DE3410858A1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Description

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Elektrischer Schalter

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, bestehend aus einem Magneten und einem durch die Magnetkraft des Magneten betätigbaren Reed-Kontakt.

Ein derartiger elektrischer Schalter wird bereits in der DE-AS 22 65 427 beschrieben. Hierbei wird der Reed-Kontakt von dem an dem Schwimmer befestigten Magneten umgeben. Der elektrische Schalter wird bei Unterschreiten des minimalen Flüssigkeitsstandes infolge der einwirkenden Magnetkraft geschaltet und gibt ein Signal an eine mit dem elektrischen Schalter verbundene Kontrolleinrichtung.

Bei einer derartigen Schalteranordnung kommt es oft vor, daß, bevor der minimale Flüssigkeitsstand erreicht ist, also noch kein Kontakt ausgelöst werden soll, dennoch der elektrische Schalter bereits vom Magneten betätigt wird. Dies ist die Ursache dafür, daß zum einen die Streubreite des Magnetfeldes verhältnismäßig groß ist und zum anderen die bei der Herstellung des Reed-Kontaktes und des Magneten auftretenden Toleranzen sich auf die Schaltgenauigkeit des Schalters nachteilig auswirken.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrischen Schalter gemäß dem Oberbegriff zu schaffen, der unabhängig von Herstelltoleranzen und unabhängig vom Magnetfeld stets nur in einer bestimmten Stellung des Magneten schaltet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reed-Kontakt gegenüber dem Magnetfeld des Magneten durch eine Abdeckung abgeschirmt ist und daß im Bereich des

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Betätigungsfeldes des Reed-Kontaktes die Abdeckung eine Öffnung aufweist. Gemäß der Erfindung ist es nun möglich, die Öffnung so am Reed-Kontakt anzuordnen, daß, sobald der Magnet diese Öffnung überfährt, bzw. in sie einstrahlt, ein Schaltvorgang des Reed-Kontaktes zuverlässig und stets an derselben Stelle erfolgt. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann sich das Streufeld der Kraftlinien des Magnetes nicht mehr unkontrolliert auf den Reed-Kontakt derart auswirken, daß er in verschiedenen Stellungen des Magneten schaltet. Erst wenn der Magnet die Höhe der Öffnung erreicht hat, können nun gemäß der Erfindung die in die Öffnung einstrahlenden Kraftlinien den Reed-Kontakt betätigen. Der genaue Schaltpunkt ist also nun von der genauen Lage des Magneten und der Öffnung zum Reed-Kontakt abhängig. Da die Abdeckung vor Einbau des Reed-Kontaktes an diesem befestigt wird, ist bereits vor Einbau des elektrischen Schalters der genaue Schaltpunkt in Abhängigkeit der Stellung des Magneten bestimmt.

Eine besonders wirkungsvolle Abdeckung wird dadurch erreicht, daß die Abdeckung von einem aus Mu-Metall bestehenden Abdeckblech gebildet wird. Da das Mu-Metail die Eigenschaft hat, die Kraftlinien eines Magneten besonders gut aufzunehmen, jedoch nicht an andere metallische Körper abzustrahlen, so können nur die durch die Öffnung durchtretenden Kraftlinien die Schaltwirkung des Reed-Kontaktes hervorrufen, d. h., der Magnet muß in Höhe der Öffnung angeordnet sein.

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Besonders vorteilhaft ist der erfindungsgeinäße elektrische Schalter in einer Flüssigkeitsstand-Warneinrichtung für einen Ausgleichsbehälter einer hydraulischen Anlage anwendbar. Da die in hydraulischen Anlagen, insbesondere in Bemsanlagen verwendete Flüssigkeit verhältnismäßig teuer ist, muß stets darauf geachtet werden, daß nicht unerwünschte Einflußgrößen das Flüssigkeitsvolumen des Ausgleichsbehälters unnötig vergrößern und somit eine hydraulische Anlage verteuern. Dies wird hierdurch erreicht, daß entsprechend der Schalttoleranz mehr Volumen im Behälter verhanden sein muß. Durch die erfindungsgemäße Flüssigkeitsstand-Warneinrichtung wird nun dieser Mangel behoben, da an dem Punkt, an dem das Warnsignal gemäß der Erfindung nun abgegeben wird, auch tatsächlich der minimal zulässige Flüssigkeitsstand des Ausgleichsbehälters erreicht ist.

