DE3631304C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Schaltvor richtung zur Ausgabe elektrischer Steuersignale in Ab hängigkeit von zugeführten Drucksignalen, mit einem Ge häuse, einem vom Eingangsdruck beaufschlagbaren Kolben, der gegen den Eingangsdruck durch eine sich an einem sich am Kolben befindenden Federteller abstützenden Druckfeder vorgespannt ist, deren Vorspannung durch Änderung der relativen Lage des Kolbens gegenüber dem Gehäuse einstell bar ist, einem im Gehäuse integrierten Überdruckventil sowie einen vom Kolben betätigbaren elektrischen Schalter.The invention relates to an electro-hydraulic Schaltvor Direction to output electrical control signals in Ab dependence of supplied pressure signals, with a Ge housing, a piston which can be acted upon by the inlet pressure, the one against the input pressure by itself compression spring on the piston is biased, the bias by changing the relative position of the piston relative to the housing bar, a pressure relief valve integrated in the housing and an electrical switch actuated by the piston.
Druckabhängig gesteuerte Motor-Pumpen-Aggregate benötigen eine Endabschaltung bzw. Wiedereinschaltfunktion. Es ergibt sich somit eine Schaltspanne, die exakt über der Lebensdauer eingehalten werden soll. Weiterhin sollen die Eckpunkte der Schaltspanne sicher erreicht werden und über einen weiten Temperaturbereich konstant bleiben.Motor pump units controlled by pressure a limit switch or restart function. It this results in a switching range that is exactly above the Lifetime should be observed. Furthermore, the Key points of the switching range can be safely reached and over remain constant over a wide temperature range.
Zu diesem Zweck wurde gemäß einer älteren Anmeldung DE 36 05 388 A1 der Anmelderin eine elektrohydraulische Schalt vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Schaltpunkte der darin verwendeten elektrichen Schaltorgane von außen ein gestellt werden können. Die elektrischen Schaltorgane sind dabei durch Mikroschalter gebildet, die in einer als Halterung dienenden Verschlußkappe aufgenommen werden. For this purpose, according to an older application DE 36 05 388 A1 the applicant an electrohydraulic switch device proposed in which the switching points of the electrical switching elements used in it from the outside can be put. The electrical switching elements are thereby formed by microswitches, which in a as Bracket serving to be included.
Um eine unzulässige Druckerhöhung in einer hydraulischen Anlage zu vermeiden, ist bekannt, einen Schalter mit einem druckabhängigen Begrenzungsventil zu einer Einheit zu kombinieren. Eine solche Anordnung ist z. B. durch die DE-OS 19 34 759 bekannt geworden, deren Gegenstand ein Druckbegrenzungsventil aufweist, dessen beweglicher Kolben als Betätigungselement zum Öffnen und Schließen eines Schalters dient, der durch offene Kontakte gebildet wird.To an impermissible pressure increase in a hydraulic It is known to avoid a switch with a system pressure-dependent limiting valve to one unit combine. Such an arrangement is e.g. B. by the DE-OS 19 34 759 become known, the subject of a Has pressure relief valve, the movable piston as an actuator for opening and closing a Serves switch, which is formed by open contacts.
Weniger vorteilhaft anzusehen ist bei den bekannten Schaltvorrichtungen die mehr oder weniger starke Neigung der verwendeten Mikroschalter bzw. offenen Kontakte zum Prellen, das für ein durch die Schaltvorrichtung ange steuertes Motorrelais in mechanischer und insbesondere elektrischer Hinsicht eine unzumutbare Belastung dar stellt, die eine sehr oft starke Reduzierung der Lebens dauer des zu schaltenden Elektromotors (z. B. durch Ver schweißen der Relaiskontakte) zur Folge haben kann.It is less advantageous to look at the known ones Switching devices the more or less strong inclination the microswitch or open contacts used Bouncing, which is indicated for by the switching device controlled motor relay in mechanical and in particular electrical unreasonable burden which represents a very often severe reduction in life duration of the electric motor to be switched (e.g. by Ver welding of the relay contacts).
