DE3908321A1 - Differentialdruckschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine durch eine Membran betätigte Differentialdruckschaltanordnung und insbe­ sondere auf eine durch eine Membran betätigte Differen­ tialdruckschaltanordnung jener Bauart, bei der ein her­ kömmlicher Schnappschalter benutzt wird, um das An- und Abschalten durchzuführen, das durch den Schaltungsauf­ bau beispielsweise bei Motoren oder Gebläsen verlangt wird, wobei die Membranbewegung, die durch Änderungen des Differentialdruckes zustandekommt, benutzt wird, um den Schnappschalter zu betätigen, und zwar obgleich die Hochdruckkammer voll gegenüber der Niederdruckkammer in dem Schaltungsaufbau abgedichtet ist. Der Schnappschal­ ter ist bei diesem Aufbau außerhalb der Druckkammern des Schalteraufbaus und gegenüber diesen abgedichtet angeordnet. Das dabei in Betracht kommende Fluid kann entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas sein, und der Fluiddruck, dem beide Druckkammern ausgesetzt sind, kann mehrfach größer sein als die Differentialdrücke, die von dem Schalteraufbau festgestellt werden müssen.

Differentialdruckschalter als solche werden allgemein zur Steuerung der Arbeitsweise von Schnappschaltern benutzt, beispielsweise von Mikroschaltern, die von der Micro Switch Division of Honeywell, Freeport, Illinois, herge­ stellt werden. Es wird der Schnappschalter zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung verschoben, um beim Auftreten eines vorbestimmten Differentialdruckes eine Vorrichtung zu betätigen oder abzuschalten. Ein Bei­ spiel ist in der US-PS 35 66 060 beschrieben.

Ein Differentialdruckschalter ist eine Vorrichtung, die einen Differentialdruck zwischen einer Niederdruckquelle und einer Hochdruckquelle benutzt, um einen elektrischen Schalter an einem vorbestimmten Schaltpunkt zu schalten. Der vorbestimmte Schaltpunkt kann die Differenz zwischen zwei positiven oder zwei negativen Drücken sein, von de­ nen der eine ein positiver Druck und der atmosphärische Druck oder ein negativer und der atmosphärische Druck sein kann. Der benutzte elektrische Schnappschalter wird normalerweise benutzt, um Motoren oder Gebläse zu starten oder anzuhalten, oder um Dämpfungsglieder oder Jalousien zu öffnen oder zu schließen, oder um einen Alarm auszu­ lösen.

Differentialdruckschalter definieren im allgemeinen einen Druckraum, über dem eine flexible Membran ausgespannt ist, die die Hochdruckkammer von der Niederdruckkammer trennt. Die Bewegung der Membran infolge von Änderungen der Differentialdrücke, d. h. der Drücke in den Hoch­ druck- bzw. Niederdruckkammern, betätigt den Schnapp­ schaltmechanismus, beispielsweise einen Mikroschalter, der Teil des Schaltaufbaus ist. Wenn eine Änderung im Differentialdruck zwischen den beiden Seiten der Membran des Schalteraufbaus eintritt (diese kann durch eine ein­ stellbare Bereichsfeder belastet sein), dann wird der bewegliche Teil der Membran verschoben und überträgt eine Kraft auf den Schnappschalter. Dieser Membranbewe­ gung wirkt die Bereichsfeder entgegen, und die Wirkung dieser Bereichsfeder auf die Membran ist einstellbar, um den Schaltpunkt des Schnappschalters einstellen zu kon­ nen.

Es gibt verschiedene Schaltvorrichtungen, wobei langzei­ tigen Forderungen Rechnung getragen werden muß. Bei­ spielsweise befaßt sich der Ausdruck "Bereich", wie er in dieser Beschreibung benutzt wird, mit Differential­ drücken, innerhalb derer der betreffende Differential­ druckmechanismus einen elektrischen Schalter betätigen kann. Ein "normalerweise offener Schalter" (Arbeitskon­ takt) ist ein Schalter, bei dem die Kontakte normalerwei­ se offen sind, wobei durch Betätigen die Kontakte ge­ schlossen werden, während ein "normalerweise geschlosse­ ner Schalter" (Ruheschalter) ein Schalter ist, bei dem die Kontakte normalerweise geschlossen sind und eine Be­ tätigung diese Kontakte öffnet. Der Schnappschalter kann ein einpoliger Doppelschnappschalter sein, d. h. ein Schalter, der Arbeitskontakte und Ruhekontakte besitzt, wie dies allgemein bekannt ist.

Durch eine Membran betätigte Differentialdruckschalter weisen, wie erwähnt, eine einstellbare Bereichsfeder auf, die der Membranbewegung entgegenwirkt, und es ist diese Feder, die den Bereich von Differentialdrücken bestimmt, innerhalb derer die Membranbewegung den Schnappschalter betätigt.

Die Lage des beweglichen Abschnitts der Membran, der durch das vorbestimmte Druckdifferential ausgelenkt wird und gegen die Bereichsfeder wirkt, kann durch Einstellung der Federwirkung der Bereichsfeder eingestellt werden, und dieses Arbeitsprinzip wird benutzt, um den Schalt­ punkt des betreffenden Schalteraufbaus einzustellen.

Differentialdruckmesser und Differentialdruckschalter, insbesondere solche mit Betätigungsmembran, sind allge­ mein bekannt, und es ist auch bekannt, daß kein auf dem Markt befindlicher durch Membran betätigter Differential­ druck-Schaltaufbau sowohl für Flüssigkeiten als auch für Gase geeignet ist. Auch sind die bekannten Schaltanord­ nungen nicht bei Gesamtdrücken anwendbar, die den Diffe­ rentialdruckschaltpunkt wesentlich überschreiten (d. h. den eingestellten Schaltpunkt wesentlich überschreiten), auf den der Schalteraufbau vorher eingestellt worden ist, beispielsweise ein Gesamtdruck, der größenordnungs­ mäßig im Bereich zwischen zehn- bis dreitausendmal so hoch liegt wie der eingestellte Schaltpunktdruck.

Ein Hauptziel der Erfindung besteht darin, einen durch Membran betätigten Differentialdruckschalter zu schaffen, der sowohl für Flüssigkeiten als auch für Gase, und zwar sowohl für neutrale als auch giftige und/oder entflamm­ bare Fluide benutzbar ist, und der hohen statischen Drücken ausgesetzt werden kann, die den Differential­ druckbereich, bei dem die Schaltung stattfindet, um ein Vielfaches überschreiten. Bei dem Schalteraufbau soll die Reibungswirkung und damit der Totgang im Betrieb vermindert werden, und es soll ein Schalteraufbau ge­ schaffen werden, der keine Änderung des eingestellten Schaltpunktes erfordert, wenn der Betriebsdruck des Sy­ stems sich ändert.

Ein weiteres Hauptziel der Erfindung besteht darin, einen durch Membran betätigten Differentialdruckschalter zu schaffen, der die Membranbewegung, die von Differential­ druckschwankungen herrührt, auf einen Schnappschalter durch eine Hochdruckdichtung hindurch überträgt, welche physikalisch Hochdruckkammer und Niederdruckkammer des Schalteraufbaus von dem Schaltmechanismus trennt, wobei eine vollwirksame Dichtung dazwischenliegt, so daß der Gesamtdruck, dem der Schalteraufbau unterworfen werden kann, um ein Vielfaches größer sein kann als der Diffe­ rentialdruck, der durch den Schalter abgefühlt werden soll.

Ein weiteres Hauptziel der Erfindung besteht darin, einen durch Membran betätigten Differentialdruckschalter zu schaffen, bei dem die Membran selbst als Dichtung wirkt, die die Hochdruckseite des Aufbaus von der Niederdruck­ seite abdichtet, wobei die Membran außerdem so angeordnet ist, daß ihr beweglicher Bereich im wesentlichen eine konstante wirksame Fläche über ihren gesamten Bewegungs­ pfad aufrechterhält, wobei die Membran derart vorbereitet ist, daß eine reibungsfreie Bewegung durch ein "Rollen" der Membranwellungen gemäß Differentialdruckänderungen zustandekommt, anstatt daß eine Streckung oder ein Glei­ ten erfolgt.

Ein weiteres Hauptziel der Erfindung besteht darin, einen durch Membran betätigten Differentialdruckschalter zu schaffen, bei dem die innere Reibung im Betrieb auf ein Minimum reduziert ist, indem ein mechanischer Mechanismus Anwendung findet, der die Membranbewegungen, die von Differentialdruckänderungen herrühren, auf den Schnapp­ schalter so überträgt, daß die kinetische Reibung, die vom Membranausschlag herrührt, minimal wird, so daß eine Vergrößerung des normalen Totganges des Schnappschalters vermieden wird.

Ein weiteres Hauptziel der Erfindung besteht darin, einen durch Membran betätigten Differentialdruckschalter zu schaffen, bei dem die innere kinetische Betätigungs­ energie dadurch vermindert ist, daß eine einstellbare Be­ reichsfeder so angeordnet wird, daß sie in einer Unter­ kammer befindlich ist, die einen Teil der Niederdruck­ kammer des Schalteraufbaus bildet, um eine reibungsfreie Aufbringung der Federkraft zu bewirken, indem diese di­ rekt auf die Membran wirkt, wobei gleichzeitig eine Schaltpunkteinstellung der Bereichsfeder zwischen vorbe­ stimmten Minimalwerten und Maximalwerten durch eine Ein­ stellschraube vorgenommen werden kann, wobei in beiden Richtungen eine Drehmomentsicherung der Einstellschraube vorgesehen ist, um eine Beschädigung zu vermeiden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen durch Membran betätigten Differentialdruckschalteraufbau zu schaffen, bei dem die Membran voll bei einem Überdruck in Niederdruckrichtung oder in Hochdruckrichtung einen Sitz hat, so daß gewährleistet wird, daß sich die Membran während des umgekehrten Überdruckes nicht überdehnt, wo­ bei im Normalbetrieb die Dichtwirkung nicht beeinträchtigt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen durch Membran betätigten Differentialdruckschalter zu schaffen, der aus wenigen einfach aufgebauten Teilen be­ steht, der billig herzustellen und zusammenzubauen ist, der in der Benutzung einfach ist und der zur Schaltsteue­ rung bei zahlreichen Anwendungen in Verbindung entweder mit Flüssigkeiten oder mit Gasen benutzt werden kann.

