DE8510584U1

DE8510584U1 - Elektrische Schaltvorrichtung mit Fluidbetätigung, insbesondere für Klimaanlagen in Personenkraftfahrzeugen

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Publication number: DE8510584U1
Application number: DE19858510584
Authority: DE
Original assignee: Elbi International SpA
Current assignee: Elbi International SpA
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1985-07-11
Also published as: FR2563373A3; IT8453298V0; FR2563373B3

Description

PATENTANWALT DIPL.-jPH'YSi Dkl·HERMANN FAY

ELBI INTERNATIONAL S.p.A.

Via E. De Amicis 78

Regina Margherita

Collegno (Torino)

Italien

7900 Ulm, 10.04.85 Akte G/6543 d/sr

Elektrische Schaltvorrichtung mit Fluidbetätigung. insbesondere für Klimaanlagen in Personenkraftfahrzeugen.

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schaltvorrichtungen und betrifft insbesondere eine elektrische Schaltvorrichtung, die in Abhängigkeit vom Druck eines fluiden Mediums in einem abgeschlossenen Raum betätigt werden soll.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann sowohl von gasförmigen,als auch von flüssigen fluiden Medien betätigt werden und dient der Ermöglichung von elektrischen Schaltfunktionen in Abhängigkeit von dem Druck, den diese fluiden Medien besitzen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann im Automobilsektor, z. B. im Bereich des Kontroll- und Regelsystems einer Klimaanlage für den Innenraum eines Fahrzeugs, oder als Druckfühler zur Ansteuerung von Anzeige- und Meßgeräten verwendet werden.

Adreise: Poitfach 1767,7900 Ulm-Donau · Velertn ·'. . " .Tiftiftrortit. ! Poslicheckkonlo Bankkonto

En)tngerslr<0e2l . t<JW0t>»946 .' .' ;P?*«t)jl jjinijlojia}, Slullgail 73231 Deutsche Bank AO Ulm 184671

Sie kann jedoch auch in Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen und allgemein in hydraulischen Anlagen als Sicherheitsschalter zum Ein- bzw. Ausschalten einer oder mehrerer Komponenten des Gerätes bzw. der Anlage eingesetzt werden, wobei das Ein- und Ausschalten in Abhängigkeit vom Druck des fluiden Mediums erfolgt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist durch folgende Bauteile gekennzeichnet:

- Ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse mit einem Teilbereich, der mit einer öffnung zur Verbindung mit dem das fluide Medium enthaltenden Raum versehen ist;

- in das Innere des Gehäuses eingebaute elektrische Schalter, die jeweils ein Gehäuseteil und einen Betätigungsknopf umfassen, der in zum Gehäuse axialer Richtung zwischen einer ersten und einer zweiten, jeweils unterschiedlichen Betriebszuständen des Schalters entsprechenden Stellung verschiebbar ist;

- ein im Innern des Gehäuses montierter, in axialer Richtung verschiebbarer Kolben mit einer Stirnseite, die zusammen mit dem Teil des Gehäuses, an dem die öffnung angebracht ist, eine Kammer bildet, in die das fluide Medium eingespeist wird, und

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- Schwinghebel, die an einem Ende des Kolbens angeordnet sind und von denen jeder einzelne an seinem entgegengesetzten Ende ein sTormteil trägt und mittig zwischen seinen beiden Enden mit einem zweiten Formteil versehen ist. Da die beiden Formteile im Verhältnis zur Schubkraftübertragung jeweils mit dem Betätigungsknopf und dem Gehäuseteil eines der Schalter zusammenwirken, ergibt sich eine Anordnung, durch welche im Bewegungsablauf des Kolbens im Innern des Gehäuses bezüglich jedes Schwinghebels drei aneinander grenzende Teilbereiche zu unterscheiden sind, die in ihrer Reihenfolge folgenden Stellungen entsprechen:

- Im wesentlichen dem Lösen des ersten und des zweiten Formteils des Schwinghebels von dem entsprechenden elektrischen Schalter, dessen Betätigungselement in seiner ersten Stellung verbleibt;

- dem Angreifen des ersten Formteils des Schwinghebels am Betätigungsknopf des jeweiligen elektrischen Schalters und der sich daraus ergebenden Etosition dieses Betätigungselementes in seiner zweiten Stellung, und

- dem Angreifen des zweiten Formteils des Schwinghebels am Gehäuseteil des entsprechenden Schalters, wodurch dieses zweite Formteil als Drehpunkt wirkt und die Schwenkbewegung des Hebels verursacht, so daß sich nachfolgend das erste Formteil dieses Hebels von dem Betätigungsknopf des elektrischen Schalters löst, der in seine erste Stellung zurückspringt.

