EP4018467B1

EP4018467B1 - Membrandruckschalter

Info

Publication number: EP4018467B1
Application number: EP20771208.4A
Authority: EP
Inventors: Jochen Heimann; Michael Fiala
Original assignee: Inelta Sensorsysteme & Co KG GmbH
Current assignee: Inelta Sensorsysteme & Co KG GmbH
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2024-07-03
Anticipated expiration: 2040-08-20
Also published as: EP4018467A1; DE102019212681B4; WO2021037665A1; US11823853B2; US20220285112A1; DE102019212681A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Membrandruckschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Membrandruckschalter ist aus der US 2019 / 180965 A1 bekannt.
Ein weiterer Membrandruckschalter ist aus der DE 201 06 436 U1 bekannt. Dieser Druckschalter umfasst ein Isoliergehäuse, welches stirnseitig mit wenigstens zwei im Wesentlichen achsparallelen, radial elastischen Ankerzungen mit Greiferhaken versehen ist, die eine an einem Schlüsselsechskant angedrehte stirnseitige Ringfläche hintergreifen.
Aus der WO 2005 / 100792 A1 ist ein Membrandruckschalter bekannt, der ein Gehäuse aufweist, in dem eine verformbare Membran angeordnet ist. Dieser Membrandruckschalter weist ferner einen Mikroschalter auf, der gegenüber der Membran mittels einer Fixierscheibe im Gehäuse angeordnet ist, wobei die Fixierscheibe mit einem Außengewinde versehen ist, das im Montagezustand der Fixierscheibe in ein Innengewinde des Gehäuses eingeschraubt ist.
Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Membrandruckschalter zu schaffen, dessen Aufbau technisch einfacher ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Im Einzelnen wird erfindungsgemäß ein Membrandruckschalter geschaffen, der mit einem Gehäuse versehen ist, in dem eine verformbare Membran angeordnet ist. Ferner ist im Gehäuse ein Druckpilz vorgesehen, der durch eine Verformung der Membran verschiebbar geführt ist und hierfür an der Membran anliegt. Wird auf die Membran ein Druck ausgeübt, beispielsweise von einem druckbeaufschlagten Fluid, verformt sich die Membran und drückt auf den Druckpilz, so dass dieser entlang der Längsachse des Gehäuses von einer Ruheposition in eine Schaltposition verschoben werden kann.
In dieser Schaltposition betätigt der Druckpilz ein Schaltorgang eines Mikroschalters, der gegenüber dem Druckpilz mittels einer Fixierscheibe im Gehäuse angeordnet ist.
Es ist vorgesehen, dass die Fixierscheibe mit einem Außengewinde versehen ist, das im Montagezustand der Fixierscheibe in ein Innengewinde des Gehäuses eingeschraubt ist.
Dies ergibt gegenüber bekannten Druckschaltern, wie insbesondere dem gattungsgemäßen Druckschalter, den Vorteil einer geringeren Teileanzahl und einer erheblichen Vereinfachung der Montage.
Dies ergibt wiederum den Vorteil, dass der erfindungsgemäße Membrandruckschalter kostengünstiger herstellbar ist und einfach bedient werden kann.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1: eine Stirnansicht auf einen erfindungsgemäßen Membrandruckschalter,
Fig. 2: eine Schnittdarstellung des Membrandruckschalters entlang der Linie A-A in Fig. 1,
Fig. 3: eine Schnittdarstellung des Membrandruckschalters gemäß Fig. 1 entlang der Linie B-B in Fig. 1, und
Fig. 4: eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Membrandruckschalters.

