EP1137029A2 - Apparatus for proximity switching of an electrical contact and pressure measuring apparatus - Google Patents
Apparatus for proximity switching of an electrical contact and pressure measuring apparatus Download PDFInfo
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- EP1137029A2 EP1137029A2 EP01106862A EP01106862A EP1137029A2 EP 1137029 A2 EP1137029 A2 EP 1137029A2 EP 01106862 A EP01106862 A EP 01106862A EP 01106862 A EP01106862 A EP 01106862A EP 1137029 A2 EP1137029 A2 EP 1137029A2
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- H01H35/247—Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow the switch being of the reed switch type
Definitions
- the pressure cells can also be designed as differential pressure cells two pressurized media e.g. Gases, are separated by the membrane. Use cases are e.g. Heating heaters in which the pressure cell by recording the pressures before and after a fan detects whether there is excess or There is negative pressure.
- the support element is an electrical circuit board.
- the bias of the leaf spring can be particularly simple way indirectly by adjusting the deflection adjust the free end of the support element.
- the agents designed to change the position of the clamping point, to pivot the clamping point about an axis.
- the starting point of the switching element which is also particularly true for pressure sockets is movably attached to a membrane by the change the bias is not affected.
- the remaining portion of the leaf spring the width of a spring joint in the area of the recess.
- a central hole or a central bore is opposite lateral recesses preferred because of a higher torsional rigidity is achieved at the clamping point. In this way the spring rate of the leaf spring can be adjusted in particularly fine increments and specify particularly precisely.
- leaf spring means for contactless Switching the electrical contact has.
- the leaf spring itself their deflection an electrical contact without contact switches.
- there is preferably a permanent magnet on the leaf spring provided that e.g. switch a reed contact can.
- the leaf spring material should not be magnetic.
- the leaf spring is clamped on one side and the switching element engages in the area between the end area of the free end and the clamping point on.
- the switching arrangement as a whole can be special be compact, especially with pressure cans, at which the switching element, i.e. the diaphragm plate, usually centrally is arranged.
- Fig. 1 is an arrangement for non-contact switching a electrical contact generally designated 10.
- the switching arrangement 10 is used for the contactless switching of a electrical reed contact 12, which is arranged stationary.
- a switching process is triggered by means of a switching element 14, which is preferably made of plastic.
- the switching element 14 is shown in Fig. 1 as a membrane plate 14 with a elastically deformable membrane 16 is connected.
- the membrane 16 separates a pressure chamber 18 from a pressure chamber 20.
- Das Switching element 14 is on the membrane 16 on the pressure chamber 20th facing side set.
- a printed circuit board 24 is fixed on the carrier 22.
- a free end 32 of the circuit board 24 can consequently be pivoted, as indicated by an arrow 25.
- a clamping block 34 which is preferably is made of plastic.
- the top 36 of the chuck 34 is at an angle 37 of 2 ° to 45 °, in the illustrated Embodiment inclined, for example, by approximately 5 °.
- top 36 there is a single layer, approximately in plan view rectangular leaf spring 38 clamped on one side.
- the free end 40 of the leaf spring 38 points in the opposite direction like the free end 32 of the circuit board 24.
- the Leaf spring 38 In a central region 42 of the free end 40 is the Leaf spring 38 provided with a central hole 44. By the Hole 44 engages a downward pin 46 of the switching element 14.
- the underside of the switching element 14 is also conical tapered so that the top of the leaf spring 38 is touched only in dots or circles.
- the stop 50 can be made in one piece with the stationary support 22 be formed.
- the position of the stop 50 is chosen so that the leaf spring 38 is biased in the rest position.
- the top is also located of the central area 42 of the leaf spring in the rest position directly below the underside of the switching element 14, in such a way that the membrane 16 is relaxed against it Basic position is not deflected.
- a permanent magnet 52 set At the bottom of the end portion 48 is a permanent magnet 52 set.
- FIGS. 3 and 4 each show a pressure measuring device in the form of a Pressure cell 70 with a switching arrangement according to the invention. Elements, which have the same function as the schematic Representation of a switching arrangement in FIGS. 1 and 2, are provided with the same reference numbers.
- the pressure cell 70 has an upper part 72 and a lower part 74 between which the membrane 16 is clamped. Hence becomes an upper between the upper part 72 and the membrane 16 Pressure room 18 set up. Is located below the membrane 16 the second pressure chamber 20.
- the upper part 72 and the lower part 74 are plastic injection molded parts.
- the lower part 74 forms the stationary support 22 and the stop 50.
- the adjusting screw 58 as a simple Grub screw is formed, which is screwed into the lower part 74 and from the outside, i.e. when assembled, can be moved. This enables a fine adjustment of the switching point possible in the assembled pressure can 70.
- the position of the permanent magnet 52 is preferably determined by a characteristic of switching distance 54 over center offset 62 the arrangement of permanent magnet 52 and reed contact 12th
- the pivot point of the free end 32 of the circuit board 24 can be by the location of the hole 28 (or by the location corresponding side recesses) and consequently by narrowing the Set joint width.
- the adjustment sensitivity is low or high.
- the recesses 60 determine the spring rate the leaf spring 38. For different applications the same starting leaf spring by providing different large recesses 60 (or a corresponding hole) is used become. As a result, the switching characteristics of the Pressure cell 70 can be adapted to the particular circumstances.
- the coupling between switching element 14 and leaf spring 38 can also be done so that instead of a hole 44 in the leaf spring 38 a trough is provided in which the as a tip bearing trained pin 46 engages.
- the pressure can 70 according to the invention can be extremely few components. Therefore, no kick Friction or coupling hysteresis.
- the switching arrangement 10 can be adjusted with only a single adjusting screw 58 and fine-tune. This is based on an optimal relative position between permanent magnet 52 and reed contact 12, how they are characterized by a characteristic of switching distance 54 Center offset 62 can be determined.
- Fig. 5 shows in schematic form the arrangement from the free end 32 of a carrier, clamping block 34 and leaf spring 38 in schematic form and serves to explain the setting of the Pretension by swiveling the clamping block 34.
- the free end 32 By exerting a force B on the free end 32, for example by means of the adjusting screw 58, the free end can be 32 around the pivot point A (corresponding to the reference symbol 30 in Fig. 1) pivot.
- a starting position is in solid lines in FIG. 5 shown.
- a swivel position is through dash-dot lines shown.
- the clamping point C In the starting position, the clamping point C is in a position C 1 .
- a force F 1 (at 17) is exerted on a central region of the leaf spring 38, for example by means of the switching element 14, the point D is deflected by a path S * 1 .
- the end 40 1 of the leaf spring 38 is pivoted from a position E 1 to a position from which the reed contact 12 switches. This position is shown as a threshold in FIG. 5.
- the path of the free end 40 1 into the position shown at 40 1 ' is S 1 .
- the operating point (switching force threshold ) is reached at a lower force F 2 when the free end 32 is raised.
- lowering the free end 32 means that the operating point is only reached at a higher force 17.
- FIG. 5 is also at the extreme end of the free end 32 alternative pivot point A 'shown.