Gemäß der Erfindung ist der durch Membran betätigte Differentialdruckschalter von jener Bauart, bei der ein innerer Druckraum vorgesehen ist, über dem eine flexible Membran ausgespannt ist, die die Hochdruckkammer von der Niederdruckkammer trennt, wobei ein herkömmlicher Schnappschalter, beispielsweise ein Mikroschalter, außer­ halb der Druckräume vorgesehen ist und die Bewegung der Membran infolge Änderungen der Differentialdrücke benutzt wird, um den elektrischen Schnappschalter zu betätigen, der Teil des Aufbaus ist. Der Schalteraufbau umfaßt ein Gehäuse, das einen Druckraum definiert, wobei der her­ kömmliche Schnappschalter außerhalb dieses Verbundkörpers angeordnet ist. Der Schalteraufbau umfaßt in seinem Ver­ bundkörper ein erstes starres Glied in Form einer Platte, die die Hochdruckkammer definiert, und Mittel, um eine Hochdruckquelle an jene Kammer anzuschließen. Ferner ist ein zweites starres Glied in Form einer Platte vorgese­ hen, welche eine erste Unterkammer des Aufbaus in der Niederdruckkammer definiert (dies ist eine Verbundkam­ mer), und es sind Mittel vorgesehen, um die Niederdruck­ quelle mit der ersten Unterkammer zu verbinden. Dabei ist die Hochdruckkammer von der ersten Niederdruckunterkammer nur durch die Membran getrennt. Die erste und die zweite starre Platte haben kongruente Randstege, die gegen den Umfang der Membran sitzen und diese halten. Die Hoch­ druckkammer des Aufbaus und die erste Niederdruckunter­ kammer sind auf einer ersten Achse zentriert, die senk­ recht zur Membran verläuft, und es ist ein Kolben in dem zweiten starren Teil der ersten Unterkammer zentriert zur ersten Achse und beweglich in Längsrichtung dieser ersten Achse gelagert, wobei der Kolben gegenüberliegende Stirn­ flächen aufweist, von denen eine an der Membran angreift, während gegen die zweite Stirnfläche des Kolbens eine Be­ reichsfeder wirkt, die einstellbar den Kolben längs der angegebenen Achse gegen die Membran vorspannt.

Ein dritter starrer Körper in Form eines Gehäuses für die Bereichsfeder ist an der zweiten Platte verankert und im wesentlichen bezüglich der erwähnten ersten Achse zen­ triert, wobei der dritte starre Körper eine zweite Nie­ derdruckunterkammer bildet, in der die Bereichsfeder auf­ genommen wird. Die zweite starre Platte ist um den Kolben herum ausgenommen, um einen leeren Raum darum zwischen den Enden des Kolbens zu schaffen, wobei die zweite starre Platte und der dritte starre Körper mit den Aus­ nehmungen eine zusammengesetzte Niederdruckkammer mit dem Schaltaufbau bilden.

Der Aufbau weist außerdem eine quer verlaufende Schwing­ welle relativ kleinen Durchmessers auf, die in der zwei­ ten starren Platte gelagert ist, um eine Schwingbewegung um eine Schwingachse auszuführen, die seitlich im Abstand zu der ersten Achse in einer Ebene liegt, die relativ zur ersten Achse so orientiert ist, daß der Kolben im wesentlichen normal hierzu verläuft. Die Schwingwelle be­ sitzt einen ersten radialen Arm, der mit dem Kolben rela­ tiv mit diesem beweglich ist und der einem Strömungsmit­ teldruck innerhalb der Niederdruckkammer ausgesetzt ist. Die Schwingwelle besitzt einen zweiten radialen Arm, der parallel zu dem ersten radialen Arm verläuft und eine gleiche Länge besitzt und in Längsrichtung der Schwing­ welle von dem ersten radialen Arm im Abstand liegt, und der Aufbau besitzt Mittel, um den zweiten radialen Arm gegenüber den Strömungsmitteldrücken der Niederdruckkam­ mer abzudichten. Der Aufbau weist außerdem mechanische Mittel auf, die zwischen dem zweiten Arm der Schwingwelle und dem elektrischen Schnappschalter angeordnet sind, um den elektrischen Schnappschalter zu betätigen, wenn der Differentialdruck, der durch den Schalter in den Diffe­ rentialdruckkammern festgestellt wird, einen vorbestimm­ ten Wert erreicht, wie dies durch den Einstellpunkt des betreffenden Schalters bestimmt wird.

Der dritte starre Körper, der die Bereichsfeder beher­ bergt, und insbesondere die Unterkammer oder die Ausneh­ mung dieses Körpers, die die Bereichsfeder aufnimmt, ist gegenüber dem Strömungsmitteldruck in der Niederdruckkam­ mer abgedichtet und steht in offener Verbindung mit der ersten Unterkammer des zweiten starren Körpers, und der herkömmliche elektrische Schnappschalter ist außerhalb der Hochdruck- und Niederdruckkammern des Schalteraufbaus gelagert, so daß er nicht durch die Strömungsmitteldrücke in diesen Kammern beeinflußt wird.

Wie erwähnt, ist die Schaltmembran so angeordnet, daß ihr beweglicher Teil eine im wesentlichen konstante "wirksame Fläche" über dem Mittelabschnitt aufrechterhält, und die Hochdruckströmungsmittelkammer von der Niederdruckkammer abdichtet. Während des vollen Hubes der Membran erfolgt eine Rollwirkung der Membran, und sie ist zu diesem Zweck mit vorher angebrachten Wellungen versehen, so daß sie nicht gestreckt wird oder gemäß Änderungen der Diffe­ rentialdrücke gleitet.

Außerdem sind Membran und zugeordnete erste und zweite starre Körper so angeordnet, daß die Membran einen vollen Sitz aufweist, wenn sie in einer der beiden Richtungen einem Überdruck ausgesetzt wird. Die Hochdruckkammer ist von der Membran weg mit einer Vertiefung versehen, um einen Kammerteil zu bilden, der im Abstand zu der Membran vom Boden der Hochdruckkammer steht, und der Kolben wirkt mit der Membranplatte zusammen, die in der zweiten star­ ren Kammer angeordnet ist und eine Vertiefung definiert, auf die der Kolben zentriert ist, und diese Vertiefung ist ebenfalls wieder von der Membran weg gerichtet. So­ wohl die erste starre Platte als auch die Membranplatte definieren ringförmige Stege, die von beiden Seiten der Membran in kongruenter Beziehung um die Membran herum zu­ sammenpassen und um die "wirksame Fläche" herum verlau­ fen. Im Falle der Hochdruckkammer vermeidet dies eine Extrusion der Membran während eines Überdrucks in der Niederdruckkammer. Der Kolben ist hinsichtlich seiner Be­ wegung so begrenzt, daß die Membran die Hochdrucköffnung im Normalbetrieb nicht abdichtet, aber bei Auftreten eines hohen Überdrucks in Gegenrichtung die Membran die Hochdrucköffnung abdichten kann, wobei die Dichtung auf­ gehoben wird, sobald der Überdruck nachläßt. Die Anord­ nung der ringförmigen Stege und die Geometrie von Hochdruck- und Niederdruckkammer verhindern ein Ausblasen an den Wellungen der Membran und eine Streckung dieser Membran in eine flache Form. Die Vertiefung der Nieder­ druckmembranplatte steht im Verhältnis zu der vorher er­ folgten Wellung der Membran und gewährleistet einen vollen Sitz der Wellung der Membran gegen die Membran­ platte, falls ein Überdruck in der Hochdruckkammer auf­ tritt.

Außerdem sind die erste und die zweite starre Platte je mit einer Ringnut um ihre jeweiligen Stege herum verse­ hen, die koaxial und kongruent angeordnet sind, und in jeder Nut ist ein O-Ring gelagert, der gegenüber der Mem­ bran auf beiden Seiten derselben abdichtet, um zu verhin­ dern, daß sich die Membran in ihre Faserstoff/Elastomer- Teile trennt und bei Hochdrücken ein Differentialdruck- Ausblasen erfolgt.

Der Schaltaufbau weist einen vierten starren Körper auf, der an den dritten starren Körper anpaßt und eine Öffnung definiert, die auf die erste Achse zentriert ist, von welcher der dritte Körper empfangen wird, wobei der drit­ te starre Körper benachbart zum zweiten starren Körper einen Flansch um diesen herum bildet und der vierte starre Körper gegen den Flansch des dritten starren Kör­ pers sitzt und mit dem ersten starren Körper durch den zweiten starren Körper durch geeignete Gewindemittel, beispielsweise Bolzen oder dergleichen, verbunden ist. Der Schaltaufbau weist eine Strömungsmitteldichtung in Form eines O-Ringes zwischen dem dritten starren Körper­ flansch und dem zweiten starren Körper auf.

Die Schalterbereichsfeder ist eine Schraubenfeder, wobei die Unterkammer des dritten starren Körpers eine Ausneh­ mung definiert, die einen Teil besitzt, der von der Kreisform abweicht und gemäß dem Ausführungsbeispiel sechseckig gestaltet ist, und durch diese Ausnehmung er­ streckt sich die Bereichsfeder hindurch. Schrauben und Muttern stellen die Bereichsfeder so ein, daß der ge­ wünschte Arbeitspunkt der Schnappfeder gewährleistet wird. Dabei ist eine Mutter mit von der Kreisform abwei­ chender Gestalt vorgesehen, die in die Ausnehmung des dritten starren Körpers einpaßt und auf die erste Achse ausgerichtet ist, wobei die Mutter auf einem Gewinde­ schaft läuft, der im dritten starren Körper sitzt, und dieser Schaft besitzt einen Kopf, der nach außen von dem dritten starren Körper vorsteht und an seinem vorstehen­ den Ende einen Schlitz trägt, um die Bereichsfeder und damit den Arbeitspunkt des Schnappschalters einstellen zu können.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Schnappschalter auf dem vierten Körper benachbart zum dritten Körper montiert und nimmt dessen Öffnung auf. Der Aufbau besitzt ferner einen Winkelhebel, der auf dem vierten starren Körper benachbart zu dem Schnappschalter angeordnet ist, wobei eine Schubstange zwischen dem zwei­ ten Radialarm der Schwingwelle und dem Winkelhebel ver­ läuft, um den Schnappschalter gemäß der Bewegung der Schaltermembran zu betätigen, wie dies durch den einge­ stellten Arbeitspunkt der Bereichsfeder für den betref­ fenden Schalter vorbestimmt wurde.

Der Schalteraufbau kann durch ein Gehäuse vervollständigt werden, welches am Schalteraufbau festgelegt ist und einen elektrischen Schnappschalter umschließt und auch den Winkelhebel aufnimmt, um den Schnappschalter zu betä­ tigen. Außerdem ist jener Teil der Schubstange, der den Winkelhebel betätigt, von diesem Aufbau umschlossen, wo­ bei das Gehäuse außerdem die elektrische Verdrahtung für den Schalter umschließt und ebenso eine Armatur defi­ niert, durch die die Verdrahtung mit dem Schalter verbun­ den werden kann, der durch den betreffenden Schalterauf­ bau betätigt wird.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß nicht nur der Durchmesser der Schwingwelle und die Dich­ tung derselben, die zwischen den radialen Armen liegt, klein gehalten werden kann, sondern auch die Radialarme der Schwingwelle klein gehalten werden können, aber die Radialarme der Schwingwelle mit gleicher radialer Länge sind außerdem in einer Ebene angeordnet. Vorzugsweise hat die Schwingwelle einen Durchmesser von weniger als 5,08 mm und die Bewegung der "wirksamen Fläche" der Mem­ bran beträgt vorzugsweise 0,51 mm, und die Reibungsver­ minderung, die durch die Rollwirkung der Membran erlangt wird, und der kleine radiale Durchmesser der Schwingwelle sowie die Anordnung der Radialarme der Schwingwelle und der geringe Weg der "wirksamen Fläche" der Membran ermög­ lichen die Feststellung und Schaltung bei Differential­ druckänderungen geringer Größe, um den Schnappschalter zu betätigen, und es werden dabei fast alle Gleitreibungen der Schwingwellendichtung während der Betätigung der Mem­ bran vermieden, und dies eliminiert im wesentlichen alle kinetischen Reibungen bei der Arbeitsweise des Schalters der Erfindung, und dies führt dazu, daß das auf die Drehwelle aufgeprägte Drehmoment gerade so groß ist, wie es erforderlich ist, um den Schnappschalter zu schalten.

