DE2919778A1

DE2919778A1 - Schnappscheibenbetaetigter druckschalter

Info

Publication number: DE2919778A1
Application number: DE19792919778
Authority: DE
Inventors: Donald E Place
Original assignee: Therm O Disc Inc
Current assignee: Therm O Disc Inc
Priority date: 1978-05-15
Filing date: 1979-05-14
Publication date: 1979-11-22
Also published as: GB2020908B; GB2020908A; FR2426324B1; CA1124289A; FR2426324A1

Description

Therm-0-Disc, Incorporated, Mansfield, OMo, V.St.A.

Schnappscheib'enbetätigter Druckschalter

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Druckschalter und insbesondere einen neuartigen verbesserten Druckschalter mit vereinfachtem Aufbau, in dem der Schalterkontakt mit einer flachen schalenförmigen Scheibe betätigt wird, die in einer Schnappwirkung zwischen zwei stabilen Lagen entsprechend vorbestimmten Drücken bewegbar ist«

Mit Schnappscheiben betätigte druckempfindliche Sehaltvorrichtungen sind bspw. durch die US-PSn 3.502«269, 3.365«557_s 3.584.168 und 4.091.24-9 bekannt« Bei diesen Vorrichtungen bildet die Schnappscheibe selbst gewöhnlich einen Teil einer Druckkammer, wobei unter Druck stehendes Strömungsmittel un~

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mittelbar auf die Scheibe wirkt, so daß diese beim Erreichen vorbestimmter Druckzustände hin- und herschnappt. Bei derartigen Vorrichtungen ist jedoch erforderlich, zwischen dem Gehäuse und der Scheibe einen druckmitteldichten Abschluß herzustellen, damit das Druckmittel nicht entweichen kann. Erfolgt die Abdichtung durch Angriff an der Scheibe entlang ihres TJmfangs, erzeugt die Struktur der Dichtung Kräfte, die den Ansprechdruck der Scheibe verschieben. Wird andererseits der dichte Abschluß zwischen Scheibe und Gehäuse durch eine Schweiß- oder sonstige derartige Verbindung hergestellt, wie es einige der oben erwähnten Patentschriften lehren, treten Spannungen auf, die die Arbeitstemperatur der Scheibe verändern. Bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik wie denen, die die oben erwähnten Patentschriften zeigen, ist daher im allgemeinen erforderlich, Eichmittel vorzusehen, um die Scheibe einzuziehen oder auf andere Weise zu gewährleisten, daß die Scheibe bei den gewünschten Arbeitsdrücken anspricht. Auch sind die Kosten einer Schweißverbindung zwischen dem Gehäuse und der Scheibe verhältnismäßig hoch.

In anderen Fällen wird eine Membran in Verbindung mit einer Schnappscheibe eingesetzt, wobei das Betätigungselement zwischen der Membran und der Scheibe angeordnet ist und die Druckkräfte auf die Scheibe überträgt. Bei derartigen Vorrichtungen wird der Eichdruck der Scheibe von dem Betätigungselement verschoben.

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ORIGINAL INSPECTED

Die vorliegende Erfindung schafft einen Druckschalter mit
einer G-ehäuseanordnung, in der ein Hohlraum gebildet ist, der einen Scheibensitz und eine Drucköffnung enthält, mit einer
flachen schalenförmigen Schnappscheibe in dem Sitz, die zwei
stabile Lagen aufweist, zwischen denen sie ansprechend auf
einen ersten und einen zweiten vorbestimmten Druck hin- und
herschnappen kann, mit einer flexiblen nichtmetallischen Membran, die in der Gehäuseanordnung gegen dieses abgedichtet
angeordnet ist und an der dem Sitz abgewandten Seite der Scheibe anliegt, wobei die Membran den Hohlraum zu einer mit der
Drucköffnung in Strömungsverbindung stehenden Druckkammer und einer gegen diese isolierte Scheibenkammer teilt, betrieblich
Druckkräfte auf die Scheibe überträgt und sie zwischen dem
stabilen Stellungen hin- und herschnappen läßt, wenn der Druck in der Druckkammer die vorbestimmten Drücke erreicht, und daß eine Schalteinrichtung in der Gehäuseanordnung durch die
Schnappwirkung ansprechend auf die Schnappbewegung der Scheibe zwischen deren stabilen Lagen betätigt wird.