- this alternative embodiment would be the mounting block 34 so that it around the pivot point A 'is pivotable. With such a A configuration would pivot the clamping block 34 out the solid position shown in a swivel position upwards by means of a force B the switching force threshold increase.
- FIG. 5 also shows that the free end 40 of the leaf spring 38 does not necessarily have to be pretensioned by a stop 50, as shown in FIG. 1.
- the stop 50 essentially serves to avoid vibrations of the system of membrane 16 and leaf spring 38 with a force 17 of essentially 0 Newton or a pressure difference of essentially 0.
- the prestressing path realized by the stop 50 should then be 5 example shown may be greater than the difference S 1 - S 2 . In other words, the stop 50 should be approximately at the level of E 2 . Then the switching function is not influenced despite the stop 50 over the setting range of the clamping block 34.
- FIG. 6 A variant of a recess 60a in the form of one on a center line the leaf spring hole is shown in Fig. 6. Such a hole 60a is opposite the side recesses 60 of FIG. 2 is preferred since the leaf spring 38 is then more torsionally rigid is stored.
- FIG. 7 shows a further variant in which the leaf spring 38 provided without a hole 44 for a pin of the switching element 14 is.
- the lower end of the switching element is 14a rounded and lies on the leaf spring 42a and can Reduction in friction, for example coated with Teflon his.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Kontaktes mittels einer eine vorbestimmte Schaltkraftschwelle übersteigenden Schaltkraft, mit
- einem Schaltglied, mittels dessen die Schaltkraft ausgeübt wird,
- einer an einer Einspannstelle einseitig eingespannten Blattfeder, wobei das Schaltglied zum Schalten an der Blattfeder angreift, um die Blattfeder von einer Ruheposition in eine Schaltposition zu bewegen, wobei die Blattfeder in der Ruheposition so angeordnet ist, daß deren Federkraft die vorbestimmte Schaltkraftschwelle bildet.
- a switching element by means of which the switching force is exerted,
- a leaf spring clamped on one side at a clamping point, the switching element for switching engaging the leaf spring to move the leaf spring from a rest position into a switching position, the leaf spring being arranged in the rest position so that its spring force forms the predetermined switching force threshold.
Die Erfindung betrifft ferner ein Druckmeßgerät mit wenigstens einem durch eine Membran getrennten Druckraum und mit einer solchen Anordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Kontaktes.The invention further relates to a pressure measuring device with at least a pressure chamber separated by a membrane and with a such an arrangement for contactless switching of an electrical Contact.
Eine derartige Anordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Kontaktes sowie ein solches Druckmeßgerät sind bekannt aus der GB-1,139,162.Such an arrangement for the contactless switching of a electrical contact and such a pressure measuring device are known from GB-1,139,162.
Druckmeßgeräte mit berührungsloser Schaltanordnung sind auch unter dem Begriff Druckdose bekannt.Pressure gauges with non-contact switching arrangement are also known under the term pressure can.
In einer Druckdose wird bei einer Veränderung des Druckes in dem Druckraum die in der Regel gummielastische Membran gewölbt. Die Membran ist mit dem Schaltglied gekoppelt und schaltet durch den Wölbungsvorgang einen elektrischen Kontakt.In a pressure cell, when the pressure changes in the pressure-elastic chamber, which is usually rubber-elastic. The membrane is coupled to the switching element and switches electrical contact due to the bulging process.
In der Praxis erfolgt das Schalten des elektrischen Kontaktes überwiegend auf mechanischem Wege. Dabei ist das Schaltglied unmittelbar mit einem elektrischen Kontakt versehen, der bei Auswölbung der Membran einen anderen Kontakt berührt und hierdurch einen elektrischen Stromkreis schließt.In practice, the electrical contact is switched predominantly by mechanical means. Here is the switching element immediately provided with an electrical contact that at Bulging the membrane touches another contact and thereby closes an electrical circuit.
Derartige Schaltanordnungen sind bekannt aus der US-A-3,585,328
sowie aus der DE 42 02 144 A1.Such switching arrangements are known from US-A-3,585,328
and from
Bei der Schaltanordnung der DE 42 02 144 A1 ist eine Blattfeder
zur Beeinflussung einer Schaltkraftschwelle vorgesehen. Eine
Einstellschraube greift an einem mittleren Abschnitt der Blattfeder
zur Veränderung der Schaltkraftschwelle an.In the switching arrangement of
Ferner leiden derartige mechanische Lastschalter an den bekannten Nachteilen wie Korrosion, Funkenbildung, etc.Furthermore, mechanical load switches of this type suffer from the known ones Disadvantages such as corrosion, sparking, etc.
Aus der Praxis sind jedoch auch Druckdosen bekannt, bei denen der elektrische Kontakt berührungslos geschaltet wird. Der elektrische Kontakt ist bei diesen Druckdosen häufig ein Reed-Kontakt. Die gummielastische Membran ist an ihrer Unterseite mit einem Membranteller ausgestaltet, der auf einer einseitig eingespannten Blattfeder aufliegt. Von der Unterseite der Blattfeder drückt eine einstellbare konische Schraubenfeder gegen die Blattfeder, um die Schaltkraftschwelle zu bilden. Am Endbereich des freien Endes der Blattfeder ist ein Permanentmagnet befestigt, so, daß er schräg oberhalb des Reed-Kontaktes angeordnet ist.However, pressure cans are also known in practice in which the electrical contact is switched without contact. The Electrical contact is often a reed contact in these pressure sockets. The rubber-elastic membrane is on its underside designed with a membrane plate on one side clamped leaf spring rests. From the bottom of the Leaf spring presses against an adjustable conical coil spring the leaf spring to form the switching force threshold. At the The end region of the free end of the leaf spring is a permanent magnet attached so that it is diagonally above the reed contact is arranged.
Bei einer Druckerhöhung wird mittels der Membran eine Kraft gegen die Druckkraft der konischen Schraubenfeder ausgeübt. Sobald die mittels der Schraubenfeder eingerichtete Schaltkraftschwelle überstiegen wird, wird die Membran soweit ausgelenkt, daß die Blattfeder mit dem daranhängenden Permanentmagneten so nahe an den Reed-Kontakt gelangt, daß dieser schaltet.When the pressure increases, a force is counteracted using the membrane exerted the pressure force of the conical coil spring. As soon as the switching force threshold set up by means of the coil spring is exceeded, the membrane is deflected so far that the leaf spring with the attached permanent magnet so gets close to the reed contact that it switches.
