens einen Schnappschalter enthaltenden Dose,, an der, randseitig abgedichtet, eine mit einem Differenzdruck beaufschlagbare Membrane befestigt ist, mit der der Schnappschalter gekuppelt ist, dessen Kontakte mit durch die Dosenwand nach außen geführten elektrischen Anschlußstücken verbunden sind.

Bei bekannten Druckschaltern dieser Art, wie sie beispielsweise in der DE-PS 1 281 5 30 beschrieben sind, ist die Membrane randseitig zwischen der eigentlichen Dose und deren Deckel eingespannt. Die Beaufschlagung der Membrane erfolgt über einen in dem Deckel vorgesehenen Anschlußstutzen, während der den Schnappschalter enthaltende Dosenraum nach außen hin entlüftet ist. Da es sich bei derartigen Druckschaltern, wie sie beispielsweise für Waschmaschinen und dgl. verwendet werden, um Massenartikel handelt, ist der Herstellungsaufwand mit dem die Membrane gegen die Dose verspannenden Deckel verhältnismäßig groß. Auch läßt sich ein solcher Druckschalter nicht ohne weiteres als Unterdruckschalter einsetzen, etwa indem, daß der zwischen dem Deckel und der Membrane vorhandene Raum mit Unterdruck beaufschlagt wird, weil zum einen dazu ein größerer Abstand des Deckels von der Membrane erforderlich wäre, um dieser die nötige Beweglichkeit zu verleihen und zum anderen zusätzliche Maßnahmen zur möglichst drosselungsfreien Verbindung der Rückseite der Membrane mit der Atmosphäre geschaffen werden müssen.

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Ein solcher Druckschalter kann deshalb beispielsweise nicht in einem Staubsauger verwendet werden, um unterdruck abhängige Schaltungen vorzunehmen, beispielsweise einen in der Anschlußleitung des elektrischen Antriebsmotors liegenden Strombegrenzungswiderstand für den Einschaltstromstoß mit zunehmender Drehzahl und damit steigenden Unterdruck auszuschalten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb einen Druckschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich bei einfachem Aufbau und billiger Herstellungsmöglichkeit insbesondere auch dadurch auszeichnet, daß er als Unterdruckschalter verwendet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der druckabhängige elektrische Schalter gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß durch die nach außenhin freiliegend angeordnete Membrane der Deckel der Dose gebildet ist und daß der den Schnappschalter enthaltende Dosenraum über eine zugeordnete Anschlußeinrichtung mit einem gegenüber dem außen auf der Membrane lastenden Druck unterschiedlichen Druck beaufschlagbar ist.

Dadurch, daß die Membrane gleichzeitig den Dosendeckel bildet und somit ein eigener steifer Dosendeckel in Wegfall kommt, ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung, während gleichzeitig der Platzbedarf des ganzen Druckschalters beträchtlich verringert wird, weil der den Schnappschalter enthaltende Raum der Dose gleichzeitig als Unterdruck- oder gegebenenfalls als Überdruckraum ausgenützt ist. Bei der Verwendung als Unterdruckschalter steht die Membranaußenseite über ihre gesamte Fläche unmittelbar unter dem Atmosphärendruck,

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während im Inneren des den Schnappschalter enthaltenden Raumes genügend Platz für den zur Schalterbetätigung erforderlichen Bewegungsweg der Membrane vorhanden ist.

Um eine einwandfreie Kraftübertragung auf das Betätigungsorgan des Schnappschalters zu gewährleisten, ohne daß dazu zusätzliche Membranteller oder dgl. auf die Membrane aufgesetzt werden müssen, ist es vorteilhaft, wenn an der Membrane ein steifer Membranteller einstückig angeformt ist. Auch kann die Anordnung derart getroffen sein, daß an die Membrane im Bereiche des Membrantellers ein Betätigungsglied für einen Schnappschalter angeformt ist.

Die Dose kann in einer bevorzugten Ausführungsform, einen unterhalb der Membrane mündenden Anschlußstutzen für eine Unter-oder überdruckquelle aufweisen.

