DE2905792C2

DE2905792C2 - Durch mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Druck zu betätigender elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE2905792C2
Application number: DE19792905792
Authority: DE
Inventors: Klaus 5840 Schwerte Buhle; Martin 5860 Iserlohn Hilbrandt
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1979-02-15
Filing date: 1979-02-15
Publication date: 1981-02-19
Also published as: DE2905792B1

Description

der zylindrischen Vertiefung 32 des Federkorbes 10. F.in statisch beanspruchter O-King 33 dichtet zwischen Gehäuseinnenwand 34, Zwischenplatte 2 und Sockel 24 an der Trennlinie 35 ab.

Eine Schalterausführung als Schließer für hydraulische oder pneumatische Betätigung zeigt Fig. 1. Hier ist in dem Federkorb 10 eine Druckplatte 36 eingeklipst. die von der Druckfeder 37 gegen die Verriegelungsnasen 8 des Federkorbes 10 gedruckt wird. Die Abdichtung des Schallstiftes 21 an seinem Durchtritt durch die Zwischenplatte 38 ist hier mittels an die Zwischcnplatte angespritztem Dichtring 39 verwirktlich. Die .Schaltkammer 4 bcinhaltel eine von einer Druckfeder 40 beaufschlagte Kontaktbrücke 41 sowie zwei Festkontakte 42, 43 ar die den Sockel 46 durchdringende Stcckcrstifte 44,45 angefornii sind. Die Abdichtung zwischen Gchäuseiiinenwand 34. /wischenplatte 38 und Sockel 46 geschieht durch je einen angespritzten Dichtring 47 bzw. 48 am Außcmimfang ,i_n~ "7...:^..u_nnni..»(_n ία u,... ,1,... c».>L..it au

Ausführungscinzelheiten des Schaltstiftes 21 sind in (·" i g. 3 und 4 zu erkennen. Nuten 49 an der topfarligen Erweiterung 22 des Schaltstiftcs 21 sorgen für eine Re- und Entlüftung zum Druckausgleich. Fin kleiner Dom 50 dient zur Finklcmmung der Druckfeder 31 und schüt/t diese gegen Herausfallen beim Zusammenbau des Schalters. Entsprechende l.üflungsschlitze 51 an dem als Thermoplastspritz.gießteil erstellten Federkorb 10 sind den F i g. 5 und b deutlich entnehmbar.

Wird auf den Schalter nach Fig. 1 ein mechanischer Druck auf den Druckstöße! 5 oder auch ein pneumatischer oder hydraulischer Druck auf die Schalterausfüh rung nach F i g. 2 ausgeübt, so bewegt sich der Schallslift 21 im Falle einer Schaltcrausfühmng als Schließer (Fig. 2) in die Schaltkammcr 4 hinein und bewirkt dabei entgegen der Kraft der Druckfeder 40 eine Kontaktgabc zwischen der Kontaktbrücke 41 und den Fcslkoniakten 42, 43. Steigt der Druck ,Ulf die¹ Druckplatte 36 oder den Druckstößel 5 weiter an. so wird diese bzw. dieser und der dadurch erzeugte Überhub von der Druckfeder 11 (I ig I) "der M (I i g. 2) aufgefangen

Wird bei einer Schallerausführiing als Offner (1 ι g. 1 ein Druck in irgendeiner Form ausgeübt, so wird dabe /imiirhtt ilii" limrkfi'fli'r 31 ziisammenin-dniikl. bis ilci Schallslift 21 entgegen der Kraft der beiden Druckfeder η 29 die Kontaktbrücke 30 von den I esikoniakler 25, 26 abhebt. Fin llbcrhiib wird daK-i ebenfalls wir dem lederkorb 10 mit der Druckfehler 11 oder 37 aufgefangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durch mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Druck zu betätigender elektrischer Schalter mit einem durch eine Zwischenplatte in eine i Druck- und eine elektrische Schaltkammer unterteilten Gehäuse, wobei die Druckkammer einen Federkorb ggf. mit einem Druckstößel, einen Schaltstift und die Schaltkammer einen mit elektrischen Festkontakten bestückten Sockel mit federbe- κι lasteter Kontaktbrücke aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine dynamisch beanspruchte Abdichtung zwischen Druck- (3) und Schaltkammer (4) mit bekannten Dichtelementen 14, 39) in der Wirkungsweise eines mit seinem ι Außenumfang an der Innenwandung einer um den Mittelpunkt einer Zwischenplatte (2,38) angespritzten Hülse (23) und mit seinem Innenumfang an einem Schaitstift (21), dessen untere Stirnfläche um ein Vielfaches kleiner ist als die durch Druck beaufschlagbare aktive Fläche, dichtend anliegenden ©-Ringes (14) oder eines an die Zwischenpiatte (38) einstückig angespritzten Dichtringes (39) an einer Schalterstelle an der der geringste Betätigungshub auftritt und eine weitere statisch beanspruchte >■> Abdichtung zwischen Gehäuseinnenwand (34). Zwijchenplatte (2, 38) und Sockel (24, 46) ebenfalls mittels eines O-Ringes (33) oder je eines einstückig an die Zwischenplatte (38) und den Sockel (46) angespritzten Dichtringes (47,48) erfolgt, wobei die u> Dichtelemente (33, 47, 48) nicht den Schaltweg beeinflusse..