Die Erfindung soll nun unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

!"ig. 1 ist ein Längsschnitt, der den allgemeinen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt j

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Pig. 2 ist ein Schnitt auf der Linie 2-2 der Fig. 1 und zeigt die Befestigung des Schaltarms;

Fig. 3 ist ein Teilschnitt des Schalterendes der Vorrichtung und zeigt einen einfachen Aufbau zur Befestigung der Schalteranschlüsse im Schaltergehäuse;

Fig. 4- ist eine Teilendansicht eines Ventilbetätigungselements zum Öffnen eines Schraeder-Ventils oder dergl., wenn die Vorrichtung in einem System wie bspw. einer Kfz- -Klimaanlage eingesetzt ist;

Fig. 5 ist ein Längsteilschnitt einer zweiten Ausführungsform, in der zwei Scheiben vorgesehen sind, um einen wirkungsvollen Betrieb auch bei hohen Drücken zu gewährleisten;

Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform mit einer modifizierten Kontaktanordnung; und

ig. 7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung von Tei len des Kontakts aus der Ausführungsform der Pig. 6.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Druckschalters nach der vorliegenden Erfindung ist in den Pig. 1 bis 5 dargestellt und besonders geeignet zum Einsatz in Kfz-Klimaanlagen, in denen er auf ein Schraeder-Ventil aufgeschraubt wird. Die Gehäusean-

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Ordnung weist einen Gewindeteil 10 mit einem Innengewinde 11 auf, das auf das Schraeder-Ventil aufgeschraubt werden kann. Im eingebauten Zustand legt sich ein Ventilbetätigungselement 12 an den Ventilschaft des Sehraeder-Ventils an und öffnet dieses, so daß eine Strömungsverbindung zum zugehörigen Anlagenteil hergestellt wird. Vird die Vorrichtung zum Austauschen oder dergl* abgenommen, schließt das Sehraeder-Ventil selbsttätig, um das System zu verschließen.

An den Gewindeteil 10 ist ein Blechgehäuse 15 angeschweißt, dessen axial verlaufende Wandung 14 um einen Flansch 16 und ein Kontaktgehäuseelement 17 paßt und bei 18 umgebördelt ("crimped") ist, um die Gehäuseteile permanent miteinander zu verbinden. Alternativ können der Ansatz 10 und das Gehäuse 13 als einheitliches Element - bspw. als Schraubmaschinenteil hergestellt sein.

Das Gehäuse 13 und das Kontakt gehäuse 17 bilden miteinander einen Hohlraum, den eine flexible Membran 22 aus einem nichtmetallischen Werkstoff (wie bspw. einem unter der Bezeichnung "Kapton" von der IPa. E. I. duPont de Nemours & Company vertriebenen Polyimid) zu einer Druckkammer 19 und einer Kontaktkammer 21 unterteilt. Eine Umfangsdichtung ist zwischen der Membran 22 und dem Gehäuse 13 mit einem Dichtring 23 erreicht, der vorzugsweise aus Neopren oder Nltril oder dergl. Werkstoff besteht und zwischen einem radialen Flansch 24 auf dem Gehäuse

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und einer Fläche der Membran durch einen Flansch 26 eines Scheibensitzelements 27 eingepreßt wird. Der Flansch. 26 des Scheibenelements 27 wird auf der dem Dichtring 25 gegenüberliegenden Seite der Membran 22 vom Flansch 16 gehalten, der durch die Bördelung des Gehäuses 15 festgelegt ist. Vorzugsweise wird der Flansch. 26 mit einer umlaufenden Hippe 28 ausgebildet, die einen ringförmigen Bereich, hoher Kompression bildet, in dem kein Druckmittel zwischen der Membran und dem Dichtring entweichen kann.

Das Scheibensitzelement ist mit einer radial einwärts verlaufenden Wandung 29 versehen, deren Vorderfläche 51 von der Vorderfläche des Flansches 26 beabstandet ist, um einen Scheibensitz 52 zu bilden, in dem eine flache schalenförmig gewölbte Schnappscheibe 55 angeordnet ist. Die Schnappscheibe 55 ist so geformt, daß sie zwei stabile Lagen aufweist, zwischen denen sie mit einer Schnappwirkung ansprechend auf vorbestimmte Drükke in der Druckkammer 19 hin- und her schnappen kann.