Dabei ergeben sich sehr einfache Herstellungsverhältnisse, wenn die elektrischen Anschlußstücke· der Kontakte unabgedichtet durch die Dosenwand durchgeführt sind und der lichte Querschnitt des Anschlußstutzens gleich oder größer ist als der resultierende wirksame Leckstrom-Durchtrittsquerschnitt im Bereiche der Durchführung der Anschlußstücke. Wenn nämlich, beispielsweise bei einem Staubsauger mit mit konstanter Drehzahl laufendem Gebläse, ein konstanter Unterdruck vorhanden ist, strömt über den resultierenden wirksamen Leckstrom-Durchtrittsquerschnitt im Bereiche der Durchführung der Anschluß-Stücke ein konstanter Leckstrom ab, dem bei der Auslegung der Membrane und des Schnappschalters Rechnung getragen werden kann, so daß er für die Funktion des Druckschalters bedeutungslos ist. Auf diese Weise 'läßt sich die Herstellung des Druckschalters wesentlich vereinfachen, weil die sonst übliche Abdichtung der Anschlußstücke in der Dosenwand entfällt.

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Schließlich kann die Membrane einen umlaufenden verstärkten Befestigungsrand aufweisen, der abgedichtet in eine entsprechende Nut am Dosenrand eingesetzt ist und beispielsweise in dieser verklebt oder an die Dosenwand anvulkanisiert ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen druckabhängigen elektrischen Schalter gemäß der Erfindung im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und

Fig. 2 den Schalter nach Fig. 1, in einer um 90° gedrehten Seitenansicht.

Der in der Zeichnung dargestellte druckabhängige elektrische Schalter weist eine aus Kunststoffmaterial bestehende Dose 1 auf, an der seitlich ein Anschlußstutzen 2 beispielsweise für eine nicht weiter dargestellt Unterdruckquelle angeformt ist. Auf der dem Bodenteil 3 in der Dose 1 gegenüberliegenden Seite ist die Dose 1 durch eine elastische Membrane 4 verschlossen, die gleichzeitig den Deckel der Dose 1 bildet. Die Membrane 4 besteht aus Gummi oder einem elastischen Kunststoffmaterial und trägt in der Mitte einen angeformten, verstärkten Bereich 5, der als Membranteller wirkt. Konzentrisch zu dem Membranteller 5 ist an diesem ein Betätigungsglied in Gestalt eines Zapfens,6 nach innen vorragend angeformt, der in noch zu beschreibender Weise zur Betätigung eines bei 7 angedeuteten Schnappschalters dient.

Das Membranteller 5 ist an seinem Umfang durch eine elastische Zone 8 mit einem verhältnismäßig steifen,ringsum laufenden Befestigungsrand 9 verbunden, der außen eine

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zylindrische ümfangsfläche 10 und eine rechtwinklig dazu verlaufende ebene Kreisringfläche 11 trägt. Der Befestigungsrand 9 ist in eine entsprechend gestaltete, ringsum laufende Nut 12 am Dosenrand eingefügt und im Bereiche der Flächen 10, 11 mit den entsprechenden Nutflächen abgedichtet verbunden, beispielsweise verklebt oder an diesen Flächen anvulkanisiert.

Der unterhalb der Membrane 4 mündende Anschlußstutzen 2 führt in einen Dosenraum 13, in dem der Schnappschalter 7 angeordnet ist. Der Schnappschalter 7 weist einen feststehenden Kontakt 14 auf, welcher an einem etwa L-förmig gebogenen metallischen Anschlußstück 15 befestigt ist, das bei 16 durch die zugeordnete Dosenwand hindurchgeführt ist und endseitig in einen Flachstecker 17 ausläuft.

Mit dem feststehenden Kontakt 14 wirkt ein beweglicher Kontakt 18 zusammen, welcher auf einer Kontaktzunge 19 angeordnet ist, die endseitig bei 20 auf einem ebenfalls L-förmig gebogenen Anschlußstück.21 befestigt ist, das bei 22 durch die zugeordnete Dosenwandung hindurchgeführt ist und einen angeformten Flachstecker 23 trägt. Die Kontaktzunge 19 ist über eine Tonnenfeder 24 gegen eine Kontaktschaltzunge 25 abgestützt, die endseitig ebenfalls an dem Anschlußstück 20 verankert ist und unter der Wirkung einer sich gegen den Dosenboden 3 abstützenden Druckfeder 26 steht, welche durch einen entsprechenden Schlitz der Kontaktzunge 19 hindurchragt, der derart bemessen ist, daß die Kontaktschaltzunge 25 zusammen mit der Tonnenfeder 24 durch diesen Schlitz hindurchtreten kann.

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Auf der Kontaktschaltzunge 25 ist der Zapfen 6 der Membrane 4 als Schalterbetätigungsglied abgestützt.