Vorzugsweise sind das erste und das zweite Formteil eines jeden Schwinghebels mit Einstellelementen verbunden, mit denen die Einbaulage dieser Fonnteile am Schwinghebel so verstellt werden kann, daß die Position, in der die Formteile mit dem Betätigungsknopf und dem Gehäuseteil des dazu gehörenden elektrischen Schalters in Eingriff kommen, ebenfalls einstellbar ist.

Der Kolben besteht vorzugsweise

- aus einem Formteil, an dem die Schwinghebel angebaut sind und das auf der der Kammer zur Einspeisung des fluiden Mediums zugewandten Seite einen Ansatz aufweist, der sich in zum Gehäuse axialer Richtung erstreckt und dessen Stirnseite einen ersten Teilbereich der Seite des Kolbens definiert, mit der die Kammer zur Einspeisung des fluiden Mediums begrenzt wird, sowie

- aus einem Ringelement, das dicht auf den Ansatz gepaßt ist und an seinem Ende eine zur Kammer für die Einspeisung des fluiden Mediums weisende Abschlußfläche hat, die einen zweiten Teilbereich des Kolbens zur Begrenzung der Kammer für die Einspeisung des fluiden Mediums bildet. Der Teil des Gehäuses, in dem der Kolben mit einer zur Kammer für die Einspeisung des fluiden Mediums weisenden ringförmigen Schulter versehen ist, ist dazu bestimmt,

mit der Außenkante des Rlngeleraentes so zusammenzuwirken, daß sich folgende Betriebsweise ergibt:

- Wenn sich der Kolben bezüglich seines Verstellhubs innerhalb des QehMvises in einem "sviissen Abstand zu den elektrischen Schaltern befindet, wird die Bewegung des Kolbens durch den Druck des fluiden Mediums, das gleichzeitig auf den ersten Teilbereich und den zweiten Teilbereich des die Kammer zur Einspeisung des fluiden Mediums begrenzenden Kolbens wirkt, geregelt, und

- wenn die Außenkante des Ringelementes aufgrund der Annäherung an die Schalter gegen die ringförmige Schulter drückt, wird die Bewegung des Kolbens durch den Druck des fluiden Mediums, der auf den ersten Teilbereich des die Kammer zur Einspeisung des fluiden Mediums begrenzenden Kolbens wirkt, geregelt.

Dank dieser Eigenschaften ergibt sich eine Schaltvorrichtung mit Fluidbetätigung, die bemerkenswerte Vorzüge hinsichtlich Funktionalität und Präzision aufweist.

Insbesondere der Umstand, daß die Einbaulage der Formteile im Zusammenspiel mit den Schwinghebeln verstellbar ist, ermöglicht eine sehr präzise Einstellung der Übergangsbereiche, die die Teilbereiche voneinander trennen, in die der Verstellhub des Kolbens bezüglich

jeden einzelnen Schwinghebels unterteilt ist. Auf diese Weise kann ebenfalls gewährleistet werden, daß Jeder Schalter der Vorrichtung zwischen seinem ersten Betriebszustand und seinem zweiten Betriebszustand (die beide durch die verschiedenen Stellungen des Betätigungsknopfes gekennzeichnet sind) entsprechend den genau bestimmten Druckwerten des fluiden Mediums umschalten.

Die besondere Ausgestaltung des Kolbens ermöglicht es, ein präzises Arbeiten der Vorrichtung auch bei sehr großer Variation des Betätigungsdrucks zu gewährleisten. So ist es zum Beispiel möglich, daß einer der Schalter vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand zurückspringt, wenn der Druck des fluiden Mediums einen Wert erreicht, der um einige hundert Mal höher als der Druckwert ist, der zuvor die Umschaltung vom ersten in den zweiten Betriebszustand ausgelöst hat.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Schaltvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der in Fig. 1 mit II-II bezeichneten Linie,

Fig. 3 und 4 Betriebsphasen der in den Fig. 1 und

schematisch dargestellten Vorrichtung.

Mit 1 ist in der Zeichnung insgesamt eine Schaltvorrichtung bezeichnet, die vorgesehen ist zur Benutzung entweder als einzelne Schaltvorrichtung oder zusammen mit weiteren gleichen Vorrichtungen zur Steuerung der Klimaanlage eines im einzelnen nicht näher dargestellten Innenraums eines Kraftfahrzeugs.

Die Vorrichtung 1 ist von einem rohrförmigen Gehäuse 2, das normalerweise aus im Pressgußverfahren hergestelltem Kunststoff besteht, umschlossen. Das Gehäuse 2 ist an einem Ende durch eine Abschlußplatte 3 geschlossen, durch die mehrere elektrische Kontaktzungen 4 hindurchführen, die mit im Innern des Gehäuses 2 angeordneten und an die Abschlußplatte 3 angrenzenden elektrischen Schaltern verbunden sind.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Schalter 5 vorgesehen, die jeweils von einem sogenannten "Mikroswitch" gebildet und mit einem starren Gehäuseteil 6 versehen sind, aus dem ein Paar Kontakte 7 herausstehen, von denen jeder mit einer der entsprechenden, aus dem Gehäuse 2 herausragenden Kontaktzungen 4 verbunden ist.

