DE3009926A1

DE3009926A1 - ELECTRIC SWITCH

Info

Publication number: DE3009926A1
Application number: DE19803009926
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. ETH Hans-Rudolf Oberentfelden Wüthrich
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1981-07-02
Also published as: CH645207A5; DE3009926C2

Abstract

A shaft (5) which can pivot in a limited manner about its longitudinal axis is inserted into the switch housing, which is sealed in a gas-tight manner. One end of a rubber hose (8), which is coaxial to the shaft (5, 6), is connected to the shaft (5, 6), and its other end is connected to the switch housing part (1'), in a gas-tight manner, as the gas seal. Loose supporting rings (10), which are guided coaxially with respect to the shaft (5, 6) and, lying one on top of the other, form a stack, are placed on that side of the rubber hose (8) which faces away from the increased pressure. These supporting rings (10) advantageously have self-lubricating properties, so that a large portion of the friction takes place between these supporting rings (10) and their guide (1), since the rubber hose (8) cannot be deformed in an undesirable manner by the increased pressure which acts through the annular gap (9) on the inner surface of said rubber hose (8), which also considerably increases its bursting strength. A sleeve (1) or even the shaft (105) can be used to guide the supporting rings (10 or 110). The shaft (105) is used when the increased pressure acts on the outer surface of the rubber hose (108). <IMAGE>

Description

Elektrischer Schalter Electric switch

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. The invention relates to an electrical switch according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Schalter ist in der CH-PS 376 162 beschrieben. Er hat als elastisches Dichtungsglied einen Metallbalg, der relativ viel Platz beansprucht, teuer ist und sich für die Durchführung einer um ihre Längsachse schwenkenden Schalterwelle nicht eignet. Such a switch is described in CH-PS 376 162. He has a metal bellows as an elastic sealing element, which takes up a relatively large amount of space, is expensive and for the implementation of a pivoting switch shaft about its longitudinal axis not suitable.

Nach der DE-OS 24 33 293 ist als Dichtungsglied für einen quer zu seiner Einführungsrichtung schwenkbarer Hebel ein Gummistrumpf vorgesehen, der auf einer den Hebel umgebenden Hülse aufliegt, die im Schwenkachsenbereich an der Durchtrittzone des Gehäuses kugelförmig ausgebildet ist. Der Gummistrumpf reibt auf der metallenen Hülse, wodurch seine Lebensdauer relativ kurz ist. Für um ihre Längsachse schwenkbare Schalterwellen scheint auch diese Durchführung wenig geeignet. According to DE-OS 24 33 293 is as a sealing member for a transverse to its direction of insertion pivotable lever provided a rubber stocking on a sleeve surrounding the lever rests in the pivot axis area at the passage zone of the housing is spherical. The rubber stocking rubs against the metal one Sleeve, which means that its service life is relatively short. For swiveling around their longitudinal axis Switch waves does not seem to be suitable for this implementation either.

Vielmehr werden um ihre Längsachse schwenkbare Schalterwellen in der Regel durch Stopfbüchsen, O-Ringe und dergleichen dichtend durchgeführt, wofür die DE-OS 25 13 338 als Beispiel genannt sei. Diese bekannten Schalterwellendurchführungen sind aber von fragwürdiger Dichtigkeit und können sich unerwartet rasch abnutzen, weshalb auch besondere Massnahmen zur Dichtigkeitsüberwachung vorgeschlagen werden. Die Konstruktionen werden dadurch noch aufwendiger, als dies der hohen Dichtigkeitsforderungen wegen ohnehin erforderlich ist. Rather, switch shafts are pivotable about their longitudinal axis in usually carried out with sealing by means of stuffing boxes, O-rings and the like, for which purpose the DE-OS 25 13 338 is mentioned as an example. These known switch shaft bushings but are of questionable tightness and can wear out unexpectedly quickly, which is why special measures for leak monitoring are also proposed. This makes the constructions even more complex than the high tightness requirements because is necessary anyway.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen elektrischen Schalter mit einem gasdicht geschlossenen, unter Ueber druck stehenden Gehäuse zu schaffen, bei welchem die Einführungsstelle einer um ihre Längsachse beschränkt schwenkbaren Antriebswelle in das Gehäuse eine einfache, dauerhafte und wirtschaftlich vorteilhafte Dichtungsanordnung aufweist. The invention is based on the object of an electrical switch with a gas-tight closed, pressurized housing to create, in which the insertion point can be pivoted to a limited extent about its longitudinal axis Drive shaft into the housing a simple, durable and economically advantageous Has sealing arrangement.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein elekttischer Schalter nach Anspruch 1 vorgeschlagen. To solve this problem, an electrical switch according to claim is provided 1 suggested.

