DE4103748C1

DE4103748C1 - Safety pressure switch for X=ray cooling system - has enclosed reference chamber behind diaphragm with thermal compensation so that its pressure does not increase

Info

Publication number: DE4103748C1
Application number: DE19914103748
Authority: DE
Inventors: Matthias 8520 Erlangen De Schaefer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1992-07-09
Anticipated expiration: 2011-02-08

Abstract

The switch housing (1, 2) accommodates a membrane (4) behind an opening (9) and a switch (6) on the other side of the membrane (4). A closed reference chamber (10), formed behind the membrane (4), is thermally compensated. A compensation chamber (13) is connected to the reference chamber (10), whose volume increases on heating so that the pressure in the reference chamber (10) is not increased. USE/ADVANTAGE - Can be arranged inside holder filled with an oil coolant to give reliable switching at given threshold, even if temp. increases.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckschalter mit einem Gehäuse mit einer Öffnung, mit einer hinter der Öffnung angeordneten Membran und mit einem an der anderen Seite der Membran angeord neten Schalter, wobei hinter der Membran eine abgeschlossene Referenzkammer gebildet ist.The invention relates to a pressure switch with a housing with an opening, with one arranged behind the opening Membrane and with one arranged on the other side of the membrane neten switch, with a closed behind the membrane Reference chamber is formed.

Es ist bekannt, derartige Druckschalter bei Röntgenstrahlern als Überdruckschutz einzusetzen. Das Gehäuse dieses bekannten Druckschalters ist zylinderförmig ausgebildet und mit einem Ge winde versehen, das in einer Bohrung am Strahlergehäuse einge schraubt werden kann. In dem Gehäuse ist eine Öffnung vorgese hen, hinter der eine Membran, beispielsweise eine Gummimembran, gespannt ist. Hinter der Membran ist ein Schalter befestigt, der aber gegenüber dem Gehäuse nicht abgedichtet ist, so daß die Außenluft als Referenz von hinten auf die Membran wirken kann. Erhöht sich nun der Druck in dem mit einem Medium gefüll ten Strahlergehäuse, so wirkt durch die Öffnung das Medium, beispielsweise Öl, auf die Membran und bewegt diese in Richtung auf den Schalter und bewirkt einen Druck auf dessen Stößel, so daß der Schalter bei Überschreiten seiner Schaltschwelle be tätigt wird. Dieser Schalter kann entweder als Öffner oder Schließer arbeiten und beispielsweise eine Abschaltung des Röntgenstrahlers bewirken, so daß keine weitere Temperaturer höhung und damit verbundene Druckerhöhung erfolgen kann.It is known to use such pressure switches in X-ray emitters use as overpressure protection. The casing of this well-known Pressure switch is cylindrical and with a Ge winch provided that in a hole in the spotlight housing can be screwed. An opening is provided in the housing hen, behind which a membrane, such as a rubber membrane, is excited. A switch is attached behind the membrane, but which is not sealed off from the housing, so that the outside air acts as a reference from behind on the membrane can. Now the pressure in the filled with a medium increases radiator housing, the medium acts through the opening, for example oil, on the membrane and moves it in the direction on the switch and causes a pressure on its plunger, so that the switch be when its switching threshold is exceeded is done. This switch can either be used as a break contact or NO contacts work and, for example, a shutdown of the X-ray emitter cause so that no further Temperaturer increase and associated pressure increase can take place.

Ein derartiger Druckschalter läßt sich aber nicht innerhalb ei nes Mediums einsetzen. Zum einen ist der Druckschalter nicht öl dicht, so daß auch hinter die Membran Öl dringen kann und somit kein Druckunterschied zwischen Vorder-und Rückseite der Membran vorhanden ist. Dadurch wird die Membran nicht ausgelenkt und kann somit den Schalter nicht betätigen. Zum anderen erwärmt sich der Druckschalter, so daß sich der Luftdruck einer even tuell vorgesehenen Referenzkammer, die eine Funktion ohne Ver bindung zur Umgebungsluft ermöglichen würde, erhöht und sich der Schaltpunkt des Druckschalters verändern würde.Such a pressure switch can not be within egg use medium. Firstly, the pressure switch is not oil tight, so that oil can penetrate behind the membrane and thus no pressure difference between the front and back of the membrane is available. As a result, the membrane is not deflected and cannot operate the switch. Secondly, warmed up the pressure switch so that the air pressure is even currently provided reference chamber, which has a function without Ver bond to the ambient air would increase and increase the switching point of the pressure switch would change.