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, eine elektrohydraulische Schaltvorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei der Kontakt prellen vermieden wird. Dabei soll sie einen sicheren Schaltvorgang gewährleisten, einfach, schnell und bequem justiert oder verstellt werden können, baulich einfach und in Serienherstellung leicht herstellbar sein und aus kostengünstig herstellbaren Bauteilen bestehen. Außerdem soll die Anzahl der erforderlichen Einzelteile reduziert werden. The present invention is therefore based on the object reasons, an electrohydraulic switching device of the specify the type mentioned at the contact bouncing is avoided. It should be a safe one Ensure switching process, simple, quick and convenient can be adjusted or adjusted, structurally simple and be easy to manufacture and manufacture in series production Components are inexpensive to manufacture. Furthermore the number of individual parts required is to be reduced will.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schalter durch eine gehäusefest angeordnete, mit Leiter bahnen versehene und mit elektronischen Schaltelementen bestückte Leiterplatte sowie einen an der Leiterplatte geführten, gegenüber der Leiterplatte relativ verschieb baren, Kontaktbrücken tragenden Kontakträger gebildet ist, der formschlüssig mit dem Kolben verbunden ist.This object is achieved in that the Switches through a housing-fixed, with conductor equipped with electronic switching elements populated circuit board and one on the circuit board guided, relative to the circuit board shift bar, contact carrier carrying contact bridges is formed, which is positively connected to the piston.
Der erfindungsgemäß aufgebaute Schalter ermöglicht eine Vereinigung sämtlicher benötigter Schaltfunktionen auf engstem Raum, wobei drei entscheidende Vorteile erzielt werden:The switch constructed according to the invention enables one Unification of all required switching functions confined space, with three key benefits will:
- a) In Verbindung mit einem Motorrelais arbeitet das System absolut prellfrei (keine Relaisbelastung);a) This works in conjunction with a motor relay System absolutely bounce-free (no relay load);
- b) bei höchster Funktionsgenauigkeit ist die Lösung nicht kostenintensiv;b) with maximum functional accuracy is the solution not expensive;
- c) das System bleibt völlig unbeeinflußt von hydraulischen Pulsationen.c) the system remains completely unaffected by hydraulic pulsations.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungs gemäßen Gegenstandes ist der Kontaktträger am Kolben schwimmend gelagert. Der Kolben trägt dabei an seinem dem Schalter zugewandten Ende eine Kugel, die in einer ent sprechenden Ausnehmung des Kontaktträgers eingerastet ist. Durch diese Maßnahme wird eine erhebliche Vereinfachung der Montage erreicht. In an advantageous development of the Invention the object is the contact carrier on the piston floating. The piston carries on its Switch facing end of a ball, which in an ent speaking recess of the contact carrier is engaged. This measure will greatly simplify it assembly.
Eine besonders einfache und genaue Einstellung der Schalt punkte des erfindungsgemäßen Schalters wird dadurch er reicht, daß die Leiterplatte von einer Einstellhülse ge halten wird, die im Gehäuse axial verschiebbar angeordnet ist.A particularly simple and precise adjustment of the switching points of the switch according to the invention is thereby is enough that the circuit board ge from an adjusting sleeve will hold, which is arranged axially displaceable in the housing is.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß zwischen der Einstellhülse und dem Kontakt träger eine zweite Druckfeder angeordnet ist, die an einem Bund geführt ist, der an der dem Kolben abgewandten Stirn fläche des Kontaktträgers ausgebildet ist. Diese Maßnahme ermöglicht eine bessere Führung des Kontaktträgers an der Leiterplatte.Another advantageous embodiment of the invention provides that between the adjusting sleeve and the contact carrier a second compression spring is arranged on a Bund is guided on the forehead facing away from the piston surface of the contact carrier is formed. This measure enables better guidance of the contact carrier on the Circuit board.
Eine zusätzliche Sicherung der Leiterplatte gegen Schwingungen, Stöße oder axiales Verschieben wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß die Leiterplatte durch zwei Haltefedern gesichert ist, die beiderseits der Leiterplatte angeordnet sind und deren Enden sich an den Seitenwänden radial verlaufender Auf nahmenuten der Einstellhülse abstützen.An additional securing of the circuit board against Vibrations, shocks or axial displacement will follow achieved a further feature of the invention in that the circuit board is secured by two retaining springs that are arranged on both sides of the circuit board and its Ends on the side walls radially extending Support the grooves of the adjusting sleeve.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das nachfolgend anhand der Zeichnung näher er läutert ist, wobei einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Further details and advantages of the invention Switching device result from the subclaims, and from the description of an embodiment of the Invention, which he uses the drawing below is refined, parts corresponding to each other with the are provided with the same reference numerals.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die elektro hydraulische Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 1 shows a longitudinal section through the electro-hydraulic control device according to the invention;
Fig. 2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Schalt vorrichtung aus der Richtung des Pfeiles nach Fig. 1; Fig. 2 is a view of the switching device according to the invention from the direction of the arrow of Fig. 1;
Fig. 3 eine zweite Ausführung des im Gehäuse der elektrohydraulischen Schaltvorrichtung integrierten Überdruckventils und Fig. 3 shows a second embodiment of the pressure relief valve integrated in the housing of the electrohydraulic switching device and
Fig. 4 eine dritte Ausführung des im Gehäuse der elektrohydraulischen Schaltvorrichtung integrierten Überdruckventils. Fig. 4 shows a third embodiment of the pressure relief valve integrated in the housing of the electrohydraulic switching device.