Der Gummischlauch lässt sich relativ einfach herstellen und montieren, wobei er auch platzsparend ausführbar ist. Neben der Beanspruchbarkeit auf Torsion kann er auch auf Längung und Stauchung beanspruchbar sein, so dass ein gewisses Axialspiel der Welle aufgenommen werden kann. Der Gummischlauch kann an sich wenig beschädigungsanfällig ausgebildet werden, wobei ihn die Stützringe in ihrer genannten Anordnung zusätzlich schützen. Da die Reibungskräfte durch die Stützringe in der Regel grösstenteils auf die Führungsteile (z.B. The rubber hose is relatively easy to manufacture and assemble, whereby it can also be designed to save space. In addition to the ability to withstand torsion it can also be subject to elongation and compression, so that a certain Axial play of the shaft can be absorbed. The rubber hose can do little in itself be formed susceptible to damage, with him the support rings in their named Additionally protect the arrangement. Since the frictional forces through the support rings in the Usually mostly on the guide parts (e.g.

Hülse oder Welle) der Stützringe übertragen werden können, ist kein Verschleiss zu befürchten. Dabei kann die Verwendung von mindestens oberflächlich selbstschmierenden Führungsringen, z.B. aus Polytetrafluoräthylen, eine weitere Reibungsminderung bringen. Dies umsomehr, als der Schwenkbereich der Welle meist im Bereich von + 400 und in der Regel nicht über 900 betragen dürfte.Sleeve or shaft) of the support rings can be transferred is not a Fear of wear and tear. The use of at least superficial self-lubricating guide rings, e.g. made of polytetrafluoroethylene, another Bring friction reduction. All the more so than the swivel range of the shaft in most cases should be in the range of + 400 and generally not more than 900.

Wirkt der Ueberdruck von aussen auf den Gummischlauch, so wird man definitionsgemäss im Inneren des Gummischlauches die Stützringe vorsehen, wobei dann die Welle selbst als Führung der Stützringe dienen kann. Lässt man aber den Ueberdruck von innen auf den Gummischlauch einwirken, so sind die Stützringe definitionsgemäss um ihn herum angeordnet und befinden sich in einem Stützgehäuse, das in der Regel als eine zur Welle koaxiale Hülse ausgebildet ist, die ihrerseits Bestandteil des Schaltergehäuses ist oder daran befestigt sein kann. If the overpressure acts on the rubber hose from the outside, one becomes by definition, provide the support rings inside the rubber hose, whereby then the shaft itself can serve as a guide for the support rings. But if you leave that If excess pressure acts on the rubber hose from the inside, the support rings are by definition arranged around it and are located in a support housing, which is usually is designed as a sleeve coaxial to the shaft, which in turn is part of the Switch housing is or can be attached to it.

