DE3642592A1 - Druckabhaengiger schalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung eines druckabhängigen Schalters vom amorphen Membrantyp.

Der bisher verwendete druckabhängige Schalter dieses Typs weist die in Fig. 3 gezeigte Konstruktion auf, bei der ein Gehäuse 1 einen Druckeinlaß 2 und eine innere Kammer 3 aufweist, in die durch den Einlaß 2 ein Fluiddruck P, beispielsweise Öldruck, eingebracht wird, und bei der in dem Gehäuse ein überlagerter Aufbau aus einer Membran 7 und einem Ferritkern 9 für eine Gleitbewegung längs der Innenwand der inneren Kammer 3 gleitbar angeordnet ist, wobei dazwischen ein dichtender O-Ring 4 ange­ ordnet ist. Der überlagerte Aufbau der amorphen Membran und des Ferritkerns ist durch eine Druckaufnahmeplatte 10 mittels einer Kopfschraube oder dergl. gehalten. Eine durch den auf die Ober­ fläche der amorphen Membran 7 wirkenden Fluiddruck verursachte mechanische Deformation der amorphen Membran wird in Form einer Variation eines elektrischen Signals mittels einer Abtastspule 8 erfaßt, die in einer in den Ferritkern 9 ausgebildeten Nut aufgenommen ist.

Gemäß der oben beschriebenen herkömmlichen Konstruktion des druckabhängigen Schalters wirkt der in die innere Kammer 3 des Gehäuses durch den Druckeinlaß 2 geleitete Fluiddruck P auf den überlagerten Aufbau. Da der diesen Druck aufnehmende Ferritkern 9 aus einem gesinterten Körper besteht, ist die Intensität des in das Gehäuse 1 eingebrachten Druckes P begrenzt.

Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Unzulänglichkeiten des oben beschriebenen Standes der Technik zu eliminieren.

Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten druckabhängigen Schalter anzugeben, bei dem eine auf eine Flächeneinheit bzw. Einheitsfläche des Ferritkerns ausgeübte Belastung relativ zu einer Intensität des in das Ge­ häuse eingebrachten Druckes reduziert ist, wodurch die druck­ beständige Eigenschaft des druckabhängigen Schalters verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgaben sieht die vorliegende Erfindung einen druckabhängigen Schalter vor, der ein Gehäuse umfaßt, das einen Druckeinlaß und eine Loch- bzw. Düsenplatte, eine amorphe Membran und einen Ferritkern aufweist, die in dem Gehäuse ange­ ordnet sind, wobei in dem Ferritkern eine Abtastspule aufge­ nommen ist, wobei ein auf das Gehäuse durch den Druckeinlaß ausgeübter Druck durch die Öffnungsplatte gegen eine Oberfläche der amorphen Platte wirkt, und wobei eine durch den Druck ver­ ursachte mechanische Deformation der amorphen Platte mittels der Abtastspule in Form einer Variation eines elektrischen Signals erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte auf ihrer dem Ferritkern zugekehrten Innenseite eine größere Fläche aufweist, als auf ihrer dem Druckeinlaß zugekehrten entgegengesetzten Seite (Anspruch 1).

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung geht aus dem An­ spruch 2 hervor.

Die Erfindung wird anhand der Figuren in der folgenden Be­ schreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt, der eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen druckabhängigen Schalters zeigt;

Fig. 2 einen partiellen Schnitt, der den druckabhängigen Schalter zeigt, bei dem zwischen den einander entgegengesetzten Oberflächen der Lochplatte kein Flächenunterschied besteht;

Fig. 3 einen Schnitt durch den herkömmlichen druckabhängi­ gen Schalter.

Der in Fig. 1 gezeigte druckabhängige Schalter umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Druckeinlaß und einem für eine Gleitbe­ wegung längs der Seitenwände des Gehäuses 1 gleitbar in dem Gehäuse angeordneten überlagerten Aufbau aus einer Lochplatte 6, einer amorphen Membran 7 und einem Ferritkern 9 sowie eine zwischen dem Gehäuse und dem Aufbau angeordnete tellerförmige Feder 5. Der genannte Aufbau ist durch Verstemmen oder dergl. an einer Druckaufnahmeplatte 10′ angebracht. Insbesondere ist gemäß dieser Ausführungsform das Gehäuse 1 an seiner Innenwand mit einem gestuften Abschnitt 11 versehen und die Lochplatte 6 weist einen den gestuften Abschnitt 11 der Innenseitenwand des Gehäuses entsprechenden gestuften Abschnitt auf, so daß die Fläche B der Lochplatte 6 auf der der amorphen Membran 7 zuge­ kehrten Seite, die gleich der Fläche des Ferritkerns 9 ist, größer ist als die Fläche A der Lochplatte auf der den in das Gehäuse eingebrachten Druck P aufnehmenden Seite.