Die in der Zeichnung (Fig. 1 und Fig. 2) gezeigte elektro hydraulische Schaltvorrichtung nach der Erfindung weist ein Gehäuse 11 auf, das in einen Teil einer näher nicht gezeigten hydraulischen Anlage eingeschraubt ist. Die Verschraubung mit der hydraulischen Anlage wird durch ein Außengewinde 50 ermöglicht, das am Gehäuse 11 angeformt ist. Das Gehäuse 11 verfügt über drei koaxiale Bohrungen 35, 36 und 37, wobei in der Bohrung 35 ein Ende 32 eines Kolbens 3 axial verschiebbar gelagert ist. Für hydraulische Abdichtung der Bohrung 35 sorgt ein Dichtring 38, der in einer Ausnehmung im Gehäuse 11 durch einen Halterring 39 gesichert ist. Das in der Darstellung linke, aus dem Gehäuse 11 herausragende und mit hydrau lischem Druck beaufschlagbare Ende 32 des Kolbens 3 weist an der Oberfläche verteilte Kerben 42, die zusammen mit einer am Dichtring 38 angeformten Dichtkante ein Über druckventil bilden, dessen Funktion allgemein bekannt ist und deshalb nicht beschrieben zu werden braucht.The electro-hydraulic switching device according to the invention shown in the drawing ( Fig. 1 and Fig. 2) has a housing 11 which is screwed into a part of a hydraulic system, not shown. The screw connection to the hydraulic system is made possible by an external thread 50 which is integrally formed on the housing 11 . The housing 11 has three coaxial bores 35 , 36 and 37 , one end 32 of a piston 3 being axially displaceably mounted in the bore 35 . Hydraulic sealing of the bore 35 is ensured by a sealing ring 38 which is secured in a recess in the housing 11 by a holder ring 39 . The left in the illustration, protruding from the housing 11 and with hydraulic pressure end 32 of the piston 3 has on the surface distributed notches 42 , which together with a molded on the sealing ring 38 sealing edge form a pressure relief valve, the function of which is generally known and therefore need not be described.
Ein durch die Wandung der Bohrung 36 sowie eine Trennwand 41 begrenzter Raum steht über mehrere, am Umfang des Ge häuses 11 symmetrisch verteilte, radial verlaufende Kanäle 40 in Verbindung mit der Atmosphäre. Die radial verlaufen den Kanäle 40 ermöglichen ein schnelles Auslaufen des in die Bohrung 36 eingedrungenen hydraulischen Druckmittels und verhindern gleichzeitig dessen Eindringen in die einen elektrischen Schalter 10 aufnehmende Bohrung 37. Zu diesem Zweck ist zusätzlich der Kolben 3 in einer Durchgangs bohrung der radialen Trennwand 41 mittels eines O-Ringes 44 und die Trennwand 41 ihrerseits gegenüber dem Gehäuse 11 mittels eines Dichtringes 45 abgedichtet.A space delimited by the wall of the bore 36 and a partition 41 is connected to the atmosphere via a plurality of radially extending channels 40 , which are distributed symmetrically on the circumference of the housing 11 , in connection with the atmosphere. The radially extending channels 40 allow the hydraulic pressure medium which has penetrated into the bore 36 to run out quickly and at the same time prevent its penetration into the bore 37 which accommodates an electrical switch 10 . For this purpose, the piston 3 is additionally sealed in a through bore of the radial partition 41 by means of an O-ring 44 and the partition 41 in turn is sealed off from the housing 11 by means of a sealing ring 45 .
An der radialen Stirnwand der Bohrung 36 des Gehäuses 11 liegt ein Federteller 27 an, an dem sich ein Ende einer ersten Druckfeder 12 abstützt, die den Kolben 3 gegen den darauf wirkenden Eingangsdruck vorspannt und deren anderes Ende in einer koaxial zum Kolben 3 ausgebildeten Aus nehmung 43 der radialen Trennwand 41 aufgenommen wird.On the radial end wall of the bore 36 of the housing 11 is a spring plate 27 on which one end of a first compression spring 12 is supported, which biases the piston 3 against the input pressure acting thereon and the other end in a coaxial to the piston 3 from recess 43 of the radial partition 41 is received.