Es ist zwar schon eine elastische Rohrverbindung gemäss dem Deutschen Patent 865 244 mit einem innen und aussen stellenweise metallringbewehrten zylindrischen Gummirohr vorgeschlagen worden. Im zugehörigen Deutschen Zusatzpatent 885 948 wird dazu aber zutreffend ausgeführt, dass ein im Rohr wirkender Innendruck die zwischen den Metallringen liegenden Zonen nach aussen ausweiten kann. Dies kann nicht nur zum Bersten, sondern bei einer Wellendurchführung auch zum Reiben der betreffenden Zonen an Nachbarteilen und somit zum vorzeitigen Verschleiss führen. Zudem behindern die Metallringbewehrungen die Verdrehbarkeit des Gummischlauches. Nun wird zwar im genannten Deutschen Zusatzpatent 885 948 durch Ueberlappen und Ineinanderstecken der Metallringe, die wieder fest mit dem Gummi verbunden sind, dieses Nachaussendrücken des Gummis beseitigt, dafür wird aber die Verdrehbarkeit des so erhaltenen Gummi-Metallschlauches noch weiter reduziert, so dass er für Wellendurchführungen der erfindungsgemässen Art auch ungeeignet ist. It is indeed an elastic pipe connection according to the German Patent 865 244 with a cylindrical inside and outside partially reinforced with metal rings Rubber pipe has been proposed. In the associated German additional patent 885 948 but correctly stated that an internal pressure acting in the pipe reduces the pressure between the metal rings lying zones can expand outwards. Not only can this to bursting, but also to rubbing the affected one in the case of a shaft bushing Zones on neighboring parts and thus lead to premature wear. Also hinder the metal ring reinforcements the twistability of the rubber hose. Now, although in the aforementioned German additional patent 885 948 by overlapping and Inserting the metal rings, which are firmly connected to the rubber again, This pushing out of the rubber is eliminated, but the twistability is instead of the rubber-metal hose obtained in this way is further reduced, so that it is suitable for shaft feedthroughs of the type according to the invention is also unsuitable.

Um dies zu beheben, wurde in der DE-AS 24 53 645 vorgeschlagen, einen aus abwechselnd Gummiringe und Metallringe aufweisenden Stapel, der längs zusammengedrückt vorgespannt ist, als Dichtung verdrehbarer Teile zu verwenden, wobei die Drehverformung der Gummiringe den Stapel verdrehbar machen soll. Da aber trotz des Weglassens der in der US-PS 3168 334 zum Vorspannen derartiger Stapel vorgesehenen und verdrehungsfeindlichen Längs-Zuganker, die Stapel nach der DE-AS 24 53 645 offenbar zu wenig verdrehbar sind, wird dort eine Reibringdichtung als Verbindung des Stapels mit dem einen oder anderen Teil vorgeschlagen. Nun ist zwar die Verdrehbarkeit gesichert, dafür aber die Dichtigkeit in Frage gestellt, wie bei allen Reibdichtungen. To remedy this, it was proposed in DE-AS 24 53 645, a from alternately rubber rings and metal rings having stacks, which are compressed lengthways is biased to use as a seal rotatable parts, the rotational deformation the rubber rings should make the stack rotatable. But despite the omission of the in US-PS 3168 334 provided for biasing such stacks and anti-twist Longitudinal tie rods, the stack according to DE-AS 24 53 645 apparently too little rotatable are, there is a friction ring seal as a connection of the stack with the one or other part suggested. The rotatability is now secured, but it does the tightness is called into question, as with all friction seals.

Es ergibt sich aus dem Gesagten, dass bewehrte Gummischläuche als zu wenig verdrehbar und unbewehrte als zu wenig formstabil anzusehen sind, um den Zwecken der Erfindung zu dienen. It follows from what has been said that reinforced rubber hoses as too little twistable and unreinforced are to be regarded as too little dimensionally stable to the To serve the purposes of the invention.

Erst durch die Erfindung gelang es, die Dichtungsvorteile des an sich zu wenig formstabilen unbewehrten Gummischlauches unter Aufrechterhaltung des grössten Teiles seiner Beweglichkeit mit den Stabilitätsvorteilen des bewehrten, aber zu wenig verdrehbaren Gummischlauches zu vereinen, indem man die Dichtungsfunktion und die Stützfunktion den sich nur lose berührenden Teilen, Gummischlauch bzw. Stützringstapel zuordnete. Der Stützringstapel wird dabei koaxial zur Welle geführt und kann so ein seitliches Ausweichen des Gummischlauches erfolgreich verhindern. It was only through the invention that the sealing advantages of the too little dimensionally stable unreinforced rubber hose while maintaining the most of its mobility with the stability advantages of the reinforced, but too little twistable rubber hose to unite by removing the sealing function and the support function of the parts that are only loosely touching, rubber hose or support ring stack assigned. The support ring stack is guided coaxially to the shaft and can thus Successfully prevent the rubber hose from dodging to the side.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen. Es zeigen im Schnitt: Fig. 1 ein Gehäusefragment eines Schalters mit einer Wellendurchführung, die einen von Innen mit Ueberdruck beaufschlagten Gummischlauch aufweist. The invention is explained below with reference to the purely schematic drawing discussed for example. It show im Section: Fig. 1 a housing fragment a switch with a shaft bushing, which is one from the inside with overpressure has loaded rubber hose.