Das Schalteraufbaugehäuse ist so angeordnet und ausgebil­ det, daß es explosionssicher und wasserdicht ist. Das Ge­ häuse weist eine Abzugseinrichtung auf, durch die eine entflammbare Flüssigkeit aus dem Gehäuse abgezogen werden kann, bevor der elektrische Schnappschaltermechanismus erreicht wird, und es ist ein Gewindeabzugsstopfen außer­ halb der Abzugsvorrichtung angeordnet, der lose einpaßt, um einen besseren Abzug zu ermöglichen, ohne daß dieser Abzug verhindert wird. Die Anordnung gewährleistet außer­ dem, daß ein unerwünschter Druckaufbau innerhalb des Schalteraufbaugehäuses nicht erfolgen kann.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zei­ gen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Außenansicht eines Differentialdruckschalters gemäß der Er­ findung, wobei das Gehäuse für den elektri­ schen Schnappschalter völlig weggelassen (aber in Fig. 4 dargestellt) ist und die elektrische Verdrahtung nur teilweise angegeben ist,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 gemäß Fig. 1, woraus einige wichtige Einzelheiten des Schal­ ters ersichtlich sind,

Fig. 3 eine innere Stirnansicht des Bereichsfederge­ häuses (das in Fig. 4 im Schnitt dargestellt ist), wodurch besser jener Teil des Bereichs­ federgehäuses mit seiner Unterkammer erkennbar ist, die eine Sechseck-Querschnittsform be­ sitzt, um die Bereichsfedereinstellmutter in Längsrichtung des Bereichsfedergehäuses glei­ ten zu lassen, wenn der Arbeitspunkt des Schalters eingestellt wird; außerdem ist hier­ aus die Art und Weise ersichtlich, in der das Bereichsfedergehäuse mit seiner Unterkammer strömungsmäßig mit der Niederdruckplatten- Unterkammer verbunden ist, um die zusammenge­ setzte Niederdruckkammer zu bilden,

Fig. 4 eine schematische auseinandergezogene Längs­ schnittansicht des Differentialdruckschalter­ aufbaus gemäß Fig. 1 einschließlich dem Schal­ tergehäuse, wobei die Ansicht in Fig. 4 im we­ sentlichen längs der Linie 4-4 gemäß Fig. 1 betrachtet ist, wobei der herkömmliche elek­ trische Schnappschalter und der Betätigungs­ winkelhebel einschließlich Lagerung und die anderen herkömmlichen Bauteile weggelassen sind, die schematisch in Fig. 1 dargestellt sind,

Fig. 5 eine schematische perspektivische, teilweise aufgeschnittene Explosionsdarstellung der Hauptteile des Schalteraufbaus, wobei das Schaltergehäuse weggelassen ist und der Schal­ terkörper teilweise strichliert dargestellt ist,

Fig. 6 in größerem Maßstab eine Schnittansicht der Schaltmembran und der zugeordneten Teile, wo­ bei sich die Membran und der Kolben in einer Stellung bei Normalbetrieb befinden, wobei das Druckdifferential unter dem Arbeitspunkt liegt,

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Schnittansicht, wobei Membran und Kolbensitz in einer Stellung befindlich sind, die einem Überdruck auf der Hochdruckseite des Schalters entspricht,

Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht, die die Membran und den Kolbensitz in einer Stellung bei umgekehrtem Überdruck zeigt, d. h. bei einem Überdruck auf der Niederdruckseite des Schalteraufbaus,

Fig. 9 in größerem Maßstab einen Längsschnitt der Be­ reichsfeder des Differentialdruckschalterauf­ baus und des Gehäuses sowie der Schrauben- Mutter-Einstellvorrichtung, wodurch der Ar­ beitspunkt des Differentialdruckaufbaus ein­ stellbar ist, wobei diese Figur die Bereichs­ feder in Richtung mit absinkendem Arbeitspunkt überspannt ist,

Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Schnittansicht, die die Bereichsfeder überspannt in Richtung auf ansteigenden Arbeitspunkt zeigt.

Allgemeine Beschreibung

Das Bezugszeichen (10) zeigt in Fig. 1 und 4 allgemein ein Ausführungsbeispiel eines Differentialdruckschalter­ aufbaus an, welcher gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Das Gehäuse (12) für den elektrischen Schnappschalter und die Verdrahtung hierfür ist im Längsschnitt in Fig. 4 dargestellt, in der Ansicht gemäß Fig. 1 jedoch wegge­ lassen.

Der Differentialdruckschalter (10) weist außer dem Gehäu­ se (12) einen Differentialdrucksensormechanismus (13) mit einem Körper (14) auf, der ein Hochdruckglied (16) in Form einer runden Platte (18), ein Niederdruckglied (20) in Form einer Platte (22) aufweist, die eine quadratische Form besitzt, und außerdem ist ein Verankerungsglied (24) in Form einer runden Platte (26) vorgesehen, das den gleichen Durchmesser besitzt wie die Platte (18). Die Platte (26) ist mit Außengewinde (28) versehen, um in das Gehäuse (12) (Fig. 4) eingeschraubt zu werden, wie dies später beschrieben wird.

Die Hochdruckplatte (18) ist an der Verankerungsplatte (26) durch mehrere geeignete Bolzen (30) (Fig. 4) befe­ stigt, die durch Bolzenlöcher (33) der Platten (18, 22, 26) geführt sind, wobei die Bolzenlöcher der Platte (26) mit einem Innengewinde versehen sind, so daß die Bolzen (30), deren Köpfe (31) in Fig. 1 schematisch dargestellt sind, die Platten (18 und 22) gegeneinander und gegen die Verankerungsplatte (26) verspannen. Diese Sicherungsan­ ordnung kann selbst von herkömmlicher Bauart sein und ist daher nicht im einzelnen dargestellt und beschrieben.

Gemäß einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel sind acht solcher Bolzen (30) vorgesehen, um die Platten (18 und 22) gegeneinander und gegen die Verankerungsplatte (26) zu verspannen, wobei die Löcher für die einzelnen Bolzen (30) im gleichen Winkelabstand auf einer Kreisbahn ange­ ordnet sind, die koaxial zum Mittelpunkt oder zur Längs­ achse (32) des Körpers (14) verläuft.

Zwischen den Platten (18 und 22) ist eine flexible Mem­ bran (34) eingespannt, die vorgewellt ist, um eine ring­ förmige Wellung (36) zu bilden. Die Membran (34) (Fig. 4) besitzt einen Kreisumfang (38) und wird von einer kreis­ förmigen Ausnehmung (40) der Platte (18) aufgenommen und liegt über einem Hochdruckraum (42), der in der Platte (18) ausgebildet ist. Die Platte (18) ist auch mit einem Innenkanal bzw. einer Öffnung (44) relativ kleinen Durch­ messers mit nicht mehr als 0,343 mm ausgestattet, die als Hochdrucköffnung für den Hochdruckraum (42) dient und von der mit Innengewinde versehenen Öffnung (46) kegelstumpf­ förmiger Gestalt Zugang nach dem Hochdruckraum (42) von einer geeigneten Hochdruckquelle schafft. In der Darstel­ lung gemäß Fig. 4 ist ein herkömmlicher Armaturanschluß (48) in die Öffnung (46) eingeschraubt, um einen Anschluß an eine Rohrleitung (50) zu schaffen, die die Hochdruck­ quelle mit der Öffnung (44) verbindet.

Die Niederdruckplatte (22) ist innen bei (60) mit einer Ausnehmung versehen, um eine Unterkammer (62) zu bilden, in der ein Kolben (64) hin- und hergehend beweglich ist. Der Kolben (64) weist einen Kopf (66) am Kopfende (68) auf, der in Eingriff mit dem mittleren ebenen Abschnitt (70) der Membran (34) steht, welcher Abschnitt (70) innerhalb der Ringwelle (36) befindlich ist. Der Kolben (64) weist eine Kolbenstange (72) auf, wobei das andere Ende (74) des Kolbens (64) von einem ringförmigen Feder­ sitz (76) gebildet ist, der durch eine Schraube (78) ge­ mäß dem Ausführungsbeispiel festgelegt ist (vgl. Fig. 4 und 6 bis 10).

Gegen das Kolbenende (74) (und auf dem Federsitz (76)) lagert das Ende (80) einer Bereichsdruckfeder (82), deren anderes Ende (84) in Längsrichtung der Achse (32) ver­ schiebbar ist, um die Vorspannung einstellen zu können, die durch den Kolben auf die Membran (34) ausgeübt wird, und um so den Arbeitspunkt des Schalteraufbaus (10) ein­ stellen zu können.

Die Schraubenbereichsfeder (82) ist in einem starren zy­ lindrischen Gehäuse (86) untergebracht, welches eine Ne­ benkammer (88) definiert, in der die Bereichsfeder (82) angeordnet ist und arbeitet und in der ebenso das Ende (74) des Kolbens (64) liegt. Die Nebenkammer (88) des Ge­ häuses (86) weist einen langgestreckten Abschnitt (90) mit einer von der runden Form abweichenden Querschnitts­ gestalt auf, beispielsweise eine sechseckige Gestalt, der gleitbar eine herkömmliche Mutter (92) aufnimmt, die nach dem Ausführungsbeispiel auch sechseckig ist, da die Ne­ benkammer (90) die Mutter (92) in Gleitsitz aufnimmt. Die Mutter (92) ist auf einen Bolzenschaft (94) der Einstell­ schraube (96) aufgeschraubt, die drehbar in einer runden Bohrung (98) gelagert ist, welche koaxial zum Bereichs­ federgehäuse (86) liegt und zwischen der Nebenkammer (88) und dem freien Ende (100) des Bereichsfedergehäuses (86) liegt, während das andere Ende (102) bei (104) mit einem Flansch versehen ist, der eine äußere Ringnut (106) (Fig. 4) aufweist, in die ein O-Dichtungsring (108) ein­ gesetzt ist. Die Platte (22) weist eine Ausbohrung (110) auf, um das Flanschende (102) des Bereichsfedergehäuses (86) aufzunehmen, wie dies aus den Fig. 4, 9 und 10 er­ sichtlich ist.