In der in Fig. 1 gezeigten Lage ist die Scheibe zur Kammer 19 hin gewölbt und liegt mit ihrem Rand auf dem Scheibensitz 52 auf. Die Membran liegt an der Scheibe an und überträgt Strömungsmittelkräfte von der Kammer 19 auf die Scheibe, so daß, wenn der Druck in der Kammer 19 ausreichend hoch ist, die Scheibe in die entgegengesetzte stabile Lage schnappt, in der sie im wesentlichen entlang der Vorderfläche 51 des Scheibensitz-

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elements 27 verläuft. Um zu gewährleisten, daß die Vorderfläche 31 die Schnapptewegung in die entgegengesetzte stabile Lage nicht stört, ist sie aus der Ebene des Scheibensitzea hinaus rückwärts geneigt, damit die Scheibe 33 in die entgegengesetzte stabile Lage schnappen kann. Die Fläche 31 liegt aber an der Scheibe an, nachdem sie durchgeschnappt ist, um die Scheibe abzustützen und zu verhindern, daß sie beschädigt wird, wenn der Druck in der Druckkammer 19 zu hoch ist.

Da die Vorderfläche 31 aus der Ebene des Randes der Scheibe 33 rückwärts geneigt ist, wird die Scheibe 33 in beiden stabilen Lagen nur an ihrer Kante gelagert. Auf diese Weise ändert sich die wirksame Fläche der Scheibe nicht, wenn sie hin- und herschnappt. Wäre bspw. der Scheibensitz flach, würde die Scheibe in der einen Lage mit der Kante und in der anderen Lage auf der Innenkante des Sitzes aufliegen. Bei einer solchen Anordnung ist in den beiden Lagen die wirksame Fläche, auf die der Druck wirkt, nicht die gleiche. Ein geneigter Sitz mit einem Neigungswinkel, der größer ist als die Scheibenkrümmung an der Kante, eliminiert jedoch diese Änderung der effektiven Fläche, da die Scheibe in beiden Lagen nur an der Kante gelagert wird.

Das Scheibensitzelement 27 ist weiterhin mit einem rohrförmigen mittigen Teil 34 versehen, der einen zylindrischen Stößel 36 führt, der zwischen der Scheibe 33 und einem bewegbaren

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Schaltarm 57 zum Betätigen des Kontakts verläuft.

Der Kontakt weist einen ersten Anschluß 58 auf, der durch, eine öffnung 59 im Schaltergehäuse 17 verläuft und einen seitlichen Teil 41 hat, auf den ein Ende des beweglichen Schaltarms 57 "befestigt ist. Ein fester Kontaktteil ist durch ein zweites Anschlußelement 42 gebildet, das durch eine öffnung 45 im Gehäuse 17 verläuft und ebenfalls mit einem seitlichen Teil versehen ist, der eine Schicht Kontaktwerkstoff 46 trägt, die als ortsfester Kontaktteil wirkt. Ein bewegliches Kontaktelement 47 ist auf dem freien Ende des Arms 57 angeordnet und wird vom Stößel 56 auf den festen Kontaktteil 46 und von ihm weg bewegt, wenn die Schnappscheibe 55 zwischen ihren beiden stabilen Lagen hin- und herschnappt.

Die Pig. 5 zeigt, wie die beiden Anschlüsse 58> 42 permanent im Kontaktgehäuse befestigt sind. Nachdem die Anschlüsse in ihren zugehörigen öffnungen eingesetzt worden sind, werden sie, wie bei 48 und 49 gezeigt, umgedrückt, so daß sie dauerhaft in der Sollage verbleiben. Vorzugsweise sind das Kontaktgehäuse 17, das Scheibensitzelement 27 und der Stößel 56 aus einem nichtleitfähi.gen Kunststoff geformt, sojiaß separate Isolierelemente nicht erforderlich sind.

Das Ventilbetätigungselement 12 kann ebenfalls aua Kunststoff geformt sein und ist, wie die Pig. 1 und 4 zeigt, alt axial

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verlaufenden Nuten 511 52 verseilen, die eine Druckverbindung zum Gewindekanal im Teil 10 und der Druckkammer 19 herstellen. Die Nuten 51 bilden sägezahnförmige Kanten, um das Betätigungselement in der Sollage fest zudrücken.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist der bewegliche Schaltarm auf dem Seitenteil 4-1 des Anschlusses 38 bei 50 angepunktet und enthält einen halbkreisförmigen Ausschnitt 53? so daß eine Biegelinie etwa bei 54- entsteht. Mit einer solchen Anordnung ändert der Schweißvorgang die Federkraft des beweglichen Schaltarms nicht wesentlich; der Arm biegt sich um eine Biegelinie, die im wesentlichen an die Seiten der Kontaktkammer angrenzt,so daß die wirksame Länge des Arms in seiner Bewegung maximal wird.