Aus der DE-GM 19 58 546 ist ein Druckschalter der eingangs ge nannten Art bekannt, bei dem hinter einer Membran eine Kammer angeordnet ist, in die der Schalter eingebracht ist. Der Schal ter ist dabei mit einer thermischen Kompensation versehen, die die aufgrund der Erhöhung der Temperatur der Luft in der Kammer auftretende Ausgewölbung der Membran durch eine entsprechende Längenänderung eines Stößels zur Betätigung des Schalters aus gleicht. Dadurch, daß sich bei Erwärmung die Membran auslenkt, verändert sich jedoch ihr elastisches Verhalten und damit das Schaltverhalten des Schalters.From DE-GM 19 58 546 is a pressure switch of the beginning called type known, in which a chamber behind a membrane is arranged, in which the switch is inserted. The scarf ter is provided with thermal compensation, which due to the increase in the temperature of the air in the chamber bulging of the membrane that occurs by a corresponding Change in length of a plunger to operate the switch equal. Because the membrane deflects when heated, however, their elastic behavior changes and with it that Switching behavior of the switch.

In der DE-GM 75 34 143 ist ein weiterer Druckschalter beschrie ben, bei dem ebenfalls der Schalter mit einer thermischen Kom pensation versehen ist, wobei durch eine Feder ein auf die Mem bran wirkende Kraft erzeugt wird, die durch eine Bimetallschei be veränderbar ist. Dabei wird die Kraft auf die Membran bei Erwärmung erhöht. Eine Kompensation der Luftdruckerhöhung in der Kammer erfolgt jedoch nicht. Dadurch wird auch hier das Schaltverhalten der Membran beeinflußt.Another pressure switch is described in DE-GM 75 34 143 ben, in which the switch with a thermal com pensation is provided, with a spring on the mem Bran acting force is generated by a bimetal be changeable. The force on the membrane is thereby Warming increased. A compensation for the increase in air pressure in however, the chamber does not take place. This also makes it here Switching behavior of the membrane is affected.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Druckschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der innerhalb eines mit einem Medium gefüllten abgeschlossenen Behälters angeordnet sein kann und eine sichere Abschaltung bei einer vorgegebenen Schaltschwelle auch bei Temperaturerhöhungen bewirkt.The invention is based on the task of a pressure switch to create the kind mentioned in the beginning with a a closed container filled with a medium can be and a safe shutdown at a given Switching threshold caused even with temperature increases.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Diese Referenzkammer bildet ein abgeschlossenes Luftvolumen. Durch die Verwendung einer Referenzkammer ist es möglich, auch inner halb eines Mediums, beispielsweise eines mit Öl gefüllten Rönt genstrahlers, eine Schaltfunktion durchzuführen. The object is achieved by the in the characterizing Part of claim 1 specified features solved. These The reference chamber forms a closed volume of air. By the use of a reference chamber is also possible internally half of a medium, for example an X-ray filled with oil gene radiator to perform a switching function.

Die sich bei Erwärmung ausdehnende Luft in der Referenzkammer und somit die Erhöhung des Referenzdruckes wird durch die ther mische Kompensation ausgeglichen.The air expanding in the reference chamber when heated and thus the increase in the reference pressure is due to the ther balanced compensation balanced.

Die erforderliche Druckverringerung bei Temperaturerhöhung in der Referenzkammer kann dadurch erreicht werden, daß eine Kompensationskammer vorgesehen ist, die mit der Referenzkammer verbunden ist, wobei das Volumen der Kompensationskammer bei Erwärmung vergrößert wird. Dadurch wird erreicht, daß die er wärmte Luft sich in den durch Kompensationkammer und Referenz kammer gebildeten Referenzraum weiter ausdehnen kann, ohne daß sich der Druck erhöht.The required pressure reduction when the temperature rises in the reference chamber can be achieved in that a Compensation chamber is provided with the reference chamber is connected, the volume of the compensation chamber at Heating is increased. This ensures that he warmed air in the through compensation chamber and reference Chamber formed reference space can expand without the pressure increases.

