DE882620C

DE882620C - Auf Fluessigkeitsdruck ansprechende Einrichtung

Info

Publication number: DE882620C
Application number: DEA14310A
Authority: DE
Inventors: Robert K Sedgwick
Original assignee: American Steel Foundries
Current assignee: American Steel Foundries
Filing date: 1951-11-01
Publication date: 1953-07-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine auf Flüssigkeitsdruck ansprechende Einrichtung zur Betätigung· eines Schalters oder einer Anzeigevorrichtung, z. B. eines Druckmessers.

Die hydrauliche Pressen herstellende Industrie benötigt seit vielen Jahren zur Betätigung eines Schalters eine auf Flüssigkeitsdruck ansprechende Einrichtung, die bei Drücken bis zu 210 kg/cm² arbeitet, im Betrieb eine lange Lebensdauer aufweist und in Übereinstimmung mit den Ein- und Ausschaltdruckwerten wirkt. Die elastischen Materialien, die bisher als Membranen zur Betätigung vom Schaltern verwendet wurden, waren insofern nicht zufriedenstellend, als verhältnismäßig empfindliche Materialien, wie Gummi, mangels genügender Festigkeit hohen Drücken nicht widerstehen können und sich daher als ungeeignet erwiesen haben, während verhältnismäßig steife Materialien, wie Stahl und Berylliumkupfer, sich als zu steif erwiesen haben, um genügend Empfindlichkeit und einen genügenden Arbeitsbereich zu gewährleisten, wenn sie hinreichend stark gemacht werden. Es wurden verschiedene Betätigungsvorrichtungen für Schalter verwendet mit Membranen von ungenügender Festigkeit, so daß die Membranen nach verhältnismäßig wenigen Arbeitsgängen versagt haben. Ferner wurden schon zahlreiche Schalter gebaut, die federbelastete Kolben verwenden. Um die Reibung im wesentlichen zu beseitigen, müssen diese Kolben jedoch geschliffen werden, wodurch zusätzliche Kosten entstehen.

Ziel der Erfindung ist, eine auf Flüssigkeitsdruck ansprechende Schalterbetätigungsvorrichtung zu schaffen, welche stark genug ist, um einen hin-

reichenden Sicherheitsfaktor und Ermüdungswiderstand aufzuweisen, aber. dennoch biegsam genug, um unter Belastung eine erhebliche Abweichung von der ursprünglichen Form zuzulassen, dabei aber Empfindlichkeit gewährleistet und eine genaue Einstellung zuläßt.

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist, eine Anordnung zu schaffen, bei welcher die erforderliche Festigkeit und Biegsamkeit in einem Teil vereinigt ίο sind.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist, eine auf Druck ansprechende Einrichtung zu schaffen, die im Betrieb eine Verzögerung gewährleistet. Wenn beispielsweise ein Druck von 140 kg/cm² erforderlich ist, um den mit der Einrichtung verbundenen Schalter oder die Anzeigevorrichtung zu betätigen, so ist ein Druckabfall von beispielsweise 14 kg/cm² erforderlich, um den Schalter oder die Anzeigevorrichtung wieder freizugeben¹. Dieses Merkmal wird bei den in der Industrie verwendeten Druckschaltern allgemein als wünschenswert angesehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine auf

Druck ansprechende Einrichtung zu schaffen, die im Betrieb praktisch unzerstörbar ist, indem Mittel zum Schutz der Einrichtung gegen hydrostatische Druckstöße vorgesehen werden.

Noch ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine auf Druck ansprechende Einrichtung zu schaffen, die einen hinreichenden Arbeitsbereich aufweist, so daß ein großer Anwendungsbereich gewährleistet wird, und die jederzeit sehr geringen Beanspruchungen unterworfen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsdruck ansprechende Einrichtung mit einer elastischen Einheit, welche eine Spiralfeder umfaßt, deren Innenfläche durch elastisches Material, das sich unter Drude ausdehnen kann, abgedichtet ist, sowie an entgegengesetzten Enden mit der Feder verbundene Verschlußstücke zwecks Bildung einer geschlossenen Druckkammer, wobei die Einrichtung eine Bohrung für den Einlaß von Druckflüssigkeit in die Kammer aufweist, wodurch bewirkt wird, daß sich die Feder aufdreht und daß die Enden derselben eine relative Drehbewegung zueinander ausführen.