Jeder Schalter 5 ist mit einem Betätigungsknopf bzw. -schieber 8 ausgestattet, der im Gehäuseteil 6 in annähernd axialer Richtung zum Gehäuse 2 beweglich ist.

Der Betätigungsknopf bzw. -schieber 8 hat im wesentlichen zwei Betriebsstellungen.

In der ersten Betriebsstellung(vorstehende Position wie in Abbildung 1 dargestellt) ragt der Betätigungsknopf 8 unter der Wirkung von nicht dargestellten elastischen Rückhalteelementen aus dem Gehäuseteil 6 heraus und hält die Kontakte 7 in voneinander getrennter Lage, wodurch der Schalter 5 den Zustand eines "offenen" Ein-Aus-Schalters einnimmt.

In der zweiten Betriebsstellung (die etwa der in Abbildung 3 dargestellten Stellung entspricht) ist der Betätigungsknopf 8 gegen die Kraft der elastischen Rückhalteelemente ins Innere des Gehäuseteils 6 gedrückt und stellt eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 7 her. In diesem Fall nimmt der Schalter 5 den Zustand eines "geschlossenen" elektrischen Ein-Aus-Schalters ein.

Wie Jedem Fachmann dieses Gebietes bekannt ist, gibt =?s Schalter, welche sich in ihrer Funktion gegenseitig ergänzen: In diesem Fall ist der Schalter 5 geschlossen (Kontaktgabe), wenn sich der Betätigungsknopf 8 in seiner ersten Stellung befindet, und geöffnet (kein Kontckt), wenn sich der Betätigungsknopf 8 in seiner zweiten Stellung befindet. Es stehen auch Schalter 5 mit einer anderen Anzahl an Kontakten zur Verfügung, in denen dann der Betätigungsknopf 8 mehr als zwei Stellungen einnehmen kann, wobei sich das der Erfindung

zugrunde lJejende Prinzip auch auf Schalteinrichtungen |f

ausdehnt, die diese Art Schalter verwenden. £'

An dem der Abschlußplatte 3 gegenüberliegenden Ende

ist das Gehäuse 2 durch einen rohrförmigen Körper^abgeschlossen, der einen Anschlußstutzen mit Innengewinde aufweist. Dieser Anschlußstutzen 9 ermöglicht das Anschließen der Vorrichtung 1 an dem Ende eines nicht dargestellten Gewindezapfens oder eines beliebigen anderen ähnlichen Zapfens, der mit einem Innen- ·<; raum verbunden ist, in dem sich ein fluides, also gasförmiges oder flüssiges Medium befindet, dessen Druck die Arbeitsweise der Vorrichtung 1 steuert.

Der Begriff "Druck" wird in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen in allgemeiner Weise benutzt, ohne daß damit eine genaue Definition dieser Größe hinsichtlich ihrer Quantität erfolgt. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann mit fluiden Medien betrieben werden, die gegenüber dem atmosphärischen Druck entweder einen höheren oder ebenso einen niedrigeren Druck besitzen, wobei letzterer üblicherweise als "Unterdruck" bezeichnet wird.

An dem dem Gehäuse 2 zugewandten Ende ist der Anschlußstutzen 9 durch eine Abschlußplatte geschlossen, welche mit einer Öffnung 10 versehen ist, durch die das fluide Medium unter Druck in das Innere des Gehäuses 2 eindringen kann.

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Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein im wesentlichen mit 11 bezeichneter und in axialer Richtung beweglicher Kolben montiert.

Der Kolben 11 besteht im wesentlichen aus drei Teilen: Einem den Schaltern 5 zugewandten, beweglichen System 12, einem starr mit dem beweglichen System 12 verbundenen Formteil 13 und einem Ringelement 14, das auf der dem beweglichen System 12 gegenüberliegenden Seite des Formteils 13 eingefügt ist.

Das Formteil 13 und das Ringelement 14 sind im Innenraum eines in das Gehäuse 2 mit dazwischen liegendem O-Ring 16 eingelassenen rohrförmigen Einsatzes 15 verschiebbar, wobei der O-Ring die Abdichtung zwischen der Außenfläche des Einsatzes 15 und der Innenwand des Gehäuses 2 gewährleistet. Zum besseren Verständnis der Erfindung kann der Einsatz 15 als fester Bestandteil des Gehäuses 2 betrachtet werden.

An dem den Schaltern 5 zugewandten Ende hat der rohrförmige Einsatz 15 eine Öffnung 17, welche eine axiale Führungsfläche für einen zylindrischen Ansatz 18 des Formteils 13 bildet. Am Formteil 13 ist das bewegliche System 12 zum Beispiel mittels Verschraubung fest ma>tiert.