Eine einfache Vergrößerung des Volumens der Kompensationskammer kann erreicht werden, wenn die Kompensationskammer in dem Ge häuse angeordnet und durch eine Membran abgedeckt ist, die sich bei Erwärmung nach außen wölbt. Hierzu lassen sich in vorteil hafter Weise Thermo-Bimetalle verwenden. Ein einfacher Aufbau und eine ausreichende Volumenvergrößerung kann erreicht werden, wenn mehrere Thermo-Bimetallscheiben in der Kompensationskammer liegen, die auf einen Stößel wirken, der an der Membran an liegt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Referenz kammer Schalter und die Kompensationskammer nebeneinander in einem Gehäuse angeordnet und durch eine Bohrung miteinander ver bunden sind. Ein einfacher dichter Aufbau wird erreicht, wenn die Membran am Rand mit einem Wulst zur Abdichtung versehen ist. Ein alternativer Aufbau wird erreicht, wenn die Referenz kammer derart ausgebildet ist, daß sie bei Erwärmung vergrößert wird. Ein derartiger Druckschalter läßt sich vorteilhaft in ei nem Strahlergehäuse einer Röntgendiagnostikeinrichtung einset zen.A simple increase in the volume of the compensation chamber can be achieved if the compensation chamber in the Ge arranged and is covered by a membrane, which is bulges outwards when heated. This can be advantageous use thermal bimetals. A simple structure and a sufficient volume increase can be achieved if several thermal bimetallic washers in the compensation chamber lie, which act on a plunger, which on the membrane lies. It has proven useful if the reference chamber switch and the compensation chamber side by side in arranged in a housing and ver together through a bore are bound. A simple dense structure is achieved if provide the membrane with a bead on the edge for sealing is. An alternative structure is achieved if the reference chamber is designed such that it increases when heated becomes. Such a pressure switch can be advantageous in egg nem radiator housing of an X-ray diagnostic device Zen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Druckschalter und Fig. 1 a pressure switch according to the invention and

Fig. 2 eine Röntgendiagnostikeinrichtung zum Einsatz des Druck schalters. Fig. 2 is an X-ray diagnostic device for using the pressure switch.

In der Fig. 1 ist der Druckschalter mit einem Gehäuse 1 darge stellt, das mit einer Abdeckplatte 2 versehen ist. In dem Ge häuse ist eine zylinderförmige Vertiefung sowie eine zylinder förmige Bohrung angebracht, die durch Membranen 3 und 4 abge deckt sind. Die Abdeckplatte 2 weist Öffnungen 9 und 11 auf, die in der Mitte der Membranen 3 und 4 angeordnet sind. Die Öffnung 9 endet direkt vor der Membran 4, die beispielsweise aus Gummi oder einem anderen elastischen Material bestehen kann.In Fig. 1 the pressure switch is provided with a housing 1 Darge, which is provided with a cover plate 2 . In the Ge housing is a cylindrical recess and a cylindrical bore, which are covered by membranes 3 and 4 abge. The cover plate 2 has openings 9 and 11 which are arranged in the middle of the membranes 3 and 4 . The opening 9 ends directly in front of the membrane 4 , which can be made of rubber or another elastic material, for example.