In der Zeichnung zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht einer auf Flüssigkeitsdruck ansprechenden Einrichtung gemäß der Erfindung, die mit einem durch dieselbe betätigten Schalter verbunden ist; die linke Hälfte der Einrichtung ist im Aufrißl und die rechte Hälfte im senkrechten Mittelschnitt dargestellt;

Fig. 2 ist eine Ansicht von unten des oberen Kopfteiles und des Schaltertragrahmens der in Fig. ι dargestellten Einrichtung, und

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das obere Verschlußstück und die Betätigungsein'richtung für den Schalter.

Der Rahmen 2 der Einrichtung gemäß der Erfindung wird aus einem oberen Kopfteil 4 und einem unteren Kopfteil 6 gebildet, die durch Schraubenbolzen- und Mutterverbindungen 8 miteinander verbunden sind.

Der untere Kopfteil 6 trägt ein Verschlußstück 10, das einen sich nach oben erstreckenden Ringflansch 12 aufweist, der sich dicht um ein Rohr 14 aus elastischem Material legt, welches sich unter Druck ausdehnen kann, z. B. ein Gummirohr. Das Verschlußstück 10 ist mit einer Bohrung 13 versehen, die mit dem Innern des Rohres 14 verbunden ist und zwecks Betätigung der Einrichtung mit einer Druckquelle in Verbindung gebracht werden kann.

Das obere Ende des Rohres 14 ist dicht in einen sich nach unten erstreckenden Ringflansch 16 eines Verschlußstückes 18 eingepaßt, das den hydraulischen Druck über ein Kugellager 20 auf den· Kopfteil 4 überträgt.

Das Rohr 14 ist dicht in eine Schraubenfeder 22 eingepaßt, die vorzugsweise aus Draht von viereckigem Querschnitt gebildet ist und deren oberes und unteres Ende zwecks Aufnahme der Flansche 12 und 16 mit einer Ausnehmung versehen ist, so daß die Innenflächen der Feder 22 und der Flansche eine ununterbrochene Sitzfläche für das Rohr 14 bilden.

Das Verschlußstück 18 ist mit einem sich nach oben erstreckenden zylindrischen Teil 24 versehen, der in einer entsprechenden Öffnung des Kopfteiles 4 drehbar gelagert ist. Der Teil 24 ist an seinem oberen Ende mit einer Betätigungsnase oder einem Fortsatz 26 versehen, dessen ebene Seite mit einem Ein- und Ausschaltelement 28 eines üblichen Schnappschalters 30 in Eingriff treten kann, der bei 32 an einem mit dem Kopfteil 4 verbundenen Rahmen 34 drehbar befestigt ist. Der Rahmen 34 weist eine Bohrung 36 auf, in welche eine Stellschraube 38 mit einer Schraubenmutter 40 eingeschraubt ist. Durch Betätigung der Stellschraube 38 wird der Schalter 30 um seinen Drehpunkt 32 verdreht, um den Abstand zwischen dem Element 28 und dem Betätigungsfortsatz 26 einzustellen.

Die Enden der Feder 22¹ sind vorzugsweise durch übliche Schlauchklemmen 41 auf den Flanschen 12 und 16 befestigt, um ein Verdrehen der Feder ge- i°5 genüber den Verschlußstücken 10 und 18 wirksam zu verhindern.