Die Ankerplatte (26) ist mit einer Bohrung oder Öffnung (111) versehen, die koaxial zu dem Körper (14) und der Achse (32) verläuft und das Bereichsfedergehäuse (86) aufnimmt, um den Gehäuseflansch (104) in der Ausbohrung (110) der Platte (22) zu halten, wenn der Schalter zusam­ mengebaut wird. Der O-Dichtungsring (108) dichtet auch die Bohrung (111) ab, die so bemessen sein sollte, daß ein dichter Paßsitz mit dem Gehäuseflansch (104) zustan­ dekommt.

Die Einstellschraube (96) und die Mutter (92) bilden eine Einstellvorrichtung (112), um die Federwirkung der Be­ reichsfeder (82) auf dem Kolben (84) einstellen zu kön­ nen, der seinerseits den Arbeitspunkt der Schaltvorrich­ tung (10) bestimmt, wie im einzelnen weiter unten ausge­ führt wird.

Auf der ebenen Stirnfläche (114) der Ankerplatte (26) ist in geeigneter Weise ein elektrischer Schnappschalter (116) mit einem Winkelhebel (118) (Fig. 1) gelagert, um den Schalter zu betätigen, und diese beiden Teile sind von herkömmlicher Bauart und an einem herkömmlichen Trä­ gerrahmen (120) befestigt. Der elektrische Schalter (116) kann als Mikroschalter ausgebildet sein, wie er von der Firma Micro Switch Division of Honeywell, Freeport, Illinois, hergestellt wird, und der in herkömmlicher Wei­ se am Rahmen (120) durch Schrauben oder dergleichen fest­ gelegt wird. Der Schalter (116) ist mit den üblichen drei Klemmen ausgestattet, damit er, wie bei (122) in Fig. 1 ersichtlich, als Arbeitsschalter oder wahlweise auch als Ruheschalter wirken kann. Der Trägerrahmen (120) ist an der Ankerplatte (24) in geeigneter Weise, beispielsweise durch Schrauben, festgelegt, und der Winkelhebel (118) ist schwenkbar am Rahmen (120) mittels eines Stiftes (124) gelagert, und er weist den üblichen Schalterbetäti­ gungsarm (126) und den üblichen Bewegungsübertragungsarm (128) auf, der im wesentlichen rechtwinklig zu dem Arm (126) verläuft, der ein Teil des mechanischen Bewegungs­ übertragungsmechanismus ist, der vom Schalteraufbau (10) benutzt wird, um den Schalter (116) unter der Wirkung der Bewegung des Membranmittelabschnitts (70) zu betätigen, und es wird der Arbeitspunkt erreicht, auf welchen der Schalteraufbau (10) vom Monteur eingestellt wurde, wo­ durch in geeigneter Weise die Bereichsfeder (82) einge­ stellt worden ist, welche über den Kolben (64) unter Be­ nutzung der Einstellvorrichtung (112) auf die Membran wirkt.

Die Verdrahtung (122) weist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, geeignete Halteklammern auf, wie sie bei (123) darge­ stellt sind. Die Platten (18, 22 und 26), die den Körper (14) bilden, bestehen aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem starrem Material. Der Körper (14) kann in geeigneter Wei­ se geerdet sein, und zu diesem Zweck ist ein Erdungsan­ schluß (129) am Körper (14) vorgesehen, der eine geeignete Befestigungsschraube (130) besitzt, um einen Erdleiter anschließen zu können.

Die Betätigung des Winkelhebels (118) wird durch eine Schubstange (125) bewirkt, die hin- und hergehend in den Platten (22 und 26) gelagert ist, wobei die Platten (22 und 26) zu diesem Zweck mit Bohrungen (127 bzw. 129) (Fig. 1 und 2) ausgestattet sind. Der Schalteraufbau (10) gemäß der Erfindung ist so ausgebildet, daß die Schub­ stange (125) proportional zu der angezeigten Bewegung des Mittelabschnitts (70) der Membran und demgemäß des Kol­ bens (64) bewegt wird, wenn das Druckdifferential, wel­ ches durch den Schalteraufbau (10) festgestellt wird, auf den Arbeitspunkt ansteigt, auf den der Schalteraufbau (10) eingestellt ist, um dann den Schnappschalter (116) zu betätigen. Zu diesem Zweck lagert die Niederdruck­ platte (22) eine Schwingwelle (132), die zwei Radialarme (134 und 136) trägt, wobei der Arm (134) mit dem Kolben (64) gekoppelt ist, um sich mit diesem zu bewegen, wäh­ rend der Arm (136) am Ende (137) der Schubstange (125) angreift. Das andere Ende (139) der Schubstange (125) greift am Betätigungsarm (128) des Winkelhebels (118) (Fig. 1 und 5) an. Die Schwingwelle (132) wird um einen begrenzten Winkelbetrag um die Schwingachse (133) (Fig. 4) verschwenkt, die in der Ebene der Platte (22) liegt.

Hieraus ist ersichtlich, daß der Kolben (64), die Schwingwelle (132) und ihre Radialarme (134 und 136) so­ wie die Schubstange (125) und der Winkelarm (118) ein me­ chanisches Gestänge (140) (Fig. 4) bilden, um die Bewe­ gung des Mittelabschnitts (70) der Membran bei einem An­ steigen des Differentialdruckes, der vom Mechanismus (10) abgefühlt wird, so zu bewegen, daß in der eingestellten Endstellung der Winkelhebel (118) den Schnappschalter (116) am Arbeitspunkt schaltet, auf den der Schalterauf­ bau (10) vorher eingestellt worden ist.

Spezielle Beschreibung

Im folgenden wird im einzelnen auf die Anordnung von Hochdruckplatte (18) bzw. Niederdruckplatte (22) Bezug genommen. Die Platte (18) hat eine zylindrische Gestalt mit einer zylindrischen Wand (150) und ebenen Stirnwänden (152 und 154), die ebene Endflächen (153 bzw. 155) (Fig. 4) bilden. Die mit Innengewinde versehene Öffnung (46) der Platte (18) erstreckt sich von der Stirnseite (154) nach innen, während die Vertiefung (40) für die Membran (38) in der Stirnfläche (152) ausgebildet ist. Die Hoch­ druckplatte (18) weist auch eine Ringfläche (156) auf, in der eine Ringnut (158) ausgebildet ist, in die ein O-Dich­ tungsring (160) eingesetzt ist, der gegenüber der Unter­ seite (162) der Membran (34) im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung abdichtet (vgl. Fig. 6, 7 und 8).

Die Niederdruckplatte (22) hat gemäß der dargestellten Form eine quadratische Gestalt und definiert ebene Sei­ tenwände (164, 166, 168, 170) und ebene Stirnflächen (172, 174), die parallel zueinander verlaufen und im zu­ sammengebauten Zustand normal zur Achse (32) verlaufen. In der dargestellten Ausführungsform hat die Hochdruck­ platte (18) einen Durchmesser, der etwa der Länge eines Seitenrandes der Niederdruckplatte (22) entspricht.

Die Platte (22) ist mit einer Gewindebohrung (176) ausge­ stattet, die eine Armatur (178) aufnimmt, die betriebs­ mäßig an eine Leitung (180) (Fig. 4) anschließbar ist, die nach einer Niederdruckquelle führt, die von der Vor­ richtung (10) überwacht werden soll. Die Öffnung (176) ist nach der Nebenkammer (62) hin offen (definiert durch die Platte (22), eine geeignete Bohrung (182) (Fig. 2), über die die Schwingwelle (132) verläuft, wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, wobei der Arm (134) in der Neben­ kammer (62) liegt, der auch der Kolben (64) ausgesetzt ist). Die Bereichsfederkammer (88) ist direkt mit der Ne­ benkammer (62) dadurch verbunden, daß die Platte (22) eine Öffnung (190) (Fig. 4) besitzt, in der der Kolben­ schaft (72) zentral angeordnet ist, wobei die Öffnung (190) um so viel größer als der Kolbenschaft (72) im Innendurchmesser ist, daß die Nebenkammer (90) mit der Nebenkammer (60) verbunden ist, und genügend klein im Innendurchmesser, so daß der Rand des Abschnitts der Platte (22), der die Öffnung (190) definiert, als An­ schlag für den Kolben (64) dient. Der Federsitz (76) ist kreisrund und so bemessen, daß eine leichte Einpassung im Bereichsfedergehäuse (88) möglich ist, wobei die sechs­ eckige Gestalt der Kammer (88) (Fig. 3) im Vergleich mit der kreisförmigen Gestalt des Federsitzes (76) eine Strö­ mungsverbindung zwischen den Nebenkammern (60 und 88), d. h. eine Verbindung an den Ecken (191) ermöglicht (der Ne­ benkammer (88) des Kolbens (90), wobei der Umriß der äußeren Seitenwand (77) des Federsitzes (76) in Fig. 3 angedeutet ist).

Die Platte (22) ist bei (186) ausgebohrt, um in dichtem Paßsitz eine Kolbenanschlagplatte (188) aufzunehmen, die koaxial zur Achse (32) im zusammengebauten Zustand ver­ läuft, und außerdem eine koaxiale Öffnung (193) defi­ niert, die hin- und hergehend die Kolbenstange (72) auf­ nimmt. Diese Anordnung des Kolbens (64) erfolgt während des Zusammenbaus und die Kolbenstange (72) ist mit einer zylindrischen Schulter (192) versehen, um einen dichten Paßsitz innerhalb der Öffnung (193) zu erhalten. Der Kol­ ben (64) weist außerdem eine relativ dicke Unterlegschei­ be (194) auf, die gegen die Schulter (192) der Kolben­ stange ruht, und ein kurzes Rohr (196) ist vorgesehen, auf welchem eine relativ dünne Unterlegscheibe (198) auf­ liegt. Gegen die Unterlegscheibe (198) ist ein kurzes Rohr (200) gefügt, wobei eine Schraube (78) in den Kol­ benkopf (66) eingeschraubt ist, um den Federsitz (76) ge­ gen das Rohr (200) zu ziehen und um die Unterlegscheiben (194 und 198) gegen das Rohr (196) und das ballige Ende (204) des Radialarmes (134) der Schwingwelle (132) zu halten, um die Schwingwelle (132) mit dem Kolben (64) zu kuppeln und um die Schwingwelle (132) in schwingende Be­ wegung zu versetzen. Die Kolbenstange (72) wird demgemäß durch die Schulter (192) und die Rohre (196 und 200) de­ finiert. Der Federsitz (76) nimmt das untere Ende der Be­ reichsfeder (82) auf und ist, wie bereits erwähnt, von kreisförmiger Gestalt, so daß ein Einpassen in das Innere der Nebenkammer (88) des Bereichsfedergehäuses (86) mög­ lich ist, wodurch Niederdruckströmungsmittel, welches mit der Nebenkammer (60) in Verbindung steht, auch mit der Nebenkammer (88) kommuniziert, in der die Bereichsfeder befindlich ist, wodurch eine zusammengesetzte Nieder­ druckkammer (254) gebildet wird.