Gemäß der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, den Reed-Kontakt am Gehäuse des Ausgleichsbehälters und den Magneten an einem den Füllstand der Flüssigkeit anzeigenden Schwimmer zu befestigten, wobei der Reed-Kontakt soweit von der Abdeckung abgeschwirmt wird, daß der Reed-Kontakt nur in einer bestimmten Stellung des Magneten schaltet.

Eine besonders einfache Herstellung eines Ausgleichsbehälters, bei dem in Längsrichtung des Reed-Kontaktes die Bewegungsrichtung des Magneten verläuft und bei dem der Magnet und der Schwimmer den Reed-Kontakt ringfömig umgeben, erfolgt dadurch, daß die Abdeckung von

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einer Glocke gebildet wird, die an der an dem Gehäuse des Ausgleichsbehalters angeordneten, elektrischen Zuleitung des Reed-Kontaktes befestigt ist und die zu diesem eine genau vorgegebene Einbaulage besitzt. Das nachträgliche Befestigen der Glocke am Stromfaden des Reed-Kontakts läßt sich besonders einfach bewerkstelligen. Dar Reed-Kontükt wird dabei so weit in die Glocke eingeschoben, daß das aus der Öffnung der Glocke herausragende Ende noch zur Kontaktgabe durch den Magneten ausreicht.

Bei Verwendung zweier elektrischer Schalter in einem Ausgleichsbehälter ist es vorteilhaft, daß innerhalb des Magnetfeldes der Magneten ein zweiter Reed-Kontakt mit einer zweiten Glocke ausgebildet ist, der im wesentlichen parallel und geringfügig unterhalb zum ersten Reed-Kontakt verläuft, wobei die zweite Glocke sich in entgegengesetzter Richtung zur ersten Glocke erstreckt, und wobei die aus der ersten und zweiten Glocke herausragenden Bereiche der Reed-Kontakte sich zugewandt sind und einen geringen Abstand in Richtung der Bewegung des Schwimmers aufweisen. Durch diee Anordnung wird erreichti daß der zweite Reed-Kontakt erst schaltet, v/enn bereits der erste Reed-Kontakt einen minimal Flüssigkeitsstand durch sein abgebendes Schaltsignal anzeigt. Eine derartige Anordnung ist dann erforderlich, wenn der Ausgleichsbehälter sowohl eine Bremsanlage als auch eine zur Bremskraftverstärkung vorgesehene Pumpe versorgt. Hierbei soll näraiich bei Erreichen des minimalen Bremsflüssigkeitsstandes zunächst die Kontrollampe der Bremsanlage aufleuchten, bis dann, nach weiterem Absinken der Bremsflüssigkeit, die Kontrollampe der Zentralhydraulik aufleuchtet. Bei diesem

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Vorgang v/ird gleichzeitig die Pumpe abgeschaltet, damit die Restrcenge der Bremsflüssigkeit nur noch für die Versorgung der Bremskreise eines Fahrzeugs und. nicht mehr für die Versorgung der Pumpe dient.

Damit der elektrische Schalter schmutzgeschützt ist, um zuverlässig und wartungsfrei über viele Jahre funktionsfähig zu sein, ist der Reed-Kontakt und die Abdeckung in einem im Ausgleichsbehälter befestigten Rohrkörper ausgebildet, der gegenüber der Flüssigkeit abgedichtet und der vom Schwimmer und dem Magneten ringförmig umgeben ist.

Ein einziges Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als Teillängsschnitt in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Flüssigkeitsstand-Warneinrichtung 1 besteht aus einem geschlossenene Rohrkörper 2, der am Gehäuse eines in der Zeichnung nicht dargestellten Ausgleichsbehälters für Bremsanlagen befestigt ist. Der Rohrkörper 2 kann beispielsweise an der Verschraubung des Ausgleichsbehälters aufgehängt sein, die wiederum zur Abstützung auf die Einfüllöffnung des Ausgleichsbehälter aufgeschraubt wird und den Ausgleichsbehälter nach außen hin verschließt.

Der Rohrkörper 2 ist von einem ringförmigen Schwimmer umgeben, der an seiner Oberseite den ebenfalls ringförmigen Magneten 4 tragt. Der Schwimmer 3 ist im Ausführungsbeispiel als Vollkörper dargestellt, so daß

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sein spezifisches Gewicht gegenüber der Flüssigkeit geringer sein muß. Der Schwimmer 3 kann aber auch als Hohlkörper ausgebildet sein.