An dem dem zylindrischen Ansatz 18 gegenüber liegenden Ende ist das Formteil 13 mit einem verbreiterten Kopf-

teil in Form einer Platte ausgestattet, aus der mittig zum Stutzen 9 hin ein zylindrischer Anschluß 20 herausragt, dessen freies dem Stutzen 9 zugewandtes Ende eine ebene Abschlußfläche 20a bildet. Am Anschluß 20 ist das Ringelement 14, das einen etwas größeren Durchmesser als das verbreiterte Kopfteil 19 des Formteils 13 und eine etwas geringere Höhe als der Anschluß 20 hat, verschiebbar eingepaßt.

Mit 21 ist eine Schraubenfeder bezeichnet, deren eines Ende dem Rand der Öffnung 17 und deren entgegengesetzte« Ende der Außenkante des Kopfteiles des Formteils 13 anliegt. Die Feder 21 holt das Formteil 13 und das mit ihm verbundene bewegliche System 12 in eine Stellung zurück, in der diese Teile den größtmöglichen Abstand zu den Schaltern 5 haben, wobei diese Stellung durch die Anlage des beweglichen Systems 12 an dem ihm zugewandten Ende des ringförmigen Einsatzes 15 bestimmt ist.

Mit 22 ist eine Membrane aus flexiblem Werkstoff, z. B. aus einer Metallfolie oder aus Kunststoff, bezeichnet, welche an der Außenseite des dem Stutzen 9 zugewandten Endes des ringförmigen Einsatzes befestigt ist und die Abschlußfläche 20a des Anschlusses 20 des Formteils 13, sowie die Oberfläche des dem Stutzen 9 zugewandten Endes des Ringelementes 14 vollständig abdeckt.

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-12-

{ Die letztgenannte ringförmig abschließende und plane

Oberfläche ist in der Zeichnung mit 14a bezeichnet.

Mit 15a ist eine ringförmige Schulter an der inneren j Mantelfläche des dem Ringelement 14 zugewandten ringförmigen Einsatzes 15 bezeichiEt. Der Teilbereich des Innenraums des Einsatzes 15, der zwischen der Ringschulter 15a und dem dem Stutzen 9 zugewandten Ende dieses Einsatzes 15 liegt, bildet eine Führungsfläche ; für das Ringelement 14, dessen Außenkante gegen die

Fläche der Schulter 15a stößt.

Die hier beschriebene Vorrichtung ist so ausgestaltet, daß die Abschlußfläche 20a des Anschlusses 20 und die Fläche 14a des Ringelementes 14, die beide von der Membran 22 abgedeckt sind, einen beweglichen Wandabschnitt einer am Ende des Gehäuses liegenden Kammer ί 24 bilden, in welche das fluide Medium, das sich in

dem Innenraum befindet, an den die Vorrichtung 1 über den Stutzen 9 angeschlossen wird, unter Druck durch die Öffnung 10 eingespeist wird.

Die Membran 22 bildet eine Abdichtung für das fluide Medium in der Kammer 24.

Das bewegliche System 12 besteht im wesentlichen aus zwei gabelförmigen Elementen 25, von denen jedes in Höhe des freien Endes eines Gabelzinkens mit einem beweglichen Schwinghebel 26 verbunden ist, der die

Funktion hat, den dazu gehörenden Schalter 5 zu betätigen.

In dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel haben die Gehäuseteile der Schalter 5 im wesentlichen eine abgeflachte Form, und jeder Betätigungshebel 26 ist in der Längsrichtung des Gehäuseteils ausgerichtet. An seinem freien Ende, d. h. an dem Ende, das dem mit dem beweglichen System 12 verbundenen Ende gegenüberliegt, ist jeder Schwinghebel 26 mit einem zahnförmigen Ansatz 27 ausgestattet, der gegen den entsprechenden Vorsprung 28 drückt, der vom Zinken des diesem Ansatz gegenüberliegenden gabelförmigen Elementes 25 getragen ist.

Eine Torsionsfeder 29 drückt gegen den Schwinghebel 26 und hält den Ansatz 27 in Eingriffsposition mit dem Vorsprung 28. Die Torsionsfeder 29 wirkt also der Schwingbewegung des Hebels 26 in der Richtung entgegen, die zu einer Entfernung des freien Endes des Schwinghebels 26 von den Schaltern 5 führt.

Mit 30 und 31 sind zwei Formteile bezeichnet, mit densn jeder Schwinghebel 26 ausgestattet ist.

Insbesondere das erste Formteil 30 ist auf den Betätigungsknopf 8 eines der Schalter 5 ausgerichtet.