Es ist auch ersichtlich, daß der Kopf (66) des Kolbens (64) einen Endanschlag gegen die Platte (188) in Richtung nach der Nebenkammer (88) (Fig. 7) bildet, und zwar in einer Vertiefung (247), die zu diesem Zweck in der Platte (188) ausgeformt ist, während die Unterlegscheibe (76) eine Endstufe für den Kolben (64) in der Gegenrichtung bildet, d. h. in Richtung auf die Hochdruckkammer (42) (Fig. 8). So tritt die in Fig. 7 dargestellte Anschlag­ wirkung im Falle eines Überdrucks auf der Hochdruckseite der Anordnung (10) auf, während die Anschlaganordnung ge­ mäß Fig. 8 dann auftritt, wenn ein Überdruck auf der Nie­ derdruckseite des Aufbaus (10) vorhanden ist.

Die Platte (188) definiert auch eine ringförmige Stirn­ fläche (206), die der Stirnfläche (156) gegenüberliegt, wobei die Platte mit einer Ringnut (208) versehen ist, die einen O-Ring (210) aufnimmt, der gegenüber der Mem­ bran (34) um deren Wellung (36) herum abdichtet und dem O-Ring (160) gegenüberliegt. Die Platte (188) ist an ih­ rem zylindrischen Rand (212) mit einer Außenringnut (214) versehen, die einen O-Dichtungsring (215) aufnimmt, der gegenüber der Platte (22) in der Ausbohrung (186) ab­ dichtet.

Die Platte (22) ist außerdem mit einem Innengewindeloch (216) (Fig. 4) versehen, in das eine herkömmliche Er­ dungsschraube (218) eingeschraubt ist, um einen Erddraht mit dem Körper (14) in herkömmlicher Weise zu verbinden.

Im folgenden wird im einzelnen die Bereichsfedereinstell­ vorrichtung (112) beschrieben. Der Schaft (94) der Schraube (96) (Fig. 4, 5, 9 und 10) ist in geeigneter Weise abgeschrägt (230), um eine O-Ringfeder (232) aufzunehmen, die außerdem strömungsmitteldicht in und um die Federgehäusebohrung (98) angeordnet ist, in welcher die Schraube (96) gelagert ist. Diese Teile stehen in dichter Paßverbindung, wobei die Schraube (96) frei in­ nerhalb der Gehäuseöffnung (98) drehbar ist. Ein her­ kömmlicher Sprengring (236) wird von der Ringnut (238) der Schraube (96) aufgenommen und verankert die Schraube (96) gegen Bewegung in Längsrichtung des Gehäuses (86), wobei jedoch eine freie Drehung der Schraube (96) um die Gehäusebohrung (98) und demgemäß um die Achse (32) mög­ lich ist, wenn die Vorrichtung (10) zusammengebaut ist. Die Schraube (96) weist auch einen Ringflansch (240) auf, der gegen eine innere Ringschulter (242) (Fig. 4) des Ge­ häuses (86) anliegt, um ein Herausdrücken der Schraube (96) aus dem Gehäuse (86) in Längsrichtung der Achse (32) unter irgendeinem Druck zu vermeiden, der innerhalb der Niederdrucknebenkammer (88) auftritt.

Im folgenden wird im einzelnen auf die Fig. 9 und 10 Be­ zug genommen. Der Gewindeabschnitt (243) des Schrauben­ schaftes (94) steht innerhalb des Gehäuses (86) nach dem Hochdruckraum (42) vor, wobei die Mutter (92) auf dem Gewindeschaft (243) läuft. Zwischen der Mutter (92) und dem Schraubenflansch (240) befindet sich eine O-Ringdich­ tung (244), welche als Kompressionsfeder auf der Mutter (92) wirkt, wenn die Schraube (96) bei minimaler Einstel­ lung mit einem übergroßen Drehmoment angezogen wird und die Mutter (92) vom Gewinde des Gewindeschaftes (243) ab­ fällt.

Wie üblich, ist die Schraube (96) mit einem üblichen Ein­ satzschlitz (246) für einen Schraubenzieher außerhalb des Gehäuses (86) versehen und das Schraubgewinde (243) ist ein Linksgewinde, so daß eine Uhrzeigersinndrehung der Schraube (96) den Arbeitspunkt der Anordnung (10) er­ höht. Sollte die Bereichsfedervorrichtung (112) bei maxi­ maler Einstellung überspannt werden (an dieser Stelle hat die Mutter (92) das Gewinde am inneren Ende des Schaftes (243) verlassen), dann spannt die Bereichsfeder (82) die Mutter (42) so vor, daß bei Drehung der Schraube (96) im Gegenuhrzeigersinn zwecks Verminderung des Arbeitspunk­ tes die Mutter (92) automatisch in das Gewinde des Gewin­ deschaftes (243) eingreift.

Die O-Ringdichtung (232) der Bohrung (98) gewährleistet die Integrität der zusammengesetzten Niederdruckkammer (245), die durch die Nebenkammern (62 und 88) definiert wird. Der Flansch (240) verhindert ein Ausblasen der Schraube (96) aus dem Gehäuse (86), wenn ein hoher stati­ scher Druck in der zusammengesetzten Niederdruckkammer (245) auftritt.

Es wird nunmehr auf die Ankerplatte (26) Bezug genommen, die mit Gewindebolzenlöchern (33) ausgestattet ist, die die Bolzen (30) aufnehmen, und die mit einer Mittelöff­ nung (111) ausgestattet ist, in die das Bereichsfeder­ gehäuse (86) koaxial hierzu und zur Achse (32) des Auf­ baus (10) eingesetzt ist. Die Ankerplatte (26) ist außen mit einem Gewinde (28) versehen, das in das Innengewinde (250) des Gehäuses (12) eingeschraubt wird (vgl. Fig. 4). Mit einer Madenschraube (252), die in ein Loch (254) ein­ geschraubt ist, kann das Gebäuse (12) gegen Drehung rela­ tiv zu dem Körper (14) gesichert werden. Das in Fig. 4 dargestellte Gebäuse (12) ist mit einer geeigneten Anschlußarmatur (256) versehen, die bei (258) mit einem Loch versehen ist und ein Innengewinde (260) trägt, in das eine geeignete Anschlußleitung einschraubbar ist, und ein Strömungsmittel führt, welches durch den Schnapp­ schalter (116) gesteuert wird. Das Gehäuse (12) ist mit einer geeigneten Kappe (262) versehen, die auf das Gehäu­ se (12) bei (264) aufgeschraubt ist, wobei eine Maden­ schraube (266) die Kappe (262) im zusammengebauten Zu­ stand auf der Vorrichtung sichert. Durch Abnahme der Kappe (262) oder des Gehäuses (12) als ganzes wird die Schraube (96) freigegeben, so daß der Arbeitspunkt über einen herkömmlichen Schraubenzieher eingestellt werden kann, und hierdurch kann natürlich auch der Schnappschal­ ter (116) und die Verdrahtung sowie der Winkelhebel (118) und das Ende (135) der Schubstange (125), die dieses Ende betätigt, zur lnspektion freigegeben werden.

Die Schwingwelle (132) (Fig. 2 und 4) hat einen relativ kleinen Durchmesser in Querschnittsrichtung betrachtet, damit, wie im folgenden erwähnt, ein geringes Totband zu­ stande kommt, und außerdem befinden sich beide Radialarme (134 und 136) in einer Ebene und sie haben auch gleiche Länge und sind von gleicher Konstruktion; sie erstrecken sich radial von der Schwingwelle (132) weg. Der Arm (136) ist mit einem sphärisch ausgebildeten Kopf (205) verse­ hen, der die gleiche Größe und Abmessung wie der entspre­ chende Kopf (204) des Armes (134) hat. Die jeweiligen Arme (134 und 136) sind sechseckig ausgebildet, so daß sie in ihren jeweiligen Lagerlöchern (nicht dargestellt) verankert werden können, die in der Schwingwelle (132) radial hierzu ausgebildet sind. Die Schwingwelle (132) ist in einer Bohrung (274) der Platte (22) ausgebildet, die eine runde Gestalt hat und koaxial zur Schwingachse (133) liegt. Die Bohrung (274) ist nach der Ausnehmung (182) hin offen, um ein Ende (276) der Schwingwelle (132) darin zu lagern. Die dargestellte Schwingwelle (132) ist zwischen den Schwingwellenarmen (134 und 136) mit einer Nut (277) ausgestattet, die einen O-Dichtungsring (278) aufnimmt, der dichtend in der Bohrung (274) über 360° eingesetzt ist. Die Schwingwelle (132) besitzt gehärtete rostfreie Stahlkugeln (280 und 282), die in entsprechende Enden (276 und 282) dieser Welle eingesetzt sind, wobei eine geeignete Stellschraube (284) in die Platte (22) eingeschraubt ist, um die Schwingwelle (132) innerhalb der Platte (22) und zwischen den Kugeln (280 und 282) zu lagern, und diese Kugeln dienen als Lager für die Welle (132) , wodurch die kinetische Reibung vermindert wird.

Wie in Fig. 4 dargestellt, liegen die Schwingwellenarme (134 und 136) in einer gemeinsamen Ebene, die die Schwingachse der Welle (132) einschließt und die etwa senkrecht zur Achse (32) verläuft, je nach dem einge­ stellten Arbeitspunkt des Aufbaus (10) und den Druck­ differentialen, die auf die Membran (34) einwirken. Da die Schwingwelle (132) auf diese Weise mit dem Kolben (64) gekuppelt ist, ist es nicht notwendig, eine Feder zur Vorspannung der Welle (132) vorzusehen, um den Arm (134) in Berührung mit dem Kolben (64) zu halten. Nachdem die Schwingwelle (132) in ihre Arbeitsstellung überführt ist, können die Arme (134 und 136) angebracht werden. Der Arm (134) wird dabei angebracht, bevor die Membranplatte (188) befestigt wird, wobei ein sechseckig gestaltetes Rohr, um den sechseckigen Flansch (270) zu erfassen, wäh­ rend dies bei dem Arm (136) dadurch geschieht, daß die Schraube (286) aus der Bohrung (288) der Platte (22) ent­ fernt wird, um das Innere der Gewindeöffnung freizulegen, worin der Arm (136) gelagert werden soll. Danach kann der Arm (136) mit dem gleichen Drehwerkzeug angebracht wer­ den, welches für den Arm (134) benutzt wurde, und der Arm kann in der in Fig. 2 dargestellten Stellung festgelegt werden, wobei die Arme (134 und 136), die an der Schwing­ welle (132) festgelegt sind, gleiche Längen besitzen und in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Die Vorrichtung (10) weist in ihrer zum Verkauf angebote­ nen Form nicht die Verdrahtung auf, die schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, aber es sind der Schnappschalter (116), der Winkelhebel (118), der diesen betätigt, und der Lagerrahmen (120) sowie die übrigen Bestandteile des Körpers (14) vorgesehen, die oben im einzelnen beschrie­ ben wurden und die zusammengebaut sind, wie es der Be­ nutzer jeweils benötigt. Die notwendige Verdrahtung oder dergleichen kann je nach den Erfordernissen dann vom Be­ nutzer vorgenommen werden.