Die Schnappscheibe 33 wird während der Herstellung so gestaltet, daß sie bei im wesentlichen den gewünschten Drücken der Vorrichtung arbeitet. Da die Scheibe im eingebauten Zustand keinen Schweißspannungen oder Einspannkräften ausgesetzt ist, wirkt sie im wesentlichen als freie Scheibe und spricht bei den während der Herstellung eingestellten Eichdrücken an. Bei der Berührung der Scheibe durch die Membran 22 treten keine wesentlichen Kräfte auf der Scheibe auf, nur die durch den Druck erzeugten Kräfte. Folglich bleiben die Eichdrücke der freien Scheibe von der Membran für die Scheibe in der Anordnung im wesentlichen unverändert. Weiterhin liegt die

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Membran am Hand der Scheibe auf und hält die Scheibe auf ihrem Sitz.

In der dargestellten Anordnung kann die Scheibe bspw. bei der Herstellung so geeicht werden, daß sie, wenn der Druck in der Druckkammer 19 eine Höhe von 3,2 kg/cm (45 psi) erreicht, aus der einen in die andere stabile Lage schnappt. Während der Schnappbewegung aus der dargestellten in die gegenüberliegende stabile Lage bewegt sich der Stößel 36 (in Fig. 1 gesehen) nach links, so daß der bewegliche Schaltarm 37 clen beweglichen Kontakt auf den festen Kontakt 46 drückt und der Schalter also geschlossen wird. Die Scheibe bleibt dann in dieser Lage, bis der Druck in der Kammer 9 auf den unteren Eichdruck abfällt, bspw. 1,7 kg/cm (24 psi). Ist der untere Ansprechdruck erreicht, schnappt die Scheibe in die dargestellte Lage zurück, so daß der Schalter wieder öffnen kann.

Mach der vorliegenden Erfindung werden die Eichdrücke des Schalters von der Lagerung und· Halterung der Scheibe nicht wesentlich verändert, so daß die Scheibe nur so gefertigt werden muß, daß, wenn die Federkraft des beweglichen Schaltarms in der zusammengebauten Anordnung auf die Scheibe wirkt, die tatsächlichen Ansprechdrücke der Scheibe innerhalb der Betriebsforderungen für die Vorrichtung liegen.

In der dargestellten Torrichtung beaufschlagt die vom. Stößel

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auf die Scheibe aufgebrachte Federkraft die Scheibe zur gezeigten Lage hin. Folglieh wird die Scheibe indem oben erläu-

terten Beispiel (Ansprechdrücke 3?2 und 1,7 kg/cm ) so gefertigt, daß im freien unbe auf sohl ag ten Zustand die Scheibe bei einem Druck von etwas mehr als 3_?2 kg/cm in. der einen und

bei einem Druck von etwa mehr als 1,7 kg/cm in der anderen Richtung durchschnappt. Die von der Federbeauf.schlagung des beweglichen Schaltarms verursachte Änderung des Eichdrucks ist im wesentlichen bekannt und ändert sich von einer Vorrichtung zur anderen nicht wesentlich, so daß diese Kraft bei der Fertigung gleichmäßig für alle Vorrichtungen kompensiert werden kann. Demgegenüber ist es bei den Vorrichtungen des Standes der Technik, bei denen die auf der Scheibe lastenden Einspannkräfte oder die beim Schweißen entstehenden Spannungen die Arbeitstemperatur der Scheibe beeinflussen, schwierig, eine gleichmäßige Änderung der Eichdrücke einzustellen.

In der dargestellten Anordnung paßt die Membran auf die gesamte Scheibe und ist elastisch und flexibel genug, um mit der Scheibe mitzugehen, ohne auf sie andere als die Druckmittelkräfte auszuüben. Obgleich hier eine Membran aus Kapton angegeben ist, lassen sich andere geeignete Werkstoffe - bspw. Gummi — verwenden. Bei einer Gummimembran ist unter Umständen ein separater Dichtring überflüssig. Weiterhin verhindert die Membran ein Überschwingen der Scheibe beim Ansprechen, so daß die Tendenz einer langsamen Verschiebung der Eichdrücke wäh-

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rend der Lebensdauer der Vorrichtung im wesentlichen entfällt.