Der Rohrkörper 2 weist an seinem in der Zeichnung unteren Ende eine ringförmige Erweiterung 5 auf. Da der äußere Durchmesser der Erweiterung 5 größer ist al« der innere Durchmesser der zylindrischen Wandung 6 des Schwimmers 3, wird garantiert, daß der Schwimmer 3 bei leerem Ausgleichsbehälter bzw, bei seiner Montage in den Ausgleichsbehälter nicht den Rohrkörper 2 in der Zeichnung nach unten verlassen kann. Der Pvohrkörper 2 ist aus Kunststoff hergestellt, damit das vom Magneten 4 erzeugte Kraftfeld den Rohrkörper 2 durchdringen kann.

Im Innern 7 des Rohrkörpers 2 ist zu beiden Seiten der Mittellinie 8 des Rohrkörpers 2 je ein elektrischer Schalter 9,10 ausgebildet. Die elektrischen Schalter 9,10 bestehen aus einem Reed-Kontakt 11,12, die in Längsrichtung der Mittellinie 8 verlaufen. Die Reed-Kontake 11,12, bestehen aus einer Glashülle 14,15, in der die beiden Kontaktfahnen 16,17 und 18,19 in Längsrichtung der Reedkontakte 12,13 verlaufen. Die Kontaktfahnen 17 bzw. 18 verlassen die Glashülle 14 bzw in der Zeichnung nach oben, die Kontaktfahnen 16,19 verlassen die Glashülle 14 bzw. 15 in der Zeichnung nach unten. Die Enden der Kontaktfahnen 16,17 bzw. 18,19 in der Glashülle 14,15 bilden die Schaltpunkte der elektrischen Schalter 9,10. Die zugewandten Enden der Kontaktfahnen 16,17 des Reed-Kontaktes 12 sind voneinander getrennt,

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d.h. der Reed-Kontakt 12 ist ausgeschaltet. Die zugewandten Enden der Kontaktfahnen 18,19 des Reed-Kontaktes 13 sind miteinander verbunden, d.h. der elektrische Schalter 10 ist kurz geschlossen bzw. eingeschaltet.

Die in der Zeichnung oberen Enden der Kontaktfahnen 17,18 sind mit der Spannungsquelle einer Autobatterie verbunden. Die in der Zeichnung unteren Kontaktfahnen 16,19 stehen mit einem elektrischen Verbraucher in Verbindung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kontaktfahne 16 an eine im Fahrgastraum angebrachte Warnlampe angeschlossen, während die Kontaktfahne 19 mit der die Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges mit Druckmittel versorgenden Hydraulikpumpe verbunden ist.

Der Reed-Kontakt 11 ist in der Zeichnung von oben her durch eine Abdeckung in Form einer Glocke 20 derart abgeschirmt, daß nur noch das untere Ende des Reed-Kontaktes 12 aus der nach unten gerichteten Öffnung 21 der Glocke 20 herausragt. Die Glocke 20 ist an der oberen Kontaktfahne 17 befestigt.

Der Reed-Kontakt 12 ist in der Zeichnung von unten her durch die Glocke 22 derart abgedeckt, daß das in der Zeichnung obere Ende des Reed-Kontaktes 12 aus der nach oben gerichteten Öffnung 23 der Glocke 22 herausragt:. Die Glocke 22 ist an der Kontaktfahne 19 befestigt. Durch die Befestigung der Glocken 20,22 an die zugehörigen Kontaktfahnen 17 und 19 wird erreicht, daß die Reed-Kontakte 11,12 bezüglich ihres Schaltpunktes justiert sind.

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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsstand-Warneinrichtung ist folgende.

Beim Absinken der Bremsflüssigkeit in der Zeichnung nach unten sinkt auch im gleichen Maße der Schwimmer 3, sowie der Magnet 4. Erreicht der Magnet 4 die Höhe der Glocke 20, so werden die vom Magnet erzeugten Kraftlinien von der Glocke 20 aufgenommen und wirken sich nicht auf den Reed-Kontakt 11 aus, da die Glocke 20 aus einem Metall hergestellt ist, das zwar Magnetkräfte aufnimmt, sie jedoch nicht wieder an die Umgebung abgibt. Ein mit einer derartigen Eigenschaft versehener Werkstoff ist beispielsweise das Mu-Metall. Es gibt aber auch andere Werkstoffe mit diesen Eigenschaften.