Das Formteil 31 befindet sich in einer Zwischenposi-

tion zwischen den beiden Enden des Schwinghebels, also auch in einer Zwischenposition zwischen dem ersten Formteil 30 und dem Anschlußbereich des Schwinghebels 26 ai das entsprechende gabelförmige Element

Die Formteile 30 und 31 stellen jeweils eins der Enden eines pilzförmigen Körpers dar, der in einer zylindrischen Aussparung des Schwinghebels 26 axial verschieblich gelagert ist.

In Fig. 2 bezeichnet die Ziffer 32 zwei dieser pilzförmigen Körper (einen pro Schwinghebel 26), bei denen die Formteile 30 das aus dem Schwinghebel 26 herausragende Ende bilden.

An dem dem Formteil 30 gegenüberliegenden Ende weist jeder der Körper 32 einen kegelförmigen Kopf 33 auf, der mit einem entsprechenden kegelförmigen Kopf einer in eine Aussparung des Hebels 26 eingefügten Schraube 34 in Verbindung steht, wobei deren Hauptachse rechtwinklig zur Achse der Aussparung, in welcher der Körper 32 montiert ist, verläuft.

Eine zwischen den Wänden dieser Aussparung und dem kegelförmigen Kopf 33 des Körpers 32 angeordnete Schraubenfeder 35 sorgt für das Rückholen des Formteils 30 ins Innere des Schwinghebels 26. Dieser Rückholbewegung wirkt der dem kegelförmigen Kopf 33 des Körpers 32 anliegende kegelförmige Kopf der Schraube 34 ent-

gegen. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung, die es erlaubt, durch Einstellung der Schraubposition der Schrauben 34 in axialer Richtung die Länge des aus den Schwinghebeln 26 herausragenden Abschnitts der Formteile 30 »nit hoher Genauigkeit einzustellen.

Die Länge des herausstehenden Teils des Jedem Schwinghebel 26 zugeordneten Formteils 31 kann auf analoge Weise durch Verstellen einer Einstellschraube 36 (Fig. 1) geregelt werden.

Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Schaltvorrichtung gem. der Erfindung wird nun davon ausgegangen, daß die Schaltvorrichtung 1 mit einem Innenraum in Verbindung steht, in dem sich ein fluides Medium unter Druck befindet (z. B. ein Leitungsabschnitt einer für ein Kraftfahrzeug bestimmten Klimaanlage), indem der Anschlußstutzen 9 auf ein Ende eines "Fühlerrohrs" geschraubt ist, das zu diesem Teil der Anlage gehört.

Das im Innern dieses Teils der Anlage vorhandene fluide Medium dringt über die Öffnung 10 in das Innere der Kammer 24 ein und steuert die Verschiebung des Kolbens 11 gegen die von der Feder 21 ausgeübte Rückstellkraft.

Der durch das fluide Medium vom Kolben 11 im Innern des Gehäuses 2 zurückgelegte Hub kann im wesentlichen in zwei Steuerabschnitte unterteilt werden:

In einem ersten Abschnitt, der im wesentlichen der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung der Teile entspricht, befindet sich der Kolben 11 in einem bestimmten Abstand zu den Schaltern 5 und der Druck des eingespeisten fluiden Mediums wirkt innerhalb der Kammer 24 (über die Membran 22) auf die gesamte Oberfläche des Kolbens 11, der zu der Kammer weist, also sowohl auf die abschließende Oberfläche 20a des Anschlusses 20 des Formteils 13, als auch auf die Fläche 14a des an diesem Anschluß angebrachten Ringelementes 14.

Unter diesen Bedingungen bewegt sich der Kolben 11 auch bei relativ geringem Druck axial im Verhältnis aum Gehäuse 2 gegen die Rückstellkraft der Feder 21 und führt das bewegliche System 12 an die Schulter heran.

Dieser Zustand bleibt so lange bestehen, bis die Außenkante der der Fläche 14a gegenüberliegenden Fläche des Ringelementes 14 gegen die ringförmige Schulter 15a anschlägt.

Dann ist das Ringelement 14 blockiert und in seiner Lage zum ringförmigen Einsatz 15 und folglich auch zum Gehäuse 2 festgelegt. Der Druck des in die Kammer eingespeisten fluiden Mediums wirkt dann (über die Membran 22) nur auf die Abschlußfläche 20a des Anschlusses 20. Auf diese Weise ergibt sich eine beträchtliche Redu-

zierung der Oberfläche, die der Druckbeaufschlagung durch das fluide Medium ausgesetzt ist.

Eine Fortsetzung des Weges, auf dem sich das Formteil 13 und das bewegliche System 12 den Schaltern 5 nähern, ist also nur bei Vorhandensein sehr viel höherer Druckwerte des fluiden Mediums möglich.

So wird eine Abstufung der Ansprechempfindlichkeit der Schaltvorrichtung erreicht. Diese Abstufung ist bei Anwendungen sehr nützlich, in denen der Regelbereich des Drucks des in die Kammer 24 eingespeisten fluiden Mediums sehr breit ist, z. B. bei Maximaldruckwerten, die um mehrere hundert Mal höher sind als die Mindestdruckwerte.