Aus der DE 91 08 159 U1 ist eine weitere Schaltanordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Reed-Kontaktes bekannt. Bei dieser Anordnung ist in an sich üblicher Weise am Ende einer einseitig eingespannten Blattfeder ein Schaltmagnet angeordnet. Zum Einrichten einer Schaltkraftschwelle dienen zwei gleichsinnig gepolte Permanentmagnete. Der eine Permanentmagnet ist an einem mittleren Abschnitt der Blattfeder festgelegt. Der andere Permanentmagnet ist gehäusefest angeordnet. Die Permanentmagnete ersetzen folglich die oben genannte konische Schraubenfeder zur Einstellung der Schaltkraftschwelle. Nachteilig hierbei ist, daß die Schaltkraftschwelle nicht einstellbar ist und die so eingerichtete Magnetfeder eine stark progressive Kennlinie hat.DE 91 08 159 U1 is a further switching arrangement for contactless switching of an electrical reed contact known. This arrangement is in the usual way on A switching magnet at the end of a leaf spring clamped on one side arranged. Serve to set up a switching force threshold two permanent magnets with the same polarity. The one permanent magnet is attached to a central section of the leaf spring. The other permanent magnet is fixed to the housing. The permanent magnets therefore replace the conical mentioned above Coil spring for setting the switching force threshold. The disadvantage here is that the switching force threshold is not adjustable and the magnetic spring set up in this way is a strong one has progressive characteristic.
Aus der eingangs genannten GB-1,139,162 ist ein druckbetriebener Magnetschalter bekannt. Ein Schaltmagnet zur Betätigung eines Reed-Kontaktes ist unmittelbar an einer Membran festgelegt. Zur Einrichtung einer Schaltkraftschwelle ist ein elastisches Element vorgesehen, das von oben auf den Schaltmagneten einwirkt. Die Vorspannung des elastischen Elementes soll einstellbar sein, um die Schaltkraftschwelle zu verändern. Es ist jedoch nicht ausgeführt, wie diese Einstellbarkeit gelöst sein soll.From the GB-1,139,162 mentioned above is a pressure-operated Magnetic switch known. A solenoid for actuating a Reed contact is attached directly to a membrane. To set up a switching force threshold is an elastic one Element provided that acts on the switching magnet from above. The preload of the elastic element should be adjustable to change the switching force threshold. However, it is not explained how this adjustability can be solved should.
Die Druckdosen können auch als Differenzdruckdosen ausgebildet sein, wobei zwei je unter Druck stehende Medien, z.B. Gase, durch die Membran getrennt sind. Anwendungsfälle sind z.B. Heizthermen, bei denen die Druckdose durch Erfassung der Drücke vor und nach einem Gebläse erkennt, ob im Abgasweg Über- oder Unterdruck herrscht.The pressure cells can also be designed as differential pressure cells two pressurized media e.g. Gases, are separated by the membrane. Use cases are e.g. Heating heaters in which the pressure cell by recording the pressures before and after a fan detects whether there is excess or There is negative pressure.
Die Schaltkraftschwelle soll dabei Differenzdrücken im Bereich von einigen wenigen Pascal bis zu einigen hundert Pascal entsprechen. Bei derart niedrigen Drücken und folglich geringen Schaltkraftschwellen (die Membran einer typischen Druckdose für Heiztherme hat einen Durchmesser von ca. fünf Zentimetern und folglich eine Fläche von ca. etwa 20 Quadratzentimetern, wodurch Schaltkräfte im Bereich von 0,001 N übertragen werden) sind die einzelnen konstruktiven Elemente, insbesondere die Federeinrichtungen, sehr filigran und empfindlich. Das Einstellen der Schaltkraftschwelle erfolgt bei der oben beschriebenen Druckdose in mehreren Stufen. Dabei ist sowohl die Lage und folglich Vorspannkraft der konischen Schraubenfeder einstellbar als auch auch die Relativlage des Reed-Kontaktes zum Permanentmagneten.The switching force threshold should be differential pressures in the range from a few pascals to a few hundred pascals. At such low pressures and consequently low ones Switching force thresholds (the membrane of a typical pressure cell for Heiztherme has a diameter of about five centimeters and consequently an area of approximately 20 square centimeters, which makes Switching forces in the range of 0.001 N are transmitted) are the individual structural elements, especially the spring devices, very delicate and delicate. The setting the switching force threshold occurs at the one described above Pressure can in several stages. It is both the location and consequently preload of the conical coil spring adjustable as well as the relative position of the reed contact to the permanent magnet.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Kontaktes sowie ein hiermit ausgestattetes Druckmeßgerät anzugeben, die bei einfacher Konstruktion hohen Anforderungen an die Schaltempfindlichkeit entsprechen.Against this background, it is the object of the invention, a Arrangement for the contactless switching of an electrical contact and to specify a pressure measuring device equipped with it, the high demands on the simple construction Switch sensitivity correspond.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Anordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Kontaktes dadurch gelöst, daß Mittel zur Veränderung der Lage der Einspannstelle vorgesehen sind, so daß durch Veränderung der Lage der Einspannstelle die Schaltkraftschwelle eingestellt werden kann, insbesondere fein eingestellt werden kann. This task becomes contactless in the arrangement mentioned at the beginning Switching an electrical contact solved by that means to change the position of the clamping point are provided so that by changing the position of the clamping point the switching force threshold can be set, in particular can be adjusted finely.
Bei dem eingangs genannten Druckmeßgerät wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine solche Schaltanordnung enthalten ist, wobei die Membran mit dem Schaltglied gekoppelt ist.With the pressure measuring device mentioned at the outset, the task is thereby solved that such a switching arrangement is included, wherein the membrane is coupled to the switching element.
Durch die Maßnahme, die Schaltkraftschwelle durch Verändern der Lage der Einspannstelle der Blattfeder einstellbar auszugestalten, werden die Voraussetzungen geschaffen, um eine hohe Schaltempfindlichkeit bei einfacher Konstruktion zu erzielen. Insbesondere kann die Vorspannung der Blattfeder verändert werden, ohne daß die Blattfeder selbst berührt werden muß. Folglich kann die Einstellung der Vorspannung erfolgen, ohne daß zusätzliche Reibungsverluste erzeugt werden.By the measure, the switching force threshold by changing the To make the position of the clamping point of the leaf spring adjustable, the conditions are created to a high To achieve switching sensitivity with a simple construction. In particular, the preload of the leaf spring can be changed, without having to touch the leaf spring itself. Hence the preload can be adjusted without additional friction losses are generated.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Erzielung einer hohen Schaltgenauigkeit eine Anordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Kontaktes mittels einer eine vorbestimmte Schaltkraftschwelle übersteigenden Schaltkraft geschaffen, die ein Schaltglied, mittels dessen die Schaltkraft ausgeübt wird, und eine bewegliche Blattfeder aufweist, wobei das Schaltglied zum Schalten an der Blattfeder angreift, um die Blattfeder von einer Ruheposition in eine Schaltposition zu bewegen, wobei die Blattfeder in der Ruheposition so angeordnet ist, daß deren Federkraft allein die vorbestimmte Schaltkraftschwelle bildet, also weder eine zusätzliche Feder wie eine Schraubenfeder noch sich abstoßende Permanentmagnete vorgesehen werden.According to a further aspect of the invention is to achieve a high switching accuracy an arrangement for contactless Switching an electrical contact by means of a created switching force exceeding predetermined switching force threshold, which is a switching element by means of which the switching force is exercised, and has a movable leaf spring, wherein the switching element for switching engages the leaf spring to the To move the leaf spring from a rest position into a switching position, the leaf spring being arranged in the rest position is that the spring force alone the predetermined switching force threshold does not form an additional spring like one Coil spring still repelling permanent magnets provided become.