2. Elektrischer Schalter na<^ Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß der statisch beanspruchte O-Ring (33) mit seinem Irnenumfang an der π Trennlinie (35) von Zwischenpralte (2) und Sockel (24) dichtend anliegt.

3. Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Federkorb (10) als hohlzylindrisches Thermoplast spritzgießteil ■»'» erstellt ist. das an seinem Umfang mindestens zwei tnii nach innen weisenden Verriegelungsnasen (8) versehene freistehende Federlappen (9) zur Hai'" rung der Druckplatte (36) oder des Druckstößels (5) besitzt. ^4l

4. Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Federkorb (10) an seiner unteren Stirnfläche eine zylindrische Vertiefung (32) aufweist, in die der Schalistifl (21) hineinragt ·"

5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltsiifi (21) an seinem oberen Ende eine topfartige Erweiterung (22) besitzt, die ihm in der Hülse (23) der /wischenplatte (2, 38) eine verlängerte F iihrung "·> gibt und in die im Falle einer Schalterausführung als Öffner eine Druckfeder (31) einset/bar ist.

b. Elektrischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die topfartige Erweiterung (22) des Schaltstiftes (21) am Außenumfang mindestens w> zwei axial und an ihrem Boden radial verlaufende Nuten (49) aufweist.

7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Fläche des Schaltstiftes in der Druckkammer (3) zur ·>"> Größe der Stirnfläche desselben in der Schaltkammer (4) so variiert werden kann, daß bei hydraulischem oder pneumatischem Druck ohne Änderung der Vorspannkraft der die Kontaktgabe beeinflussenden Druckfeder (31, 40) die Ansprechempfindlichkeit verändert werden kann.

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Druck zu betätigenden elektrischen Schalter mit einem durch eine Zwischenplatte in eine Druck- und eine elektrische Schaltkammer unterteilten Gehäuse, wobei die Druckkammer einen Federkorb ggf. mit einem Druckstößel, einen Schaltstift und die Schaltkammer einen mit elektrischen Festkontakten bestückten Sockel mit federbelasteter Kontakbrücke aufnimmt.

Derartige Schalter werden vielfach an Getrieben von Maschinen und Kraftfahrzeugmotoren und in Bremssystemen eingesetzt, wo sie über KurvenscheiDen oder auch pneumatisch oder hydraulisch gesteuert werden.

Bekannte Schalter dieser Art, z. B. nach der DE-OS 27 24 824, weisen zur Abdichtung zwischen Druck- und Schaltkammer eine Membran auf.

Als nachteilig wird daran angesehen:

Die verhältnismäßig große Dickentoleranz von Elastomeren bei Anwendung eines daiaus als Platte hergestellten Halbzeuges.

die ElastizitätsvLYänderung dieses Werkstoffes bei unterschiedlichen Temperaturen,

die Versprödung bzw. Bruchanfälligkeit bei hohen Schaltzahlen und großer Schalthäufigkeit.

die Diffusion, die nach einiger Gebrauchszeit eintritt, die Veränderung des Kontaktabstandes.

Durch diese Eigenarten lassen sich Schalter, die bei einem bestimmten Druck in engen Toleranzgrenzen schalten sollen, nicht wirtschaftlich fertigen, da zur Justierung zusätzliche Mittel und Arbeitszeit aufgewendet werden müssen

Aufgabe der Erdndung ist es. unter Ausschaltung vorgenannter Nachteile einen SOilter zu erstellen, dessen Dichtung zwischen Druck- und Schaltkammer einer hohen Daurrbeanspruchuiig über einen weiten Temperaturbereich standhält, dazu den Schaltdruck geringstmöglich beeinflußt und der sich montagefreundlich zusammenbauen läßt.