Wie erwähnt, besteht ein Hauptziel der Erfindung darin, die Membranbewegung infolge der Differentialdrücke über eine Hochdruckdichtung auf einen Schnappschalter (116) zu übertragen, wobei die Reibung im Betrieb so klein als möglich gehalten wird (eine zu hohe Reibung würde einen großen Totgang verursachen), wobei der Arbeitspunkt bei einer Änderung des Gesamtdruckes nicht geändert wird (bei Vorrichtungen der beschriebenen Art sollte ein Arbeits­ punkt von 0,345 bar (5 psig.) aufrechterhalten werden, unabhängig davon, ob der Gesamtdruck 0,7 bar oder 69 bar beträgt).

Bei dem beschriebenen Aufbau (10) ergibt sich, daß eine drehbare Abnahmewelle (132) mit der offenbarten Kombina­ tion betätigt wird, die eine einstellbare Bereichsfeder­ anordnung besitzt, bei der die Bereichsfeder (82) benutzt wird, um den Arbeitspunkt des Aufbaus (10) in wenigstens einer der Druckkammern einzustellen. Die drehbare Ab­ nahmewelle ermöglicht nur die Übertragung des Drehmoments, das benötigt wird, um den Schnappschalter (116) zu betä­ tigen. Indem die Bereichsfeder (82) innerhalb einer Druckkammer des Differentialdrucksensormechanismus (13) des Aufbaus (10) liegt, wird eine reibungslose Anwendung der Bereichsfeder-Federkraft direkt auf die Membran (34) erreicht.

Die Bemessung der Drehwelle (132) und der hiermit verbun­ denen Komponenten gewährleistet eine relativ kleine Bewe­ gung zwecks Betätigung des Aufbaus (10) auf den Arbeits­ punkt hin, wobei die innere Reibung der Schwingwelle (132) durch das Kugellager an den Enden auf einen minima­ len Wert gebracht wird, und die relativ kleine Bewegung, die zur Betätigung des Aufbaus (10) erforderlich ist, ge­ währleistet eine entsprechend kleine Bewegung der Dich­ tung durch den O-Dichtungsring (278) in der Bohrung (274), wodurch die Integrität des Niederdrucks in der zu­ sammengesetzten Niederdruckkammer an dieser Stelle ge­ währleistet wird. Es wird angenommen, daß die O-Ringdich­ tung (278) bei der Durchführung der Dichtungsfunktion nicht innerhalb der Bohrung (274) gleitet, sondern statt dessen eine elastische Scherbewegung über den kleinen in Frage kommenden Abstand gewährleistet, und hierdurch wird die Gleitreibung der Dichtung (278) vermindert, und dies trägt wiederum zu einem kleineren Totband des Aufbaus (10) bei. Außerdem bewirken die Drücke, denen die Welle (132) in der Niederdruckkammer (245) ausgesetzt ist, kei­ ne radiale Reaktion der Welle (132), da die Schwingwel­ lenarme (134 und 136) gleiche radiale Länge besitzen, und dies vermindert wiederum die Reibung. Die Kugel (282) wirkt als Schublager bei diesem Ausführungsbeispiel, aber die Schubwirkung längs der Welle (132) kann erforderli­ chenfalls eliminiert werden, indem die Nut (277) und die Dichtung (278) an der Welle (132) auf der anderen Seite der Bohrung (182) dupliziert werden.

Die Membran (34) kann irgendeine flexible Membran sein, beispielsweise eine aus Gewebe bestehende Membran, die mit einem Elastomer imprägniert ist, jedoch sollte die Membran (34) gemäß der Erfindung vorgewellt sein, d. h. wie in Fig. 4 gestaltet sein, um eine Ringwellung (36) zu bilden. Da eine vorgewellte Membran ein elastisches Ge­ dächtnis besitzt (sie kehrt in die Ausgangsstellung zu­ rück), begrenzt die anhaftende Federrate die Niederdruck­ fähigkeit. Es ist zweckmäßig, daß die Gesamtdicke der Membran (34) ungefähr 0,5 mm beträgt. Wie in den Fig. 4 und 6 bis 8 dargestellt, sind die O-Ringe (160 und 210) gegenüberliegend angeordnet, d. h. sie sind kongruent auf beiden Seiten der Membran (34) und in dichter Paßbezie­ hung zu der Wellung (36) angeordnet. Die ringförmigen Stege (156 und 206) sind in gleicher Weise kongruent ge­ genüberliegend derart angeordnet, daß die Membranwellung (36) in die Ausnehmung (247) der Platte (198) radial innerhalb des Steges (206) einpaßt, wenn ein Überdruck in der Hochdruckkammer (42) (Fig. 8) auftritt und wenn ein Überdruck in der umgekehrten Richtung (Fig. 7) auftritt, wobei die Wellung (36) der Membran durch den Steg (156) abgestützt wird, so daß die Wellung sich nicht um­ stülpt.

Der Kolben (64) ist so angeordnet, daß dann, wenn der Differentialdruck, dem der Aufbau (10) ausgesetzt ist, unter dem Arbeitspunkt (Fig. 6) liegt, der Kolben (64) nicht weit genug nach der Hochdruckkammer gleiten kann, um die Membran (34) gegen den Hochdruckkanal (44) zu drücken. Dieser Abstand des Membransteuerabschnitts (70) vom Kanal (44) für Normalbetrieb ist wesentlich, da sonst die wirksame Fläche von Membran und Arbeitspunkt vergrö­ ßert würden.

Bei der Bereichsfederschraubeneinstellanordnung (112), die gemäß der Erfindung benutzt wird, dreht sich die Ein­ stellschraube selbst, aber sie bewegt sich nicht in Längsrichtung (d. h. längs der Achse (32), sondern die Mutter (92) wandert in Längsrichtung der Nebenkammer (88) und demgemäß in Längsrichtung der Achse (32). Außerdem ermöglicht die Bereichsfedereinstellung eine Überdrehung in beiden Richtungen ohne Beschädigung, wie dies bereits erwähnt wurde.

Gehäuse (12) und Körper (14) sind so angeordnet, daß eine explosionssichere Abzugseinrichtung geschaffen wird, die einen Kanal (300) kleinen Durchmessers besitzt, der par­ allel zur Achse (32) verläuft, und einen mit Gewinde ver­ sehenen Querkanal (302) an der Basis hiervon, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, und es ist außerdem ein mit Gewinde versehener Abzugsstopfen (304) vorgesehen, der in Fig. 4 dargestellt ist. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, daß leicht entflammbare Flüssigkeiten durch die angegebenen Kanäle hindurchtreten können, indem die Gewindegänge des Abzugsstopfens genügend Spiel besitzen, so daß ein Strömungsmittel, welches in das Gehäuse (12) eintritt, aus dem Aufbau (10) austreten kann, während eine Flamme, die innerhalb des Gehäuses (12) erzeugt wur­ de, darin gehalten wird, falls das Strömungsmittel ent­ flammt worden ist.

Es ist außerdem zweckmäßig, daß das Gehäuse (12) genügend wasserdicht ist, wozu O-Ringdichtungen (310 und 312) vor­ gesehen sind. Vorzugsweise besitzt der Körper (16) eine O-Ringdichtung (313), die dichtend zwischen den Platten (22 und 26) innerhalb des Ringes der Bolzenlöcher (33) liegt und außerdem in einer Nut (315), die in der Platte (26) zu diesem Zweck ausgeformt ist, damit Regenwasser und dergleichen daran gehindert wird, in die Niederdruck­ kammer (245) und die zugeordneten Komponenten einzudrin­ gen.

Die Membran (34) stellt im Betrieb einen Differential­ druck fest, der zwischen der Hochdruckquelle und der Nie­ derdruckquelle besteht, an die der Aufbau (10) ange­ schlossen ist, wobei unter Umständen der resultierende Differentialdruck und infolgedessen die Ungleichgewichts­ kräfte, die hierdurch erzeugt werden, die Federkraft überschreiten, die durch die Bereichsfeder (82) ausgeübt wird. Infolgedessen wird die Membran (34) und insbesonde­ re der Mittelabschnitt (70) angehoben. Da infolge der Wellbauart der Membran (34) die Mittelfläche (70) eine konstante Fläche während des vollen Hubes beibehält, dem der Aufbau (10) ausgesetzt wird, sind die Kräfte, die zur Betätigung des Schnappschalters benutzt werden, unabhängig von den Absolutwerten, und sie sind nur pro­ portional zur Differenz der Drücke in der Hochdruckkammer bzw. der Niederdruckkammer. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß bei Bewegung des Fühlmechanismus nach dem Arbeitspunkt hin die Membran vorzugsweise einen maximalen Weg durchläuft, der kleiner ist als die Dicke der Mem­ bran. Da der ungefähre Totgang des Schnappschalters (116) 0,08 mm beträgt, wird der Totgang, der von der Bewegung der Bereichsfeder durch Zusammendrücken und Strecken der­ selben erzeugt wird, begrenzt, indem der Arm (134) der Schwingwelle (132) innerhalb des Kolbens, wie beschrie­ ben, begrenzt wird und ein Spiel von weniger als 0,05 mm vorhanden ist, so daß der gesamte vorhandene Totgang eine Funktion der Reibung zwischen der O-Ringdichtung (278) der Schwingwelle und der Welle (132) ist.

Es ist außerdem zu berücksichtigen, daß die vorgewellte Membran (34) eine reibungsfreie Bewegung ermöglicht, da die Membranwellung gemäß den Druckänderungen abrollt, an­ statt sich zu strecken oder zu gleiten. Dies trifft auch für die Überdruckstellungen gemäß Fig. 7 und 8 zu.

Der Aufbau (10) ist so beschaffen, daß er einen minimalen Weg zwischen Betätigung und Freigabe aufweist, der im Be­ reich zwischen 0,08 mm und 0,13 mm liegt, wodurch der Totgang, der aus der Kombination von Bereichsfeder und Membrangedächtnisfederrate herrührt, verringert wird. So rührt der höchste Totgang von der Reibung zwischen der Welle (132) und ihrer O-Ringdichtung (278) her. Es wird angenommen, daß die physikalische Bewegung an der Ober­ fläche des O-Rings (278) nur etwa 0,03 mm beträgt, wäh­ rend der Weg zwischen Betätigung und Freigabe ebenfalls 0,03 mm beträgt. Die Kugeln (280 und 282) haben einen Durchmesser von 1,59 mm, um die Reibung bei höheren sta­ tischen Drücken zu vermindern.