Dadurch, daß zur Einstellung der Schaltkraftschwelle nur eine Feder, nämlich die bewegliche Blattfeder vorgesehen wird, ist der konstruktive Aufbau insgesamt vereinfacht. Aufgrund der geringeren Anzahl an mechanischen Bauteilen sind die insgesamt auftretenden Reibungshysteresen aufgrund von Lagerung und Kupplung der Bauteile geringer. Folglich ergibt sich eine hohe Schaltgenauigkeit.The fact that only one for setting the switching force threshold Spring, namely the movable leaf spring is provided the overall design is simplified. Because of the lesser The total number of mechanical components friction hysteresis occurring due to bearing and clutch of the components lower. As a result, there is a high one Switching accuracy.
Die folgenden bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich auf beide oben genannten Aspekte der Erfindung anwenden.The following preferred configurations can be applied to both Apply above aspects of the invention.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Blattfeder in der Ruheposition mittels eines ortsfesten Anschlages vorgespannt ist.It is particularly preferred if the leaf spring is in the rest position is biased by a fixed stop.
Auf diese Weise wird zum einen eine feste und ortsgenaue Ruheposition der Blattfeder eingerichtet.In this way, on the one hand, it becomes a fixed and precise resting position the leaf spring set up.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Blattfeder mittels des ortsfesten Anschlages so vorgespannt ist, daß die Blattfeder in ihrer Ruhelage im wesentlichen keine Kraft auf das Schaltglied ausübt.It is particularly preferred if the leaf spring by means of the fixed stop is biased so that the leaf spring in its rest position essentially no force on the Switching element exercises.
Auf diese Weise ist das Schaltglied in der Ruheposition nicht von Vorspannkräften beaufschlagt. Bei Anwendung in einer Druckdose wird folglich vermieden, daß die Membran ständig mit einer Vorspannung beaufschlagt wird, wie dies bei der Vorspannung durch die oben beschriebene konische Schraubenfeder der Fall ist.In this way, the switching element is not in the rest position preloaded. When used in a pressure can is thus avoided that the membrane with a constant Bias is applied, as is the case with the bias due to the conical coil spring described above is.
Insgesamt ist es besonders bevorzugt, wenn die Blattfeder reibungsfrei beweglich gelagert ist, wenn also bei einer Auslenkung durch das Schaltglied im wesentlichen keine Reibungskräfte zu überwinden sind. Durch die folglich im wesentlichen nicht auftretenden Reibungshysteresen ergibt sich insgesamt eine sehr hohe Schaltgenauigkeit. Overall, it is particularly preferred if the leaf spring is frictionless is movably mounted, so when there is a deflection by the switching element essentially no frictional forces are to be overcome. As a result, essentially not The friction hysteresis that occurs is very high overall high switching accuracy.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Blattfeder einseitig eingespannt ist und wenn der elektrische Kontakt in der Nähe ihres freien Endes angeordnet ist.It is further preferred if the leaf spring is clamped on one side and if the electrical contact is close to hers free end is arranged.
Hierdurch ergibt sich eine einfache Konstruktion der Einspannung der Blattfeder. Diese kann folglich nach dem Prinzip eines einfach eingespannten Biegebalkens dimensioniert werden. Die Bewegung eines solchen Federgelenks ist generell reibungsfrei.This results in a simple construction of the clamping the leaf spring. This can therefore be based on the principle of a simply clamped bending beam can be dimensioned. The Movement of such a spring joint is generally smooth.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Blattfeder an der Einspannstelle unter einem spitzen Winkel > 0° zu einer Querebene eingespannt ist, die etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schaltgliedes ausgerichtet ist.It is particularly preferred if the leaf spring at the clamping point at an acute angle> 0 ° to a transverse plane is clamped, which is approximately perpendicular to the direction of movement of the Switching element is aligned.
Auf diese Weise läßt sich in einer generell rechtwinklig zu der Querebene ausgerichteten Druckdose vergleichsweise einfach eine Vorspannung für die Blattfeder einrichten.In this way, one can be generally perpendicular to the Transversely aligned pressure can comparatively simply a Set up preload for the leaf spring.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schaltanordnung, bei im wesentlichen unveränderter Konstruktion, mit unterschiedlichen Einspannblöcken herstellbar, die die Blattfeder jeweils unter einem anderen Winkel einspannen, so daß Schaltanordnungen mit unterschiedlicher Schaltkraftschwelle durch Auswahl des Einstellblockes herstellbar sind.According to a further preferred embodiment, the Switching arrangement, with essentially unchanged construction, can be manufactured with different clamping blocks clamp the leaf spring at a different angle, so that switching arrangements with different switching force threshold can be produced by selecting the setting block.
Auf diese Weise lassen sich bei einer einzigen Grundkonstruktion Schaltanordnungen für unterschiedliche Anwendungsbereiche schaffen, wobei jeder Anwendungsbereich eine andere Schaltkraftschwelle besitzt. Die Schaltkraftschwellen können dabei Druckdifferenzen im Bereich von einigen wenigen Pascal bis hin zu mehreren hundert Pascal entsprechen. Anders ausgedrückt, läßt sich durch die Wahl des Einstellblockes und folglich des Winkels die Schaltkraftschwelle grob vorwählen. Die Mittel zur Veränderung der Lage der Einspannstelle dienen dann zur Feineinstellung.In this way, with a single basic construction Switching arrangements for different areas of application create, each area of application a different switching force threshold owns. The switching force thresholds can Pressure differences in the range from a few Pascals to correspond to several hundred pascals. Expressed differently, can by the choice of the adjustment block and consequently the Roughly preselect the switching force threshold. The means of Changes in the position of the clamping point are then used for fine adjustment.
Ferner ist es besonders bevorzugt, wenn der Endbereich des freien Endes der Blattfeder mittels eines Anschlages etwa parallel zu der Querebene ausgerichtet ist.Furthermore, it is particularly preferred if the end region of the free end of the leaf spring approximately parallel by means of a stop is aligned to the transverse plane.
Auf diese Weise läßt sich der Anschlag zum einen konstruktiv besonders leicht in die Anordnung integrieren. Zum anderen kann erreicht werden, daß auch das Schaltglied unter einem nahezu senkrechten Winkel an der Blattfeder angreifen kann.In this way, the stop can be constructive integrate particularly easily into the arrangement. On the other hand be achieved that the switching element under an almost attack vertical angle on the leaf spring.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Einspannstelle der Blattfeder an dem freien Ende eines auskragenden elastischen Tragelements angeordnet.According to a further preferred embodiment, the clamping point is the leaf spring at the free end of a cantilever arranged elastic support element.
Auf diese Weise ergibt sich in bezug auf die Einstellbarkeit der Schaltkraftschwelle mittels der Blattfeder eine größtmögliche Flexibilität.This results in the adjustability the switching force threshold by means of the leaf spring is the greatest possible Flexibility.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Federrate des Tragelementes wesentlich größer ist als die Federrate der Blattfeder.It is particularly preferred if the spring rate of the support element is much greater than the spring rate of the leaf spring.