In die offene Bohrung des Gehäuses 1 ist von der Rückseite ein Schalter 6, beispielsweise ein Microswitch, eingesetzt und öl dicht verklebt. Der Raum der Bohrung zwischen Schalter 6 und Membran 4 bildet eine abgeschlossene Referenzkammer 10. Mit seinem Stößel liegt der Schalter 6 über einen Kolben 5 an der Membran 4 an. Erhöht sich nunmehr der Druck, so kann durch die Öffnung 9 das Medium, beispielsweise Öl, auf die Membran 4 ein wirken und den Kolben 5 zur Betätigung des Schalters 6 auf die sen zu bewegen. Zur Betätigung des Schalters 6 ist eine Kraft von beispielsweise 1N nötig. Übersteigt die Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem Medium, der auf die Membran 4 wirkt, und dem Referenzdruck in der Referenzkammer 10 die Schalt schwelle des Schalters 6, so wird dieser betätigt. Der Schal ter 6 kann dabei als Ein- oder Ausschalter fungieren.A switch 6 , for example a microswitch, is inserted into the open bore of the housing 1 from the back and is glued oil-tight. The area of the bore between switch 6 and membrane 4 forms a closed reference chamber 10 . With its plunger, the switch 6 abuts the membrane 4 via a piston 5 . Now the pressure increases, so the medium, for example oil, can act on the membrane 4 through the opening 9 and move the piston 5 to actuate the switch 6 on the sen. A force of, for example, 1N is required to actuate the switch 6 . If the pressure difference between the pressure in the medium acting on the membrane 4 and the reference pressure in the reference chamber 10 exceeds the switching threshold of the switch 6 , then this is actuated. The scarf ter 6 can act as an on or off switch.

Erhöht sich die Temperatur des Mediums, so wird auch der Druck der in der Referenzkammer 10 befindlichen Luft beispielsweise um 0,2 bar erhöht. Dies würde zu einer fehlerhaften Abschaltung durch den Schalter 6 führen, da nunmehr der Öldruck bei der Schaltschwelle des Schalters 6 ebenfalls um 0,2 bar höher lie gen muß.If the temperature of the medium increases, the pressure of the air in the reference chamber 10 is also increased, for example by 0.2 bar. This would lead to an incorrect shutdown by the switch 6 , since now the oil pressure at the switching threshold of the switch 6 must also be 0.2 bar higher.

Zur Druckverminderung in der Referenzkammer 10 ist die Vertie fung in dem Gehäuse 1 vorgesehen, die eine Kompensationskammer 13 bildet und über eine Bohrung 14 mit der Referenzkammer 10 verbunden ist. In der Kompensationskammer 13 liegen auf dem Boden der Vertiefung des Gehäuses 1 mehrere Thermo-Bimetall scheiben 8 übereinander. Auf diesen Stapel von Thermo-Bimetall scheiben 8 befindet sich ein Stößel 7, der an der Membran 3 anliegt. Gegenüber von der Membran 3 ist die Abdeckplatte 2 mit einer Ausweichkammer 12 versehen, in der die Öffnung 11 endet. Die Membran 3 kann dabei ebenfalls aus Gummi bestehen. Sie kann aber auch aus anderen Materialien erstellt sein, sofern sicher gestellt ist, daß die Membran 3 einen für den Druckausgleich erforderlichen Hub ausführen kann.For depressurizing in the reference chamber 10, the evaporation is Vertie in the housing 1 is provided, which forms a compensating chamber 13 and is connected via a bore 14 with the reference chamber 10 degrees. In the compensation chamber 13 are on the bottom of the recess of the housing 1 several thermal bimetallic washers 8 one above the other. On this stack of thermal bimetallic washers 8 there is a plunger 7 which bears against the membrane 3 . Opposite the membrane 3 , the cover plate 2 is provided with an escape chamber 12 in which the opening 11 ends. The membrane 3 can also consist of rubber. But it can also be made of other materials, provided that it is ensured that the membrane 3 can perform a stroke required for pressure equalization.

Bei Erwärmung des Druckschalters erwärmt sich das Gehäuse 1 und ebenfalls die Thermo-Bimetallscheiben 8, die leicht vorgewölbt sein können. Durch die Erwärmung werden die Thermo-Bimetall scheiben 8 stärker durchgebogen, so daß der Stößel 7 die Mem bran 3 nach außen in den Ausgleichsraum 12 wölbt, so daß das Volumen der Kompensationskammer 13 vergrößert wird. Dadurch wird der in Referenzkammer 10 und Kompensationskammer 13 durch die Erwärmung erhöhte Luftdruck verringert, so daß er insge samt gesehen konstant bleibt.When the pressure switch is heated, the housing 1 and also the thermal bimetallic disks 8 , which can be slightly bulged, heat up. The heating causes the thermal bimetallic washers 8 to be bent more, so that the plunger 7 bulges the membrane 3 outwards into the compensation chamber 12 , so that the volume of the compensation chamber 13 is increased. As a result, the air pressure in the reference chamber 10 and the compensation chamber 13 is increased by the heating, so that, overall, it remains constant.

Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau des Druckschalters erhält man einen Druckschalter mit einer Temperatur-unabhängigen Schaltschwelle. Ein derartiger Druckschalter kommt ohne eine Hilfsspannung aus und benötigt nur zwei Signalleitungen. Da durch erhält man einen einfachen und störunanfälligen Druck schalter.Due to this construction of the pressure switch according to the invention one a pressure switch with a temperature-independent Switching threshold. Such a pressure switch comes without one Auxiliary voltage off and only requires two signal lines. There you get a simple and trouble-free print counter.

Derartige Druckschalter lassen sich beispielsweise bei einem Röntgenstrahler einer in Fig. 2 dargestellten Röntgendiagnostik einrichtung einsetzen. Sie zeigt eine Röntgendiagnostikeinrich tung 15, die vielfach in der Chirurgie Verwendung findet. Diese weist einen Träger 16 auf, an dem ein C-Bogen 17 befestigt ist. An dem einen Ende des C-Bogens 17 ist eine Röntgenbildverstär ker-Fernsehkette 18 und an dem anderen Ende ein Röntgenstrahler 19 angebracht. Dieser Röntgenstrahler 19 kann mit Öl gefüllt sein. In diesem mit Öl gefüllten Röntgenstrahler 19 kann der erfindungsgemäße Druckschalter angeordnet sein und bei Über druck dafür sorgen, daß der Röntgenstrahler 19 abgeschaltet wird.Such pressure switches can be used, for example, in an X-ray emitter of an X-ray diagnostic device shown in FIG. 2. It shows an X-ray diagnostic device 15 , which is often used in surgery. This has a carrier 16 to which a C-arm 17 is attached. At one end of the C-arm 17 , an X-ray image intensifier television chain 18 is attached and at the other end an X-ray source 19 is attached. This X-ray emitter 19 can be filled with oil. In this oil-filled X-ray tube 19 , the pressure switch according to the invention can be arranged and ensure that the X-ray tube 19 is switched off at excess pressure.

Claims

1. Pressure switch with a housing ( 1 , 2 ) with an opening ( 9 ), with a membrane ( 4 ) arranged behind the opening ( 9 ) and with a switch ( 6 ) arranged on the other side of the membrane ( 4 ), wherein behind the membrane ( 4 ) a closed reference chamber ( 10 ) is formed, characterized in that the reference chamber ( 10 ) is provided with one of the thermal compensation that the pressure in the reference chamber ( 10 ) does not increase.

2. Pressure switch according to claim 1, characterized in that a compensation chamber ( 13 ) is provided which is connected to the reference chamber ( 10 ), the volume of the compensation chamber ( 13 ) being increased when heated.

3. Pressure switch according to claim 2, characterized in that the compensation chamber ( 13 ) in the housing ( 1 ) and is covered by a membrane ( 3 ) from which bulges outwards when heated.

4. Pressure switch according to claim 3, characterized in that the membrane ( 3 ) is arched outwards by thermal bimetals ( 8 ).

5. Pressure switch according to claim 3 or 4, characterized in that a plurality of thermal bimetallic discs ( 8 ) lie in the compensation chamber ( 13 ), which act on a plunger ( 7 ) which bears on the membrane ( 3 ).

6. Pressure switch according to one of claims 2 to 5, characterized in that the re reference chamber ( 10 ) with switch ( 6 ) and the compensation chamber ( 13 ) arranged side by side in a housing ( 1 ) and connected to each other by a bore ( 14 ) are.

7. Pressure switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that the membrane ( 3 , 4 ) is provided with a bead on the edge.

8. Pressure switch according to claim 1, characterized in that the reference chamber ( 10 ) is designed such that it is enlarged when heated.

9. Pressure switch according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is used in a housing of an X-ray emitter ( 19 ) of an X-ray diagnostic device ( 15 ).