Das in der Darstellung rechte Ende des Kolbens 3 ragt in die Bohrung 37 hinein, in der der elektrische Schalter 10 angeordnet ist. Der Schalter 10 ist dabei durch eine mit Leiterbahnen 20 versehene und mit elektronischen Schalt elementen 30 (Fig. 2), im dargestellten Falle in Form von integrierten Schaltungen bestückte Leiterplatte 1 ge bildet, an der ein Kontaktbrücken 4, 5, 6 tragender Kontakt träger 2 axial verschiebbar geführt ist. An ihrem dem Kontaktträger 2 abgewandten Ende wird die Leiterplatte 1 von einer Einstellhülse 9 gehalten, die an ihrer Ober fläche mit einem Außengewinde 46 versehen ist, das mit einem Innengewinde 49 der Bohrung 37 zusammenwirkend, eine Verstellung der Leiterplatte 1 in axialer Richtung er möglicht. Gegen Schwingungen, Stöße bzw. Verschiebung ist die Leiterplatte 1 durch Federn 16, 17 gesichert, deren Enden sich an den Seitenwänden von radial verlaufenden Aufnahmenuten 18, 19 abstützen, die in der nach außen ge richteten Stirnfläche der Einstellhülse 9 ausgebildet sind. Der die mit den Leiterbahnen 20 zusammenwirkenden Kontaktbrücken 4, 5 und 6 tragende Kontaktträger 2 ist mit einer Ausnehmung 8 versehen, in die eine am Ende des Kolbens 3 ausgebildete Kugel 7 einrastet. Außerdem ist der Kontaktträger 2 an seiner dem Kolben 3 abgewandten Stirn fläche mit einem Führungsbund 15 versehen, der eine zwischen dem Kontaktträger 2 und der Einstellhülse 9 ange ordnete zweite Druckfeder 14 axial führt. Die dadurch ent stehende Vorspannung trägt zu einer besseren Führung des Kontaktträgers 2 an der Leiterplatte 1 bei. Die Einstell hülse 9 ist schließlich mit zwei axial verlaufenden Bohrungen 47, 48 versehen, die beim Einstellen der relativen Lage der gehäusefest angeordneten Leiterplatte 1 gegenüber dem schwimmend gelagerten Kontaktträger 2 (Einstellung der Schaltpunkte des Schalters 10) das zum Einstellen benötigte Werkzeug aufnehmen. The right end of the piston 3 in the illustration projects into the bore 37 in which the electrical switch 10 is arranged. The switch 10 is by a provided with conductor tracks 20 and with electronic switching elements 30 ( Fig. 2), in the illustrated case in the form of integrated circuits populated circuit board 1 forms GE on which a contact bridges 4 , 5 , 6 carrying contact carrier 2nd is guided axially. At its end facing away from the contact carrier 2 , the circuit board 1 is held by an adjusting sleeve 9 , which is provided on its upper surface with an external thread 46 , which cooperates with an internal thread 49 of the bore 37 , an adjustment of the circuit board 1 in the axial direction he enables. Against vibrations, shocks or displacement, the circuit board 1 is secured by springs 16 , 17 , the ends of which are supported on the side walls by radially extending receiving grooves 18 , 19 which are formed in the outwardly directed end face of the adjusting sleeve 9 . The contact carrier 2 carrying the contact bridges 4 , 5 and 6 cooperating with the conductor tracks 20 is provided with a recess 8 into which a ball 7 formed at the end of the piston 3 engages. In addition, the contact carrier 2 on its face facing away from the piston 3 is provided with a guide collar 15 which axially guides a second compression spring 14 arranged between the contact carrier 2 and the adjusting sleeve 9 . The resulting pretension contributes to better guidance of the contact carrier 2 on the circuit board 1 . The adjusting sleeve 9 is finally provided with two axially extending bores 47 , 48 which, when adjusting the relative position of the circuit board 1 fixed to the housing relative to the floating contact carrier 2 (adjustment of the switching points of the switch 10 ), accommodate the tool required for adjustment.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Teilansichten der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Schaltvorrichtung zeigen zwei weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele des im Gehäuse 11 integrierten Überdruckventils. Bei dem in Fig, 3 gezeigten Beispiel wird der Kolben 3 durch eine Hülse 21 sowie einen Betätigungsstößel 23 gebildet. Die Hülse 21 trägt an ihrem aus dem Gehäuse 11 herausragenden Ende ein Ventilsitz 22, der mit einem Ventilkörper 28 zusammenwirkt, der am Betätigungsstößel 23 ausgebildet ist. Der Betätigungsstößel 23, der gegenüber dem Ventilsitz 22 mittels einer dritten Druckfeder 26 vorgespannt ist, wird in einer Längsbohrung der Hülse 21 mittels eines Führungsbundes 24 geführt. Der Führungsbund 24 ist