In der Lochplatte 6 sind Düsen bzw. durchgehende Löcher 61 zur Übertragung des in das Gehäuse 1 eingeleiteten Druckes auf die Oberfläche der amorphen Membran 7 ausgebildet. Die Lochplatte 6 weist außerdem einen O-Ring 12 zum Abdichten ihrer Seitenfläche und einen O-Ring 13 zum Abdichten ihrer flachen Oberfläche auf.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion ist angenommen, daß die Last, die auf die Oberfläche der Lochplatte auf der Seite wirkt, die den in das Gehäuse 1 eingeleiteten Druck P auf­ nimmt, gleich W = A × P ist. Dann ist eine auf eine Flächen­ einheit des Ferritkerns 9 durch die amorphe Membran ausgeübte Flächeneinheitslast w durch die Formel

w = W/B = P · A/B (1)

gegeben.

Anders ausgedrückt ist die auf die Flächeneinheit des Ferrit­ kerns 9 aufgrund des in das Gehäuse 1 eingebrachten Druckes P ausgeübte Flächeneinheitslast w proportional zum Flächenver­ hältnis A/B der einander entgegengesetzten Oberflächen der amorphen Platte 6, wobei A < B ist.

Wenn an einer Lochplatte 6′ kein gestufter Abschnitt wie nach Fig. 2 ausgebildet ist, ist die auf die Flächeneinheit des Ferritkerns 9 aufgrund des in das Gehäuse eingebrachten Druckes P ausgeübte Einheitsbelastung w′ durch die Formel

w′ = W/A (2)

gegeben. Aus der durch die Formel (1) und die Formel (2) ausge­ drückten Beziehung ist die Einheitsbelastung w′ durch die Formel

w′ = w′ · A/B (3)

ausgedrückt. Folglich kann in Abhängigkeit von der Beziehung A/B der Flächen bzw. Flächeninhalte der einander entgegenge­ setzten Oberflächen der Lochplatte die Flächeneinheitslast w, die auf die Flächeneinheit des Ferritkerns 9 durch die Loch­ platte 6 ausgeübt wird, welche zur Bildung der Beziehung A < B den gestuften Abschnitt aufweist, kleiner als die Flächenein­ heitslast w′ gemacht werden, die auf die Flächeneinheit des Ferritkerns 9 durch die Lochplatte 6′ ausgeübt wird, welche zur Bildung der Relation der Relation A = B keinen gestuften Ab­ schnitt aufweist.

Demgemäß wird die druckbeständige Eigenschaft des Ferritkerns 9 verbessert, so daß der verfügbare Bereich des Druckschalters unter Hochdruck effektiv verbessert werden kann.

Unter der Annahme, daß die Fläche bzw. der Flächeninhalt des die flache Oberfläche abdichtenden O-Rings 13 der Lochplatte 6 gleichgroß C ist, ist der auf die Fläche A ausgeübte Druck gleich dem auf die Fläche C ausgeübten Druck, da diese Flächen durch die durchgehenden Löcher 61 miteinander verbunden sind. Demgemäß wird bei Erhöhung des Druckes die Lochplatte 6 in Ab­ hängigkeit von der Differenz der Flächen A < C gegen den Ferrit­ kern 9 gedrückt.

Wenn zu diesem Zeitpunkt der Druck bis zu einem gewissen Grad erhöht wird, kommen die Lochplatte 6 und die amorphe Membran 7 in innigen Kontakt miteinander, und das Druckmittel, beispiels­ weise Öl, wird in den Raum zwischen der Lochplatte 6 und der amorphen Membran 7 in einer geringen Menge eingebracht, die der Größe der Ablenkung der amorphen Membran 7 in den in dem Ferritkern 9 ausgebildeten Nutabschnitt entspricht, während das in dem anderen Raumabschnitt zwischen den in innigem Kontakt stehenden Oberflächen der Lochplatte und der amorphen Membran vorhandene Druckmittel aus diesem Raum vertrieben und durch die Löcher 61 zurückgebracht wird.