Auf diese Weise wird gewährleistet, daß für die zum Einrichten der Schaltkraftschwelle erforderliche Kraft im wesentlichen allein die Federrate der Blattfeder maßgeblich ist. This ensures that for setting up the switching force threshold required force essentially alone the spring rate of the leaf spring is decisive.
Ferner ist es dabei besonders bevorzugt, wenn das Tragelement eine elektrische Leiterplatte ist.Furthermore, it is particularly preferred if the support element is an electrical circuit board.
Eine Leiterplatte ist in einer Anordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Kontaktes und insbesondere in einem Druckmeßgerät generell meist ohnehin vorhanden. Ferner hat eine solche Platine mit einer Materialstärke im Bereich von wenigen Millimetern eine wesentliche größere Federrate als eine typische Blattfeder.A circuit board is in a non-contact arrangement Switching an electrical contact and especially in one Pressure gauges generally available anyway. Furthermore, one such a board with a material thickness in the range of a few Millimeters a much larger spring rate than a typical one Leaf spring.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das freie Ende der Blattfeder und das freie Ende des Tragelementes bzw. der Leiterplatte in entgegengesetzte Richtungen weisen.It is particularly preferred if the free end of the Leaf spring and the free end of the support element or the circuit board point in opposite directions.
Auf diese Weise kann die Anordnung besonders kompakt ausgebildet werden.In this way, the arrangement can be made particularly compact become.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Anordnung Mittel zum Verstellen der Auslenkung des freien Endes des Tragelementes aufweist, um so die Lage der Einspannstelle zu ändern, um die Schaltkraftschwelle einzustellen.It is further preferred if the arrangement has means for adjusting has the deflection of the free end of the support element, so as to change the position of the clamping point to the switching force threshold adjust.
Auf diese Weise läßt sich die Vorspannung der Blattfeder auf besonders einfache Weise mittelbar durch Verstellen der Auslenkung des freien Endes des Tragelementes einstellen.In this way, the bias of the leaf spring can be particularly simple way indirectly by adjusting the deflection adjust the free end of the support element.
Gemäß einer insgesamt bevorzugten Ausführungsform sind die Mittel zur Veränderung der Lage der Einspannstelle dazu ausgelegt, die Einspannstelle um eine Achse zu verschwenken. According to an overall preferred embodiment, the agents designed to change the position of the clamping point, to pivot the clamping point about an axis.
Obgleich es generell auch möglich ist, die Einspannstelle durch geeignete Mittel linear zu bewegen, insbesondere parallel zur Schaltkraftrichtung, haben die Erfinder herausgefunden, daß ein Verschwenken der Einspannstelle konstruktive Vorteile bietet.Although it is generally also possible to use the clamping point to move suitable means linearly, in particular parallel to Switching force direction, the inventors found that a Swiveling the clamping point offers constructive advantages.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Einspannstelle so verschwenkbar ist, daß die Lage des Abschnittes der Blattfeder, an dem das Schaltglied angreift, im wesentlichen unverändert bleibt.It is particularly preferred if the clamping point is like this is pivotable that the position of the portion of the leaf spring, on which the switching element acts, essentially unchanged remains.
Auf diese Weise können Reibungseinflüsse zwischen Schaltglied und Blattfeder minimiert werden. Ferner wird die Ausgangslage des Schaltgliedes, das insbesondere bei Druckdosen ja ebenfalls beweglich an einer Membran festgelegt ist, durch die Änderung der Vorspannung nicht beeinflußt.In this way, frictional influences between the switching element and leaf spring can be minimized. Furthermore, the starting point of the switching element, which is also particularly true for pressure sockets is movably attached to a membrane by the change the bias is not affected.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Blattfeder im Bereich der Einspannstelle mit einer Ausnehmung versehen, vorzugsweise mit einem auf der Mittenachse der Blattfeder angeordneten Loch.According to a further preferred embodiment, the leaf spring is provided with a recess in the area of the clamping point, preferably with one on the central axis of the leaf spring arranged hole.
Diese "Schwächung" der Einspannstelle der Blattfeder bestimmt die Federrate der Blattfeder, also insbesondere das Schaltverhalten und die Ein-Ausschalthysterese.This "weakening" of the clamping point of the leaf spring determines the spring rate of the leaf spring, in particular the switching behavior and the on-off hysteresis.
Mit anderen Worten bildet der verbleibende Abschnitt der Blattfeder im Bereich der Aussparung die Breite eines Federgelenkes. Ein mittiges Loch bzw. eine mittige Bohrung ist dabei gegenüber seitlichen Aussparungen bevorzugt, da eine höhere Verdrehsteifigkeit an der Einspannstelle erzielt wird. Auf diese Weise läßt sich die Federrate der Blattfeder in besonders feinen Abstufungen und besonders exakt festlegen.In other words, the remaining portion of the leaf spring the width of a spring joint in the area of the recess. A central hole or a central bore is opposite lateral recesses preferred because of a higher torsional rigidity is achieved at the clamping point. In this way the spring rate of the leaf spring can be adjusted in particularly fine increments and specify particularly precisely.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Blattfeder Mittel zum berührungslosen Schalten des elektrischen Kontaktes aufweist.It is also preferred if the leaf spring means for contactless Switching the electrical contact has.
Zwar ist es generell denkbar, daß die Blattfeder selbst aufgrund ihrer Auslenkung einen elektrischen Kontakt berührungslos schaltet. Vorzugsweise ist an der Blattfeder jedoch ein Permanentmagnet vorgesehen, der z.B. einen Reed-Kontakt schalten kann. In diesem Fall sollte der Werkstoff der Blattfeder nicht magnetisch sein.It is generally conceivable that the leaf spring itself their deflection an electrical contact without contact switches. However, there is preferably a permanent magnet on the leaf spring provided that e.g. switch a reed contact can. In this case, the leaf spring material should not be magnetic.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Blattfeder einseitig eingespannt und das Schaltglied greift im Bereich zwischen dem Endbereich des freien Endes und der Einspannstelle an.According to a further preferred embodiment, the leaf spring is clamped on one side and the switching element engages in the area between the end area of the free end and the clamping point on.
Auf diese Weise kann die Schaltanordnung insgesamt besonders kompakt ausgebildet werden, insbesondere bei Druckdosen, bei denen das Schaltglied, also der Membranteller in der Regel zentral angeordnet ist.In this way, the switching arrangement as a whole can be special be compact, especially with pressure cans, at which the switching element, i.e. the diaphragm plate, usually centrally is arranged.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages result from the description and the attached one Drawing.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the above and those below Features to be explained not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used alone, without the scope of to leave the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in der Zeichnung:
- Fig. 1
- eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung;
- Fig. 2
- eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1;
- Fig. 3
- eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht einer Druckdose mit einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung von schräg oben; und
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht der Druckdose der Fig. 3 von schräg unten;
- Fig. 5
- eine weitere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung;
- Fig. 6
- eine Detailansicht einer bevorzugten alternativen Ausführungsform; und
- Fig. 7
- eine Detailansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform.