Der Aufbau (10) ist in hohem Maße überlastbar. Die Mem­ bran (34) sitzt auf, wenn Überdrücke in der einen oder anderen Richtung auftreten, wie dies in Verbindung mit den Fig. 7 und 8 erläutert wurde. Bei der Überdruckbedin­ gung gemäß Fig. 7 sitzt die Wellung (36) der Membran auf dem Kolbenkopf (66) und dem Grund (325) der Ausbohrung (247), während bei der entgegengesetzten Überdruckbedin­ gung gemäß Fig. 8 die Membran (34) voll gegen den Boden (327) des Druckraumes (42) anliegt, ohne in den Kanal (44) auszutreten. Wie sich gezeigt hat, ist es wichtig, daß die Membran (34) nicht in die Hochdruckbohrung (44) während eines solchen umgekehrten Überdruckes eindringt, und aus diesem Grund ist die Anordnung (10) so getroffen, daß der Kanal (44) relativ klein ist und einen Durchmes­ ser von 0,34 mm besitzt. Außerdem ergibt das Zusammenwir­ ken zwischen dem Kolben (64) und der Einsatzplatte (188) einen eingebauten Anschlag bei umgekehrter Bewegung, um zu gewährleisten, daß der Abschnitt (70) der Membran (34) bei Drücken unter dem eingestellten Arbeitspunkt aufge­ spannt bleibt und auch bei Überdruckbedingungen auf der Hochdruckseite des Aufbaus (10) (Fig. 7).

Wenn eine O-Ringdichtung, beispielsweise die O-Ringdich­ tung (278) ausfällt, und hierdurch entflammbares Strö­ mungsmittel nach dem Raum gelangen kann, der vom Gehäuse (12) eingeschlossen ist, dann kann dieses entflammbare Strömungsmittel durch den Abzug der Platte (26) und den Abzugsstopfen (304) aus dem Aufbau (10) abgezogen werden, bevor der elektrische Schalter (116) erreicht ist. Die gleiche Abzugsventilanordnung gewährleistet auch, daß sich in dem Hohlraum, der vom Gehäuse (12) umschlossen wird, keine Absolutdrücke aufbauen können.

Es gibt mehrere wichtige Anwendungen der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung (10).

Beispielsweise könnte ein typischer Filter für einen Ar­ beitsdruck von 69 bar ausgelegt sein, und wenn der Filter sauber ist, dann kann der Differentialdruck über dem Fil­ ter 0,138 bar bis 0,207 bar betragen. Nachdem sich Schmutz im Filter angesammelt hat, kann der Differential­ druck zwischen 0,483 bar und 0,552 bar betragen. Der Differentialdruckschalter gemäß der Erfindung kann be­ nutzt werden, um die zunehmenden Differentialdrücke über dem Filter anzuzeigen, wobei der Schnappschalter betätigt werden kann, um beispielsweise einen Alarm auszulösen, oder eine andere Anzeige zu liefern, um die Bedienungs­ mannschaft zu unterrichten.

Eine weitere Anwendung betrifft ein typisches Verfahren zur Messung eines Strömungsmittels (Gas oder Flüssig­ keit), wobei eine mit Öffnung versehene Platte und ein Differentialdrucksensor benutzt werden. Der Differential­ druck über der Öffnung der Platte ist proportional zu der Strömung durch diese Öffnung (sie ist proportional zum Quadrat der Strömung), und so kann ein Differentialdruck­ schalteraufbau (10) auch für andere Strömungsschalter be­ nutzt werden, um die Strömungsrate zu überwachen.

Auch dort, wo der Flüssigkeitsstand in einem Behälter überwacht werden soll, ist die erfindungsgemäße Vorrich­ tung anwendbar. Der Druck am Boden des Behälters ist gleich der Summe des statischen Druckes infolge der Höhe des Flüssigkeitsstandes zuzüglich dem Gasdruck über der Flüssigkeit. Bei einer typischen Anwendung der Erfindung kann die Vorrichtung (10) benutzt werden, um einen hohen oder einen niedrigen Flüssigkeitspegel anzuzeigen, indem der Differentialdruck zwischen der Oberseite und dem Bo­ den des Behälters gemessen wird und indem eine durch einen Elektromotor angetriebene Pumpe angestellt wird, wenn der Flüssigkeitsstand zu niedrig wird.

Soweit es das Pumpen von Strömungsmitteln anbelangt, so besitzt eine Pumpe einen Differentialdruck zwischen Ein­ gang und Ausgang. Wenn die Pumpe stillsteht, fällt dieser Differentialdruck gewöhnlich auf Null ab. Ein Differen­ tialdruckschalter (10) könnte benutzt werden, um einen Ausfall der Pumpe festzustellen und um einen Alarm zur Lösung dieses Problems auszulösen.

Soweit es Flüssigkeitsströmungen allgemein anbelangt, so ist bei jeder Gas- oder Flüssigkeitsströmung ein Druck­ abfall über Strömungswiderständen vorhanden. Ein solches Druckdifferential kann benutzt werden, um einen Differen­ tialdruckschalter zu betätigen und um anzuzeigen, ob hohe oder niedrige Strömungsraten vorhanden sind. Beispiels­ weise kann ein Induktionsheizgerät ein Kühlmittel über seine Spule führen. Ein Differentialdruckschalter (10) könnte benutzt werden, um die Reduktion oder den Flüssig­ keitsverlust, der über der Spule auftritt, festzustellen und einen Alarm auszulösen, wenn die Strömungsrate zu niedrig wird. Gemäß einem weiteren Beispiel könnte ein Differentialdruckschalter benutzt werden, um die Strömung durch einen Wasserkühler festzustellen und einen Alarm auszulösen, wenn die Strömung zu niedrig wird.

Claims (20)

1. Differentialdruckschalter mit einem Druckraum, in dem eine flexible Membran gelagert ist, die eine Hochdruckkammer von einer Niederdruckkammer trennt, wobei die Bewegung der Membran infolge eines Anstei­ gens des Differentialdruckes in den Kammern einen Schnappschalter betätigt, der außerhalb der Kammer liegt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - ein erster Körper definiert die Hochdruckkammer und Mittel, um eine Hochdruckquelle hieran anzu­ schließen,
• - ein zweiter Körper definiert eine Ausnehmung, die der Hochdruckkammer gegenüberliegt,
• - die Hochdruckkammer und die Ausnehmung sind kon­ gruent und besitzen kongruente Seitenwände, die gegen die Membran ruhen,
• - die Hochdruckkammer und die Ausnehmung sind längs einer ersten Achse zentriert, die normal zur Mem­ bran verläuft,
• - ein Kolben in dem zweiten Körper erstreckt sich durch die Ausnehmung, im wesentlichen zentriert zur Achse, und ein Ende greift an der Membran an,
• - eine Bereichsfeder sitzt am anderen Ende des Kol­ bens und spannt den Kolben einstellbar längs der Achse nach der Hochdruckkammer hin vor,
• - der Kolben ist in Längsrichtung der Achse ge­ führt,
• - ein dritter Körper ist an dem zweiten Körper ver­ ankert und definiert eine Nebenkammer, in der die Bereichsfeder angeordnet ist,
• - der zweite Körper ist mit einer Ausnehmung um den Kolben herum versehen, um einen leeren Raum darum herum zu schaffen,
• - der zweite Körper und der dritte Körper weisen Ausnehmungen auf, um eine Verbund-Niederdruck­ kammer zu bilden,
• - der zweite Körper besitzt Mittel, um die Nieder­ druckquelle hieran und an die Verbund-Nieder­ druckkammer anzuschließen,
• - eine Schwingwelle ist in dem zweiten Körper gela­ gert, die um eine Schwingachse drehbar ist, die in einer Ebene normal zur ersten Achse und dem Kolben orientiert ist,
• - die Schwingachse besitzt einen ersten Radialarm, der mit dem Kolben gekoppelt ist, um sich mit diesem zu bewegen, und der der Verbund-Nieder­ druckkammer ausgesetzt ist,
• - die Schwingwelle besitzt einen zweiten radialen Arm, der in Längsrichtung der Welle von dem er­ sten radialen Arm distanziert ist,
• - Mittel zum Abdichten des zweiten radialen Arms gegenüber der Verbund-Niederdruckkammer, und
• - mechanische Mittel zwischen dem zweiten radialen Arm und dem Schnappschalter zur Betätigung des Schaltmechanismus, wenn der Differentialdruck der Kammern einen vorbestimmten Betrag erreicht.

2. Differentialdruckschalter nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Schublager die Schwingwelle an ihrem Ende abstützt, welches dem zweiten Radialarm am nächsten liegt.

3. Differentialdruckschalter nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kupplung des ersten Radialarmes der Schwingwelle eine Direktwirkungskupplung ist.

4. Differentialdruckschalter nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß Mit­ tel vorgesehen sind, um den Kolben gegenüber einer Bewegung über vorbestimmte Stellungen in beiden Richtungen hinaus in Längsrichtung der ersten Achse anzuhalten, wenn ein Überdruck auf einer Seite der Membran lastet.

5. Differentialdruckschalter nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß Mit­ tel vorgesehen sind, die einen Überdruck und einen Unterdruck der Bereichsfeder beim Einstellen dersel­ ben am Kolben zulassen.

6. Differentialdruckschalter nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Körper eine explosionsgeschützte Abzugseinrichtung aufweisen, die einen Abzugskanal mit geringer Quer­ schnittsfläche besitzt, welcher von einer Gewinde­ öffnung geschnitten wird, in der ein Abzugsstopfen lose und lösbar gelagert ist.

7. Differentialdruckschalter nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Radialarme gleiche Längen aufweisen und in einer Ebene liegen.

8. Differentialdruckschalter nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Körper mit einer Ringnut verse­ hen sind, die um die erste Achse zentriert ist, daß die Nuten koaxial und kongruent angeordnet sind und gegenüberliegende Stege bilden, die kreisringförmig, koaxial und kongruent gegenüber dem Sitz der Membran angeordnet sind, und daß eine O-Ringdichtung in je­ der Ringnut angeordnet ist, die die Membran auf bei­ den Seiten abdichtet.

9. Differentialdruckschalter nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bereichsfeder eine Schraubenfeder ist, die in einem Gehäuse untergebracht ist, das eine Bereichsfeder­ kammer besitzt, von der wenigstens ein Teil eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform besitzt, und daß eine Schrauben-Mutter-Einrichtung vorgesehen ist, um die Bereichsfeder auf einen gewünschten Ar­ beitspunkt einstellen zu können, um den Schnapp­ schalter an einer bestimmten Stelle auszulösen, wo­ bei eine Mutter mit einer von der Kreisform abwei­ chenden Gestalt im dichten Paßsitz innerhalb der Kammer ruht und in die Mutter ein Schraubgewinde­ schaft eingeschraubt ist, dessen Kopf aus dem Gehäu­ se vorsteht, um die Bereichsfeder hinsichtlich des Arbeitspunktes des Schalters einstellen zu können.