dabei mit axial verlaufenden Kanälen 25 versehen, die im Falle des Öffnens des Überdruckventils 22, 28 einen schnellen Abbau des auf den hydraulischen Kolben 3 einwirkenden Druckes über die Bohrung 36 und die radial verlaufenden Kanäle 40 ermöglichen. Der Federteller 27 stützt sich bei dieser Ausführung an der Hülse 21 axial ab.The partial views of the electrohydraulic switching device according to the invention shown in FIGS. 3 and 4 show two further advantageous exemplary embodiments of the pressure relief valve integrated in the housing 11 . In the example shown in FIG. 3 , the piston 3 is formed by a sleeve 21 and an actuating tappet 23 . At its end protruding from the housing 11, the sleeve 21 carries a valve seat 22 which interacts with a valve body 28 which is formed on the actuating tappet 23 . The actuating plunger 23 , which is biased relative to the valve seat 22 by means of a third compression spring 26 , is guided in a longitudinal bore in the sleeve 21 by means of a guide collar 24 . The guide collar 24 is provided with axially extending channels 25 which, when the pressure relief valve 22 , 28 is opened, enable the pressure acting on the hydraulic piston 3 to be released quickly via the bore 36 and the radially extending channels 40 . The spring plate 27 is axially supported on the sleeve 21 in this embodiment.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Überdruckventil in dem einen größeren Durchmesser aufweisenden, aus dem Gehäuse 11 herausragenden Ende 32 des Kolbens 3 untergebracht. Zu diesem Zweck weist das Ende 32 eine Längsbohrung 29 auf, die einerseits (in der Darstellung links) durch einen Ventilsitz 22a begrenzt wird und andererseits über radiale Kanäle 51 mit der Bohrung 36 größeren Durchmessers in Verbindung steht. Der Ventilsitz 22a wirkt mit einer Kugel 31 zusammen, die auf ihn zu mittels einer Druckfeder 34 vorgespannt und in der Längsbohrung 29 eng geführt wird. Ein schnelles Auslaufen des unter Druck stehenden hydraulischen Druckmittels beim Öffnen des Überdruckventils 22a, 29 ermöglichen mehrere, in den radialen Kanälen 51 mündende, axial verlaufende radiale Aussparungen 33, die in der Wandung der Längsbohrung 29 ausgebildet sind. Da die Wirkungsweise derartiger Schaltvorrichtungen bekannt ist, braucht sie in diesem Zusammenhang nicht mehr erläutert zu werden.In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the pressure relief valve is accommodated in the end 32 of the piston 3 which has a larger diameter and protrudes from the housing 11 . For this purpose, the end 32 has a longitudinal bore 29 which is delimited on the one hand (in the illustration on the left) by a valve seat 22 a and on the other hand is connected to the bore 36 of larger diameter via radial channels 51 . The valve seat 22 a cooperates with a ball 31 which is biased towards it by means of a compression spring 34 and is guided closely in the longitudinal bore 29 . A rapid leakage of the hydraulic pressure medium under pressure when the pressure relief valve 22 a, 29 is opened is made possible by a plurality of axially extending radial recesses 33 which open into the radial channels 51 and are formed in the wall of the longitudinal bore 29 . Since the mode of operation of such switching devices is known, it need no longer be explained in this connection.
Die erfindungsgemäß aufgebaute elektrohydraulische Schaltvorrichtung eignet sich sowohl für Nieder- und Mitteldruck-, als auch für den Hochdruckbereich. Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo druckabhängig geregelte Systeme sicher aus- und eingeschaltet werden müssen. Weiterhin ist der Einsatz in aggresiver Atmosphäre denkbar. Hierzu ist jedoch ein hermetisch versiegelter Kontaktraum notwendig. Der ist mit Schutzgas zu füllen, d.h., man erhält eine gegetterte Kontaktatmosphäre unter der Voraussetzung, daß ein Permanentmagnet im Kontaktraum angebracht wird.The electrohydraulic constructed according to the invention Switching device is suitable for both low and Medium pressure, as well as for the high pressure area. she can can be used wherever pressure-controlled Systems must be switched off and on safely. Furthermore, the use is in an aggressive atmosphere conceivable. However, this is a hermetically sealed one Contact space necessary. It has to be filled with protective gas i.e. you get a gated contact atmosphere under the requirement that a permanent magnet in the contact space is attached.
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