Hinsichtlich der Schaltwirkung der Schalter 5 läßt sich der Hub, mit dem sich der Kolben 11 den Schaltern 5 nähert, mit Hilfe des aus jeweils einem Schalter 5 und dem entsprechenden Schwinghebel 26 bestehenden Systems in drei aneinandergrenzende Teilbereiche aufteilen.

In dem ersten dieser Teilbereiche, der im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Teile entspricht und in der das bewegliche System 12 gegen das ihm gegenüberliegende Ende des Einsatzes 15 drückt, befinden sich das Formteil 30 eines jeden Schwinghebels 26 und der Betätigungsknopf 8 des entsprechenden Schal-

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ters 5 außer Eingriff oder liegen sich höchstens ohne größere Kraftübertragung einander an. Unter diesen Bedingungen, die im folgenden als "im wesentlichen gelöster Zustand" zwischen dem Formteil 30 und dem Schieber 8 bezeichnet werden, befindet sich der als Betätigungselement des Schalters dienende Schieber 8 in seiner ersten Betriebsstellung.

Auch das Formteil 31 ist bezüglich der Wand des Gehäuseteils 6 desselben, ihm zugewandten Schalters im wesentlichen außer Eingriff.

Bei Ansteigen des Drucks des in der Kammer 24 befindlichen fluiden Mediums nähert sich der Kolben 11 immer mehr den Schaltern 5 und gelangt so in den zweiten Teilbereich des Bewegungshubs im Gehäuse.

Durch die Annäherung an den jeweiligen Schalter 5 wird nun der Betätigungsknopf 8 des Schalters 5 ins Innere des Gehäuseteils 6 gedrückt. Auf diese Weise wird der Betätigungsknopf 8 in seine zweite Betriebsstellung gebracht, die das Schalten des Schalters 5 bewirkt.

Hierbei muß die Gegenkraft der Feder 29 natürlich so gewählt sein, daß Jede wesentliche Schwingbewegung des Hebels 26 durch die Gegenkraft des elastischen Federelements, die den Betätigungsknopf 8 in seine erste, gegenüber dem Schalter 5 in seiner Lage

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entfernte Betriebsstellung zurückstellt, verhindert wird.

Dieser Zustand ist schematisch in Fig. 3 dargestellt.

Wie aus dieser Figur ersichtlich, nähert sich durch die auf die Schalter 5 zu gerichtete Bewegung des beweglichen Systems 12 das zweite Formteil 31 eines jeden Schwinghebels 26 dem Gehäuseteil 6 des ihm gegenüberliegenden Schalters, bis es sich in einer Gegenposition zur Wand dieses Gehäuseteils befindet.

Die nachfolfende Bewegung des Kolbens 11 in Richtung auf die Schalter 5 bewirkt eine Schwenkbewegung der Hebel 26. Das zweite Formteil 31 des Hebels stößt gegen die Wand des Gehäuseteils 6 des Schalters 5 und hat die Funktion eines Drehpunktes, wodurch das erste Formteil 30 entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 4 allmählich vom Schalter 5 wegschwenkt.

Durch das Wegschwenken des ersten Formteils 30 vom Schalter 5 tritt der nun nicht mehr durch das erste Formteil 30 gedrückte Betätigungsknopf" 8 aus dem Gehäuseteil 6 heraus. Der Betätigungsknopf 8 kehrt so in seine erste Betriebsstellung zurück, wobei er den Schalter 5 wieder in die Betriebsstellung versetzt, in der dieser sich bei Beginn der Annäherungsbewegung des Kolbens 11 befand, d. h., als der Druck im Innern der Kammer 24 sehr niedrig war.

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Die durch die Erhöhung des Drucks des fluiden Mediums f in der Kammer 24 erfolgende Annäherungsbewegung des

Kolbens 11 an die Schalter 5 ermöglicht es folglich,

unabhängig voneinander für jeden Schalter 5 folgende

Abläufe zu steuern:
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- Der Übergang von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand bei einer ersten bestimmten Druckhöhe, und

- die anschließende Rückversetzung vom zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand bei Vorhandensein eines anderen, höheren Druckwertes.

Der Umstand, daß die in jedem Schwinghebel 26 vorgesehenen Formteile 30 und 31 in ihrer Höhe einstellbar sind, ermöglicht es, die Lage des Kolbens 11 in Abhängigkeit von den Erfordernissen der Anwendung mit j hoher Präzision festzuleger., bei der jeder Schalter

5 entsprechend den Anwendungserfordernissen zwischen den beiden Betriebszuständen umschaltet.