10. Differentialdruckschalter mit einem Druckraum, in dem eine flexible Membran gelagert ist, die eine Hochdruckkammer von einer Niederdruckkammer trennt, wobei die Bewegung der Membran infolge eines Anstei­ gens des Differentialdruckes in den Kammern einen Schnappschaltermechanismus betätigt, der außerhalb der Kammern liegt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schaltmechanismus fol­ gende Teile umfaßt:

• - ein erstes starres Bauteil, welches die Hoch­ druckkammer definiert, und Mittel, um hieran eine Hochdruckquelle anzuschließen,
• - ein zweites starres Bauteil, welches fest eine Membranplatte lagert, die eine Ausnehmung gegen­ über der Hochdruckkammer definiert,
• - wobei die Hochdruckkammer und die Ausnehmung kon­ gruent sind und kongruente Randwände aufweisen, die zusammen einen Sitz für die Membran bilden,
• - und wobei die Hochdruckkammer und die Ausnehmung bezüglich einer ersten Achse zentriert sind, die sich senkrecht zur Membran erstreckt,
• - einen Kolben, der in dem zweiten starren Bauteil zentrisch zu besagter Achse gelagert ist und mit einem Ende über die Membranplatte an der Membran angreift,
• - eine Bereichsfeder, die auf der anderen Seite des Kolbens angeordnet ist, um den Kolben einstellbar bezüglich seiner Bewegung längs der Achse nach der Hochdruckkammer vorzuspannen,
• - wobei der Kolben in Längsrichtung der Achse ge­ führt ist,
• - ein drittes starres Bauteil, welches an dem zwei­ ten starren Bauteil verankert ist und eine Hilfs­ kammer definiert, in der die Bereichsfeder ange­ ordnet ist,
• - wobei der zweite starre Bauteil mit einer Ausneh­ mung um den Kolben herum ausgestattet ist, um darum einen Leerraum zu schaffen,
• - und wobei das zweite starre Bauteil und das dritte starre Bauteil eine zusammengesetzte Nie­ derdruckkammer bilden,
• - und der zweite starre Bauteil Mittel besitzt, um eine Niederdruckquelle mit der Verbund-Nieder­ druckkammer zu verbinden,
• - eine Schwingwelle, die in dem zweiten starren Bauteil gelagert ist und um eine Schwingachse drehbar ist, die in einer Ebene liegt, welche normal zur ersten Achse und dem Kolben angeordnet ist,
• - wobei die Schwingwelle einen ersten Radialarm aufweist, der mit dem Kolben gekuppelt ist, um sich hiermit zu bewegen und um der Verbund-Nie­ derdruckkammer ausgesetzt zu werden,
• - und wobei die Schwingwelle einen zweiten Radial­ arm in Längsrichtung der Welle beabstandet von dem ersten Radialarm aufweist,
• - Mittel zur Abdichtung des zweiten Radialarms ge­ genüber der Verbund-Niederdruckkammer,
• - und mechanische Mittel, die zwischen dem zweiten Radialarm und dem Schnappschaltermechanismus an­ geordnet sind, um den Schaltmechanismus zu betä­ tigen, wenn der Differentialdruck der Kammern einen vorbestimmten Wert erreicht.

11. Differentialdruckschalter nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das erste starre Bauteil in der von der Membran abge­ wandten Seite eingedrückt ist, um einen Teil der Hochdruckkammer zu definieren, daß die Membranplatte an der der Membran abgewandten Seite ausgenommen ist, um die Ausnehmung zu bilden, und daß die Aus­ nehmungen von erstem starrem Bauteil und Membran­ platte koaxial und kongruent zueinander liegen.

12. Differentialdruckschalter nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste starre Bauteil und die Membranplatte jeweils mit einer Ringnut um die jeweiligen Vertiefungen herum ausgebildet sind, wobei die Nuten koaxial und kongruent angeordnet sind, um gegenüberliegende Stege zu bilden, die ringförmig, koaxial und kon­ gruent angeordnet sind und nach der Membran hin wei­ sen.

13. Differentialdruckschalter nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß ein O-Dichtring dichtend in jeder Ringnut angeordnet ist und eine Abdichtung gegenüber der Membran auf beiden Seiten hiervon bewirkt.

14. Differentialdruckschalter nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß eine daß ein viertes starres Bauteil vorgesehen ist, das um das dritte starre Bauteil herum angeordnet ist und eine Ausnehmung aufweist, um in dichtem Paßsitz auf das dritte starre Bauteil zu passen, daß das dritte starre Bauteil benachbart zu dem zweiten starren Bauteil einen Flansch hierum definiert und daß das vierte starre Bauteil gegen den Flansch des dritten starren Bauteils sitzt, daß Mittel einstell­ bar das vierte starre Bauteil gegenüber dem ersten starren Bauteil sichern, um das dritte starre Bau­ teil auf dem zweiten starren Bauteil zu verankern, und daß Mittel vorgesehen sind, um eine Strömungs­ mitteldichtung zwischen dem Flansch des vierten Bau­ teils und dem zweiten Bauteil um die erste Achse herum zu bewirken.

15. Differentialdruckschalter nach Anspruch 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bereichsfeder eine Schraubenfeder ist, daß die Aus­ nehmung des dritten starren Bauteils einen Abschnitt aufweist, der von der Kreisform abweicht und durch den die Bereichsfeder hindurch verläuft, und daß eine Schrauben-Mutter-Verbindung zur Einstellung der Bereichsfeder vorgesehen ist, um den gewünschten Ar­ beitspunkt zur Betätigung des Schnappschalters ein­ stellen zu können, wobei eine Mutter mit einer von der Kreisform abweichenden Außenform gleitend in die Ausnehmung des dritten starren Bauteils eingreift und auf einem Schraubgewinde eines Schaftes sitzt, dessen Kopf aus dem dritten starren Bauteil vorsteht und gedreht werden kann, um die Bereichsfeder einzustellen und den Arbeitspunkt des Schalters zu verstellen.

16. Differentialdruckschalter mit einem inneren Druck­ raum, über dem eine flexible Membran aufgespannt ist, welche eine Hochdruckkammer von einer Nieder­ druckkammer trennt, wobei ein Schnappschaltermecha­ nismus außerhalb des Druckhohlraumes angeordnet ist und wobei eine Bewegung der Membran infolge einer Änderung des Differentialdruckes in den Kammern den Schnappschalter betätigt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Verbundkörper den Druckschalterhohlraum definiert, wobei der Schnappschaltmechanismus außerhalb des Körpers mon­ tiert ist, und daß der Körper folgende Teile um­ faßt:

• - einen ersten starren Bauteil, der die Hochdruck­ kammer definiert, und außerdem Mittel, um eine Hochdruckquelle anzuschließen,
• - daß ein zweiter starrer Bauteil ein Segment der Niederdruckkammer definiert und an dem ersten Bauteil verankert ist,
• - wobei die Hochdruckkammer und die Niederdruck­ kammer kongruent angeordnet und nur durch die Membran getrennt sind, wobei kongruente Wände ge­ gen die Membran drücken,
• - wobei die Hochdruckkammer und die Niederdruckkammer bezüglich einer ersten Achse zentriert sind, die normal zur Membran verläuft,
• - und wobei die Membran zwischen dem ersten und dem zweiten starren Bauteil eingeschlossen ist,
• - daß ein Kolben in dem ersten starren Bauteil, zentriert bezüglich der Achse, gelagert ist, der zwei Enden aufweist, von denen das eine an der Membran angreift,
• - daß eine Bereichsfeder auf das andere Ende des Kolbens wirkt, um den Kolben bezüglich der Achse nach der Hochdruckkammer in Eingriff mit der Mem­ bran einstellen zu können,
• - daß der Kolben in Längsrichtung der Achse geführt ist,
• - daß ein drittes starres Bauteil an dem zweiten starren Bauteil verankert und bezüglich dieser Achse zentriert ist,
• - daß der dritte starre Bauteil eine Ausnehmung de­ finiert, um die Bereichsfeder aufzunehmen,
• - daß der zweite starre Bauteil um den Kolben herum ausgenommen ist, um darum herum einen Leerraum zu schaffen,
• - daß der zweite starre Körper und die Ausnehmung des dritten starren Körpers zusammen mit dem Segment der Niederdruckkammer eine Verbund-Nie­ derdruckkammer in dem Körper schaffen,
• - daß der zweite starre Körper Mittel besitzt, um eine Niederdruckquelle an die Verbund-Nieder­ druckkammer anzuschließen,
• - daß eine Schwingwelle in dem zweiten starren Kör­ per gelagert ist, die um eine Schwingachse dreh­ bar ist, welche auf einer Seite der ersten Achse im Abstand zu dieser und in einer Ebene angeord­ net ist, die relativ zur ersten Achse und relativ zum Kolben im wesentlichen normal verläuft,
• - daß die Schwingwelle einen ersten Radialarm be­ sitzt, der mit dem Kolben beweglich ist und dem Druck in der Niederdruckkammer ausgesetzt ist,
• - wobei die Schwingwelle einen zweiten radialen Arm besitzt, der in Längsrichtung der Welle von dem ersten Radialarm distanziert ist,
• - daß Mittel vorgesehen sind, um den zweiten Ra­ dialarm gegenüber der Verbund-Niederdruckkammer abzudichten,
• - daß Mittel vorgesehen sind, um die Ausnehmung des dritten Bauteils gegen das Druckmittel in der Verbundkammer abzudichten,
• - und daß mechanische Mittel zwischen dem zweiten Radialarm und dem Schnappschaltmechanismus vorgesehen sind, um den Schaltmechanismus zu be­ tätigen, wenn der Differentialdruck der Kammern einen vorbestimmten Wert erreicht.

17. Differentialdruckschalter nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Radialarme der Schwingwelle in einer Ebene angeord­ net sind und gleiche Längen in Radialrichtung der Schwingwelle betrachtet aufweisen.

18. Differentialdruckschalter nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schwingwelle einen Durchmesser besitzt, der kleiner ist als 0,5 mm, und daß die Mittel zur Abdichtung des zweiten Arms der Schwingwelle gegenüber der Ver­ bund-Niederdruckkammer einen O-Ring aufweisen, der auf der Schwingwelle dichtend sitzt und in Dich­ tungsbeziehung zur Schwingwelle und dem zweiten starren Körper um die Schwingwelle herum und zwi­ schen deren Armen angeordnet ist.

19. Differentialdruckschalter nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Körper einen Abzugskanal kleiner Querschnittsabmes­ sungen zwischen dem vom Gehäuse und der äußeren Oberfläche des Körpers umschlossenen Raum aufweist, daß der Abzugskanal an der äußeren Oberfläche einen Gewindestopfen aufweist und daß der Abzugskanal und der Abzugsstopfen eine explosionssichere Abzugsein­ richtung für den Schalter bilden.

20. Differentialdruckschalter nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Membran vorgewellt ist, um eine Ringwellung zu bil­ den, die so gestaltet ist, daß sie bei Überdruck nach dem Segment der Niederdruckkammer rollt und bei Überdruck nach der Hochdruckkammer abrollt.