Fig. 2 ein Gehäusefragment eines anderen Schalters mit einer Welleneinführung, die einen von aussen mit Ueberdruck beaufschlagten Gummischlauch hat. 2 shows a fragment of the housing of another switch with a shaft inlet, which has an externally pressurized rubber hose.

In Fig. 1 ist eine Hülse 1 des Gehäuses mittels Schrauben 2 am Gehäuse flansch 3 unter Verwendung einer herkömmlichen Dichtung 4 befestigt. In dieser Hülse 1 ist eine Welle 5 mit angeformtem Flansch 6 durch ein Lager 7 beschränkt drehbar gelagert. Am Wellenflansch 6 ist ein Gummischlauch 8 mit seinem einen Ende gasdicht anvulkanisiert, während das andere Ende dieses Gummischlauches 8 an einem Einwärtsflansch 1' der Hülse 1 gasdicht anvulkanisiert ist. Der Gummischlauch 8 ist dabei koaxial zur Welle 5 angeordnet. Der im Gehäuse wirkende Ueberdruck wirkt durch den Ringspalt 9 von innen auf den Gummischlauch 8 ein und würde ihn aufweiten, wenn er nicht von den Stützringen 10 gestützt würde, die durch die Hülse 1 koaxial zur Welle 5 geführt einen Stapel bilden, der sich vom Lager 7 bis zum Flansch 1' erstreckt. Die Stützringe 10 bestehen aus Polytetrafluoräthylen und sind daher selbstschmierend, so dass beim Verdrehen des Gummischlauches 8 kaum Reibung zwischen ihm und den einzelnen Stützringen 10 entsteht. Diese Reibungsminderung wirkt sich natürlich auch zwischen den lose aneinanderliegend gestapelten Stützringen 10 untereinander aus und ist auch gegenüber der Hülse 1, die hier auch Führungshülse der Stützringe 10 ist, wirksam. In Fig. 1, a sleeve 1 of the housing is by means of screws 2 on the housing flange 3 fastened using a conventional gasket 4. In this sleeve 1, a shaft 5 with an integrally formed flange 6 is rotatable to a limited extent by a bearing 7 stored. On the shaft flange 6, one end of a rubber hose 8 is gas-tight vulcanized, while the other end of this rubber hose 8 on an inward flange 1 'of the sleeve 1 is vulcanized gas-tight. The rubber hose 8 is coaxial arranged to shaft 5. The overpressure acting in the housing acts through the annular gap 9 from the inside onto the rubber hose 8 and would expand it if it were not from the support rings 10 would be supported, which are guided through the sleeve 1 coaxially to the shaft 5 form a stack which extends from the bearing 7 to the flange 1 '. The support rings 10 are made of polytetrafluoroethylene and are therefore self-lubricating, so that when Twisting the rubber hose 8 hardly any friction between it and the individual support rings 10 is created. This reduction in friction naturally also has an effect between the loose support rings 10 stacked against one another and is also opposite the sleeve 1, which is here also the guide sleeve of the support rings 10, effective.