- Fig. 1
- is a schematic sectional view of a switching arrangement according to the invention;
- Fig. 2
- is a schematic sectional view taken along line II-II of Fig. 1;
- Fig. 3
- a perspective, partially cut-away view of a pressure can with a switching arrangement according to the invention obliquely from above; and
- Fig. 4
- a perspective view of the pressure cell of Figure 3 obliquely from below.
- Fig. 5
- a further schematic representation of the switching arrangement according to the invention;
- Fig. 6
- a detailed view of a preferred alternative embodiment; and
- Fig. 7
- a detailed view of a further alternative embodiment.
In Fig. 1 ist eine Anordnung zum berührungslosen Schalten eines elektrischen Kontaktes generell mit 10 bezeichnet. In Fig. 1 is an arrangement for non-contact switching a electrical contact generally designated 10.
Die Schaltanordnung 10 dient zum berührungslosen Schalten eines
elektrischen Reed-Kontaktes 12, der ortsfest angeordnet ist.The switching
Ein Schaltvorgang wird ausgelöst mittels eines Schaltgliedes
14, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Das Schaltglied 14
ist in Fig. 1 als ein Membranteller 14 dargestellt, der mit einer
elastisch verformbaren Membran 16 verbunden ist. Die Membran
16 trennt einen Druckraum 18 von einem Druckraum 20. Das
Schaltglied 14 ist an der Membran 16 auf der dem Druckraum 20
zugewandten Seite festgelegt.A switching process is triggered by means of a switching
Sobald der Druck in dem Druckraum 18 größer ist als im Druckraum
20, wird die Membran 16 und damit das Schaltglied 14 zum
Druckraum 20 hin ausgelenkt. Dies ist in Fig. 1 schematisch
durch einen Pfeil 17 angedeutet, der zum einen die Bewegungsrichtung
des Schaltgliedes 14 dargestellt, als auch die Schaltkraft,
die aufgrund der Fläche der Membran auf das Schaltglied
14 ausgeübt wird.As soon as the pressure in the
Die Anordnung 10 weist ferner einen ortsfesten Träger 22 auf,
der beispielsweise durch ein Gehäuse gebildet sein kann.The
An dem Träger 22 ist eine Leiterplatte 24 festgelegt.A printed
Der Reed-Kontakt 12 ist auf der Oberseite der Leiterplatte 24
festgelegt und elektrisch mit Leiterbahnen der Leiterplatte 24
verbunden (nicht dargestellt). Es versteht sich, daß die Leiterplatte
weitere elektrische Bauelemente und Schaltkreise aufweisen
kann, um ein Öffnen und Schließen des Reed-Kontaktes 12
geeignet auszuwerten. Alternativ kann die Leiterplatte auch lediglich
die Verbindung zu Außenkontakten herstellen, wie es
nachstehend noch erläutert werden wird.The
Die Leiterplatte 24 ist nach der Art eines einseitig eingespannten
Balkens (Kragarms) festgelegt.The
Ein freies Ende 32 der Leiterplatte 24 ist folglich verschwenkbar,
wie es durch einen Pfeil 25 angedeutet ist.A
Die Leiterplatte 24 weist im Bereich der Einspannstelle 26 ein
Loch 28 oder eine sonstige, schwächende Aussparung auf. Hierdurch
wird ein Drehpunkt 30 für die Bewegungen des freien Endes
32 nahe an der Einspannstelle 26 eingerichtet.The
An der Oberseite des Endbereiches des freien Endes 32 der Leiterplatte
24 ist ein Einspannblock 34 festgelegt, der vorzugsweise
aus Kunststoff besteht. Die Oberseite 36 des Einspannblocks
34 ist unter einem Winkel 37 von 2° bis 45°, in der dargestellten
Ausführungsform beispielsweise um ca. 5° geneigt.
Durch Auswahl unterschiedliche Einspannblöcke 34 mit unterschiedlichem
Winkel der Oberseite 36 lassen sich, bei ansonsten
unveränderten konstruktiven Parametern der Schaltanordnung 10,
für unterschiedliche Applikationen geeignete Bauteile schaffen.
Mit anderen Worten kann durch Wahl des Winkels der Oberseite 36
des Einspannblockes 34 eine Grundvorspannung einer darauf zu
befestigenden Blattfeder 38 gewählt werden.At the top of the end portion of the
Auf der Oberseite 36 ist eine einlagige, in der Draufsicht etwa
rechteckige Blattfeder 38 einseitig eingespannt. Das freie Ende
40 der Blattfeder 38 weist dabei in die entgegengesetzte Richtung
wie das freie Ende 32 der Leiterplatte 24. On top 36 there is a single layer, approximately in plan view
Die durch die einseitige Einspannung der Blattfeder 38 eingerichtete
Beweglichkeit ist schematisch bei 41 gezeigt.The one set by the one-sided clamping of the
In einem mittleren Bereich 42 des freien Endes 40 ist die
Blattfeder 38 mit einem zentralen Loch 44 versehen. Durch das
Loch 44 greift ein nach unten weisender Zapfen 46 des Schaltgliedes
14. Die Unterseite des Schaltgliedes 14 ist ferner konisch
zulaufend ausgebildet, so daß die Oberseite der Blattfeder
38 nur punkt- bzw. kreislinienförmig berührt wird.In a
Ein Endbereich 48 des freien Endes 40 der Blattfeder 38 liegt
in einer Ruheposition, die in durchgezogenen Linien in Fig. 1
gezeigt ist, an der Unterseite eines ortsfesten Anschlages 50
an. Der Anschlag 50 kann einstückig mit dem ortsfesten Träger
22 ausgebildet sein.An
Die Lage des Anschlages 50 ist so gewählt, daß die Blattfeder
38 in der Ruheposition vorgespannt ist. Ferner liegt die Oberseite
des mittleren Bereiches 42 der Blattfeder in der Ruheposition
direkt unterhalb der Unterseite des Schaltgliedes 14,
und zwar so, daß die Membran 16 gegenüber ihrer entspannten
Grundposition nicht ausgelenkt ist.The position of the
An der Unterseite des Endbereiches 48 ist ein Permanentmagnet
52 festgelegt.At the bottom of the
In der Ruheposition der Blattfeder 38 ist die Unterseite des
Permanentmagneten 52 von der Oberseite des Reed-Kontaktes um
einen Schaltabstand 54 beabstandet. In the rest position of the
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, liegt die Mitte des Reed-Kontaktes
12 gegenüber der Mitte des Permanentmagneten 52 um
eine Entfernung 62 versetzt. Durch den seitlichen Versatz 62
wird gewährleistet, daß der Reed-Kontakt 12 immer von Feldlinien
des magnetischen Feldes des Permanentmagneten 52 einer vorgegebenen
Richtung beaufschlagt wird.As shown in Fig. 2, the center of the reed contact is located
12 from the center of the
Bei einem Versatz des Schaltgliedes 14 in die Bewegungsrichtung
17 wird das freie Ende 48 aus der in Fig. 1 gezeigten Ruheposition
in die gestrichelt gezeigte Schaltposition 48' bewegt. Die
dabei zurückgelegte Wegstrecke ist bei 56 gezeigt.If the switching
In der Schaltpositon 48' ist der Permanentmagnet 52 so nahe an
den Reed-Kontakt 12 herangeführt, daß letzterer geschaltet
wird.In switch position 48 ',
Zum Bewegen der Blattfeder 38 aus der Ruheposition in die
Schaltposition 48' muß mittels der Membran 16 eine Kraft 17
aufgebracht werden, die die Kraft 51 (=Schaltkraftschwelle)
übersteigt, die durch die Vorspannung der Blattfeder 38 eingerichtet
ist. Hierdurch wird vermieden, daß ein Schaltvorgang
bereits bei minimalen Druckdifferenzen zwischen den Druckräumen
18, 20 oder unabsichtlich durch Erschütterungen etc. ausgelöst
wird.To move the
An dem Träger 22 ist eine Einstellschraube 58 gelagert, die an
der Unterseite des freien Endes 32 der Leiterplatte 24 angreift.