Bei der vorliegenden Anordnung, in der die Scheibe frei angeordnet und nicht durch Schweißungen oder dergl. dauerhaft festgelegt ist, ist es weiterhin möglich, die gesamte Einheit zusammenzusetzen und das Gehäuse ohne Bördelung festzuspannen, um die Einheit auf ihre Ansprechgenauigkeit zu prüfen. Arbeitet die Vorrichtung unter diesen Bedingungen nicht innerhalb der vorgesehenen Druckbereiche, läßt sie sich auseinandernehmen, um die Scheibe durch eine andere zu ersetzen, mit der die Vorrichtung dann erneut getestet wird. Nachdem die Prüfung zufriedenstellende Ergebnisse erbracht hat, kann das Gehäuse 13 umgebördelt werden, um die Vorrichtung zu vervollständigen. Dieses Testen vor dem endgültigen Zusammenbau läßt sich mit der vorliegenden Erfindung durchführen, da der auf der Membran lastende Einspanndruck den Ansprechdruck der Membran nicht beeinflußt; Unterschiede des Einspanndrucks werden ausschließlich vom Dichtring 23 aufgenommen. In Einheiten, die einen stärkeren Einspanndruck erfordern, wird der Dichtring stärker komprimiert; die relative Lage des Schalters, der Scheibe und der Membran ändern sich jedoch nicht. Es hat also der Einspanndruck keinen Effekt auf die Arbeits-* weise der Vorrichtung.

Die Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die vorzugsweise eingesetzt wird, wenn sie bei

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höheren Drücken arbeiten soll. Der Druck, bei dem die Schnappscherbe arbeitet, hängt hier von den Eigenschaften und der Dicke des Werkstoffs ab sowie auch von der Stärke der Wölbung, die der Scheibe während der Fertigung erteilt wird. Da die Scheibe in der vorliegenden Erfindung auf ihrer gesamten Oberfläche beaufschlagt wird, können Schwierigkeiten bei der Herstellung von für hohe Drücke geeichten Scheiben auftreten

(bspw. Drücke in der Größenordnung von 6,3 kg/cm (90 psi). Wird die Scheibe aus einem zu dicken Material hergestellt oder ist eine zu starke Wölbung erforderlich, entstehen Schwierigkeiten beim Erreichen der geforderten Eichgenauigkeit und die Scheibe wird eine große Anzahl von Arbeitszyklen kaum erreichen. TJm diese Schwierigkeiten zu überwinden, werden in dem in Pig. gezeigten Aufbau anstelle der in der Ausführungsform der I¹Ig. verwendeten einzigen Scheibe zwei Scheiben unmittelbar nebeneinander eingesetzt.

Vorzugsweise sind diese Scheiben im wesentlichen identisch und aus dem gleichen Werkstoff mit der gleichen Krümmung ausgeführt.

Soll bspw. die Vorrichtung in einer Richtung bei 6,3 kg/cm

und in der anderen Richtung bei 3)37 kg/cm (48 psi) arbeiten, setzt man zwei Scheiben ein, die vorzugsweise jeweils einen

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Eichdruck von im wesentlichen 3»2 kg/cm bzw. 1,7 kg/cm aufweisen. In dieser Ausfühfungsform sitzt die Scheibe 33a auf dem Scheibensitz 32 auf, während die zweite Scheibe 33b zwischen der Scheibe 33a und der Membran 22 liegt. Auch hier be-

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tätigen die Scheiben den Stößel 36 und über diesen den Schalter, wie oben unter Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben ist. Der Aufbau der Vorrichtung insgesamt ist im wesentlichen der gleiche wie der der ersten Ausführungsform, wobei jedoch die Tiefe des Scheibensitzes 32 in dieser Ausführungsform entsprechend vergrößert wird, so daß genug Raum verfügbar ist, um die größere Dicke der zwei Scheiben aufzunehmen.