Da die Stellung des Kolbens 11 in axialer Richtung vom Druck des fluiden Mediums in der Kammer 24 bestimmt wird, ist es durch die Einstellung der Höhe der Formteile 30 und 31 möglich, eine bestimmte Zuordnung zv/ischen dem Erreichen eines bestimmten Druckwertes des fluiden Mediums in der Kammer 24 und dem Eintritt der gewünschten Schaltfunktion festzulegen.

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Es wird besonders darauf hingewiesen, daß die beschriebene Anordnung EinstellmÖglichkeiten zuläßt, die für die einzelnen Schalter 5 voneinander unabhängig sind. Werden die Schalter 5 in Verbindung mit logischen Schaltkreisen betrieben, ist es folglich möglich, bei Änderung des Drucks des in die Kammer 24 eingespeisten fluiden Mediums komplexe logische Schaltsignale zu erzeugen oder auch mit einer einzigen Schaltvorrichtung mehrere angeschlossene Geräte zu steuern.

Der Aufbau des Kolbens 11 ermöglicht, wie bereits erwähnt, die Erzeugung derartiger,logischer Schaltsignale bei Druckwerten, die innerhalb eines sehr weiten Bereichs wählbar sind« So ist es zum Beispü möglich, daß in jedem Schalter der erste Übergang des Betätigungsknopfes 8 von der ersten in die zweite Stellung bei sehr niedrigem Druck des fluiden Mediums erfolgt, wenn also das in der Kammer vorhandene fluide Medium sowohl auf die Fläche 14a des Ringelementes 14, als auch auf die Abschlußfläche 20a des Anschlusses 20 wirkt, und die anschließende Rückkehr in die erste Stellung erfolgt, wenn das Ringelement 14 gegen die Schulter 15a drückt und der Druck des fluiden Mediums nur auf die Abschlußfläche 20a des Anschlusses 20 wirkt.

Natürlich betrifft die Erfindung auch solche Ausführungsformen, die unter Anwendung des gleichen Prinzips eine derartige Arbeitsweise ermöglichen, und

insbesondere solche Ausbildungen, bei denen die Anordnung der Öffnung 10, des Kolbens 11 und der Schalter 5 anders als bei der beschriebenen Anordnung gewählt ist, bei welcher sich der Kolben 11 in einer Zwischenposition zwischen der Öffnung 10 (und der Kammer 24) und den Schaltern 5 befindet.

Claims

· I (III I I · Schutzansprüche:

1. Elektrische Schaltvorrichtung, welche in Abhängigkeit vom Druck eines in einem Innenraum befindlichen fluiden Mediums betätigt werden soll, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- Die Vorrichtung weist ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse (2) mit einem Teilbereich auf, das mit einer Öffnung (10) zur Herstellung der Verbindung mit dem das fluide Medium enthaltenden Ini-.enraum versehen ist}

- in das Innere des Gehäuses (2) sind elektrische Schalter eingebaut, von denen jeder ein Gehäuseteil (6) und einen bezüglich des Gehäuses (2) in axialer Richtung zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschiebbaren Betätigungsknopf (8) enthält, wobei die beiden Stellungen zwei unterschiedlichen Betriebszuständen des Schalters (5) entsprechen;

- im Innern des Gehäuses (2) ist ein axial verschiebbarer Kolben (11) montiert, der eine Fläche (14a, 20a) aufweist, welche zusammen mit dem Teilbereich des Gehäuses (2),in dem sich die öffnung (10) befindet, eine Kammer (24) bildet, in die das fluide Medium eingespeist wird;

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- das eine Ende dieses Kolbens (11) trägt Schwinghebel (26) die an ihrem entgegengesetzten Ende ein erstes Formteil (30) und außerdem in einer Zwischenposition zwischen ihren beiden Enden ein zweites Formteil (31) aufweisen, wobei das erste (30) und das zweite (31) Formteil äazu vorgesehen sind, in Abhängigkeit von der Übertragenen Schubkraft jeweils an dem Betätigungsknopf (8) und dem Gehäuseteil (6) eines äer Schalter (5) in einer bestimmten Stellung anzugreifen, so daß bezüglich eines jeden Schwin^· hebels (26) innerhalb des Gehäuses (2) beim Bevegungshub des Kolbens (11) drei aneinander anschließende Teilbereiche unterschieden werden können, die nacheinander folgenden Zuständen entsprechen:

- dem im wesentlichen gelösten Zustand, bei dem flas erste (30) und das zweite (31) Formteil des Schwinghebels (26) außer Eingriff mit dem entfiprechenden elektrischen Schalter (5) ist, so flaß deesen Betätigungsknopf (8) in seiner ersten Stellung verbleibt;

- dem Eingriffszustand des ersten Fonnteils (30) fles Schwinghebels (26) mit dem Be-fcätigungsknopf (8) des entsprechenden elektrischen Schalters (5) und der sich daraus ergebenden Anordnung dieses Betätigungsknopfes (8) in seiner zweiten Stellung, und