Durch Verdrehen der Einstellschraube 58 in Richtung 59
wird das freie Ende 32 der Leiterplatte 24 je nach Bewegungsrichtung
25 nach oben oder unten bewegt. Hierdurch wird die
eingespannte Seite der Blattfeder 38 um den Drehpunkt 30 relativ
zu dem Anschlag 50 versetzt.On the
Mit anderen Worten läßt sich durch Verstellen der Einstellschraube
58 die Vorspannung der Blattfeder 38 einstellen, wie
es nachstehend anhand von Fig. 5 noch im Detail erläutert wird.
Dabei wird aufgrund des Anschlages 50 die Ruheposition des Endbereiches
48 des freien Endes 40 der Blattfeder 38 nicht verändert.
Bei der Schwenkbewegung des freien Endes 32 um den Drehpunkt
30 wird der mittlere Bereich 42 des freien Endes 40 der
Blattfeder 38 ebenfalls kaum oder gar nicht seine axiale Position
verändern. Folglich führt eine Verstellung der Vorspannung
der Blattfeder 38 im wesentlichen nicht zu einer veränderten
Ausgangsbelastung der Membran 16. Somit wird durch Verstellen
der Vorspannung der Blattfeder 38 die Kinematik der
Schaltanordnung 10 im übrigen nicht verändert.In other words, by adjusting the adjusting
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist auch die Blattfeder 38 im Bereich
ihrer Einspannstelle mit seitlichen Aussparungen 60 versehen.
Die Größe und Anordnung der Aussparungen 60 beeinflußt
die Federrate der Blattfeder 38. Durch die Aussparungen 60 wird
folglich eine Grundfederrate und folglich eine gewisse Grundvorspannung
der Blattfeder 38 in der Ruheposition eingestellt.
Die Vorspannung der Blattfeder 38 kann, ausgehend von der
Grundvorspannung, mittels der Einstellschraube 58 fein eingestellt
werden.As shown in FIG. 2, the
Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils ein Druckmeßgerät in Form einer
Druckdose 70 mit einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung. Elemente,
die die gleiche Funktion besitzen wie bei der schematischen
Darstellung einer Schaltanordnung in den Fig. 1 und 2,
sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.3 and 4 each show a pressure measuring device in the form of a
Die Druckdose 70 weist ein Oberteil 72 und ein Unterteil 74
auf, zwischen denen die Membran 16 eingespannt ist. Folglich
wird zwischen dem Oberteil 72 und der Membran 16 ein oberer
Druckraum 18 eingerichtet. Unterhalb der Membran 16 befindet
sich der zweite Druckraum 20. Das Oberteil 72 und das Unterteil
74 sind Kunststoffspritzgußteile. Das Unterteil 74 bildet den
ortsfesten Träger 22 sowie den Anschlag 50.The
Ferner ist zu erkennen, daß die Einstellschraube 58 als einfache
Madenschraube ausgebildet ist, die in das Unterteil 74 eingeschraubt
ist und von außen, d.h. im zusammengebauten Zustand,
bewegt werden kann. Dadurch ist eine Feinjustierung des Schaltpunktes
in der fertig montierten Druckdose 70 möglich.It can also be seen that the adjusting
An dem Unterteil 74 sind ferner Aussparungen vorgesehen, gegenüber
denen zwei Kontakte 76 vorstehen, die mit Leiterbahnen der
Leiterplatte 24 verbunden sind (nicht dargestellt).Recesses are also provided on the
Ferner ist zu erkennnen, daß die Blattfeder 38 in ihrem Endbereich
48 mit Rastmitteln 78 zur Aufnahme des Permanentmagneten
52 versehen ist. Hierdurch wird der Permanentmagnet 52 in eine
feste Position eingerastet. Die erfindungsgemäße Anordnung 10
sowie die Druckdose 70 lassen sich vollautomatisch montieren
und justieren.It can also be seen that the
Die Position des Permanentmagneten 52 wird vorzugsweise ermittelt
durch eine Kennlinie von Schaltabstand 54 über Mittenversatz
62 der Anordnung von Permanentmagnet 52 und Reed-Kontakt
12.The position of the
Sofern kein Anschlag 50 vorhanden ist, wird durch ein Einstellen
der Einstellschraube 58 der Permanentmagnet 52 am freien
Ende 40 der Blattfeder 38 dem Reed-Kontakt 12 entweder angenähert
oder von diesem wegbewegt. Hierdurch kann der Schaltabstand
54 verringert oder vergrößert werden. Damit läßt sich die
Schaltkraftschwelle bzw. der Schaltdruck auf einfache Weise
einstellen.If there is no
Der Drehpunkt des freien Endes 32 der Leiterplatte 24 läßt sich
durch die Lage des Loches 28 (oder durch die Lage entsprechender
seitlicher Aussparungen) und folglich durch Verengung der
Gelenkbreite festlegen. Je nach Abstand des Drehpunktes 30 von
der Einstellschraube 58 ist die Einstellempfindlichkeit gering
oder hoch.The pivot point of the
Wie oben erwähnt, bestimmen die Aussparungen 60 die Federrate
der Blattfeder 38. Für unterschiedliche Anwendungsfälle kann
die gleiche Ausgangsblattfeder durch Vorsehen unterschiedlich
großer Aussparungen 60 (oder eines entsprechenden Loches) verwendet
werden. Hierdurch kann die Schaltcharakteristik der
Druckdose 70 den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden.As mentioned above, the
Die Kopplung zwischen Schaltglied 14 und Blattfeder 38 kann
auch so erfolgen, daß anstelle eines Loches 44 in der Blattfeder
38 eine Mulde vorgesehen wird, in die der als Spitzenlager
ausgebildete Zapfen 46 greift. The coupling between switching
Generell läßt sich die gesamte Baugruppe aus Blattfeder 38,
Permanentmagnet 52, Einspannblock 34, und dem freien Ende 32
der Leiterplatte 24 im wesentlichen reibungsfrei bewegen. Ferner
ist zur Einstellung der Schaltkraftschwelle die Einstellschraube
58 vorgesehen. Der Reed-Kontakt 12 ist hingegen an der
Leiterplatte 24 ortsfest festgelegt.In general, the entire assembly of
Insgesamt läßt sich die erfindungsgemäße Druckdose 70 mit außerordentlich
wenigen Bauteilen realisieren. Daher treten keine
Reibungs- oder Koppelhysteresen auf. Die Schaltanordnung 10
läßt sich mit nur einer einzigen Einstellschraube 58 einstellen
und feinjustieren. Dabei wird von einer optimalen Relativlage
zwischen Permanentmagnet 52 und Reed-Kontakt 12 ausgegangen,
wie sie sich durch eine Kennlinie von Schaltabstand 54 über
Mittenversatz 62 ermitteln läßt.Overall, the pressure can 70 according to the invention can be extremely
few components. Therefore, no kick
Friction or coupling hysteresis. The switching
Fig. 5 zeigt in schematischer Form die Anordnung aus freiem Ende
32 eines Trägers, Einspannblock 34 und Blattfeder 38 in
schematischer Form und dient zum Erläutern der Einstellung der
Vorspannung durch Verschwenken des Einspannblockes 34.Fig. 5 shows in schematic form the arrangement from the
Durch Ausüben einer Kraft B auf das freie Ende 32, beispielsweise
mittels der Einstellschraube 58, läßt sich das freie Ende
32 um den Drehpunkt A (entsprechend dem Bezugszeichen 30 in
Fig. 1) verschwenken.By exerting a force B on the
Eine Ausgangsposition ist dabei in Fig. 5 in durchgezogenen Linien gezeigt. Eine Verschwenkposition ist durch Strich-Punkt-Linien dargestellt. A starting position is in solid lines in FIG. 5 shown. A swivel position is through dash-dot lines shown.