Dies wird nai' der Erfindung dadurch erreicht, daß eine dynamisch beanspruchte Abdichtung zwischen Druck- und Schaltkammer mit bekannten Dichtelemen ten in der Wirkungsweise eines mit seinem Außenumfang an der Inncnwandung einer um den Mittelpunkt einer Zwischenplattc angespritzten Hülse und mn seinem Inncniimfang an einem Schaltstift, dessen untere Stirnflache um ein Vielfaches kleiner ist als die durch Druck beaufschlagbarc aktive f lache, dichtend inlie gendcn O-Ringes oder eines an die /wischenplattc einstückig angespritzten Dichtringes an einer Schaller stelle an der der geringste Betaligungshub auftritt und eine weitere statisch beanspruchte Abdichtung /wi sehen (ichäuseinnenwai.d. /wischenplatte und Sockel ebenfalls mittels eines 0 Ringes oder eines einstückig an die /vnschcnplatte angespritzten Dichlringes erfolgt, wobei die Dichtclementc nicht den Schaltweg beeinflussen.

Der Sitz der dynamisch beanspruchten Abdichtung an einer .Schalterstelle, an der der geringste Bctätigungs hub auftritt, bietet den Vorteil kleinstmöglicher Reibung bei klcinMmöglichem Weg. wobei, was die Reibung betrifft, sich der kleingchaltcne Durchmesser des

Schaltstiftes zusätzlich günstig auswirkt, so daß die Dauerbeanspruchung beträchtlich erhöht wird. Die statisch beanspruchte Abdichtung zwischen Gehäuseinnenwand. Zwischenplatte und Sockel hat sich gegenüber der Anbringung zwischen Gehäuseabsatz und Zwischenplattenbund als vorteilhaft herausgestellt, insofern als beim Einrollen des Sockels mittels eines am Gehäuse angelängten Kragens keine zusätzlichen Toleranzen in axialer Richtung — also auch für den Schaltweg — durch mehr oder weniger starkes Zusammenpressen, z. B. einer elastischen Dichtscheibe, eines O-Ringes oder einer Membran auftreten können. Die gegenüber der durch Druck beaufschlagbaren aktiven Fläche um ein Vielfaches kleinere Stirnfläche des Schaltstiftes bewirkt eine Minderung der zur Schaltung bei einem bestimmten pneumatischen oder hydraulischen Druck erforderlichen Kraft, wodurch die auf die Kontaktschließung oder -öffnung einwirkende Druckfeder entsprechend schwächer, damit raumsparender und billiger ausgeführt werden kann.

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Mit dem Einsatz eines O-Ringcs zur Abdichtung zwischen Gehäuseinnenwand, Zwischenplatte und Sokkel an der Trennlinie der letzteren beiden — nach Anspruch 2 - ist eine Abdichtung der Druckkammer und für die Schaltkammer sowohl von der Druckkammer her als auch von der Anschlußseite des Schalters gegeben.

Die Erstellung des Federkorbes als hohlzylindrisches Thermoplastsprit/gießteil — nach Anspruch 3 — bringt den Vorteil, die Kontaktplatte oder den Druckstößel von Hand einklipsen /u können, während bei einer Ausfuhrung aus Metall ein maschinelles Einrollen erforderlich wäre. Außerdem ist eine ausreichende Belüftung /um Druckausgleich ohne besonderen Arbeitsgang erreicht. Bei einem Metallkorb dagegen müßten Löcher ausgestanzt werden.

Durch die zylindrische Vertiefung - nach Anspruch 4

— an der unteren Stirnfläche des Federkorbes in die der Schiiltsuft iiineinragt. läßt sich die Bauhölu des Schallers verringern, was sich auf den Piatzbedarf beim Einbau des Schalters günstig auswirkt.

Die topfartige Erweiterung am oberen Ende des Schahsiiftes — nach Anspruch 5 — ist eine Abdichtung der Druckkammer und für die Schaltkammer sowohl von der Druckkammer her' als auch von der Anschlußseite des Schalters gegeben.

Die Erstellung des Federkorbes als hohl/ylindrsehes Thermoplastsprit/gießteil — nach Anspruch 3 — bringt den Vorteil, die Kontak.platte oder den Druckslößel von Hand einklipsen zu können, während bei einer Ausfuhrung aus Metall ein maschinelles Einrollen erforderlich wäre. Außerdem ist eine ausreichende Belüftung /um Druckausgleich ohne besonderen Ar beitsgang erreicht. Bei einem Metallkorb dagegen mußten Locher ausgcslan/t werden.