- dem Eingriffszustand des zweiten Formteils (31) des Schwinghebels (26) mit dem Gehäuseteil (6) des entsprechenden Schalters (5)» wodurch das zweite Formteil (31) die Funktion eines Drehpunktes hat und die Schwenkbewegung des Hebels (26) und das daraus folgende Lösen des ersten Formteils (30) des Hebels (26) von dem Betätigungsknopf (8) des Schalters (5) verursacht, der somit in seine erste Stellung zurückkehrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formteil (30) und das zweite Formteil (31) eines jeden Schwinghebels (26) mit von jeweils einer mit kegelförmigem Kopf versehenen Stellschraube (34, 36) gebildeten Einstellelementen unter der Kraft von Schraubenfedern (35) verbunden sind, die es ermöglichen, die Einbfculage der Formteile (30, 31) am Schwinghebel (26) so zu verstellen, daß die Stellung, in der die Formteile (30, 31) in Eingriff mit dem Betätigungsknopf (8) und dem Gehäuseteil (6) des entsprechenden elektrischen Schalters (5) sind, regelbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurüh gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (11) und jedem der Schwinghebel (26) eine Torsionsfeder (29) so angeordnet ist, daß sie der durch den Eingriff des zweiten Formteils (31) des Schwinghebels (26) mit der Kammer (6) des jeweiligen elektrischen Schalters (5) hervorgerufenen

- 4 Schwenkbewegungen des Hebels (26) entgegenwirkt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schraubenfeder (21) aufweist, die den Kolben (11) in Richtung auf einen der Endpunkte des Verschiebewegs des

T.r_T 1 —._ Λ 1 11- j y« _i- υ. . f λ \ ··-« ι ι ·* j-

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schalter (5) an das eine Ende (3) des rohrförmigen Gehäuses (2) angrenzend montiert sind, daß ferner der Teilbereich mit der für die Verbindung mit dem das fluide Medium enthaltenden Innenraum vorgesehenen öffnung (10) sich an dem Ende befindet, das dem Gehäuse (2) gegenüberliegt, und daß schließlich der Kolben (11) im Innenraum des Gehäuses (2) in einer Position zwischen den elektrischen Schaltern (5) und dem genannten Teilbereich mit der öffnung (10) montiert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) aus folgenden Elementen besteht:

- aus einem Formteil (12, 13), an dem die Schwinghebel (26) montiert sind, und das auf der der Kam-

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mer (24) zur Einspeisung des fluiden Mediums zugewandten S_eite einen Anschluß (20) aufweist, der sich bezüglich des Gehäuses (2) in axialer Richtung erstreckt und dessen Abschlußfläche (20a) einen ersten Teilbereich der Fläche (14a, 20a) des Kolbens (11) bildet, die die Kammer (24) zur Einspeisung des fluiden Mediums bestimmt, sowie

- aus einem Ringelement (14), das dicht auf den Anschluß (20) aufgepaßt ist und eine abschliessende Fläche aufweist, die zur Kammer (24) zur Einspeisung des fluiden Mediums weist und einen zweiten Teilbereich der Fläche (14a, 20a) des Kolbens (11) bildet, der die Kammer (24) zur Einspeisung des fluiden Mediums bestimmt, wobei der Teilbereich (15) des Gehäuses (2), in das der Kolben (11) eingebaut ist, eine ringförmige Schulter (15a) aufweist, die zur Kammer (24) zur Einspeisung des fluiden Mediums gerichtet ist, und mit der Außenkante des Ringelements (14) so zusammenwirkt,

- daß die Verstellung des Kolbens (11), so lange er sich innerhalb seines Verstellweges im Gehäuse (2) in einem gewissen Abstand zu den elektrischen Schaltern (5) befindet, durch den Druck des fluiden Mediums, der gleichzeitig auf den ersten Teilbereich (20a) und den zweiten Teilbereich (14a) der Fläche (14a, 20a) des Kolbens (11) der zur Aufnahme des fluiden Mediums

vorgesehenen Kammer (24) wirksam ist, gesteuert •wird und

- daß die Verstellung des Kolbens, wenn die Außenkante des Ringelementes (14) aufgrund der Ärmärielf'ürig ärl die ScriSlter· ν51 gegen uiö ringförmige Schulter (15a) drückt, durch den Druck des fluiden Mediums, der nur auf den ersten Teilbereich (20a) der die Kammer (24) zur Aufnahme des fluiden Mediums begrenzenden Fläche (14a, 20a) des Kolbens wirksam ist, gesteuert wird

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) außerdem mit einer flexiblem Membran (2) versehen ist, die die Fläche (14a, 20a) zur Begrenzungder Kammer (24) zur Einspeisung des fluiden Mediums abdeckt, die eine Abdichtung des fluiden Mediums zwischen der Fläche (20a) des Anschlusses (20) des Fonnteils (12, 13) und dem Ringelement (14) bildet.