In Fig. 2 weist das Gehäuse 101 einen Einwärts flansch 101' auf, auf welchem das eine Ende des Gummischlauches 108 aufgeschoben und durch eine Bride 102 gasdicht gehaltert ist. Das andere Ende dieses Gummischlauches 108 igt auf einem Flansch 106, der mit der Welle 105 drehfest und gasdicht verschweisst ist, aufgeschoben und durch eine Bride 102' gasdicht gehaltert. Die Welle 105 ist im Lager 107 im Gehäuse 101 begrenzt drehbar gelagert. Der Gummischlauch 108 ist zur Welle 105 koaxial angeordnet. Er wird von den Stützringen 110, die lose aneinander liegend und durch die Welle 105 zu ihr koaxial geführt einen Stapel bilden, gegen den von aussen auf ihn einwirkenden Ueberdruck des Gehäuseinneren gestützt. Auch diese Stützringe sind aus Polytetrafluoräthylen und entfalten somit die reibungsmindernden Eigenschaften, die hinsichtlich Fig. 1 beschrieben wurden. Der Stapel der Stützringe 110 erstreckt sich vom Gehäuseflansch 101' bis zum Wellenflansch 106 und stützt somit den Gummischlauch 108 auf seiner ganzen verdrehbaren Länge. In Fig. 2, the housing 101 has an inward flange 101 ', on which one end of the rubber hose 108 is pushed and by a clamp 102 is held gas-tight. The other end of this rubber hose 108 is on one The flange 106, which is welded to the shaft 105 in a rotationally fixed and gas-tight manner, is pushed on and held in a gastight manner by a clamp 102 '. The shaft 105 is in the bearing 107 Housing 101 is rotatably supported to a limited extent. The rubber hose 108 is for wave 105 arranged coaxially. It is supported by the support rings 110, which are loosely attached to one another and guided by the shaft 105 coaxially to it form a stack against which of externally acting on him overpressure of the housing interior supported. These support rings too are made of polytetrafluoroethylene and thus develop the friction-reducing properties, which have been described with respect to FIG. The stack of support rings 110 extends extends from the housing flange 101 'to the shaft flange 106 and thus supports the rubber hose 108 along its entire rotatable length.

Die Anwendung der Vulkanisation in Fig. 1 und der Briden in Fig. 2 zur gasdichten Befestigung des jeweiligen Gummischlauches sind naturgemäss unter Wahrung gewisser konstruktiver Aenderungen austauschbar. The application of vulcanization in Fig. 1 and the clamps in Fig. 2 for gas-tight fastening of the respective rubber hose are naturally under Preservation of certain constructive changes exchangeable.

Während man bei einem von aussen mit Ueberdruck beaufschlagten Gummischlauch 108 gemäss Fig. 2 keiner weiteren Stützung bedarf, kann eine Stützung des Gummischlauches 8 gemäss Fig. 1 auch auf der Druckseite, das heisst gegenüber der Welle 5 dann von Vorteil sein, wenn der Ueberdruck nicht ausreichen sollte, um den Gummischlauch 8 von der Welle 5 sicher fernzuhalten. Auch dies ist im Rahmen der Erfindung möglich und ähnlich verwirklichbar. While you are with a rubber hose subjected to excess pressure from the outside 108 according to FIG. 2 requires no further support, the rubber hose can be supported 8 according to FIG. 1 also on the pressure side, that is to say opposite the shaft 5 then from This can be an advantage if the overpressure should not be sufficient for the rubber hose 8 safely away from the shaft 5. This is also possible within the scope of the invention and similarly realizable.

Claims

Claims Electrical switch with one under overpressure gas-tight housing in which a limited pivotable drive member by means of a elastic sealing member is inserted gas-tight, one end of this Sealing member connected to the drive member and the other to the housing in a gas-tight manner is, d u r c h e k e n n n z e i c n e t, that as a driving element one around their Longitudinal axis pivotable shaft (5; 105) and as a sealing member to the shaft (5; f05) coaxial rubber hose (8; 108) with on the housing overpressure facing away Surface to the shaft (5; 105) coaxially guided loose support rings (10; 110), which form a stack adjacent to one another are provided.

2. Electrical switch according to claim 1, characterized in that that the housing overpressure acts on the inside of the rubber hose (8) and the Stack of support rings (10) is guided in a support cylinder (1).

3. Electrical switch according to claim 1, characterized in that that the housing overpressure acts on the outside of the rubber hose (108) and the stack of support rings (110) is guided on the shaft (105).

4. Electrical switch according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the support rings (10: 110) at least superficially a self-lubricating Have material.

5 Electrical switch according to claim 4, characterized in that that the support rings (10; 110) at least superficially made of polytetrafluoroethylene exist.

6. Electrical switch according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the stack of support rings (10; 110) is also guided in the axial direction is.

7. Electrical switch according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the stack of support rings (10; 110) up to the fastening areas (1 ', 6; 101', 106) of the ends of the rubber hose (8; 108) is sufficient.