Durch die zylindrische Vertiefung - nach Anspruch 4

— an der unteren Stirnfläche des Federkorbes in die der Schaltstift hineinragt, laßt sich die Bauhöhe des Schalters verringern, was sich auf den Platzbedarf beim Einbau des Schalters günstig auswirkt.

Die topfartige Erweiterung am oberen Ende des Schaltstiftes - nach Anspruch 5 - bewirkt nicht nur eine gute führung desselben in der Zwischenplatte, sondern macht auch die Verwendung ein- und desselben Schaltstiftes für zwei unterschiedliche Schalterausführungen. nämlich Schlick, r oder Öffnrr, möglich, indem

anstelle der Druckfeder in der Schaltkammer zwischen Kontaktbrücke und Festkontakten eine Druckfeder in der lopfartigen Erweiterung des Schalts'iftes angeordnet wird.

Die Anbringung von axial verlaufenden Nuten am Außenumfang der topfartigen Erweiterung des Schaltstiftes - nach Anspruch 6 — bewirkt die erforderliche Belüftung zum Drucka-isgleich.

Das Verhältnis der aktiven Fläche des Schaltstiftes in der Druckkammer zur Größe seiner Stirnfläche in der Schaltkammer bestimmt bei Betätigung des Schalters durch pneumatischen oder hydraulischen Druck die Kraft, die entgegen der auf die Kontaktschließung oder -öffnung einwirkenden Federkraft aufgebracht werden muß. Soll also bei einem niedrigen Druck eine Schaltung erfolgen, mithin die Ansprechempfindlichkeit größer sein, ist es zweckmäßig, den Durchmesser des Schaltstiftes möglichst klein zu halten, während für höhere Drücke ein größerer Schaltstiftdurchmesser günstiger ist da in beiden Fällen dann die auf die Kontaktschließung oder -öffnung einwirkende Feder belasser, werden '.ann (Anspruch 7).

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. E:. zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen mechanisch betätigoaren Schalter,

F i g. 2 einen um 90° gegenüber F i g. 1 verdrehten Längsschnitt durch einen pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Schalter,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch den Schaltstift,

F i g. 4 die Draufsicht auf den Schaltstift nach F i g. 3.

F i g. 5 eine Draufsicht auf den Federkorb.

F i g. b den Längsschnitt durch den Federkorb nach F ι g. 5.

Ein Metallgehäuse I ist durch die Zwischenplatte 2 in eine Druckkammer 3 und eine Schaltkammer 4 unterteilt. Die in Fig. I gezeigte Schalterausführung stellt einen mechanisch über den Druckstößel 5 betätigbaren Öffner dar. Die kegclstumpfförmige Erweiterung 6 am schalterseitigen Stößelende ist mit ihr-Oi umlaufenden Bund 7 mit den Verri'.gelungsnasen 8 der Federlappen 9 des Federkorbes 10 verklipst. Eine Druckfeder 11 stützt sich mit einem Ende auf dem um den Führungsstift 12 umlaufenden Bodenflansch 13 des Federkorbes 10. mit dem anderen End? am Beden 15 der Bohrung 16 des Druckstößels 5 ab. Die Zwischen platte 2 besitzt einen umlaufenden Kragen 17. mit dem sie sich gegen den Gehäuseabsalz 18 abstützt. Im Mittelpunkt ihres Bodenteils 19 befindet sich ein Loch 20 für den Durchtritt des .Schaltstiftes 21. Dieser wird mit einer an seinem oberen Ende angeformten topfartigen Erweiterung 22 in einer um das Loch 20 an die Zwischenplatte 2 angespritzten Hülse 23 geführt. 7,ur Abdichtung der Druckkammer 3 gegenüber der Schaltkammer 4 ist ein O-Ring 14 zwischen Hüls? 23 und Schallstift 21 eingelegt. Die Schaltkaminer 4 wird gebildet vom Sockel 24 und der Zwischenplatte 2. In ihr befinden sich die Festkontakte 25, 26 mit den sock ν Idurchgreife-den AnschluSstiften 27, 28 und die von zwei Druckfedern 29 beaufschlagte Kontaktbrücke 30. Durch Umrollcn des Kragens 52 des Gehäuses 1 wird der Sockel 24 gegen die Zwischenplatte 2 und diese gegen den Gehäuseabsatz 18 gepreßt.

Bei der in F i g. I gezeigten Schalterausführung als Öffner stützt sich e'.ne Druckfeder 31 mit einem Ende am Boden der topfartigen Erweiterung 22 des Schaltstiftes 21 ab und mit dem anderen Ende am Boden