Bei Betätigung der Einrichtung bewirkt in das Innere des Rohres 14 durch die Bohrung 13 eingelassener Druck, daß sieh das Rohr 14 in der Umfangsrichtung ausdehnt, während es an einer Bewegung in der Längsrichtung durch die Kopf teile 4 und 6 und das Drucklager 20 gehindert wird. Die Ausdehnung des Rohres 14 in der Umfangsrichtung bewirkt, daß sich die Feder 22 unter dem in der Umfangsrichtung ausgeübten Druck aufdreht, wodurch der Fortsatz 26 verdreht und das Schalterelement 28 betätigt wird. Das Aufdrehen der Feder 22 wird durch die Trägheit des Gummirohres 14 stark gedämpft, wodurch sich eine Verzögerung in der Betätigung des Schalters 30 ergibt. Wenn beispielsweise ein Druck von 140 kg/cm² erforderlich ist, um den Schalter 30 zu betätigen, wird derselbe erst in seine Ausgangsstellung zurückkehren, wenn der Druck auf einen Wert von beispielsweise 126 kg/cm² abgesunken ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung wird das Verschlußstück io durch den in dem Rohr 14 herrschenden hydraulischen Druck durch Reibung an einer Verdrehung gegenüber dem Kopfteil 6 gehindert. Das Verschlußstück 10 kann jedoch gewünschtenfalls mit dem Kopfteil 6 durch Verschweißen verbunden oder mit demselben aus einem Stück hergestellt werden. Das obere Verschlußstück 18 ist infolge der Anordnung des Drucklagers 20 um die Längsachse des Rohres 14 und der Feder 22 frei drehbar.

Obwohl die Einrichtung gemäß der Erfindung in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Betätigungseinrichtung für einen Schalter dargestellt ist, kann dieselbe auch mit einer Anzeigevorrichtung, z. B. einem Druckmesser, oder gewünschtenfalls mit beiden verbunden werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der

ao Einrichtung gemäß der Erfindung sind das Rohr 14 und die Feder 22 als getrennte Teile ausgebildet, wobei die Feder auf dem Rohr gleitbar angeordnet ist. Gewünschtenfalls kann jedoch die Feder in das Gummirohr eingeformt werden, und auch die Verschlußstücke 10 und 18 können in den Gummi eingeformt werden, so daß diese Teile ein einheitliches Ganzes bilden, was die Auswechslung erleichtert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Auf Flüssigkeitsdruck ansprechende Einrichtung, gekennzeichnet durch eine elastische Einheit, welche eine Spiralfeder (22) umfaßt, deren Innenfläche durch elastisches Material, das sich unter Druck ausdehnen kanm, abgedichtet ist, sowie an entgegengesetzten Enden mit der Feder (22) verbundene Verschlußstücke (10, 18) zwecks Bildung einer geschlossenen Druckkammer, wobei die Einrichtung eine Bohrung (13) für den Einlaß von Druckflüssigkeit in die Kammer aufweist, wodurch bewirkt wird, daß sich die Feder (22) aufdreht und die Enden derselben eine relative Drehbewegung zueinander ausführen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (13) für den Einlaß von Druckflüssigkeit in die Kammer in einem der Verschlußstücke (10) vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einheit auf einem Rahmen (2) befestigt ist, wobei eines der Verschlußstücke (10) an einer Drehbewegung relativ zum Rahmen (2) um die Längsachse der Feder (22) gehindert wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem anderen Verschlußstück (18) und dem Rahmen (2) ein Lager (20) angeordnet ist, um eine Drehbewegung dieses Verschlußstückes (18) um die Längsachse der Feder (22) zu ermöglichen.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) im Abstand voneinander angeordnete Kopfteile (4, 6) aufweist, welche sich nicht voneinander weg bewegen können, wobei das nicht verdrehbare Verschlußstück (10) gegen die Innenseite des einen Kopfteiles (6) und das andere Verschlußstück (18) gegen das Lager (20) anliegt, das sich gegen die Innenseite des anderen Kopfteiles (4) abstützt.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material, das die Innenfläche der Feder (22) abdichtet und sich unter Druck ausdehnen kann, ein Gummirohr (14) ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (22) aus Draht von viereckigem oder rechteckigem Querschnitt hergestellt ist.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Verschlußstück (18) an einem Ende der elastischen Einheit einen Fortsatz (26) aufweist, der bei Verdrehung einen Druckschalter (30) betätigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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