Falls erforderlich, kann eine (nicht gezeigte) dünne Schicht aus einem Material wie Teflon zwischen den beiden Scheiben vorgesehen werden, um deren Reibkontakt zu verringern und so die Ansprechgenauigkeit zu erhöhen. Weiterhin kann man in dieser Ausführungsform die Scheiben selektieren, um eine höhere Ansprechgenauigkeit zu erreichen. Bspw. liegt bei der Herstellung der Scheiben der Ansprechdruck einiger von ihnen an der oberen oder unteren Grenze des Toleranzbereichs, obgleich die Scheiben innerhalb der eigentlichen Fertigungstoleranzen im wesentlichen identisch sind. In diesem Fall setzt man eine Scheibe aus dem unteren Teil des Toleranzbereichs mit einer Scheibe aus dem oberen Teil des Toleranzbereichs zusammen und erhält so eine Vorrichtung, die im wesentlichen in der Mitte des Toleranzbereichs arbeitet. In der Praxis sprechen die zusammengestzten Scheiben dann bei einem Druck an, der im wesentlichen gleich der Summe der Eichdrücke der Einzelscheiben ist.

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Bei dieser Ausführungsform kann die Scheibe aus dünnerem Material oder mit flacherer Wölbung ausgeführt werden; so daß die Scheiben eine sehr lange Lebensdauer bei verhältnismäßig hohen Arbeitsdrücken erreichen.

Die Fig. 6, 7 zeigen eine Ausführungsform, bei der ein Überdruck den beweglichen Schaltarm nicht überspannen kann. In dieser Ausführungsform weist die Gehäuseanordnung ein Schaltergehäuse 61, ein Sitzelement 62 und einen Ansatzteil 65 auf, die allesamt aus einem Kunststoff wie einem Phenolharz geformt sind. Der Ansatzteil 63 weist eine radiale Schulter 64 gegenüber einer radialen Schulter 66 auf dem Schaltergehäuse 61 auf; Ein Spannring 67 hält die Teile zusammen, indem er die gegenüberliegenden Schultern 64, 66 umfaßt.

Auch hier weist der Ansatzteil 65 eine mit einem Innengewinde versehene öffnung 68 auf, so daß die Vorrichtung auf ein Schraeder-Ventil aufgeschraubt werden kann. In dieser Ausführungsform ist jedoch ein Vorsprung 69 in den Ansatzteil mit diesem einteilig eingeformt und öffnet das Schraeder-Ventil, wenn die Vorrichtung aufgeschraubt wird. Eine Vielzahl axialer Kanäle 71 stellen eine Strömungsverbindung zur Scheibenkammer 72 zwischen der Endfläche des Ansatzteils 63 und dem Sitzelement 62 her. Ein solcher Ansatzteil kann aus Metall gearbeitet oder, wie dargestellt, ein Formteil sein.

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Auch hier wird eine Schnappscheibe 73 in einem im Sitzelement 62 ausgebildeten geneigten Sitz gehaltert. Die Neigung des Sitzes gewährleistet, daß die Scheibe in beiden Lagen an ihrer Kante gehaltert wird. In dieser Ausführungsform ist das Sitzelement 62 nicht mit einer Vorderfläche ausgebildet, die sich der Kontur der Scheibe nach dem Umschnappen anpaßt; vielmehr ist es so gestaltet, daß die Scheibe nach dem Ansprechen im wesentlichen nur in ihrer Mitte abgestützt wird. Eine Membran 74- ist wiederum auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform an der Scheibe angeordnet; der Dichtring 76 stellt einen strömungsmitteldichten Abschluß her.

Innerhalb einer vom Schaltergehäuse 61 und dem Sitzelement gebildeten Schalterkammer 77 befindet sich ein Schalter aus zwei Anschlüssen 78, 79· Ein beweglicher Schaltarm 81 in einer Gestalt, die am besten in I¹Ig. 7 gezeigt ist, ist bei 80 mit dem inneren Ende des Anschlusses 78 vernietet. Auf dem freien Ende des beweglichen Schaltarms befindet sich ein fester Kontakt 82, der sich an einen festen Kontakt 83 heran bzw. von ihm hinweg bewegt, der am inneren Ende des Anschlusses 79 ausgebildet ist. In diesem Fall ist der bewegbare Schaltarm 81 jedoch in die Schließstellung vorgespannt und wird von einem Betätigungselement 84 ansprechend auf die Scheibenbewegung in die Offenlage bewegt. Das Betätigungselement 84 ist gleitend verschiebbar im Schaltergehäuse gelagert und weist eine in einem ersten axialen Kanal 87 geführte Schulter 86 und einen

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Führung sans at z 88 verringerten Durchmessers auf, der in einem axial verlaufenden Kanal 89 verringerten Durchmessers geführt ist. Eine Druck-Schraubenfeder 91 liegt an der Schulter auf dem Schaltergehäuse 61 mit einem Ende und mit dem anderen Ende an der Schulter 86 an und drückt das Betätigungselement 84 elastisch (in der Fig. 6 gesehen) nach rechts.