Fig. 1 zeigt eine Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Membrandruckschalters 1 und verdeutlicht die Schnittlinien A-A sowie B-B, woraus sich die Schnittdarstellungen der Fig. 2 und 3 ergeben.
Aus einer Zusammenschau der Fig. 1 bis 3 wird deutlich, dass der Membrandruckschalter 1 ein Gehäuse 2 aufweist, in dem eine Membran 3 angeordnet ist, die mittels einer auf die Membran 3 aufgelegten Passscheibe 9 im Gehäuse 2 fixiert werden kann.
Die Membran 3 ist verformbar, wie beispielsweise durch ein in einen Druckraum 23 eingebrachtes Fluid, wofür die Passscheibe 9 eine vorzugsweise zentrische Ausnehmung 10 aufweist.
Wie Fig. 2 verdeutlicht, ist ferner ein Druckpilz 4 im Gehäuse 2 angeordnet, der eine Anlagescheibe 4A und einen an der Anlagescheibe 4A befestigten Stößel 4B aufweist. Der Druckpilz 4 liegt mit seiner Anlagescheibe 4A an der Membran 3 an und kann sich entlang eines Verschiebeweges, der durch den Doppelpfeil VW in Fig. 2 gekennzeichnet ist, in Richtung auf ein Betätigungselement 22 eines Mikroschalters 5 bewegen, der gegenüber dem Druckpilz mit Hilfe einer Fixierscheibe 6 im Gehäuse 2 angeordnet und fixiert ist.
Die Fixierscheibe 6 ist mit einem Außengewinde 7 versehen, das mit einem Innengewinde 8 des Gehäuses 2 zusammenwirken kann, so dass die Fixierscheibe 6 und der auf dieser angeordnete Mikroschalter 5 im Montagezustand im Gehäuse 2 eingeschraubt ist.
Vorzugsweise ist der Mikroschalter 5 abdichtend mit der Fixierscheibe 6 verklebt.
Wie Fig. 2 ferner verdeutlicht, ist im Gehäuse 2 ein Endanschlag 11 für den Druckpilz 4 vorgesehen, der den Verschiebeweg VW dadurch begrenzt, dass in der Endlage die Anlagescheibe 4A auf dem Anschlag 11 aufliegt.
Wie ferner Fig. 2 verdeutlicht, ist der Mikroschalter 5 mit einer Platine 12 verbunden, die ebenfalls im Gehäuse 2 angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt schließlich, dass ein Rohr 17 auf der Seite des Mikroschalters 5 auf einen freien Endbereich 18 des Gehäuses 2 aufgesteckt ist, wobei im in Fig. 2 dargestellten Endmontagezustand ein Anschlusskabel 21 auf die Platine 12 aufgelötet ist und in das Rohr 17 zwei Vergussmassen 19 und 20 eingefüllt sind. Die Vergussmasse 19 ist hierbei eine dickflüssige Kunststoffmasse, so dass verhindert werden kann, dass diese Vergussmasse 19 in die miteinander verschraubten Gewinde 7 und 8 eindringen kann.
Die zweite Vergussmasse 20 ist eine für eine UL-Zertifizierung geeignete Kunststoffmasse.
Aus Fig. 3 ergibt sich, dass ferner eine Konterschraube 13 durch die Platine 12 hindurch in ein Innengewinde 14 der Fixierscheibe 6 eingeschraubt ist. In diesem eingeschraubten Zustand stützt sich die Konterschraube 13 mit ihrer vorderen Stirnfläche 15 auf einer Bodenfläche 16 des Gehäuses 2 ab. Dies ergibt eine Verkantung des Außengewindes 7 gegenüber dem Innengewinde 8, was die Lage der Fixierscheibe 6 und damit des Mikroschalters 5 im Gehäuse 2 festlegt.
Neben dem zuvor beschriebenen, in Fig. 4 in perspektivischer Ansicht im Endmontagezustand dargestellten Membrandruckschalter 1 betrifft die vorliegende Erfindung ferner ein Verfahren zur Einstellung eines Schaltpunktes eines Membrandruckschalters. Dieses Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