Bei weiterem Absinken des Schwimmers 3 und des Magneten 4 gelangt nun der Magnet 4 in die Höhe der Öffnung 21 der Glocke 20. Ab diesem Punkt können nun die Kraftlinien des Magneten den Reed-Kontakt 11 erreichen, wodurch dieser betätigt wird, d.h. da er zuvor geöffnet war, wird er nun durch die Einwirkung der Magnetkraft geschlossen, also eingeschaltet. Durch den Einschaltvorgang wird die Warnlampe unter Spannung gesetzt und es fließt ein Strom durch die Glühbirne, die nun aufleuchtet und dem Fahrer anzeigt, daß die Bremsflüssigkeit im Ausgleichsbehälter ein Minimum erreicht hat.

Wird trotz dieser Warnung die Bremsanlage nicht gewartet, sondern weiter benutzt, so wird bei weiterem Absinken des Schwimmers 3 nun der Reed-Kontakt 12 durch die Magnetkraft

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des Magneten 4 betätigt, d.h. in diesem Falle ausgeschaltet, da der Ausgangszustand des Reed-Kontaktes 12 eingeschaltet v;ar. Hierdurch wird nun die Hydraulikpurape ausgeschaltet, so daß das Fahrzeug keine hydraulische Verstärkung an den Bremsen bzw. an der Lenkung erfährt. Gleichzeitg leuchtet beispielsweise eine v/eitere Glühlampe der hydraulischen Versorgungsanlage auf,

Durch die Glocken 20 und 22 ist es möglich, die beiden Schaltpunkte der elektrischen Schalter 9,10 in Abhängigkeit der Stellung des Magneten 4 genau zu bestimmen, indem beim Einbau der Reed-Kontakte 11,12 in den Rohrkörper diese genau im Rohrkörper justiert: werden.

Claims (3)

ALFRED TEVES GMBH 22. März 1984 Frankfurt am Main ZL/Fe/be P 5555 / 1198P Patentansprüche

1. Elektrischer Schalter bestehend aus einem Magneten und einem durch die Magnetkraft des Magneten betätigbaren Reed-Kontakt, dadurch gekennzeichnet, daß der Reed-Kontakt (11 bzw. 12) gegenüber dem Magnetfeld des Magneten (4) durch eine Abdeckung (29 bzw. 22) abgeschirmt ist und daß im Bereich des Betätigungsfeldes des Reed-Kontaktes (11 bzw. 12) die Abdeckung (20 bzw. 22) eine Öffnung (21 bzw. 23) aufweist.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung von einem aus Mu-Metall bestehenden Abdeckblech gebildet wird.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (9 bzw. 10) in einer Flüssigkeitswarneinrichtung (1) für einen Ausgleichsbehälter einer hydraulischen Anlage ausgebildet ist.

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Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Reed-Kontakt am Gehäuse des Ausgleichsbehälters und der Magnet an einem den Füllstand der Flüssigkeit anzeigenden Schwimmer befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Reed-Kontakt (11 bzw. 12) soweit von der Abdeckung (20 bzw. 22) abgeschirmt wird, daß der Reed-Kontakt (11 bzw. 12) nur in einer bestimmten Stellung des Magneten (4) schaltet.

Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, wobei in Längsrichtung des Reed-Kontaktes die Bewegungsrichtung des Magneten verläuft und wobei der Magnet und der Schwimmer den Reed-Kontakt ringförmig umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung von einer Glocke (20 bzw. 22) gebildet wird, die an der an dem Gehäuse des Ausgleichsbehälter angeordneten, elektrischen Zuleitung (17 bzw. 19) des Reed-Kontaktes (11 bzw. 12) befestigt ist und die zu diesem eine genau vorgegebene Einbaulage besitzt.

Elektrischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Magnetfeldes des Magneten (4) ein zweiter Reed-Kontakt (12) mit einer zweiten Glocke (22) ausgebildet ist, der im wesentlichen parallel und geringfügig unterhalb zum ersten Reed-Kontakt (11) verläuft, wobei die zweite Glocke (22) in entgegengesetzter Richtung zur ersten Glocke (20)

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erstreckt und wobei die aus der ersten und zweiten Glocke (20,22) herausragenden Bereiche der Reed-Kontalcte (11,12) sich zugewandt sind und einen geringen Abstand in Richtung der Bewegung des Schwimmers (3) zueinander aufweisen.

Elektrischer Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reed-Kontakt (11 und/oder 12) und die Abdeckung (20 und/oder 22) in einem im Ausgleichsbehälter befestigten Rohrkörper (2) ausgebildet sind, der gegenüber der Flüssigkeit abgedichtet und der vom Schwimmer (3) und dem Magneten (4) ringförmig umgeben ist.