Das Betätigungselement ist mit einem Ansatz 92 mit verringertem Durchmesser (vergl. Fig. 7) versehen, der in einer Öffnung 93 in "bewegbaren Schaltarm 81 mit einem gewissen Spiel sitzt und am Ende eines zylindrischen Stößels 9M- anliegt. Der Stößel verläuft vom Vorsprung- 92 zur Scheibe 73 und überträgt die Scheibenbewegung auf das Betätigungselement und von dort auf den bewegbaren Schaltarm 81. Dieser bewegbare Schaltarm 81 ist der Öffnung 93 mit einem Paar Vorsprunge 95 auf gegenüberliegenden Seiten versehen, die sich an die Fläche 96 der Schulter 86 auf dem Betätigungselement 84 anlegen.

Die Kraft der Feder 91 ist so gewählt, daß sie die Federwirkung des beweglichen Schaltarms überwindet und den bewegbaren Schaltarm in die in Fig. 6 gezeigte Offenstellung bringen kann, wenn die Scheibe 73 in. die.Niederdrucklage schnappt.

Der Aufbau dieser Ausführungsform der Erfindung gewährleistet, daß der bewegbare Schaltarm 81 beim einem Überdruck des Druckmittels nicht überspannt wird, so daß die Bewegung der Scheibe

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über die Schließstellung des Schalters hinaus keine zusätzliche Spannung im Schaltarm erzeugt, sondern nur das Betätigungselement vom Schaltarm hinwegbewegt. Es treten also im Schaltarm keine hohen Spannungen auf, falls er nach dem Schliessen des Eontakts weiter durchgebogen wird. In der Tat bestimmt sich die maximale auf den Schaltarm aufbringbare Spannung aus der verfügbaren Kraft in der Feder 91 ^uad aus der Lage, in die die Scheibe 73 sich bewegt, wenn der Druck abfällt. Prüfungen haben gezeigt, daß dieser Aufbau ein Ermüdungsversagen des bewegbaren Schaltarms praktisch eliminiert, auch wenn der Schalter über extrem viele Arbeitszyklen betrieben wird. Schalter der in der ersten Ausführungsform dargestellten Art fallen oft nach 100.000 Schaltspielen aus. Mit Schalterkonstruktionen nach der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 läßt sich regelmäßig eine Lebensdauer von 200.000 oder mehr Lastspielen erreichen.

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Claims

Patentansprüche

( 1.ySchalter mit einer Gehäuseanordnung mit einem Hohlraum,
der einen Schalter enthält, der von einer umschnappenden Scheibe betätigt wird, die mit einem Scheibensitz in dem Hohlraum zusammenwirkt und zwischen zwei stabilen Lagen
ansprechend auf vorbestimmte Drücke hin- und herbewegbar ist, die auf die Scheibe durch eine mit dem Hohlraum in
Strömungsverbindung stehende Drucköffnung hindurch aufgebracht werden, gekennzeichnet durch eine flexible nichtmetallische Membran (22), die dicht in der Gehäuseanordnung (13) eingeschlossen ist, an der dem Sitz (32) abge- ' wandten Seite der Scheibe (33) anliegt und den Hohlraum
in eine mit der Drucköffnung (12) in Strömungsverbindung stehende Druckkammer (19) und eine von dieser abgesperrte Scheibenkammer (21) unterteilt, so daß in der Druckkammer unmittelbar auf die Scheibe ausgeübte Druckkräfte von der Membran (22) aufgebracht werden, um die Scheibe (33) zwi-

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sehen ihren, stabilen Lagen hin- und herzuschalten.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (22) die Scheibe (33) im Scheibensitz (29) hält und der Scheibensitz (29) so gestaltet ist, daß er die Scheibe (33) in beiden stabilen Lagen an ihrer Kante haltert.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseanordnung ein Schaltergehäuse (17) und ein Druckkammergehäuse (19) aufweist, daß das Druckkammergehäuse um das Schaltergehäuse herumgebördelt ist, um die Gehäuseanordnung zusammenzuhalten, und daß Unterschiede in der Bördelung keinen wesentlichen Effekt auf die Scheibe (33) haben.
4. Schalter nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet , daß der Scheibensitz (29) ein getrenntes Element (27) ist, das zwischen dem Schaltergehäuse (17, 61) und dem Druckkammergehäuse (19» 72) auf einer Seite der Membran (22) festgelegt ist.
5« Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibensitzelement (27) eine Wandung (29) zum Abstützen der Scheibe (33) gegen Beschädigung durch "Überdruck aufweist und daß der Scheibensitz (29) von einer geneigten