Anlegen eines Drucks im Druckraum 23 des Gehäuses 2, was eine Verformung der Membran 3 und ein Verschieben des Druckpilzes 4 in Richtung auf den Endanschlag 11 bewirkt.
Im nächsten Verfahrensschritt wird die Fixierscheibe 6 mit dem auf dieser fixierten Mikroschalter 5 in das Gehäuse 2 eingeschraubt, bis der Mikroschalter 5 durch den Druckpilz 4 geschaltet wird.
Vorzugsweise kann diese Schaltung des Mikroschalters 5 auf einem geeigneten Montagewerkzeug angezeigt werden.
Im letzten Montageschritt wird die Konterschraube 13 durch die Platine 12 in das Innengewinde 14 der Fixierscheibe 6 eingeschraubt, bis sich die Stirnfläche 15 auf der Bodenfläche 16 des Gehäuses 2 abstützt. Wie zuvor beschrieben, ergibt sich eine Verkantung des Innengewindes 8 des Gehäuses 6 gegenüber dem Außengewinde 7 der Fixierscheibe 6, was die Fixierscheibe 6 festlegt und damit der Schaltpunkt des Mikroschalters fixiert wird.

Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den Fig. 1 bis 4 Bezug genommen.

Bezugszeichenliste

1: Membrandruckschalter
2: Gehäuse
3: Membran
4: Druckpilz
4A: Anlagescheibe
4B: Stößel
5: Mikroschalter
6: Fixierscheibe
7: Außengewinde
8: Innengewinde
9: Passscheibe
10: zentrische Ausnehmung
11: Endanschlag / Anschlag
12: Platine
13: Konterschraube
14: Innengewinde
15: Stirnfläche
16: Bodenfläche
17: Rohr
18: Endbereich
19, 20: Vergussmassen
21: Anschlusskabel
22: Schaltstift/Betätigungselement
23: Druckraum
VW: Verschiebeweg des Druckpilzes 4

Claims

Membrandruckschalter (1)
- mit einem Gehäuse (2), in dem eine verformbare Membran (3) angeordnet ist, an der ein durch die Verformung der Membran (3) verschiebbarer Druckpilz (4) anliegt; und

- mit einem Mikroschalter (5), der gegenüber dem Druckpilz (4) mittels einer Fixierscheibe (6) im Gehäuse (2) angeordnet ist,

- wobei die Fixierscheibe (6) mit einem Außengewinde (7) versehen ist, das im Montagezustand der Fixierscheibe (6) in ein Innengewinde (8) des Gehäuses (2) eingeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Mikroschalter (5) mit einer Platine (12) verbunden ist, und

- dass eine Konterschaube (13) durch die Platine (12) hindurch in ein Innengewinde (14) der Fixierscheibe (6) eingeschraubt ist, die sich mit ihrer vorderen Stirnfläche (15) auf einer Bodenfläche (16) des Gehäuses (2) abstützt.
Membrandruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroschalter (5) abdichtend mit der Fixierscheibe (6) verklebt ist.
Membrandruckschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Membran (3) eine Passscheibe (9) aufgelegt ist, die im Gehäuse (2) fixiert ist.
Membrandruckschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Passscheibe (9) eine zentrische Ausnehmung (10) aufweist.
Membrandruckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) ein Endanschlag (11) für den Druckpilz (4) angeordnet ist.
Membrandruckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr (17) auf Seiten des Mikroschalters (5) auf einen freien Endbereich (18) des Gehäuses (2) aufgesteckt ist und das in das Rohr (17) zwei Vergussmassen (19, 20) eingefüllt sind.
Verfahren zur Einstellung eines Schaltpunktes eines Membrandruckschalters (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 mit folgenden Verfahrensschritten:
- Anlegen von Druck in einem Druckraum (23) des Gehäuses (2) und Verformen der Membran (3) sowie Verschieben des Druckpilzes (4) in eine Schaltposition;

- Einschrauben der Fixierscheibe (6) mit dem auf dieser fixierten Mikroschalter (5), bis der Mikroschalter (5) durch den Druckpilz (4) geschaltet wird;

- Vorzugsweises Anzeigen der Schaltung des Mikroschalters (5); und

- Einschrauben der Konterschraube (13) in die Fixierscheibe (6), bis sich eine Stirnfläche (15) der Konterschraube (13) auf einer Bodenfläche (16) des Gehäuses (2) abstützt und dadurch das Innengewinde (8) des Gehäuses (2) und das Außengewinde (7) der Fixierscheibe (6) zur Festlegung der Fixierscheibe (6) und damit zur Festlegung des Schaltpunktes gegeneinander verkantet werden.