Wenn, ausgehend von dem in Fig. 2 in der Stellung mit geöffneten Kontakten 14, 18 dargestellten Schaltzustand, über den Anschlußstutzen 2 in dem den Schnappschalter 7 enthaltenden Raum 13 der Dose 1 ein Unterdruck erzeugt wird, drückt der außen auf der Membrane 4 lastende atmosphärische Druck' das Membranteller und damit auch den Zapfen 6 nach unten (bezogen auf Fig.2) womit die Kontaktschaltzunge 25 entgegen der Wirkung der Druckfeder. 26 sich nach unten bewegt. Sowie die Kontaktschaltzunge 25 durch den Schlitz der Kontaktzunge 19 hindruchtritt, schnappt die Tonnenfeder 24 um, so daß sie die Kontaktzunge 19 nach oben drückt und den beweglichen Kontakt 18 an den feststehenden Kontakt 14 zur Anlage bringt, wie dies gestrichelt dargestellt ist (Fig. 2).

Die beschriebene Umschaltung des Schnappschalters 7 erfordert eine bestimmte Druckdifferenz an der Membrane Der lichte Querschnitt des Anschlußstutzens 2 ist derart bemessen, daß in dem Raum 13 der Dose 1 auch dann der nötige Unterdruck aufrechterhalten bleibt, wenn eine bestimmte begrenzte Leckströmung von der Atmosphäre in den Raum 13 auftritt. Es sind deshalb die Anschlußstücke 17, 23 inüen Dosenboden 23 unabgedichtet eingesetzt; sie sind lediglich in entsprechende Durchgangsschlitze 26, 2,7 eingeschoben, die derart bemessen sind, daß sie die Anschlußstücke 16, 22 mechanisch fest haltern.

Anstelle des beschriebenen einen Schnappschalters 7 können in der Dose 1 naturgemäß mehrere parallel zueinanderliegende derartige Schnappschalter vorgesehen sein, die

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dann beispielsweise über eine gemeinsame von dem Zapfen 6 betätigte und auf die Kontaktschaltzunge 25 der einzelnen Schnappschalter einwirkende Schaltwippe umgeschaltet werden.

Der druckabhängig betätigte Schalter wurde im vorstehenden anhand einer ünterdruckbeaufschlagung des den Schnappschalter 7 enthaltenden Dosenraumes 13 beschrieben. Es sind aber auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen über den Anschlußstutzen 2 in dem Raum 13 der Dose 1 ein überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck erzeugt wird. Durch entsprechende Anordnung und Ausbildung der Schnappschalter¹ und deren Kopplung mit der Membrane 4 läßt sich auch unter diesen Bedingungen eine ähnliche Funktion, wie beschrieben, erzielen, so daß sich eine nochmalige Erläuterung erübrigt.

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Claims

PüteiitaGWäl'e Dipl.- Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Rüger

7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postfach 343

30. Oktober 1978 _Tele(on

. SlU tlgarl (0711) 356539

PA 169 rüwa 359619

Telex 07 256610 smru

Telegramme Patentschutz Esslingennockar

Patentansprüche

( 1.JDruckabhängiger elektrischer Schalter mit einer wenigstens —einen Schnappschalter enthaltenden Dose,an der randseitig abgedichtet eine mit einem Differenzdruck beaufschlagbare Membrane befestigt ist, mit der der Schnappschalter gekuppelt ist, dessen Kontakte mit durch die Dosenwand nach außen geführten elektrischen Anschlußstücken verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch die nach außen hin freiliegend angeordnete Membrane (4) der Deckel der Dose (1) gebildet ist und daß der den Schnappschalter (7) enthaltende Dosenraum (13) über eine zugeordnete Anschlußeinrichtung (2) mit einem gegenüber dem außen auf der Membrane (4) lastenden Druck unterschiedlichen Druck beaufschlagbar ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Membrane (4) ein steifer Membranteller (5) einstückig angeformt ist.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Membrane (4) im Bereiche des Membrantellers (5) ein Betatigungsglied (6) für den Schnappschalter (7) angeformt ist.
4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dose (1) einen unterhalb der Membrane (4) mündenden Anschlußstutzen (2) für eine Unter- oder überdruckquelle aufweist.

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5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußstücke (17, 23) der Kontakte (14, 18) unabgedichtet durch die Dosenwand (3) durchgeführt sind und daß der lichte Querschnitt des Anschlußstutzens (2) gleich/oder größer ist als der resultierende wirksame Leckstrom-Durchtrittsquerschnitt im Bereiche der Durchführung der Anschlußstücke (17, 23).
6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (4) einen umlaufenden verstärkten Befestigungsrand (9) aufweist, der abgedichtet in eine entsprechende-Nut (12) am Dosenrand eingesetzt ist.

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