In der Ausgangsposition liegt die Einspannstelle C in einer Lage
C1. Bei Ausüben einer Kraft F1 (bei 17) auf einen mittleren
Bereich der Blattfeder 38, beispielsweise mittels des Schaltgliedes
14, wird der Punkt D um einen Weg S*1 ausgelenkt.In the starting position, the clamping point C is in a position C 1 . When a force F 1 (at 17) is exerted on a central region of the
Entsprechend wird das Ende 401 der Blattfeder 38 aus einer Position
E1 bis hin zu einer Position verschwenkt, ab der der
Reed-Kontakt 12 schaltet. Diese Position ist als Schwelle in
Fig. 5 dargestellt. Der Weg des freien Endes 401 in die bei
401' gezeigte Position beträgt S1.Accordingly, the
Bei einer Federrate c = ΔF/ΔS gilt folglich F1 = C x S1*. Durch
Verschwenken des freien Endes 32 um den Drehpunkt A gelangt die
Einspannstelle C in die Position C2. Folglich liegt das freie
Ende 402 der Blattfeder 38 bei einer Position E2. Das freie Ende
402 muß folglich bis zum Arbeitspunkt, bei 402' gezeigt, lediglich
eine Entfernung S2 zurücklegen. Dies erfordert eine
Kraft F2 am Punkt D, die kleiner ist als F1. Denn zur Erzielung
des Weges S2 am Ende 402 muß der Punkt D lediglich einen Weg S2*
zurücklegen, der kleiner ist als der oben genannte Weg S1*.With a spring rate c = ΔF / ΔS, F 1 = C x S 1 * applies. By pivoting the
Mit anderen Worten wird bei der gezeigten Konstruktion der Arbeitspunkt
(Schaltkraftschwelle) bei einer geringeren Kraft F2
erreicht, wenn das freie Ende 32 angehoben ist. Andererseits
führt ein Absenken des freien Endes 32 dazu, daß der Arbeitspunkt
erst bei einer höheren Kraft 17 erreicht wird.In other words, in the construction shown, the operating point (switching force threshold ) is reached at a lower force F 2 when the
In Fig. 5 ist ferner am äußersten Ende des freien Endes 32 ein
alternativer Drehpunkt A' gezeigt. Bei dieser alternativen Ausführungsform
wäre der Einspannblock 34 so gelagert, daß er um
den Schwenkpunkt A' verschwenkbar ist. Bei einer derartigen
Ausgestaltung würde ein Verschwenken des Einspannblockes 34 aus
der durchgezogen gezeigten Ausgangsposition in eine Schwenkposition
nach oben mittels einer Kraft B die Schaltkraftschwelle
erhöht werden.In Fig. 5 is also at the extreme end of the
Es versteht sich, daß bei Anwendung solcher Schaltanordnungen in einer Druckdose das Einrichten einer geringeren Schaltkraftschwelle bedeutet, daß die Druckdose bei einer geringeren Druckdifferenz schaltet.It is understood that when using such switching arrangements setting up a lower switching force threshold in a pressure cell means that the pressure can is at a lower Pressure difference switches.
Fig. 5 ist ferner zu entnehmen, daß das freie Ende 40 der
Blattfeder 38 nicht notwendigerweise durch einen Anschlag 50,
wie in Fig. 1 gezeigt, vorgespannt werden muß. Der Anschlag 50
dient im wesentlichen der Vermeidung von Schwingungen des Systems
aus Membran 16 und Blattfeder 38 bei einer Kraft 17 von
im wesentlichen 0 Newton bzw. einer Druckdifferenz von im wesentlichen
0. Der durch den Anschlag 50 realisierte Vorspannweg
sollte dann bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel größer sein
als die Differenz S1 - S2. Mit anderen Worten sollte der Anschlag
50 etwa auf der Höhe von E2 liegen. Dann wird die
Schaltfunktion trotz des Anschlages 50 über den Einstellbereich
des Einspannblockes 34 nicht beeinflußt.FIG. 5 also shows that the
Eine Variante einer Aussparung 60a in Form eines auf einer Mittenlinie
der Blattfeder liegenden Loches ist in Fig. 6 gezeigt.
Ein derartiges Loch 60a ist gegenüber den seitlichen Aussparungen
60 der Fig. 2 bevorzugt, da die Blattfeder 38 dann verdrehsteifer
gelagert ist.A variant of a
Fig. 7 zeigt eine weitere Variante, bei der die Blattfeder 38
ohne Loch 44 für einen Zapfen des Schaltgliedes 14 versehen
ist. In diesem Fall ist das untere Ende des Schaltgliedes 14a
abgerundet und liegt auf der Blattfeder 42a auf und kann zur
Verringerung der Reibung beispielsweise mit Teflon beschichtet
sein.7 shows a further variant in which the
Claims (16)
Mittel (58; B) zur Veränderung der Lage (C1, C2) der Einspannstelle (C) vorgesehen sind, so daß durch Veränderung der Lage (C1, C2) der Einspannstelle (C) die Schaltkraftschwelle eingestellt werden kann. Arrangement (10) for the contactless switching of an electrical contact (12) by means of a switching force (17) exceeding a predetermined switching force threshold, with
Means (58; B) for changing the position (C 1 , C 2 ) of the clamping point (C) are provided so that the switching force threshold can be set by changing the position (C 1 , C 2 ) of the clamping point (C).
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