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Wandung gebildet ist, deren Neigungswinkel größer als die Krümmung der Scheibe an ihrem Rand ist.
6. Schalter nach. Anspruch 4 oder 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibensitzelement (27) einen mittigen Kihrungskanal (34-) enthält und der Schalter einen Stößel (36) aufweist, der im Kanal (34-) bewegbar ist und den Schalter (37) ansprechend auf die Schnappbewegung der Scheibe (33) betätigt.
7· Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter einen in die Schließstellung vorgespannten beweglichen Schaltarm (81) und ein Betätigungselement (84) aufweist, das am bewegbaren Schaltarm auf dessen der Scheibe (73) abgexirandter Seite angreift und vom Stößel (94) ansprechend auf die Bewegung der Scheibe (73) bewegbar ist, um den Schalter zu öffnen und zu schließen«
8. Schalter nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (84) durch eine Feder zur Offenstellung hin beaufschlagt wird und die Vorspannung des bewegbaren Schaltarmes (81) überwindet, um diesen in die Offenstellung zu bringen, wenn die Scheibe (73) sich bewegt«
9- Schalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Schaltarm (81) eine Öffnung (93) enthält

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und das Betätigungselement (84) mit Spiel durch die Öffnung zur Scheibe (73) Mn vorsteht, wobei das Betätigungselement eine Schulter (86) aufweist, die mit dem bewegbaren Schaltarm (81) auf dessen der Scheibe (73) abgewandter Seite in Berührung bringbar ist.
10. Schalter nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement von einer Feder (91) beaufschlagt wird und einen Ansatz (92) aufweist, der durch die Öffnung (93) vorsteht, wobei der Stößel (94-) zwischen der Scheibe (73) und dem Ansatz (92) verläuft.
11. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (33) aus einer Vielzahl im wesentlichen gleicher Schiiappscheiben (53a, 33b) zusammengesetzt ist, die in dem Sitz (32) angeordnet sind, wobei jede Einzelscheibe bei einem Eichdruck umschnappen kann und der Schalter bei Drücken arbeitet, die im wesentlichen gleich der Summe der Eichdrücke der' Einzelscheiben ist«
12o Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (33&_s 33b) ähnlich sind und im wesentlichen den gleichen Eichdruck aufweisen.
13» !/"erfahren zur Herstellung eines Druckschalters nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß man das Schaltergehäuse und

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das Druckkammergehäuse ohne Bördeln miteinander verspannt, Druck auf die Druckkammer aufbringt, um zu "bestimmen, ob der Schalter bei den gewünschten Drücken anspricht, und danach das Druckkammergehäuse umbördelt, um den Zusammenbau des Druckschalters abzuschließen.
14. I¹UhIvorrichtung mit einem einen Schalter enthaltenden Gehäuse, einer in dem Gehäuse in einer Schnappbewegung zwischen zwei stabilen Lagen ansprechend auf vorbestimmte Betriebszustände hin- und herbewegbaren Schnappscheibe und einem Betätigungselement, das auf die Scheibe ansprechend den Schalter betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter einen beweglichen Schaltarm (8Ί) aufweist, der zu Schließstellung des Schalters vorgespannt ist, wobei das Betätigungselement (84) unter Beaufschlagung* durch eine "Vorspannfeder Kraft auf den Arm (81) aufbringt, um diesen in die Schalteroffenstellung zu bringen, wenn die Scheibe sich in eine der stabilen Stellungen bewegt.
15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (84) keine Spannung auf den beweglichen Schaltarm (81) aufbringen kann, nachdem dieser seine Schalterschließstellung erreicht hat.

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16. Vorrichtung nach. Anspruch 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Schaltarm (81) eine öffnung (93) enthält, durch die das Betätigungselement (84) mit Spiel vorsteht und sich an die Scheibe (73) anlegt, wobei das Betätigungselement eine Schulter (86) aufweist, die sich an den beweglichen Schaltarm (81) auf dessen der Scheibe (73) abgewandter Seite anlegen kann.

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