Dementsprechend nimmt der Ferritkern 9 mit Ausnahme des ver­ nachlässigbaren Druckes, der auf dem in den Ferritkern ausge­ bildeten Nutabschnitt ausgeübt wird, die ganze von der Loch­ platte 6 erzeugte Druckkraft auf. Auf diese Weise ist das Vor­ sehen der Flächendifferenz zwischen den einander entgegenge­ setzten Oberflächen der Lochplatte 6 zur Lösung der Aufgabe der Erfindung effektiv.

In der Fig. 1 ist mit 14 ein verstemmter Abschnitt des Endes des Gehäuses 1, mit 15 eine durch Schweißen oder dergl. inte­ gral fixierte Schaltkreiseinheit und mit 16 ein Substrat des Schaltkreises bezeichnet. Obwohl die Druckaufnahmeplatte 10′ als an dem Gehäuse 1 durch Verstemmen fixiert gezeigt ist, kann sie durch andere Fixierungsmittel, beispielsweise Gewinde oder dergl., an dem Gehäuse fixiert sein.

Der erfindungsgemäße druckabhängige Schalter ist so kon­ struiert, daß der in das Gehäuse eingebrachte Druck durch die Lochplatte gegen den überlagerten Aufbau aus der amorphen Membran und dem Ferritkern wirkt, und die Lochplatte auf der dem Ferritkern zugekehrten Seite eine größere Fläche aufweist als auf ihrer dem Druckeinlaß zugekehrten und den Druck auf­ nehmenden entgegengesetzten Seite. Diese Konstruktion bringt den überragenden Vorteil mit sich, daß die auf die Flächenein­ heit des Ferritkerns ausgeübte Einheitslast bzw. Flächenein­ heitslast relativ zu dem in das Gehäuse eingebrachten Druck reduziert werden kann, so daß die druckbeständige Eigenschaft des Druckschalters verbessert werden kann.

In Zusammenfassung wurde ein druckabhängiger Schalter mit einem Gehäuse beschrieben, das einen Druckeinlaß und eine Lochplatte aufweist, wobei in dem Gehäuse eine amorphe Membran und ein Ferritkern angeordnet sind, wobei in dem Ferritkern eine Ab­ tastspule aufgenommen ist, wobei ein in das Gehäuse eingebrach­ ter Druck durch die Lochplatte gegen eine Oberfläche der amor­ phen Platte wirkt, und wobei eine durch den Druck verursachte mechanische Deformation der amorphen Platte mittels der Abtast­ spule als eine Variation eines elektrischen Signals erfaßt wird. Das kennzeichnende Merkmal liegt darin, daß die Lochplatte auf ihrer dem Ferritkern zugekehrten Seite eine größere Fläche auf­ weist als auf ihrer dem Druckeinlaß zugekehrten entgegengesetz­ ten Seite.

Claims (2)

1. Druckabhängiger Schalter mit einem Gehäuse (1), das einen Druckeinlaß (2) und eine Lochplatte (6, 6′) aufweist, wobei in dem Gehäuse (1) eine amorphe Membran (7) und ein Ferritkern (9) angeordnet sind, wobei in dem Ferritkern (9) eine Abtastspule (8) aufgenommen ist, wobei ein in das Gehäuse (1) eingebrachter Druck durch die Lochplatte (6, 6′) gegen die Oberfläche der amorphen Membran (7) wirkt, und wobei eine durch den Druck ver­ ursachte mechanische Deformation der amorphen Membran (7) mittels der Abtastspule (8) als eine Variation eines elektri­ schen Signals erfaßt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lochplatte (6, 6′) auf ihrer dem Ferritkern (9) zugekehrten Seite eine größere Fläche als auf ihrer dem Druckeinlaß (2) zugekehrten Seite aufweist.

2. Druckabhängiger Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Gehäuses (1) ein gestufter Abschnitt (11) und an der Lochplatte (6) ein dem gestuften Abschnitt (11) der Innenwand des Gehäuses (1) ent­ sprechender gestufter Abschnitt ausgebildet ist, so daß die Fläche der Lochplatte (6) auf der der amorphen Membran (7) zuge­ kehrten Seite größer als die Fläche der Lochplatte (6) auf der den in das Gehäuse (1) eingebrachten Druck (P) aufnehmenden Seite ist.